Исследовательская работа: Влияние почвы на рост и развитие сельскохозяйственных растений, выращиваемых в домашних условиях

Исследовательская работа

Влияние почвы на рост и развитие сельскохозяйственных растений, выращиваемых в домашних условиях

Кушаева Татьяна

8 б класс, МБОУ «СОШ №11», г. Нижнекамск

Научный руководитель: Моряшова Ольга Павловна,

Учитель биологии

Нижнекамск, 2015

Оглавление

стр.

Введение 3

Глава 1. Обзор литературы. 4

1.1Почвы республики Татарстан 4

1.2.Ботаническое описание изучаемых растений 8

Глава 2. Исследование и обсуждение результатов 11

Заключение 13

Список литературы 14

Приложение №1 15

Введение

В кабинете биологии учительница с девочкой ставили опыт по выращиванию горошка в домашних условиях и решали какая земля больше для этого подойдет. В 3 классе я делала научную работу в которой опытным путем определяла наиболее подходящую землю для выращивания комнатных растений (традесканции). Опираясь на результат моей предыдущей работы, я порекомендовала купить землю для выращивания горошка в магазине, но результат меня огорчил. Растения росли не очень быстро и плодов пришлось ждать достаточно долго.

Цель работы: Определить, какие почвы наиболее благоприятны для выращивания дома сельскохозяйственных растений.

Задачи:

1. Оценить кислотность почвы и содержание нитратов в растениях путем химического анализа.

2. Выяснить, насколько хорошо разные виды почв подходят для роста и развития растений.

3. Изучить условия выращивания горошка.

4. Отследить основные этапы развития растений.

5. Сравнить рост и развитие трех растений гороха, посаженных в горшки с разным видом почв.

6. Сделать выводы и дала рекомендации об использовании соответствующего вида почв для выращивания дома сельскохозяйственных растений.

Глава 1. Обзор литературы

1. Почвы республики Татарстан

Почва – особое природное тело, состоящее из многих составных частей, способное существовать только в процессе взаимодействия факторов почвообразователей. Выделяют следующие факторы почвообразования: почвообразующие, или материнские, породы, растительные и животные организмы, элементы климата (атмосферные осадки, количество тепла), рельеф , воды и деятельность человека.

Территория Республики Татарстан располагается в трех почвенных зонах: зоне подзолистых почв, зоне серых лесных почв и зоне черноземов. Данные группы почв относятся к автоморфным. Водный режим таких почв не зависит от грунтовых вод, а их увлажнение определяется количеством атмосферных осадков, одна часть которых испаряется, другая – фильтруется в почву. При более подробном ознакомлении с процессом формирования почв и факторами, влияющими на данный процесс на территории республики можно выделить несколько подвидов автоморфных почв.

Дерново-подзолистые почвы находятся у южной границы своего распространения. Они сформировались в основном на древне-аллювиальных песчаных отложениях рек Волги, Вятки, Камы, по составу песчаные и местами суглинистые. Содержание гумуса в почвах песчаного состава колеблется от 0,04% до 1,7% и увеличивается у почв суглинистого состава до 3,5%. Эти почвы развиты на 9,9% площади республики. Половина площадей этих почв в основном суглинистого состава используется в сельском хозяйстве, так как при внесении удобрений и окультуривании они становятся достаточно плодородными.

Дерново-карбонатные почвы развиты небольшими участками на возвышенных междуречьях, крутых склонах, сложенных породами, содержащими карбонат кальция, занимают 2,5% площади республики. Содержание гумуса в почвах колеблется от 4 до 5%. Почвы используют под пашню, пастбища и отчасти под сенокосы.

Серые лесные почвы занимают 36,9% площади республики, широко развиты в Предкамье, северном и среднем Предволжье, довольно значительны в Закамье. Они сформировались под широколиственными и мелколиственными лесами с некоторым участием хвойных пород и представлены четырьмя под типами: светло-серыми лесными (занимают 13,2% площади республики), серыми лесными (10,1%), темно-серыми лесными (7,2%) и серыми лесными пестроцветными (6,4%). Светло-серые лесные почвы занимают большую часть Предкамья, развиты на крайнем севере Предволжья и небольшими пятнами в Закамье. Их северное положение в республике и несколько более суровые водно-тепловые условия определили невысокое плодородие: содержание гумуса 2,5-3,5%. Подтип серых лесных почв широко развит в центральном и юго-восточном Предволжье, юго-западном и северо-восточном Закамье, характеризуется плодородием в 4,2-5,8%. Темно-серые лесные почвы развиты небольшими участками по всему Закамью и центральному Предволжью, имеют гумуса до 7%. Серые лесные пестроцветные почвы небольшими участками приурочены к возвышенным междуречьям и крутым склонам, развиты в основном в восточном Закамье и имеют высокое содержание гумуса. Благодаря довольно высокому плодородию серые лесные почвы хорошо освоены в сельскохозяйственном отношении – 42,6% всех пахотных угодий – серые лесные почвы.

Черноземы занимают 31,7% площади республики, на них находится 48,08% всех сельскохозяйственных угодий, в том числе 44,05% пахотных земель. Черноземные почвы формируются в оптимальных для растительности и животного мира водно-тепловых условиях умеренного пояса, обусловливающих интенсивное ежегодное накопление гумуса. Они занимают большую часть Закамья, господствуют на его юго-востоке, широко развиты в Предволжье, особенно на юго-западе, но полностью отсутствуют в Предкамье. Черноземные почвы республики представлены подтипами: черноземом оподзоленным, черноземом выщелоченным, черноземом типичным. Черноземы оподзоленные сформировались в южной подзоне широко- и мелколиственных лесов под многоярусным широколиственным лесом с богатым травостоем, содержание гумуса здесь 6,6 – 10,3%. В настоящее время на них почти нет лесов, так как они были давно вырублены для использования земель под пашню. Выщелоченные черноземы сформировались под растительностью из сменявших друг друга в пространстве массивов широко- и мелколиственных лесов и участков луго-степей, содержание гумуса 7,6- 9,1%. Типичные черноземы сформировались под травянистой растительностью луго-степей с редкими рощами лесов, содержание гумуса 10-13%.

На пониженных участках рельефа, во впадинах, на поймах, где грунтовые воды залегают близко к поверхности, формируются гидроморфные почвы. Фильтрующиеся атмосферные осадки и грунтовые воды создают условия избыточного увлажнения, в которых формируются такие типы почв, как болотные аллювиальные насыщенные. На территории республики развиты четыре типа гидроморфных почв: аллювиальные дерновые насыщенные, аллювиальные болотные, лугово-болотные и болотные низинные, они занимают 5,5% площади республики. Аллювиальные дерновые насыщенные почвы формируются на поймах рек под лесами с наземным покровом из лугового крупнотравья. Содержания гумуса в таких почвах невысокое (1-3%) и обычно они не распахиваются, так как распашка приводит к смыву верхних слоев почв. Аллювиальные болотные почвы формируются в понижениях на поймах рек под болотной растительностью. Значительные массивы этих почв есть в долинах рек Ик, Уратьма. Для земледелия эти почвы не пригодны, так как затопление речными водами ведет к их заливанию. Лугово-болотные почвы развиты в понижениях рек на глубине грунтовых вод около 1,5м. наименьшую площадь в республике занимают болотные низинные почвы. Они есть в нижнем течении Бездны и М. Черемшана. Непригодность этих почв для сельскохозяйственных работ сохранила естественную растительность и весь ландшафт.

Нижние части склонов, днища лощин и впадин, высокие участки пойм, где грунтовые воды залегают несколько глубже характеризуются перемежающимися условиями увлажнения. Во время весеннего снеготаяния и паводков в этих местах образуется единый водный горизонт за счет более глубокой фильтрации талых вод. Для почвообразования создаются условия, подобные гидроморфным. То же наблюдается и после обильных ливней. В остальное время увлажнение этих почв подобно автоморфным. В таких условиях формируются полугидроморфные лугово-черноземные почвы. Они представлены одним типом – лугово-черноземным, находящимся на пониженных формах рельефа, поэтому дополнительно увлажненных за счет стекания влаги с более высоких участков рельефа и за счет сезонного подпитывания грунтовыми водами. Данные почвы содержат 6-7% гумуса.

Почвы республики являются ценным природным ресурсом. Под сельскохозяйственные угодья занято 65,9% площади республики. Пахотные земли республики различаются по плодородию почв, по урожайности сельскохозяйственных культур на этих землях.

1. Ботаническое описание изучаемых растений

Горох посевной (Pisum sativum)

Виды рода Горох — однолетние травы со слабыми вьющимися стеблями. Листья перистые и заканчиваются ветвистыми усиками, с помощью которых они цепляются за другие растения. Прилистники особенно велики. Цветки с венчиком мотылькового типа. Родовым отличительным признаком в цветке служит трёхрёберный столбик с желобком внизу и пучком волосков вверху. Плод — плоский двустворчатый боб с семенами-горошинами. Горошины обычно сферической или несколько угловатой формы.

Вообще, горох - однолетнее, самоопыляющееся травянистое растение семейства Бобовые, зерновая бобовая культура Горох не только вкусный, но и очень полезный. Он ценится, в основном, за большое содержание белков. Белка в горохе почти столько же, сколько в говядине. Но в отличие от мясного белка, он намного легче усваивается. Богат горох углеводами и микроэлементами. Зеленый горох содержит витамины группы В, каротин (провитамин А), витамины С и РР. В состав гороха входят соли калия, марганца, железа и фосфора.

Сорта гороха:

Горох лущильный (Pisum sativum L. convar. sativum). Горошины имеют сферическую форму с гладкой поверхностью. Сухое зерно используется для приготовления супов и входит в состав разнообразных блюд, а также как отдельный гарнир к блюдам. Содержит много крахмала и используется не только в пищевой промышленности, но и для производства биопластика. Для прочего применения собираются молодые семена; если они переспели, то становятся мучнистыми на вкус.

Горох мозговой (Pisum sativum L. convar. medullare Alef. emend. C.O.Lehm). Горошины имеют сферическую форму, а в спелом состоянии сморщены и похожи на мозг. Содержат 6-9 % сахара, почти исключительно сахарозы, поэтому обладают сладким вкусом, за счёт чего их часто принимают за семена сахарного гороха. Применяется в основном в консервной индустрии (для консервов с рассолом предпочитаются светлые сорта, а для заморозки тёмные). Для приготовления супа не пригодны, так как во время варки не становятся мягкими.

Горох сахарный (Pisum sativum L. convar. axiphium Alef emend. C.O.Lehm). Не имеет пергамента в бобе и не становится «резиновым». В основном используются целые мясистые, сладкие бобы, с ещё недоразвитым зерном. Для сахарного гороха характерно то, что его высушенные семена сильно морщинистые из-за высокого содержания влаги в сыром семени.

Горох посевной (Pisum sativum) — самый известный и распространённый. Семена его (горошины) шаровидные или слегка сжатые, но не угловатые, цветки почти всегда белые, хотя бывают розовые. Разводится с древнейших времён; но египтянам не был известен. Освальд Хеер утверждает, что семена его найдены им в свайных постройках бронзового и даже каменного века. В Индии он разводился издревле. Происхождение гороха поэтому хотя и признаётся восточным, но не с полной уверенностью. Сорта его чрезвычайно многочисленны.

Горох полевой (Pisum arvense), известный также под названием пелюшка, отличается угловатыми семенами. Разводится в поле, но гораздо гороха посевного.

Главным вредителем зелёного гороха является гороховая зерновка, жук семейства зерновок. Личинка гороховой зерновки, повреждая горошины, снижает всхожесть и урожайность семян.

Горох поражают болезнетворные микроорганизмы, включая вирусы, бактерии и грибы. Вирусные заболевания гороха имеет международную экономическую важность

Насекомые, например, долгоносик клубеньковый (Sitona lineatus), могут повредить само растение и плоды. Долгоносик клубеньковый обитает в Европе, но смог распространиться и к других регионах мира, например, в Канаде (провинция Альберта). Личинки долгоносика питаются корневыми отростками гороха (ответственные за снабжение растения азотом), что сказывается на уменьшении роста стебля и листьев. Взрослые долгоносики питаются листьями и создают зубчатую, «с-образную» форму на внешней стороне листьев.

На упаковке, в которой находились семена гороха было указано, что Александра — сорт сахарного гороха для потребления в свежем виде и после кулинарной обработки. Сладкий сорт скороспелка. Период созревания от всходов до сбора урожая от 50 до 63 дней. Растение невысокое, плетущееся. Створки гороха яркого зелёного цвета, ровной формы, тонкие, хрустящие и сочные, с высоким содержанием сахара. Сорт семян гороха "Александра" устойчив к различным видам заболевания и приспособлен к любым климатическим условиям.

Глава 2. Исследование и обсуждение результатов.

Я пыталась установить, как состав почвы влияет на рост и развитие растений. Вначале мы вместе с учителем биологии определили кислотность почв и содержание в них нитратов. Для определения кислотности я поместила почвенную смесь из магазина, землю с садового участка деревни Б. Афанасово и смесь этих почв в пробирки, добавила в каждую 10 мл раствора хлорида калия, а через некоторое время опустила туда индикаторную бумагу. Немного подождав, вынула обратно и сверила ее цвет со специальной шкалой, а затем с таблицей №1. Мой анализ показал, что взятая мною почва относится с садового участка деревни Б. Афанасово к умеренно кислой, так как индикаторная бумага приобрела красную окраску, а почвенная смесь из магазина имеет слабую кислотность. Смесь, составленная из двух этих почв так же имеет слабую кислотность.

Для определения содержания нитратов мы измельчили кусочеки изучаемых растений, чтобы получился сок. Далее в пробирки к 10 мл сока добавим 5 капель 1% раствора дифениламина. Если нитраты отсутствуют, сок не измениться, что и произошло в той пробирке, где была почвенная смесь из магазина. При наличии нитратов появляется синяя окраска. Подобную окраску я и наблюдала в пробирке с землей с садового участка деревни Б. Афанасово. При проверке на нитраты смеси двух почв, я наблюдала слабое окрашивание сока, что говорит о наличии нитратов, но в небольшом количестве.

Остальная часть опыта представляла собой наблюдение. Мы выбрали комнату подходящую для исследований. Температура воздуха в комнате +24°C и достаточная освещенность. Данные параметры необходимо учитывать, так как оказалось, что растения гороха очень требовательны к свету, оптимальная средняя температура роста располагается между +15 и +19°C, при температуре выше +27°C  замедляется рост, так же горох — растение длинного дня, то есть быстро зацветает, когда долгота дня максимальная.

Взяли три горшка : в одном из них была земля с садового участка деревни Б. Афанасово, а в другом – магазинная почвенная смесь, а в третьем смесь двух вышеназванных видов земли. Посадили заранее замоченные в воде семена гороха сорта "Александра". Горшки с землей поместили на подоконник и стали наблюдать. Данные наблюдений заносили в таблицу №2. По результатам наблюдений мною были сделаны следующие выводы. Растения гороха лучше растет в смеси из двух видов земли, чем почве, с садового участка деревни Б. Афанасово и магазинной смеси, так как смесь содержит все необходимые вещества для роста и развития растения и ему не надо тратить жизненные силы на борьбу с неблагоприятными факторами окружающей среды, каким может являться и плохая почва. У растения, посаженного в обычную землю много «сил» уходит на подобную борьбу, оно не дополучает питательных веществ, поэтому растет медленно и выглядит слабым и больным, а магазинная земля не дает ему всех необходимых веществ, так как быстро истощается.

По полученным результатам моего исследования, я рекомендую сажать растения в специально подготовленную для них почву. И если комнатные растения лучше чувствуют себя в специальных магазинных смесях, то растения открытого грунта, выращиваемые в домашних условиях, лучше сажать в смесь из садовой земли с магазинной почвой.

Заключение

Поставленные в начале работы задачи в ходе ее выполнения были полностью выполнены. Так, в результате проделанной работы, мне удалось:

1. Оценить кислотность почвы и содержание нитратов в растениях путем химического анализа.

2. Выяснить, насколько хорошо разные виды почв подходят для роста и развития растений.

3. Изучить условия выращивания горошка.

4. Отследить основные этапы развития растений.

5. Сравнить рост и развитие трех растений гороха, посаженных в горшки с разным видом почв.

6. Сделать выводы и дала рекомендации об использовании соответствующего вида почв для выращивания дома сельскохозяйственных растений.

Список использованной литературы

1. А.Т. Лебедева, «Горох, фасоль, бобы» Москва, Астрель АСТ 2004г

2. Винокуров М.А., Колоскова А.В., Фаткуллин А.Ш. Краткая характеристика почв и агропочвенных районов Татарской АССР./ Казань: Изд-во Казан. Ун-та, 1963.

3. Геологическая карта Татарской АССР. Масштаб 1:500000 с объяснительной запиской./М.: Изд-во ГУГК, 1960

4. География Татарстана: Пробное учебное пособие для средней школы/ Под ред. Г.П.Бутакова. – Казань: Магариф, 1994.

5. Химические основы экологии: Учеб. Пособие для учащихся шк., гимназий с углубленным изучением химии, биологии и экологии. – М.: Просвещение, 1994.

6. Факультативные занятия по химии в средней школе. Под ред. Действ.чл. АПН СССР Д.А.Эпштейна. М., «Просвещение», 1971

7. Царь горох. Журнал «Садовник» № 7, 2007

8. Экология России. Книга для учителя. – М.: АО «МДС», 1995.

Приложение №1

Таблица №1

Шкала для определения кислотности почвы

Таблица№2

Рецензия

на научно-исследовательскую работу

«Влияние почвы на рост и развитие сельскохозяйственных растений, выращиваемых в домашних условиях»

Ученицы 8 б класса МБОУ «СОШ №11»

Г. Нижнекамска

Кушаевой Татьяны

Статья Кушаевой Татьяны посвящена влиянию почвы на рост и развитие сельскохозяйственных растений, выращиваемых в домашних условиях.

Актуальность данной статьи не вызывает сомнения, поскольку при выращивании растений и достижения наилучшего результата, необходимо учитывать все факторы, влияющие на этот процесс, одним из которых является состав почвы.

Автором проведена серьезная работа по определению кислотность почв и содержание в них нитратов, проведено наблюдение, по результатам которого были сделаны соответствующие выводы.

Научная статья Кушаевой Татьяны «Влияние почвы на рост и развитие сельскохозяйственных растений, выращиваемых в домашних условиях»

соответствует всем требованиям, предъявляемым к работам такого рода.

Научный руководитель О.П. Моряшова

Директор школы №11 А.Ю. Огородова