XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Волшебное превращение: как кухонные отходы могут стать полезным удобрением?

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Руденко С.М. 1

---

1МАОУ ОШ 7

Одинцова И.Н. 1

---

1МАОУ ОШ 7

Работа в формате PDF

3.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Каждый день на наших кухнях остаются пищевые отходы: яблочные огрызки, банановая кожура, чайная заварка, картофельные очистки. Чаще всего мы их просто выбрасываем. Но что, если это не мусор, а настоящее богатство? В природе всё устроено мудро: опавшие листья и плоды перегнивают и превращаются в питательную почву. Этот процесс называется компостированием.

Мне стало интересно: а можно ли дома, как в природе, превратить кухонные отходы в полезное удобрение для растений? Все ли отходы одинаково полезны? И как они влияют на почву и рост разных растений? Чтобы ответить на эти вопросы, я решила провести эксперимент, используя современное оборудование нашего центра «Точка роста».

Цель проекта

Исследовать, как разные виды пищевых отходов влияют на свойства почвы (её кислотность) и на прорастание и рост различных растений (ячменя, гороха и фасоли).

Задачи проекта

1. Изучить, что такое компост и pH-среда, с помощью литературы и интернет-источников.

2. Подготовить образцы почвы, смешанной с разными видами пищевых отходов (яблочные огрызки, использованный зелёный и чёрный чай, кожура банана, картофельные очистки).

3. С помощью цифрового датчика pH из «Точки роста» измерить и сравнить кислотность почвы в каждом образце до и после прорастания семян.

4. Посадить в каждый образец семена ячменя, гороха и фасоли и понаблюдать, как хорошо они прорастут.

5. Проанализировать полученные результаты и сделать вывод о том, какие отходы являются лучшим удобрением для исследуемых растений.

6. Оформить результаты исследования в виде проекта и презентации.

Методы исследования

1. Эксперимент: Проведение опыта с созданием контрольных образцов почвы с различными добавками.

2. Измерение: Использование цифрового датчика pH для точного определения кислотно-щелочного баланса почвы. Это основной инструментальный метод моего исследования.

3. Наблюдение: Визуальная оценка и фиксация скорости и качества прорастания семян в разных условиях.

4. Сравнение и анализ: Сопоставление данных по pH с результатами проращивания, поиск связей и закономерностей.

5. Изучение теоретических источников: Поиск информации в книгах и надёжных интернет-ресурсах о компосте, pH и потребностях растений.

Глава 1. Теоретическая часть: что нужно знать об удобрениях и кислотности почвы?

Прежде чем начать эксперимент, я решила разобраться в теории. Что происходит с отходами в природе и что такое таинственный показатель pH, который я измеряла своим датчиком?

Глава 1.1. Природный круговорот: как отходы становятся почвой

В лесу никто не убирает опавшие листья, сухие ветки и упавшие плоды. Со временем они исчезают, превращаясь в темную, рыхлую и очень плодородную землю. Этот процесс называется компостированием[1].

За эту волшебную работу отвечают:

• Микроорганизмы (бактерии и грибки, которых не увидеть глазом).

• Дождевые черви и другие почвенные жители.

Они поедают органические остатки, перерабатывают их и превращают в компост – ценнейшее натуральное удобрение. Компост улучшает структуру почвы, делает её воздушной и насыщает питательными веществами, которые так нужны растениям. Моя идея как раз в том, чтобы повторить этот природный «рецепт» на кухне, используя наши пищевые отходы.

Глава 1.2. Что такое pH и почему это важно для растений?

Когда я работала с датчиком из «Точки роста», я измеряла очень важный показатель – кислотность почвы, или pH [2].

• Шкала pH изменяется от 0 до 14.

• pH = 7 – это нейтральная среда (как чистая вода).

• pH < 7 – это кислая среда (чем меньше число, тем кислее).

• pH > 7 – это щелочная среда (чем больше число, тем щелочнее). (Приложение 1)

Почему это так важно? Кислотность почвы – как климат для человека. Каждому растению комфортно в своей «погодной зоне»:

• На кислой почве (pH 4.5-6.0) хорошо растут голубика, клюква.

• На нейтральной или слабокислой (pH 6.0-7.5) прекрасно себя чувствуют большинство овощей, злаков и цветов: огурцы, фасоль, пшеница, розы. Именно такую почву они любят больше всего.

• На щелочной почве (pH > 7.5) могут расти некоторые виды капусты, сирень.

Если посадить растение в неподходящую по кислотности почву, оно будет «болеть»: корни не смогут усваивать питательные вещества, листья пожелтеют, и рост замедлится. Именно поэтому я решила измерять pH в своем эксперименте.

Глава 1.3. Пищевые отходы: какие они бывают?

Для опыта я выбрала самые обычные отходы, которые есть почти у каждого:

1. Яблочные огрызки – богаты фруктовыми кислотами и быстро перегнивают.

2. Спитый чай (зелёный и чёрный) – чайные листья разрыхляют почву и могут немного её подкислять.

3. Банановая кожура – содержит много калия, важного для роста растений, но, как я позже узнала, может влиять на кислотность.

4. Картофельные очистки – источник крахмала, который привлекает почвенных микробов.

Моя гипотеза состояла в том, что все эти отходы, перегнивая, изменят кислотность почвы по-разному и по-разному повлияют на рост растений. А проверить это помог точный научный прибор – датчик pH[2].

Глава 2. Практическая часть: как я проводила эксперимент

Чтобы проверить свою гипотезу, я разработала план эксперимента и провела его, используя современное оборудование из «Точки роста». Моя задача была сделать всё чётко и точно, чтобы результаты были достоверными.

Глава 2.1. Подготовка к эксперименту: что мне понадобилось

Я приготовила всё необходимое, чтобы эксперимент был чистым и правильным.

Материалы и оборудование:

1. Пищевые отходы (моё будущее «удобрение»):

   • Яблочные огрызки

   • Использованная заварка зелёного чая

   • Кожура банана

   • Картофельные очистки

   • Использованная заварка чёрного чая

2. Почва: Обычная универсальная грунтовая смесь для рассады

3. Семена для проверки: Ячмень, горох и фасоль

4. Оборудование из «Точки роста»: Цифровой датчик pH среды – мой главный научный инструмент для измерений.

5. Лабораторная посуда: пластиковые контейнеры, мерный стакан, лопатка, ложка, стикеры для подписей.

6. Лабораторный журнал: Тетрадь, где я записывала все шаги, даты и результаты.

Глава 2.2. Ход эксперимента: мои шаги

Мой опыт длился несколько недель, и я действовала по плану.

Этап 1. Приготовление образцов.

1. Я взяла 15 контейнеров и подписала их: «Яблоко», «Зелёный чай», «Банан», «Картофель», «Чёрный чай».

2. В каждый контейнер насыпала одинаковое количество земли – по 2 стакана.

3. В каждый контейнер добавила свой вид отходов: примерно полстакана измельчённых огрызков, чайной заварки или кожуры. Всё хорошо перемешала, чтобы «удобрение» распределилось в почве.

(Приложение 2)

4. Немного увлажнила почву в каждом контейнере водой, чтобы запустить процесс разложения.

5. Оставила контейнеры на неделю в тёплом месте для «созревания».

Этап 2. Первое измерение кислотности.
Через неделю я взяла датчик pH. Это электронный прибор с особым щупом.

1. Я аккуратно воткнула щуп датчика во влажную почву в каждом контейнере. (Приложение 3)

2. Подождала, пока цифры на экране перестанут меняться.

3. Записала результат в свою таблицу. Это было первое важное измерение, которое показало, как отходы изменили почву до посадки растений.

Этап 3. Посадка растений.

1. В каждый из 15 контейнеров я посадила семечки ячменя, гороха и фасоли. Я сажала их на одинаковую глубину и на одинаковом расстоянии друг от друга. (Приложение 4)

2. Контейнеры поставила на светлый подоконник и стала поливать их одинаковым количеством воды через равные промежутки времени.

Этап 4. Наблюдение за ростом и второе измерение.

1. Я каждый день наблюдала, что происходит в контейнерах: когда появились первые ростки, как они выглядят, хорошо ли растут.

2. Когда все семена, которым было суждено взойти, уже проросли и немного подросли, я снова провела второе измерение pH тем же самым датчиком. Это помогло понять, изменили ли растения и их корни кислотность почвы вокруг себя. (Приложение 5)

2.3. Фиксирование результатов

Чтобы ничего не забыть и всё было наглядно, я вела записи в двух видах:

1. Таблица измерений pH: (Приложение 6)

2. Фотографии: Я фотографировала контейнеры на каждом этапе: в день посадки, при появлении всходов и в конце эксперимента. Это моё главное доказательство!

Теперь, имея все эти точные данные и записи, я могу перейти к самому интересному – анализу результатов и выводам.

Глава 3. Анализ результатов: что рассказали цифры и ростки

После того как эксперимент был завершён, я собрала все данные: цифры с датчика pH и записи о росте растений. Пришло время их проанализировать, сравнить и найти скрытые закономерности.

Глава 3.1. Анализ изменений кислотности почвы (pH)

Мои измерения показали, что кислотность почвы — величина непостоянная. Она менялась в два этапа.

1. Влияние пищевых отходов (первые измерения):
Отходы за неделю действительно изменили почву. Я составила рейтинг от самого кислого к самому щелочному эффекту:

1. Кожура банана (pH=6.05) – сделала почву слабокислой.

2. Чёрный чай (pH=6.95) – почти нейтральная, но с лёгкой кислинкой.

3. Яблочные огрызки (pH=7.06) – практически нейтральная.

4. Картофельные очистки (pH=7.25) – нейтрально-щелочная.

5. Зелёный чай (pH=7.40) – дал самую щелочную реакцию.

Вывод №1: Пищевые отходы — не просто масса, они химически активны. Каждый вид создаёт в почве свою, уникальную среду.

2. Влияние растений (вторые измерения):
После того, как семена проросли, pH изменилась. Это самое интересное наблюдение.

• В контейнерах с яблоком, бананом и картофелем среда стала менее щелочной или более кислой (pH снизился).

• В контейнере с чёрным чаем кислотность сильно выросла (с 6.95 до 5.41 – это уже заметно кислая среда).

• Только зелёный чай сохранил стабильную щелочную среду (7.43).

Вывод №2: Растения и микроорганизмы, живущие на их корнях, тоже активно влияют на почву, меняя её «под себя». Это доказывает, что в почве кипит жизнь!

3.2. Анализ всхожести и роста семян

Результаты роста показали, что не все растения любят одни и те же условия. Я свела всё в одну таблицу для наглядности:(Приложение 7)

Что это значит?

1. Победители-универсалы: Картофельные очистки и использованный чёрный чай создали самую благоприятную среду для всех трёх культур. Они обеспечили хороший рост, несмотря на разный итоговый pH (слабокислый и кислый). Вероятно, они не только меняли кислотность, но и давали хорошее питание.

2. Лучший для гороха: Зелёный чай оказался идеальным именно для гороха, который предпочитает нейтральную или слабощелочную почву. Здесь он рос лучше всех.

3. Проблемный отход: Кожура банана дала наихудший результат. Хотя к моменту всходов pH стал почти нейтральным (7.02), ячмень и фасоль взошли плохо, а горох – вообще не взошёл. Это может означать, что в процессе разложения кожура выделяла вещества, которые временно мешали прорастанию. Или же изначальная кислая среда (pH=6.05) в самый важный момент — прорастания семян — была для них некомфортна.

4. Избирательный эффект: Яблочные огрызки подошли ячменю и фасоли, но не подошли гороху. Это яркий пример того, что у каждого растения свои предпочтения.

Глава 3.3. Связь между pH и ростом растений

Сравнивая две таблицы, я вижу важную закономерность:

• Горох явно избегал кислых сред (не взошёл в образцах с бананом и яблоком, где среда изначально была кислее) и отлично себя чувствовал в щелочной среде зелёного чая. Это подтверждает теоретические данные о его предпочтениях.

• Ячмень и фасоль оказались более выносливыми. Они хорошо росли и в слабокислой (картофель, чёрный чай), и в нейтральной, и в щелочной среде. Но резко негативно отреагировали только на банановую кожуру, что говорит о возможном вредном воздействии, помимо кислотности.

Главный вывод анализа: на рост растений влияет не только итоговый pH, но и, вероятно, химический состав самого удобрения (какие именно вещества выделяются при разложении) и динамика изменения кислотности в самый первый, важнейший период прорастания семян. (Приложение 8)

Заключение

В начале своего исследования я задалась вопросом: действительно ли кухонные отходы могут совершить волшебное превращение и стать полезным удобрением? Чтобы найти ответ, я провела эксперимент, в котором с помощью современного оборудования — датчика pH из «Точки роста» — изучила, как разные пищевые отходы влияют на кислотность почвы и на рост растений.

В ходе работы моя гипотеза полностью подтвердилась. Я доказала, что:

1. Пищевые отходы — это не мусор, а ценное сырьё. Попадая в почву, они начинают разлагаться и активно меняют её свойства, в первую очередь — кислотность (pH). Каждый вид отходов создаёт свою особую среду: одни закисляют почву (банановая кожура), другие — подщелачивают (зелёный чай).

2. Волшебство зависит от правильного выбора. Не все отходы одинаково полезны для всех растений. Мой эксперимент наглядно показал, что:

   • Наиболее универсальными и эффективными удобрениями оказались картофельные очистки и использованная заварка чёрного чая. Они обеспечили дружные всходы и хороший рост ячменя, фасоли и гороха.

   • Использованный зелёный чай стал лучшим индивидуальным удобрением для гороха.

   • Кожура банана, вопреки распространённому мнению, в моём опыте показала себя не лучшим удобрением для проращивания семян. Она плохо повлияла на всхожесть всех трёх культур.

3. Важен не только результат, но и процесс. Я обнаружила важную закономерность: кислотность почвы — величина непостоянная. Сначала её меняют отходы, а потом — сами растения и микроорганизмы. Это доказывает, что в почве идёт сложная и живая работа.

4. Наука помогает сделать точные выводы. Использование цифрового датчика pH позволило мне не гадать, а точно измерять изменения, получая достоверные числовые данные, на основе которых можно строить научные выводы.

Таким образом, кухонные отходы действительно могут стать отличным удобрением, но с одним важным условием: их нужно правильно подбирать, учитывая потребности конкретных растений.

Практическая значимость моей работы: Результаты этого проекта очень полезны для любого юного садовода. Теперь я знаю, что:

• Очистки от картофеля и спитой чёрный чай можно смело добавлять в грунт для рассады.

• Банановую кожуру, возможно, стоит сначала полностью компостировать в отдельной ёмкости, а не вносить свежей прямо под растения.

• Прежде чем удобрять, полезно узнать, какую почву любит растение.

Проведённое исследование открыло для меня увлекательный мир взаимосвязей в природе и показало, что даже на обычной кухне можно делать настоящие научные открытия, превращая отходы в пользу для будущего урожая.

Выращенные растения мы отнесли в наш Красноуфимский зоопарк. (Приложение 9)

Список использованной литературы и интернет-ресурсов

1. 1. «Почемучка. Детская энциклопедия в вопросах и ответах». – (Раздел о растениях и природе).

   2. Окружающий мир. 3-4 класс. Учебник. ( «Окружающий мир. 4 класс. В 2-х частях. / А.А. Плешаков»). – (Темы: «Почва», «Растения», «Круговорот веществ в природе»).

   3. Методическое пособие к цифровой лаборатории «Точка роста» (инструкция к датчику pH).

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Приложение 6

№ образца	Вид пищевых отходов	Первый pH (через неделю)	Второй pH (после прорастания)
1	Яблочные огрызки	7.06	6.65
2	Использованный зелёный чай	7.40	7.43
3	Кожура банана	6.05	7.02
4	Картофельные очистки	7.25	6.17
5	Использованный чёрный чай	6.95	5.41

Приложение 7

Приложение 8

Приложение 9