VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Влияние азотных удобрений на получение экологически чистой биомассы мяты

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Серкова Ю.А. 1

---

1МОУ "СОШ №20"

Соловьев С.М. 1

---

1МОУ "СОШ №20"

Работа в формате PDF

1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

1.Введение

1.1 Актуальность работы

Издавна известно, что многие растения обладают целебными свойствами. Раньше, когда медицина не была так развита, люди, в основном, лечили болезни только травами, различными настоями и мазями, сделанными из растений, что не оказывало побочных эффектов на системы органов организма. Спустя время всё меньше остаётся людей, способных передать эти знания, всё меньше тех, кому это интересно. Всё большую популярность приобретают химические лекарства, а не натуральные. Не все регионы экологически благополучны, поэтому можно получать лекарственную продукцию в домашних условиях, что доступно каждому желающему.

1.2 Цели и задачи исследований

Целью исследований являлось определение влияния азотных удобрений на рост и развитие корейской мяты «Утренняя свежесть».

В задачи исследований входило определение процента всхожести семян, влияние азотных удобрений на рост и развитие корейской мяты «Утренняя свежесть».

1.3 Гипотеза

Подтвердить, что использование азотных удобрений ускоряет развитие, и рост вегетативной биомассы мяты.

1.4 Научная новизна работы

Впервые в школах города Подольска определено влияние азотных удобрений на рост и развитие корейской мяты «Утренняя свежесть».

1.5 Практическое значение работы

Материалы данного исследования можно использовать как методические рекомендации для овощеводов, а также при изучении разделов и тем курсов биологии и химии.

1.6 Апробация работы

Результаты исследований заслушаны на заседании активистов научно – исследовательской деятельности МОУ СОШ №20 города Подольска и рекомендовано для дальнейшей защиты.

1.7 Собственное участие автора в работе

Изучала научно – методическую литературу, проводила выбор и предпосевную подготовку семян, подготавливала грунт, ухаживала за растениями, рассчитывала среднюю величину модификационной изменчивости, анализировала результаты эксперимента.

1.8 Структура и объем работы

Научная работа изложена на русском языке, на 16 страницах машинописного текста и состоит из введения и 8 глав. Работа содержит 5 таблиц, 7 фотографий, а также 3 графика. Список использованной литературы включает 9 источников, в том числе 1 иностранный.

2.Основная часть работы (теоретическая)

2.1 Биологическая характеристика, систематическое положение, агротехника возделывания, использование мяты перечной.

Мята перечная (лат. Mentha peperita) – травянистое растение. Культурное растение было получено путём гибридизации дикорастущих видов мяты – мяты водной (Mentha aquatic) и мяты колосистой (Mentha spicata). У этой травы длинное пахучее корневище, стебли имеет простые или ветвистые. Листья у мяты супротивные, яйцевидно-ланцетные, острые. Грани покрыты небольшими зубчиками.

Систематическое положение

Царство: растения

Подцарство: зеленые растения

Отдел: цветковые

Класс: двудольные

Порядок: ясноткоцветные

Семейство: яснотковые

Подсемейство: котовниковые

Род: мята

Вид: мята перечная

Агротехника возделывания

На очень лёгких и очень тяжёлых почвах мята чувствует себя плохо. Мята перечная не требовательна к калию. На 1 часть азота выносит 0.5 части калия, 0.5 части кальция и 0.25 магния. Мята очень чувствительна к избытку азота, который снижает устойчивость к ржавчине, количество и качество урожая. Во время вегетации азотные удобрения вносить не нужно, так как можно легко поранить нежные листья.

Использование мяты

Мята перечная улучшает кровообращение мозга, нормализует сердечную деятельность, особенно при аритмии. Масло мяты перечной также входит в состав многих лечебных препаратов: мятные капли, мятные таблетки, различные мази. Мяту назначают при повышенной кислотности желудка, при тошноте, нервных заболеваниях и бессоннице. Мятный чай положительно влияет на сердечную мышцу, снимает учащённый пульс, расслабляет тонус мышц всего тела. Горечь мяты будет полезна людям с заболеваниями печени.

2.2 Характеристика азотных удобрений

Удобрения можно классифицировать на минеральные и органические. Минеральные удобрения делятся на азотные, нитратные, фосфорные, калийные и микроудобрения. К органическим относятся навоз, птичий помет, торфяные компосты и зеленое удобрение.

В своём проекте я использовала минеральные удобрения, а именно карбамид (мочевину) CO(NH2)2.

Азот является одним из основных элементов питания, которые необходимы для жизни растений.

Он играет очень важную роль в обмене веществ. Азот входит в состав таких важных веществ, как белки, нуклеиновые кислоты, хлорофилл и т.д.

Аммиачная селитра имеет ряд преимуществ перед другими азотными удобрениями.

Она содержит 34-34.5% азота, а другие удобрения намного меньше. Аммиачная селитра является универсальным азотным удобрением, так как содержит аммиачную и нитратную формы. Аммиачная форма азота может использоваться растениями без предварительного окисления. В чистом виде аммиачная селитра представляет собой белое кристаллическое вещество, содержащее 35% азота, 60% кислорода и 5% водорода.

Карбамид (мочевина) – самое известное азотное удобрение. Его внешний вид представляет собой бесцветные кристаллы без запаха.

Готовый продукт выглядит как округлые гранулы белого, сероватого или слегка желтого цвета.

Это самое концентрированное азотное удобрение: в чистой мочевине содержится порядка 46.2% азота. Карбамид используется для корневых и внекорневых подкормок, а также для борьбы с вредителями и болезнями.

2.3 Влияние азотных удобрений на растения.

Обогащение почвы азотными удобрениями помогает решить большинство проблем с плодородием и ростом высаженных растений.

Использование азотных удобрений:
1) Ускоряет рост органов растений: стеблей, корней, листвы.

2) Насыщает растения аминокислотами в молодом возрасте.

3) Улучшает водный баланс растения.

4) Повышает устойчивость растений к внешней среде и повреждениям.

5) Повышает урожайность всего посева.

3.Объекты и методы исследований (практическая часть)

3.1 Биологическая характеристика корейской мяты «Утренняя свежесть»

Многолетнее пряно-целебное растение родом из Кореи, Китая и Японии. Имеет уникальный аромат, сочетающий тона мяты, душицы и аниса.

Используется как в качестве кулинарной пряности, так и в качестве целебного растения. Растение довольно крупное, до 1 метра в высоту, с прямостоячими стеблями и синевато-лиловыми трубчатыми цветками, собранными в плотные полосовидные соцветия. В качестве целебного растения мяту употребляют как общеукрепляющее и предупреждающее старение, его эфирное масло обладает бактерицидным свойством. Посев проводят за 2.5 месяца до высадки растений в грунт. Оптимальная температура для появления всходов и нормального развития растений 20-25 градусов, при регулярном увлажнении.

3.2 Характеристика эксперимента

Эксперимент проводился в домашних условиях, но посев был произведен в лабораторных условиях МОУ СОШ №20.

Для проведения эксперимента были приобретены 2 упаковки семян корейской мяты «Утренняя свежесть» по 100 штук в каждой, 10 литров универсального грунта (содержится 350 мг/кг азота), 800 г карбамида (мочевина), 3 прямоугольных горшка размерами 300х150х140 мм (что составляет 0,045 м²).

Мята очень требовательна к азоту и для неё необходимо не менее 555 мг/кг. Исходя из этих данных, для нормального роста и развития мяты в грунте не достает 205 мг/кг. Поэтому мы провели эксперимент с добавлением азотных удобрений в I-ой группе по норме, во II-ой – с избытком.

Горшки были заполнены грунтом, а семена были разделены на 3 группы (по 50 семян в каждой):

I – опытная (50 семян), растения удобрялись по норме (20 г/м²);

II – опытная (50 семян), растения удобрялись с избытком (в 3 раза выше нормы);

III – контрольная (50 семян), растения поливались обычной водой.

- Перед посевом семян в грунт I – ой группы были внесены удобрения карбамид, согласно норме (2 г карбамида растворили в 1 л воды и оросили грунт)

- В грунт II – ой группы было внесено 6 г карбамида (в 3 раза выше нормы);

- В грунт III – ей группы (контрольная) удобрения не вносились.

Посев семян был произведен 1 сентября 2018 года на грунт (так как семена мелкие). Орошенные водой семена сверху были накрыты пищевой пленкой для создания эффекта микропарника.

Семена I (опытной) группы взошли 2 октября в количестве 7 ростков. Семена II (опытной) группы взошли 2 октября в количестве 3 ростков. Семена III (контрольной) группы взошли 2 октября в количестве 5 ростков.

Один раз в три дня проводились подсчеты проросших семян в трех группах.

Результаты всхожести семян по датам, высота ростков и длина листовых пластин отображены в Приложениях: Табл.1, Табл.2 и графики к ним.

Генотипически однородные семена могут проявить себя по-разному (в зависимости от внешних факторов – подкормка удобрениями, свет, влажность, температура, глубина заделки семян и др.), что проявляется в модификационной изменчивости (ненаследственная изменчивость), которая выражается во внешних, фенотипических признаках, которыми могут быть: разная высота растений, длина листовых пластин и др.

3.3 Ненаследственная (модификационная) изменчивость

Ненаследственная или модификационная изменчивость – это изменение признаков организма, вызванные изменениями условий среды обитания и не связанные с изменениями генотипа.

Модификационные изменения – это реакции на изменение интенсивности действия определенных факторов окружающей среды. Степень выраженности модификаций напрямую зависит от интенсивности и продолжительности действия на организм определенного фактора. Модификации могут исчезать на протяжении жизни одной особи.

Для изучения изменчивости определённого признака составляются вариационные ряды показателей проявления определенного признака.

Длина вариационного ряда свидетельствует о размере модификационной изменчивости.

Она обусловлена нормой реакции организма, но зависит и от условий окружающей среды: чем стабильнее условия существования организмов, тем короче вариационный ряд, и наоборот.

Можно заметить, что наибольшее количество отдельных вариант расположено в средней части. Данное расположение объясняется минимальными и максимальными значениями развития, которые формируются тогда,

когда большинство факторов окружающей среды действуют в одном направлении: наиболее или наименее благоприятном.

Распределение вариант внутри вариационного ряда графически изображают в виде вариационных кривых. Вариационная кривая – это графическое изображение изменчивости определенного признака, которое показывает размах изменчивости и частоту встречаемости определенных вариант. С помощью вариационной кривой можно установить средние показатели и норму реакции того или иного признака. (Приложения, Табл.3, Табл.4, Табл.5)

Формула определения средней величины модификационной изменчивости:

M = Σ(v•p)/n ,

где М – средняя величина; Σ - знак суммы, n - общее число вариант вариационного  ряда,v – вариант, p – частота встречаемости.

4.Результаты исследований и их обсуждение

В результате исследований было выявлено следующее:

1) Всхожесть семян I – ой группы преобладает над всхожестью семян II – ой и III – ей групп.

Всхожесть составила:

(I группа) – 97%

(II группа) – 50%

(III группа) – 92%

2) При удобрении семян в норме сроки их прорастания сокращаются, и интенсивность роста и развития повышается. (Приложения, Табл.1, Граф.1).

3) Растения I – ой группы преобладают над растениями II – ой и III – ей групп по высоте и скорости развития (Приложения, Табл.2, Граф.2 и Граф.3).

4) Во II – ой группе семена прорастали, и некоторые ростки тут же пропадали (пропало 25 из 50). Вероятная причина – переизбыток удобрений.

5. Экономическая эффективность

Экономическую эффективность применения азотных удобрений можно будет рассчитать при получении товарной продукции, хотя уже сейчас можно сказать, что использование азотных удобрений экономически эффективно, так как растения I – ой (опытной) группы заметно преобладают в росте и по массе над растениями других групп.

Экономической эффективности можно добиться при внесении оптимального количества удобрений, отмеченных на товарных упаковках.

При внесении избытка удобрения приносят вред растениям.

Полную вегетативную массу мы еще не получили, так как эксперимент еще продолжается.

6. Выводы и предложения

Выводы:

1) Применение азотных удобрений в соответствии с рекомендуемыми нормами способствует быстрому прорастанию семян и более интенсивному росту и развитию растений.

2) Растения I – ой группы за исследуемый период преобладали в росте и развитии над растениями II – ой и III – ей групп.

3) Так как применение оптимального количества азотных удобрений ускоряет рост и развитие растений, то его применение можно считать целесообразным.

4) При избытке удобрений всхожесть семян, а также сохранность растений снижается.

5) В искусственных условиях можно получить экологически чистое сырьё мяты в домашних условиях.

6) При использовании оптимального количества азотных удобрений (карбамид) можно получить большее количество вегетативной массы растений с целью использования его в лечебных целях.

7) Подтвердилась гипотеза о том, что использование азотных удобрений ускоряет рост и развитие вегетативной массы мяты.

Предложения:

Результаты наших исследований можно рекомендовать фермерским, личным хозяйствам, а также растениеводам – любителям использование азотных удобрений с целью сокращения вегетационного периода и получения максимального количества биомассы мяты с целью ее использования в лечебных целях.

Также материалы исследования можно использовать при изучении разделов и тем курса биологии и химии.

7. Литература

1) Байер Й., Байерова В., Корим Й. «Как правильно удобрять приусадебные участки» - Минск: Издательство «Ураджай», 1985.

2) Гиляров, М.С. «Биологический энциклопедический словарь» - Москва: Издательство «Советская энциклопедия», 1986.

3) Дубровин, И.И. «Целительная мята» - Воронеж: Издательство «Научная книга», 2006.

4) Журавлёв Н., статья «Азотные удобрения, их значение и применение», 2016.

5) Ильина, Т.А. «Большая иллюстрированная энциклопедия лекарственных растений» - Москва: Издательство «Эксмо».

6) Кизима, Г.А. «Большая книга садовода и огородника» - Москва: Издательство «АСТ», 2017.

7)Миниович М.А. «Производство аммиачной селитры» - Москва, Сектор научно-технической информации ГИАП, 1961.

8) Петина О., статья «Как правильно использовать мочевину в саду и в огороде», 2016.

9) Петросян, О.А. «Удобрения и подкормки» - Москва: Издательство «Вече», 2003.

7 Приложения

Мята во II группе

Мята в III группе

Мята в I группе

Скорость прорастания семян, Табл.1

Высота ростков и длина листовых пластин, Табл.2

Образец расчёта средней величины модификационной изменчивости высоты растений I группы, Табл.3

M_ср=49*3+50*5+52*6+56*5+59*6+61*8+63*7+65*5+69*3/48=2704/48=56,3 мм.

Образец расчёта средней величины модификационной изменчивости высоты растений II группы, Табл.4

M_ср=43*2+44*3+46*3+50*5+53*6+55*3+57*2+58*1/25=1261/25=50,44 мм.

Образец расчёта средней величины модификационной изменчивости высоты растений III группы, Табл.5

М_ср=47*4+48*5+50*6+54*7+57*6+59*6+61*5+63*4+67*3/46=2560/46=55,65 мм.

Скорость прорастания семян, Граф.1

Высота ростков, Граф.2

Длина листовых пластин, Граф.3