IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Исследование природных и химических стимуляторов роста растений на примере выращивания салата кресс
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Актуальность: В XXI веке уровень потребления некоторых необходимых витамин, согласно Роспотребнадзору, россиянами, по сравнению с мировыми показателями, отстает [4].
По мнению доктора биологических наук, профессора, заведующей лабораторией витаминов и минеральных веществ НИИ питания РАМН, В. Коденцовой, около 70% населения испытывает недостаток в витаминах [3]. При сравнении нехватки витаминов за период 1987 и 2017 гг. у взрослого населения из различных регионов страны, выяснилось, нехватка витамин сохраняется у большего процента населения [2].
Постановка и формулировка проблемы: Витамины мы получаем из пищи, точнее, преобладающий процент минералов и микроэлементов из овощей, фруктов, зелени. В магазинах, на сегодняшний день не существует проблемы в покупке данных товаров. Но качество продуктов их в разы меньше, так как фрукты и овощи чаще собираются недозрелыми, чтоб они не портились при транспортировке, соответственно в них изначально мало витамин. Некоторые полезные вещества начинают расщепляться в течение времени перевозки и при хранении. Нельзя забывать про термическую обработку и заморозку продуктов, в немалой степени разрушающих витамины.
Большой процент содержания полезных элементов находится в зелени, которую можно купить круглогодично, но, много ли в ней содержится витамин, также не маловажна цена данного продукта. Витамины не могут накапливаться в организме, значит питаться зеленью, необходимо каждый день. Соответственно покупка зелени достаточна обременительна материальна. Также не известно, где росла зелень, сколько пролежала и есть ли в ней полезные витамины необходимые нам для нормального функционирования организма.
Разработанность исследуемой проблемы: Исследованиями по влиянию стимуляторов роста на растения занимаются многие учащиеся школ. Наиболее актуальны и взаимосвязаны следующие исследовательские работы ребят из городов Брянска и Москвы за 2017 год на такие темы как: «Влияние стимуляторов роста на рост и развитие растений», ученицы 11 класса и: «Влияние биостимуляторов на прорастание семян гороха», ученицами 9 класса. По итогам данных работ выяснилось, лучшими природными стимуляторами роста при прорастании семян гороха стали сок золотого уса и алоэ, синтетический стимулятор «Стимул» хорошо показал себя при применении выращивания культур огурца и помидора.
На основе полученных знаний и данных поставлена цель работы: провести сравнительный анализ природных и химических стимуляторов роста растений на примере выращивания салата кресс.
Задачи:
- изучить литературу по данной теме;
- организовать и провести онлайн-опрос людей о выборе стимуляторов растений;
- организовать и провести опытно-экспериментальную работу по исследованию природных и химических стимуляторов растений.
Объект исследования: стимуляторы растений.
Предмет исследования: природные и химические стимуляторы растений.
Гипотеза: природные и химические стимуляторы одинаково влияют на рост растений.
Методы исследования:
- анализ информационных источников при изучении литературы по данной теме;
- онлайн-опрос изучения мнения людей об их выборе при использовании стимуляторов роста;
- эксперимент действия природных и химических стимуляторов на рост растений на примере салата кресс.
Основная часть
Открытие стимуляторов растений
Растение, как все живые организмы имеет ряд процессов характерных для жизнедеятельности. Растению в этом помогает присутствующие в нем фитогормоны, такие как: гиббереллины, цитокинины, брассины и ауксины. Каждый, из которых, отвечает за свой, определенный процесс: гибберелины за цветение, цитокинины за развитие корневой системы и обмен веществ, брассины отвечают за иммунитет растения и ауксины за рост почек и побегов [3].
Американский ученый Ф. Денни первый заметил, что этилен влияет на созревание лимона в 1924 году. Он стал первым, кто установил влияние вещества на развитие растений.
Препарат, положительно влияющий на ауксин, был найден случайно. В растениях, местах роста: верхушка, корень происходит постоянное деление клеток, там же происходит выделение сложного органического соединения ауксина. Именно он стимулирует клетку к делению. На полях, где росла пшеница, количество зерновок было на 80% больше, там, где помимо пшеницы всходило сорное растение куколь. Проведя химический анализ, выяснилось, в данном сорняке находится один из ауксинов. Так появился гетероауксин – природный фитогормон.
Сегодня, ученые, помимо естественно работающих фитогормонов в самом растении создали синтетические препараты, положительно влияющих на работу естественных, которые называются стимуляторы роста растений. На сегодня известно около пяти тысяч соединений влияющих на процессы в растениях, природного происхождения и синтезированных химическим путем соединений.
Таким образом, впервые установил влияние вещества на созревание плода Ф. Денни. Вещества, положительно влияющие на фитогормон, в результате которого растение лучше растет и развивается, является стимулятором.
Опытно-экспериментальная работа по исследованию химических и природных стимуляторов роста растений на примере салата кресс
Для проведения эксперимента узнали мнения людей о предпочтениях в используемых ими стимуляторах роста растений. Исследование о выборе мы проводили онлайн анкетированием в группе VK «МБОУ «ОШ №10»» (Приложение 1). Приняли участие 47 человека. Для более качественного проведения анкетирование проводилось анонимно, включало вопрос открытого типа с выбором ответа.
Вопрос анкеты:
1.Используйте ли вы стимуляторы, если да, то какие?
а) натуральные;
б) химические;
в) и натуральные и химические;
Для исследованиястимуляторов роста растений проводим эксперимент. Необходимое оборудование: пластиковые стаканчики, грунт «Рассадный», керамзит, семена салата кресс: «Витаминный», синтетические (химические) стимуляторы, состав которых представлен в таблице (Таблица 1.): «ЭПИН – экстра», «Корневин – СП», «Гетероауксин», «Стимул», природные (натуральные) стимуляторы: пчелиный мёд, алоэ, каллизия душистая (золотой ус).
Таблица 1.
|
Название препарата |
Состав препарата |
|
ЭПИН – экстра |
24 - эпибрассинолид |
|
Корневин – СП |
4(индол-3-ил) масляная кислота |
|
Гетероауксин |
β-индолилуксусная кислота |
|
Стимул |
L-α-аминокислоты |
Ход работы: В пластиковый стаканчик добавляем керамзит, как укрепитель и грунт, в который будем сажать семена. Делаем в грунте небольшую ямку около 0,5 см и высаживаем по 5 семян растений. Перед и после поливаем исследуемыми растворами (фото 1). Перед посадкой семена в исследуемых средствах «ЭПИН-экстра» и «Гетероауксин» предварительно замачиваем на 2 и последний на 6 часов (фото 2). Затем аналогично высаживаем во влажный грунт [1].
|
фото 1 |
фото 2 |
Природные растворы для полива делаются следующим образом: сока алоэ делается 1 столовая ложка (20 мл.) на 1 литр воды; 1 чайную ложку (5 мл.) на 1 стакан (200мл) воды; 1 чайную ложку (5 мл.) на 1 стакан (200мл) воды.
Результат опытно-экспериментальной работы по исследованию химических и природных стимуляторов роста растений на примере салата кресс
Результат онлайн опроса людей о выборе стимуляторов роста растений можно увидеть на диаграмме 1.
Таким образом, выяснилось, используют стимуляторы для роста растений: натуральные (природные) - 35 человек (74,47%), синтетические (химические) – 5 человека (10,64%), и натуральные (природные) и синтетические (химические) - 7 человек (14,89%). Из чего можно сделать вывод, что люди используют различные препараты для роста растений, но больший процент отдают предпочтение стимуляторам натуральным, то есть природного происхождения.
В результате проведения экспериментальной работы выяснилось, что природные и синтетические удобрения одинаково влияют на рост растений, что можно увидеть из таблицы (Таблица 2.).
Таблица 2.
|
удобрения |
прирост растений (миллиметр-мм, сантиметр-см) |
||||||
|
день 1 |
день 2 |
день 3 |
день 4 |
день 5 |
день 6 |
день 7 |
|
|
«ЭПИН – экстра» |
- |
- |
4мм |
1,5см |
2см |
3см |
4см |
|
«Корневин – СП» |
- |
2 мм |
4мм |
7мм |
1см |
1,7см |
2см |
|
«Гетероауксин» |
- |
1 мм |
1,8см |
2,3см |
3см |
3,7см |
4,5см |
|
«Стимул» |
2 мм |
3 мм |
8мм |
1,5см |
3см |
4см |
5,3см |
|
пчелиный мёд |
- |
2 мм |
5мм |
1см |
2см |
3см |
3,2см |
|
алоэ |
2 мм |
4 мм |
1см |
3 см |
4 см |
4,5см |
5,7см |
|
золотой ус |
- |
3 мм |
7мм |
1,5см |
3см |
3,1см |
3,3см |
|
без удобрений |
- |
2 мм |
1,5см |
2см |
3см |
3,2см |
4см |
Таким образом, при использовании природного, на основе сока алоэ (фото 3) и синтетических «Стимул» (фото 4) и «Гетероауксин» (фото 5) стимуляторов роста показали наилучший результат. Худший результат показали пчелиный мёд (фото 6), золотой ус (фото 7), «Корневин-СП» (фото 8).
|
фото 3 |
фото 4 |
фото 5 |
|
фото 6 |
фото 7 |
фото 8 |
Заключение
Из литературы выяснили, в растениях присутствуют собственные стимуляторы (регуляторы) роста – фитогормоны. Для усиления всходов растений применяются стимуляторы роста, которые положительно влияют на естественные фитогормоны растения.
Для исследования мы узнали мнение людей о приоритетном выборе ими стимуляторов роста. По результату онлайн – анкетирования, в котором приняли участие 47 человек, максимально, а именно 35 человек ответили, что используют природные стимуляторы. 5 человек выбрали химические препараты, 7 человек – и те и другие. Таким образом, большее количество голосов было отдано природным стимуляторам роста.
При проведении сравнительного анализа результатов экспериментальной работы природных и химических стимуляторов роста установили, следующее. Лучше всего растение взошло и выросло при использовании препаратов: «Стимул», «Гетероауксин» и раствора сока алоэ. Хуже семена взошли и выросли при использовании стимулятора: «Корневин – СП». Меньший прирост на седьмой день показало растение при использовании препарата «ЭПИН – экстра» и растворов пчелиный мёд и золотой ус.
Данные исследования необходимы для понимания разницы при сравнении химических природных стимуляторов роста растений, тщательного выбора препаратов в повседневной жизни каждого человека для выращивания зелени, а именно салата кресс «Витаминный» в течение всего года. Несомненно, полученные факты станут необходимы при изучении тем удобрения, регуляторы, стимуляторы роста растений на предметах «биология», «химия» в среднем звене, факультативных и элективных курсов.
Проанализировав данные по сведениям в различных информационных источниках на данную тематику, выяснили, что информации по сравнению природных и химических стимуляторов роста растений нет, что является новизной работы.
В дальнейшем планирую продолжить работу по изучению данной темы и найти наилучшие способы выращивания зелени (базилик, шпинат, петрушка, укроп) в домашних условиях круглогодично.
Таким образом, гипотеза работы подтверждена, природные и химические стимуляторы одинаково влияют на рост растений. Цель работы проведение сравнительного анализа природных и химических стимуляторов роста растений на примере выращивания салата кресс достигнута.
Список использованных источников и литературы
Власенко, Е.А. Зелень и салаты. Секреты чудо-урожая. — 2018. — 3 с.;
Дудки, И.А. Словарь ботанических терминов, под редакцией. — 1984.
Кодинцова, В.М. Витаминная обеспеченность взрослого населения Российской Федерации// В.М. Кодинцова //Вопросы питания. – 2018. - №2.– С. 62;
Нормыфизиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. Методические рекомендации: — М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009.—36 с.
Приложение 1
Онлайн-анкетирование