Влияние кислотности на всхожесть культурных растений

Международная научно-практическая конференция учащихся и педагогов
«Первые шаги в науку»
Предметная область: «Биология»
Исследовательская работа на тему:
«Влияние кислотности почвы на всхожесть культурных растений»
МБОУ «Гимназия №7
Имени героя России Сергея Василева»
Города Брянска.
Выполнил:
Ученик 9В класса
Говоров Николай
Научный руководитель:
Учитель географии и биологии
Перминова Татьяна Ивановна
Брянск 2015
Оглавление
Введение ................................................................................................................... 2
История изучения влияния почвенной среды на культурные растения ............ 3
Характеристика опытных растений ...................................................................... 4
Понятие «кислотность почвы» и вещества, влияющие на нее ........................... 4
Практическая часть ................................................................................................. 5
Выводы ..................................................................................................................... 7
Заключение .............................................................................................................. 7
Список использованной литературы ..................................................................... 9
Приложение ........................................................................................................... 10
1
Введение
Россия неотделима от своих плодородных земель, долгие годы российская
экономика базировалась исключительно на сельском хозяйстве, внося туда
прогрессивные
методы
и
технологии-
систему
перелога,
озимых,
трехполья… И по сей день россияне очень любят выращивать фрукты и
овощи на своих дачных участках, ведь так приятно побаловать себя вкусным
компотом или солеными огурцами собственного посола! Я и моя семья не
исключение, и однажды мы столкнулись с малой всхожестью и больным
видом растений. Проверив почву на кислотность, мы поняли, что причина
именно в ее повышении. Зайдя на форум огородников, я осознал, что наша
проблема не уникальна. Пытаясь решить ее, я проанализировал информацию
из интернет-сайтов, но она зачастую оказывалась туманной или даже
противоречивой, поэтому я решил самостоятельно определить влияние
кислотности на всхожесть культурных растений и найти способы повысить
плодородность почвы.
Целью моей исследовательской работы являлось изучение влияния
кислотности почвы на всхожесть культурных растений.
Задачи исследовательской работы:
-Выявить районы Брянской области с наиболее ярко выраженной средой и
взять пробы почв.
-Определить кислотность среды при помощи индикатора (лакмусовой
бумаги).
-Вырастить на взятых почвах опытный образец растения.
-Вырастить второй образец на нейтральной почве.
Также мной была определена гипотеза: как влияет на всхожесть
культурных растений кислотность почвы?
Объектом моих исследований стал кресс-салат, так как он предпочитает
нейтральные почвы, быстро растет, очень слаб, следовательно, более
сильные растения будут давать больше урожая на пригодной для него почве.
Первые ростки появляются через 4-6 дней, зрелость наступает через 12-14
2
дней, высота растения- 6-8 см(3 см корень, 3- стебель), всхожесть- 90-96
процентов семян.
Для достижения поставленной цели я использовал статистический
научный метод исследования, анализировал материалы, составлял графики,
делал выводы. Работа велась в течение полугода, с мая 2014 по сентябрь того
же года.
При написании работы я использовал труды известных ученых, таких как
Д.Н. Прянишникова, Д.А. Сабинина, М. К. Домонтовича, П. А. Железнова,
Ф. Ф. Майкова, беседовал с преподавателем БГАУ, проректором но научной
работе- Ториковым Владимиром Ефимовичем, с директором ФГБНУ
"ВНИИС им. И.В. Мичурина" Артюховым Александром Ивановичем.
История изучения влияния почвенной среды на культурные растения
В 1880 годах считалось, что почва- это «землистая горная порода с
примесью органических веществ»1, позже стали рассматривать лишь верхний
30-сантиметровый слой.
Однако в конце ХVIII в. по словам И. А. Крупеникова, «знание о почвах
продвинулось очень далеко. Почвоведение еще не стало наукой, но взгляд на
почву стал более научным»2, похже Ломоносов пишет знаменитый трактат
«О слоях земных», где дает описание почв Росиию
Но основоположником настоящего почвоведения стал В. В. Докучаев
(1846—1903). Он дал научное определение почвы, создал учение о факторах
почвообразования, разработал генетическую классификацию почв, открыл
закон
зональности
почв,
разработал
новые
методы
изучения
и
картографирования почв в поле, внес большой вклад в теорию и практику
охраны и повышения плодородия почв, однако, несмотря на все эти
достижения,
химический состав почв остается малоизученным, именно
поэтому мне бы тоже хотелось внести свою в лепту в важную науку
агрологию.
Общие сведения по истории изучения почв, Научно-популярные статьи, история исследований и
достижений. Путешествие в мир прошлого, без которого не настоящего, http://techpharm.ru/
2
Крупеников И.А., История почвоведения. От времени его зарождения до наших дней. 1981
1
3
Для своих опытов я выбрал кресс-салат, так как он предпочитает
нейтральные почвы, быстро растет, очень слаб, следовательно, более
сильные растения будут давать больше урожая на пригодной для него почве.
Первые ростки появляются через 4-6 дней, зрелость наступает через 12-14
дней, высота растения- 6-8 см(3 см корень, 3-5 стебель), всхожесть- 90-96
процентов семян.
Характеристика опытных растений
Кресс-салат, Lepidium sativum. Однолетник, высотой 6—10 см. Стебель в
верхней части разветвленный. Листья: розетки с черешками, цветки мелкие.
Венчик белый, лепестки до 3 мм длиной. Стручочки овально-округлые,
крылатые, 5—6 мм длиной и около 4 мм шириной. Семена яйцевидные,
мелкие, темно-рыжие.
Свежие листья употребляются как приправа к супам, блюдам из мяса и
рыбы, закускам; содержат белки, много соединений йода, железа, кальция.
В России наиболее распространены сорта Простой махровый, Махровый
карликовый, Золотисто-желтый, Грибовский, отличающиеся цветом и
формой листьев.
Одна из самых скороспелых культур. В теплую погоду всходы появляются
через 4—6 дней после посева; через 12-14 дней после появления первых
ростков кресс-салат можно употреблять в пищу. Зацветает через месяц после
появления ростков, семена вызревают через месяц. К теплу нетребователен.
Сеют
ранней
весной.
Наилучшая
температура
для
роста
10—15°.
Требователен к влажности, при пересыхании почвы листья грубеют. Лучше
растет в условиях слабого затенения.
Понятие «кислотность почвы» и вещества, влияющие на нее
Биологический обмен веществ заключается в превращении веществ
внешней среды в вещества внутренней среды и обратного процесса3.
Повышение кислотности почв помогает корням поглощать больше анионов
неметаллов, щелочность же, наоборот, способствует поглощению катионов
3
Обмен веществ и энергии в живых организмах, Справочник химика 21, http://chem21.info
4
металлов. Поглощение анионов замедляет процессы образования кислоты в
растениях, поглощение катионов стимулирует этот процесс. Среда почвы
меняется в зависимости от растворимых веществ, попадающих в нее.
Например, кислые соли способствуют усвоению фосфора и фосфоритов,
солей железа и алюминия, то есть чем больше организм нуждается в железе,
тем больше кислых солей он поглощает, уменьшая тем самым кислотность.
Но при избытке кислоты железо становится нерастворимым, следовательно,
недоступным
для
растений.
Также
токсичные
соли
алюминия,
нерастворимые в нейтральной и щелочной средах, резко повышают
растворимость в сильнокислой среде.
Практическая часть
В начале я взял пробы в трех районах Брянской области, так как в
Дубровском районе преобладают щелочные почвы, в Стародубскомнейтральные, а в Трубчевском- кислые4. Затем я определил среду при
помощи лакмусовой бумаги (я не использовал титрование потому, что не
ставил перед собой цель узнать точное значение кислотности, достаточно
было лишь узнать примерный ее уровень) следующим образом:
-взять 20-50 грамм почвы из лунки глубиной 35-40 см;
-смочить пробу водой;
-сжать бумагу с пробой ;
Мои ожидания оправдались. Наполнил пробами горшки(6 горшков, 2 с
кислыми почвами, 2 с щелочными и 2 с нейтральными) и высадил кресссалат(приложение №1). Увлажнение, освещенность и температура были
одинаковы для всех образцов. Результаты предоставлены в таблице №1.
Через месяц я удалил растения и почву из горшков, тщательно вымыл их.
Взяв новые образцы, я нормализовал среду при помощи лимонной кислоты и
карбоната калия, добавляя их в почву до нейтральной реакции лакмуса,
следом высадил вторую партию растений, результаты представлены в
4
Атлас почв России, издательство Эверест, Курск, 2010
5
таблице №2. Дополнительное сравнение можно найти в приложениях №2№5.
Таблица №1. Вегетативное развитие кресс-салата на исходных пробах
Критерий оценки
Среда почвы
Кислая
Нейтральная
Щелочная
20
20
20
4
18
14
20%
90%
70%
7 день
4 день
5 день
Количество
посажанных
семян
Количество
проросших семян
Процент
всхожести
Появление
первых ростков
Созревание
все
ростки 13 день
14 день
погибли
на 9 день
Длина
Корня
Максимальная
3 см
3 см
Стебля
длина
ростка: 5 см
3 см
Общая
1см(6мм-корень, 8 см
6 см
4мм-стебель)
Таблица №2. Вегетативное развитие кресс-салата на нейтрализованных
почвах
Критерий
Среда почвы
оценки
Нейтральная(бывшая Нейтральная
Нейтральная(бывшая
кислая)
щелочная)
6
Количество
посажанных
20
20
20
19
18
17
95%
90%
85%
3 день
4 день
5 день
12 день
13 день
14 день
4 см
3 см
3 см
Длина Стебля
5 см
5 см
4 см
Общая
9 см
8 см
7 см
семян
Количество
проросших
семян
Процент
всхожести
Появление
первых ростков
Созревание
Корня
Выводы
Анализируя вегетативное развитие опытных растений, мы видим, что
растения в первом опыте развивались неравномерно, причем лучший
результат был на нейтральной почве, а худший- на кислой. Во втором опыте
я наблюдал примерно равномерное развитие растений(однако бывшая
щелочная почва дала немного худшие всходы, нежели бывшая кислая).
Таким образом, практически идеальной почвой являет слабокислая.
Заключение
В ходе написания данной работы я выполнил цели, поставленные перед ее
началом, углубил свои знания по ботанике, а также улучшил плодородность
собственного огорода.
Основываясь на литературных
источниках и
собственном опыте, я порекомендовал бы садоводам самостоятельно
регулировать среду почвы, оставляя, однако, небольшую кислую реакцию.
Для окисления почвы советую использовать торф, так как он доступен и
7
относительно дешев, его можно с легкость внести на большие площади
земли. Для ощелачивания почв стоит использовать мел, также доступный
широкому потребителю. Подобные меры могут увеличить плодородность
участка с 70 до 95 процентов, что не только положительно скажется на
здоровье граждан, употребляющих экологически чистые продукты, но и
поможет экономике России, способствуя развитию малого бизнеса в сфере
сельского хозяйства.
8
Список использованной литературы
1. Д.Н. Прянишников. Химия растения. 1907-1914.
2. Д.Н. Прянишников. Учение об удобрении. Курс лекций. М., 1900.
3. Д.Н. Прянишников. Агрохимия. (Учебник). М.—Л.: Сельхозиздат, 1934.
4. Д.А. Сабинин. Минеральное питание растений. М. – Л., Изд-во АН СССР,
1940.
5. Д.А. Сабинин. О значении корневой системы в жизнедеятельности
растений. М.: Изд-во АН СССР, 1949.
6. Д.А. Сабинин. Физиологические основы питания растений. М.: Изд-во АН
СССР, 1955.
7. Д.А. Сабинин. Физиология развития растений. М.: Изд-во АН СССР, 1963.
8. Д.А. Сабинин. Избранные труды по минеральному питанию растений. М.:
Изд-во «Наука», 1971.
9
Приложение
Приложение №1. Вегетативное развитие кресс-салата на исходных пробах.
Вид спереди:
Вид сверху:
10
11
12