Изучение влияния различных доз кальциевой селитры на прорастание семян и вегетацию редиса



Введение

Общеизвестно, что соблюдение правил агротехники является залогом хорошего урожая растений. Одним из таких правил является внесение удобрений.

Удобрения — это вещества для подкормки растений и повышения плодородия почв. Их эффект обусловлен тем, что они предоставляют растениям один или несколько дефицитных химических элементов, необходимых для их нормального роста и развития.

Больше всего растениям нужны три элемента: азот, фосфор и калий. Но растению вреден как недостаток этих элементов, так и избыток. Азот, например, способствует усиленному росту стеблей и листьев (зелёной массы). И если азота с удобрениями поступить слишком много, растение, как говорят, «жирует», развивает много зелёной массы в ущерб цветению, вырастает изнеженным, легко поддается грибковым заболеваниям. При недостатке азотных удобрений, растения, наоборот, плохо развиваются, чахнут.

Фосфорные удобрения особенно нужны взрослым растениям. Они способствуют зацветанию, обильному цветению и плодоношению.

Калий обеспечивает пропорциональное, здоровое развитие всех органов, повышает их механическую прочность, усиливает действие фосфорных удобрений.

Помимо этих элементов, растениям нужны и другие: марганец, бор, железо, сера, кальций, даже медь.

Применяя удобрения, нельзя забывать еще об одной заповеди растениеводства: удобрения будут усваиваться в том случае, если растение получает всё необходимое ему количество света. Без достаточного освещения удобрительный полив и опрыскивания не только не принесут пользы, но даже могут пойти во вред растению. Почему так связаны между собой два условия существования растений — минеральные вещества и свет, ясно даже из школьной программы по биологии. Именно свет дает растению ту энергию, с помощью которой оно усваивает минеральные соли [1].

Некоторые садоводы и огородники вносят удобрения, не читая инструкции, видимо, полагая, что чем больше удобрения, тем лучше будет урожай.

В своём эксперименте мы решили проверить, как будет влиять избыток внесения удобрений на рост и вегетацию растений.

Цель работы : выяснить, как будет влиять избыток внесения кальциевой селитры на прорастание семян и вегетацию редиса.

Задачи:

1. Изучить литературные источники по теме исследования;
2. Провести наблюдение за прорастанием семян, ростом и развитием редиса при внесении разных доз удобрения;
3. Сделать выводы из поставленного эксперимента.

Практическая значимость работы и новизна исследования: в доступной нам (и огородникам) литературе нет данных о влиянии избыточных доз кальциевой селитры на прорастание семян и вегетацию у редиса.

Материалы и методы исследования

План эксперимента : проверка воздействия сельскохозяйственного удобрения кальциевая селитра на всхожесть и урожайность (или иные показатели жизненного состояния растений) редиса. Использованы 4 пластиковых короба с почвогрунтом, в каждом коробе высадили семена редиса.

1 короб: «контроль» без использования удобрения;

2 короб: с применением удобрения в норме, прописанной в инструкции к удобрению;

3 короб: применение удобрения в двукратной норме;

4 короб: применение удобрения в десятикратной норме.

Семена: использованы семена трех скороспелых сортов редиса, сроки вызревания 21 день.

Периодичность проведения наблюдений и фиксации процесса: исходя из сроков вызревания, 1 раз в 7 дней.

Сроки завершения: 21–28 дней исходя из сведений о сроках созревания, указанных на упаковках семян.

Рис. 1. Во все короба размещен почвогрунт

Рис. 2. На короба нанесены обозначения. «К» — контроль, «1» — норма внесения, «2» — двукратная норма внесения, «10» — десятикратная норма внесения

Приготовление раствора удобрений . В инструкции (рис. 3) к удобрению «Кальциевая селитра» указаны нормы внесения для открытой почвы в разных условиях, а также нормы внесения для теплиц и парников. Поскольку выращивание производилось в закрытом грунте, было принято решение применять нормы для теплиц и парников.

Согласно инструкции в этом случае применяется раствор удобрения в концентрации 20 г на 10 л воды (или 2 г на 1 л воды). При этом расход раствора при поливании должен быть 10 л на 1 кв. м.

Расчет нормы внесения удобрения на 1 короб:

Площадь короба — 42 см. * 20см= 840 см. кв. = 0, 084 м кв. Следовательно, на норму удобрения 1 короба по площади требуется 10 * 0, 084= 0, 84л раствора удобрения.

Расчет концентрации для двукратной дозировки удобрения: 40 г на 10 л воды (или 4 г на 1 л воды).

Расчет концентрации для 10-кратной дозировки: 200 г на 10 л воды (или 20 г на 1 л воды).

Удобрение взвешивали на электронных кухонных весах (точность +-0,1 г) и вносили с помощью воронки в пластиковые бутылки объемом не менее 1л. Затем содержимое каждой бутылки растворяли 1 л водопроводной воды. По мере расходования на полив растворы пополняли.

Рис. 3. Инструкция с указанием норм внесения удобрений

В изученной литературе мы нашли сведения и влиянии кальциевой селитры на растения:

— нейтрализует кислые почвы;

— способствует развитию в почве почвенных микроорганизмов;

— повышает усвоение азота;

— нейтрализует действие тяжёлых металлов;

— увеличивает стрессоустойчивость растений к неблагоприятным факторам среды;

— повышает иммунитет растений;

— стимулирует прорастание семян;

— улучшает сахаристость плодов. [2]

Азот, фосфор и калий действуют на растение только «в связке» и способствует их усвоению — кальций. Для усвоения фосфора и калия нужен азот, а азот требует наличия кальция в почве [1].

Произведен посев семян трех сортов редиса

Размещение семян в коробах: по 9 семян каждого сорта в каждом коробе. Итого по 27 семян 3 сортов в каждом коробе. Семена каждого сорта внесены в каждый короб в равных количествах. Посев семян осуществляли в бороздки: в каждом коробе сделали по 3 бороздки, по 9 семян в каждую. Семена редиса довольно мелкие, посев производили на глубину 2 см.

Короба были размещены на закрытой лоджии, в условиях естественного освещения.

Полив осуществлялся по мере высыхания почвогрунта в коробах, не чаще 1 раза в сутки:

«К» — водопроводной водой без удобрений;

«1» — раствором удобрения в концентрации, соответствующей 1 норме, указанной в инструкции;

«2» — раствором в 2 нормы;

«10» — раствором в 10 норм.

Таблица 1

Первые проростки, наблюдавшиеся на 3 день эксперимента

Вариант	Изображение
К
1
2
10

Результаты и выводы

1. День 7 эксперимента

Оценка всхожести редиса

Таблица 2

Проростки растений редиса с двумя семядольными листьями (7 день эксперимента)

Вариант	Изображение
К
1
2
10

Всего взошло:

«К» — 30 растений.

«1» — 32 растения.

«2» — 28 растений.

«10» — 22 растения.

«Лишние» всходы объясняются тем, что при посадке в отдельные лунки могли попасть не по 1, а по 2 семени. Однако обращает на себя внимание низкая всхожесть растений в коробе «10».

Всхожесть можно оценить как отношение числа проросших семян к числу посеянных семян:

Вариант	Посеяно семян	Количество проростков	Всхожесть (%)
К	27	30	~100 %
1	27	32	~100 %
2	27	28	~100 %
10	27	22	81,4 %

~взошло не менее 100 % от посеянных семян

2. День 14 эксперимента

Жизненное состояние растений (табл. 3) на 14 день эксперимента дополнительно количественно не оценивалось, однако из приведенных фотографий очевидно, что побеги в коробе «2» и «1» развились лучше, чем в коробе «К».

Взошедших дополнительно к подсчитанным ранее (табл. 2) или погибших растений к 14 дню не наблюдалось.

Таблица 3

Растения с двумя настоящими листьями (14 день эксперимента)

Вариант	Изображение
К
1
2
10

При проведении эксперимента выявлена интересная особенность прорастания семян редиса. На фото хорошо видно, что первые листья отличаются по форме от появившихся позже. Это вышедшие из почвы семядоли семени. На свету в них образуется хлорофилл, и они начинают фотосинтезировать, обеспечивая проросток органическими веществами.

Такое прорастание семян называется надземным прорастанием [3].

3. День 28 эксперимента

Проведена общая оценка жизненного состояния растений (табл. 4). Так, наилучшее развитие у побегов в коробах «2» и «1», наихудшее — короб «10».

Поведен осмотр подземных частей растений (рис. 4) в каждом коробе. Корнеплоды не развились ни в одном из коробов.

В коробе «10» погибли 11 растений.

Для количественной оценки жизненного состояния растений произведены замеры длины наиболее развитого листа каждого растения (в мм). Средние значения представлены в табл. 5.

Эксперимент завершен на 28 день.

Таблица 4

Растения на 28 день эксперимента

Вариант	Изображение
К
1
2
10

Рис. 4. Сформировавшиеся подземные части растений (корни)

Корнеплоды не сформировались ни в одном из вариантов.

Таблица 5

Средняя длина листьев растений в эксперименте

Вариант	Число измеренных листьев	Средняя длина (мм)
К	10	101,0
1	10	143,9
2	10	156,0
10	10	65,6

5. Результаты эксперимента

1. При воздействии раствором удобрения в 10 норм наблюдали сниженную всхожесть до 81,4 %. Следовательно, избыток удобрения угнетает процесс прорастания семян.
2. В процессе развития на 7, 14 и 28 день наблюдали наилучшее развитие и состояние побегов растений при воздействии раствором удобрения в 2 нормы и 1 норму, наихудшую — при воздействии раствором в 10 норм. Это объясняется содержанием в удобрении азота, которые стимулирует рост зеленой массы растения. А избыток азота действует угнетающе.
3. Средняя длина листьев на 28 день оказалась максимальной у растений под воздействием раствора удобрения в 2 норм, незначительно меньше — 1 норм. Наименьшая длина листьев у растений под воздействием раствора удобрения в 10 норм. Это можно объяснить тем, что при десятикратном увеличении нормы внесения удобрения, в почве короба получился излишек кальция. Избыток кальция опаснее для растения, чем его недостаток. Он связывает соединения железа и делает их недоступными для растений. Кроме того, это нарушает усвоение растениями азота, калия и бора [2].

Вот поэтому листья у растений в этом коробе оказались меньше по размеру.

4. Корнеплоды не сформировались ни в одном из вариантов. Предполагаемая причина известна: редис — длиннодневное светолюбивое растение. В июне-июле в условиях длинного светового дня он цветет и не образует корнеплодов. Поэтому и выращивают его в условиях короткого светового дня (апрель — середина мая). Либо в августе, когда световой день становится короче. Описанный в настоящей работе эксперимент проводился в условиях длинного светового дня (июль 2022 г.), растение просто готовилось к цветению в таких условиях. И то, что не образовались корнеплоды — это не результат внесения (или отсутствия) удобрений, а просто реакция растения на длину светового дня.

6. Выводы

1. Полив удобрением кальциевая селитра оказал влияние на всхожесть семян и вегетацию растений редиса.
2. Концентрация, рекомендуемая инструкцией, и, в еще большей степени двойная доза, оказывает стимулирующее воздействие на рост и развитие вегетативных органов.
3. Концентрация раствора, в 10 раз превышающая указанную в инструкции, оказывает ингибирующее (подавляющее) воздействие как на всхожесть, так и на развитие и рост растений редиса.
4. Чтобы добиться активного роста посевов, необходимо использовать чётко ограниченное количество нужных растению питательных элементов.

Литература:

1. Артюшин А. М. Краткий справочник по удобрениям. — М.: Колос, 2002.
2. Вендило Г. Г. Удобрение овощных и бахчевых культур на приусадебном участке. — М.: Агропромиздат, 2002.
3. Куцева И. К. Методические рекомендации к выполнению учебно-исследовательских заданий по ботанике для учащихся 5–6 классов. Университет Наяновой. Ульяновск: Вектор-С, 2007.