МОУ «Лицей № 43»
(естественно-технический)
Растения – очистители воды
Выполнил:
Сагин Святослав "10 А" класс
Саранск
2015
Содержание
Введение 2
Реки Мордовии 2
Инсар 3
Фиторемедиация 3
Практическая часть 3
Сбор образца воды 3
Сравнение речной воды и фильтрованной воды из-под крана 4
Заселение растений в воду 5
Проверка качества воды 6
Вывод по всем экспериментам 9
Заключение 9
Список литературы 10
Введение
Ни один пруд не может обойтись без растений. С одной стороны, они являются неотъемлемой частью дизайна, а с другой — частью экологической системы водоема.
Высокие растения, которые высаживаются по краям прудика, способны не только придать красоту пруду, но и помочь затенить его от солнца.
Причем частью весьма активной, направленной на стабилизацию равновесия в экосистеме.
Высшие растения, очищающие воду, являются в этой системе необходимым и незаменимым элементом. Особенно это касается небольших непроточных прудов. Всем известно так называемое «цветение» воды и ее помутнение. Эти процессы быстро возникают, когда тепло и солнечно, а на дне разлагаются органические остатки. Виновны в этом низшие одноклеточные водоросли и бактерии. Безгранично размножаясь в комфортной среде, они делают водоем садового участка непригодным для функционирования в качестве пруда. Помещение определенного ряда высших растений в воду помогает решить проблему очистки пруда или по крайней мере затормозить процесс засорения водоема.
Корень на дне, цветы — на виду
Схема искусственного пруда.
Глубоководными называют растения, корни которых внедрены в донный грунт, стебли погружены в воду, а листья и цветы часто находятся на поверхности. Они помогают очистке пруда и придают водоему необычный привлекательный вид, что отражается и на дизайне садового участка в целом.
У этой группы растений хорошо развита способность поддержания экологического баланса в водоемах, расположенных в солнечных местах садового участка. В воде, защищенной от перегрева крупными плавающими листьями, формируется здоровый микроклимат. Вместе с тем укорененные водные растения вполне теневыносливы, поэтому могут очищать воду независимо от места расположения пруда. Большая глубина водоема также не является препятствием для их разведения с целью очистки пруда.
Виды глубоководных растений
Некоторые из глубоководных растений очищают воду, всасывая растворенные в ней органические вещества. При отсутствии в пруду растений из группы глубоководных, оздоровляющих водоем, в нем может начаться бесконтрольное размножение водорослей, бактерий и других нежелательных организмов. К таким растениям относят:
- блотноцветник (нимфейник); нимфея или водяная лилия; желтая кубышка; уруть (перистолистник); эйхорния; водокрас; рдест; роголистник; ряска; апоногетон.
Болотноцветник, или нимфейник: цветет с июля до конца лета желтыми цветами, собранными в соцветия. Существует также разновидность с белыми опушенными цветами. Наиболее неприхотливое из всех глубоководных растений. Оптимальная для него глубина посадки — 60 см. Размножается вегетативно, делением корневища, и настолько быстро, что листья, хотя и мелкие (не более 5 см в диаметре), способны полностью покрыть водную поверхность. Это свойство делает его не очень удобным для выращивания в небольшом по площади пруду. Болотноцветник устойчив к зимним холодам, невосприимчив к болезням и вредителям и способен очень хорошо чистить пруд.
Схема посадки растений в пруду.
Нимфея, или водяная лилия (кувшинка): представители этого рода крайне разнообразны, потому как он включает в себя более 30 видов, к тому же является объектом интенсивной селекционной работы. Большинство сортов выведены во Франции более 100 лет назад. Сорта различаются по размеру цветков (от 2,5 до 20 см) и по окраске. Существуют белые, желтые, розовые, красные цветы различных оттенков. Как дикие формы, так и селекционные кувшинки необыкновенно красивы, цветут довольно долго — с мая до глубокой осени. Они относительно нетребовательны к условиям произрастания, в особенности это относится к белым сортам. При подборе сорта для пруда необходимо учитывать, что кувшинки различаются по требованиях к освещенности, среди них есть более и менее теневыносливые. С точки зрения садового дизайна желательно соотносить размер цветка с площадью водоема.
Желтая кубышка цветет в июне-июле небольшими желтыми цветками округлой формы. Лучше растет в открытых теплых водоемах, но переносит и полутень. В зимнее время не погибает при промерзании. Желтую кубышку можно успешно применять для очистки пруда от органических примесей, предотвращая тем самым зацветание воды. Обладает лечебными свойствами, широко применяется в народной медицине.
Апоногетон — группа многолетних корневищных растений тропического происхождения, отличающихся красивыми полупрозрачными листьями. Однако эти растения очень требовательны к температуре и освещению. Они растут на небольшой глубине, большинство из них полностью погружены в воду. Для садового пруда лучше подходит апоногетон двухколосый, отличающийся плавающими на поверхности листьями и необычными белыми соцветиями, источающими сладкий и довольно стойкий по силе аромат.
Растения, которым не нужен корень
Схема деления растений для пруда.
Плавающие растения — очень своеобразная группа в том отношении, что корни таких растений свободно располагаются в толще воды, а не в грунте. Листья и цветы находятся на водной поверхности. С помощью корней, имеющих нитевидную форму, они активно питаются минеральными веществами прямо из воды и таким образом способствуют очистке ее от примесей. Как и глубоководные, плавающие растения препятствуют нежелательному перегреванию воды. Если в пруду имеются рыбы, то для них под покрытием из плавающих растений создается благоприятная, комфортная среда обитания.
Многие из растений этой группы красиво цветут. Размножаются они образующимися в результате семенами. Легкое и быстрое распространение по всему водоему очень характерно для не укореняющихся растений. С одной стороны, это облегчает работу по уходу за ними: для высадки несколько экземпляров просто помещают в воду, дальше они размножаются сами. Столь интенсивное увеличение массы способствует увеличению адсорбирующей поверхности и, как следствие, быстрой очистке водоемов. Но, с другой стороны, размножение настолько интенсивно, что его приходится ограничивать, время от времени удаляя излишки. Рекомендуется не позволять плавающим растениям занимать более 50% водной глади. Большинство из этих видов хорошо переносит зиму, опускаясь на дно и вновь всплывая на поверхность с наступлением тепла.
Уруть, или перистолистник встречается в пресных стоячих водоемах по всему миру. Из 60 видов урути лишь две — мутовчатая и колосистая — являются стойкими к морозам.
Пример оформления водоема.
Длинные стебли в сочетании с перистыми листьями эффектно смотрятся в воде. Соединение мутовчатое. Молодые побеги отрастают от корневища, достигают 1,5-2 метров. У некоторых видов побеги могут выступать над гладью пруда, например, у урути прозерпинаковидной. Если в садовом пруду выращивается именно этот вид, его необходимо сохранять в контейнере в помещении. У урути колосистой над водой выступают только соцветия. После опыления созревает плод — орешек, из которого весной развиваются молодые особи. Затенения уруть не любит. В пруду служит для очистки воды от вредных микроорганизмов.
Эйхорния: род включает в себя 7 видов.
В садовом водоеме обычно выращивают эйхорнию толстоножковую или водяной гиацинт. Листья, собранные в розетку, и цветки находятся над водой. У листьев в местах прикрепления есть вздутия. Голубые цветки по форме напоминают одновременно цветки орхидеи и гиацинта. Срок их жизни — 1-2 дня. Корни достигают 0,5 м и «парят» в воде. Такой эффект достигается огромным количеством тонких корешков, отходящих от главных корней. Огромная масса корешков вбирает и перерабатывает фенолы, соли тяжелых металлов, инсектициды и другие различные вещества и взвеси. В связи с этим эйхорния активно используется для очистки воды.
Места естественного обитания — субтропики и тропики. При температуре ниже 10˚С эйхорния погибает. Поэтому в условиях более сурового климата для регулярного ее возобновления необходимо научиться сохранять ее зимой. Для этого необходима подсветка, наличие грунта (подкормка макро - и микроэлементами), определенный температурный режим.
Водокрас обыкновенный, или лягушачий, можно встретить во многих местах. Листья округлые маленькие, собранные в розетку, цветки собраны в белые соцветия. При наступлении холодов водокрас формирует почки, которые зимуют на дне пруда. С наступлением теплой погоды в них формируются полости, которые позволяют почкам легко всплывать на поверхность. Развитие почек весной начинает новый цикл жизни водокраса. Растение подходит для садовых прудов из-за небольших размеров и сдержанного роста. При посадке этих растений становится сразу заметной очистка водоемов.
Рдест. Многие виды рдеста имеют корневища и одновременно крупные побеги с листьями, которые свободно плавают в водном пространстве. Листья различной формы — овальные, ланцетовидные. Цвет их на свету приобретает различные оттенки красного цвета. Очистка водоема обычно легко проходит при наличии этого растения. Его обычно выращивают в водоемах с текущей водой.
Роголистник. Листья сильно рассеченные, создают красивую ажурную зелень. Стебли длинные и сильно ветвятся в верхней части. Вместо корней есть бесцветные ризоиды, которые удерживают роголистник на большой глубине (до 9 метров). Цветки мелкие, собранные в соцветия, и опыление происходит под водой, в отличие от других высших водных растений. Волоски, покрывающие роголистник, создают внушительную адсорбирующую поверхность, содействующую очистке воды.{1}
Наиболее популярен среди садовых культур роголистник темно-зеленый, или погруженный. Его можно выращивать в затененной части сада. Яркого света он не выносит.
Ряска малая – растение многолетнее, является растением единственным в своём роде. Это растение можно встретить в небольших, тихих заводях, маленьких озерцах, болотах, оно создаёт большой, сплошной ковёр зелённого цвета. В зимний период, когда ледяная корка покрывает водную гладь, ряска не вмерзает в лёд, она продолжает плавать под ним в свободной воде. Сразу после того как лёд растаивает, ряска поднимается на поверхность воды. Ряска размножается достаточно активно, при помощи материнских растений, которые выделяют дочерние. Ряске понадобилось бы всего лишь пара недель, чтобы заполонить всю планету плотным слоем, если бы только условия везде были бы подходящими. Ряску с давних времён, относят к ценным лекарственным, пищевым и кормовым растениям. Этой травой любит лакомиться рыба. В ряске содержится почти столько же белка, сколько в листьях бобов, а питательные свойства этой травы приближены к культурным зерновым злаком.{2}
Ряска является довольно высококалорийной кормовой травой для выращивания большого количества промысловых животных. Эту траву хорошо поедают практически все водоплавающие птицы, а также ондатры и нутрии. Ряской можно даже понемногу подкармливать домашнюю живность. Уже давно эту водяную траву используют в качестве пищевого растения. Из ряски можно готовить салаты, супы и использовать в качестве приправы для блюд из мяса и рыбы.{3}
Практическая часть
Сбор образца воды
1.Нужно набрать воду из реки Инсар.
Место набора можно увидеть на рис.1 и рис.2
Рис 1. Место набора воды
Рис 2. Место набора воды
Сравнение речной воды и фильтрованной воды из-под крана
Вторым этапом стало определение качества речной воды по органолептическим показателям, и сравнение ее результатов с фильтрованной водопроводной водой.
Показатели | Вода из р. Инсар | Фильтрованная вода из-под крана |
Цвет | Легкий желтый оттенок | Вода прозрачная |
Осадок | 0.2 см осадка присутствует | Осадка нет |
Запах при нормальной температуре (20°C) | Присутствует слабый земельный запах | Запах не ощущается |
Запах при повышенной температуре (70°C) | Земельный запах стал более резким | Запаха нет |
Прозрачность | Можно прочитать текст, но четкость хуже чем, фильтрованная вода из-под крана. | Текст прочитать легко |
Табл.1
Рис. 3. Справа фильтрованная,
слева - речная
Вывод: Показатели речной воды не соответствуют нормам. Вода питьевая, но допустимы для речной воды. Желтый цвет характерен для равнинных рек, т. к. они несут большое количество песка, глины и прочих взвесей органического происхождения. Запаха так же нельзя избежать из-за разложения органических останков и т. п.
Заселение растений в воду
Следующий шаг исследования – заселение растений в речную воду для проверки гипотезы об очистительных способностях растений (рис.3).
Рис. 5. Слева – Ряска крупная, справа – речная вода без растения.
Проверка качества воды
По прошествии недели можно было приступить к проверке качества воды.
Сначала нужно было проверить воду по органолептическим показателям.
Показатели | Вода с Ряской | Вода без растения |
Цвет | Вода слегка приняла светло-зеленый оттенок. | Вода с желтым оттенком |
Осадок | Небольшое количество осадка белого цвета.(меньше чем было) | Большое количество осадка белого цвета |
Запах при нормальной температуре (20°C) | Запах практически отсутствует | Присутствует слабый земельный запах |
Запах при повышенной температуре (70°C) | Запах стал более отчетливым | Земельный запах стал более отчетливым |
Прозрачность (рис. 6) | Лучшая читаемость | Худшая читаемость |
Рис 6. Слева – вода без растения, справа – вода с Ряской
Рис 7. Слева –вода без растения, справа – вода с Ряской.
Вывод: По органолептическим показателям, вода с Ряской оказалась лучше, чем вода без растения т. к. Ряска обладает очистительными свойствами. Вода с Ряской имеет меньшее кол-во осадков и обладает лучшей прозрачностью.
Эксперимент №2
Для чистоты эксперимента я повторил его. Я заселил еще раз воду из р. Инсар ряской. Эксперимент прошел благополучно. Вода с ряской простояла 14 дней.
Проверка качества воды №2
Показатели | Повторно заселенная вода | Вода без растения |
Цвет | Практически прозрачный но есть слабый желтый оттенок | Вода с желтым оттенком |
Осадок | Присутствует в очень маленьких количествах. | Большое количество осадка белого цвета |
Запах при нормальной температуре (20°C) | Запах практически отсутствует. | Присутствует слабый земельный запах |
Запах при повышенной температуре (70°C) | Запах стал более отчетливым. | Земельный запах стал более отчетливым |
Прозрачность (рис. 6) | Лучшая читаемость | Худшая читаемость |
Вывод: Эксперимент №2 прошел благополучно. Мы убедились в том, что ряска действительно очищает воду из р. Инсар.
Заключение
В нынешнее время существует много способов очистки воды, но многие уже забыли, что природа тоже может очищать воду своими силами. В этом ей помогают животные, растения и микроорганизмы. Про биологическую очистку забыли потому что она не дешевая, но она самая экологичная. Такой очистке подвергается около 40% в будущем предполагается увеличить эту цифру вдвое!
