III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ВЛИЯНИЕ РН-ФАКТОРА ВОДЫ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН ФАСОЛИ
Куржумова М.Д.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение

Актуальность Выращивание растений из семян – очень увлекательный процесс. Наблюдение за всеми фазами развития растения от прорастания семечка до появления первых цветов или плодов – волшебство природы в действии. Требуется много времени и терпения, прежде чем вырастет полноценное растение. Для этого необходимы определенные условия: грунт, свет и вода. Изучив тему прорастание семян, я узнала, что семенам разных растений необходимо различное количество света и определённая почва. Но влияет ли качество воды на прорастание семян? Я предположила, что да, влияет.

Объект: семена фасоли

Предмет: влияние pH-фактора на прорастание семян фасоли

Цель исследования – оценить влияние кислотности на прорастание семян фасоли, рост и развитие проростков.

Задачи исследования:

- Изучить литературу по данному вопросу;

- Выявить влияние рН-фактора на прорастание семян фасоли;

- Опытным путём доказать, что изменение кислотности влияет на прорастание семян и развитие растений;

- Выяснить приспособления, возникающие у растений, живущих в условиях низких и высоких значений рН;

- Проанализировать результаты проведённого исследования.

Гипотеза: предположим, что отклонения уровня pH от нормы ухудшает рост и развитие растений.

Методы:

- Теоретический анализ литературных источников;

- Эксперимент;

- Наблюдения и описания;

- Сравнительный;

- Измерений.

  1. Основная часть

2.1. Теоретическая часть

  1.  
    1.  
      1. Понятие рН-фактор. Кислоты и щелочи.

pH фактор – это шкала для измерение кислотности или щелочности раствора. Буква р – начальная от датского слова potenz (степень), Н – символ водорода.

Дистиллированная вода со значением рН 7 – нейтральная жидкость. Это значит, что она по своим свойствам находится точно посередине между кислотой и щелочью и не является ни тем, ни другим.

Шкала значений рН начинается с 0 и заканчивается на 14. Чем жидкость более кислая, тем меньше значение её рН. Чем менее кислая, или более щелочная жидкость, тем у неё выше значение рН.

Значение рН может быть измерено pH-метром, переносным pH-метром или с помощью лакмусовой бумажки. Измерение pH фактора обеспечивает числовое обозначение относительной кислотности или щелочности, что является важным параметром в контроле раствора.

2.1.2. Влияние рН-фактора воды на рост растений.

Влияние pН на развитие растений сказывается как положительно, так и отрицательно. Поскольку не контролируемое его изменение в какую-нибудь сторону может привести к массе проблем, и даже к гибели растения, что нередко случается. Ведь при оптимальном уровне pH растения с легкостью усваивают питательные вещества, а при не надлежащем уровне pH, растение начнет терять способность поглощать некоторые из обязательных элементов, необходимых для здорового роста.

Не бывает идеальных и постоянных показателей pH. Для всех растений есть специфический уровень pH, который производит оптимальные результаты. Для отдельных видов растений он должен составлять около 6.8 – 7.5, а для иных культур – около 5.5 - 6.8.

Растения, предпочитающие кислые условия: клюква, земляника, голубика, розы, гортензия, азалия, дикая яблоня, ива, дуб, берёза, ель, пихта, сосна.

Другие растения предпочитают щелочную почву: астра, гвоздика, лилия, апельсин, ясень, клён, фундук, вишня, слива, барбарис.

Садовники часто помогают растениям, делая почву, в которой те растут, более кислой или более щелочной.

2.1.3. Основная характеристика и условия прорастания семян фасоли

Фасоль (Phaseolus)род одно- и многолетних лиан и полукустарников семейства бобовых, зерновая бобовая культура. Во многих странах мира фасоль одна из основных овощных культур. В России фасоль выращивают на Северном Кавказе, в Центрально, Черноземной зоне, на Юге Нечерноземной зоны и в Западной Сибири, а в последние годы и на Северо-западе России.

Важным условием для семян фасоли является скорость их прорастания, так как при этом уменьшается угроза повреждения семян насекомыми, грибами или неблагоприятными условиями, а также поедания их птицами или грызунами. Из окружающих факторов, контролирующих прорастание семян, очень важными являются вода, температура, свет, кислород и различные химические вещества.

Наиболее цен­ными сортами фасоли являются сахарные сорта, к которым относится фасоль Московская белая зеленостручная-556. Данный вид фасоли был выбран нами для проведения эксперимента. Это кустовое растение, достигающее в высоту 35-40 см. Сорт среднеспелый - 55-60 дней длится период созревания. Растение холодостойкое, высокоурожайное, устойчивое к болезням. Семена прорастают при прогревании почвы до 12-15°С. Уход заключается в своевременном поливе, подкормках, прополке и рыхлении. Оптимальная температура для роста и развития - 20-25°С.

2.2. Экспериментальная часть

2.2.1. Подготовка к проведению эксперимента

Условия проведения эксперимента:

1. температура воздуха 23-25 0С;

2. освещение с прямым попаданием солнечных лучей;

3. влажность воздуха 40-45%

Сроки проведения эксперимента:с 14.10.2016 г. по 26.10.2016 г.

Материалы:

  1. Вещества, изменяющие уровень рН в воде (пищевая сода, лимонная кислота).

  2. Индикаторные полоски для рН или лакмусовые бумажки.

  3. Шесть горшков для рассады.

  4. Почва.

  5. Фасоль Московская белая зеленостручная – 30шт.

  6. Дистиллированная вода (3 бутылки по 1,5 л)

  7. Измерительная линейка. (Приложение 1)

2.2.2. Методика проведения эксперимента

Эксперимент проводился в домашних условиях при постоянной температуре воздуха и уровне влажности. Для обеспечения чистоты эксперимента все горшочки с семенами бобов находились в одинаковых условиях (количество света, тепла и так далее). Также важным условием было одинаковое количество воды.

Ход работы:

  1. За два дня до посадки семена фасоли были помещены во влажную ткань для проращивания.

  2. Перед посадкой мы приготовили воду с разными значениями рН. Одна бутылка осталась нетронутой – дистиллированная вода с рН = 7. Во вторую бутылку добавили лимонную кислоту (20 гр на 1,5 литра) и получили кислую воду с рН = 1 . В третью бутылку добавила пищевую соду (5 столовых ложек на 1,5 литра воды) и получила щелочную воду с уровнем pH = 12. Уровень pH в каждой бутылке определяли при помощи лакмусовой бумажки. (Приложение 2)

  3. Среди пророщенных семян мы отобрали 30 штук давших корни. Далее бобы были распределены и посажены по 5 штук в каждый из шести горшков для рассады. (Приложение 3)

  4. Все бутылки с водой и горшки, для удобства и соблюдения чистоты эксперимента, были нами обозначены определенным цветом (с кислой водой – разовым, с нейтральной – желтым, с щелочной – синим­) (Приложение 4)

  5. В течение 10 дней семена поливали одинаковым количеством воды из нужной бутылки.

  6. Наблюдали, когда прорастут бобы, визуально определяли изменения, происходящие с ростками и почвой, измерили высоту ростков на 12-й день эксперимента. Все наблюдения ежедневно фиксировали в журнал. (Приложение 5)

  7. Проанализировали все полученные данные, сделали выводы.

2.2.3. Результаты эксперимента

В результате проведенного эксперимента нами были получены следующие данные:

  1. Первые ростки (на 5 день) появились в горшках с дистиллированной водой, имеющей нейтральным pH-фактор;

  2. Фасоль, поливаемая водой с высоким уровнем кислотности, дала ростки на 7 день эксперимента;

  3. В горшках с высоким содержанием щелочи на 12 день эксперимента ростки так и не появились. Извлеченные из земли семена потемнели и замерли в развитии (Приложение 6)

  4. Произошли изменения во внешнем виде почвы, в зависимости от pH-фактора: в горшках, поливаемых водой с высоким содержанием кислоты на почве, появился белый налет; почва, поливаемая щелочной водой стала более темного цвета; в горшках с почвой, поливаемой дистиллированной водой, внешние изменения не произошли. Данные наблюдения свидетельствуют об изменении химического состава почвы. (Приложение 7)

  5. Выявлено, что лабораторная всхожесть семян также зависит от pH-фактора потребляемой воды, в более нейтральной воде процент всходов выше (Таблица 1, Диаграмма 1)

  6. Установлено влияние pH среды на длину стебля и размер листьев, в почвах с агрессивной pH средой наблюдается адаптивная реакция, позволяющая сократить поверхность взаимодействия с токсичными веществами. (Приложение 8)

  1. Заключение

При проведении исследования по проращиванию семян фасоли нами были выполнены все поставленные цели и задачи.

В результате проведенной работы мы узнали, что вода является необходимым условием прорастания семян. От ее состава зависит не только процент всходов, но и качество ростков. Исследования показали, что кислотность среды оказывает большое влияние на рост и развитие проростков. Наиболее оптимальным, для проращивания семян фасоли, является нейтральное значение pH-фактора. Вода с высоким содержанием кислотности снижает лабораторную всхожесть семян. Интересным для нас открытием стало то, что в сильнощелочной почве с pH выше 8 вообще отсутствовали ростки. Почва в таких горшках стала темного цвета, извлеченные из земли семена, также потемнели и замерли в развитии. Эти данные свидетельствую от непригодности сильнощелочных земель к выращиванию семян семейства бобовых.

Так же мы обнаружили, что в почвах с агрессивной pH средой наблюдается адаптивная реакция, позволяющая сократить поверхность взаимодействия с токсичными веществами. Данная реакция проявляется в снижении интенсивности роста, уменьшению толщины стебля и размеров листьев.

Все вышеизложенные данные подтверждают нашу гипотезу о том, что отклонения уровня pH от нормы ухудшает рост и развитие растений.

  1. Список использованной литературы

  1. Увлекательные опыты. Биология, физика, химия, науки о Земле / Ненси К. ОЛори, Сьюзен Шелли; - М.: АСТ: Астрель, 2009.

  2. Биология: 6 класс: учебник для учащихся общеобразовательных учреждений / И.Н.Пономарёва, О.А.Корнилова, В.С.Кучменко. – М.: Вентана-Граф, 2013.

  3. Теоретические основы селекции Генофонд и селекция зерновых бобовых культур / Под ред. Б. С. Курловича и С. И. Репьева. — СПБ., 1995. — 430 с.

  4. http://my-school2070.ru/school/nashi-proekty/167-opyt-po-prorashchivaniyu-fasoli

  5. http://vsaduidoma.com/2014/12/15/sorta-fasoli-novye-i-luchshie/

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Розовый цвет – вода с кислой водой

Желтый цвет – дистиллированная вода

Голубой цвет – щелочная вода

Приложение 5

Дневник наблюдения

Дата наблюдений

Кислая вода

Нейтральная вода

Щелочная вода

Горшок №1

Горшок №2

Горшок №3

Горшок №4

Горшок №5

Горшок №6

15.10

-

-

-

-

-

-

16.10

-

-

-

-

-

-

17.10

-

-

-

-

-

-

18.10

-

-

-

-

-

-

19.10

-

-

+

-

-

-

20.10

-

-

++++

+

-

-

21.10

+

-

++++

++

-

-

22.10

++

-

++++

+++

-

-

23.10

++

+

++++

+++

-

-

24.10

++

+

++++

+++

-

-

25.10

++

++

++++

+++

-

-

26.10

++

++

++++

+++

-

-

Процент всхожести

40%

70%

0%

Приложение 6

Приложение 7

Кислая вода

 

Нейтральная вода

 

Щелочная вода

 

Приложение 8

Высота ростка

Кислая среда

Нейтральная среда

   

Ширина листьев

Кислая среда

Нейтральная среда

   

18