Влияние фосфатов на скорость роста вегетативных органов у крестоцветов
творческая работа учащихся по биологии (11 класс) на тему
Предварительный просмотр:
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №7
ВЛИЯНИЕ ФОСФАТОВ НА СКОРОСТЬ РОСТА ВЕГЕТАТИВНЫХ ОРГАНОВ У КРЕСТОЦВЕТОВ
Исследовательская работа по биологии
Выполнили:
Росляков Максим Игоревич, Ивашов Никита Алексеевич
ученики 11А класса
Руководитель:
Ситникова Л.В.
Липецк – 2018
Оглавление
Введение……………………………………………………………………………...3
Историческая справка…………………………………………………………….....5
Глава 1. Кресс-салат…………………………………………………………………6
Глава 2.Влияние удобрений на растекания………………………………………..8
Глава 3. Для чего нужен фосфор растениям?.........................................................10
Глава 4. Фосфатные удобрения……………………………………………………12
Глава 5. Дефицит фосфора в почве………………………………………………..15
Экспериментальная часть………………………………………………………….17
Заключение………………………………………………………………………….19
Используемая литература………………………………………………………….20
Ведение
Наша планета покрыта ковром зеленых растений. Растения встретишь в любом уголке земли: в жаркой безводной пустыне и в холодной арктической тундре. И везде, где бы ни вырос зеленый росток, он своими корнями углубляется в почву и добывает оттуда питательные вещества.
Почва является основным источником обеспечения растений питательными веществами. Растения своей корневой системой поглощают из почвенных растворов и затем усваивают необходимые ему питательные вещества. Для всех растений необходимы 13 элементов, которые принимают участие в обмене веществ: азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, марганец, медь, цинк, молибден, бор, хлор. Азот, фосфор, калий, кальций, сера и магний содержатся в растениях в значительных количествах, и называются макроэлементами, остальные в ничтожных количествах и называются микроэлементами, но и они очень важны для растения.
Мы решили изучить влияние одного из этих веществ на скорость роста корней. За объект исследования взяли семена кресс-салат.
Проблема: выяснить какое влияние оказывают удобрения на растения.
Цель работы: выяснить как влияют фосфатные удобрения на ростовые процессы вегетативных органах крестоцветов.
Для этого необходимо решить задачи:
- Высадить две группы семян кресс-салата в почву.
-Поливать одну из групп фосфатными удобрениями.
-Сравнить вегетативные органы у побегов.
- Проанализировать эксперимент.
Объект исследования: семена кресс-салата.
Предмет исследования: длина подземной части побега.
Основные методы исследования:
- работа с литературными источниками;
- исследование;
- наблюдение;
- статистическая обработка данных опыта;
- сравнительный анализ результатов;
- обобщение полученной информации.
Историческая справка
В 1563 г. во Франции опубликовано сочинение Палисси, где он высказывает мысль о том, что почти во всех растениях и животных находятся соли, поэтому именно они необходимы для питания растений. По некоторым причинам Палисси был заточен в Бастилию, где и скончался в 1589 г. На два с половиной столетия его труды были забыты.
В XVII в. ученые полагали, что для питания растений нужна только вода, а вещества, образующиеся в процессе роста, растение создает само внутри своего тела загадочной и мистической «силой жизни», вложенной в него творцом.
Весомый вклад в учение о питании растений внес немецкий ученый-химик Юстас Либих (1803–1873) В 1840 г. Либих ввел в науку понятие «лимитирующие факторы». Он изучал влияние содержания различных химических элементов в почве на рост растений и сформулировал принцип: «Веществом, находящимся в минимуме, управляется урожай и определяется величина и устойчивость последнего во времени». Сформулированный им закон хорошо иллюстрируется «бочкой Добенека», клепки которой условно обозначают факторы жизни растений Фактический урожай определяется высотой самой низкой клепки, т.е. количеством фактора, находящегося в минимуме. Если заменить данную клепку (например, восполнить недостающий элемент питания), то уровень воды в бочке (урожай растений) будет определять другая клепка, оказавшаяся в изменившихся условиях самой короткой.
В плеяде имен русских исследователей минерального питания растений особое место занимает академик Дмитрий Николаевич Прянишников (1865–1948) Его исследования показали, что каждый вид растения предъявляет специфические требования к количествам и сочетаниям отдельных элементов. Кроме того, потребность растения в отдельных элементах изменяется на разных фазах его развития.
Глава 1. Кресс-салат
Кресс-салат – представитель рода Клоповник, однолетнее овощное растение, которое широко используют в кулинарии и медицине. Кресс-салат имеет тонкий стебель с множеством зеленых листьев (см. фото). Цветы салата бывают белого либо бледно-фиолетовых оттенков. Молодые листья кресс-салата употребляют в пищу, стебель растения должен быть белого цвета.
Зеленый овощ родом из Ближневосточного региона. Благодаря высоким вкусовым качествам и неприхотливости в уходе эту траву выращивают практически по всему миру. Во многих странах Африки выращивают специальные сорта овоща, которые содержат много масла, из них готовят лекарственное масло, которое применяется в косметических и медицинских целях.
Полезные свойства кресс-салата объясняются его составом. Практически на 90% он состоит из воды, чем обусловливается низкая калорийность растения и его ценность в диетическом питании. Калорийность продукта составляет всего 32 килокалории на 100 грамов. Кресс-салат содержит необходимые организму витамины, что делает его важным дополнением к весеннему рациону.
Витаминный состав кресс-салата представлен витаминами А, В, С, Д, К, РР. Растение содержит многие необходимые минералы, среди них фосфор, магний, железо, кальций. Употребление зеленого овоща возбуждает аппетит, выводит шлаки из организма, приводит в норму давление.
Народная медицина рекомендует использовать сок из растения с целью профилактики анемии. Сок кресс-салата считается эффективным протицинготным, общеукрепляющим средством. Применяют этот овощ и при заболеваниях сердца. Сок растения хорошо помогает при простудах, в некоторых рецептах рекомендуется полоскать им больное горло. Салат выводит токсины и очищает организм. Полезные вещества кресс-салата действуют как антиоксиданты, замедляют процессы старения.
Глава 2. Влияние удобрений на растекания
Внесение минеральные удобрений - существенно повышает урожаи овощных культур, повышают устойчивость растений к вредителям и болезням, а также губительно действуют и на самих вредителей, например, калийная соль и суперфосфат — на слизней, аммиачные удобрения — на проволочников.
Все удобрения усваиваются в год внесения. Но тут важно и не переборщить. Судить о результате можно по внешнему виду растений.
Элементы питания растений | Внешние признаки |
Азот | При недостатке — медленный рост, бледно-зеленая окраска, преждевременное пожелтение и попадание листьев. При избытке — задержка цветения и созревания, |
Фосфор | При недостатке — задержка роста, запоздание созревания плодов. Окраска листьев темно-зеленая с голубоватым оттенком, по краям листьев - бурые или сероватые пятна. При избытке — ускорение развития растений |
Калий | При недостатке — отставание в росте, желтение |
Кальций | При недостатке — повреждение и отмирание верхушечных почек и корней. |
Магний | При недостатке — приостановка в росте, просветление окраски, изменение зеленой окраски листьев на желтую, красную, фиолетовую у краев и между жилками |
Железо | При недостатке — задержка роста, хлороз листьев - они приобретают светло-зеленую, почти белую окраску |
Медь | При недостатке — кончики листьев становятся белыми (хлороз), растения обычно сильно кустятся, приобретают светло-зеленую окраску, которая сохраняется до осени |
Бор | При недостатке — отмирание верхушечных почек и их загнивание |
Глава 3. Для чего нужен фосфор растениям?
Фосфор, элемент из троицы наиболее важных и нужных растениям. Фосфор уникален тем, что осуществляет контроль над обменными процессами, происходящими в организме растений и является одновременно источником энергии для них. Уникальность фосфора, помимо прочего, заключается в том, что этот компонент входит в состав РНК и ДНК и множество иных веществ, которые выполняют ключевые роли в жизни растительного организма.
При достатке фосфора в почве все обменные процессы растительного организма протекают лучше, происходит нормальный рост, развитие, плодоношение, а вот при его дефиците все эти процессы нарушаются, и часто нехватка фосфора для растений становится настоящей катастрофой. Даже небольшой дефицит фосфора в почве может привести к остановкам развития семенных камер, замедлению роста, изменению цвета растений, формы их листовых пластинок, их досрочному опадению. Листовые пластинки, расположенные на нижних частях растений, при сильной нехватке фосфора в почве начинают отмирать, на них появляются тёмные пятна. У овощных культур полностью прекращается рост, растения становятся низкими, начинают куститься.
При острой нехватке фосфора в почве, либо невозможности поглощения его корневой системой, начинают отмирать удерживающие растение корни и деревья часто падают.
Всех этих неприятностей можно избежать путём своевременного внесения фосфорных удобрений в почву, причём интересен тот факт что «перекормить» почву фосфором практически невозможно. Отмечено что даже на тех участках, где количество фосфора в несколько раз превышало норму, растения выглядели полностью здоровыми и давали ежегодные стабильные урожаи. Всё дело в том, что растения поглощают из почвы фосфор в необходимом им количестве и не черпают лишнего.
Однако прежде чем приступать к удобрению почвы фосфором нужно выяснить истинную причину его нехватки, ведь бывает так, что фосфор в почве есть, но он находится в недоступной для растений форме. Причин того довольно много, это и чрезмерное внесение калийных удобрений и отсутствие микрофлоры почвы и повышенная влажность грунта.
Только после того как причина найдена, можно приступать к внесению удобрений содержащих фосфор, кстати знать сколько его содержится в том или ином удобрении для того чтобы как можно скорее устранить дефицит, также нужно обязательно.
Глава 4. Фосфатные удобрения
Фосфор, как азот и калий, необходимые для нормального развития растений. Источником фосфора для растений является фосфаты почвы, главным образом фосфат кальция Са3(РО 4)2. Но в большинстве почв фосфата кальция мало. Кроме того, в связи с его нерастворимость в воде он практически недоступен для растений. Поэтому внесение в почву растворимых фосфатов, так называемых фосфорных удобрений, имеет чрезвычайно большое значение для повышения урожая сельскохозяйственных культур. Приведу краткую характеристику важнейших фосфорных удобрений.
Обычный суперфосфат (Ca(Н2РО4)2 + 2CaSO4) является наиболее распространенным фосфорным удобрением. Недостатком его является то, что значительную часть его массы составляет балласт – сульфат кальция, который сильно удорожает транспортировку удобрения.
Обычный суперфосфат добывают путем обработки фосфорита или апатита рассчитанной количеством разбавленной серной кислоты. При этом нерастворимый нормальный фосфат кальция Са3(Р4)2 переходит в легко растворимый дигидрофосфат кальция Са(Н2РО4) 2 по реакции:
Двойной суперфосфат (Ca(Н2РО4)2), как и обычный, содержит фосфор в виде хорошо растворимого дигидрофосфата кальция. Но в нем, в отличие от обычного, нет сульфата кальция, и содержание фосфора в нем значительно выше. Поэтому производство двойного суперфосфата развивается большими темпами, чем обычного. Двойной суперфосфат дороже обычного, поскольку производство его сложнее и при этом тратится много тепла на выпаривание воды.
Двойной суперфосфат производят тоже с фосфоритов или апатита обработкой разбавленной серной кислоты. Однако кислоты при этом берут больше, чтобы полностью вытеснить из фосфата кальция фосфатную кислоту:
Сульфат кальция как практически нерастворимая вещество выделяется в осадок, а фосфатная кислота остается в растворе. Осадок отфильтровывают, а раствор упаривают и потом им обрабатывают новые порции фосфорита или апатита. При этом количество ортофосфатнои кислоты рассчитывают так, чтобы получить дигидрофосфат кальция:
Преципитат по составу представляет собой дигидрат гидрофосфата кальция CaHPO4 • 2H2O. Его добывают нейтрализацией раствора фосфорной кислоты рассчитанной количеством известкового молока (суспензией C(OH)2 в воде) до образования гидрофосфата кальция по реакции:
Получаемая соль нерастворимая и выпадает в осадок, который затем выделяют и осторожно высушивают. Преципитат – ценный концентрированный фосфорное удобрение и дешевле двойного суперфосфата. Но он очень мало растворим и поэтому его с успехом можно применять только на слабокислых почвах (содержащие органические кислоты).
Фосфоритная и апатитна мука – тонко размолотый фосфорит или апатит, ее используют как фосфорное удобрение только на кислых почвах, так как фосфор в ней содержится в виде нерастворимого нормального фосфата кальция Са3(PO4)2. Фосфоритная муку лучше вносить в почву вместе с кислыми удобрениями, например с сульфатом аммония (NH4)2SO4 или животным навозом.
Томасшлак – уход металлургического производства. Он образуется при переработке чугуна с большим содержанием фосфора в техническое железо томасовских способом. Состав томасшлак выражается такой приблизительной формулой: Ca3(PO4)2 • CaO. Следовательно, он отличается от нормального фосфата кальция тем, что содержит в своем составе избыток CaO, благодаря чему отмечается сильно основным характером. Томасшлак применяют в виде тонко размолотого порошка на сильно кислых почвах (например, торфянисто и болотистых), где он нейтрализует избыток кислот и одновременно обогащает почву фосфором.
Сложные и смешанные фосфорные удобрения содержат не один, а два или и все три необходимых для питания растений элементы, т.е. азот, фосфор и калий. Важнейшими из них являются так называемые аммофоса и азофоска.
К аммофоса принадлежат дигидрофосфат аммония NH4H2PO4 и гидрофосфат аммония (NH4)2HPO4. Аммофос получают нейтрализацией раствора фосфорной кислоты раствором аммиака с последующим упаривания и кристаллизацией соли. Аммофос представляют собой очень ценное сложное удобрение, содержащее азот и фосфор.
Азофоска – это смесь гидрофосфата аммония (NH4)2HPO4 и нитрата калия KNO 3 ее получают кристаллизацией из раствора смеси двух солей. В зависимости от соотношения исходных веществ получают различные сорта азофоска, отличающихся между собой процентным содержанием азота, фосфора и калия.
Глава 5. Дефицит фосфора в почве
За энергетику в зелёном мире «отвечает» фосфор, который запасается на «электростанциях» живых клеток – митохондриях, а затем расходуется на деление клеток, образование новых соединений при фотосинтезе, передачу генетической информации и других процессах.
Главные симптомы недостатка фосфора таковы: растения низкорослые, с тонким стеблем, листья тускнеют и нередко приобретают лиловый, фиолетовый или бронзовый оттенки, особенно заметные на обратной стороне листьев. Дефицит также проявляется в задержке цветения, слабом завязывании плодов, удлинении созревания тех, что смогли завязаться. Следует отметить, что при хронической нехватке фосфора растения просто не успевают созреть до конца вегетации.
В чём причины дефицита фосфора? Нередко он возникает уже на стадии высадки рассады. Если это делается достаточно рано, то фосфор, даже если его содержание в почве достаточное, не усваивается растениями, — этот процесс нормализуется при температуре грунта выше 13 градусов. Поэтому решением проблемы будет являться повышение температуры грунта. Растения поливают тёплой водой и устанавливают плёночные укрытия.
Нехватка фосфора может быть вызвана и несбалансированным питанием. Так, в растворе коровяка, который огородники нередко используют для подкормок, этого элемента очень мало. Поэтому данное удобрение не подходит для подкормок культур, требовательных к фосфору. Дефицит, который вызван несбалансированным питанием, можно устранить внесением двойного суперфосфата. Удобрение высыпают полосой и растворяют при поливе. Такую коррекцию проводят только между плановыми подкормками, а не вместо них.
Ещё одна причина нехватки фосфора заключается в его переходе в нерастворимые, а значит недоступные для растений соединения. Причём такая фиксация внесённого с удобрениями фосфора наблюдается и на кислых, и на щёлочных почвах, при этом образуются разные соединения. Избежать этого явления можно, если вносить удобрения малыми дозами, а также использовать готовые смеси, содержащие фосфор. Неплохой профилактикой является также поддержание слабокислой реакции почвы.
Экспериментальная часть
1.Нами были взяты семена кресс-салата и фосфатное удобрение.
2.Мы посадили 2 группы семян. (1 – без удобрения, 2- с фосфатным удобрением)
3.Одну группу в течении всего эксперимента мы удобряли фосфатными удобрениями.
4.Когда семена проросли, мы выдернули их из земли и измерили корни у первой и второй группы.
1 группа | 2 группа | |||||
Диаметр стебля, мм | Высота стебля, см | Высота корня, см | Диаметр стебля, мм | Высота стебля, см | Высота корня, см | |
Средняя арефметическая | 1 | 2,6 | 0,8 | 1 | 5,1 | 1,9 |
Дисперсия | 0,04 | 0,05 | 0,002 | 0,04 | 0,006 | 0,009 |
Стандартное отклонение | 0,07 | 0,22 | 0,06 | 0,07 | 0,077 | 0,098 |
Коэфициент вариации | 6,7 | 8,4 | 7,1 | 6,7 | 1,5 | 4,9 |
Ошибка средней | 0,016 | 0,066 | 0,013 | 0,016 | 0,1 | 0,022 |
Относительная ошибка средней | 1,5 | 2,5 | 1,5 | 1,5 | 1,9 | 1,1 |
Заключение
В ходе работы нам удалось выяснить как влияют фосфатные удобрения на ростовые процессы вегетативных органах крестоцветов. Мы высадили две группы семян кресс-салата в почву, поливали одну из групп фосфатными удобрениями, сравнили вегетативные органы у побегов, проанализировали эксперимент. В ходе эксперимента мы выяснили, что при недостатке фосфора наблюдается задержка в развитии растительных культур: цветение и созревание наступает позже, цветов и плодов становится меньше, резко снижается урожайность. Таким образом, сделаем вывод, что для развитее сельского хозяйства норма фосфора и других растений необходима.
Используемые источники информации
1.http://lukogor.ru/SOPage8.htm
3.http://www.yara.ru/crop-nutrition/crops/wheat/crop-nutrition/deficiencies/p/13488---/
4.http://chemlib.ru/books/item/f00/s00/z0000001/st106.shtml
5.http://www.gicpv.ru/soilchem47.html
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
![](/sites/default/files/pictures/2013/11/14/picture-342544-1384373434.jpg)
Урок экологии в 8-м классе «Воздействие солнечных лучей на кожу» по теме «Влияние факторов среды на функционирование систем органов».
Данный урок расширяет представление учащихся о роли солнечного света на кожу, на живой организм. Формирует у них знания о солнечной энергии, о закаливании организма, о здоровом образе жизни. Раз...
![](/sites/default/files/pictures/2017/01/07/picture-244979-1483802933.jpg)
Урок обобщения по вегетативным органам высших растений.
Данный урок разработан для 6 класса как обобщающий урок по морфологии растений. На уроке идёт повторение вегетативных частей растений, через разные формы выполнения работ. Эту разработку я применяю ко...
![](/sites/default/files/pictures/2014/05/26/picture-451569-1401104113.jpg)
Исследовательский проект Влияние ИФК излучения на рост проростков бобов.
Домашний эксперимент перерос в исследовательский проект по желанию самого ученика. В 5 классе на уроке природоведения учащимся даётся домашнее задание - вырастить проростки из семян и прон...
Влияние предмета «Технология» на рост мотивации учащихся, развитие креативных способностей
Для создания мотивации необходимо использовать не надуманную, а реальную для ученика актуальность и привлекательность учебных заданий, повышение его личной ответственности (например, за счет включени...
Урок по теме "Влияние катализатора на скорость химических реакций. Катализ".
При проведении урока применялись элементы технологии проблемного обучения....
![](/sites/default/files/pictures/2021/12/09/picture-315965-1639031410.jpg)
Влияние фосфатов, входящих в состав моющих средств, на здоровье человека
Исследовательская работа в секции "Химия и медицина" Автор- Красноярова Яна...
![](/sites/default/files/pictures/2020/10/21/picture-968456-1603293305.jpg)
Практическая работа "Влияние факторов на скорость химической реакции"
урок проведён 20 12 2021г. по технологии проектно-исследовательской деятельности учащихся в процессе обучения химии) по программе и учебнику О.С. Габриелян,И.Г.Остроумов,С.А.Сладков- «Химия&raqu...