Исследовательская работа "Влияние химического состава воды на рост и развитие томатов сорта "Челнок"

«Влияние химического состава

воды  на рост и развитие  томата

сорта Челнок».

                                     Работа ученицы 11 класса            

МОУ СОШ с. Песчаноозёрка

Октябрьского района

Барановой Ани

Руководитель учитель биологии

Коваленко Т.В.

Песчаноозёрка 2011 год.

Содержание

Введение                                                  стр.

1. Обзор литературы                        
2. Материалы и методика  
3. Результаты исследований

Выводы

Приложение

Список литературы

Проблемы экологии окружающей среды в целом по всеобщему признанию, стали самыми грозными после проблем ядерной войны, Загрязняются  и становятся безжизненными водоёмы, теряёт плодородие почвы, обедняется флора и фауна.  Воздух городов и поселков порой далек от санитарных норм, не хватает чистой воды. Причины хорошо известны, неконтролируемый рост  различных загрязнений: сельскохозяйственных, промышленных, бытовых, транспортных, добыча полезных ископаемых, в частности угля открытым способом. Разрез «Ерковецкий» находится на территории  Октябрьского района, рассчитан на работу в течение 130 лет. Наряду с экономическими плюсами разработка разреза приведет к серьезным экологическим минусам. Во - первых это ущерб сельскому хозяйству, т.к. территория месторождения  находится в центре земледельческой зоны, с теплым умеренным климатом и ценными плодородными лугово-чернозёмными почвами. По проекту за 40 лет эксплуатации горными работами будет нарушено 5700 га земли. Разрез является одним из самых неблагоприятных по обводненности. В итоге мощной откачки воды два пруда отстойника не справляются, и загрязненная вода поступает в речку Ивановку - это вторая экологическая проблема, вызывающая тревогу у ученых. Так, по данным исследования в реке содержание взвешенных веществ колеблется от 2,0 до 31,84 мг,л,  что превышает ПДК (1,5 мг/л). Фенолы основной загрязнитель природных вод, кроме того, экспертиза установила повышенное содержание тяжелых металлов  меди, свинца, цинка. Третья проблема – формирующаяся в районе месторождения воронка депрессии подземных вод. В которую попадают населенные пункты: Варваровка,  Анновка, Песчаноозерка, где наблюдается снижение уровня подземных вод на несколько метров. При полном освоении месторождения в этих селах возможно полное осушение водоносного горизонта. Четвёртая проблема – это ущерб, наносимый рыбным запасам реки Ивановки в результате сброса в неё карьерных вод.   Сточные воды, образующиеся, в результате карьерного водоотлива и откачки подземных вод   посредством двух выпусков сбрасываются в реки Ивановку и Маньчжурку, являющимися водотоками рыбохозяйственного значения 1 категории.   Выпуск №1  вода по  каналам поступает в пруд – отстойник №1 и далее через падь Мокрую  в реку  Маньчжурка, являющуюся левым притоком реки Ивановка.  Выпуск №2 сброс сточных вод по  каналам в пруд – отстойник №2, далее через падь Зуева в Анновский пруд и через 250 метров в реку Ивановка. Часть воды от скважин участка №2 поступает в падь Варваровскую, затем также в пруд Анновский.

                   Данное исследование охватывает проблему  воздействия воды угольного разреза  «Ерковецкий» на растения, позволит установить  положительное или отрицательное её влияние на организмы на примере растений. 

Целью настоящей работы является исследование  влияния химического состава  воды, угольного разреза  на особенности роста и развития растений на примере томатов. Для этого эксперимента были поставлены следующие задачи.

1. Сделать литературный обзор по изучаемой проблеме.
2. Провести фенологические наблюдения за изучаемым растением.
3. Провести биометрические измерения вегетативных органов изучаемых растений.
4. Провести учет урожая.

Минеральные элементы играют большую роль в обмене веществ растений, а также коллоидно-химических свойств цитоплазмы. Нормальное развитие, рост и физиологические процессы не могут быть без минеральных элементов.  Они могут играть роль структурных компонентов растительных тканей, катализаторов различных реакций, регуляторов осмотического давления, компонентов буферных систем и регуляторов проницаемости мембран. Некоторые элементы, в том числе железо, медь и цинк, требуются в очень небольших количествах, но они необходимы, поскольку входят в состав простетических групп или коферментов определенных ферментных систем. Другие элементы, такие, как марганец и магний, функционируют в качестве активаторов или ингибиторов ферментных систем. Некоторые элементы, например бор, медь и цинк, необходимые для функционирования ферментов в незначительных количествах, в более высоких концентрациях очень ядовиты.  Медь – входит в состав окислительных ферментов полифенолоксидазы и аскорбиноксидазы. Железо – входит в состав цитохромов и ферментов каталазы и пероксидазы. Марганец -  стимулирует дыхание растений, окислительно-восстановительные процессы, фотосинтез, образование и передвижение сахаров. Основная его функция, заключается в активации ферментных систем. Кроме того, он влияет на доступность железа. Среднее содержание марганца в растениях равно 0,001%.  Избыток или недостаток макро или микроэлементов отрицательно сказывается на растениях. Высокая  концентрация элементов вызывает коагуляцию коллоидов плазмы и её отмирание. В настоящее время загрязнение окружающей среды, в том числе и тяжелыми металлами, возрастает с каждым годом, что  оказывает негативное воздействие  на почвы и растения и представляет угрозу для здоровья человека. Избыточное поступление тяжелых металлов в организмы нарушает процессы метаболизма, тормозит рост и развитие, ведет к снижению продуктивности сельскохозяйственных культур. Наибольшую опасность представляют те металлы, которые при нормальных условиях необходимы растениям как микроэлементы, К ним в первую очередь относятся цинк, медь, марганец, кобальт и другие. Накапливаясь в растениях вызывают отрицательные эффекты.  При избытке меди  у растений  наступает   хлороз и некроз молодых листьев, жилки остаются зелёными, железа прекращается рост корневой системы и всего растения. Листья при этом принимают более темный оттенок. Если же в силу каких-либо причин избыток железа оказался очень сильным, то листья начинают отмирать и осыпаться без всяких видимых изменений. Нефтепродукты нарушают проницаемость мембран, блокируют действие ряда ферментов, негативно действуют на растения, снижают урожайность и сроки созревания плодов.

В качестве  материалов исследования взяли рассаду томатов. Томат -  теплолюбивое, самоопыляющееся растение. Оптимальная температура  для их роста и развития 20-25ОС тепла. При температуре ниже 15 ОС останавливается цветение, а ниже 10 ОС  прекращается рост. При температуре 1ОС всходы помидоров погибают. Рост растения замедляется и при высокой температуре, а выше  350  - прекращается. Томат растение сравнительно засухоустойчивое, плохо переносит избытки влаги в воздухе и почве.  Однако в момент налива плодов растение нуждается в поливе. При правильной агротехнике томаты могут хорошо развиваться на самых разных  почвах. Наибольшие урожаи томаты  дают на легких супесчаных и суглинистых почвах с хорошей структурой и высоким содержанием питательных веществ. Томаты очень отзывчивы на минеральные удобрения, которые увеличивают их урожайность, улучшают качество и повышают скороспелость плодов.  Постоянный приток воздуха в почву является обязательным условием для нормального развития растения. Болезни томатов разнообразны, в засушливые и жаркие годы значительное распространение получают вирусные,  а во влажные грибные  болезни. Бактериальный рак, черная бактериальная пятнистость,  микроспориоз,  фитофтороз, вершинная гниль, черная гниль плодов, белая пятнистость листьев. Вредители – хлопковая совка, озимая совка, колорадский жук, проволочники.

Опытные исследования проводились на растениях  томата сорта Челнок. Томаты сорта Челнок - для открытого грунта и пленочных теплиц. Растение штамбовое, прямостоячее, слабоветвистое, высотой 40-45 см,  куст  компактный не требует пасынкования и подвязки. От всходов до начало плодоношения 90-105 дней.  Плоды удлиненно – овальные, красные с носиком (сливовидной формы), гладкие массой  20-55 гр,  хорошего вкуса. Ценность сорта – холодостойкость, что позволяет высаживать растения в максимально ранние сроки и получать ранние урожаи еще до массового распространения фитофторы. Агротехника: посев на рассаду  в конце марта - начало апреля, глубина заделки семян 1см Сорт относительно устойчив к поражению фитофторозом. Для томата пригодны нетяжелые, плодородные, нейтральные почвы.

В течение вегетационного периода проводились следующие учеты и наблюдения:

1. фенологические наблюдения за развитием растений.

2. биометрические измерения высоты растения в см.

3. учет урожая и его структура.

 Посев семян произвели в  3 повторностях  24 марта, контрольные растения поливали водой из подземной  скважины, опытные растения поливали  водой угольного разреза «Ерковецкий». Вода для опыта была взята из выпуска №2  в реку  Ивановка.

О

К

1 повторность                                                                                                                              1 в                    2 в

О

К

2 повторность 1 в                   2 в                                                          

К

О

3 повторность 1 в                    2 в

Разрез «Ерковецкий» ООО Амурский уголь производит добычу угля открытым способом.  Расчет норм ПДС  выполнен специалистами ООО «Амурский уголь» в соответствии  с «Методикой расчета предельно-допустимых сбросов  веществ в водные обьекты и «Правилами охраны поверхностных  вод»  Нормативы ПДС не выполняются  по нефтепродуктам, марганцу, железу, меди.                

                                                                                                      Таблица 1

Характеристика воды   «Ерковецкого» угольного разреза

Всходы появились у  растений 1 варианта  через 6 дней 30 марта, у 2 варианта через 7 дней 31 марта. Пикировку рассады в горшки произвели 14 апреля, высадку на постоянное место 5 июня  по схеме  50 X 40 см в хорошо увлажненную суглинистую  почву.

Фаза образования бутонов у растений 1 варианта  наступила через 39 дней после появления всходов, у 2 варианта через 43 дня.

Фаза цветения - это следующий этап развития растений, за которым следует плодообразование. По мере прохождения этих фаз на первое место вышли  растения 1 варианта, тогда как растения 2 варианта  вступили в эти фаза позже на 4 дня.

На этапе плодообразования, у  растений 1 варианта плоды созрели на 48 день от начало цветения, у 2 варианта на 59 день. Таким образом, вегетационный период растений  1 варианта составил 100 дней, 2- варианта 111 дней.  

В ходе опыта наблюдали за изменением высоты побега. Как видно из данных представленных на рис. 1 высота контрольных  растений на 60 день вегетации составила 30 см, опытных 22 см.

0

5

10

15

20

25

30

35

0

9.04

19.04

29.04

9.05

19.05

29.05

           Высота побега , см

Даты

Рис. 1 Изменение высоты побега томатов

 контрольные      

опытные

По мере созревания плодов осуществлялся учет урожая. Анализируя данные представленные в таблице 2, можно сделать следующее заключение.  Среднее количество сформированных товарных плодов  у растений  1 варианта составило 28 штук, 2 варианта 21 штука. Вес одного плода 1 варианта 50 гр., 2 варианта 35 гр.

 Таким образом, на основании выше сказанного можно сделать следующие выводы.

1. В результате фенологических наблюдений отмечено, вегетационный период контрольных растений короче чем у опытных на 11 дней.
2. Высота побегов контрольных растений на 60 день вегетации на 8 см , выше опытных.
3. Количество сформированных товарных плодов контрольных растений больше чем у опытных.
4. Вес одного плода контрольных растений на 15 гр. больше опытных растений.

Вода  «Ерковецкого» угольного разреза оказывает определенное воздействие на рост и развитие растений. Замедляет физиологические процессы в клетках растений, подтверждением тому, является замедление роста растений, увеличение вегетационного периода растений, уменьшение массы плодов.

Приложение

 Таблица 2

Дневник работы по проведению опыта

                                                                                                                         Таблица 3

Фенологические наблюдения за ростом и развитием томата сорта Челнок

                                                                                                                Таблица 4

Урожай и его структура.

Количество сформировавшихся товарных плодов.

Литература.

1. Алексеев Ю. В.  Тяжелые металлы в почвах и растениях. – Л.: Агропромиздат, 1987.
2. Бунин Г.П., Андреев В.М. Томаты – посевом в грунт. - М: издательство  «Колос», 1980.
3. Гавриш С.Ф., Галкин С.Н. Томат: возделывание и переработка.- М:  Агропромиздат, 1990.
4. Доспехов Б.А.  Основы методики полевого опыта. Издательство  «Просвещение», Москва, 1967.
5. Киселев Е.П. Справочная книга огородника. - Хабаровское книжное издательство, 1986.
6. http://www   revolution.

     7. http://www    allbest. ru/ biolodu.

     8.  http://www   edu-zone/show bestreferat/

 .