«Влияние минеральных удобрений на рост и развитие растений томатов и перца болгарского». Автор: «Влияние минеральных удобрений на рост и развитие растений томатов и перца болгарского» ☼. Работа №163128

муниципальное общеобразовательное учреждение
Лицей № 9
имени заслуженного учителя школы Российской Федерации А.Н.Неверова
Дзержинского района Волгограда
Влияние минеральных удобрений на рост
и развитие растений томатов и перца болгарского
Выполнили:
Сунцова Яна Игоревна
учащаяся 6 Г класса
Учитель:
Матвеева Людмила Владимировна,
учитель химии
Волгоград 2020
Содержание
Стр
Введение
3-4
Глава 1
Обзор литературы по теме Удобрения
5-9
1.1
Общие сведения об удобрениях
5
1.2
Азотные удобрения
5-6
1.3
Калийные удобрения
6-7
1.4
Фосфорные удобрения
7-8
1.5
Комплексные удобрения
8
1.6
Влияние удобрений на растения
9
Глава 2
Экспериментальная часть Определение влияния различных видов удобрений на рост и развитие растений"
10
2.1
Расчет массовой доли питательных компонентов
10-11
2.2
Овощные культуры томат и перец - как объект исследования
12
2.3
Методика проведения эксперимента
13
2.4
Результаты эксперимента
13-16
Выводы
16-17
Литература
18
Введение
Жизнь любого растения начинается с развития и его роста из семени при определенных условиях. Основные условия – свет, тепло, влага, воздух, питание. Эти факторы одинаково необходимы и играют определенную роль в жизни растения. Изменяя условия жизни растения, можно изменять свойства и признаки растений.
Актуальность темы. Строительным материалом для любого живого организма, в том числе и для растения, служат определенные вещества. Растение находит эти вещества в почве и поглощает их в растворенном виде. Но вот незадача - чем лучше урожай был в этом году, тем беднее осталась после него земля и тем хуже урожай можно ожидать в будущем. Ежегодно с каждого гектара поля уносится в среднем около 22,2 кг азота, 8,7 кг оксида фосфора (V) и 25,8 кг оксида калия. А от наличия в почве достаточного количества этих веществ зависит не только продуктивность растений, но и их качество: содержание белка в зерне, крахмала в картофеле, сахара в свекле, прочность волокон хлопка и льна. Но и это ещё не всё. Это устойчивость посевов к заморозкам и засухе, сопротивляемость их вредителям, грибковым и бактериальным болезням.
Азот, калий и фосфор - именно их растениям нужно больше всего, и как раз их меньше всего остается в почве после уборки урожая.
Где же выход?
Вносить эти вещества искусственно. Издавна было замечено, что урожайность повышают навоз, птичий помет, торф, отходы боен и пивоварен. Эти так называемые органические удобрения используют и сегодня. Но, нельзя полностью компенсировать потери жизненно важных элементов из почвы внесением только органических веществ. Получать азот, фосфор и калий из полезных ископаемых и вносить в землю в виде растворимых солей – минеральных удобрений вот основное решение проблемы.
Определение влияния различных видов минеральных удобрений на рост и развитие растений стало целью нашего исследования.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
Изучить классификацию удобрений.
Определить наиболее значимые минеральные удобрения каждого вида.
Экспериментальным путем определить степень влияния данных удобрений на рост и развитие растений.
Объект исследования: различные виды минеральных удобрений.
Предмет исследования: влияние различных минеральных удобрений на рост и развитие овощных культур томат и перец.
Глава 1
Обзор литературы
Общие сведения об удобрениях
Удобрения - вещества, применяемые для улучшения питаниярастений, свойств почвы, повышенияурожаев. Их эффект обусловлен тем, что данные вещества предоставляют растениям один или несколько дефицитных химических компонентов необходимых для их нормального роста и развития.
Удобрения можно классифицировать по следующим признакам:
по происхождению: минеральные и органические;
поагрегатному состоянию: жидкие, полужидкие, твёрдые;
по способу действия: прямого и косвенного;
по способу их внесения в почву: основное, припосевное, подкормочное.
Минеральные удобрения - неорганические соединения, содержащие необходимые для растений элементы питания.
Минеральные удобрения содержат питательные вещества в виде различных минеральных солей. В зависимости от того, какие питательные элементы содержатся в них, удобрения подразделяют на простые и комплексные. Простые (односторонние) удобрения содержат один какой-либо элемент питания. К ним относятсяфосфорные,азотные,калийныеи микроудобрения. Комплексные, или многосторонние, удобрения содержат одновременно два или более основных питательных элемента.
1.2 Азотные удобрения.
Наиболее распространенные азотные удобрения - сульфат аммония (массовая доля азота 21%), нитрат аммония (массовая доля азота – 35 %) и мочевина (массовая доля азота- 46%).
Аммиачная селитра (NH4NO3) – удобрение очень ценное, можно даже сказать уникальное - азот в нем содержится и в нитратной, и в аммонийной форме. Получается аммиачная селитра нейтрализацией разбавленной азотной кислоты газообразным аммиаком и дальнейшим упариванием полученного раствора с массовой долей азотной кислоты 98-99%.
NH3 + HNO3 = NH4NO3
Аммиачная селитра пригодна для удобрения любых почв, но представляет массу неудобства для людей. Во–первых, она очень гигроскопична, поэтому быстро слеживается и становится непригодной для использования.
Во- вторых, нередко это удобрение становится даже опасным. Так, при температуре около 2200С аммиачная селитра взрывается.
Самое концентрированное твердое азотное удобрение (массовая доля азота 46 %) – знаменитый карбамид или мочевина. Это удобрение не только прекрасно усваивается растениями, но и может использоваться как азотная добавка к кормам животных. Производство карбамида – довольно сложный технологический процесс. Общее уравнение этой реакции:
2NH3 + CO2 = (NH2)2CO + H2O
Сульфат аммония ((NH4)2SO4) не может соперничать с двумя предыдущими удобрениями ни по содержанию азота, ни по универсальности применения. Многократное внесение этого удобрения приводит к закислению почв, поэтому его приходится нейтрализовать известью. Однако, у сульфата аммония есть одно преимущество – его дешевизна.
1.3 Калийные удобрения.
В калии особенно нуждаются технические культуры: клевер, подсолнечник, лен, картофель, табак. Чаще всего эти удобрения получают из сильвинита (NaCl KCl), карналлита (KCl MgCl2 6H2O) или каинита (KCl MgSO4 3H2O).
К сожалению, ни одна из этих солей в чистом виде служить удобрением не может. Основой любого технологического процесса является выделение из руды хлорида калия.
Хлорид калия (KCl) – самое концентрированное удобрение. Но содержащийся в нем хлор необходим далеко не всем растениям. Поэтому применение хлорида калия весьма ограничено.
Гораздо шире используются сульфат калия (K2SO4) и поташ (К2СО3). Последнее можно вносить только на зачисленные почвы - у него ярко выраженная щелочная реакция. К тому же поташ очень гигроскопичен. И все же его важное достоинство – отсутствие хлора перекрывает порой все его недостаток.
1.4 Фосфорные удобрения
Растения усваивают фосфор из почвы главным образом в виде фосфат – иона (РО43-). Различают три типа солей ортофосфорной кислоты: фосфаты, гидрофосфаты и дигидрофосфаты. Растворимость этих солей неодинакова. Поэтому растения по-разному усваивают из них фосфор. Из фосфатов и гидрофосфатов растворимы лишь соли щелочных металлов, зато дигидрофосфаты растворимы все без исключения.
Фосфора в почве может быть достаточно много, но содержится он в основном в виде труднорастворимых соединений алюминия и кальция.
Питательная ценность фосфорных удобрений условились выражать через массовую долю оксида фосфора (V).
Самое дешевое фосфорное удобрение – это тонко измельченный фосфорит – фосфоритная мука. Фосфор содержится в ней в виде нерастворимого в воде фосфата кальция Са3(РО4)2. Основную массу добываемых фосфорных руд перерабатывают химическими методами с использованием фосфорной или серной кислоты в кислые соли.
Простой суперфосфат - продукт обработки серной кислотой фосфорита или апатита: Са3(РО4)2 + 2Н2SO4 = 2CaSO4 + Ca(H2PO4)2.
Массовая доля оксида фосфора в простом суперфосфате не превышает 20 %. Этот не много. Кроме того, большую долю этого удобрения составляет балласт - сульфат кальция.
В другом фосфорном удобрении – двойном суперфосфате - в отличие от простого нет не усваиваемого растениями гипса. Производство этого удобрения связано с применением фосфорной кислоты вместо серной. Это исключает образование, каких- либо не усваиваемых растениями веществ.
Са3(РО4)2 + 4Н3РО4 = 3Са (Н2РО4)2
Массовая доля оксида фосфора в получающемся удобрении достигает 50%.
1.5 Комплексные удобрения.
Преимущества комплексных удобрений очевидны - питательные вещества распределяются более равномерно, затраты на внесение значительно сокращаются, и поле не засоряется балластом.
В комплексных удобрениях составляющие их вещества должны входить в строго определенных пропорциях. Если какого-то элемента не будет хватать, растения будут болеть, снизится урожай; если же другого будет слишком много, это также негативно скажется на развитии растения или же приведет к накоплению минеральных веществ в самом организме. Все многообразие почвенно - климатических зон можно обеспечить комплексными удобрениями. В двойных комплексных удобрениях часто встречается следующие отношения компонентов:
азот : фосфор – 1 : 2,5 или 1: 4;
фосфор : калий – 1 : 1 или 1 : 1,5;
а в тройных азот : фосфор : калий – 1 : 1 : 1 или 1 : 1 : 1,5.
Однако технология внесения удобрений для получения максимального урожая и длительного поддержания плодородия почвы очень сложна и требует определенной экологической культуры.
Оптимальное соотношение между органическими и минеральными удобрениями, их дозировка, сроки внесения, способ и место внесения, использование полива и рыхления почвы, учет погодных условий – вот неполный перечень факторов, влияющих на эффективность применения удобрений.
Передозировка, неправильные сроки или способ внесения азотных удобрений приводит к накоплению в почве и, соответственно, в растениях нитратов, вредных в избыточных количествах для человека.
1.6 Влияние удобрений на растения.
Влияние азотных удобрений на растения.
Азот – один из самых существенных элементов для роста растений. Первые признаки недостатка азота – слабые и чахлые побеги, листья с желтизной или бледно-зеленого цвета. Азот участвует в регулировании роста и плодоношения растений. Недостаток азота быстро и заметно сказывается на остановке роста. Также недостаток азота может проявиться и в слабой созреваемости плодов. Низкое содержание белка приводит к резкому ухудшению их вкуса и внешнего вида. Влияние азотных удобрений на рост и развитие растений особенно важно в фазе наращивания зеленой массы, так как ее недостаток приведет к дальнейшему сбрасыванию цвета и плодов.Калийные удобрения – влияние на растения.
Калий - важнейший элемент питания растений, обеспечивает их устойчивость к стрессам. Он необходим для повышения урожайности, устойчивости к засухе, низким температурам, грибковым заболеваниям. Первые признаки калийного голодания – еле заметное увядание листьев и снижение их упругости, появление белой каемки по краю листа, которая впоследствии становится коричневой. При вовремя внесенной подкормке растения быстро восстанавливаются и нормализуют рост и плодоношение. Оптимальное калийное питание способствует лучшему вызреванию и увеличению зимостойкости почек побегов, древесины многолетних растений, улучшает качество урожая, увеличивает его лежкость.
Влияние фосфорсодержащих минеральных удобрений на растения.
Фосфор - один из основных элементов питания растений. Усиленное фосфатное питание растений в ранние фазы их жизни ускоряет их развитие. Фосфатные удобрения усиливают рост корневой системы растений. При сбалансированном питании другими элементами фосфор стимулирует вступление растения в плодоношение. Повышается устойчивость растений к неблагоприятным факторам (низким температурам, засухам).
Глава 2
Экспериментальная часть
2. 1 Расчет массовой доли питательных компонентов.
Массовую долю азота в удобрении рассчитываем так же, как и массовую долю элемента в каком- либо соединении с известной молекулярной формулой. Для определения массовой доли азота в натриевой селитре находим сначала относительную молекулярную массу вещества.
Mr (NaNO3) = 23 + 14 + 16 3 = 85
Далее относительную молекулярную массу азота Ar (N) = 14 делим на относительную молекулярную массу соединения, и результат выражаем в процентах:
W = 14 100 % : 85 = 16, 5 %
Название
удобрения
Химический
состав
Относительная
молекулярная масса
Массовая
доля азота %
Аммиачная селитра
NH4NO3
80
35
Сульфат аммония
(NH4)2SO4
132
21
Натриевая селитра
NaNO3
85
16,5
При определении массовой доли P2O5 и K2O в удобрении нужно учитывать, что в самих удобрениях соединений, отвечающих этим формулам, нет, и поэтому расчет носит условный характер.
Массовую долю P2O5 в двойном суперфосфате Са(Н2РО4)2 рассчитываем следующим образом: находим относительную молекулярную массу дигидрофосфата кальция:
Мr ( Са(Н2РО4)2 ) = 40 + 1 4 + 31 2 + 16 8 = 234
и относительную молекулярную массу оксида фосфора P2O5:
Мr (P2O5) = 31 2 +16 5 = 142.
Учитывая, что в молекулах обоих сравниваемых веществ содержится одинаковое число атомов фосфора (по два атома), делим второе число на первое и результат умножают на 100.
W = 142 100 % : 234 = 60,7 %
Название
удобрения
Химический
состав
Относительная
молекулярная масса
Массовая доля
оксида фосфора %
Суперфосфат
двойной
Са (Н2РО4)2
234
60,7
Суперфосфат
простой
Са (Н2РО4)2 + 2СаSО4
506
28
Определяем в удобрениях массовую долю К2О. Для этого находят относительную молекулярную массу хлорида калия:
Mr (KCl) = 39 +35, 5 = 74, 5
и относительную молекулярную массу оксида калия:
Мr (К2О) = 39 2 + 16 = 94
Учитывая, что в молекуле хлорида калия один атом калия, а в молекуле оксида калия – два атома, делим относительную молекулярную массу оксида калия на удвоенную относительную молекулярную массу хлорида калия и результат умножаем на 100:
W = 94 100 % : 149 = 63, 1 %
Название
Удобрения
Химический
состав
Относительная
молекулярная масса
Массовая
доля оксида калия %
Хлорид калия
KCl
74,5
63,1
Сульфат калия
К2SО4
174
54
Массовые доли питательных веществ комплексных удобрений рассчитывают аналогично для каждого вида и результаты суммируются.
Проанализировав значения рассчитанных массовых долей питательных элементов, и учитывая их влияние на растения, мы выбрали наиболее ценные минеральные удобрения – аммиачную селитру, двойной суперфосфат, сульфат калия и готовое комплексное удобрение. Приготовили растворы этих солей, исходя из рекомендаций на упаковке удобрения.
2.2 Овощные культуры томат и перец - как объект исследования.
Для проведения исследовательской работы по выявлению влияния различных удобрений на рост и развитие растений нами были выбраны наиболее распространенные в нашей области овощные культуры томат и перец.
Томат, или помидор – однолетнее или многолетнее травянистое растение. Возделывается как овощная культура.
Томат— теплолюбивая культура, оптимальная температура для роста и развития растений 22-25C. Томат плохо переносит повышенную влажность воздуха, но требует много воды для роста плодов. Растения томата требовательны к свету. При его недостатке задерживается развитие растений, листья бледнеют, образовавшиеся бутоны опадают, стебли сильно вытягиваются. Досвечивание в рассадный период улучшает качество рассады и повышают продуктивность растений. Томат сегодня— одна из самых популярных культур благодаря своим ценным питательным и диетическим качествам, большому разнообразию сортов, высокой отзывчивости на применяемые приёмы выращивания. Его возделывают в открытом грунте, под плёночными укрытиями, втеплицах,парниках, набалконах,лоджияхи даже в комнатах на подоконниках.
Перец овощной однолетний -видоднолетнихтравянистых растений, а также его плоды. Сельскохозяйственнаяовощная культура. Сорта перца стручкового делят на сладкие и горькие. Сладкий перец является интересной овощной культурой, которая имеет не только изумительный вкус и яркую раскраску. Перец является источником полезных витаминов, способствующий восстановить силы и укрепить организм. Болгарский перец получил название благодаря болгарскому селекционеру, а его настоящей родиной является Америка.
Разводится в южных умеренных, в субтропических и тропических широтах всех континентов. Теплолюбивые, влаголюбивые растения; оптимальная температура для роста и развития 18—25C. Требуют наличие высокоплодородных структурныхпочв.
2.3 Методика проведения эксперимента
1. Подготовили семена помидоров и перца.
2. Посеяли семена в контейтер.
3. Рассаду в возрасте 3-х недель пересадили в горшки (каждое растение отдельно).
4. Приготовили растворы выбранных минеральных удобрений, учитывая информацию на упаковке.
А) Аммиачная селитра:
30 г – 10 л воды
4,5 г – 1,5 л воды.
В) Суперфосфат:
15 г – 10 л воды
2,25 г – 1,5 л воды.
Б) Сульфат калия:
20 г – 10 л воды
2 г – 1,5 л воды.
Г) Комплексное удобрение:
25 г – 10 л воды
3,75 г – 1,5 л воды
5. Производили полив растений раствором удобрений (1 раз в 15 дней):
1 – р-р азотных удобрений; 2 – р-р калийных удобрений; 3- р-р фосфорных удобрений; 4 – р-р комплексных удобрений; 5 – эталон (вода).
6. Провели наблюдения и измерения растений: высоты, количества листьев, среднего размера листовых пластин, образование пасынков, образование бутонов, цветение.
7. Результаты зафиксировали и проанализировали.
8. Сделали выводы по проведенному исследованию.
2.4 Результаты эксперимента
1. Влияние различных видов минеральных удобрений на образование листьев у растений
Таблица 1: Растение томат
Дата
11.12
21.12
29.12
10.01
23.01
08.02
Азотное удобрение
5
7
7
10
14
17
Калийное удобрение
5
7
7
11
14
14
Фосфорное удобрение
5
5
7
10
12
14
Комплексное удобрение
5
7
8
11
13
15
Эталон (вода)
5
5
6
9
10
13
Таблица 2: Растение перец
Дата
11.12
21.12
29.12
10.01
23.01
08.02
Азотное удобрение
2
4
5
6
8
10
Калийное удобрение
2
4
5
7
9
11
Фосфорное удобрение
2
3
4
6
8
11
Комплексное удобрение
2
4
5
7
9
12
Эталон (вода)
2
2
3
6
8
10
2. Влияние различных видов минеральных удобрений на длину листа (листовой пластины) растений
Таблица 3: Растение томат
Дата
11.12
21.12
29.12
10.01
23.01
08.02
Азотное удобрение
13
16,8
18,8
24
27
29
Калийное удобрение
16
17
22
27
30
31
Фосфорное удобрение
12,5
15
19,3
24
26
27
Комплексное удобрение
14,5
15,7
21
27
31
33
Эталон (вода)
15,5
16,5
20
24
25
26
Таблица 4: Растение перец
Дата
11.12
21.12
29.12
10.01
23.01
08.02
Азотное удобрение
2,5
2,8
3
4
6
7,5
Калийное удобрение
2,5
2,7
2,9
4,7
6,2
7,9
Фосфорное удобрение
2,8
3
3,3
4,1
6,0
7
Комплексное удобрение
2,4
2,5
3
3,8
6
8,1
Эталон (вода)
2,2
2,3
2,8
3,5
5
6
3. Влияние различных видов минеральных удобрений на высоту растений
Таблица 5: Растение томат
Дата
11.12
21.12
29.12
10.01
23.01
08.02
Азотное удобрение
14
21
25
29
32
35
Калийное удобрение
15
23
31
36
45
55
Фосфорное удобрение
15
22
32
34
52
66
Комплексное удобрение
16
25
31
36
53
65
Эталон (вода)
15
21
29
30
44
51
Таблица 6: Растение перец
Дата
11.12
21.12
29.12
10.01
23.01
08.02
Азотное удобрение
2,3
2,9
3,2
3,8
5
8,1
Калийное удобрение
2,4
2,9
3,2
3,5
4,6
7,5
Фосфорное удобрение
2,2
2,5
2,7
3
4,5
6
Комплексное удобрение
2,4
2,9
3,4
4
6
10
Эталон (вода)
2,4
2,6
2,9
3
4,3
7,5
4. Влияние различных видов минеральных удобрений на процесс цветения
Таблица 7: Растение томат
Дата
11.12
21.12
29.12
10.01
23.01
08.02
Азотное удобрение
-
-
-
-
-
-
Калийное удобрение
-
-
-
бутоны
цвет
цвет
Фосфорное удобрение
-
-
-
бутоны
бутоны
цвет
Комплексное удобрение
-
-
-
бутоны
цвет
цвет
Эталон (вода)
-
-
-
-
-
-
Таблица 8: Растение перец
Дата
11.12
21.12
29.12
10.01
23.01
08.02
Азотное удобрение
-
-
-
-
бутоны
бутоны
Калийное удобрение
-
-
-
-
-
бутоны
Фосфорное удобрение
-
-
-
-
-
бутоны
Комплексное удобрение
-
-
-
-
бутоны
бутоны
Эталон (вода)
-
-
-
-
-
бутоны
Выводы:
Проведенный эксперимент показал:
Для роста и развития растений необходимы минеральные вещества. Они могут усваиваться только в растворенном виде.
Водопроводная вода, не приводит к бурному росту растений, но способствует их жизнедеятельности.
Азотные удобрения способствуют наращиванию зеленой массы растения, что отражается в большом количестве листьев на стебле.
Фосфорные удобрения стимулируют вступление растений в плодоношение, что отразилось на времени цветения растений.
При использовании комплексных минеральных удобрений происходит полноценное развитие растений.
Количество вносимых минеральных удобрений должно быть строго ограниченным. Избыток минеральных веществ накапливается в почве, что негативно сказывается на развитии растений.
Литература
Внеклассная работа по химии. Пособие для учителей. М., Просвещение, 1986. 191с. С ил.
Габриелян О.С. Химия 9 класс: Учеб. для общеобразоват. Учеб. заведений. -5-е изд., стереотип. –М.: Дрофа,2002.- 224с.: ил.
Криксунов Е.А. и др. Экология: 9 класс: Учеб. Для общеобразовательных учеб. заведений / Е.А.Криксунов, В.В.Пасечник, А.П.Сидорин. –М.:Дрофа,1995.-240с.: ил.
Интернет-ресурсы
http://агроудобрения.рф
Приложение 1.
I этап эксперимента – декабрь
Рассада перца
Рассада томатов
Приложение 2.
II этап эксперимента – январь-февраль
Рассада перца
Рассада томатов
HYPER13PAGE HYPER15
20