Отглеждане на растения върху разтвори на минерали с различен състав

Панов Дмитрий Вячеславович,

Ученик от 7 клас

Перова Елена Тимофеевна,

учител по биология и география

2014 г.

Уместност. Хората отдавна се опитват да си осигурят храна, създавайки изкуствени условия за отглеждане на растения. Пример за това са висящите градини на асирийската царица Семирамида, считана за едно от чудесата на света. По време на разкопките на Помпей археолозите са открили специални сгради, които очевидно някога са съдържали цъфтящи растения. В прозорците на тези сгради бяха изложени плочи слюда. Опити за създаване на изкуствена среда за растения са правени в древен Рим. Хората вече са знаели как да контролират температурните режими на отглеждане на рози и зеленчуци в специални ями. А през Средновековието в Англия са построени каменни помещения - оранжерии, където се имитира климат, благоприятен за отглеждането на грозде, мандарини и други дарове на юг. Хората научиха тайните на плодородието на почвата стъпка по стъпка. Резултатът от тези изследвания е парадоксален: възникна идеята да се изостави напълно почвата! В началото на ХХ век. В Русия К. А. Тимирязев проведе експеримент с водни култури в голям мащаб. Този метод се нарича хидропоника. Благодарение на този метод можете да доведете растението до пълно узряване на семената. В резултат на това е възможно да се установи как растенията ще се развиват при различни условия. Използването на безпочвен метод за отглеждане на растения ще осигури на хората храна в различни природни и климатични условия.

Изследователски проблем: Отглеждане на растения на минерални разтвори.

Цел: изследване на състава на минералите, необходими за нормалното развитие на растенията.

Задачи:

  1. изучете литературата по тази тема;
  2. направи сравнителен анализ на съществуващите методи за отглеждане на растения в непочвена среда;
  3. провеждане на експеримент за изследване на най-оптималния минерален състав за отглеждане на растения;
  4. разберете как различните минерални вещества влияят върху растежа и развитието на растенията;
  5. анализирайте резултатите и направете заключения.

Обект на изследване: минерално хранене на растенията.

Предмет на изследване: отглеждане на боб в непочвена среда.

Изследователски методи: анализ на литературата по изследваната тема, сравнение, експеримент.

Изследователската работа има за цел да увеличи и разшири нивото на знания по биология.

Хипотеза: На правилно подбрани хранителни среди растенията могат да се отглеждат без почва.

Напредък на научните изследвания:

1. Събиране и анализ на информация по тази тема.

2. Провеждане на експеримент:

а) отглеждане на фасул върху разтвор на калиеви и фосфорни соли („Няма азотна сол, има калий и фосфорна (ПК)“);

б) отглеждане на боб на разтвор на азотни и калиеви соли („Няма фосфорна сол, има азот и калий (NK)“);

в) отглеждане на боб на разтвор на фосфорна и азотна сол („Без калиева сол, има фосфорна и азотна (NP)“);

г) отглеждане на боб на разтвор на фосфорни, калиеви и азотни соли („Има фосфорни, калиеви и азотни соли (NPK)“);

д) отглеждане на боб върху разтвор на готварска сол („Трапезна сол“);

е) отглеждане на боб в чиста вода ("Без сол").

2. Минерално хранене на растенията

Растението абсорбира с кореновата си система от почвени разтвори и след това усвоява необходимите минерали. За всички растения са абсолютно необходими 13 елемента, които участват в метаболизма: азот, фосфор, калий, калций, магнезий, сяра, желязо, манган, мед, цинк, бор, молибден, хлор. При пълното отсъствие на един от тези елементи в почвата настъпват резки промени в основните жизнени функции на растенията - растежът се възпрепятства, нормалният ход на фотосинтезата се нарушава. Азот, фосфор, калий, калций, сяра и магнезий се намират в растенията в значителни количества и се наричат ​​макроелементи (от гръцката дума "макро" - големи), останалите - в незначителни количества и се наричат ​​микроелементи (от гръцката дума " микро "- малки), но те също са много важни за растението.

Високото ниво на фотосинтеза зависи от правилното минерално хранене на растенията. В този случай всеки елемент изпълнява определена физиологична роля. Например, азотът (N) участва пряко във формирането на апарата, в който се осъществява фотосинтезата; с участието на фосфор (Р) в процеса на фотосинтеза се образуват богати на енергия органофосфорни съединения; калият (К) влияе върху интензивността на фотосинтезата, натрупването на хлорофил и синтеза на протеини са по-бързи. Много е важно да се знае физиологичната роля на елементите, необходими за растението, механизмът на тяхното усвояване и движение в растението, за да се внасят правилно торове и да се получат високи добиви.

Трябва да можете своевременно да забележите липсата на един или друг елемент в почвата. Осигуряването на почвата с минерални елементи може да се определи чрез химичен анализ на почвата, както и на самите растения. Липсата на хранителни вещества (или техният излишък) може да се забележи и с простото око чрез промяна на цвета на листата, формата им, рязко забавяне на растежа и развитието на растенията, освен ако, разбира се, те са причинени от други причини: вредители, болести, суша, студ.

3. Основни признаци на недостиг на хранителни вещества

При липса на азот (N) в растенията - бледозелен цвят и пожълтяване на листата, лош растеж и ранно падане на листата. Ако има малко фосфор (P) - тъмнозелен или синкав цвят на листата; появяват се червени, лилави нюанси; тъмни, понякога почти черни, изсъхващи листа. При липса на калий (К) - пожълтяване или потъмняване на листата, отмиране на тъканите или свиване по краищата на листа, набръчкване на листата.

За да се компенсира липсата на определени вещества в почвата, в нея се внасят подходящи торове под формата на подхранване, включително специални торове с микроелементи, съдържащи микроелементи.

4. Отглеждане на растения с помощта на хидропоника

Хидропониката е отглеждане на растения без почва. Корените се укрепват в чакъл, мъх, пясък и друг твърд субстрат (където водата се доставя с разтворени в нея хранителни вещества), потапят се в хранителен разтвор или, като са във въздуха, периодично се напръскват с този разтвор. При отглеждане на растения без почва се използват изкуствени хранителни среди, които съдържат хранителни вещества в необходимите съотношения и концентрации. Същността на метода се състои в подмяна на почвата със субстрат, например пясък, и снабдяване на растенията с необходимите хранителни вещества в усвоима форма. Субстратът служи само като опора, в него се поставят корени на растенията и те получават храна от воден разтвор, който съдържа всички необходими соли. Хидропониката, за разлика от почвата, ви позволява да променяте хранителната система на растението директно в корените, което ви позволява да постигнете отлични резултати. За всяка използвана култура можете да изберете различно решение. Когато отглеждате култури в почвата, рентабилността и възвръщаемостта често са много ниски, в хидропонни условия дори индустриалните предприятия могат да работят, което се доказва от много парникови комплекси. Това е категоричен "плюс".

5. Практическа част

  • „Няма азотна сол, има калий и фосфорна (ПК)“;
  • „Няма фосфорна сол, има азот и калий (NK)“;
  • „Няма калиева сол, има фосфорна и азотна (NP)“;
  • „Има фосфорни, калиеви и азотни соли (NPK)“;
  • "Сол";
  • "Без соли".

5.1. Отглеждане на фасул върху разтвор на калиеви и фосфорни соли („Няма азотна сол, има калий и фосфорна (PK) ")

5.2. Отглеждане на боб в разтвор азотни и калиеви соли ("Няма фосфорна сол, има азот и калий (NK) "

5.3. Отглеждане на боб в разтвор фосфорни и азотни соли ("Няма калиева сол, има фосфорна и азотна (NP) "

5.4. Отглеждане на боб в разтвор фосфорни, калиеви и азотни соли („Съществуват фосфорни, калиеви и азотни соли (NPK) "

5.5. Отглеждане на боб в разтвор готварска сол ("готварска сол")

5.6. Отглеждане на боб нататък чиста вода ("Без сол")

Растенията са отгледани от нас без почва за чистотата на експеримента, така че да няма допълнително снабдяване с хранителни вещества. Това е едно и също условие за всички преживявания. С помощта на хранителни среди с различен състав, ние определихме най-оптималния вариант за отглеждане на фасул - NPK (виж диаграмата). Може да се отбележи сходството в развитието на растенията в чиста вода и тези, в които липсва някой елемент. Това предполага, че пълната липса на един от основните хранителни вещества е почти еквивалентна на липсата на всички тях. Трапезната сол не насърчава растежа на растенията и в крайна сметка води до тяхната смърт. Растенията в чиста вода първо растат за сметка на хранителните вещества в семената и когато тези хранителни вещества свършат, те умират (приложение 2).

7. Заключение

От почвата през корените водата и минералните соли, разтворени в нея, навлизат в растенията, тоест настъпва минерално хранене. Най-вече растението се нуждае от азот, калий и фосфор. Останалите вещества се изискват в малки количества. Но ако растението не получи поне едно от необходимите вещества, тогава жизнените му процеси са силно нарушени. Излишъкът от други вещества не замества липсващите. Това е така, защото хранителните вещества имат различни функции в растенията. Например беше установено, че веществата, съдържащи азот, подпомагат растежа на растенията, съдържащи фосфор - ранното узряване на плодовете, и тези, съдържащи калий - най-бързото изтичане на органични вещества от листата към корените. Растението расте и се развива нормално, ако всички необходими хранителни вещества се съдържат в околната среда около корените. Тази среда за повечето растения е почвата.
Но можете да отглеждате растения без почва, върху разтвори на минерали. Този начин на отглеждане на растения се нарича хидропоника. Избирайки минералния състав на разтворите, можете да контролирате минералното хранене на растенията. дидропониката наистина може да бъде спасителят на човечеството. В условията на недостиг на храна, отглеждането на растения в специални решения и освен това в ограничени площи може да реши проблема с снабдяването на населението. Това е практическото значение на нашата работа. На правилно подбрани хранителни среди растенията могат да се отглеждат без почва. Нашата хипотеза беше потвърдена.