Ряска-растение будущего

Опубликовано Сирина Светлана Владимировна вкл 08.02.2020 - 10:48

Автор:

Иванова Анна Павловна

Исследовательская работа на форум "Шаг в будущее"

Скачать:

Вложение	Размер
ivanova_anna_ryaska-rastenie_budushchego.docx	530.84 КБ

Предварительный просмотр:

Научный форум молодых исследователей «Шаг в будущее»

Ряска-растение будущего

Автор:

Иванова Анна Павловна,

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Переваловская средняя общеобразовательная школа

Тюменского муниципального района

6 «В» класс

Научный руководитель:

Сирина Светлана Владимировна

учитель химии и биологии,

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Переваловская средняя общеобразовательная школа

Тюменского муниципального района

Российская Федерация, Тюменская область, Тюменский район, 2018

Ряска-растение будущего

Иванова Анна Павловна,

Россия, Тюменская область, Тюменский район, село Перевалово,

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение Переваловская средняя общеобразовательная школа 6 «В» класс

Аннотация

Целью данной работы является изучение возможностей использования водного растения Ряска малая (Lemna minor)

Объект исследования: вода реки Таловка

Предмет исследования: водное растение Ряска малая (Lemna minor)

Гипотеза: если ряску поместить в искусственно созданные условия, то она способна развиваться в замкнутом пространстве и поэтому некоторые свойства ее могут использоваться человеком в практических целях.

Методы исследования: теоретический – анализ научной литературы, практический- наблюдение, описание, эксперимент.

Задачи:

1.Изучить источники информации по теме

2. Определить возможности использования водного растения Ряска малая (Lemna minor)

3.Разработать проект по использованию водного растения Ряска малая (Lemna minor) в качестве фиторемедиатора воды реки Таловка.

В ходе данной работы было проведено наблюдение за живым объектом, изучена литература, предложена дальнейшая перспектива исследования.

Ряска-растение будущего

Иванова Анна Павловна,

Россия, Тюменская область, Тюменский район, село Перевалово,

24 сентября 2017 года учащиеся 6 классов на уроке биологии выходили на экскурсию к реке Таловке, протекающую недалеко от нашей школы. Я набрала речную воду, возможно даже не подозревая, что зачерпнула «Природный фильтр воды-Ряску», эта бутылка стояла в кабинете биологии в шкафу со стеклянными стенками, возле окна примерно 3 недели . Потом я заметила , что вода, которая изначально была зелёного цвета, стала прозрачной. Вроде бы всё стало понятно, ряска очищает воду, но чуть позже вода снова стала зелёной, потом прозрачной, опять зелёной. Это уже стало совсем непонятным, я заинтересовалась этим процессом, решила изучить и понять, что происходит в бутылке, а в своём проекте фиксировать информацию о «странном процессе», который уже около полугода происходит на моих глазах. Из дополнительной литературы я узнала, что водные растения в водоемах выполняют следующие основные функции (Тимофеева, 1995):

· фильтрационную (способствуют оседанию взвешенных веществ);

· поглотительную (поглощение биогенных элементов и некоторых органических веществ);

· накопительную (способность накапливать некоторые металлы и органические вещества, которые трудно разлагаются);

· окислительную (в процессе фотосинтеза вода обогащается кислородом);

·детоксикационную (растения способны накапливать токсичные вещества и преобразовывать их в нетоксичные).

Известна способность высших водных растений удалять из воды загрязняющие вещества – биогенные элементы (азот, фосфор, калий, кальций, магний, марганец, серу), тяжелые металлы (кадмий, медь, свинец, цинк), фенолы, сульфаты, уменьшать загрязненность воды нефтепродуктами, синтетическими поверхностно-активными веществами, что позволяет рассматривать возможность использования их в практике очистки производственных, хозяйственно-бытовых сточных вод и поверхностного стока.

В г. Бентон (США) с населением 4700 человек с 1985 г. была осуществлена очистка бытовых сточных вод в прудах с зарослями камыша и других водных растений. Подсчитано, что стоимость такой системы очистки в 10 раз меньше, чем стоимость традиционных систем при удовлетворительном качестве очистки воды от соединений азота, фосфора, взвешенных и органических веществ (Dawson, Loveridge, 1989). В Ирландии (г. Вильямстоун) успешно эксплуатируется система совместной очистки хозяйственно-бытовых вод (72 %) и поверхностного стока (28 %), сконструированная в виде трех мелководных лагун, две из которых засажены камышом и рогозом, а третья представляет собой биопруд с плавающими водными растениями — лилией и ряской.

Я познакомилась с биологической характеристикой растений семейства Рясковых (Lemnaceae). Представители семейства рясковых являются самыми маленькими цветковыми растениями. Они представляют собой изолированную группу однодольных растений. В силу своих маленьких размеров они подчас остаются неуловимыми для простого наблюдения. Размер растений не превышает 1 см. Ряска малая - многолетнее водное растение, вид рода Ряска (Lemna) подсемейства Рясковые семейства Ароидные. Растёт в изобилии в стоячих водоёмах и часто сплошь покрывает их поверхность. Растение произрастает во всех странах с умеренным климатом. Ареал её распространения включает в себя всю Европу, Азию (Западную, Ближний Восток, Кавказ, Среднюю Азию, Китай, север п-ова Индостан), всю Африку и Северную Америку (кроме Мексики). Вегетативное тело представляет собой округлую или обратнояйцевидную пластинку (листец) 2 - 4,5 (очень редко до 10) мм длиной, 2 - 3 (очень редко до 7) мм шириной, с верхней стороны слабовыпуклую или с выдающимся горбовидным шипиком, снизу

плоскую, толстоватую, непрозрачную, с тремя (редко четырьмя — пятью) жилками.

Пластинки сверху зелёные, блестящие, с некоторыми неясными устьицами вдоль средней линии, иногда с рассеянными красноватыми пятнами (особенно в течение холодного сезона); с нижней стороны плоские, желтовато- или беловато-зелёные, очень редко с красноватыми пятнами, но намного сильнее, чем сверху; наибольшая воздушная полость редко больше 0,3 мм. Щиток разделён на дистальную, рассечённую жилками, и проксимальную зоны узлом, от которой отходит тонкий, полупрозрачный и неразветвлённый корень. На узле расположены два почечных кармашка, в которых формируются дочерние особи или соцветия. Цветёт с мая до осени, но редко. Плодоносит очень редко. Цветок состоит из одного пестичного и двух тычиночных цветков, без околоцветника; завязь с одной семяпочкой; столбик 0,1—0,15 мм длиной. Плоды 0,8—1 мм длиной, 0,8—1,1 мм шириной, с крыловидными краями; крыло 0,05—0,1 мм шириной. Семена 0,7—1 мм длиной, 0,4—0,6 мм толщиной, беловатые, с десятью — шестнадцатью заметными рёбрами, остаются внутри плодов после созревания. Размножается ряска малая в основном отростками, которые отделяются от пластинки и становятся самостоятельными растениями. (Жмылев и д.р., 1995)

Использование рясковых самое разнообразное:

1.Источник корма. Рясковые играют достаточно важную роль как в природных экосистемах (это корм для многих рыб, околоводных птиц и млекопитающих), так и непосредственно для человека. Ряска может служить и кормом для домашних животных, и пищей для нас самих. В Юго-Восточной Азии (Таиланд, Бирма, Лаос) население уже много поколений использует вольфию шаровидную (Wolffia globosa) как овощ и приправу под названием "водные яйца". В Мексике ряску горбатую продают на продовольственных рынках. Есть также сведения, что рясковые, именуемые "водным маисом", были важным пищевым продуктом для древних майя в Гватемале. Решающее значение для использования растения как источника пищи и фуража имеет его продуктивность - а она у рясковых неожиданно высокая, несмотря на крошечные размеры. Кроме того, использовать можно все растение целиком (а не отдельные части), и в течение всего вегетационного периода. Годовой урожай на возделываемой поверхности у рясковых выше, чем у любого другого пищевого растения. Так, для получения равного с ряской количества белков, необходимо засеять люцерной поверхность, почти в 5 раз большую по площади, соей - в 10 раз. Похожее соотношение наблюдается и при оценке получаемого с единицы возделываемой площади крахмала. Культура рясковых особенно перспективна в регионах с круглогодичным вегетационным периодом. В среднем продуктивность рясковых составляет 1300 - 3900 т/км2 в год

2.Oчистка технических вод с помощью рясковых. В природе рясковые особенно хорошо растут в эвтрофных, т.е. обогащенных питательными веществами (нитраты, аммиак, фосфаты), водоемах. Опыты показали, что эти растения устойчивы к очень высоким концентрациям этих веществ - таким, которые наблюдаются в водоемах, куда поступают отработанные коммунальные, сельскохозяйственные и промышленные воды. Благодаря быстрому росту, рясковые поглощают огромное количество таких веществ, тем самым очищая воду. Эти свойства рясковых позволили их использовать для очистки технической воды. Созданные рядом фирм США и Германии на основе рясок технические установки по очистке воды представляют собой несколько ванн с поверхностью около 200 м2,с очищаемой водой и рясковыми, агрегаты по сбору и транспортировке растений, устройства по их сушке, ферментации, накопитель метана, генератор и др. Если поступающая в установку вода содержит 40-60 мг/л взвешенных частиц и 3-5 мг/л фосфора, то после очистки в ней остается этих веществ 3,1 и 0,2 мг/л соответственно. Кроме того, в таких сооружениях существенно подавляется рост водорослей, поскольку листецы рясковых поглощают солнечный свет уже на водной поверхности, ограничивая его доступ в нижележащие слои. Одна такая установка способна обеспечить очистку коммунальных вод для поселка с населением около 100 человек.

3.Использование в медицине. В народной медицине растение используют как жаропонижающее и мочегонное, противокашлевое, противовоспалительное и ранозаживляющее средство. Полезна при крапивнице, отеках нервного происхождения, при витилиго, подагре, ревматизме, желтухе, воспалениях и опухолях слизистых оболочек верхних дыхательных путей. Ряска содержит большое количество питательных веществ. В Китае это растение употребляют как мочегонное, против цинги, снаружи при болезнях глаз. В Индонезии и Вьетнаме из ряски готовят салаты, приправы. У нас в стране ряска также широко используется в народной медицине и давно употребляется в пищу, но пока промышленного производства нет. Ряску употребляют в пищу всю. Ее кладут в салаты с капустой, картофелем, луком, заправляют солью и специями. Если ряску собирают в водоемах, где купаются люди, поят скот, лучше ее не есть сырой. В этом случае велика опасность заразиться сальмонеллезом, особенно в тех местах, где есть утки, которые часто являются его переносчиком. Возможность выращивать ряску в искусственной среде позволяет использовать ее как овощную культуру круглый год, особенно в районах дальнего Севера. Неприхотливость в разведении, быстрый темп размножения, простота строения, малозатратность производства – все эти характеристики позволяют рассматривать «самое маленькое в мире цветковое растение» перспективной зеленной овощной культурой в современном мире.

Эксперимент

По изменению цвета воды, я сделала вывод:

В бутылке с водой ограниченное содержание питательных веществ, особенно фосфатов и нитратов, водорослям растут плохо. Растения и водоросли - неодинаковы. Водоросли - эффективные потребители питательных веществ, они - также очень хорошо приспособились, чтобы использовать все, что им доступно. Но если необходимые им питательные вещества сделать недоступными, они исчезнут. Существуют такие методы, которые позволяют высшим растениям конкурировать с водорослями за доступные источники питания. Эти способы можно использовать в борьбе против водорослей. Создание благоприятных условий для растений, которые в свою очередь ограничивают содержание азота и фосфора, приводит к угнетению водорослей.

Фото №1. Проба воды 09.2017г