Jak chemikalia wpływają na wzrost roślin. Wpływ minerałów na wzrost i rozwój roślin. Wpływ poziomu zawartości próchnicy w glebie na plon roślin rolniczych

Tekst pracy jest umieszczony bez obrazów i wzorów.
Pełna wersja pracy dostępna jest w zakładce „Pliki pracy” w formacie PDF

Organizm roślinny składa się z wielu komórek. Komórki są podstawowymi jednostkami biologicznymi w strukturze ciała rośliny. We wszystkich komórkach zachodzą najważniejsze procesy życiowe, a przede wszystkim metabolizm. Różne komórki są przystosowane do różnych rodzajów życia. Jednak roślina nie jest prostym zbiorem komórek. Wszystkie komórki, tkanki i narządy są ze sobą ściśle powiązane i tworzą jedną całość. Różne komórki specjalizują się w różnych kierunkach, nie mogą żyć bez innych komórek. Na przykład komórki korzenia nie mogłyby żyć bez komórek miazgi zielonych liści. Ważną rolę w życiu roślin odgrywa odżywianie mineralne, realizowane przez korzeń rośliny. Brak lub nadmiar jakiegokolwiek pierwiastka chemicznego w żywieniu roślin niekorzystnie wpływa na ich wzrost i rozwój. cel moim zadaniem było badanie wpływu chemikaliów na wzrost roślin.

Aby osiągnąć ten cel, następujące zadania :

studiowanie literatury na ten temat;

badanie wpływu niektórych chemikaliów na rośliny (na przykład cebula).

Zatem, obiekt badaniami była roślina cebulowa. Ta roślina została wybrana, ponieważ w 5 klasie, studiując temat „Budowa komórki”, nauczyłam się przygotowywać mikropreparat ze skórki cebuli. Za pomocą mikropreparatów można badać wpływ chemikaliów nie tylko na wzrost roślin, ale także na rozwój komórek roślinnych. Podmiot Badania dotyczyły wpływu chemikaliów na wzrost roślin.

Został sformułowany hipoteza badania - niektóre chemikalia mogą negatywnie wpływać na wzrost i rozwój roślin

Rozdział I. Przegląd literatury

1. Rola roślin w przyrodzie i życiu człowieka

Wyobraź sobie, że na świecie nie pozostała ani jedna roślina. Co się wtedy stanie? To, że nie będzie pięknie, nie jest takie złe. Ale fakt, że nie możemy żyć bez roślin, jest naprawdę bardzo zły. W końcu rośliny mają jedną bardzo ważną tajemnicę!

W liściach roślin zachodzą niesamowite przemiany. Woda, światło słoneczne i dwutlenek węgla – ten, którym wydychamy – zamieniają się w tlen i substancje organiczne. Tlen jest niezbędny nam i wszystkim żywym istotom do oddychania, a materia organiczna do odżywiania. Możemy więc powiedzieć, że w roślinach istnieje prawdziwe laboratorium chemiczne do produkcji ważnych substancji. Ponadto tlen uwalniany przez rośliny utrzymuje warstwę ozonową atmosfery. Chroni całe życie na Ziemi przed szkodliwym działaniem krótkofalowych promieni ultrafioletowych.

Rośliny odgrywają ważną rolę w naszym życiu, uczestnicząc w ekologicznych łańcuchach pokarmowych, wytwarzając tlen atmosferyczny i pełniąc funkcje ochrony środowiska. Dlatego szczególnie ważne jest, aby wiedzieć, jak rośliny reagują na różne chemikalia.

1. Wpływ różnych chemikaliów na organizmy żywe

Chemikalia składają się z pierwiastków. Pierwiastki mineralne odgrywają ważną rolę w metabolizmie roślin, a także chemicznych właściwościach cytoplazmy komórki. Normalny rozwój, wzrost nie może być pozbawiony składników mineralnych. Wszystkie składniki odżywcze podzielone są na makro- i mikroelementy. Do makroelementów zaliczamy te, które występują w roślinach w znacznych ilościach – węgiel, tlen, wodór, azot,

fosfor, potas, siarka, magnez i żelazo. Do pierwiastków śladowych zaliczamy te, które występują w roślinach w bardzo małych ilościach, są to bor, miedź, cynk, molibden, mangan, kobalt itp.

Wszystkie rośliny nie mogą się normalnie rozwijać bez tych pierwiastków, ponieważ są one częścią najważniejszych enzymów, witamin, hormonów i innych fizjologicznie czynnych związków, które odgrywają ważną rolę w życiu roślin. Makroelementy regulują wzrost masy wegetatywnej oraz decydują o wielkości i jakości plonu, aktywują wzrost systemu korzeniowego, wspomagają tworzenie cukrów i ich przemieszczanie przez tkanki roślinne; pierwiastki śladowe biorą udział w syntezie białek, węglowodanów, tłuszczów, witamin. Pod ich wpływem wzrasta zawartość chlorofilu w liściach i poprawia się proces fotosyntezy. Mikroelementy odgrywają niezwykle ważną rolę w procesach nawożenia. Pozytywnie wpływają na rozwój nasion i ich właściwości siewne. Pod ich wpływem rośliny stają się bardziej odporne na niekorzystne warunki, suszę, choroby, szkodniki itp.

Niektóre pierwiastki, takie jak bor, miedź, cynk, są potrzebne w niewielkich ilościach, w wyższych stężeniach są bardzo toksyczne. Nadmierna zawartość w glebie działa toksycznie na roślinę. mangan . Szkodliwe działanie tego pierwiastka nasila się na glebach kwaśnych (piaszczystych, piaszczysto-gliniastych, torfowych), zwięzłych lub nadmiernie wilgotnych, zawierających mało ruchliwe związki fosforu i wapnia. Brak tych pierwiastków wzmaga dopływ manganu do rośliny i jego szkodliwy wpływ na tkanki. Na ziemniakach objawia się to brązowymi plamami na łodygach i ogonkach liści, łodygi i ogonki stają się wodniste, kruche. Topy przedwcześnie wysychają. Równolegle ze szkodliwym wpływem manganu na roślinę,

pojawiają się również oznaki głodu z powodu braku molibdenu i magnezu, których dopływ do rośliny, w tym przypadku gwałtownie słabnie.

Nie udało się zainstalować roli przez długi czas jod w metabolizmie roślin. Wiadomo, że warzywa i grzyby są w nie bogatsze niż owoce. Ponadto w nadziemnych częściach roślin jest więcej jodu niż w korzeniach. Rośliny lądowe zawierają kilkakrotnie mniej jodu niż rośliny morskie, u których osiąga on 8800 mg/kg suchej masy. Dla porównania kapusta na przykład może gromadzić jod od 0,07 do 10 mg na kg suchej masy. Jaka jest rola jodu w życiu roślin? Okazało się, że jod w niskich stężeniach stymuluje wzrost roślin i poprawia jakość plonów. Dzieje się tak, ponieważ jod wpływa na metabolizm azotu, w szczególności na stosunek azotu białkowego i niebiałkowego oraz reguluje aktywność niektórych enzymów. Wykorzystując właściwości stymulujące, przed siewem nasiona traktuje się roztworem jodku potasu (0,02%). Zawartość sód w ciele roślin wynosi średnio 0,02% (wagowo). Sód jest ważny dla transportu substancji przez błony, wchodzi w skład tzw. pompy sodowo-potasowej (Na+/K+). Sód reguluje transport węglowodanów w roślinie. Dobre zaopatrzenie roślin w sód zwiększa ich zimotrwałość. Wraz z jego niedoborem następuje spowolnienie powstawania chlorofilu. Sód wchodzi w skład soli kuchennej, co negatywnie wpływa na żywotność komórki roślinnej. Plazmolizę komórki obserwuje się pod działaniem roztworu chlorku sodu (dodatek). Plazmoliza to oddzielenie warstwy ciemieniowej cytoplazmy od błony komórkowej komórki roślinnej. Roztwory soli lub cukrów o wysokim stężeniu nie wnikają do cytoplazmy, ale pobierają z niej wodę. Plazmoliza jest zwykle odwracalna. Jeśli komórka zostanie przeniesiona z roztworu soli fizjologicznej do wody, to zostanie ponownie wchłonięta przez komórkę, a cytoplazma powróci do swojej pierwotnej pozycji.

Rozdział II. Metoda eksperymentalna

Badania przeprowadzono w 2015 roku. Do pracy potrzebowałem cebuli do kiełkowania, a następnie dokarmiania ich chemikaliami. Aby określić działanie chemikaliów, wybrano najbardziej dostępne substancje występujące w domu: sól kuchenną, nadmanganian potasu (nadmanganian potasu), jod.

Aby zbadać wpływ chemikaliów, wykonano 5 próbek, które były karmione różnymi chemikaliami 2 razy w tygodniu (ryc. 1):

Nr 1 - próbka kontrolna (woda wodociągowa, bez dodatku chemikaliów)

Nr 2 - woda święcona

Nr 3 - roztwór nadmanganianu potasu

Nr 4 - roztwór soli

Nr 5 - roztwór jodu

Po zaobserwowaniu rozwoju systemu korzeniowego, prototypy zostały wypreparowane, powstałe przekroje zostały zbadane pod mikroskopem cyfrowym oraz wykonano zdjęcia.

Rozdział III. Wyniki badań własnych i ich analiza

W trakcie badań stwierdziłem, że w próbkach z dodatkiem nadmanganianu potasu i soli kuchennej system korzeniowy słabo rozwijał się przez trzy tygodnie. Najsilniejszy system korzeniowy znajdował się w próbie kontrolnej nr 1 bez dodatku środków chemicznych (ryc. 2). Należy zwrócić uwagę na próbkę nr 5 roztworu jodu. W cebuli dobrze wyrażają się nie tylko korzenie, ale także liście. Podczas doświadczenia obserwowałam intensywny rozwój liści od drugiego tygodnia.

Badając komórki cebuli pod mikroskopem uzyskano następujące wyniki:

Próbka kontrolna nr 1 miała nawet jasne komórki bez śladów deformacji (ryc. 3)

Próbka nr 2, woda święcona, miała nawet komórki bez oznak jakichkolwiek deformacji, ale w porównaniu z komórkami próbki kontrolnej rozmiar komórek był mniejszy (ryc. 4)

Komórki cebuli z prototypu z dodatkiem nadmanganianu potasu nr 3 nabrały odcienia niebieskiego. Komórki miały równomierną strukturę (ryc. 5)

W próbce nr 4 z dodatkiem soli kuchennej obserwuje się plazmolizę - warstwa ciemieniowa cytoplazmy jest oddzielona od ściany komórkowej komórki roślinnej (ryc. 6)

Próbka nr 5 z dodatkiem jodu miała nawet jasne komórki bez oznak deformacji, podobnie jak komórki próbki kontrolnej (ryc. 7)

Wniosek

W wyniku przeprowadzonych prac stwierdzono, że niektóre substancje chemiczne mogą gromadzić się w komórkach roślinnych i negatywnie wpływać na ich wzrost i rozwój, tym samym hipoteza została potwierdzona. Nadmiar nadmanganianu potasu barwi komórki na ciemniejszy kolor i spowalnia wzrost systemu korzeniowego. Nadmiar soli niszczy komórki rośliny i zatrzymuje jej wzrost.

Zgodnie z przebadanymi źródłami literaturowymi potwierdziłam eksperymentalnie stymulujący wpływ jodu na wzrost roślin.

Bibliografia

Artamonow V.I. Fizjologia roślin rozrywkowych - M.: Agropromizdat, 1991.

Dobrolyubsky OK Mikroelementy i życie. - M., 1996.

Ilkun G.M. Zanieczyszczenia powietrza i rośliny. - Kijów: Naukova Dumka, 1998.

Orłowa A.N. Od azotu do zbiorów. - M.: Oświecenie, 1997

Szkolnik M.Ya., Makarova N.A. Mikroelementy w rolnictwie. - M., 1957.

Zasoby internetowe:

dachnik-odessa.ucoz.ru

biofile.ru

Załącznik

Plazmoliza komórek roślinnych

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy korzystający z bazy wiedzy w swoich studiach i pracy będą Ci bardzo wdzięczni.

Wysłany dnia http://www.allbest.ru/

Wysłany dnia http://www.allbest.ru/

MINISTERSTWO EDUKACJI REPUBLIKI BIAŁORUSI

instytucja edukacyjna

„STAN MOZYRA

UCZELNIA PEDAGOGICZNA im. IP SZAMYAKIN”

ZAKŁAD BIOLOGII

ZAKŁAD GOSPODARKI I OCHRONY PRZYRODY

Zajęcia według dyscypliny

„fizjologia roślin”

Wpływ minerałów na wzrost i rozwój roślin

Wykonawca:

Bogdanowicz Władimir Grigorjewicz

MOZYR 2011

WPROWADZENIE

ROZDZIAŁ 1. PRZEGLĄD LITERATURY

1,3 Fosfor

1.6 Wapń

1.7 Magnez

3.4 Niedobór azotu

3.5 Niedobór fosforu

3.6 Niedobór siarki

3.7 Niedobór potasu

3.8 Niedobór wapnia

3.9 Niedobór magnezu

WNIOSEK

BIBLIOGRAFIA

WPROWADZENIE

roślinny minerał

Odżywianie mineralne roślin - zespół procesów wchłaniania, przemieszczania i przyswajania przez rośliny pierwiastków chemicznych pozyskiwanych z gleby w postaci jonów soli mineralnych.

Każdy pierwiastek chemiczny odgrywa szczególną rolę w życiu rośliny.

Azot jest składnikiem aminokwasów, budulca budulcowego białek. Azot wchodzi również w skład wielu innych związków: puryn, alkaloidów, enzymów, regulatorów wzrostu, chlorofilu i błon komórkowych.

Fosfor jest wchłaniany przez roślinę w postaci soli kwasu fosforowego (fosforanów) i znajduje się w niej w stanie wolnym lub razem z białkami i innymi substancjami organicznymi tworzącymi osocze i jądro.

Siarka jest wchłaniana przez roślinę w postaci soli kwasu siarkowego, wchodzi w skład białek i olejków eterycznych.

Potas jest skoncentrowany w młodych narządach bogatych w osocze, a także w narządach gromadzenia substancji rezerwowych - nasionach, bulwach, prawdopodobnie odgrywa rolę neutralizatora kwaśnej reakcji soku komórkowego i bierze udział w turgoru.

Magnez znajduje się w roślinie w tym samym miejscu co potas, a ponadto wchodzi w skład chlorofilu.

Wapń gromadzi się w narządach dorosłych, zwłaszcza w liściach, służy jako neutralizator szkodliwego dla rośliny kwasu szczawiowego i chroni ją przed toksycznym działaniem różnych soli oraz uczestniczy w tworzeniu mechanicznych błon.

Oprócz tych niezbędnych pierwiastków ważne są chlorek sodu, mangan, żelazo, fluor, jod, brom, cynk, kobalt, które stymulują wzrost roślin.

Cel: Zbadanie wpływu minerałów na wzrost i rozwój roślin.

1. Zbadanie materiału o głównych rodzajach minerałów i ich wpływie na wzrost i rozwój roślin.

2. Zapoznaj się z metodami oznaczania substancji mineralnych w tkankach roślinnych.

3. Zidentyfikuj objawy niedostatecznej i nadmiernej zawartości minerałów w roślinach

ROZDZIAŁ 1. PRZEGLĄD LITERATURY

Rośliny są w stanie wchłonąć ze środowiska w większych lub mniejszych ilościach prawie wszystkie elementy układu okresowego. Tymczasem do normalnego cyklu życiowego organizmu roślinnego potrzebna jest tylko pewna grupa podstawowych pierwiastków odżywczych, których funkcji w roślinie nie można zastąpić innymi pierwiastkami chemicznymi. Ta grupa obejmuje następujące 19 elementów:

Wśród tych głównych składników odżywczych tylko 16 jest w rzeczywistości mineralnych, ponieważ C, H i O wchodzą do roślin głównie w postaci CO 2, O 2 i H 2 O. Pierwiastki Na, Si i Co podano w nawiasach, ponieważ są one niezbędne dla wszystkich wyższych roślin nie zostały jeszcze zidentyfikowane. Sód jest wchłaniany w stosunkowo dużych ilościach przez niektóre gatunki z rodziny. Chenopodiaceae (Chenopodiaceae), w szczególności buraki, a także gatunki przystosowane do warunków zasolenia, aw tym przypadku jest to konieczne. To samo dotyczy krzemu, który znajduje się w szczególnie dużych ilościach w słomie zbóż, w przypadku ryżu jest pierwiastkiem podstawowym.

Pierwsze cztery pierwiastki - C, H, O, N - nazywane są organogenami. Węgiel stanowi średnio 45% suchej masy tkanek, tlen - 42, wodór - 6,5 i azot - 1,5, a razem - 95%. Pozostałe 5% to substancje popiołowe: P, S, K, Ca, Mg, Fe, Al, Si, Na itp. Skład mineralny roślin ocenia się zwykle na podstawie analizy popiołu pozostałego po spaleniu materii organicznej roślin . Zawartość pierwiastków mineralnych (lub ich tlenków) w roślinie jest zwykle wyrażana jako procent masy suchej masy lub jako procent masy popiołu. Wymienione powyżej substancje popiołu zaliczane są do makroskładników.

Pierwiastki obecne w tkankach w stężeniu 0,001% lub mniejszym suchej masy tkanek nazywane są mikroelementami. Niektóre z nich odgrywają ważną rolę w metabolizmie (Mn, Cu, Zn, Co, Mo, B, C1).

Zawartość tego czy innego pierwiastka w tkankach roślinnych nie jest stała i może się znacznie zmieniać pod wpływem czynników środowiskowych. Na przykład Al, Ni, F i inne mogą gromadzić się w roślinach do toksycznych poziomów. Wśród roślin wyższych istnieją gatunki, które różnią się znacznie zawartością w tkankach takich pierwiastków jak Na, jak już wspomniano, i Ca, w związku z czym grupy roślin natriofili, kalcyofile (większość roślin strączkowych, w tym fasola, fasola, koniczyna), foby wapniowe (łubin, siwy, szczaw itp.). Te specyficzne cechy wynikają z charakteru gleb w miejscu pochodzenia i siedliska gatunku, pewnej utrwalonej genetycznie roli, jaką te pierwiastki odgrywają w metabolizmie roślin.

Najbogatsze w składniki mineralne są liście, w których popiół może stanowić od 2 do 15% suchej masy. Minimalną zawartość popiołu (0,4-1%) stwierdzono w pniach drzew.

Azot został odkryty w 1772 roku przez szkockiego chemika, botanika i lekarza D. Rutherforda jako gaz, który nie wspomaga oddychania i spalania. Dlatego nazywano go azotem, co oznacza „nieżycie”. Jednak azot jest częścią białek, kwasów nukleinowych i wielu ważnych substancji organicznych. Eliminacja braku niektórych niezastąpionych związków zawierających azot - aminokwasów, witamin itp. - jest najpoważniejszym problemem programów żywieniowych ludzkości.

Azot jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych pierwiastków w przyrodzie. Jego główne formy na Ziemi to związany azot litosfery i gazowy azot cząsteczkowy (N 2) atmosfery, który stanowi 75,6% masy powietrza. Według obliczeń rezerwy N 2 w atmosferze szacuje się na 4 * 10 15 t. Słup powietrza na 1 m 2 powierzchni ziemi zawiera 8 ton azotu. Jednak azot cząsteczkowy jako taki nie jest asymilowany przez rośliny wyższe i może zostać przekształcony w formę dostępną dla nich tylko dzięki aktywności mikroorganizmów wiążących azot.

Rezerwy azotu związanego w litosferze są również znaczne i szacuje się na 18 * 10 15 t. Jednak tylko minimalna część azotu litosferycznego Ziemi jest skoncentrowana w glebie, a tylko 0,5 - 2% całkowitego rezerwy w glebie. gleba jest bezpośrednio dostępna dla roślin. 1 ha czarnoziemu uprawnego zawiera średnio nie więcej niż 200 kg azotu dostępnego dla roślin, a na bielicowych jego ilość jest 3-4 razy mniejsza. Azot ten występuje głównie w postaci jonów NH 4 + - i NO 3 -.

mikroorganizmy wiążące azot. Mikroorganizmy dokonujące biologicznego wiązania azotu można podzielić na dwie główne grupy: a) wolno żyjące wiązania azotu oraz b) mikroorganizmy żyjące w symbiozie z roślinami wyższymi.

Wolno żyjące utrwalacze azotu, heterotrofy, potrzebują węglowodanowego źródła pożywienia i dlatego często są powiązane z mikroorganizmami zdolnymi do degradacji celulozy i innych polisacharydów. Bakterie z rodzajów Azotobacter i Beijerinckia z reguły osadzają się na powierzchni korzeni roślin wyższych. Takie skojarzenia tłumaczy się tym, że bakterie jako źródło węgla wykorzystują produkty wydzielane przez korzenie do ryzosfery.

Ostatnio wiele uwagi poświęca się sinicom, w szczególności Tolypothrix tenius. Wzbogacenie nimi pól ryżowych zwiększa plony ryżu średnio o 20%. Ogólnie rzecz biorąc, rolnicza wartość wolno żyjących utrwalaczy azotu nie jest tak duża. W klimacie umiarkowanym ich roczne wiązanie azotu wynosi z reguły kilka kilogramów azotu na 1 ha, ale w sprzyjających warunkach glebowych (np. duża ilość pozostałości organicznych) może osiągnąć 20-40 kg N/ha .

Do grupy symbiotycznych utrwalaczy azotu należą przede wszystkim bakterie z rodzaju Rhizobium, które tworzą brodawki na korzeniach roślin strączkowych, a także niektóre promieniowce i cyjanobakterie. Obecnie istnieje około 190 gatunków roślin z różnych rodzin, które mogą symbiotycznie przyswajać azot. Należą do nich niektóre drzewa i krzewy: olsza, wołka, frajer, rokitnik itp. Guzki rosnące na korzeniach olszy i niektórych innych roślin niestrączkowych zasiedlają promieniowce z rodzaju Frankia.

Największym zainteresowaniem rolniczym cieszą się bakterie brodawkowe z rodzaju Rhizobium, żyjące w symbiozie z roślinami strączkowymi i wiążące średnio od 100 do 400 kg N/ha rocznie. Wśród roślin strączkowych lucerna może gromadzić do 500-600 kg N/ha rocznie, koniczyna - 250-300, łubin - 150, fasola pastewna, groch, fasola - 50-60 kg N/ha. Ze względu na resztki pożniwne i zielony nawóz rośliny te znacząco wzbogacają glebę w azot.

Zasoby azotu w glebie można uzupełniać na różne sposoby. Przy uprawie roślin rolniczych dużą wagę przywiązuje się do stosowania nawozów mineralnych. W warunkach naturalnych główną rolę odgrywają wyspecjalizowane grupy mikroorganizmów. Są to utrwalacze azotu, a także bakterie glebowe zdolne do mineralizacji i przekształcenia do postaci NH 4 + lub NO 3 - azotu organicznego z resztek roślinnych i zwierzęcych niedostępnego dla roślin oraz azotu próchnicznego, które stanowią większość azotu glebowego.

O zawartości azotu przyswajalnego dla roślin w glebie decydują nie tylko mikrobiologiczne procesy mineralizacji azotu organicznego i wiązania azotu, a także szybkość wchłaniania azotu przez rośliny i jego wypłukiwania z gleby, ale także straty azotu w procesie denitryfikacji prowadzonej przez mikroorganizmy beztlenowe zdolne do redukcji jonu NO 3 do gazowego N 2. Proces ten jest szczególnie intensywny na glebach wilgotnych, zalanych, słabo napowietrzonych, w szczególności na polach ryżowych.

Zatem azot jest bardzo nietrwałym pierwiastkiem krążącym między atmosferą, glebą i organizmami żywymi.

1,3 Fosfor

Fosfor, podobnie jak azot, jest niezbędnym składnikiem odżywczym dla roślin. Jest przez nie wchłaniany w postaci wyższego tlenku PO 4 3- i nie ulega zmianom, będąc zawartym w związkach organicznych. W tkankach roślinnych stężenie fosforu wynosi 0,2-1,3% suchej masy rośliny.

Formy związków fosforu dostępne dla roślin

Zasoby fosforu w warstwie ornej gleby są stosunkowo niewielkie, około 2,3 – 4,4 t/ha (w przeliczeniu na P 2 O 5). Z tej ilości 2/3 przypada na sole mineralne kwasu ortofosforowego (H 3 PO 4), a 1/3 - na związki organiczne zawierające fosfor (resztki organiczne, próchnica, fitynian itp.). Fityniany stanowią do połowy fosforu organicznego w glebie. Większość związków fosforu jest słabo rozpuszczalna w roztworze glebowym. To z jednej strony ogranicza utratę fosforu z gleby na skutek wymywania, z drugiej zaś ogranicza możliwości jego wykorzystania przez rośliny.

Głównym naturalnym źródłem fosforu w warstwie ornej jest wietrzenie skał glebotwórczych, gdzie występuje głównie w postaci apatytów 3Ca 3 (P0 4) 2*CaF 2 itd. Trójpodstawione sole fosforu wapnia i magnezu oraz sole półtoratlenku żelaza i glinu (FeP0 4, AIPO 4 w glebach kwaśnych) są słabo rozpuszczalne i trudno dostępne dla roślin. Dipodstawione, a zwłaszcza monopodstawione sole wapnia i magnezu, zwłaszcza sole kationów jednowartościowych i wolnego kwasu fosforowego, są rozpuszczalne w wodzie i wykorzystywane przez rośliny jako główne źródło fosforu w roztworze glebowym. Rośliny są również w stanie przyswoić niektóre organiczne formy fosforu (fosforany cukrów, fitynę). Stężenie fosforu w roztworze glebowym jest niskie (0,1 – 1 mg/l). Fosfor z pozostałości organicznych i próchnicy jest mineralizowany przez mikroorganizmy glebowe i większość z nich jest przekształcana w trudno rozpuszczalne sole. Rośliny pozyskują z nich fosfor, dzięki czemu stają się bardziej mobilne. Osiąga się to dzięki uwalnianiu przez korzenie kwasów organicznych, które chelatują dwuwartościowe kationy i zakwaszają ryzosferę, ułatwiając przejście HPO 4 3-> HPO 4 2-> HP0 4 - . Niektóre rośliny dobrze wchłaniają słabo rozpuszczalne fosforany (łubin, gryka, groch). Ta zdolność u roślin wzrasta wraz z wiekiem.

Udział fosforu w metabolizmie

W tkankach roślinnych fosfor występuje w postaci organicznej oraz w postaci kwasu ortofosforowego i jego soli. Wchodzi w skład białek (fosfoprotein), kwasów nukleinowych, fosfolipidów, fosforanowych estrów cukru, nukleotydów biorących udział w metabolizmie energetycznym (ATP, NAD+ itp.), witamin i wielu innych związków.

Fosfor odgrywa szczególnie ważną rolę w energii komórki, ponieważ to w postaci wysokoenergetycznych wiązań eterowych fosforu (C--O ~ P) lub wiązań pirofosforanowych w nukleozydowych di-, nukleozydowych trifosforanach i polifosforanach energia ta jest przechowywane w żywej komórce. Wiązania te mają wysoką standardową energię swobodną hydrolizy (np. 14 kJ/mol dla glukozo-6-fosforanu i AMP, 30,5 dla ADP i ATP oraz 62 kJ/mol dla fosfoenolopirogronianu). Jest to tak uniwersalny sposób przechowywania i wykorzystywania energii, że prawie wszystkie szlaki metaboliczne angażują pewne estry fosforowe i (lub) nukleotydy, a stan układu nukleotydów adeninowych (ładunek energetyczny) jest ważnym mechanizmem kontroli oddychania.

W postaci stabilnego diestru fosforan jest integralną częścią struktury kwasów nukleinowych i fosfolipidów. W kwasach nukleinowych fosfor tworzy mostki między nukleozydami, łącząc je w gigantyczny łańcuch. Fosforan sprawia, że ​​fosfolipid jest hydrofilowy, podczas gdy reszta cząsteczki jest lipofilowa. Dlatego na granicy faz w błonach cząsteczki fosfolipidów są zorientowane polarnie, z końcami fosforanowymi na zewnątrz, a rdzeń lipofilowy cząsteczki jest mocno utrzymywany w dwuwarstwie lipidowej, stabilizując błonę.

Kolejną unikalną funkcją fosforu jest jego udział w fosforylacji białek komórkowych przez kinazy białkowe. Mechanizm ten steruje wieloma procesami metabolicznymi, ponieważ włączenie fosforanu do cząsteczki białka prowadzi do redystrybucji w niej ładunków elektrycznych, a w efekcie do modyfikacji jego struktury i funkcji. Fosforylacja białek reguluje procesy takie jak synteza RNA i białek, podziały komórkowe, różnicowanie komórek i wiele innych.

Główną rezerwową formą fosforu w roślinach jest fityna – sól wapniowo-magnezowa kwasu fosforowego inozytolu (heksafosforan inozytolu):

W nasionach gromadzą się znaczne ilości fityny (0,5-2% suchej masy), stanowiące do 50% całkowitego w nich fosforu.

Promieniowy ruch fosforu w strefie wchłaniania korzenia do ksylemu zachodzi wzdłuż symplastu, a jego stężenie w komórkach korzenia jest kilkadziesiąt do setek razy wyższe niż stężenie fosforanu w roztworze glebowym. Transport przez ksylem odbywa się głównie lub w całości w postaci fosforanu nieorganicznego; w tej formie dociera do liści i stref wzrostu. Fosfor, podobnie jak azot, jest łatwo redystrybuowany między narządami. Z komórek liści przedostaje się do rurek sitowych i jest transportowany wzdłuż łyka do innych części rośliny, zwłaszcza do stożków wzrostu i rozwijających się owoców. Podobny odpływ fosforu następuje ze starzejących się liści.

Siarka jest jednym z głównych składników odżywczych potrzebnych do życia roślin. Wchodzi do nich głównie w postaci siarczanu. Jego zawartość w tkankach roślinnych jest stosunkowo niska i wynosi 0,2-1,0% w przeliczeniu na suchą masę. Zapotrzebowanie na siarkę jest duże u roślin bogatych w białko, takich jak rośliny strączkowe (lucerna, koniczyna), ale jest szczególnie widoczne u przedstawicieli rodziny krzyżowych, którzy w dużych ilościach syntetyzują oleje gorczycowe zawierające siarkę.

Siarka występuje w glebie w formach nieorganicznych i organicznych. W większości gleb dominuje siarka organiczna ze szczątków roślinnych i zwierzęcych, aw glebach torfowych może to być nawet 100% siarki. Główną nieorganiczną formą siarki w glebie jest siarczan, który może występować w postaci soli CaSO 4 , MgSO 4 , Na 2 SO 4 w roztworze glebowym w postaci jonowej lub zaadsorbowany na koloidach glebowych. W glebach zasolonych Na 2 SO 4 zawartość siarczanów może sięgać 60% masy gleby. W glebach zalanych siarka występuje w postaci zredukowanej w postaci FeS, FeS 2 lub H 2 S. Całkowita zawartość siarki w glebach stref klimatu umiarkowanego wynosi średnio 0,005 - 0,040%.

Rośliny przyswajają siarkę głównie w postaci siarczanu. Transbłonowy transfer siarczanu odbywa się w kotransporcie z H + lub w zamian za jony HCO 3 -. Mniej utlenione (SO 2) lub bardziej zredukowane (H 3 S) nieorganiczne związki siarki są toksyczne dla roślin. Rośliny i związki organiczne (aminokwasy) zawierające zredukowaną siarkę są bardzo słabo postrzegane.

Siarka występuje w roślinach w dwóch głównych formach - utlenionej (w postaci siarczanu nieorganicznego) i zredukowanej. Bezwzględna zawartość i stosunek utlenionych i zredukowanych form siarki w organach roślin zależy zarówno od aktywności zachodzących w nich procesów redukcji i asymilacji siarczanów, jak i od stężenia SO 4 2- w pożywce.

Część siarki wchłoniętej przez roślinę jest zatrzymywana w puli siarczanowej korzeni, prawdopodobnie w postaci CaSO 4 lub siarczanu metabolicznego, który powstaje na nowo w wyniku wtórnego utleniania zredukowanej siarki. Główna część siarczanu przemieszcza się z korzeni do naczyń ksylemu i wraz z prądem transpiracyjnym jest przekazywana do młodych rosnących narządów, gdzie jest intensywnie włączana do metabolizmu i traci ruchliwość.

Z liści siarczan i zredukowane formy siarki (aminokwasy zawierające siarkę, glutation) mogą przemieszczać się wzdłuż łyka zarówno akropetalnie, jak i podstawkowo do rosnących części roślin i organów spichrzowych. W nasionach siarka występuje głównie w postaci organicznej, a w trakcie ich kiełkowania częściowo zamienia się w utlenioną. Podczas dojrzewania nasion obserwuje się redukcję siarczanów oraz syntezę aminokwasów i białek zawierających siarkę.

Udział siarczanu w całkowitym bilansie siarki w tkankach może wynosić od 10 do 50% lub więcej. Jest ona minimalna u młodych liści i gwałtownie wzrasta wraz z ich starzeniem się ze względu na nasilenie procesów degradacji białek zawierających siarkę.

Siarka jest częścią najważniejszych aminokwasów – cysteiny i metioniny, które występują w roślinach zarówno w postaci wolnej, jak i jako część białek. Metionina jest jednym z 10 aminokwasów egzogennych i posiada unikalne właściwości dzięki zawartości siarki i grupy metylowej.

Jedną z głównych funkcji siarki w białkach i polipeptydach jest udział grup SH w tworzeniu wiązań kowalencyjnych, wodorowych i merkaptydowych, które wspierają trójwymiarową strukturę białka.

Siarka wchodzi również w skład najważniejszych związków biologicznych - koenzymu A i witamin (kwas liponowy, biotyna, tiamina) iw postaci tych związków bierze udział w reakcjach enzymatycznych komórki.

Potas jest jednym z najistotniejszych składników mineralnego odżywiania roślin. Jego zawartość w tkankach wynosi średnio 0,5-1,2% w przeliczeniu na suchą masę. Przez długi czas głównym źródłem potasu był popiół, co znalazło odzwierciedlenie w nazwie pierwiastka (potas pochodzi od słowa potashes – popiół tyglowy). Zawartość potasu w komórce jest 100-1000 razy wyższa niż jego poziom w środowisku zewnętrznym. Jest znacznie więcej w tkankach niż w innych kationach.

Zasoby potasu w glebie są od 8 do 40 razy większe niż zawartość fosforu, a azotu od 5 do 50 razy. W glebie potas może występować w następujących postaciach: jako element sieci krystalicznej minerałów, w stanie wymiennym i bezwymiennym w cząstkach koloidalnych, jako element resztek pożniwnych i mikroorganizmów, w postaci soli mineralnych gleby rozwiązanie.

Najlepszym źródłem pożywienia są rozpuszczalne sole potasowe (0,5 - 2% rezerw brutto w glebie). W miarę zużywania się ruchomych form potasu, jego rezerwy w glebie mogą być uzupełniane kosztem form wymiennych, a gdy te ulegną zmniejszeniu, kosztem niewymiennych, stałych form potasu. Naprzemienne suszenie i nawilżanie gleby, a także aktywność systemu korzeniowego roślin i mikroorganizmów przyczyniają się do przejścia potasu w formy dostępne.

W roślinach potas jest w największej ilości skoncentrowany w młodych, rosnących tkankach charakteryzujących się wysokim stopniem przemiany materii: merystemy, kambium, młode liście, pędy, pąki. W komórkach potas występuje głównie w formie jonowej, nie wchodzi w skład związków organicznych, ma dużą ruchliwość i dzięki temu jest łatwo poddawany recyklingowi. Przemieszczanie się potasu ze starych do młodych liści ułatwia sód, który może go zastąpić w tkankach roślin, które przestały rosnąć.

W komórkach roślinnych około 80% potasu znajduje się w wakuolach. Stanowi większość kationów soków komórkowych. Dlatego potas może być wypłukiwany z roślin przez deszcze, zwłaszcza ze starych liści. Podczas głodu potasu zaburzona zostaje struktura płytkowo-ziarnista chloroplastów, a struktury błonowe mitochondriów ulegają dezorganizacji. Do 20% potasu komórki jest adsorbowane na koloidach cytoplazmy. W świetle siła wiązania potasu z koloidami jest wyższa niż w ciemności. W nocy można zaobserwować nawet uwalnianie potasu przez system korzeniowy roślin.

Potas przyczynia się do utrzymania stanu uwodnienia koloidów cytoplazmy, regulując jej zdolność zatrzymywania wody. Wzrost uwodnienia białek i zdolności zatrzymywania wody przez cytoplazmę zwiększa odporność roślin na suszę i mróz.

Potas jest niezbędny do wchłaniania i transportu wody w całej roślinie. Z obliczeń wynika, że ​​praca „silnika dolnego końca”, czyli ciśnienie korzenia, wynosi 3/4 ze względu na obecność jonów potasu w soku. Potas odgrywa ważną rolę w procesie otwierania i zamykania aparatów szparkowych. W świetle, w wakuolach komórek ochronnych aparatów szparkowych, stężenie jonów potasu gwałtownie wzrasta (4-5 razy), co prowadzi do szybkiego wejścia wody, wzrostu turgoru i otwarcia szczeliny szparkowej. W ciemności potas zaczyna opuszczać komórki ochronne, ciśnienie turgoru w nich spada, a aparaty szparkowe zamykają się.

Potas jest pobierany przez rośliny jako kation i tworzy w komórce jedynie słabe wiązania z różnymi związkami. Prawdopodobnie dlatego właśnie potas tworzy asymetrię jonową i różnicę potencjałów elektrycznych między komórką a środowiskiem (potencjał błonowy).

Potas jest jednym z kationów - aktywatorów układów enzymatycznych. Obecnie wiadomo, że potas aktywuje ponad 60 enzymów o różnym stopniu specyficzności. Jest niezbędny do wbudowywania fosforanów do związków organicznych, reakcji przenoszenia grup fosforanowych, do syntezy białek i polisacharydów oraz bierze udział w syntezie ryboflawiny, składnika wszystkich dehydrogenaz flawinowych. Pod wpływem potasu zwiększa się akumulacja skrobi w bulwach ziemniaka, sacharozy w burakach cukrowych, cukrów prostych w owocach i warzywach, celulozy, hemicelulozy i substancji pektynowych w ścianie komórkowej roślin. W efekcie wzrasta odporność słomy zbożowej na wyleganie, a jakość włókna poprawia się w przypadku lnu i konopi. Dostateczne zaopatrzenie roślin w potas zwiększa ich odporność na choroby grzybowe i bakteryjne.

1.6 Wapń

Całkowita zawartość wapnia w różnych gatunkach roślin wynosi 5-30 mg na 1 g suchej masy. Rośliny ze względu na wapń dzielą się na trzy grupy: kalcjofile, kalciofoby i gatunki obojętne. Dużo wapnia zawiera rośliny strączkowe, grykę, słonecznik, ziemniaki, kapustę, konopie, znacznie mniej - zboża, len, buraki cukrowe. W tkankach roślin dwuliściennych pierwiastek ten z reguły jest większy niż w jednoliściennych.

Wapń gromadzi się w starych narządach i tkankach. Wynika to z faktu, że jego transport odbywa się przez ksylem, a ponowne wykorzystanie jest trudne. Gdy komórki starzeją się lub zmniejsza się ich aktywność fizjologiczna, wapń przemieszcza się z cytoplazmy do wakuoli i odkłada się w postaci nierozpuszczalnych soli kwasów szczawiowego, cytrynowego i innych. Powstałe wtrącenia krystaliczne utrudniają mobilność i ponowne wykorzystanie tego kationu.

W większości roślin uprawnych wapń gromadzi się w organach wegetatywnych. W systemie korzeniowym jego zawartość jest mniejsza niż w części nadziemnej. W nasionach wapń występuje głównie w postaci soli kwasu inozyto-fosforowego (fityny).

Wapń pełni szereg funkcji w metabolizmie komórek i całego organizmu. Wiążą się one z jego wpływem na strukturę błon, przepływy przez nie jonów oraz zjawiska bioelektryczne, na przegrupowanie cytoszkieletu, procesy polaryzacji komórek i tkanek itp.

Wapń aktywuje szereg układów enzymatycznych komórki: dehydrogenazy (dehydrogenaza glutaminianowa, dehydrogenaza jabłczanowa, dehydrogenaza glukozo-6-fosforanowa, dehydrogenaza izocytrynianowa zależna od NADP), b-amylaza, kinaza adenylanowa i argininowa, lipazy, fosfatazy. W tym przypadku wapń może promować agregację podjednostek białkowych, służyć jako pomost między enzymem a substratem i wpływać na stan centrum allosterycznego enzymu. Nadmiar wapnia w formie jonowej hamuje fosforylację oksydacyjną i fotofosforylację.

Ważną rolę w stabilizacji błon pełnią jony Ca 2+. Współdziałając z ujemnie naładowanymi grupami fosfolipidów stabilizuje błonę i zmniejsza jej przepuszczalność bierną. Przy braku wapnia zwiększa się przepuszczalność błon, pojawiają się ich pęknięcia i fragmentacje, a procesy transportu błon zostają zakłócone.

Należy zauważyć, że prawie całą pojemność kationowymienną powierzchni korzenia zajmuje wapń, a częściowo H+. Wskazuje to na udział wapnia w podstawowych mechanizmach wnikania jonów do komórek korzenia. Ograniczając wnikanie innych jonów do roślin, wapń pomaga wyeliminować toksyczność nadmiernych stężeń jonów amonu, glinu, manganu i żelaza, zwiększa odporność roślin na zasolenie i zmniejsza kwasowość gleby. To właśnie wapń pełni najczęściej rolę jonu równoważącego przy tworzeniu fizjologicznej równowagi składu jonowego środowiska, gdyż jego zawartość w glebie jest dość wysoka.

Większość typów gleb jest bogata w wapń, a wyraźny głód wapnia występuje rzadko, na przykład przy silnej kwasowości lub zasoleniu gleb, na torfowiskach, z naruszeniem rozwoju systemu korzeniowego, w niesprzyjających warunkach pogodowych.

1.7 Magnez

Pod względem zawartości w roślinach magnez zajmuje czwarte miejsce po potasie, azocie i wapniu. W roślinach wyższych jego średnia zawartość w suchej masie wynosi 0,02 - 3,1%, w algach 3,0 - 3,5%. Szczególnie dużo go w roślinach krótkodniowych – kukurydzy, prosie, sorgo, konopiach, a także ziemniakach, burakach, tytoniu i roślinach strączkowych. 1 kg świeżych liści zawiera 300 - 800 mg magnezu, z czego 30 - 80 mg (tj. 1/10 części) stanowi część chlorofilu. Szczególnie dużo magnezu znajduje się w młodych komórkach i rosnących tkankach, a także w narządach generatywnych i tkankach spichrzowych. W ziarniakach magnez akumuluje się w zarodku, gdzie jego poziom jest kilkakrotnie wyższy niż zawartość w bielmie i skórce (dla kukurydzy odpowiednio 1,6, 0,04 i 0,19% suchej masy).

Gromadzeniu magnezu w młodych tkankach sprzyja jego stosunkowo duża mobilność w roślinach, co prowadzi do jego wtórnego wykorzystania (ponownego wykorzystania) ze starzejących się tkanek. Jednak stopień ponownego wykorzystania magnezu jest znacznie niższy niż azotu, fosforu i potasu. Łatwość ruchliwości magnezu tłumaczy się tym, że około 70% tego kationu w roślinie jest związane z anionami kwasów organicznych i nieorganicznych. Ruch magnezu odbywa się zarówno w ksylemie, jak iw łyku. Część magnezu tworzy związki nierozpuszczalne, które nie są zdolne do przemieszczania się przez roślinę (szczawian, pektynian), część wiąże związki wielkocząsteczkowe. W nasionach (zarodek, łupina) większość magnezu znajduje się w składzie fityny.

I wreszcie, około 10-12% magnezu jest częścią chlorofilu. Ta ostatnia funkcja magnezu jest wyjątkowa: żaden inny pierwiastek nie może go zastąpić w chlorofilu. Magnez jest niezbędny do syntezy protoporfiryny IX, bezpośredniego prekursora chlorofilów.

W świetle jony magnezu są uwalniane z wnęki tylakoidów do zrębu chloroplastu. Wzrost stężenia magnezu w zrębie aktywuje karboksylazę RDF i inne enzymy. Przyjmuje się, że wzrost stężenia Mg 2 + (do 5 mmol/l) w zrębie prowadzi do wzrostu powinowactwa karboksylazy RDP do CO 2 i aktywacji redukcji CO 2 . Magnez może bezpośrednio wpływać na konformację enzymu, a także zapewniać optymalne warunki jego działania poprzez wpływ na pH cytoplazmy jako przeciwjon protonowy. Jony potasu mogą działać podobnie. Magnez aktywuje szereg reakcji przeniesienia elektronów podczas fotofosforylacji: redukcja NADP+, szybkość reakcji Hilla, jest niezbędna do przeniesienia elektronów z PS II do PS I.

Działanie magnezu na inne obszary metabolizmu jest najczęściej związane z jego zdolnością do regulowania pracy enzymów, a jego znaczenie dla wielu enzymów jest wyjątkowe. Tylko mangan może w niektórych procesach zastąpić magnez. Jednak w większości przypadków aktywacja enzymów przez magnez (w optymalnym stężeniu) jest wyższa niż przez mangan.

Magnez jest niezbędny dla wielu enzymów glikolizy i cyklu Krebsa. W mitochondriach, przy ich niedoborze, obserwuje się zmniejszenie liczby, naruszenie kształtu i ostatecznie zanik cristae. Dziewięć z dwunastu reakcji glikolizy wymaga udziału aktywatorów metali, a sześć z nich jest aktywowanych magnezem.

Magnez wzmaga syntezę olejków eterycznych, kauczuku, witamin A i C. Zakłada się, że tworząc związek kompleksowy z kwasem askorbinowym opóźnia jego utlenianie. Mg2+ jest niezbędny do tworzenia rybosomów i polisomów, do aktywacji aminokwasów i syntezy białek i jest stosowany we wszystkich procesach w stężeniu co najmniej 0,5 mmol/l. Aktywuje polimerazy DNA i RNA, uczestniczy w tworzeniu określonej struktury przestrzennej kwasów nukleinowych.

Wraz ze wzrostem stopnia zaopatrzenia roślin w magnez wzrasta zawartość organicznych i nieorganicznych form związków fosforu. Efekt ten jest prawdopodobnie związany z rolą magnezu w aktywacji enzymów biorących udział w metabolizmie fosforu.

Rośliny odczuwają niedobór magnezu głównie na glebach piaszczystych. Gleby bielicowe są ubogie w magnez i wapń, serozemy są bogate; czarnoziemy zajmują pozycję pośrednią. Rozpuszczalny w wodzie i wymienny magnez w glebie 3-10%. Kompleks absorbujący glebę zawiera najwięcej jonów wapnia, magnez jest na drugim miejscu. Rośliny doświadczają niedoboru magnezu w przypadkach, gdy zawiera on mniej niż 2 mg na 100 g gleby. Wraz ze spadkiem pH roztworu glebowego magnez wnika do roślin w mniejszych ilościach.

ROZDZIAŁ 2. MATERIAŁY I METODY BADAWCZE

2.1 Metody oznaczania minerałów

Oznaczenie zawartości dowolnego pierwiastka chemicznego w zakładzie obejmuje, jako obowiązkową procedurę poprzedzającą samo oznaczenie, etap rozkładu (fermentacji) próbki.

W praktyce analizy biochemicznej stosuje się głównie dwie metody - popiół suchy i mokry. W obu przypadkach procedura zapewnia mineralizację wszystkich pierwiastków, czyli ich przekształcenie do postaci rozpuszczalnej w takim lub innym rozpuszczalniku nieorganicznym.

Spopielanie na mokro jest główną metodą rozkładu organicznych związków azotu i fosforu, aw niektórych przypadkach jest bardziej niezawodną metodą oznaczania wielu innych pierwiastków. Przy oznaczaniu boru można stosować tylko suche spopielanie, ponieważ większość związków boru ulatnia się z wodą i kwaśnymi parami.

Metoda suchego spopielania ma zastosowanie do analizy zawartości prawie wszystkich makro- i mikroelementów w materiale biologicznym. Zwykle spopielanie na sucho próbek roślinnych odbywa się w elektrycznym piecu muflowym w tyglach porcelanowych, kwarcowych lub metalowych (lub kubkach) w temperaturze nieprzekraczającej 450-500 ° C. Najlepsze są tygle kwarcowe, ale tygle wykonane ze szkła ogniotrwałego lub porcelany są zwykle używane. Niektóre specjalne badania mogą wymagać tygli platynowych. Niska temperatura podczas spalania oraz właściwy dobór materiału tygla pozwalają uniknąć strat spowodowanych ulatnianiem się oraz powstawaniem tlenków oznaczanego pierwiastka, słabo rozpuszczalnych w kwasie solnym. Tlenki mogą powstawać w wyniku reakcji z materiałem, z którego wykonane są tygle.

2.2 Analiza mikrochemiczna popiołu

Materiały i urządzenia: popiół uzyskany ze spalania liści, nasion, drewna; 10% roztwory HCl i NH 3, 1% roztwory następujących soli w zakraplaczu: Na 2 HCO 3 , NaHC 4 H 4 O 6 , K 4 , (NH 4) 2 MoO 4 w 1% HNO 3 , 1% H 2 SO roztwór 4 ; probówki, szklane lejki o średnicy 4-5 cm, metalowe szpatułki lub szpatułki do oczu, preparaty szklane, szklane pręciki, serwetki lub kawałki bibuły filtracyjnej, sączki papierowe, podkładki lub kolby z wodą destylowaną, kubki do spłukiwania wody.

Krótka informacja:

Podczas spalania tkanki pierwiastki organogenne (C; H; O; N) odparowują w postaci związków gazowych, a część niepalna pozostaje - popiół. Jego zawartość w różnych narządach jest różna: w liściu - do 10-15%, w nasionach - około 3%, w drewnie - około 1%. Większość popiołu znajduje się w żywych, aktywnie funkcjonujących tkankach, na przykład w mezofilu liścia. Jej komórki zawierają chlorofil i wiele enzymów, do których należą takie pierwiastki jak magnez, żelazo, miedź itp. Ze względu na dużą aktywność metaboliczną żywych tkanek zawierają również znaczną ilość potasu, fosforu i innych pierwiastków. Zawartość popiołu zależy od składu gleby, na której rośnie roślina, a także od jej wieku i charakteru biologicznego. Organy roślin różnią się nie tylko składem ilościowym, ale i jakościowym popiołu.

Metoda mikrochemiczna umożliwia wykrycie szeregu pierwiastków w popiołach roślin. Metoda opiera się na zdolności niektórych odczynników, podczas interakcji z pierwiastkami popiołu, do tworzenia związków różniących się określonym kolorem lub kształtem kryształów.

Proces pracy

Porcję wysuszonego materiału (wióry, liście i zmiażdżone nasiona) umieszcza się w tyglu, dodając odrobinę alkoholu i podpalając. Powtórz procedurę 2-3 razy. Następnie przenieś tygiel do kuchenki elektrycznej i zapal, aż zwęglony materiał nabierze popielatego koloru. Pozostały węgiel należy wypalić umieszczając tygiel w piecu muflowym na 20 minut.

W celu wykrycia Ca, Mg, P i Fe należy do probówki szklaną szpatułką do oczu dodać porcję popiołu, napełnić ją 4 ml 10% HCl i kilkakrotnie wstrząsnąć dla lepszego rozpuszczenia. Aby wykryć potas, taką samą ilość popiołu należy rozpuścić w 4 ml wody destylowanej i przefiltrować do czystej probówki przez mały filtr papierowy. Następnie za pomocą szklanego pręcika nanieść niewielką kroplę ekstraktu popiołu na czyste szkiełko, następnie w odległości 10 mm kroplę odczynnika i patyczkiem połączyć dwie krople zworką. (Każdy odczynnik jest nakładany osobną pipetą). W miejscu kontaktu roztworów nastąpi krystalizacja produktów reakcji (mieszanie dwóch kropli jest niepożądane, ponieważ w wyniku szybkiej krystalizacji tworzą się małe nietypowe kryształy; ponadto po wyschnięciu kropli mogą tworzyć się kryształy soli wyjściowych) .

Następnie usuń krople pozostałych roztworów ze szkła kawałkami bibuły filtracyjnej i zbadaj kryształy pod mikroskopem bez szkiełka nakrywkowego. Po każdej reakcji szklany pręcik należy spłukać wodą i wytrzeć do sucha bibułą filtracyjną.

Do wykrywania potasu stosuje się 1% kwasowy winian sodu. W wyniku reakcji z ekstraktem popiołu powstają kryształy kwaśnego winianu potasu KHC 4 H 4 O 6, mające postać dużych graniastosłupów. Ekstrakt potasu w wodzie należy najpierw zneutralizować, ponieważ produkt reakcji jest rozpuszczalny w środowisku kwaśnym i zasadowym. Reakcja przebiega zgodnie z równaniem:

NaHC4H4O6+K+ >KNS4H4O6v+Na+.

Wykrywanie wapnia odbywa się za pomocą 1% kwasu siarkowego, reakcja przebiega zgodnie z równaniem:

CaCl2 + H2SO4 > CaSO4 v + 2HCl.

W rezultacie gips powstaje w postaci oddzielnych lub wiązanych kryształów w kształcie igieł.

Po wykryciu magnezu do kropli ekstraktu popiołu dodaje się najpierw kroplę 10% roztworu amoniaku i łączy się mostkiem z kroplą 1% roztworu fosforanu sodu. Reakcja przebiega zgodnie z równaniem:

MgCl 2 + NH 3 + Na 2 HPO 4 > NH 4 MgPO 4 v + 2NaCl.

Sól fosforowo-amonowo-magnezjowa powstaje w postaci płaskich bezbarwnych kryształów w postaci prostokątów, skrzydełek, czapek.

Wykrywanie fosforu odbywa się przy użyciu 1% molibdenianu amonu w kwasie azotowym. Reakcja przebiega zgodnie z równaniem:

H 3 PO 4 + 12 (NH 4) 2 MoO 4 + 21HNO 3 > (NH 4) 3 PO 4 * 12MoO 3 v + 21NH 4 NO 3 + 12H 2 O.

Amoniak fosforowo-molibdenowy powstaje w postaci małych grudek o żółto-zielonym kolorze.

Aby wykryć żelazo, równą ilość ekstraktu popiołu z różnych narządów (1-2 ml) wlewa się do dwóch probówek, dodaje równą ilość 1% żółtej soli krwi, aż pojawi się niebieski kolor. Powstaje błękit pruski:

4FeCl 3 + 3K 4 > Fe 4 3 + 12KCl.

ROZDZIAŁ 3. WYNIKI BADAŃ I ICH ANALIZA

3.1 Objawy niedoboru minerałów

Brak minerałów powoduje zmiany w procesach biochemicznych i fizjologicznych, w wyniku których często obserwuje się zmiany morfologiczne lub widoczne objawy.

Czasami z powodu niedoboru wzrost zostaje zahamowany, zanim pojawią się inne objawy.

Widoczne objawy niedoboru. Najbardziej znaczącym skutkiem braku minerałów jest zmniejszony wzrost. Jednak najbardziej zauważalnym efektem jest żółknięcie liści, spowodowane spadkiem biosyntezy chlorofilu. Szczególnie podatne na niedobory wydają się liście. Przy braku minerałów zmniejsza się ich wielkość, zmienia się kształt lub struktura, kolor blednie, a czasem nawet na końcach, krawędziach lub między głównymi żyłami tworzą się martwe obszary. W niektórych przypadkach liście są zbierane w pęczki lub rozety, a igły sosnowe czasami nie rozdzielają się i nie tworzą „połączonych igieł”. Częstym objawem pewnego rodzaju niedoboru minerałów w roślinach zielnych jest zahamowanie wzrostu łodyg i zmniejszony wzrost blaszek liściowych, co skutkuje rozetami małych liści, często z siecią chlorotycznych plam. Widoczne objawy niedoboru różnych pierwiastków są tak charakterystyczne, że doświadczeni obserwatorzy mogą rozpoznać niedobór po wyglądzie liści.

Czasami przy braku minerałów drzewa tworzą nadmiar gumy. Zjawisko to nazywa się homozą. Wydzielanie żywicy wokół pąków jest charakterystyczne dla ubogich w cynk sosen w Australii. Guma znajduje się również na korze drzew owocowych cierpiących na zamieranie spowodowane brakiem miedzi. Poważny niedobór często powoduje obumieranie liści, pędów i innych części, czyli rozwijają się objawy opisane jako zamieranie. Zamieranie pędów spowodowane brakiem miedzi zaobserwowano w wielu drzewach leśnych i owocowych. Kiedy pędy wierzchołkowe obumierają, jabłonie cierpiące na niedobór miedzi przybierają krzaczasty, skarłowaciały wygląd. Brak boru powoduje wysychanie wierzchołkowych punktów wzrostu i ostatecznie obumieranie kambium u cytrusów i sosen, obumieranie łyka oraz fizjologiczny rozkład owoców u innych gatunków. Brak jednego pierwiastka czasami przyczynia się do pojawienia się kilku różnych objawów, np. niedobór boru w jabłoniach powoduje deformację i kruchość liści, martwicę łyka, uszkodzenia kory i owoców.

Blednica. Najczęstszym objawem obserwowanym przy braku szerokiej gamy pierwiastków jest chloroza, wynikająca z naruszenia biosyntezy chlorofilu. Charakter, stopień i nasilenie chlorozy młodych i starych liści zależy od rodzaju rośliny, pierwiastka i stopnia niedoboru. Najczęściej chloroza związana jest z brakiem azotu, ale może być również spowodowana niedoborem żelaza, manganu, magnezu, potasu i innych pierwiastków. Co więcej, chloroza może być spowodowana nie tylko niedoborem minerałów, ale także wieloma innymi niekorzystnymi czynnikami środowiskowymi, w tym zbyt dużą lub zbyt małą ilością wody, niekorzystnymi temperaturami, substancjami toksycznymi (np. dwutlenek siarki) i nadmiarem minerałów. Chlorozę mogą powodować również czynniki genetyczne, które powodują pojawianie się różnobarwnych roślin: od całkowicie pozbawionych chlorofilu albinosów, po sadzonki zielonkawe lub z różnymi paskami i plamistością liści.

Na podstawie licznych czynników powodujących chlorozę można stwierdzić, że jest ona wynikiem zarówno ogólnego zaburzenia metabolicznego, jak i specyficznego wpływu poszczególnych pierwiastków.

Jednym z najczęstszych rodzajów chlorozy, powodującym największe zakłócenia w rozwoju roślin, jest występowanie dużej liczby drzew owocowych, ozdobnych i leśnych rosnących na glebach zasadowych i wapiennych. Zwykle jest to spowodowane niedostępnością żelaza przy wysokich wartościach pH, ​​ale czasami przyczyną jest niedobór manganu.

W chlorozie u okrytozalążkowych nerwy środkowe i mniejsze liści pozostają zielone, a obszary między nerwami stają się bladozielone, żółte, a nawet białe. Najczęściej najmłodsze liście są najbardziej dotknięte chlorozą. W drzewach iglastych młode igły stają się bladozielone lub żółte, a przy dużym niedoborze igły mogą brązowieć i odpadać.

Chlorozę spowodowaną niedoborem żelaza można częściowo lub całkowicie wyeliminować poprzez obniżenie pH gleby.

3.2 Fizjologiczne skutki niedoboru minerałów

Widoczne efekty morfologiczne lub objawy niedoboru minerałów są wynikiem zmian zachodzących w różnych wewnętrznych procesach biochemicznych lub fizjologicznych. Jednak ze względu na złożone relacje między nimi może być trudno określić, w jaki sposób niedobór danego pierwiastka powoduje obserwowane efekty. Na przykład brak azotu może hamować wzrost ze względu na słabsze dostarczanie azotu do procesów biosyntezy nowej protoplazmy. Ale jednocześnie zmniejsza się szybkość syntezy enzymów i chlorofilu i zmniejsza się powierzchnia fotosyntezy. Powoduje to osłabienie fotosyntezy, co pogarsza zaopatrzenie procesów wzrostu w węglowodany. W efekcie możliwy jest dalszy spadek szybkości wchłaniania azotu i minerałów. Jeden pierwiastek często pełni kilka funkcji w roślinie, dlatego nie jest łatwo określić, która funkcja lub kombinacja funkcji jest zaburzona, powodując widoczne objawy. Na przykład mangan, oprócz aktywacji niektórych układów enzymatycznych, jest również niezbędny do syntezy. Chlorofil. Jej niedobór powoduje pewne zaburzenia czynnościowe. Brak azotu zwykle prowadzi do wyraźnego spadku fotosyntezy, ale efekt braku innych pierwiastków nie jest tak wyraźny.

Brak minerałów ogranicza zarówno biosyntezę węglowodanów, jak i ich przemieszczanie do rosnących tkanek. Niedobór często różnie wpływa na fotosyntezę i oddychanie. Na przykład znaczny niedobór potasu spowalnia fotosyntezę i zwiększa oddychanie, zmniejszając w ten sposób ilość węglowodanów, które można wykorzystać do wzrostu. Czasami ruch węglowodanów jest również stłumiony. Efekt ten jest wyraźny w drzewach z niedoborem boru z martwicą łyka. W wyniku zmniejszenia ilości dostępnych węglowodanów tempo wzrostu tkanek w jednej części drzewa ulega zmniejszeniu, ale jednocześnie może wystąpić akumulacja węglowodanów w innej części. Czasami, ze względu na niską zawartość węglowodanów rezerwowych, zmniejsza się tworzenie nasion. Obfite stosowanie nawozu azotowego doprowadziło do znacznego nasilenia procesu tworzenia nasion buka i klonu cukrowego, zwiększył się udział nasion zdrowych oraz sucha masa nasion klonu. Tworzenie szyszek i nasion w młodej sosnie kadzidłowej również gwałtownie wzrosło po zapłodnieniu. Jeśli drzewa nie mają niedoboru składników mineralnych, stosowanie dużych ilości nawozów azotowych może ograniczyć powstawanie owoców i nasion dzięki stymulacji wzrostu wegetatywnego.

3.3 Nadmiar minerałów

Gleby leśne rzadko mają nadmiar składników mineralnych, ale obfite nawożenie sadów i szkółek czasami powoduje, że stężenie soli jest na tyle wysokie, że szkodzi. Istnieją również duże obszary suchych terenów, na których większość gatunków roślin nie może istnieć ze względu na wysoką zawartość soli. Szkody powoduje również nawadnianie wodą zawierającą dużo soli. Wynika to ze wzrostu ciśnienia osmotycznego, niekorzystnych dla roślin przesunięć pH, braku równowagi różnych jonów lub w wyniku kombinacji tych czynników.

Podwyższone ciśnienie osmotyczne roztworu glebowego zmniejsza pobór wody, zwiększa niedobór wody w liściach i powoduje uszkodzenia tkanek spowodowane wysychaniem w dni, kiedy wiatr i wysokie temperatury powodują silną transpirację. Przy dłuższym i głębszym odwodnieniu aparaty szparkowe również się zamykają, zapobiegając fotosyntezie. Wysokie stężenie soli w glebie może powodować uszkodzenie korzeni przez plazmolizę, szczególnie w glebach piaszczystych, co zakłóca syntetyczną aktywność korzeni. Czasami liście ulegają uszkodzeniu w wyniku zastosowania na nie wysokich stężeń płynnych nawozów.

Szkodliwy efekt nadmiernego nawożenia zależy od rodzaju rośliny, rodzaju zastosowanego nawozu oraz czasu aplikacji.

Przenawożenie drzew owocowych i ozdobnych czasami wydłuża okres wegetacyjny do tego stopnia, że ​​drzewa i krzewy nie mają czasu na uzyskanie mrozoodporności przed mrozem. Nadmierne nawożenie czasami stymuluje powstawanie dużej ilości gałęzi, kwiatów i owoców na starych drzewach. Inne rodzaje reakcji roślin na nadmierne nawożenie to fasacja lub spłaszczenie łodyg oraz wewnętrzna martwica kory. Na sadzonkach niepożądany efekt nadmiaru nawozu przejawia się w postaci nadmiernego wzrostu wierzchołkowego, prowadzącego do niskich wartości stosunku części podziemnej i naziemnej, w wyniku czego rośliny często nie zakorzeniają się dobrze po przesadzeniu.

Stosowanie nadmiernych ilości nawozów jest marnotrawstwem z ekonomicznego punktu widzenia. Jest również niepożądany dla środowiska, ponieważ nadmiar może zostać wypłukany i trafić do zbiorników wodnych lub wód gruntowych. Szczególne znaczenie ma wymywanie nadmiaru azotu, zwykle w postaci azotanów, ale problem zanieczyszczenia środowiska może pojawić się również, gdy jakikolwiek pierwiastek zostanie wprowadzony w nadmiernych ilościach.

3.4 Niedobór azotu

Przy braku azotu w siedlisku zahamowany jest wzrost roślin, osłabienie tworzenia pędów bocznych i krzewienia zbóż, obserwuje się liście drobnolistne. Jednocześnie zmniejsza się rozgałęzienie korzeni, ale stosunek masy korzeni do części nadziemnej może wzrosnąć. Jednym z wczesnych objawów niedoboru azotu jest bladozielony kolor liści, spowodowany osłabieniem syntezy chlorofilu. Przedłużający się głód azotu prowadzi do hydrolizy białek i niszczenia chlorofilu przede wszystkim w dolnych, starszych liściach oraz odpływu rozpuszczalnych związków azotu do młodszych liści i punktów wzrostu. Z powodu niszczenia chlorofilu kolor dolnych liści, w zależności od rodzaju rośliny, przybiera żółte, pomarańczowe lub czerwone odcienie, a przy wyraźnym niedoborze azotu może wystąpić martwica, wysuszenie i obumieranie tkanek. Głód azotowy prowadzi do skrócenia okresu wegetatywnego wzrostu i wcześniejszego dojrzewania nasion.

3.5 Niedobór fosforu

Zewnętrznym objawem głodu fosforu jest niebieskawo-zielona barwa liści, często z purpurowym lub brązowym odcieniem (dowody opóźnienia w syntezie białek i akumulacji cukrów). Liście stają się mniejsze i węższe. Wzrost roślin jest zawieszony, dojrzewanie plonu jest opóźnione.

Wraz z niedoborem fosforu zmniejsza się szybkość pobierania tlenu, zmienia się aktywność enzymów biorących udział w przemianach metabolicznych układu oddechowego, a niektóre niemitochondrialne układy utleniania (oksydaza kwasu glikolowego, oksydaza askorbinianowa) zaczynają działać aktywniej. W warunkach głodu fosforu aktywowane są procesy rozkładu związków fosforoorganicznych i polisacharydów oraz zahamowana synteza białek i wolnych nukleotydów.

Rośliny są najbardziej wrażliwe na niedobór fosforu we wczesnych fazach wzrostu i rozwoju. Normalne odżywianie fosforem w późniejszym okresie przyspiesza rozwój roślin (w przeciwieństwie do azotu), co w regionach południowych zmniejsza prawdopodobieństwo ich zapadnięcia na suszę, a na północy - na mróz.

3.6 Niedobór siarki

Niedostateczna podaż siarki do roślin hamuje syntezę aminokwasów i białek zawierających siarkę, zmniejsza fotosyntezę i tempo wzrostu roślin, zwłaszcza części nadziemnych. W ostrych przypadkach powstawanie chloroplastów jest zaburzone i możliwy jest ich rozpad. Objawy niedoboru siarki – blednięcie i żółknięcie liści – są podobne do objawów niedoboru azotu, ale pojawiają się najpierw na najmłodszych liściach. Pokazuje to, że wypływ siarki ze starszych liści nie może zrekompensować niedostatecznej podaży siarki do roślin przez korzenie.

3.7 Niedobór potasu

Przy braku potasu żółknięcie liści zaczyna się od dołu do góry - od starych do młodych. Liście żółkną na brzegach. W przyszłości ich krawędzie i wierzchołki stają się brązowe, czasami z czerwonymi „rdzawymi” plamami; następuje śmierć i zniszczenie tych stron. Liście wyglądają jak spalone. Podaż potasu jest szczególnie ważna dla młodych, aktywnie rozwijających się narządów i tkanek. Dlatego podczas głodu potasu zmniejsza się funkcjonowanie kambium, zaburzony jest rozwój tkanek naczyniowych, zmniejsza się grubość ściany komórkowej naskórka i naskórka, a procesy podziału i rozciągania komórek ulegają zahamowaniu. W wyniku skrócenia międzywęźli mogą tworzyć się formy rozetowe roślin. Brak potasu prowadzi do zmniejszenia dominującego efektu pąków wierzchołkowych. Pąki wierzchołkowe i wierzchołkowo-boczne przestają się rozwijać i obumierają, następuje aktywacja wzrostu pędów bocznych i roślina przybiera formę krzewu.

Podobne dokumenty

Badanie składu fizykochemicznego gleb roślin domowych, rodzaje nawozów mineralnych. Oznaki braku minerałów w glebie. Wskazówki dotyczące uprawy roślin domowych w warunkach szkolnych. Choroby i szkodniki roślin, środki ochrony.

praca semestralna, dodana 09.03.2014


Rola minerałów w życiowej aktywności komórek i tkanek organizmu zwierzęcia. Wartość makroskładników dla organizmu zwierząt. Stosunek kwasowo-zasadowy pierwiastków w paszy. Wykorzystanie pierwiastków śladowych w żywieniu, dzienne stawki spożycia.

streszczenie, dodane 25.10.2009


Klasyfikacja nawozów mineralnych (proste i mieszane). Wyczerpywanie gleb rolniczych. Nawozy organiczne i mineralne. Pełny rozwój roślin przy stosowaniu złożonych nawozów. Wpływ wody na życiową aktywność roślin.

prezentacja, dodana 14.05.2014


Opis białek, tłuszczów, węglowodanów, witamin, minerałów i pierwiastków śladowych. Ocena wartości odżywczej pasz. Metody badania metabolizmu w organizmie zwierzęcia oparte na prawie zachowania energii. Bilans azotu, węgla i energii u krowy.

streszczenie, dodane 15.06.2014


Gleby, warunki glebotwórcze. Charakterystyka nawozów mineralnych. Geologia, geomorfologia, klimat okolic rzeki Soż. Charakterystyka warunków glebowo-klimatycznych. Wpływ nawozów mineralnych na produkcyjność i skład gatunkowy ziół.

praca dyplomowa, dodana 11.03.2012


Zależność jakości produktów rolnych od zawartości w nich niezbędnych związków organicznych i mineralnych. Wpływ nawozów mineralnych (azotowych, fosforowych, potasowych i kompleksowych) w różnych kombinacjach na rozwój i produktywność roślin.

streszczenie, dodane 07.10.2009


Wartość minerałów i witamin w organizmie świń. Zastosowanie stymulantów endogennych i substancji biologicznie czynnych w składzie premiksów. Celowość stosowania w diecie biostymulatorów (antybiotyki, enzymy, eleuterokoki).

tutorial, dodany 10.05.2012


Stosowanie nawozów organicznych i mineralnych w dystrykcie Duvansky w Republice Baszkirii, metody obliczania dawki nawozów mineralnych, planowanie upraw. Wieloletni plan stosowania nawozów w płodozmianie z uwzględnieniem żyzności gleby.

praca semestralna, dodano 15.07.2009 r.


Fizjologiczne znaczenie minerałów w organizmie świń. Stosowanie pikuminu u loch w okresie ciąży. Czynniki środowiskowe i ich wpływ na naturalną odporność i produkcyjność świń. Zasiej morfologię krwi.

monografia, dodano 05.10.2012


Dieta psa w środowisku miejskim. Trawienie pokarmu i pojemność żołądka. Zapotrzebowanie na składniki odżywcze i energetyczne. Rola tłuszczów w odżywianiu witamin i metabolizmie wody. Objawy niedoboru kwasu foliowego. Funkcje minerałów w organizmie.

slajd 1

Wpływ zaprawiania nasion fasoli roztworami chemicznymi na wzrost i rozwój roślin

slajd 2

Cel pracy: poznanie stymulującego wpływu zaprawiania nasion różnymi chemikaliami na rozwój roślin fasoli. Hipoteza: Zaprawianie nasion ma stymulujący wpływ na rozwój roślin

slajd 3

Cele badań: naukowy opis stymulującego wpływu różnych substancji chemicznych na rozwój roślin; opanować metodologię eksperymentu, aby zidentyfikować stymulujący wpływ różnych chemikaliów na rozwój roślin; wykorzystanie proponowanej metody do zbadania stymulującego wpływu sześciu substancji chemicznych na rozwój roślin fasoli; wyciągać wnioski na podstawie uzyskanych wyników na temat stymulującego wpływu chemikaliów na wzrost i rozwój roślin.

slajd 4

Trafność badania: Współczesna uprawa roślin nie może obejść się bez specjalnych technik zwiększających plonowanie roślin, poprawiających ich wzrost i rozwój oraz chroniących przed chorobami i szkodnikami. Obecnie w praktyce stosuje się przedsiewne zaprawianie nasion. Jednak nie ma pełnych informacji o tym, jakie chemikalia i jak wpływają na nasiona niektórych roślin, jak zaprawianie nasion wpływa na różne fazy rośliny. W związku z tym temat naszego badania jest istotny.

zjeżdżalnia 5

BADANIE PRAKTYCZNE 1. próbka - 1% roztwór soli spożywczej 2. próbka - % roztwór glukozy 3. próbka - 1% roztwór sody pitnej 4. próbka - 1% roztwór kwasu borowego 5. próbka - 1% roztwór nadmanganianu potasu 6. próbka - woda.

zjeżdżalnia 6

Slajd 7

Slajd 8

Slajd 9

Wyniki badania wykazały, że wiele substancji chemicznych jest regulatorami wzrostu roślin; niektóre chemikalia mają działanie hamujące. W tym przypadku jest to roztwór kwasu borowego; stymulujące działanie chemikaliów przejawia się na różnych etapach rozwoju roślin fasoli; sól jadalna wpływa na tempo dojrzewania owoców; soda pitna wpływa na szybkość pojawiania się korzenia zarodkowego, dynamikę siewek; nadmanganian potasu wpływa na wysokość roślin; glukoza wpływa na wydajność.

MIEJSKA INSTYTUCJA EDUKACYJNA

ŚREDNIA SZKOŁA EDUKACYJNA №79

POWIAT ORDZONIKIDZEVSKY, POWIAT MIEJSKI UFA

Praca projektowa

Podmiot: „Wpływ chemikaliów na wzrost i rozwój roślin”

Makasheva D., Mustafina D.

Kierownik: Taigildina T.S.,

nauczyciel chemii

Ufa-2015

Podmiot: “ Wpływ chemikaliów na wzrost i rozwój roślin ”

Cel: badanie zdolności akumulacji jonów pierwiastków chemicznych przez rośliny i ich wpływu nawzrost i rozwójrośliny i ludzie, porównanie informacji z wykorzystanej literatury z wynikami eksperymentu naukowego.

Cele projektu:

Zapoznaj się z pierwiastkami chemicznymi związanymi z zanieczyszczeniami.

Przeprowadź badanie wpływu jonów niektórych chemikaliów na wzrost i rozwój roślin.

Sprawdź, czy w roślinie gromadzą się jony metali.

Jak jony metali (zwłaszcza ciężkie) wpływają na organizm roślin i ludzi

Metody badawcze:

Ustalenie podstawowych informacji do opracowania z literatury naukowej i referencyjnej.

Przygotuj roztwory zawierające jony metali ciężkich i przygotuj eksperyment.

Prowadź obserwacje roślin.

Określ wpływ jonów metali ciężkich na kolor liści, długość korzeni, długość włośnika i rozwój roślin.

Przeprowadź analizę chemiczną samej rośliny w celu określenia zawartości jonów metali ciężkich w roślinie.

Zawartość:

1. Wstęp.

2. Trafność.

3. Część teoretyczna:

4. Część eksperymentalna:

5. Wniosek

6. Referencje

1. Wstęp.

„Ludzkość jako całość,

zostaje potężnym geologiem

siła chesky.

W I. Wernadski

Każde zanieczyszczenie chemiczne to pojawienie się substancji chemicznej w miejscu do tego nieprzeznaczonym. Zanieczyszczenia wynikające z działalności człowieka są głównym czynnikiem jego szkodliwego wpływu na środowisko naturalne.. Miasto Ufa jest dużym ośrodkiem intensywnego zanieczyszczenia środowiska metalami ciężkimi i innymi chemikaliami. W tak gęsto zaludnionym mieście należy wziąć pod uwagę wpływsubstancje chemicznena zdrowie ludzi zarówno w domach, jak iw miejscach pracy i szkołach.Tysiące ton zanieczyszczeń, około 200 sztuk, z których większość jest toksyczna, przedostaje się do powietrza atmosferycznego miasta z transportu drogowego. Głównym udziałem szkodliwych emisji samochodowych są tlenki węgla i azotu, węglowodory oraz sole metali ciężkich. Zanieczyszczenie powietrza i gleby zaczyna się w momencie przekroczenia krytycznego obciążenia ruchem drogowym, które wynosi ponad 700-800 pojazdów dziennie. Ludność mieszkająca w pobliżu autostrad jest narażona na zwiększone stężenia substancji toksycznych.

2. Trafność

Stosowność Nasze badanie wynika z faktu, że domy i miejsca pracy są prawie zawsze słabo wentylowane, a źródła metali ciężkich są zwykle ignorowane. Szczególnie rośliny znajdujące się w każdym domu czy mieszkaniu są podatne na szkodliwe działanie. Rośliny łatwo się akumulująsubstancje chemicznei są niezdolni do aktywnego ruchu.Pokarmy roślinne są głównym źródłem metali ciężkichi inne substancjew ciało ludzkie i zwierzęce. Wraz z nim pochodzi od 40 do 80% jonów metali ciężkich, a tylko 20-40% - z powietrza i wody. Dlatego stan zdrowia populacji w dużej mierze zależy od poziomu akumulacji metali w roślinach wykorzystywanych do celów spożywczych.Dlatego w zależności od ich stanu można ocenić sytuację ekologiczną. A ponieważ rośliny są bioindykatorami, czyli wiele zmian ma określone przejawy, idealnie nadają się do pracy badawczej. Dlatego w tej pracy dowiadujemy się dokładnie, jak chemikalia wpływają na wzrost i rozwój roślin.

Praca opiera się na porównaniu danych ze źródeł literackich i eksperymentu naukowego oraz ich analizie.

Głównymi czynnikami wzrostu i rozwoju roślin są ciepło, światło, powietrze, woda, odżywianie. Wszystkie te czynniki są jednakowo niezbędne i pełnią określone funkcje w życiu roślin..

3. Część teoretyczna:

3.1. Czynniki wzrostu i rozwoju roślin.

Cykl życiowy wzrostu i rozwoju podzielony jest na pewne etapy – fazy. Warunki środowiskowe silnie wpływają na procesy wzrostu i rozwoju roślin.

CIEPŁO. Ciepło, zarówno w powietrzu, jak iw glebie, jest niezbędne roślinom we wszystkich okresach wzrostu i rozwoju. Wymagania cieplne różnych upraw nie są takie same i zależą od pochodzenia, gatunku, biologii, etapu rozwoju i wieku rośliny.

LEKKI. Głównym źródłem światła jest słońce. Dopiero w świetle rośliny tworzą złożone związki organiczne z wody i dwutlenku węgla zawartego w powietrzu. Czas trwania iluminacji ma duży wpływ na wzrost i rozwój roślin. W odniesieniu do warunków oświetleniowych rośliny nie są takie same. Do szybszego kwitnienia i owocowania rośliny południowe potrzebują długości dnia krótszego niż 12 godzin, są to rośliny krótkodniowe; północna - ponad 12 godzin, to rośliny długiego dnia.

WODA. Wilgotność nie tylko gleby, ale i powietrza jest niezbędna roślinie przez całe życie. Przede wszystkim woda wraz z ciepłem budzi roślinę do życia. Powstałe korzenie pobierają go z gleby wraz z rozpuszczonymi w niej solami mineralnymi. Woda (objętościowo) jest głównym składnikiem rośliny. Uczestniczy w tworzeniu substancji organicznych iw postaci rozpuszczonej przenosi je po całej roślinie. Dzięki wodzie rozpuszcza się dwutlenek węgla, uwalniany jest tlen, zachodzi przemiana materii i zapewniona jest żądana temperatura rośliny. Przy wystarczającym zaopatrzeniu w wilgoć w glebie wzrost, rozwój i tworzenie owoców przebiegają normalnie; brak wilgoci znacznie zmniejsza wydajność i jakość produktu.

POWIETRZE. Z powietrza rośliny otrzymują potrzebny im dwutlenek węgla, który jest jedynym źródłem pożywienia węglowego. Zawartość dwutlenku węgla w powietrzu jest znikoma i wynosi zaledwie 0,03%. Wzbogacenie powietrza w dwutlenek węgla następuje głównie dzięki jego uwolnieniu z gleby. Ważną rolę w tworzeniu i uwalnianiu dwutlenku węgla przez glebę odgrywają nawozy organiczne i mineralne stosowane do gleby. Im intensywniej w glebie zachodzą procesy życiowe mikroorganizmów, tym aktywniej przebiega rozkład substancji organicznych, a co za tym idzie, tym więcej dwutlenku węgla jest uwalniane do warstwy powietrza glebowego.

ODŻYWIANIE ROŚLIN. Do prawidłowego wzrostu i rozwoju rośliny wymagają różnych składników odżywczych. Główne z nich - azot, fosfor, potas, siarka, magnez, wapń, żelazo - pozyskiwane są przez rośliny z gleby. Pierwiastki te są spożywane przez rośliny w dużych ilościach i nazywane są makroelementami. Bor, mangan, miedź, molibden, cynk, krzem, kobalt, sód, które są również niezbędne dla roślin, ale w niewielkich ilościach, nazywane są pierwiastkami śladowymi..

3.2. Wpływ metali ciężkich na wzrost i rozwój roślin.

Metale ciężkie to metale aktywne biologicznie. Do zanieczyszczeń należą metale ciężkie, których monitorowanie jest obowiązkowe we wszystkich środowiskach. Termin „metale ciężkie”, charakteryzujący szeroką grupę zanieczyszczeń, jest obecnie szeroko stosowany. Szczególną uwagę zaczęto zwracać na metale ciężkie w środowisku, gdy stało się jasne, że mogą one powodować poważne choroby.

Metale ciężkie obejmują ponad 40 metali D.I. Mendelejew o masie atomowej większej niż 50 jednostek atomowych: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi itp. Zgodnie z klasyfikacją N. Reimery ciężkie należy traktować jako metale o gęstości powyżej 8 g/cm3: Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. Jony metali ciężkich nie podlegają degradacji biochemicznej i mogą tworzyć lotne gazowe i wysoce toksyczne związki metaloorganiczne.

Podstępność metali ciężkich polega na tym, że zanieczyszczają one ekosystem nie tylko szybko, ale także niepostrzeżenie, ponieważ nie mają koloru, zapachu ani smaku. Usunięcie metali ciężkich z ekosystemu do bezpiecznego poziomu zajmuje bardzo dużo czasu, pod warunkiem, że ich wkład zostanie całkowicie zatrzymany.

Kobalt. Obecny w tkankach roślinnych kobalt bierze udział w procesach metabolicznych. Zdolność kumulacji tego pierwiastka w roślinach strączkowych jest wyższa niż w zbożach i roślinach warzywnych. Kobalt bierze udział w układach enzymatycznych bakterii brodawkowych, które wiążą azot atmosferyczny; stymuluje wzrost, rozwój i produktywność roślin strączkowych i roślin szeregu innych rodzin. W mikrodawkach kobalt jest niezbędnym pierwiastkiem dla normalnego funkcjonowania wielu roślin i zwierząt. Jednak podwyższone stężenia związków kobaltu są toksyczne.

Niedobór kobaltu w organizmie prowadzi do rozwoju anemii megaloblastycznej typu Birmera. Nadmiar kobaltu przyczynia się do rozwoju policytemii. Wynika to z faktu, że kobalt reguluje procesy erytropoezy, wchodzi w skład witaminy B12, czyli jest czynnikiem przeciwanemicznym (cyjanokobalamina).

molibden szczególnie ważne dla roślin strączkowych; koncentruje się w brodawkach roślin strączkowych, wspomaga ich tworzenie i wzrost oraz stymuluje wiązanie azotu atmosferycznego przez bakterie brodawkowe.

Molibden ma pozytywny wpływ nie tylko na rośliny strączkowe, ale także na kalafior, pomidory, burak cukrowy, len itp. Roślinami wskaźnikowymi niedoboru molibdenu mogą być pomidory, kapusta, szpinak, sałata, cytryny.

Molibden jest niezbędny nie tylko do procesu syntezy białek w roślinach, ale także do syntezy witaminy C i karotenu, syntezy i przemieszczania węglowodanów oraz wykorzystania fosforu.

U ludzi molibden hamuje wzrost kości. W procesie przemiany materii molibden jest ściśle związany z miedzią, co koryguje jej wpływ na narządy wewnętrzne i kości.

Nikiel . Rośliny w rejonie złóż niklu mogą gromadzić znaczne ilości niklu. Jednocześnie obserwuje się zjawiska endemicznej choroby roślin, np. brzydkie formy astry, które mogą być wskaźnikiem biologicznym i gatunkowym w poszukiwaniu złóż niklu.

Typowymi objawami niszczącego toksycznego działania niklu są: chloroza, pojawienie się żółtego zabarwienia, a następnie martwicy, karłowatość korzeni i pojawienie się młodych pędów lub pędów, deformacja części roślin, nietypowe plamienie, a w niektórych przypadkach obumieranie niklu. cała roślina.

Wiadomo, że nikiel bierze udział w reakcjach enzymatycznych u zwierząt i roślin. U zwierząt kumuluje się w tkankach zrogowaciałych, zwłaszcza w piórach. Podwyższona zawartość niklu w glebach prowadzi do chorób endemicznych – brzydkie formy pojawiają się u roślin, a u zwierząt choroby oczu związane z gromadzeniem się niklu w rogówce.

Nikiel jest główną przyczyną alergii (kontaktowego zapalenia skóry) na metale mające kontakt ze skórą (biżuteria, zegarki, ćwieki dżinsów).

Mangan. Średnia zawartość manganu w roślinach wynosi 0,001%. Mangan służy jako katalizator procesów oddychania roślin, bierze udział w procesie fotosyntezy.

Przy braku manganu w glebach dochodzi do chorób roślin, które na ogół charakteryzują się pojawieniem się na liściach chlorotycznych plam, które później przeradzają się w ogniska martwicy (śmierci). Zwykle choroba ta powoduje zahamowanie wzrostu roślin i ich obumieranie.

U ludzi przy nadmiarze manganu kanaliki komórek nerwowych są zatkane. Zmniejsza się przewodnictwo impulsu nerwowego, w wyniku czego pojawiają się zmęczenie, wzrost senności, szybkość reakcji, spadek zdolności do pracy, zawroty głowy, stany depresyjne, depresyjne.

Miedź niezbędne do życia organizmów roślinnych. Prawie cała miedź w liściach jest skoncentrowana w chloroplastach i jest ściśle związana z procesami fotosyntezy; miedź stabilizuje chlorofil, chroni go przed zniszczeniem.

Miedź jest niezbędnym pierwiastkiem, który wchodzi w skład wielu witamin, hormonów, enzymów, barwników układu oddechowego, bierze udział w procesach metabolicznych, oddychaniu tkanek itp.

Przy braku miedzi u ludzi obserwuje się zahamowanie wchłaniania żelaza, ucisk hematopoezy, pogorszenie układu krążenia, wzrost ryzyka choroby wieńcowej serca, pogorszenie stanu kości i tkanki łącznej, upośledzenie mineralizacji kości, osteoporozę, kości złamania itp.

Z nadmierną treścią, zaburzeniami czynnościowymi układu nerwowego (upośledzenie pamięci, depresja, bezsenność) i wiele innych.

Cynk. Średnio w roślinach znajduje się 0,0003% cynku. Rośliny rozwijające się w warunkach niedoboru cynku są ubogie w chlorofil; wręcz przeciwnie, liście bogate w chlorofil zawierają maksymalne ilości cynku.

Pod wpływem cynku u wielu gatunków roślin dochodzi do wzrostu zawartości witaminy C, karotenu, węglowodanów i białek, cynk wspomaga wzrost systemu korzeniowego i pozytywnie wpływa na mrozoodporność, a także ciepło , tolerancja roślin na suszę i sól. Związki cynku mają ogromne znaczenie w procesach owocnikowania.

Jeśli dana osoba ma normalny poziom cynku, jego układ odpornościowy działa jak zegar.

Nadmiar cynku może zaburzyć równowagę metaboliczną innych metali.

Żelazo. Zawartość żelaza w roślinach jest niska, zwykle wynosi setne procenta. Żelazo wchodzi w skład enzymów katalizujących powstawanie chlorofilu, bierze czynny udział w procesach redoks.

Przy braku żelaza zmienia się nie tylko kolor młodych liści, ale także fotosynteza, wzrost roślin spowalnia.

Jednak nadmiar żelaza (nadmiar 200 mg i więcej) powoduje żużlowanie organizmu na poziomie komórkowym, co prowadzi do syderozy.

Prowadzić nie spełnia żadnych ważnych biologicznie funkcji w roślinach i jest absolutnym utleniaczem.

Toksyczność ołowiu objawia się opóźnieniem kiełkowania i wzrostu nasion, chlorozą, więdnięciem i obumieraniem roślin.

Dla organizmów żywych ołów i jego związki są truciznami, które działają głównie na układ nerwowy i sercowo-naczyniowy, a także bezpośrednio na krew. Toksyczne działanie ołowiu wynika z jego zdolności do zastępowania wapnia w kościach i włóknach nerwowych.

Bar obecny we wszystkich organach roślin. Jego biologiczna rola nie została zidentyfikowana, kumuluje się, ale nie wpływa na rozwój i wzrost. Dla zwierząt i ludzi bar jest trujący, więc zioła zawierające dużo baru powodują zatrucie.

Metale ciężkie są niezbędną częścią wszystkich żywych organizmów. W biologii nazywane są pierwiastkami śladowymi. Ale akumulacja metali ciężkich wpływa negatywnie na organizm roślinny. Na przykład do zmniejszenia tempa wzrostu, więdnięcia części nadziemnej rośliny, uszkodzenia systemu korzeniowego lub zmiany bilansu wodnego itp. Zwierzęta rozwijają choroby różnych układów narządów: układu oddechowego, pokarmowego , hormonalnego i nerwowego.

Przyczyną kumulacji zwiększonej ilości metali w roślinach jest zanieczyszczenie gleby. Sole metali ciężkich stopniowo stają się rozpuszczalne i dostają się do systemu korzeniowego roślin. Ponadto sole metali ciężkich mogą przez krótki czas znajdować się w powietrzu i powodować zatrucie dróg oddechowych.

Gdy zawartość metali ciężkich w organizmie przekracza maksymalne dopuszczalne stężenie, zaczyna się ich negatywny wpływ na człowieka. Oprócz bezpośrednich następstw w postaci zatruć zdarzają się również pośrednie – jony metali ciężkich zatykają kanały nerek i wątroby, co zmniejsza zdolność tych narządów do filtrowania. W efekcie w organizmie gromadzą się toksyny i produkty przemiany materii komórek, co prowadzi do ogólnego pogorszenia stanu zdrowia człowieka.

Całe niebezpieczeństwo narażenia na metale ciężkie polega na tym, że pozostają one w ludzkim ciele na zawsze. Można je usunąć tylko za pomocą białek zawartych w mleku i borowikach, a także pektyn, które można znaleźć w marmoladach i galarecie owocowo-jagodowej.

4. Część eksperymentalna:

4.1 Wyniki badań. Analiza suchej pozostałości.

Celem części eksperymentalnej pracy jest opracowanie danych dotyczących wpływu soli metali ciężkich, ołowiu i soli na wzrost i rozwój roślin, a także porównanie uzyskanych informacji z ostatecznymi wynikami doświadczenia. Wpływ soli ołowiu i soli nie został wystarczająco zbadany, co jest szczególnie interesujące dla badań. Do badań wybrano szybko rosnącą jadalną roślinę z rodzaju jednorocznych roślin zielnych z rodziny Zboża, czyli Bluegrass – Oats. Roślina ta została wybrana ze względu na mało wymagającą glebę, a także ze względu na jej żywotność. Owies szybko rośnie i jest bioindykatorem, co czyni go najbardziej odpowiednim obiektem do eksperymentów w krótkim czasie.

Jako jony toksyczne wybraliśmy jony ołowiu i soli, ponieważ gromadzą się one w roślinach i nie są wydalane w wyniku metabolizmu. Ponadto sole i sole ołowiu mogą powodować ciężkie zatrucie organizmu.

Owies uprawiano we wrześniu-październiku 2015 roku. Gleba i ilość gleby były takie same dla wszystkich próbek. W trakcie doświadczenia prowadzono regularne obserwacje – pomiary roślin, wizualną ocenę stanu owsa w poszczególnych grupach, fotografowanie roślin. W sumie pobrano pięć grup kontrolnych roślin, w których uczestniczyła umiarkowana ilość ziarna, które podlewano wodą zawierającą metale ciężkie: siarczan miedzi, chlorek sodu, a także wodę deszczową z kałuży (W.D.), wodę nawożoną (humus). , oraz zwykła osiadła woda spod rynny (kontrola). Dwa garnki podlewane wodą z kałuży (wodę zbierano na ulicy Koltsevaya). Jeden garnek był podlewany roztworem woda + humus (kupiony w sklepie). Rośliny podlewane wodą zawierającą CuSO4 (siarczan miedzi II)stężenie 0,05g/10l.Rośliny podlewać wodą zawierającą NaCl (chlorek sodu) -2% roztwór.

Stężenia te zostały wybrane jako takie ze względu na brak wag analitycznych w laboratorium chemicznym gimnazjum. Wagi szkolne umożliwiają ważenie substancji o masie co najmniej 0,02 mg, dlatego w celu zmniejszenia stężenia substancji pobrano objętość wody 10 litrów.

Kontrola (woda). Woda (tlenek wodoru) to dwuskładnikowy związek nieorganiczny o wzorze chemicznym H2O. Cząsteczka wody składa się z dwóch atomów wodoru i jednego tlenu, które są połączone wiązaniem kowalencyjnym. W normalnych warunkach jest to ciecz przezroczysta, bezbarwna (w małej objętości), o zapachu i smaku. W stanie stałym nazywa się go lodem (kryształy lodu mogą tworzyć śnieg lub szron), aw stanie gazowym nazywa się go parą wodną. Woda może również występować w postaci ciekłych kryształów (na powierzchniach hydrofilowych).

Około 71% powierzchni Ziemi pokrywa woda (oceany, morza, jeziora, rzeki, lód) – 361,13 mln km2. Na Ziemi około 96,5% wody znajduje się w oceanach, 1,7% światowych rezerw to wody gruntowe, kolejne 1,7% to lodowce i pokrywy lodowe Antarktydy i Grenlandii, niewielka część znajduje się w rzekach, jeziorach i bagnach, a 0,001% w chmury (utworzone z cząsteczek lodu i ciekłej wody zawieszonej w powietrzu) ​​Większość wód ziemi jest słona, nienadająca się do rolnictwa i picia. Udział wody słodkiej wynosi około 2,5%, a 98,8% tej wody znajduje się w lodowcach i wodach gruntowych. Mniej niż 0,3% całej słodkiej wody znajduje się w rzekach, jeziorach i atmosferze, a jeszcze mniej (0,003%) znajduje się w żywych organizmach.Jest to dobry, wysoce polarny rozpuszczalnik. W warunkach naturalnych zawsze zawiera substancje rozpuszczone (sole, gazy).

Niezwykle istotna jest rola wody w powstawaniu i utrzymywaniu życia na Ziemi, w budowie chemicznej organizmów żywych, w kształtowaniu klimatu i pogody. Woda jest najważniejszą substancją dla wszystkich żywych istot na Ziemi.

Humus (nawóz). Głównym wskaźnikiem żyzności gleby jest zawartość próchnicy, najważniejszego składnika materii organicznej gleby.

Gleby ubogie w materię organiczną (próchnicę) stają się mniej odporne na stałe aktywne działanie narzędzi uprawowych w warunkach ich intensywnego użytkowania i szybko tracą tak cenne agronomicznie właściwości jak struktura, gęstość, kapilarność, wodoprzepuszczalność, wilgotność, które są jednocześnie wskaźnikami żyzność gleby.

A jeśli weźmiemy pod uwagę, że to próchnica jest głównym źródłem składników odżywczych, ponieważ zawiera prawie cały azot glebowy - 98-99%; około 60% fosforu i siarki, a także znaczna część innych składników pokarmowych, to zrozumiała jest obawa specjalistów rolnictwa o gwałtowne zmniejszenie zapasów próchnicy w różnych glebach.

Woda z kałuży (deszcz). Jedną z form opadów atmosferycznych jest woda deszczowa (D.V.). W zanieczyszczonej atmosferze do wód opadowych przedostają się tlenki azotu i siarki oraz pył, który się w niej rozpuszcza.

W Europie Zachodniej oraz w wielu częściach Stanów Zjednoczonych Ameryki i Federacji Rosyjskiej woda deszczowa jest brudniejsza niż spływanie z miasta w pierwszych minutach deszczu (z tego powodu nie należy chodzić w deszczu z odkrytą głową).

Po rozpuszczeniu w wodzie deszczowej znaczne ilości tlenków siarki i azotu wytrącają kwaśne deszcze. Nawet na obszarach wiejskich woda deszczowa nie powinna być używana do picia.

Siarczan miedzi (2) (CuSO4). Siarczan miedzi (II) (siarczan miedzi) jest związkiem nieorganicznym, miedziową solą kwasu siarkowego o wzorze CuSO4. Nielotny, bezwonny. Substancja bezwodna jest bezbarwna, nieprzezroczysta, bardzo higroskopijna. Hydraty krystaliczne - przezroczyste niehigroskopijne kryształy o różnych odcieniach niebieskiego o gorzkim, metalicznym posmaku, stopniowo ulegają erozji w powietrzu (tracą wodę krystalizacyjną). Siarczan miedzi(II) jest dobrze rozpuszczalny w wodzie. Niebieski pentahydrat CuSO4 5H2O krystalizuje z roztworów wodnych – siarczanu miedzi. Toksyczność siarczanu miedzi dla zwierząt stałocieplnych jest stosunkowo niska, jednocześnie silnie toksyczny dla ryb.

Reakcja hydratacji bezwodnego siarczanu miedzi(II) jest egzotermiczna i przebiega ze znacznym wydzielaniem ciepła.

W przyrodzie występuje jako minerały chalkantyt (CuSO4·5H2O), chalkocyjanit (CuSO4), bonatyt (CuSO4·3H2O), butyt (CuSO4·7H2O) oraz jako część innych minerałów.

Posiada właściwości dezynfekujące, antyseptyczne, ściągające. Stosowany jest w medycynie, w produkcji roślinnej jako nawóz antyseptyczny, grzybobójczy lub miedziowo-siarkowy.

Chlorek sodu (NaCl, chlorek sodu) - sól sodowa kwasu solnego. Znana w życiu codziennym pod nazwą sól kuchenna, której głównym składnikiem jest. Chlorek sodu znajduje się w znacznych ilościach w wodzie morskiej, co nadaje jej słony smak. Występuje naturalnie jako mineralny halit (sól kamienna). Czysty chlorek sodu jest bezbarwnym kryształem, ale z różnymi zanieczyszczeniami jego kolor może przybrać odcień niebieski, fioletowy, różowy, żółty lub szary. W naturze chlorek sodu występuje w postaci mineralnego halitu, który tworzy złoża soli kamiennej wśród skał osadowych, warstw i soczewek na brzegach słonych jezior i estuariów, słonych skorup w słonych bagnach i na ścianach kraterów wulkanów oraz w solfatary. Ogromna ilość chlorku sodu rozpuszcza się w wodzie morskiej. Ocean światowy zawiera 4 × 1015 ton NaCl, czyli z każdego tysiąca ton wody morskiej można uzyskać średnio 1,3 tony chlorku sodu. Ślady NaCl są stale obecne w atmosferze w wyniku parowania rozpylonej wody morskiej. W chmurach na wysokości półtora kilometra 30% kropel większych niż 10 mikronów zawiera NaCl. Znajduje się również w kryształkach śniegu.

Wyniki naszych obserwacji przedstawiamy w następujących zapisach:

Obserwacje:

Rozwiązanie humusu

woda w kałuży

Roztwór soli

11.09.15

Ziarna zostały posadzone w glebie i podlewane pewną ilością wody w celu długotrwałego kiełkowania

12.09.15-13.09.15

Bez zmian

14.09 15

Zakorzenił się

Bez zmian

15.09.15

2 cm

1 cm

4cm

2 cm

Bez zmian

16.09.15

Jest więcej kiełków, powiększonych o 1,2 cm

Pojawiły się korzenie

17.09.15

5 cm

5 cm

6 cm

7 cm

Pojawiły się korzenie

18.09.15

10 cm

11 cm

12 cm

12 cm

Pojawiły się korzenie

19.09.15

12 cm

12 cm

15 cm

16 cm

Wyślij kiełki

22.09.15

16 cm

18 cm

18 cm

19 cm, czubki liści są suche, liście lekko podkręcone

1 cm

24.09.15

19 cm

17 cm

20 cm

22 cm, końce liści są bardzo suche

2 cm

27.09.15

21 cm

22 cm, czubki liści są suche, liście lekko podkręcone

22 cm, roślina więdnie

2,7 cm

4.10.15

22 cm, końce liści są lekko wysuszone

22,5 cm; roślina zwiędła

23cm, roślina więdnie

Końce kiełków wyschły, kiełki same leżą na ziemi

4 cm

11.10.15

Cięcie w celu wykrywania metali ciężkich

Z danych podanych w tabeli wynika, że ​​w porównaniu z grupą kontrolną rośliny nawadniane roztworem humusu rosły intensywniej, wzrost owsa nawadnianego roztworem chlorku sodu (soli) był spowolniony.

Analiza suchej pozostałości:

Po zakończeniu badań tempa wzrostu owsa przeanalizowaliśmy suchą pozostałość pod kątem obecności jonów ołowiu, miedzi i chloru w każdej próbce. W tym celu rośliny suszono, każdą grupę roślin spalano osobno.i rozpuszczono w gorącej wodzie destylowanej, roztwór przefiltrowano i analizowano suchą pozostałość. Zastosowaliśmy odczynniki dla jonów miedzi: roztwór amoniaku i siarczek sodu, dla jonów ołowiu - jodek potasu, dla jonów chlorkowych - azotan srebra.

1. Jakościowa reakcja na jony miedzi:

Cu +2 + Oh -1 → Cu( Oh) 2 ↓ (niebieski)

Cu +2 + S -2 → CuS↓(czarny)

1. Jakościowa reakcja na jony ołowiu:

Pb +2 + ja -1 → PbI↓(żółty)

1. Jakościowa reakcja na jony chloru:

Ag +1 + Cl -1 → AgCl↓ (biały)

W grupie kontrolnej roślin nie oznaczono jonów miedzi i ołowiu, występują śladowe ilości chloru. W grupie roślin podlewanych wodą z kałuży jony ołowiu oznaczono w niewielkiej ilości (kolor żółtawy, trochę czarny osad wypadł), jony miedzi w bardzo małej ilości, śladowe ilości chloru. W suchej pozostałości roślin podlewanych roztworem siarczanu miedzi znaleziono jedynie śladowe ilości miedzi. W grupie roślin podlewanych roztworem chlorku sodu w dużych ilościach oznaczono tylko jony chloru. W roślinach podlewanych roztworem próchnicy, poza niewielkimi śladami jonu chloru, nic nie znaleziono.

Wniosek

W wyniku naszej pracy doszliśmy do następujących wniosków:

Ołów stymuluje wzrost owsa, a jednocześnie może powodować przedwczesną śmierć rośliny.

Miedź gromadzi się w roślinach i powoduje nieznaczne spowolnienie wzrostu owsa i kruchych pędów.

Analiza roślin. wylana wodą z kałuży pokazała, że ​​w tej wodzie zebrano się wzdłuż ulicy Koltsevaya Street. zawiera zarówno jony ołowiu, jak i jony miedzi, co ma szkodliwy wpływ na wzrost i rozwój roślin. Roślina gwałtownie zwiększa swój wzrost i szybko więdnie.

Nasze studium źródeł literackich oraz badania eksperymentalne umożliwiły porównanie uzyskanych danych.

Informacje literackie: Informacje z literatury wskazują, że przy nadmiarze ołowiu następuje spadek plonu, zahamowanie procesów fotosyntezy, pojawienie się ciemnozielonych liści, skręcanie się starych liści i opadanie liści. Ogólnie wpływ nadmiaru ołowiu na wzrost i rozwój roślin nie jest dobrze poznany. Miedź powoduje toksyczne zatrucie i przedwczesną śmierć. Chlor spowalnia wzrost i rozwój roślin, służy do zwalczania chwastów.

Dane eksperymentalne: Badania nad uprawą roślin owsa w warunkach pobierania różnych jonów metali ciężkich (ołowiu i miedzi) oraz wpływu wody z kałuży na wzrost i rozwój rośliny owsa wykazały, że zwiększają one kędzierzawienie liści, końce liści wysychają. Humus umiarkowanie wspomaga wzrost roślin. doszliśmy do wniosku, że badania potwierdzają źródła literaturowe.

Wniosek: Wyniki naszej pracy nie są zachęcające. Wysoka zawartość kationów metali może koncentrować się w ciele rośliny i mieć szkodliwy wpływ, a nawet śmierć. W odpowiedniej ilości kationy metali są niezbędne wszystkim żywym organizmom, zarówno roślinom, jak i zwierzętom. Ale ich niedobór lub nadmiar powoduje różne dolegliwości, dolegliwości i dość poważne choroby. A jeśli na nasz stół trafi roślina żywiąca się wodą bogatą w jony tych metali – to straszne! Chciałabym wierzyć, że wymyślą produkcję bezodpadową, nie będzie ścieków, emisji gazów i odpadów stałych

Bibliografia:

Achmetow N.S. Chemia ogólna i nieorganiczna. - M.: Szkoła Wyższa, 1988.

Kazarenko W.M. Myagkostupova O.V., Warsztat badawczy.

Kriskunov E. A., Pasechnik V. V., Sidorin A. P. Podręcznik do ekologii dla złomu wydawniczego Bustard 9 klasy 1995

Chemia w szkole. - 2007 - nr 5 - s.55-62.

Chemia w szkole. -1998. - nr 4 -s.9-13.

Dobrolyubsky OK Mikroelementy i życie. – Młoda Gwardia, 1956

Internet

Miejska konferencja naukowo – praktyczna uczniów „Dzień Nauki”

Projekt badawczy na temat:

„Wpływ chemikaliów

o wzroście i rozwoju roślin”

Pracę wykonali: uczeń klasy 9b

MBOU "Gimnazjum nr 2"

Baszkirewa Maria

Liderzy:

nauczyciel biologii

Charaeva Svetlana Aleksandrovna, nauczycielka chemii

Rusakowa Elena Witalijewna

Kurczatow

Wstęp…………………………………………………………………………3

Rozdział I. Część teoretyczna…………………………………………………6

6

1.2 Rośliny w warunkach zanieczyszczenia środowiska……………6

1.3 Wpływ różnych chemikaliów na organizmy żywe ... 8

Rozdział II. Część eksperymentalna…………..…………………………11

2.1 Opis eksperymentu…………………………………………………...12

2.2. Wyniki badań……………………………………………….. 13

2.3. Badanie mikroskopowe……………………………….. 14

Wniosek……………………………………………………………….15

Referencje…………………………………………………………………16

Zasoby internetowe………………………………………………………..17

Wstęp

Uzasadnienie wyboru tematu projektu i jego trafności

Znaczenie roślin zielonych w przyrodzie jest ogromne, leczą one powietrze, wzbogacają je tlenem niezbędnym do oddychania wszystkich żywych istot i oczyszczają je z dwutlenku węgla. Aby rośliny mogły normalnie rosnąć i rozwijać się, potrzebne są sprzyjające warunki środowiskowe. Niezbędnymi warunkami są ciepło, powietrze, woda, jedzenie, światło. Ze względu na zanieczyszczenie środowiska szkodliwe związki przenikają do gleby i są z niej pobierane przez korzenie, co niekorzystnie wpływa na kondycję i wzrost przedstawicieli flory. Rozważ wpływ niektórych czynników na wzrost roślin pod wpływem chemikaliów.

Jednym z najgroźniejszych rodzajów chemicznych zanieczyszczeń środowiska naturalnego jest zanieczyszczenie metalami ciężkimi, do których należą żelazo, cynk, nikiel, ołów, miedź i chrom. Wiele metali ciężkich, takich jak żelazo, miedź, cynk, molibden, bierze udział w procesach biologicznych iw pewnych ilościach jest mikroelementami niezbędnymi do funkcjonowania roślin, zwierząt i ludzi. Z drugiej strony metale ciężkie i ich związki mogą mieć szkodliwy wpływ na organizm człowieka, mogą kumulować się w tkankach, powodując szereg chorób. Metale, które nie odgrywają użytecznej roli w procesach biologicznych, takie jak ołów i rtęć, określa się jako metale toksyczne.

Wśród różnych zanieczyszczeń metale ciężkie (m.in. rtęć, ołów, kadm, cynk) i ich związki wyróżniają się rozpowszechnieniem, wysoką toksycznością, wiele z nich ma również zdolność kumulacji w organizmach żywych. Są szeroko stosowane w różnych produkcjach przemysłowych, dlatego pomimo stosowanych środków oczyszczania zawartość związków metali ciężkich w ściekach przemysłowych jest dość wysoka. Do środowiska przedostają się również wraz ze ściekami domowymi, dymem i kurzem z przedsiębiorstw przemysłowych. Wiele metali tworzy trwałe związki organiczne, dobra rozpuszczalność tych kompleksów ułatwia migrację metali ciężkich w wodach naturalnych.