ЧУОО школа «Личность»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ  РАБОТА

«Влияние различных типов почв на произрастание семян кресс салата».

                                                                                                        Работу выполнили: 

                 учащиеся 9 класса

                                                                                                         Новикова В. 

                                                                                                         Шепелева В.

                                                                                                         Руководитель: 

                                                                                                         Астафиева Т.В

Москва 2025 год

Содержание 

I.Ведение………………………………………………………………………………………………………………стр 2

II.Теоретические основы……………………………………………………………………………………….стр 3

2.1.Что такое почва……………………………………………………………………………………………….стр 3

2.2.Свойства почвы……………………………………………………………………………………………….стр 3

2.3.Влияние на почву водородного показателя (pH)……………………………………………….стр 4

III.Практическая часть…………………………………………………………………………………………..стр 6

3.1.Опыт №1………………………………………………………………………………………………………….стр 6

3.2.Опыт №2………………………………………………………………………………………………………….стр 7

IV.Заключение………………………………………………………………………………………………………стр

V.Литература………………………………………………………………………………………………………..стр

 

Введение

В современном сельском хозяйстве важное значение имеет понимание факторов, влияющих на рост и развитие растений. Одним из ключевых факторов является тип почвы, в которой осуществляется посадка. Исследование влияния различных типов почв на произрастание семян кресс салата представляет собой актуальную задачу, так как недостаточное понимание почвенных условий может привести к снижению урожайности и качеству сельскохозяйственной продукции. Кресс салат, как быстрорастущее и питательное растение, часто используется в кулинарии и обладает высокими пищевыми качествами. Однако, несмотря на его популярность, нет исследований, посвященных влиянию конкретных типов почв на его рост.

Гипотеза: При одинаковых условиях закрытого грунта   в трех типах почв (торфяной, подзолистой  и черноземной) всхожесть, рост семян кресс салата будет одинаковой.  

Объектом исследования: семена кресс салата.

Предметом исследования является – влияние содержания Hp в различных типах почв( торфяной, дерново-подзолистой и подзолистой)  на  произрастание семян  кресс салата в закрытом грунте.

Актуальность темы обусловлена тем, что  в современном мире мы наблюдаем изменение климатических условий с одной стороны и увеличение численности населения с другой стороны, поэтому встает вопрос  необходимости оптимизации условий для выращивания сельскохозяйственных культур. Исследовательская работа на примере трех типов почв позволит  выявить, какие  из них  наиболее благоприятны для прорастания семян кресс салата. Полученные сведения могут быть полезны как фермерам, так и любому человеку решившему в домашних условиях выращивать данную культуру.

Результаты данного исследования могут стать основой для дальнейших экспериментов и практических рекомендаций по оптимизации условий для выращивания не только кресс салата, но и других сельскохозяйственных культур. 

Методы исследования: работа с литературой, эксперимент, наблюдение, анализ.

Целью данного проекта является изучение влияния различных типов почв на произрастание семян кресс салата и выявление оптимальных условий для их роста. 

Для достижения этой цели необходимо решить несколько задач:

1. изучить теорию
2. провести эксперименты с посадкой семян в различные типы почв в закрытом грунте. 
3. осуществить наблюдения за ростом и развитием растений в закрытом грунте.
4. провести сравнительный анализ результатов, чтобы определить, какой тип почвы обеспечивает наилучшие условия для произрастания кресс салата

II. Теоретические основы

2.1 Что такое почва?

Почва — это верхний слой земли, образующийся в результате сложных процессов взаимодействия минералов, органических веществ, воды и воздуха. Она является основным компонентом экосистемы и играет ключевую роль в поддержании жизни, так как обеспечивает растения питательными веществами и влагой.

Почва состоит из нескольких горизонтов, каждый из которых имеет свои характеристики, включая текстуру, цвет, состав и уровень плодородия. Основные компоненты почвы включают:

1. Минеральные частицы — образовались в результате выветривания горных пород и влияют на физические и химические свойства почвы.
2. Органические вещества — остатки растений и животных, которые разлагаются, образуя гумус, что улучшает структуру и плодородие почвы.
3. Вода — необходима для роста растений и химических процессов в почве.
4. Воздух — заполняет поры между частицами почвы и необходим для дыхания корней растений и микроорганизмов.

Почва также является важным элементом в экологии, поскольку влияет на биоразнообразие, структуру ландшафта и водный круговорот. Она служит средой обитания для множества организмов, включая микроорганизмы, насекомых и корни растений

2.2  Свойства почвы.

Почва — это сложная многокомпонентная система, обладающая множеством физических, химических и биологических свойств. Основные свойства почв можно разделить на несколько категорий:

Физические свойства:

1. 1. Структура: Определяет расположение частиц почвы и их агрегаты. Структура может быть крупнозернистой (песчаная) или мелкозернистой (глинистая).
   2. Плотность: Определяется как масса почвы на единицу объема и зависит от содержания густоты и пористости.
   3. Пористость: Отношение объема пор (пустот) к общему объему почвы, влияет на воздухопроницаемость и водопроницаемость.
   4. Влагоемкость: Способность почвы удерживать воду, что зависит от текстуры и структуры.

• Температура: Температурный режим почвы влияет на биологические процессы и химические реакции.

Химические свойства:

1. 1. pH почвы: Уровень кислотности или щелочности почвы, который влияет на усвоение питательных веществ растениями.
   2. Содержание питательных веществ: Уровни макро- и микроэлементов, таких как азот, фосфор, калий, магний и другие.
   3. Катионный обмен: Способность почвы удерживать и обменивать катионы (положительно заряженные ионы), что влияет на питательную ценность.

• Органическое вещество: Содержание гумуса и влияния на плодородие почвы.

Биологические свойства:

1. Микробиологическая активность: Уровень активности микробов, которые разлагают органические вещества и участвуют в цикле питательных веществ.
2. Плодородие: Способность почвы обеспечивать растения питательными веществами и поддерживать их рост.

2.3  Влияние на почву водородного показателя (pH).

Кислотность- это характеристика растворов, которая определяет их способность отдавать протоны (ионы водорода, Н*) в водной среде.

Щелочь- это растворимое в воде основание, которое может принимать протоны (ионы водорода, Н*) и увеличивать pHраствора, делая его щелочным (основным).

Влияние на почву водородного показателя (pH) является одним из ключевых факторов, определяющих плодородие почвы и её пригодность для выращивания растений.

pH почвы влияет на доступность питательных веществ, а так же на активность микроорганизмов и структуру почвы. Вот основные аспекты влияния pH на почву:

1. 1. Доступность питательных веществ

• Кислые почвы (pH < 6,0):
  • Увеличивается доступность таких элементов, как железо (Fe), марганец (Mn), алюминий (Al) и цинк (Zn).
  • Однако избыток алюминия и марганца может стать токсичным для растений.
  • Снижается доступность фосфора (P), кальция (Ca), магния (Mg) и молибдена (Mo).
• Нейтральные почвы (pH 6,0–7,0):
  • Оптимальная доступность большинства питательных элементов.
  • Макро- и микроэлементы находятся в наиболее усвояемой для растений форме.
• Слабощелочные почвы (pH 7.1-7.4)
• Щелочные почвы (pH > 7,5):
  • Увеличивается доступность кальция (Ca), магния (Mg) и молибдена (Mo).
  • Снижается доступность фосфора (P), железа (Fe), марганца (Mn), цинка (Zn) и меди (Cu).

2. Активность микроорганизмов

• Большинство почвенных микроорганизмов, включая бактерии и грибы, предпочитают нейтральную или слабокислую среду (pH 6,0–7,5).
• В кислых почвах активность полезных микроорганизмов снижается, что замедляет процессы разложения органического вещества и минерализации питательных веществ.
• В щелочных почвах также может наблюдаться снижение активности микроорганизмов, что влияет на плодородие.

3. Структура почвы

• В кислых почвах может происходить разрушение структуры из-за вымывания кальция и магния, что приводит к уплотнению и ухудшению аэрации.
• В щелочных почвах может наблюдаться накопление солей, что также ухудшает структуру и водопроницаемость.

4. Токсичность элементов

• В кислых почвах повышается растворимость алюминия и марганца, что может быть токсичным для растений.
• В щелочных почвах может наблюдаться накопление солей натрия (Na), что приводит к засолению и ухудшению условий для роста растений.

5. Влияние на растения

• Разные растения предпочитают разные уровни pH. Например:
  • Картофель, голубика и рододендроны предпочитают кислые почвы (pH 4,5–5,5).
  • Большинство овощных культур (например, капуста, морковь, томаты) лучше растут в слабокислой или нейтральной почве (pH 6,0–7,0).
  • Люцерна и свекла предпочитают слабощелочные почвы (pH 7,0–8,0).

6. Регулирование pH почвы

• Для повышения pH (снижения кислотности) используют известкование (добавление извести, доломитовой муки).
• Для понижения pH (увеличения кислотности) вносят   органические  вещества (торф, опилки) или минеральные удобрения (сульфат аммония, серу).

Ознакомившись с литературой по нашему исследованию мы поняли, что pH почвы является важным параметром, который необходимо учитывать при планировании выращивания  тех или иных сельскохозяйственных культур. Размышляя какое растение нам выбрать к качестве биоиндикатора наш выбор остановился  на кресс салате. Что такое биоиндикатор?

Биоиндикатор— организм, вид или сообщество, по наличию, состоянию и поведению которых  можно с большой достоверностью  судить о  среде в которой он развивается , в том числе  оpH почвы.

Кресс-салат — однолетнее овощное растение,отличающиеся  быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью.Растение предпочитает солнечные участки, но выдерживает небольшое затемнение.
Почва должна быть рыхлой, хорошо дренированной, с большим количеством перегноя. рН почвы предпочтительнее нейтральный (6,0-7,5), растётхуже на  слабокислых почвах и плохо   растет на кислых   Культура не требует большого количества минеральных удобрений. Может расти как в открытом ,так и в закрымом грунте.

Кроме того, побеги и корни этого растения под действием не благоприятных условий для него развития показывает   заметные морфологические изменения (задержка роста и искривление побегов, блеклость листовой пластины ,уменьшение длины и массы корней).

Кресссалат, как биоиндикатор удобен еще и тем, что действие стрессоров можно изучать одновременно на большом числе растений при небольшой площади посадки ,что очень удобно для проведения нашего исследования. Привлекательны также и весьма короткие сроки эксперимента. Семена кресссалата прорастают уже на третий-четвертый день,  а получить данные эксперимента и сделать выводы  можно уже  в течение 20-25 суток. 

Существенным стрессующим  фактором, влияющим на плодородие почвы,а следовательно на развитие   является кислотность. Кислотность влияет на структуру почвы (величину и прочность почвенных частиц), на вносимые органические и минеральные удобрения, микрофлору почвы,а значит  и на развитие самого растения.

III.Практическая часть

Опыт №1 

Цель работы: определить характер среды (кислая, щелочная, нейтральная) различных видов почв и сделать вывод об их пригодности для выращивания  кресс салата .

Оборудование: цифровая лаборатория «Releon» с датчиком рН,  воронки, фильтровальные бумаги, промывалки, пробирки, стеклянные палочки, химические стаканы, дистиллированная вода, три пробы почвы: чернозём ,подзолистая, торфяная.( почву купили в агромагазине)

Для проведения эксперимента мы использовали  датчик рН в диапазоне от 0 до 14. 

Порядок проведения работы:

1. В три пробирки поместили три вида  почв: черноземную ,подзолистую, торфяную) Столбик почв  во трех пробирках составил  2-3 см. Прилили  дистиллированную воду, объем которой был  в 3 раза больше объема почвы. Хорошенько перемешать стеклянной палочкой.
2. Приготовили  почвенный раствор. Бумажный фильтр вставили в три  воронки, Подставили  воронку  в чистую сухую пробирку и профильтровали  полученную смесь почвы и водыПеред фильтрованием смесь не  встряхивали.При фильтровании жидкость наливали медленно  на фильтр по палочке тонкой струей, направляя ее на стенку воронки. Почва оставалась  на фильтре, а собранный в пробирке фильтрат представлял  собой почвенную вытяжку (почвенный раствор).. Повторили  проделанную операцию еще дважды с разными смесями.  
3. Цифровую лабораторию  Releonподключили к компьютеру ,выполнив изначально колибровну основных параметров.
4. Электрод рН  цифровой лаборатории  предварительно  подготовили  к работе. Снять защитный колпачок с электрода, с помощью лабораторной промывалки тщательно ополоснули  его нижнюю часть дстиллированной водой, после чего, осторожно осушили  фильтровальной бумагой. Датчик был готов к работе .
5. Взяли датчик рН в руку  и запустили  программу измерений ReleonLite  и нажали  кнопку «Пуск».
6. Подключили  датчик рН к компьютеру. В почвенную вытяжку поместили   электрод рН.
7. Подождали  установления показаний в течение нескольких секунд .На экране монитора компьютера отобразилась информация в виде графика ,затем  нажали  кнопку «Пауза». Зафиксировали  показания. Такую последовательность действий совершили три раза для всех трёх почвенных растворов.
8. Результаты измерений занести в таблицу и сделать вывод.

№	pH	t0C почвенного раствора	Влажность воздуха  в помещении	Атмосферное давление в помещении	Датчик освещенности помещения	t0C воздуха в помещении
1. Черноземная почва	7.29	16.6	36.5	772.8	0.6	23.8
2. Подзолистая почва	7.65	16.4	36.5	772.8	0.7	23.6
3. Торфяная почва	7.44	16.6	37.5	772.8	0.9	23.9

Кроме данных рН почты цифровая лаборатория фиксировала и другие данные ,но мы их не анализировали.

• Вывод: Анализируя данные ,мы пришли к выводу,что торфяная и черноземная почва являются  слабощелочными (pH 6,0–7,5),а подзолистая  почва является щелочной (pH > 7,5).

ОПЫТ №2 

Цель работы: определить какой тип почвы ( черноземная ,торфяная, подзолистая) наиболее подходит  для произрастания семян. рост. Сделать вывод 

Оборудование: субстракты   почв: чернозём, подзолистая, торфяная. горшочки, семена кресс салата, леейка, линейка.

Ход работы:

1. Выбор места для проращивания. 

Мы выбрали подоконник  на южной стороне школы, так как кресс-салат предпочитает солнечные много света и хуже растёт в полутени. Так же важным условием было отсутствие сквозняков. 

1. Купили семена 2024 года в агромагазине 2 упаковки.
2. Подготовили 3 горшочка с дренажом по 0.32л каждый
3. Купили землю в агромагазине ( черноземную,торфяную ,подзолистую)
4. Засыпали в горшочки  торфяную,черноземную и подзолистую почву.
5. Горшочки    заполнили до половины  исследуемой землей и увлажнили одним и тем же количеством  отстоянной водопроводной воды до появления признаков насыщения.
6. Разделили  семена на 3 равные части ,по 100 семян для каждого горшочка
7. В каждом горшочке  сделали бородки  на поверхность земли  уложили по 100 семян кресс-салата. Расстояние между соседними семенами было примерно одинаковое.
8. Покрыли семена  теми же субстратом , насыпая их почти до краев горшочка   и аккуратно разгладила поверхность.
9. Увлажнили верхние слои субстратов до  влажности нижних.
10. В течение 21  дней   мы наблюдали  за прорастанием семян, поддерживая  влажность субстратов  примерно на одном уровне. Результаты наблюдений записывали в таблицу.

 

Название почв	Объем горшочков	Кол-во семян	при посадке в помещении	t0C грунта
Подзолистая почва	0.32л	100	22	17.6
Торфяная почва	0.32л	100	22
Черноземная почва	0.32л	100	22

 

Тип почвы	Посев в грунт	Дата всходов	Развитие кресс салата
			05. 02	Высота в см	08.02	Высота в см	11.02	Высота в см	14.02	Высота в см	17.02	Высота в см	20.02	Высота в см	23.02	Высота в см
Торфяная почва	30.01 .2025	03.02		1		1.4		2.3		3.0		3.7		4.6		5.7
Черноземная почва		03.02		1.5		2.9		3.9		4.5		5.4		5.8		6.3
Подзолистая почва		04.02		1.4		2.7		3.6		4.0		4.2		4.4		5.0

 

Вывод: Анализируя результаты нашего исследования,мы пришли к выводу, что  при одинаковых условиях температуры воздуха в помещении( +22t0C)и грунта (+17.6t0C),одинаковом объеме субстракта (0.32л), одиноковом поливе всхожесть семян и рост ( в см) кресс- салата в разных типах почв было не одинаковым .  

 

Заключение.

Данные полученные в результате нашего исследования pH свидетельствуют о том, что чернозёмная и торфяная почвы являются  слабощелочными (pH 6,0–7,5),Это говорит о том ,что макро и микроэлементы хорошо усвояются растениями, а подзолистая  почва является щелочной (pH > 7,5),а значит усвоение химических элементов хуже. На протяжении всего периода наблюдений( 21 день)  фиксировались параметры роста растений: высота и общее состояние. Обращалось внимание на цвет и текстуру листьев, форму стеблей .Наблюдение  позволило оценить общее состояние растений. Листья кресс салата, произрастающие в черноземной  и  торфяной почве  имели  ярко-зеленый цвет и были плотными, стебли прямые, по сравнению с кресс салатом произрастающим на  подзолистой почве. Цвет листьев растущих на подзолистой почве  был менее ярким ,а листовая пластина и стебли были менее плотными и искривлёнными. Это  указывает на высокое содержание хлорофилла и хорошее питание кресс салата произраставших на торфяной почве и чернозёмной почве. Так же результаты показали, что растения посеянные в чернозёмную   и в торфяную почву,  демонстрировали наибольшую скорость всхода семян, роста самого растения( 6.5 см в торфяной и черноземной по сравнению 6.4 в подзолистой).Кресс салат на черноземной и торфяной почве  достиг в конце эксперимента высоты 6.5 см, в отличии от кресс салата посаженные в подзолистую почву (6.4см).Это объясняется не значительным превышением в подзолистой почве щелочи. В целом для выращивания в закрытом грунте кресс салата подходят все три типа почв.

Таким образом, наше исследование не подтвердило гипотезу о том, при одинаковых условиях закрытого грунта   в трех типах почв (торфяной, подзолистой  и черноземной) всхожесть, рост семян кресс салата будет одинаковой.  

 Полученные результаты могут быть полезны не только для специалистов в области сельского хозяйства, но и для обычных граждан. которые бы захотели выращивать на подоконнике полезное растение- кресс салат.

В заключение, можно сказать, что наше исследование стало важным шагом в понимании влияния почвенных условий на развитие сельскохозяйственных культур. 

Литература:

1. https://bigenc.ru/c/pochva-a23782 Большая Российская энциклопедия

2. Н.Ф Ганжаро /Почвоведение;М-Агроконсалт,2001

3. https://gavrishprof.ru/info/publications/kress-salat-polza-i-vkus-vesny

4. https://ebooks.grsu.by/pochva_s_osn_rast/glava-5-obshchie-fizicheskie-i-fiziko-mekhanicheskie-svojstva-pochv.htm /Почвоведение с основами растениеводства/ЧАСТЬ 1. ОБЩЕЕ гл5  ПОЧВОВЕДЕНИЕ  Глава 5. ОБЩИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ