Исследовательская работа "Взаимосвязь между качеством воды и прорастанием семян"

Муниципальное общеобразовательное учреждение

 Лицей г.Черемхово

«Есть ли взаимосвязь между составом воды

и прорастанием семян».

                                                                   Выполнила: Копытова Юлия ,

                                                         ученица 8 класса МОУ Лицей г.Черемхово

                                                                           Руководитель: Булгакова Светлана Владимировна,

                                                                           учитель биологии высшей категории

 .

Черемхово 2016г

Оглавление:

I.  Введение.                                                                                                        

II.    Основная часть

Глава I. Теоретическая часть

     1.Условия прорастания семян

     2. Характеристика огурца сорта «Алтай»

     3. Разновидности  воды.

  3.1.  Снеговая вода                                                                                               

  3.2.  Кипяченая вода                                                                                             

  3.3. Питьевая вода                                                                                                       

  3.4.  Водопроводная вода                                                                                   

  3.5. Святая вода.                                                                                      

     Глава II. Экспериментальная часть

     1.  Подготовка эксперимента.                                                                               

      2.Эксперемент

      3.Выводы

     III. Литература.                                                                                                          

     VI. Приложение.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность

Весна — время начала посевных работ в садах и огородах. Чтобы осенью собрать хороший урожай, важно уже сейчас об этом позаботиться. Я узнала, что некоторые  семена сначала замачивают и проращивают, а потом высаживают. Чтобы семена проросли, их надо замочить в воде. А любую ли можно брать воду?

Объект исследования: вода, семена огурцов сорта «Алтай»

Предмет исследования: скорость  прорастания семян

Цель: выявить  зависимость скорости прорастания семян от качества воды

Задачи:

1.      Изучить литературу по данной теме.

2.      Отобрать воду для проращивания семян из различных источников для эксперимента. 

3.      Провести эксперимент по проращиванию семян огурцов в различных видах воды и сравнение результатов наблюдения.

Гипотезы:  скорость прорастания семян зависит от качества воды.

 Методы:

1.                  Изучение литературы

2.                  Эксперимент

3.                  Наблюдение

4.                  Анализ результатов    

Этапы работы:

1 этап: подготовительный – изучение литературы

2 этап: основной - проведение эксперимента

3 этап: заключительный - анализ полученных результатов

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Глава I. Теоретическая часть

Прорастание семян - процесс перехода семян от состояния покоя к интенсивной жизнедеятельности, в результате чего трогается в рост зародыш и образуется проросток, из которого развивается молодое растение [2].  Для прорастания семя должно попасть в благоприятные условия: часто оно нуждается в более низкой или высокой температуре, в наличии воды или предварительном просушивании.  Прорастание иногда невозможно из-за толстой кожуры,  не пропускающей воду и кислород [4].

1.                 Условия прорастания семян

1.1              Растениям нужна вода

Прежде всего, вода вместе с теплом пробуждает растение к жизни. Образовавшиеся корешки всасывают ее из почвы вместе с растворенными в ней минеральными солями. Вода (по объему) является главной составной частью растения. Она участвует в создании органических веществ и в растворенном виде разносит их по растению. Благодаря воде растворяется углекислый газ, высвобождается кислород, происходит обмен веществ, обеспечивается нужная температура растения. Вода – вещество привычное и необычное. Ученые утверждают, что нет на земле вещества более важного для нас, чем обыкновенная вода  

 Требовательность растений к влаге по периодам роста и развития не одинакова. Особенно она высока при прорастании семян. В период формирования корневой системы решающее значение имеет содержание влаги.

Семена, попав в благоприятные условия, прорастают и дают жизнь новому растению. Прорастание семян обычно начинается с момента проникновения воды в семя. Для прорастания семян различных растений требуется разное количество воды. Особенно много воды нужно семенам бобовых растений (гороха, фасоли). Поэтому семена данных видов растений, а также некоторых овощных растений перед посевом желательно замачивать. Вода, таким образом, является необходимым условием прорастания семян. Проникнув в семя, вода вызывает его набухание — семя несколько увеличивается в объеме [4].

Но, если воды будет много, семена не прорастут, так как им нужен и воздух. Единственным исключением являются семена болотных растений, например риса, которые прорастают только под водой. Для прорастания этих семян достаточно небольшого количества воздуха, растворённого в воде [1].

1.2              Температурные условия

На прорастание семян влияют также температурные условия. Одним растениям для прорастания их семян нужно много тепла, другим — мало. Например, семена огурца и тыквы прорастают при температуре +15...+18 0^о, а семена перца — при +25 0^о. Семена гороха, редиса, льна, укропа прорастают при температуре +2...+5 0^о. Растения, семена которых при прорастании требуют высокой температуры, называют теплолюбивыми, а растения, прорастающие при низких температурах, называют холодостойкими [7].

1.3              Значение света

Преобладающему числу видов растений для прорастания семян свет не требуется. Но есть растения, семена которых прорастают только в темноте (например, чернушка) или только на свету (петуния). Влияние  света на прорастание семян проверили на простейшем опыте. Взяли  две тарелки и на каждую из них положили тряпочку, смочили  их и на каждую положили  для проращивания семена гороха. Накрыли влажной тряпочкой. Затем одну тарелку поместили в темноту (в шкаф), а другую — поставили  на свет. Дней через 5-7 увидели, что семена, которые содержались в темноте, проросли лучше,  чем на свету [7].

Таким образом,  для прорастания семян необходимы три условия: наличие воды, воздуха и тепла. Если не будет соблюдать хотя бы одно из условий, семена не прорастут (Приложение 3). Поэтому при посеве семена надо помещать во влажную разрыхлённую почву, нагревшуюся до определённой температуры.

2.                 Характеристика огурца сорта «Алтай»

Огурцы относятся к семейству тыквенных. Это теплолюбивые овощи, им нужно много солнца. Сорт огурцов «Алтай» отличается неприхотливостью и устойчивостью к климатическим изменениям. Огурцы Алтай относятся к раннеспелым сортам со сроком созревания 35-40 дней. Благодаря опылению цветков пчелами они плодоносят.     (Приложение 1).  

2.1. Проращивание семян огурцов

            Для проращивания семян огурцов существует несколько способов предпосевной обработки. Правильно обработанные семена дают более дружный и обильный урожай и выносят кратковременное понижение температурного режима, чего при обычном посеве достичь не удается.

            Прежде чем начать проращивание семян огурцов, нужно их тщательно отсортировать, удалив все заплесневелые, сморщенные, поврежденные семена и убрав лишний мусор. Технология проращивания  семян огурцов  очень проста. ( Приложение 2)  

              2.2 Строение семени огурца.

        Снаружи семя покрыто семенной кожурой, которая защищает внутренние части семени от высыхания и механических повреждений. Поверхность семени гладкая, можно заметить рубчик, который образуется на том месте, где он отделился от семяножки. Рядом с рубчиком сохраняется микропилярное отверстие – микропилле, которое изнутри часто закупоривается или даже прикрывается специальной крышечкой. Кончик  корня всегда находится поблизости от микропилле.  При прорастании он прежде всего выходит наружу.

         Достаточно плотная  и крепкая кожура бережет семя от повреждений, но она должна пропускать влагу и не мешать прорастанию зародыша.     

        Под кожурой находится зародыш — маленькое будущее растение. Зародыш у многих цветковых состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька, зародышевой почечки.

        Зародыш – это главная часть семени. Он образуется после оплодотворения яйцеклетки. Зародыш обычно состоит из корешка, стебелька и почечки. Стебелёк переходит в корешок – будущий главный корень растения. Над стебельком находятся семядоли, из которых потом разовьются листья. Если семядоля одна   -   то это однодольное растение, если их две – растение называют двудольным.  В семядолях откладываются запасы питательных веществ. В пшенице, кукурузе и злаках больше всего крахмала, в подсолнечнике, льне, арахисе – жиров, в бобовых – белка.  Семена этих растений дают людям муку, крупы, растительные масла. Но они необходимы  и для питания прорастающего зародыша. На самой верхушке стебелька зародыша  расположена почечка, которая и выбрасывает над поверхностью почвы 2 первых зеленых листочка.

         Чем более зрелыми становятся семена, тем меньше в них воды, даже если эти семена находятся в таких сочных плодах, как арбуз, апельсин, вишня.

        Когда семя созревает, питательные вещества из растения перестают поступать.

              3.  Разновидности  воды.

              3.1. Снеговая вода.

          Талая вода по своей природе может быть "снежной" или "мерзлой". "Снежная вода" образуется при таянии снега и льда. К сожалению, применять такую воду нельзя ввиду общего экологического загрязнения окружающей среды.
          "Мерзлая вода" образуется в водоемах или посуде в холодильнике. Эта вода по сравнению со "снежной" не имеет солнечной подзарядки, но гарантированно чистая. Во время замораживания вода создает льдоподобную структуру правильной формы, в ней снижается содержание солей, нет длинных мономолекул воды. И поэтому такая вода становится животворной.
      Полезные свойства талой воды:

• удаляет органические шлаки;
• нормализует биополе человека;
• насыщена в большом количестве внутренней энергией;
• предотвращает процесс обезвоживания клеток в пожилом возрасте.

         3.2. Кипяченая вода.

              Может быть, кипячение решит проблемы водопроводной воды? Но доказано, что кипячение (100 градусов по Цельсию) не убивает все микроорганизмы (возбудитель вирусного гепатита погибает при более высокой температуре, прионы - возбудители «коровьего бешенства» - не гибнут даже при кипячении в течение 7 часов). Не удаляются кипячением все соли железа, кадмий, ртуть, нитраты,  Кипячение - эффективная мера обеззараживания воды, однако она не обеспечивает ее химическую безопасность.

               Кипячение не уничтожает всех микробов, не говоря уже о тяжелых металлах, пестицидах, гербицидах, нитратах, феноле и нефтепродуктах.  Кроме того, на стенках чайника после кипячения оседают полезные соли кальция и магния.
При кипячении уничтожаются содержащиеся в воде бактерии и уменьшается содержание легколетучих компонентов. Однако при этом из-за выкипания воды происходит увеличение концентрации нелетучих примесей. Поэтому кипяченая вода может быть ничуть не лучше "сырой".  Это факт, что, давно остывшая кипяченая вода - совершенно мертвая жидкость. Кипяченая вода замерзает быстрее водопроводной воды. Она  замерзает быстрее, потому что в результате кипения сокращается количество кислорода. Во время кипячения вода избавляется от трудно растворимых солей, происходит ее обеззараживание и очистка "памяти".                                      В то же время такая вода превращается в "мертвую".
        Различают 3 степени кипячения воды:

• 1 кипение – вода похожа на рыбьи глаза и чуть слышна;
• 2 кипение – вода бьет ключом и выносит с собой жемчуг;
• 3 кипение – воду штормит.

        В момент 3 кипения вода успевает состариться, становится негодной для питья. Большой минус перекипевшей воды в том, что в ней накапливается "тяжелая" вода, остающаяся после испарения "легкой" воды. Плюсом у кипяченой воды выступает стертая плохая "память", отсутствие микроорганизмов и негативных полей.

            3.3. Питьевая  вода.

            Бутылированная вода  – это, как правило, самая обычная водопроводная вода, прошедшая очистку . 

           Любое искусственное очищение насыщает воду канцерогенными и другими остаточными веществами вредными для здоровья человека. Питьевая вода известных марок, как правило, производится путем искусственной очистки ключевой или водопроводной воды.

              3.4.  Водопроводная вода.

      Современная экология свидетельствует о том, что состояние рек, озер, и даже подземных родников и ключей катастрофически ухудшается. Отсутствие средств на природоохранные мероприятия превратило питьевую воду в химически-бактериологическую смесь, опасную для человека. Недостаточная или неэффективная работа очистных сооружений, разработанных еще в 30-40 годы и не рассчитанных на очистку от продуктов антропогенного и техногенного происхождения, приводит к тому, что вода не должным образом освобождается от солей кальция, магния, натрия, железа, силикона, нитратов, нитритов, тяжелых металлов, хлоридов, нефтепродуктов, фенолов, бактерий, вирусов и других, вредных для человека веществ. Наша водопроводная система тоже способствует загрязнению питьевой воды. В дозах, превышающих допустимые, в воду попадают цинк, свинец, медь, кадмий и другие химические элементы, образующиеся в результате химических реакций воды с металлом водопроводных труб.

           В воде, которую мы пьем, присутствуют сотни органических солей и тяжелых металлов. Методы очистки воды от химических веществ и бактерий только относительно обеспечивают пригодность воды для питья.

        Вода, подающаяся в водопровод и появляющаяся уже в наших домах, как правило, подвергается неплохой обработке и с точки зрения микробиологии она допустима. В ней есть хлор и его производные; ил, песчинки, ржавчина, газы, нефтепродукты и т. п. Хлор, используемый в современных системах водоснабжения для обеззараживания воды, взаимодействуя с органикой, формирует хлорорганические вещества, влияние которых для человека отнюдь не полезно. В водопроводной воде есть масса взвесей, в большинстве песка и ржавчины, что вызывается длинными водопроводными системами и плачевным их состоянием. Наличие в воде продуктов вторичного загрязнения также связано с ситуацией, которая сложилась в коммунальном хозяйстве: какие трубы, когда и как проложены, давно ли ремонтировались водопроводные сети и т. д. И чем хуже их состояние, тем весомей возможность того, что внутрь труб могут просочиться токсичные загрязнения антропогенного характера, высокомолекулярные органические вещества, гербициды, пестициды, нитраты, ионы тяжелых металлов и т. п. Кроме того, установлено, что на внутренней поверхности труб в системах городского водоснабжения интенсивно развиваются некоторые растительные организмы и бактериальные сообщества.

      3.5.Святая вода

      Освящают храмы и предметы богослужения, дома, корабли и иные средства передвижения, бытовые предметы. Святая вода обязательна при богослужениях, молебнах и крестных ходах. А в быту святую воду, принесенную из церквей и соборов в дни церковных праздников (особенно в Крещение - 19 января), бережно хранят, причащаясь ею с молитвой во время болезни.

Глава II. Экспериментальная часть

1.                  Подготовка к эксперименту

Время проведения эксперимента с 07 февраля 2016 года по 25 февраля 2016 года. Мы взяли  семена огурцов, разместили их в пять блюдцев, по десять штук в каждое блюдце, прикрыв с обеих сторон небольшим количеством ваты. Одновременно мы набрали в четыре  литровых банки воду из разных источников, тех, которые были более доступны для меня, это:

Банка под № 1: Обыкновенная холодная вода из-под крана.

Банка под № 2: Крещенская вода, которую набрали на святом источнике 19 января.     

Банка под № 3: Кипяченая вода, которую я вскипятила в чайнике и остудила.

Банка под №4: Питьевая вода «Байкал»

Банка под № 5: Соленая вода. Я пыталась заменить морскую воду. На трехлитровую банку воды я добавила 2 столовые ложки пищевой соли .

2.                  Эксперимент

            Всхожесть семян — это их способность давать за определенный срок нормальные проростки (в лаборатории) или всходы (в полевых условиях). Всхожесть сильно зависит от условий проращивания и от условий хранения семян. Обычно всхожесть выражают в % (это % семян, которые дали всходы, от общего числа семян).

               Питательные вещества, находящиеся в эндосперме и семядолях, находятся в нерастворимом состоянии. Для того, чтобы перевести их в растворимое состояние, необходимы активные ферменты. Активизация ферментов происходит в результате набухания семян, когда начинает поступать вода. Зародыш начинает использовать растворимые соединения и семя прорастает.

07 февраля 2016 года (первый день): я намочила каждую ватку с семенами своей водой и поставила все на подоконник. 08 февраля 2016 года (второй день) – никаких изменений не произошло. 09 февраля 2016 года (третий день) – во всех блюдцах все семена набухли. В подсоленной воде семена сморщились. В «святой» воде  проклюнулось 2 семени.10 февраля 2016 года (четвертый день) – проклюнулись семена, замоченные в воде из-под крана. 11 февраля 2016 года (пятый день) – проклюнулись семена, замоченные в питьевой и кипяченой воде (Приложение 3).

        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 )

           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.

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 №1

Процент всхожести	Проба №1	Проба №2	Проба №3	Проба №4
ω	70 %	100%	90%	80%

        Из таблицы видно, что большее количество семян проросло в водопроводной и «святой» воде , но качественные показатели разные, семена которые прорастали в водопроводной воде, имели хорошо развитые побеги зелёного цвета, а смена замоченные в кипячёной  воде имели побеги заметно меньше.  Это объясняется тем, что по химическому составу   вода разная.

Выводы:

По итогам проведенного эксперимента, мы пришли к следующим выводам:

1.      Несмотря на то, что свойства Святой воды еще не изучены, можно все-таки говорить о том, что они действительно поразительны, потому что именно в этой воде семена огурцов начали «проклевываться» раньше других, и процент всхожести у них равен 100%.

2.       Хотя в кипяченой воде и происходит увеличение концентрации нелетучих примесей, положительные моменты кипячения все-таки «перевесили». Благодаря уничтожению, за счет кипячения, содержащихся в воде бактерий и уменьшению содержания легколетучих компонентов кипяченая вода оказалась более «плодовитой», чем питьевая и, тем более, водопроводная. Это говорит о «качестве» «очищенной» питьевой воды, продающейся в нашей стране, а так же о качестве водопроводной системы нашего города.

3.      Как оказалось быстрота прорастания семян практически не зависит от качества воды, хотя из таблицы №1 можно сделать вывод о том, что природа Святой воды  оказывает более благоприятное воздействие на живой мир, нежели какая-нибудь другая вода.

4.      А вот процент всхожести все-таки зависит от качества воды, в отличие от быстроты прорастания семян. Самой «плодовитой» водой, как выяснилось, оказалась Святая вода, на втором месте – кипяченая, на третьем – питьевая, а последнее место заняла водопроводная, «благодаря» которой «проклюнулось» всего 80% семян из 100%.

Список литературы:

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

2.      Р. Гилпин, Л. Пратт « Большая книга занимательных опытов».  М., «Росмэн», 2009г.

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.      « Я познаю мир», Детская энциклопедия. Растения. М, АСТ 1998.

6.       Интернет ресурсы:

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

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

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

Приложение№1

Вид – Огурец посевной

Род – Огурец

Семейство – Тыквенные

Класс – Двудольные

Отдел – Цветковые                                                      

Царство – Растения

Надцарство – Эукариоты

 Империя - Клеточные

        Огурцы Алтай – пчелоопыляемый сорт Сибирские садоводы хорошо с ним знакомы. Эти огурцы отличаются неприхотливостью и устойчивостью к климатическим изменениям. Огурцы Алтай относятся к раннеспелым сортам со сроком созревания 35-40 дней. Благодаря опылению цветков пчелами они плодоносят.  Выращивают этот сорт огурцов в теплицах и в условиях открытого грунта. Кусты достигают метровой высоты и обладают средней плетистостью.     Плоды имеют средние размеры: 9-10 сантиметров в длину. Их вес - 90 граммов. Форма огурца овально-цилиндрическая, окраска – ярко-зеленая. Кожура сплошь покрыта небольшими бугорками с белыми кончиками. Огурцы Алтай имеют великолепный вкус без горчинки.   Поэтому их с удовольствием употребляют в свежем виде. А благодаря небольшим размерам плодов домохозяйки ценят их за пригодность к консервированию. В условиях климата Сибири семена этого сорта огурцов не рекомендуется высевать сразу в грунт, даже если это будет парник. Закладка посевного материала производится на глубину 1,5-2 см в помещении с температурой воздуха 23-25 градусов, так семена огурцов для Сибири гарантированно дадут всходы.  

Приложение№2

Технология проращивания  семян огурцов 

      Огурец – один из самых популярных овощей. Приход весны для многих людей ассоциируется именно с запахом огурца в окрошке. До самого лета огурец – неизменный участник всевозможных салатов. Ближе к осени никто не откажется съесть малосольный огурчик. Его маринуют и солят. Когда начинать проращивание семян?

       Проращивание длится, как правило, около 5–10 суток. Чтобы правильно определить начало процесса, вы должны знать, куда будете высевать проклюнувшиеся семена.

       Если высевать огурцы в открытый грунт. Можно начинать проращивание, когда ночная температура не опускается ниже 10 °C целую неделю. Обычно это середина мая.

        Если будете высевать в рассадные горшочки, ящики и выращивать рассаду в теплице либо на подоконнике. Начинайте проращивать во второй половине апреля или в начале мая.

         Для проращивания выбирайте семена 2–3-летней давности. Из них получаются растения, образующие большое количество завязи. Урожайность семян старше 5 лет будет низкой. А семена первого года будут образовывать в основном мужские цветки.

        Проращивание огуречных семян – процесс замачивания их в различных растворах и воде, также закаливание перед высадкой в открытый грунт. Перед тем как приступить к замачиванию, нужно «пробудить» семена. Для этого в течение 10–15 дней прогревайте их на солнце или на батарее. Можно еще применить такой способ: в термос залейте воду температурой 50 °C и на два часа поместите туда семена. Теперь, когда семена прогреты, можно приступить к проращиванию. На выбор вам два способа: проращивание в марле и в опилках.

Приложение№3

День проверки	«сырая» вода №1	Святая вода №2	кипяченая вода №3	питьевая вода №4	Солёная вода №5
1	---	---	---	---	---
2	---	---	---	---	---
3	---	2	---	---	---
4	2	4	---	---	---
5	5	8	4	2	---
6	7	9	7	6	---
7	7	10	9	8

Приложение№4

Фото 1 Семена огурцов сорта «Алтай»

Фото 2. Проросшие семена в «святой» воде

Фото 3 Проросшие семена в водопроводной воде