Учебный центр «Крисмас+»

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХИМИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ТОРФОГРУНТОВ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ.

Автор: Никитина Татьяна, 10 кл.

МБОУ - гимназия №1, г. Тула

Руководители: Буколова Т. А., Муравская Л. А.

Комплекс необходимых элементов растения получают через корневую систему из субстрата [2]. Он бывает естественным – природный грунт, или искусственным. Искусственные субстраты, предлагаемые для выращивания рассады, являются изделием из минеральных или органических веществ, содержащих все необходимые питательные элементы для жизнедеятельности растений. Удобство их использования обусловлено тем, что они уже готовы к применению, однако качество готовых грунтов, не всегда отвечает требованиям, предъявляемым к субстратам.

Цель работы: сравнительная характеристика физико-химических и биологических свойств искусственных субстратов различного назначения.

Задачи:

1. Изучить ассортимент имеющихся в продаже искусственных субстратов, выбрать субстраты различного назначения и сопоставить их химический состав, указанный на упаковке;

2. Определить физико-химические показатели искусственных субстратов;

3. Определить биологическую активность субстратов (методом биотестов и по активности каталазы);

4. Выяснить возможность выращивания рассады в данных субстратах в домашних условиях.

Методы – химические анализ проводили в водной и солевой вытяжке [1,4]: pH определяли на приборе pH-метр ИПЛ-301; содержание катионов Ca++ и Mg++ - титриметрически с трилоном Б; оценку биологической активности проводили методом биотестов; активность каталазы определяли по методу А. И. Галстяна [3].

Объекты исследований - «Универсальный грунт для цветочных культур» (образец № 1), натуральный торфогрунт «Томаты и перцы» (образец № 2), питательный грунт «Роза» (образец № 3) и универсальный грунт «Крепыш» (образец № 4).

Анализ сведений, представленных на упаковке грунтов, показал, что содержание основных питательных веществ в образцах может колебаться в довольно широких пределах: максимальное содержание элементов в 1,5-2 раза больше минимального (грунты № 1, 2 и 4). Для образца № 3 приведено только минимально возможное содержание азота, фосфора и калия. При минимальном содержании питательных веществ беднее всего может оказаться образец № 1 (для цветочных культур), самый питательный – грунт «Крепыш» (образец № 4).

Определение физико-химических показателей субстратов:

Лабораторными исследованиями установлено, что по ряду физико-химических показателей грунты сходны: все они бесструктурные, сложение рыхлое раздельно-частичное. Окраска от темно-бурой до темной буровато-серой. Включения в виде песка, гранул удобрений и перлита.

Весовая влажность (на сырой вес) составляет 50,1% (образец № 1), 61,4% (образец № 2), 48,1% (образец № 3) и 58,1% (образец № 4).

Ситовым методом из воздушно-сухих образцов выделены 3 фракции частиц: размером > 1мм, 1-0,25 мм и 1мм во всех образцах составляет 28,5-37,5%. В образце № 3 самое высокое содержание частиц размером 1-0,25 мм (56,3%) и самое низкое (15,2%) содержание частиц размером < 0,25 мм. В образцах № 1, 2 и 4 соотношение частиц данных фракций примерно одинаково. Частицы размером более 0,25 мм (слабо разложившиеся растительные остатки) плохо впитывают воду.

Исходя из данных по химическому составу (табл.1) можно предположить, что в грунтах № 3 и 4 преобладает верховой торф, который обычно беднее кальцием по сравнению с низинным торфом. pH солевой вытяжки в основном соответствует тем значениям, которые указаны на упаковках.

Табл. 1

Химические показатели искусственных субстратов.

По качественным реакциям в образце № 4 меньше всего нитратного азота и низкое содержание фосфора. Больше всего фосфора в образце № 3.

Биологическая активность исследованных субстратов:

В качестве тест – объектов использовали семена кресс-салата, горчицы белой и редиса, семена бархатцев и 2-х сортов томатов: «Балконное чудо» и «Микадо розовый». За контроль в данном исследовании принимали образец почвенной смеси № 4 («Крепыш»), который заявлен как универсальный грунт для рассады.

Как показали исследования, субстрат № 2 значительно угнетал рост проростков горчицы (рис. 1), а также в той или иной степени тормозил рост проростков редиса и кресс-салата, тогда как субстрат № 3 оказывал слабое стимулирующее действие на рост надземных частей проростков этих объектов. Заметно угнетал рост корней кресс-салата субстрат № 1.

В опытах с семенами бархатцев (рис. 1) грунт, предназначенный именно для цветочных культур (образец № 1) угнетал рост данных проростков: длина надземных частей составляла 64,5%, а длина корней – 45,5% от контроля. В образцах № 2 и 3 эти величины составляли 80,6% и 100% соответственно.

В опытах с томатами, хуже всего была развита корневая система у проростков в субстрате № 2 (рис. 2) именно том, который предназначен для томатов и перцев. Томаты сорта «Балконное чудо» (низкорослые) лучше всего развивались в субстратах № 3 и 4, а сорта «Микадо» (высокорослые) – в субстратах № 1, 3 и 4.

Рис. 1 - Проростки горчицы белой (а) и бархатцев (б), выросшие в иссле-дованных грунтах.

1 – грунт для цветочных культур; 2 – грунт для  томатов и перцев; 3 – грунт «Роза»; 4 – универсальный  грунт «Крепыш».

Рис. 2 - Проростки томата «Балконное чудо» (а) и «Микадо розовый» (б), выросшие в исследованных грунтах.

1 – грунт для цветочных культур; 2 – грунт для  томатов и перцев; 3 – грунт «Роза»; 4 – универсальный  грунт «Крепыш».

Мы определяли в образцах грунтов активность фермента каталазы. Наибольшая активность наблюдалась в образце № 2, что говорит об интенсивно протекающих в нем микробиологических процессах. Судя по тому, что данный грунт оказывал на тест - объекты угнетающее действие, можно предположить, что источником токсинов может быть микрофлора.

Выводы:

1. В настоящее время в продаже имеется большое количество искусственных субстратов универсального или специального назначения на основе торфа, содержащих в качестве добавок структурирующие компоненты, макро- и микроэлементы, ростовые вещества.

2. Анализ данных о составе исследованных четырех субстратов специального (для цветочных культур, роз, рассады томатов и перцев) и универсального назначения показал, что заявленное производителями возможное содержание основных элементов питания может колебаться в широких пределах, в результате чего разница между субстратами по питательной ценности не всегда будет выражена.

3. Результаты лабораторных исследований субстратов показали, что они различаются по исходной влажности, процентному соотношению частиц разного размера (> 1 мм, 1-0,25 мм, < 0,25 мм.), степени разложения растительных остатков, содержанию нитратного азота, фосфора, обменных катионов кальция и магния.

4. Методом биотестов установлено, что субстраты специального назначения, особенно образец № 1 (для цветочных культур) и № 2 (для томатов и перцев) по сравнению с универсальным грунтом «Крепыш» в той или иной степени угнетают рост проростков тест - объектов, в том числе грунт для цветочных культур угнетает рост проростков бархатцев, а грунт для томатов – рост проростков томатов.

5. Субстрат для томатов и перцев отличается высокой, по сравнению с другими субстратами, активностью каталазы, что может свидетельствовать об интенсивно протекающих микробиологических процессах.

Заключение.

Таким образом, из исследованных нами четырех субстратов («для цветочных культур», «Томаты и перцы», «Роза», «Крепыш») наиболее подходящим для выращивания в домашних условиях рассады огородных и цветочных культур оказался универсальный грунт «Крепыш» фирмы «Фаско». Анализ полученных нами данных дает возможность усомниться в необходимости поиска субстратов узкоспециализированного назначения (для капусты, для томатов, для кабачков и пр.). Это может быть оправдано при выращивании экзотов, например орхидей, отличающихся особыми требованиями к субстратам, или культур, требующих низких значений pH (хвойные, вереск, клюква и пр.). В остальных случаях можно обойтись грунтом универсального назначения, имеющего значения pH в пределах 5,5-6,5, что подходит для большинства растений, выращиваемых на огородах и в цветниках.

На основании наших исследований мы можем посоветовать вновь приобретаемый субстрат проверить на наличие токсических веществ методом биотестов, например с такими быстро прорастающими семенами, как редис, салат-латук, кресс-салат и др. Это не потребует больших затрат времени и усилий, но поможет избежать неудач при выращивании рассады более ценных культур.

Список использованной литературы:

1. Агрохимические методы исследования почв. – М.: Наука, 1975. – 656 с.

2. Вальков В. Ф., Казиев К. Ш., Колесников С. И. Почвоведение. – М. – Ростов-на-Дону: Март, 2004. - 496 с.

3. Экологический мониторинг: Учебно-методическое пособие/ под ред. Т. Я. Ашихминой. М.: Академический Проект, 2005. – 416 с.

4. Хазиев Ф. Х. Ферментативная активность почв. - М.: Наука, 1976. – с. 18-23.

См. также

Учебное оборудование производства ЗАО «Крисмас+» для исследования почвы

Путеводитель по выбору оборудования для учебно-исследовательских работ

Этот материал опубликован в Сборнике тезисов участников IX Международного конкурса «Инструментальные исследования окружающей среды»