Влияние качества воды на прорастание семян гороха

Всероссийский конкурс

 научно-исследовательских и прикладных проектов учащихся старших классов по теме охраны и восстановления водных ресурсов

УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ

РАБОТА  НА ТЕМУ:                                             

Влияние качества воды на прорастание семян гороха

                                         Работу выполнил: ученик 8 класса

 Филиала МОУ СОШ №2 п. Спирово

Выдропужской общеобразовательной школы

Большаков Павел Сергеевич

Руководитель: Большакова

Любовь Анатольевна

учитель географии и биологии                                                

с. Выдропужск - 2012 год

Аннотация

 Вода является одним из главных условий прорастания семян, наряду с воздухом и теплом.

Цели работы – Изучение свойств талой снеговой воды и водопроводной воды и ее  влияние на прорастание семян.           

Задачи:

1. Изучить литературу по данной теме;
2. Провести физический и химический анализ талой снеговой воды  (пробы  с обочины дороги на п. Спирово, с обочины автомагистрали Москва –С. Петербург и школьный участок)   и водопроводной воды
3. Провести эксперимент по проращиванию семян гороха в различных видах воды и сравнение результатов наблюдения.

Для проведения исследования воды использовались следующие методы: физический анализ, химический анализ,  проведение эксперимента, сравнительный анализ.

 Гипотеза подтвердилась, что прорастание семян зависит от качества воды, чем чище вода, тем больше прорастёт семян. Вода важное условие не только для прорастания растений, но также для роста и развития всех живых организмов.  Поэтому поливать комнатные растения  в нашей школе я рекомендовал бы водопроводной водой комнатной температуры,   а так же использовать для приготовления пищи и питья, но предварительно вскипятив.

                                                                         Оглавление

Введение……………………………………………………………………….4

 Методика исследования………………………………………………………5

Физический анализ воды:……………………………………………………..5

Химический анализ  воды …………………………………………………….6

Результаты исследования………………………………………………………7

Экспериментальная часть……………………………………………………....7

Биологическая характеристика объекта исследования ………………………8

Заключение……………………………………………………………………..12

Литература  и источники …………………………………………………… ..13

Приложения …………………………………………………………………… 14

Введение

    Вода – вещество привычное и необычное. Ученые утверждают, что нет на Земле вещества более важного для нас, чем обыкновенная вода, и в то же время не существует другого такого вещества, в свойствах которого было бы столько аномалий, сколько в ее свойствах.

Ученый  В.И. Вернадский писал: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных, геологических процессов. Нет земного вещества – минерала, горной природы, живого тела, которое ее бы не заключало. Все земное вещество… ею проникнуто и охвачено». (3)
       Без воды невозможна жизнь: в живых организмах массовая доля воды составляет от 50% до 99 %. Пожалуй, в распространенности воды, в том, что водой все «проникнуто и охвачено», и заключается ее главнейшее уникальное свойство. Вода является одним из главных условий прорастания семян, наряду с воздухом и теплом.

Цели работы – Изучение свойств талой снеговой воды и водопроводной воды и ее  влияние на прорастание семян.           

Задачи:

4. Проведение физического анализа талой снеговой воды  (пробы  с обочины дороги на п. Спирово, с обочины автомагистрали Москва –С. Петербург и школьный участок)   и водопроводной воды
5. Проведение химического анализа талой снеговой воды  (пробы  с обочины дороги на п. Спирово, с обочины автомагистрали Москва –С. Петербург и школьный участок)   и водопроводной воды
6. Проведение эксперимента по проращиванию семян гороха в различных видах воды и сравнение результатов наблюдения.

Для проведения исследования воды использовались следующие методы: физический анализ, химический анализ,  проведение эксперимента, сравнительный анализ.

 Гипотеза – прорастание семян зависит от качества воды, чем чище вода, тем больше прорастёт семян.

Методика исследования

Физический анализ воды:

Мутность воды связана с присутствием в ней твердых частиц. Для определения мутности воду взбалтывают, наливают в пробирку так, чтобы высота воды была ровна 10 см и рассматривают в проходящем свете. Мутность характеризуется описательно: слабая, заметная, сильная.                                                                                                         Прозрачность воды зависит от присутствия взвешенных частиц и определяется путем чтения стандартного, хорошо освещенного шрифта через столб воды, налитой в градуированный цилиндр с плоским дном. Воду в цилиндр наливают постепенно, следя за четкостью шрифта до тех пор, пока буквы будут плохо различимы. Высота столба воды, налитой в цилиндр, выраженная в сантиметрах, является показателем прозрачности.                     Осадок обусловлен оседанием взвеси, которая имелась в исходной воде. Характеризуется количественно (ничтожный, незначительный, заметный, большой - толщина слоя по отношению к объему пробы воды) и качественно (аморфный, кристаллический, хлопьевидный, илистый, песчаный и так далее), а также по цвету.

Цветность - окраску определяют как цвет воды: желтый, светло-желтый, зеленоватый, бурый и так далее.

Запах определяют при комнатной температуре и при нагревании до 50-60 градусов Цельсия, характеризуя качественно (ароматический, гнилостный, болотный, землистый, рыбный...) и количественно.

Шкала для определения запаха в баллах

 Таблица №1

Химический анализ  воды:

 Определить содержание ионов хлора, ионов сульфатов,  ионов свинца и меди, с помощью следующих опытов:

Опыт 1. Обнаружение ионов хлора в воде.

 Оборудование и реактивы:  пробирки,  5% раствор нитрата серебра, разбавленная  HNO3 в соотношении 1:4

Ход работы: В пробирку набираем 10 мл воды и добавляем 3 капли  HNO3 и добавляем 0,5 мл раствора нитрата серебра. Выпадение осадка свидетельствует о наличии хлорид ионов.  

Опыт 2. Обнаружение ионов сульфатов в воде.

Определение сульфатов

Оборудование и реактивы:  пробирки, раствор хлорида бария, стеклянная палочка

Ход работы: В пробирки набираем по 10 мл воды и 2 мл 5% р-ра хлорида бария. Все перемешиваем. Выпадение осадка свидетельствует о наличии сульфат  ионов.

Опыт 3. Обнаружение ионов меди  в воде.

Оборудование и реактивы Фарфоровая чашка, спиртовка, держатель, концентрированный раствор аммиака (NH4 OH)

Ход работы: В фарфоровую чашку помещаем 5 мл воды, выпариваем  на спиртовке, добавляем каплю концентрированного раствора аммиака, появления фиолетовой окраски  свидетельствует о наличии катионов меди.

Опыт 4. Обнаружение ионов свинца в воде.

Оборудование и реактивы: штатив  с пробирками, пипетка, виды вода, сульфат калия.  Ход работы: для определения содержания ионов свинца в воде использовали сульфат калия (K2SO4).  В  пробирки наливаем по 2 сантиметра воды. В каждую пробирку добавляем по 3-5 капель сульфата калия.

Проба воды была взята  из крана в школе, также я собрал снег на обочине  автодороги на  Спирово и автомагистрали Москва -  Санкт Петербург «Россия» и на пришкольном участке вдалеке от дорог и хозяйственных построек, растопив снег получилось около 500 мл.  воды каждой пробы

Характеристика воды

Вода - эта бесцветная и безвкусная жидкость, которая обладает совершенно уникальной способностью образовывать необыкновенную прочную поверхностную пленку. Более того, установлено, что чем чище вода, тем сильнее растет ее поверхностное натяжение. Так, способность воды к "смачиванию" за счет высокого поверхностного натяжения обуславливает так называемые капиллярные явления - подъем воды на значительную высоту по тончайшим трубочкам-капиллярам. Такими капиллярными каналами пронизана почва, что позволяет грунтовым водам подниматься вверх к корневой системе растений. Температурные характеристики. Вода, как все вещества в природе, при охлаждении от +1000C до +40C уменьшается в объеме. При дальнейшем охлаждении до 00C ее объем увеличивается. Такое свойство типично только для воды. Ученые объясняют это тем, что при понижении температуры от 40C до 00C происходит перестройка ее внутренней структуры, жидкость превращается в лед, т.е. в кристалл, где молекулы образуют своеобразную решетку. При замерзании объем воды возрастает примерно на 11%. В связи с этим ее замерзание в замкнутом пространстве приводит к возникновению избыточного давления.  С увеличением давления температура замерзания воды уменьшается. Эта зависимость у воды аномальна: у других веществ, наоборот, с ростом давления температура замерзания повышается. Подобная аномалия воды очень важна. Даже без учета растворенных в ней солей вода на больших глубинах не замерзает, причем при температуре -30C это не случается даже на глубине около 4 тыс. м.                                              Плотность воды. Так как максимальная плотность воды наблюдается при 40C, то лед оказывается легче воды и поэтому плавает на ее поверхности. Если бы этого не происходило, то водоемы и водотоки промерзали бы зимой до самого дна, что было бы катастрофой для всего живого в них. Теплоемкость.  Теплоемкость воды в 3.3 тыс. раз выше теплоемкости воздуха. Высокая теплоемкость делает воду главным аккумулятором солнечной энергии и распределителем ее на планете.  Растворитель.  Являясь хорошим растворителем, вода сохраняет свою инертность. Благодаря этому свойству, живые организмы получают питательные важнейшие вещества в растворах в малоизмененном виде.  В воде могут растворяться твердые, жидкие и газообразные вещества. Абсолютно нерастворимых в воде веществ в природе нет: в ничтожных количествах этому процессу подвержены даже такие элементы, как серебро, золото, гранит, базальт и др.  Из анионов в существенно меньших количествах присутствуют хлориды, сульфаты и силикаты, а также нитраты, нитриты и карбонаты. Из катионов - натрий и аммоний.    По содержанию ионных примесей определяется классификация природных вод. Наиболее часто встречаются воды: гидрокарбонатные, сульфатные и хлоридные. (5)                                                                            

Результаты исследования

Провел  измерения параметров воды согласно описанной методике (по 100 мл. каждой) и занес  результаты в таблицу №2  и  сравнил  результаты измерений

Физический анализ воды

Таблица № 2

Из таблицы видно, что по физическому анализу наиболее хорошие показатели у водопроводной воды, хорошие показатели имеет вода с пришкольного участка, но она имеет едва заметный илистый осадок растительного происхождения, и слабый запах. Заметно выраженные показатели по мутности, прозрачности,  цветности и  запаху имеет талая вода с обочин дорог, но отличается по цвету, вода с обочины дороги на Спирово имеет светло-жёлтый цвет, так как дорогу регулярно посыпают песком, а вот вода с обочины автомагистрали имеет серый цвет и на поверхности плавают темные хлопья

Химический анализ  воды

Таблица № 3

 Моё исследование  показало, что водопроводная вода содержит ионы хлоры около 10мг/л (вода в пробирке помутнела), что соответствует требованиям к питьевой воде, а талая  вода с автодороги на Спирово содержит большое количество хлорид-ионов, так как выпал обильный осадок в виде белых хлопьев. Рисунок №1

 Сульфат-ионы отсутствуют во всех пробах, ионы свинца в небольшом количестве обнаружены в талой воде в обочины автомагистрали.

Экспериментальная часть.

       Мы провели эксперимент по проращиванию семян гороха сахарного сорт «Амброзия» в лабораторных условиях.  Что бы выяснить, как влияет природа воды на всхожесть семян гороха. Сколько времени требуется на прорастание семян в разных водах. Какой процент всхожести семян в разных водах.

Биологическая характеристика объекта исследования

Объект исследования – «Амброзия»  сорт сахарного гороха 

 Подцарство: Высшие растения – Embryophyta;

 Отдел:  Покрытосеменные – Angiospermae;

 Класс:  Двудольные – Dicotyledoneae;

 Семейство: Мотыльковые – Papilionaceae;

  Род – Горох -  Písum;

 Вид:  Горох посевной - Pisum sativum

Скороспелый сорт, период от всходов до технической спелости бобов 54-56 дней. Высота стеблей 60-70 см, требует опоры или шпалеры. Семена высевают рано весной на глубину 5-6 см. Посев ранней весной на солнечной стороне участка, на глубину 4-6 см по схеме 15 х15 см. Сбор урожая в июне- июле. В пищу используется молодой боб-лопатка с зачаточными семенами. Бобы слабоизогнутые, длинные, широкие, в технической спелости светло-зеленые. В каждом бобе завязывается 7-8 шт. горошин. Стенки бобов толстые, мясистые, на вкус сладкие, без наличия пергаментного слоя. Это ценный поливитаминный диетический продукт, используемый как белковый компонент в питании. Схема посева 15x30 см. Растениям требуется подвязка. Урожайность 0,7-1,2 кг/м2. Из овощных культур горох – самый богатый источник белковых веществ, который содержит ценные аминокислоты: цистин, лизин, аргинин, триптофан, метионин. Зеленый горошек отличается питательностью, усвояемостью и хорошими вкусовыми качествами. Немалое агротехническое значение имеет горох как накопитель азота в почве благодаря бульбочковым бактериям.

  Описание  эксперимента    

     В четыре  одинаковых тарелочки  помещали  по  50  семян:

 проба №1   семена помещаются в водопроводную воду

проба №2 – семена помещаются в талую воду с пришкольного участка

проба  №3 - семена помещаются в талую воду с автодороги на Спирово

 проба  №4 – семена помещаются в талую воду с автомагистрали «Россия»

 Семена находятся в одинаковых условиях: температура, давление, свет, влажность. Добавление воды происходит каждый день (в 14.00 часов).  Показания снимались в одно и то же время (каждый день).  Эксперимент  проводился с 4 по 10 февраля 2012 года. В таблице №  приведены результаты эксперимента

 Температура в помещении 22-240 С.  «Проклевываться» семена начали только на 3 день после начала эксперимента, первые два дня после проклёвывания семена развивались примерно одинаково, но затем стало заметно, что быстрее пошли в рост семена, замоченные в водопроводной воде. Рисунок №2

14.10.

Процент всхожести семян был вычислен по следующей формуле:

ω = n/n(общ) х 100 %, где  ω  - процент всхожести семян,  n - количество проросших семян, n (общ) - общее количество семян. Данные занесены в таблицу:

Таблица №4

Из таблицы видно, что большее количество семян проросло в водопроводной и талой воде с участка, но качественные показатели разные, семена которые прорастали в водопроводной воде, имели хорошо развитые побеги зелёного цвета, а смена замоченные в талой воде имели побеги заметно меньше.  Это объясняется тем, что по химическому составу  талая снеговая вода это практически дистиллированная вода. Хлориды, которые были обнаружены в талой воде с обочины автодороги, попали туда в результате обработки дороги смесью песка с поваренной солью, а ионы свинца присутствующие в талой воде с обочины автомагистрали продукт выхлопных газов автомобилей.  Можно предположить, что в пробах с обочин есть ещё другие вещества, которые также негативно влияют на прорастание семян. 

Заключение

Вода – незаменимое вещество.  Наш организм адаптирован к воде, она пропитывает, формирует нас, и нет ее вкуснее и слаще, но притом условии, что она чистая. Понятие чистоты, если вспомнить о многообразии  пресных вод, на самом деле очень неоднозначно. В работе был  проведён  физико-химический анализ водопроводной воды, талой  воды с пришкольного участка,  талой воды с обочины автодороги на Спирово и талой  воды с обочины автомагистрали «Россия» и выяснил, какая из пресных вод является «чистой» и благоприятной для проростков гороха.   

 Результаты физического анализа показали  наиболее хорошие показатели у водопроводной воды, хорошие показатели имеет вода с пришкольного участка. Заметно выраженные показатели по мутности, прозрачности,  цветности и  запаху имеет талая вода с обочин дорог.

Химический анализ показал,     что водопроводная вода содержит ионы хлора около 10мг/л, а талая  вода с автодороги на Спирово содержит большое количество хлорид-ионов,  ионы свинца в небольшом количестве обнаружены в талой воде в обочины автомагистрали.

Провел эксперимент по проращиванию семян гороха. Большее количество семян проросло в водопроводной воде, которая оказалась более благоприятна не только для прорастания, но для развития семян.  Вода в водопровод поступает из скважины глубиной около 50 метров. Дождевая вода, проходя через почву, очищается, обогащается углекислотой и минеральными веществами, которые и оказывают благотворное влияние на проростки. Вода в нашей школе соответствует требованиям  к качеству питьевой воды СанПиН2.1.4.1074-01 что подтверждают исследования в г. Вышний Волочёк.  

Гипотеза подтвердилась, что прорастание семян зависит от качества воды, чем чище вода, тем больше прорастёт семян. Вода важное условие не только для прорастания растений, но также для роста и развития всех живых организмов.  Поэтому поливать комнатные растения  в нашей школе я рекомендовал бы водопроводной водой комнатной температуры,   а так же использовать для приготовления пищи и питья, но предварительно вскипятив.

Литература  и источники

1. М.В.Ахманов, «Вода, которую мы пьем», М: «Просвещение», 2002.

3.  Крицман В.А.,  Станцо В.В. «Энциклопедический словарь юного химика» для среднего и старшего школьного возраста. М: «Педагогика», 1990.

4. Чижевский А.Е. Энциклопедия «Я познаю мир. Экология», М: «Просвещение», 2004.

5. Интернет ресурсы:

http://sorta.h12.ru/c-pea.html

http://ideal-aqua.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=46&Itemid=115&lang=ru

http://agromechta.narod.ru/About_Product_Prochee.html

Приложения

Рисунок №1

Химический анализ воды результат на ионы хлора.

Рисунок №2

Результат эксперимента.