Přihlášení
Login
Heslo
Vyhledávání
Hledaný text
Kategorie
Škola
Ročník
Řadit dle

EU

Evropský sociální fond

Praha & EU:
Investujeme do vaší budoucnosti

Systém DATEL slouží pro online spolupráci, tvorbu a publikován článků. Následující články vznikly jako výstupy řešení projektu 3V - Vědě a výzkumu vstříc na zapojených středních školách. Více informací o projektu najdete na webu www.projekt3V.cz kde najdete i kontakt pro získání přístupového kódu pro učitele a manuál pro práci se systémem www.projekt3v.cz/materialy-ke-stazeni.html

Detail projektu

Zpět

Uhlík aneb Cesta tam a zase zpátky

Datum zveřejnění : 21. 10. 2010Tisk
Kategorie : Koloběh uhlíku
Autoři :  Sýkorová , Strouhalová , Říha , Vachuda , Homolka
Škola : Křesťanské Gymnázium,Křesťaské Gymnázium
Pod vedením : Sýkorová
Úkolem našeho pokusu bylo zjistit množství uhlíku v biomase rostlin. Zkoumány byly listy smetánky lekařské a břečťanu popínavého a jehličí smrku ztepilého. Na provedení jsme použili gravimetrickou metodu - vysušování zkoumaných vzorků na konstantní hmotnost, z které jsme pak vypočetli obsah uhlíku. Výsledkem pokusu bylo, že nejvíce uhlíku obsahuje jehličí smrku a nejméně listy smetánky. Ne všechny naše hypotézy se potvrdily, ale některé ano, jako například, že list smetánky lékařské je nejměkčí, tudíž bude obsahovat nejvíce vody a z toho vyplývá, že i nejméně uhlíku.

Úvod

V rámci projektu 3V  jsme si k tématu Uhlík vybrali rozšiřující úlohu s názvem "Různý obsah vody v listech". Biomasu, ve které se ukládá uhlík, netvoří pouze dřevo, o kterém pojednávala základní úloha, ale i listy, z čehož vycházel úkol našeho pokusu. Cílem bylo zjistit, kolik uhlíku v sobě jaká rostlina uchovává a tím určit, která je nejblahodárnější pro naše životní prostředí a tím pádem nejpraktičtější na pěstování.

Celý pokus byl konán mezi 30. dubnem a 15. květnem 2010. Porovnávali jsme listy těchto rostlin: smetánka lékařská (Taraxacum officinale), břečťan popínavý (Hedera helix) a smrk ztepilý (Picea abies). Suroviny jsme natrhali na pozemku naší školy v Kozinově ulici na Praze 10, a to 5 listů smetánky a břečťanu a asi 15centimetrovou větvičku ze smrku pro každou pracovní skupinu. K jejich úpravě jsme použili nůžky, pinzetu, filtrační papír a lepicí pásku. Zbytek pokusu jsme prováděli s pomocí vah a mikrovlnné trouby.

Předtím, než jsme se pustili do samotného pokusu, jsme dostali za úkol vyslovit naše hypotézy ohledně konečného výsledku. Všechny domněnky byly velmi různorodé a často si i vzájemně protiřečily. Uvedeme pouze pár zajímavějších z nich.

Pro vysoký obsah vody na konci experimentu: "Nejvíce vody bude obsahovat smetánka lékařská, protože její listy rostou přímo ze země, což jí usnadňuje přijímání vody z půdy." nebo "Nejvíce vody si udrží břečťan díky svému voskovitému povrchu listu, který způsobuje špatné odpařování H2O."

Pro nízký obsah vody na konci experimentu: "Nejméně vody po konci sušení zůstane v jehlicích smrku ztepilého kvůli jeho tvaru, který umožní slunci snazší přístup k jednotlivým jehlicím a tak suchý vzduch způsobí jednodušší a rychlejší vysušování."

Další hypotézy se týkaly momentálního obsahu vody v jednotlivých listech ještě před sušením. Vycházeli jsme z konzistence listů po jejich natrhání (čili před sušením). Listy smetánky lékařské byly nejměkčí, tudíž by měly obsahovat nejvíce vody. Naopak nejméně vody by mělo být obsaženo v nejtužším jehličí smrku ztepilého, právě kvůli jeho tvrdé konzistenci.

"U různých druhů a v různých orgánech rostlin je obsah vody velmi různý, v průměru je však v rostlinách 80-85% vody." (Slavíková, 1986)

Metodika

Pro vypracování projektu jsme zvolili tzv. gravimetrickou metodu. Po nasbírání všech potřebných listů do PET sáčků jsme je ve třídě co nejrychleji, aby5.jpg neuvadly, připravili do obálek pomocí nůžek, pinzety, filtračního papíru a lepicí pásky. Z filtračního papíru jsme vystřihli tři části o velikosti 15x15 cm se zobáčkem na zavření. Poté jsme všechny kusy papíru přeložili na šest stejných částí, čímž jsme vyrobili jednoduchou obálku. Papír bylo potřeba předem zvážit, abychom poté získali váhu pouze samotné rostliny. Do prostředního dílku obálek jsme vložili listy každé rostliny, které jsme předtím nastříhali na příslušnou velikost, v případě jehliček ze smrku otrhali z větvičky. Potom jsme papír seskládali do obálky a zalepili bílou páskou, na kterou jsme napsali číslo podle rostliny, která byla uvnitř (smetánka - 1, břečťan - 2, smrk - 3) a nakreslili znáček, aby si skupiny rozpoznaly své balíčky. Z druhé strany jsme obálky propíchali preparační jehlou, kvůli lepšímu a rychlejšímu usušení.

Každý balíček jsme zvážili a odečetli hmotnosti obálek. Listy smetánky vážily 3,3g, břečťanu 1,5g a jehlice smrku 2,4g (viz výsledky). Nastala fáze sušení, která probíhala v mikrovlnné troubě. Sušilo se 8x a to po dobu třiceti vteřin. Po sušení jsme balíčky zvážili.

Po týdnu a čtrnácti dnech jsme balíčky opět zvážili. Nakonec jsme získali konstantní hmotnost 0,5g u smetanky, 0,4g pro břečťan a 1,3g u smrku. Množství uhlíku jsme vypočítali na základě toho, že "v sušině živé biomasy vyšších zelených rostlin je průměrně 45% uhlíku." (Slavíková, 1986)

Gravimetrická metoda, kterou jsme použili, je považována za nejpřesnější a je také používána k potvrzování výsledků jiných metod. Avšak přes své nesporné výhody, má i své nevýhody. Tedy hlavně časovou náročnost (několik desítek minut) a šance na zničení zkoumaného materiálu. Některé obálky byly opáleny (viz obrázek pod odstavcem). Přesto byl náš výzkum úspěšný a žádný vzorek nebyl poškozen.

6.jpg 7.jpg

 

 

Výsledky

 

Měření  (g)

Smrk


Břečťan


Smetánka


1.

2,4

1

1,5

1

3,3

1

2.

1,5

0,625

0,6

0,4

0,7

0,212121

3.

1,4

0,583333

0,5

0,333333

0,6

0,181818

4.

1,3

0,541667

0,4

0,266667

0,5

0,151515

 

V následující tabulce můžeme vidět změny hmotnosti zkoumaných vzorků.

V prvním řádku je zaznamenáno první měření, které proběhlo před sušením. Od hmotností je již odečtena váha obálky (2g). Na druhém řádku můžeme vidět hmotnosti po sušení v mikrovlnné troubě. Na dalších dvou řádcích jsou pak kontrolní měření po jednom týdnu a po čtrnácti dnech. V druhých sloupcích nalezneme hmotnosti přepočítané na jeden gram, abychom jednotlivé údaje mohli porovnávat.

Z těchto údajů vychází i následující graf. Na něm můžeme vidět, že po sušení v mikrovlnné troubě se nejvíce vody odpařilo ze smetánky. Po dalších dnech se voda z jednotlivých listů neodpařovala již s takovým rozdílem.

1.jpg

 

Po dosažení konstantních hmotností jsme vypočítali následující údaje:

 


Smrk

Břečťan

Smetánka

hmotnost sušiny (g)

1,3

0,4

0,5

v biomase (= z počáteční hmotnosti)

54%

27%

15%

hmotnost odpařené vody (g)

1,1

1,1

2,8

v biomase

46%

73%

85%

hmotnost uhlíku (g)

0,585

0,18

0,225

v biomase

24,13%

12,15%

6,75%

 

Z této tabulky pak výcházejí následující grafy. Na prvním mužeme vidět poměr vody sušiny ve zkoumaných vzorcích a na druhém již konečné výsledky - nejvíce uhlíku se nachází v jehlicích smrku a nejméně v listech smetánky lékařské.

 

4.jpg

3.jpg

 

Diskuse

Po konfrontaci našich hypotéz s výsledky jsme zjistili, že ne všechny naše domněnky byly chybné. Nejsprávnější byla hypotéza, která vycházela z konzistence listů. Naopak mylné se ukázaly ty ohledně tvaru jehličí smrku, povrchu břečťanu či umístění listů smetanky u země.

Zvolená metoda nám nepřišla ideální. V mikrovlné troubě muže dojít k opálení obálky či zkoumaných vzorků a tím i změně hmotnosti. Navrhovali bychom jiný způsob, například sušit listy přirozeným způsobem. Experiment by byl delší, ale za to přesnější a méně rizikový.

Závěr

Naším pokusem jsme zjistili, že ze zkoumaných rostlin uchovává nejvíce uhlíku smrk a nejméně smetánka. Z toho vyplývá, že pro životní prostředí je z těchto tří rostlin vzhledem k ukládání uhlíku nejvýhodnější smrk. Mohli bychom proto z tohoto důvodu doporučit vysazování jehličnatých dřevin.

Obohatil nás celý experiment, neboť to byl první pokus v tomto oboru, který jsme prováděli.


Multimédia

Obálky Obálky
Sušení Sušení
Vážení Vážení

Citace

(1) RNDr. Jiřina Slavíková, CS s., Ekologie rostlin, Státní pedagogické nakladatelství, 1986


Autoři : Strouhalová Kateřina, Říha Jakub, Vachuda Dominik, Homolka Jakub,
Škola : Křesťanské Gymnázium,Křesťaské Gymnázium
Pod vedením : Sýkorová Ivana

Pro citaci použijte následující kód, který vložíte do políčka v citacích při vytváření projektu:
#0024#

Nahoru