Наукова робота. Вплив магнітного поля на ріст і розвиток рослин

Роботу виконали учениці:
6-А класу – Чорнокульська Анастасія
8-Б класу – Лотоцька Анастасія

Керівники:
Ніколайчук Анна Олександрівна,
вчителька фізики
Флоринської загальноосвітньої школи І -ІІІ ст.
Бершадського району Вінницької області,
лауреатка IV Всеукраїнського Інтернет-конкурсу
„УЧИТЕЛЬ РОКУ–2019” за версією
науково-популярного природничого журналу
„КОЛОСОК” у номінації „Фізика і астрономія”

та вчителька біології
Зелененька В.М

Вступ

Актуальність теми дослідження

В даний час усіма визнається, що багато процесів в біосфері залежать від космічних умов і, в першу чергу, від стану магнітосфери. Біологічна дія магнітних полів – одна з найбільш актуальних проблем сучасності. Інтерес до цього впливу диктується самим життям. Зміна умов навколишнього середовища і сучасний темп життя роблять людину все більш чутливою до подразників, наприклад, до електромагнітних полів, дія яких поширюється на все живе землі. В цьому відношенні проведення досліджень в даній сфері сучасно і необхідно. Дослідженнями різних вчених встановлено, що магнітне поле в великому діапазоні частот небайдуже для рослин.

Мета: дослідити, як впливає магнітне поле на процес проростання, ріст і формування рослин. ( Пшениці, гороху, квасолі)

Завдання дослідження: контроль над протіканням дослідів і реєстрація необхідних параметрів вимірювань  – енергії проростання насіння; показників схожості насіння і життєстійкості проростків; зміна довжини корінців і пагонів проростків.

Об’єкт дослідження: пшениця сорту «Дарунок Поділля» (Triticum L.), горох (лат. Pisum) , квасоля звичайна(Phaseolus vulgaris L.).

Розділ 1. Магнітне поле Землі

1.1. Значення магнітного поля

Матнітне поле Землі – це область навколо планети, де діють магнітні сили. Походження магнітного поля Землі до цих пір залишається загадкою для вчених. Передбачається, що джерелом поля є рідке металеве ядро Землі. Велика частина планет Сонячної системи мають магнітні поля в тій чи іншій мірі. Навіщо планетам магнітне поле? Завдяки йому вони захищені від проникнення шкідливих випромінювань, що виходять з космосу, виконуючи роль своєрідного фільтра. А також, воно захищає штучні супутники і жителів планети від сонячної радіації та від дії частинок космосу. До них відносять заряджені, йонізовані частини сонячного вітру. Коли вони потрапляють в нашу атмосферу, магнітне поле змінює їх траєкторію руху і напрямляє уздовж лінії поля. До того ж, в епоху нових технологій ми увійшли завдяки нашому магнітному полю. Всі сучасні, найрізноманітніші накопичувачі пам’яті (диски, карти) – залежать безпосередньо від магнітного поля. Його напруженість і стабільність безпосередньо впливає на абсолютно всі інформаційні, комп’ютерні системи, так як вся інформація, необхідна для їх належного функціонування, розміщена на магнітних носіях. Тому з упевненістю можна сказати, що процвітання сучасної цивілізації, «життєздатність» її технологій тісно залежить від стану магнітного поля нашої планети. Що сталося б якби Земля втратила своє магнітне поле можна тільки здогадуватися. Але якщо воно зникне, то життя на Землі буде неможливим – сонячна радіація знищить все навколо.

1.2. Лікувальні властивості магнітного поля

Магнітотерапія — вид терапії, суть якої полягає у впливі магнітних полів на органи або організм людини в цілому в лікувальних або профілактичних цілях. Про цілющі властивості магніту знали ще в 5 столітті до н. е., але вперше «офіційно» про новий метод лікування — магнітотерапію — заявили у Франції в 18 столітті. Тоді вперше було виявлено, що магніт значно зменшує і послаблює больові відчуття. Пізніше вже стало відомо і про інші властивості магнітних полів.

Магнітне поле має настільки різнобічну лікувальну дію, що може використовуватися при величезному числі захворювань. Основа лікувального ефекту магнітного поля – поліпшення кровообігу і стану кровоносних судин, що багато в чому визначає роботу всіх органів людини, стан нервової системи, кісток і суглобів.

Магнітна вода відноситься до засобів, що впливає на весь організм. Отримувати її в домашніх умовах можна за допомогою магніту. Практика підтверджує, що магнітна вода або інші магнітні рідини надають прекрасний оздоровчий ефект на людину. Вони активізують клітинні мембрани, посилюючи проникнення в клітину поживних речовин і виводячи токсичні речовини.

Магнітний браслет є методом профілактики і лікування ряду захворювань за допомогою впливу магнітного поля на біологічно активні точки зап`ястя руки людини. Носіння браслета рекомендується при гіпертонії в ранній стадії, головних болях, хворобах серцево-судинної системи, перевтомі, стресових станах, хворобах органів дихання.

Магнітні кліпси можна застосовувати для корекції стану серцево-судинної системи, при головних болях, початкових стадіях гіпертонії, хворобах органів дихання і простудних захворюваннях, лікарських токсикозах, різких коливаннях погоди, при перевтомі. Інтерес до впливу магнітних полів на людину виник відразу після відкриття цього явища. Цариця Клеопатра носила магнітний амулет, щоб зберегти свою молодість і красу.

Розділ 2. Магнітне поле і живі організми

2.1. Вплив магнітного поля на організм людини і тварини

Землю оточує магнітне поле, тому все, що знаходиться на Землі, в тому числі люди, тварини і рослини, піддаються дії невидимих силових ліній цього поля. Магнітне поле діє на весь організм відразу і повністю: від тіла і органу до клітини і окремих її молекул та атомів. Вплив магнітної енергії на людину: підтримує процеси саморегуляції організму; забезпечує природній контроль і прискорення процесів виздоровленя; знімає головну, суглобну, м’язову біль; покращує кровообіг, стабілізує тиск крові; підтримує імунну систему; захищає ендокринну систему; полегшує протікання стресів, запобігає депресії; покращує еластичність судин, гнучкість і рухливість суглобів; допомагає збалансувати всі системи життєдіяльності організму. Навіть наші предки, передали нам традицію встановлювати в дома спальні місця «головою на північ». В цій традиції закладено розуміння необхідності для глибокого, здорового сну від′ємного поля магніту. Різка зміна магнітного поля, наприклад, при магнітних бурях завжди негативно впливає на самопочуття. Дія магнітних бур змушує страждати від 10 до 15 % населення. Імунітет людини, а значить, і його властивість протидіяти дії на організм, в кінцевому рахунку, протяжність життя залежить від магнітного поля Землі. Вивчено і вплив магнітних бур на людину, зокрема на серцево – судинну систему. В ході досліджень з`ясувалося, що за пару днів до магнітної бурі збільшувалася кількість хворих з серцево – судинними ускладненнями. Також виявлено збільшення кількості випадків з летальним результатом. Організм реагує не в день магнітної бурі, а через добу після неї. Давно встановлено, що магнітне поле оберігає людство від згубного впливу сонячних променів, надаючи як негативний, так і позитивний вплив на організм.

Очевидну сприйнятливість до магнітного поля Землі продемонстрували, наприклад, терміти. Установлено, що в термітнику комахи розташовуються поперек магнітних силових ліній. Якщо комах екранувати від магнітного поля, то вони відразу втрачають свою здатність орієнтуватися в просторі. За таких умовах (без магнітного поля) вони розселяються довільно.Було встановлено, що в магнітному полі Землі орієнтуються молюски, хробаки й навіть водорості. Деякі морські бактерії розташовуються в придонному мулі під певним кутом до силових ліній магнітного поля Землі. Спостереженнями встановлено, що і на початку, і наприкінці польоту жуки, бджоли й інші комахи вибирають головним чином напрямок північ-південь або захід-схід. Досліди показали, що комахи змінювали вибір орієнтованого положення в просторі, якщо змінювався напрямок магнітного поля. Мухи й інші комахи «сідають» переважно в напрямку поперек або уздовж магнітних ліній магнітного поля Землі. Орієнтиром для перелітних птахів також служить магнітне поле Землі. Нещодавно вчені довідалися, що у птахів в зоні очей розташовується маленький магнітний «компас» — крихітне тканинне поле, у якому розташовані кристали магнетиту, що мають здатність намагнічуватися в магнітному полі.

Отже, питання вивчення геомагнітного поля Землі в середовищі нашого існування, є на даний момент одним з приоритетніх напрямів для оздоровлення, як людей, так і тварин.

2.2.Магнітне поле і рослини

Наша планета як відомо „купається” в гігантському магнітному полі. Магнітний панцер захищає її від бомбардування космічних частинок. Але це поле впливає на земні процеси, наприклад, на рослини.

Магнітні сили підвищують урожай. Так, помідори, вирощені в штучному магнітному полі, дозрівають швидше і дають більше плодів. Ученим треба ще багато зробити, щоб добре вивчити загадки взаємодії магнітного поля і рослин.

У результаті багаторічних спостережень канадські вчені –біологи прийшли до висновку, що пшениця, посіяна в напрямі схід-захід росте краще і дає більший врожай, ніж посіяна в напрямі північ-південь. Це явище канадські вчені пояснюють чутливістю рослин до магнітного поля Землі. Поле електромагнітів використовують для очищення насіння культурних сільськогосподарських рослин від насіння бур’янів. Для цього все насіння зміщують з дрібним залізним порошком, який прилягає до насіння бур’янів і не прилягає до гладенької поверхні насіння культурних рослин. Коли суміш насіння проходить повз електромагніт, то насіння бур’янів притягується до електромагніту і таким чином відокремлюється від насіння культурних рослин.

Всі рослини, які вільно розвиваються, орієнтуються в напрямку південного магнітного полюсу. Іншими словами, коріння переважно росте в цьому напрямку. Цей ефект залежності росту рослин (або частин) від магнітного поля називається магнітотропізмом рослин (тропос напрямок). В залежності від розміщення в грунті зерна відносно силових ліній магнітного поля Землі, суттєво міняються процеси їх проростання. Зерно посаженне стороною зародку до південного магнітного полюса, проростає швидше, ніж те яке посаженне зародком до північної сторони. Зерно, посаженне перпендикулярно до силових ліній проростає гірше, ніж при паралельному розміщенні.На нашу думку дія магнітного поля на біологічні об’єкти здійснюється через феромагнітні властивості.

Розділ 3. Дослідницько – експериментальна частина

3.1. Підготовка приладів та посадкового матеріалу для роботи

Для свого дослідження ми підготували місце, матеріал і прилади для спостереження.

Також для досліду ми взяли насіння пшениці сорту «Дарунок Поділля», гороху та квасолі звичайної.

Пшениця (Triticum L.) — рід однорічних трав’янистих рослин родини злакових; найважливіша харчова культура. Сорт «Дарунок Поділля» середньорослий, середньостиглий, висота рослин 92-95 см.

Горо́х (лат. Pisum) — рід квіткових рослин з родини бобові. Це однорічнa трав’яниста рослина зі слабкими стеблами, що в’ються. Листки перисті, закінчуються гіллястими (розгалуженими) вусиками, за допомогою яких горох чіпляється за інші поверхні.

Квасоля звичайна (Phaseolus vulgaris L.) — вид рослин з роду квасоля родини бобові. В їжу використовуються як насіння, так і боби (стручки).

Перебрали, очистили і відібрали неушкоджені насінини. Адже ми знаємо, що прорости і дати початок новим рослинам може насіння лише з живим зародком.

3.2. Дослід №1 « Вплив полюсів магнітів на проростання насіння пшениці сортової»

Свої дослідження та спостереження ми розпочали 21 листопада. Нами було відібрано 30 здорових життєздатних насінин пшениці. Насіння пророщуємо при природній орієнтації в гравітаційному полі Землі в прозорих стаканчиках, підживлюємо водопровідною водою. Використовуємо три зразки (по 10 насінин в кожному стаканчику), з яких два піддавалися впливу магнітного поля, а один був контрольним. Як джерела слабкого магнітного поля застосовувалися магніти, рівні між собою за силою впливу. Перший зразок ставимо на південний магнітний полюс, другий – на північний, а третій залишаємо без дії магніту. Щодня проводився контроль за проростанням насіння. Через 2-3 дні визначався відсоток пророслого насіння, довжина корінців і пагонів проростків.

Визначення зростання проводилося вимірювальною міліметровою лінійкою через кожну добу від початку сходів до закінчення спостережень. Результати вимірювань заносилися в таблицю.

Отже, з цього дослідження ми можемо зробити висновок, що у посудині №1 ( південний полюс), найперші сходи насіння з’явилися на 3 день, і тут найшвидше зійшли всі 10 насінин вже на 7день. У посудині №2( північний полюс)сходи з’явились на 6 день, а останній проросток з’явився на 13 день. У посудині №3( без дії магніту) перші сходи з’явилися на 6 день , а останні на 8 день. Ми бачимо, що все насіння проросло , а це означає ,що схожість насіння висока і найкраще розвинена коренева система у посудині №1, 3, слабше – №2.

3.3. Дослід №2 «Вплив силових ліній магнітного поля на проростання насіння гороху і квасолі звичайної»

Даний дослід ми розпочали 21 листопада. Для цього досліду ми відібрали здорове життєздатне насіння гороху та квасолі звичайної. Насіння пророщуємо при природній орієнтації в гравітаційному полі Землі в прозорих стаканчиках, підживлюємо водопровідною водою , дослідження проводим в класній кімнаті. Використовуємо чотири зразки (по 3 насінини в кожному стаканчику). В перші два стаканчики , ми посадили насіння гороху та квасолі звичайної , перпендикулярно(поперек) до силових ліній, а в інші два – паралельно(поздовж) до силових ліній. Як джерела слабкого магнітного поля застосували підковоподібні магніти, рівні між собою за силою впливу. Щодня спостерігали за проростанням насіння. Результати вимірювань заносилися в таблицю.Визначення зростання проводилося за допомогою лінійки через кожну добу від початку сходів до закінчення спостережень.

Тому, зі своїх спостережень, ми можемо сказати, що у посудині №2 з горохом перші 2 проростки з’явилися на 6 день , а на 14 день – проросли всі три. У посудині №1 з горохом перший проросток з’явився на 8 день . У посуді №2 з квасольою перші сходи з’явилися на 6 день, а на 14день з’явились всі проростки і перші листочки. А у посуді №1 з квасольою на 14 день видно, що насіння підняло ґрунт, воно набрякле, але на поверхню ще не проросло.

Висновки

Отже, за нашими спостереженнями, ми можемо зробити висновок, що насіння посаджене стороною зародку до південного магнітного полюса, проростає швидше, ніж те яке посаджене зародком до північної сторони, а насіння, що посаджене перпендикулярно до силових ліній проростає гірше, ніж при паралельному розміщенні.

Таким чином, на підставі результатів проведеного нами дослідження можна зробити висновок, що всі рослини, які вільно розвиваються, орієнтуються в напрямку південного магнітного полюсу залежності від розміщення в ґрунті насіння відносно силових ліній магнітного поля Землі, суттєво міняються процеси їх проростання. На нашу думку дія магнітного поля на біологічні об’єкти здійснюється через феромагнітні властивості.

Використана література

1. Іванчук В. Г. Магнетизм у Всесвіті. — К., 1967.
2. Холодов Ю.А. Человек в магнитной паутине – М.: Знаниє,1972.
3. Якушев В.І. Цікава фізика. – М., 1992.
4. Савченко В.Ф. Вивчення магнетизму в шкільному курсі фізики. – 1973.
5. Рачек І.М. Демонстраційні досліди з фізики. – 1971.
6. Джерело: http://dovidka.biz.ua/yake-znachennya-magnitnogo-polya-zemli/Довідник цікавих фактів та корисних знань © dovidka.biz.ua

Додатки

Дослід №1 Спостереження за впливом полюсів магнітів на проростання насіння пшениці сорту « Дарунок Поділля»

1. 21.11.18р. – заклали дослід. Для досліду ми взяли три прозорих посудини, насіння пшениці сорту «Дарунок Поділля», магніти.
2. Відібрали 30 штук насінин пшениці, та помістили їх по 10 насінин у кожну посудину з ґрунтом.
3. Посудину №1 розмістили до південного полюса зародками, посудину №2 до північного, а посудину №3 залишили без впливу магнітів.
4. Посудини з насінням полили і залишили у класній кімнаті на підвіконні при температурі 18-25градусів.
5. 23.11.18р. Посудина №1- зійшла одна насінина, висотою 0.3мм, посудина №2- сходів ще не має , посудина №3 – сходів не має.
6. 26.11.18р. Посудина №1- зійшло ще 7 проростків, посудина №2 – зійшло 6 проростків, посудина №3 – зійшло – 4 проростків.
7. 27.11.18р. Посудина №1 – всі 10 насінин проросли, і довжина найменших проростків 1.2см, а найбільшого 5см. В посудині №2 з’явився ще 1проросток,їх довжина від 1см. до 4.2см. У третій посудині зійшло ще 5 проростків довжиною від 0.5мм до 4см.
8. 28.11.18р. У посудині №1 найбільші проростки висотою 9см, а найменші – 4см., починають кущитися. У другій посудині з’являються ще 2 проростки, найвищі 7см, а найнищі – 3.5см. У третій посудині з’являється останній проросток, висота найбільшого 6.5,а найменшого 3см.
9. 05.12.18р. Посудина №1 – висота проростків від 10.5см до 16.2см., посудина №2 – зійшов останній проросток, але він дуже ослаблений, висота від 0.2см до 14см., у посудині №3 висота проростків від 8.5см до 15см. Найкраще розвинена коренева система у посудині №1, 3, слабше – №2.

Дослід №2 Спостереження за впливом силових ліній магнітного поля на проростання насіння гороху і квасолі звичайної»

1. 21.11.18р. – заклали дослід. Для досліду ми взяли чотири прозорих посудини, насіння гороху і квасолі звичайної, магніти у вигляді підкови.
2. Відібрали по 6 насінин гороху і квасолі, та помістили їх по 3 насінини у кожну посудину з ґрунтом.
3. У дві посудини під №1 розмістили насіння гороху та квасолі перпендикулярно (поперек ),а в дві посудини під №2 насіння розмістили паралельно ( поздовж).
4. Посудини з насінням полили і залишили у класній кімнаті на підвіконні при температурі 18-25градусів.
5. 26.11.18р. Посудина №1- горох – зійшла одна насінина, висотою 0.2мм, квасоля – сходів не має.
   Посудина №2- горох – проросла одна насінина і показується ще одна , квасоля – добре набрякла і пускає проростки.
6. 28.11.18р. Посудина №1 – горох – з’явились два проростки , перший – 2см , а другий – 1.2см., квасоля – без змін.
   Посудина №2 – горох- зійшли три проростки , висотою від 0.7мм до 1.5см., квасоля – без змін.
7. 03.12.18р. Посудина №1 – горох – два проростки , в яких з’являються перші листочки, квасоля без змін.
   Посудина №2 – горох – зійшли три проростки, у двох з’являються перші листочки, а третій висотою – 0.5мм., квасоля – в одного проростка з’являються перші два листочки , а дві насінини пробиваються крізь ґрунт.
8. 06.12.18р. Посудина №1 – горох- зійшло дві рослини , в першої – 4 листочки з вусиками, а в другої – 3 листочки, квасоля – насіння набрякле, видно зародки, але на поверхню ще не проросли.
   Посудина №2 –горох- зійшло дві насінини по 4 листочки з вусиками , висотою – 4.5 – 5см, і одна насінина висотою – 1см., квасоля – зійшли дві насінини , третя піднімається крізь ґрунт. Найбільша з них висотою – 9 см з двома великими листками і діаметром 4.5см.

Підготували місце, матеріал і прилади для спостереження

Перебрали і очистили посадковий матеріал

Відібрали тільки якісний, неушкоджений посадковий матеріал

Дослід №1 Висаджуємо насіння пшениці

Полили, розмістили по полюсах і перенесли на підвіконник

Дослід №2 Висаджуємо насіння гороху та квасолі звичайної

Полили, розмістили у підковоподібні магніти та перенесли на підвіконник

Перші сходи і перші заміри

Результати дослідження

Результати дослідження