МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №7

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ

__________________________

ПО БИОЛОГИИ

«Влияние воды разного состава на рост и развитие проростков растений »

Выполнил:

Будюкин Владислав Анатольевич ,

ученик 9 «А» класса.

Руководитель:

Ситникова Людмила Владимировна,

 учитель биологии.

Липецк

2023-2024 учебный год

СОДЕРЖАНИЕ:                                                                                              СТР.

1. Введение _____________________________________________________3

1. Актуальность
2. Цель
3. Задачи
4. Методы
5. Гипотеза

2.Основная часть: 

2.1. Биологическая характеристика объекта исследования________________4

2.2. Условия для прорастания семян и роста растений ___________________5

2.3.Как ускорить прорастание семян _________________________________6

2.4.Способы получения газированной воды____________________________7

3.Практическая часть ____________________________________________ 8

4. Заключение ___________________________________________________9

5. Список литературы ____________________________________________10

Приложение ____________________________________________________11

1. Введение

Во все времена, в любом уголке земли люди боролись за высокий урожай, ведь от этого зависела их жизнь.  Они, наверное, всегда задумывались о том, как повысить урожай тех или иных культур и прибегали к разным способам. Это и подкормка, добавление удобрений в почву и экспериментирование с поливом растений. За много лет сформировались определенные правила посадки и выращивания культурных растений в сельском хозяйстве.

Тема моего проекта - «Влияние воды разного состава на рост и развитие проростков растений». Я выбрал ее, потому что она меня очень заинтересовала, и мне стало любопытно узнать ответ на этот  вопросы: «Повлияет ли на рост и развитие растений изменение состава воды, которую человек использует для полива?», «Вредна  или полезна для растений газированная вода?». Я решил не просто поискать информацию в интернете или из каких-либо других источников, а провести свое личное исследование.

Я считаю, что тема моего проекта является актуальным. Это очень интересно на практике убедиться в правильности свои предположений или доказать обратное, открывать что-то новое для себя и для других людей. Газированная вода  имеет особые свойства, она  может выводить пятна с одежды и даже удалять ржавчину, содержит много минеральных солей.  Может ли она помочь человеку получить большой урожай? Опираясь на полученные данные моего эксперимента, люди в обычной жизни могут сделать выбор использовать или нет газированную воду при проращивании семян, при поливе растений в открытом и закрытом грунте.

Цель: изучить влияние воды разного состава на рост и развитие проростков растений;

Задачи:

• изучить информацию о требованиях к условиям выращивания овощного растения – кабачок;
• изучить информацию о пользе и вреде влияния минеральной воды на жизнедеятельность растений;
• заложить опыт и прорастить семена кабачка, используя водопроводную и газированную воду;
• сравнить степень развития проростков кабачка, используя дневник наблюдений и проведя измерение  длины их корней и побегов,
• определить, вредна или полезна газированная вода для их жизнедеятельности.

Гипотеза: газированная минеральная вода  с высоким содержанием солей ускорит рост и развитие проростков растений

Методы: теоретические (анализ информации по данной теме),  эксперимент, наблюдение, измерение, статические (обработка данных, полученных в результате эксперимента).

2. Основная часть

2.1. Биологическая характеристика объекта исследования

В горшки были посажены семена кабачка, а это значит, что все опыты будут проводиться именно с этим растением.

 КАБАЧОК – это скороспелая разновидность тыквы с твердой корой. Древняя овощная и кормовая культура, медонос. Родина – Южная и Центральная Америка. В Европу был привезён в 15 веке Колумбом, в еду, кабачок стали употреблять только в 18 в. (до этого времени культивировали как декоративное растение); в Россию кабачок завезли в 19 в. Однолетнее (в странах с умеренным климатом) кустовое прямостоячее, реже плетистое растение с крупными тёмно-зелёными цельнокрайными или рассечёнными листьями. Стебель, черешки и листья колюче-опушённые. Цветки крупные, жёлтые, колокольчиковидные, раздельнополые, опыление энтомофильное.   Корневая система хорошо развивается, главный корень достигает глубины 1,5 м, боковые корни распространяются в стороны до 1,4 м. Корни сильно ветвятся, основная масса их сосредоточена на глубине 10—30 см. Кабачки образуют компактный куст без плетей. Главный стебель длиной от 0,5 до 2 м прямостоячий, состоит из коротких междоузлий. В поперечнике стебель кабачка имеет резкие грани. Плоды кабачка – тыквенной, продолговатой или цилиндрической формы белого, жёлтого, тёмно-зелёного цвета или пёстрые. Кабачок свето- влаго-  и теплолюбив (при температуре ниже – 1 °С погибает); перекрёстно опыляется, предпочитает почвы лёгкого гранулометрического состава. Плоды — цилиндрические, с гладкой поверхностью, со слабой ребристостью у плодоножки. В столовой спелости поверхность плодов бледно-зеленая, в биологической кремовая. Мякоть белая с зеленоватым оттенком. Семена гладкие, бледно-кремовые.

Плоды кабачка полезны и содержат до 4,9 % углеводов, 0,6 % белка, 40 мг % витамина С, а также др. витамины, каротин, различные ферменты, соли кальция, железа, фосфора, калия и являются диетическим продуктом. Собирают плоды в стадии технической зрелости (5–10 суток), употребляют в пищу в основном после термообработки: тушат, консервируют. Молодые плоды цуккини длиной 10–15 см используют также в сыром виде в салатах. Из семян кабачков получают масло, обладающее целебными свойствами. На корм сельскохозяйственным животным используют плоды кабачка в свежем виде и в силосе (в смеси с грубыми кормами).

На юге РФ семена кабачка сеют в грунт после окончания весенних заморозков, в Нечерноземье и севернее высаживают рассаду; для получения ранних урожаев выращивают в защищённом грунте. Кабачок отзывчив на внесение навоза и др. органических удобрений, эффективно его культивирование на компостах. Кабачок – один из самых скороспелых (вегетационный период 40–45 сут.) и урожайных (урожайность 30–50 т/га и более) культур. В Госреестре РФ (2016) 152 сорта и гибрида К. (Аэронавт, Белогор, Грибовские 37, Ролик, Сосновский и др., в т. ч. сорта цуккини: Золотинка, Зебра, Блэк Цуккини, Цукеша, Сувенир и др.). [1]

Среди бахчевых культур кабачок является наиболее холодостойким. Семена его начинают прорастать при температуре 8—10°С, оптимальная же температура прорастания 18—24°С.

Для прорастания семян необходимо около 50% воды от абсолютно сухой массы семян. Наилучшие условия для роста и развития кабачка складываются при поддержании в период до формирования завязи 80% и в период развития плодов 70% ПВ.

Благодаря мощно развитой корневой системе кабачки, сравнительно легко переносят засуху и дают хорошие урожаи в засушливых районах. Лучше всего они удаются на суглинистых черноземах и серых лесных почвах. Кабачки можно возделывать на окультуренных дерново-подзолистых почвах с глубоким пахотным горизонтом. [2]

2.2.Условия для прорастания семян и роста растений

        В природе семена различных растений созревают в конце лета и опадают на землю. Их прикрывает тончайший слой биогумуса, который образуется при разложении органики. Проходит зима, почва прогревается, и появляются всходы. Чтобы семена не взошли еще по осени, у них запрограммирован период покоя. Он может быть более или менее продолжительным, это зависит от культуры. Семена с коротким периодом покоя имеют плотную оболочку, она защищает их от преждевременного прорастания. Для «тугодумов» нужны особенные условия для пробуждения. Чтобы плотная оболочка разрушилась, потребуется температурное, механическое или химическое воздействие. В природе это происходит естественно: семена претерпевают чередование морозов и оттепелей, на них влияет плотность грунта и химический состав почвы, они проходят сквозь пищеварительный тракт птиц и животных, где подвергаются воздействию желудочного сока. Семена имеют защиту от преждевременного прорастания. У одних культур — это плотная оболочка, которая не пропускает влагу. У других — покрытие из эфирных масел, оно отталкивает воду. Третьим нужна имитация настоящей зимы — холодный период, после которого приходит весна.

Вода является самым простым и эффективным ускорителем прорастания. Чтобы семена хорошенько напитались влагой, потребуется создать особенные условия. Переувлажнение грунта также опасно. Вода вытесняет из почвы кислород, и зародыши, оказавшись в безвоздушном пространстве, задыхаются и погибают. По этой же причине нельзя оставлять семена в воде дольше, чем на несколько часов — зародыши погибают при отсутствии кислорода. При проникновении влаги внутрь семени начинаются химические процессы: крахмалы превращаются в углеводы, жиры — в жирные кислоты, белки — в аминокислоты, происходит выработка гормонов, ферментов. Зародыш пробуждается, выпускает корешок, а затем на поверхности почвы появляется росток.

Холодостойкие культуры, такие как капуста и другие растений семейства Крестоцветных, прекрасно всходят в прохладной почве, при температуре +15–18 °С, прорастание семян начинается уже при +5 °С. Теплолюбивые культуры, такие как томаты, перец, баклажаны, а также представители семейства Тыквенных — более требовательны к теплу. Оптимальная температура грунта для прорастания семян теплолюбивых растений — в диапазоне +22–26 °С. Для баклажанов, перца, арбузов температура почвы должна быть еще выше, +27–30 °С, но не более +32 °С.

У семян есть «встроенный датчик» давления. Кроме тепла и влаги, им нужно ощущать контакт с почвой. Поскольку для выращивания рассады обычно используют рыхлую почвенную смесь на основе торфа, крайне важно хорошенько уплотнять землю в рассадных стаканчиках. Проросткам приходится преодолевать преграду плотного грунта, в процессе они выделяют газ этилен, благодаря которому росток становится крепким и коренастым. Для выхода на поверхность ростку потребуется приложить некоторые усилия, выделяется больше этилена, и получаются более крепкие всходы. Росток, пробиваясь сквозь уплотненную почву, избавляется от оболочки, семядольные листья раскрываются. [5]

2.3. Как ускорить прорастание семян

В естественных условиях оболочка семян постепенно разрушается в почве, нам же необходимо ускорить этот процесс. Семена Зонтичных покрыты оболочкой эфирного масла, благодаря которому они издают пряный аромат. Масляная пленка отталкивает воду, что задерживает прорастание семян. Пока масло не растворится, вода не сможет проникнуть к зародышу. Чтобы ускорить прорастание семян сельдерея, моркови, укропа, петрушки, тмина и других представителей Зонтичных, необходимо растворить масляную оболочку. Семена заливают водкой или любым другим спиртосодержащим напитком крепостью 35–60° и оставляют на 10–15 минут. За это время эфирные масла растворяются. 

Горячая вода также растворяет эфирные масла, но процесс требует больше времени. Семена замачивают в горячей воде (50 °C), на 30 минут. Чтобы поддерживать постоянную температуру воды, используют термос. После обработки горячей водой семена погружают в холодную для быстрого охлаждения, а затем высевают. Томаты всходят достаточно быстро, уже через 4-5 дней после посева, а появление всходов баклажанов и перца может растянуться на 2-3 недели. Крепкий раствор марганцовки оказывает также скарифицирующее действие, т. е. воздействует на оболочку семян. Для посева перца и баклажанов это особенно актуально, ведь их семена покрыты плотной оболочкой. Для обработки потребуется крепкий раствор марганцовки насыщенного темно-фиолетового цвета. Его готовят из расчета 2-3 г марганцовокислого калия на 100 мл воды. Семена помещают в него на 10 минут, после чего промывают и высевают.      Чередование жара и холода тоже пробуждает семена. Перемещение из горячей воды в ледяную оказывает шоковое воздействие, при этом оболочка размокает и вбирает достаточное количество влаги. Для обработки необходимы две емкости: одну наполняют горячей водой (65–70°, она ощущается рукой как обжигающе горячая), а другую — ледяной (для охлаждения необходимо добавить в нее снег или лед). Семена поочередно погружают в горячую и холодную воду на 2-3 секунды, так проводят 5–10 циклов. Для удобства предпосевной обработки можно сшить небольшие мешочки из спанбонда, воспользоваться марлей или приобрести упаковку фильтр-пакетов, предназначенных для заваривания чая. [6]

В процессе пробуждения семени внутри него вырабатываются гормоны роста. Применение стимуляторов роста натурального или искусственного происхождения имитирует естественную выработку фитогормонов, что ускоряет появление всходов.

Ускорить пробуждение семян поможет «ЭпинЭкстра» —искусственно синтезированный фитогормон брассиностероид. Для приготовления раствора необходимо использовать мягкую воду: талую, снеговую или дистиллированную.

При пробуждении ростка выделяется гормон гиббереллин. Препараты на основе гиббереллиновой кислоты действуют на семена как громкий будильник, заставляя их проснуться. Препараты с гиббереллиновой кислотой растворяют в небольшом количестве спирта, после чего разбавляют водой до нужного объема. Препараты на основе гиббереллина также стимулируют завязывание плодов, что отразилось в их названиях: «Бутон», «Завязь». Есть и более мягкие средства для пробуждения семян. Препарат «Циркон» имеет натуральное происхождение, его производят из растительного сырья эхинацеи пурпурной. Гидроксикоричные кислоты ускоряют растворение оболочки и стимулируют рост. Янтарная кислота и препараты на ее основе, такие как «Грин Дейл», повышают всхожесть семян и усиливают энергию прорастания. Раствор янтарной кислоты применяют в качестве стимулятора при посеве туговсхожих культур: перца, баклажанов. Раствор борной кислоты также ускоряет прорастание семян и появление всходов. Борную кислоту применяют для предпосевной обработки томатов, лука, моркови и других культур. Гуминовые кислоты оказывают стимулирующее воздействие на семена. В плодородной почве высокое содержание гумуса, но при выращивании рассады мы помещаем семена в искусственный грунт на основе торфа. Замачивание семян в растворе гуматов или гумата калия, ускоряет появление всходов.

Мощным стимулирующим действием обладает сок алоэ и других суккулентов: толстянки (денежного дерева), каланхоэ. Семена можно проращивать непосредственно на мякоти этих суккулентов, для этого листья разрезают вдоль, оголяя сочную сердцевину. Из листьев алоэ выдавливают сок, в котором семена замачивают на несколько часов, после чего высевают. Действие алоэ усиливается после предварительной ферментации. Для этого срезанные листья заворачивают в темную ткань и выдерживают в холодильнике в течение недели. Применение стимуляторов роста не только пробуждает семена, но и дает им «заряд бодрости» для дальнейшего развития. Крепкие всходы превращаются в коренастую рассаду, что является залогом отличного урожая. [4]

2.4. Способы получения газированной воды

Газированную воду для эксперимента можно получить двумя способами: химическим и механическим. Химический метод представляет собой добавление кислоты и пищевой соды в определенных пропорциях, которые рассчитываются по определенной технологии. А для механического метода получения газированной воды необходимо насытить воду диоксидом углерода. Чтобы это сделать нужно, охладить воду и удалить лишний воздух, используя специальное оборудование. Далее уже в подготовленную воду вводится углекислый газ в  пропорциях, которые составляют примерно 5~10 грамм на один литр. [3]

Я использовал для эксперимента газированную столовую минеральную воду «Липецкая. Росинка», минерализация которой составила 0,4-0, 8 г/л. Концентрация ионов в ней составляла: гидрокарбонат – 200-400 мг/л, сульфат –1300-1700 мг/л, хлорид – 800-1000 мг/л, кальций – 90-150 мг/л, магний – 100 мг/л, натрий и калий – 1000-1300 мг/л.

3.Практическая часть

Я взял два горшка (разные по цвету) и посадил в каждый по 2 семени кабачка, чтобы вероятность положительного исхода моего эксперимента возросла. Первый горшок (белый) я поливал  газированной минеральной водой «Липецкая. Росинка», состав которой представлен на рисунке 1 в приложении,  а второй (коричневый) – обычной  водопроводной водой. Полив растений осуществлялся каждые два дня в течение одного месяца.  Два раза в неделю я  делал фотографии тех изменений, которые происходили с растениями,  и измерял длину их формирующихся побегов. В  конце эксперимента я сравнил и измерил их корневые системы.

 Семена в горшках проросли все на восьмой день эксперимента. Всхожесть семян составляет 100%, но раньше на два дня появились проростки кабачка в коричневом горшке. Даже спустя только восемь дней после начала эксперимента,  сразу же была видна колоссальная разница между растениями в разных горшках. Те, что я поливал обычной водой, «проклюнулись» быстрее  и выросли на восьмой день на 5 сантиметров, когда  в белом горшке растения только показались из земли. На протяжении двух следующих дней, кабачки из коричневого горшка заметно опережали  в росте и развитии растения, которые я поливал газированной водой (Таблица 1).  Они имели уже расправленные первые  листочки, тогда как у других кабачков они несколько дней не могли освободиться от семенной кожуры и представляли собой лишь маленький стебелек. На 13-ый день у обычного кабачка стали развиваться полноценные листья. У «газированного» - с опозданием на 1-2 дня.

Через некоторое время  я столкнулся с одной проблемой. Из-за того, что растения  росли на подоконнике и тянулись к свету, ростки обычного кабачка были слишком длинными и начали падать. Чтобы это предотвратить я сделал подставку из деревянных палок. Это помогло и через некоторое время стебли начали крепчать. На 17-й день эксперимента, у обычного кабачка стали появляться зеленые бутоны. У «газированного» такие бутоны появились лишь на 19 день. Нижние листья начали увядать, после чего отпали.

 Уже ближе к концу эксперимента примерно  на 24-27 день разница между растениями сохранялась. «Газированный» кабачок отставал в развитии от обычного кабачка. Это проявлялось во всем: длина стебля у обычного кабачка больше почти на 30 см, в количестве листьев – 6 и 7 листьев соответственно, количестве и зрелости бутонов – у обычного кабачка они все стали желтого цвета, у «газированного» не распустились.

Затем мною были извлечены растения из горшков и проведено измерение их корневых систем, результаты которые были зафиксированы и внесены в таблицу (Таблица 2). Произведя анализ полученных данных, я сделал следующие выводы:

1. Газированная минеральная вода однозначно вредна для растений.
2. Опираясь на наблюдения и результаты проделанного эксперимента можно сказать, что она замедляет все процессы роста и развития растения, негативно влияет на окраску и форму листьев, на сформированность корневой системы,  сроки цветения и количество цветков.
3. Урожайность экспериментальных «газированных» кабачков будет меньше и  размеры плодов у них тоже будут меньше,  чем в контрольной группе (водопроводная вода).
4. Сроки созревания  также будут удлиняться.

4.Заключение

Моя гипотеза  не подтвердилась,  и  газированная минеральная вода оказалась вредна для роста и развития растений. Её состав очень сильно отличается от обычной воды, и  для роста и развития растений этот фактор оказался угнетающим. Растения не погибли, но значительно отставали в росте и развитии от контрольной группы. Потому я бы не стал рекомендовать изменять состав воды для полива рассады и проращивания семян, а использовал бы обычную водопроводную воду или дождевую, содержание солей в которой близко к норме и оптимально для растений. Минеральная вода содержит много солей и при поливе такой водой мы просто "засолим" грунт и медленно убьем растение потому,  что нарушим процесс его корневого питания.

Засоление почв – это избыточное количество солей в почвенном растворе, оказывающее токсичное действие на большинство растений. Оно  нарушает  нормальный водообмен растений, вызывает отравление растений, подавляет процессы роста, оказывает угнетающее действие на развитие растений  и на почвенные микроорганизмы. Минеральная вода часто бывает щелочной, перенасыщенной солями минералов,  и полив ею делает почву со временем  непригодной для роста растения. Засоление почвы вызывает у растений задержку и недружное появление всходов вследствие "физиологической сухости" засоленных почв, а значит, замедленное набухание и прорастание семян. [5]

Цель моего проекта достигнута. Я сравнил влияние воды пресной и минеральной  на рост и влияние растений  и могу сказать, что самая лучшая вода для полива растений и проращивания семян дождевая, полученная при таянии снега или водопроводная.

Список литературы:

1. https://old.bigenc.ru/agriculture/text/2952714 
2. https://iknigi.net/avtor-oktyabrina-ganichkina/50735-moim-ogorodnikam-oktyabrina-ganichkina/read/page-9.html 
3. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D0%B7%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%B0 
4. https://www.vhoz.ru/articles/ogorod/kak-uskorit-prorastanie-semyan-i-poluchit-druzhnye-vskhody/ 
5. Ганичкины О. и А. Самая полная энциклопедия огородника.- М.: «РИПОЛ КЛАССИК», 2001.-560с.
6. Лебедева Т.А. Календарь огородника.- М.: Колос, 1998.-391с.

Приложение

Таблица 1: Дневник наблюдений

Таблица 2: Изменение размеров вегетативных органов у проростков контрольной и экспериментальной групп.

Рисунок 1: Состав газированной воды «Липецкая»

Рисунок 2: Размеры побега и корня проростка кабачка из экспериментальной группы (газированная вода)

Рисунок 3: Размеры побега и корня проростка кабачка из контрольной группы (водопроводная вода):

Рисунок 4: Кабачок сорта «Цуккини»