Uurimuslik programm "Päikese mõju maal ja taimede elu" Vapramäe-Vellavere-Vitipalu Sihtasutus UURIMUSLIK PROGRAMM: PÄIKESE MÕJU MAAL JA TAIMEDE ELU. T

Väljavõte

1 UURIMUSLIK PROGRAMM: PÄIKESE MÕJU MAAL JA TAIMEDE ELU. Töö käik: Programmi alguses tutvutakse kavandatud ülesannete ja kasutatavate seadmetega. Koos tehakse selgeks andmekoguja ning andurite kasutamine uurimusliku töö raames. Korratakse uurimusliku õppe järke ning õpilased jaotatakse vastavalt ülesannetele rühmadesse. Iga ülesande alguses on sissejuhatav tekst. Vastavalt klassi valmisolekule on rühmal võimalik uurimisküsimuse järgi ise hüpotees koostada või kasutada juhendaja poolt eelnevalt ettevalmistatud variante. Õppeaine: bioloogia, füüsika, geograafia Sihtrühm: III kooliaste, gümnaasium Kestvus: 3-4 h Programmi eesmärk: Kinnistada õpitud materjali läbi praktilise tegevuse. Avastada, millist mõju avaldab päike elutegevuses Maal. Katsete käigus saadud kogemuse põhjal näited ökoloogilise tasakaalu olulisusest. Pööratakse tähelepanu jäätmetekke probleemile ja sellega kaasnevatele ohtudele. Mõttearendus säästliku ressursikasutuse teemadel. Uurimisküsimus 1: Kuidas mõjutavad erinevad tegurid fotosünteesi aktiivsust? Hüpotees: *Päikeselises kohas on fotosüntees kaks korda kiirem kui varjus. *Fotosüntees toimub ainult lehtedes. Uurimisküsimus 2: Kuidas mõjutab Maa ja Päikese paiknemine aastaaegu? Hüpotees: *Aastaajad on tingitud Maa liikumisest orbiidil. *Maakera kalde puudumise korral ei muutuks aastaaegade vaheldumise osas mitte midagi. Uurimisküsimus 3: Kuidas toimib kasvuhoone efekt? Hüpotees: * Kasvuhooneefekt ei teki siis, kui maapind neelab soojust. *Kui maapind oleks kaetud peegelpindadega, tõuseks kasvuhooneefeki intensiivsus kahekordseks. Uurimisküsimus 4: Millises olukorras on Vapramäe mullad? Hüpotees: *Vapramäe mullad on sobivad põllukultuuridele. *Varakevadine (valida sobiv aastaaeg) aeg on taimekasvuks parim/halvim. Vajalikud õppevahendid: LabQuest andmekoguja 4 tk, biokamber, CO 2 sensor, O 2 sensor, hõõglamp, halogeenlamp, gloobus, pinnase niiskuse mõõtja, UVA sensor, UVB sensor, temperatuuriandur, mulla niiskuse andur, ph andur

2 Päikese mõju Maal Sissejuhatus: Päikeselt kiirguvat soojusenergiat ja valgust kasutavad oma elutegevuseks nii loomad kui taimed. Ilma päikeselt tuleva valguseta ei toimuks fotosünteesi protsessi, mille käigus aitab rohelus puhastada õhku süsinikdioksiidist andes vastu hapnikku. Lisaks valgusele on taimedel vaja ka ka sobivat kasvukeskkonda. Selles peaks olema piisavalt niiskust, mis aitab toitainetel juurte kaudu taimeni jõuda. On teada, et ilma päikeseta ei oleks elu Maal võimalik. Maa pöörlemine ja tiirlemine toob kaasa meile omase elurütmi öö ja päeva vaheldumisega erinevates aastaaegades. Kasutades Vernier i mõõtmisvahendeid ja LabQuesti andmelugejaid saame katsete kaudu järgi proovida, kuidas need protsessid toimuvad. Teemad: Uurimisteema 1: Taimede fotosüntees Uurimisteema 2: Aastaajad Maal Uurimisteema 3: Kasvuhooneefekt Uurimisteema 4: Kui terve on muld? Mulla ph, niiskus ja temperatuur

3 Uurimisteema 1: Taimede fotosüntees Taustainfo: Päikese toimel leiab looduses aset protsess, mille käigus elusorganismid muudavad päikeseenergia keemiliseks, kasvuks vajalikuks energiaks fotoaktiivsete pigmentide, näiteks klorofülli, kaasabil. Fotosünteesi lähteaineks on süsinikoksiid, vesi ja mineraalained, saaduseks aga süsivesikud (peamiselt glükoos, fruktoos ja tärklis) ning kõrvalsaaduseks hapnik. Protsessi aktivaatoriks ja energiaallikaks on päikeseenergia. Mida intensiivsemalt fotosüntees taimedes toimub, seda rohkem orgaanilist ainet taim toodab ja seda kiiremini ta kasvab Uurimisküsimus: Kuidas mõjutavad erinevad tegurid fotosünteesi aktiivsust? Uurimuslik ülesanne: Meenuta mida oled õpikutest antud teemaga seoses teada saanud. Aruta rühmakaaslastega mida oled kuulnud lisaks vanematelt, meediast vms. Sul on kasutada allpool loetletud töövahendid. Oleta, mida saaksid nende abil fotosünteesi protsessi kohta uurida ning moodusta sellest jutustav lause- hüpotees. Töövahendid: LabQuest andmekoguja CO 2 andur O 2 andur biokamber taimne materjal Hüpotees: /Rühma enda koostatud hüpotees/ *Päikeselises kohas on fotosüntees kaks korda kiirem kui varjus. *Fotosüntees toimub ainult lehtedes. Katse läbiviimine 1. Otsi metsast rohelist taimset materjali (proovi leida 4 erinevat). NB! Kogus peaks katma biokambri põhja. 2. Leia katseks sobiv paik. Valmista ette biokamber. Paigalda andurid. Jälgi, et oleks õhukindel! 3. Lülita sisse LabQuesti andmelugeja ning ühenda andurid. (Mõõtmise seadistamine sensorid andmete kogumine režiim: ajapõhine; kiirus: 60; intervall (muutub vastavalt ise) :0,01667; kestvus: 60 min laiendatud: märgista kõik ruudud 4. Leia einevaid kohti, kus uurida biokambris toimuvaid muutusi (nt päikseline ja vari). Iga muutuja ilmnedes vajuta markeerimise nuppu. Fikseeri andmed katse toimumiskohta saabumisel sõnaga algus! 5. Jälgi andmete muutumist erinevate keskkonnategurite mõjumisel.

4 6. Muuda biokambri tingimusi suurendades CO 2 taset. Selleks eemalda korraks CO 2 andur, hinga avast sisse, aseta andur õhukindlalt tagasi ja mõne minutii möödudes fikseeri uuesti saadud tulemus. 7. Vaheta biokamber, ühenda andurid ja korda tegevusi alates punktist Kandke saadud andmed tabelisse. 9. Moodusta andmelugejas kõiki tulemusi kajastav graafik. Mõõtmistulemused Mõõtmispunktide iseloomustus Mõõtmine 1 O 2 ja CO 2 Mõõtmine 2 O 2 ja CO 2 Mõõtmine 3 O 2 ja CO 2 Millistel juhtudel erinesid mõõtmistulemused kõige rohkem, millistel kõige vähem? Millest on see erinevus tingitud?

5 Järeldus hüpoteesi kohta (Kas alguses seatud oletus osutus õigeks? Põhjenda katse tulemustega) Mida huvitavat said katse käigus teada? Kas leidsite rühmas võimalusi, kuidas saaks ülesannet huvitavamaks ja põnevamaks teha?

6 Abimaterjal (juhendajale infoks, kokkuvõtete tegemiseks) Päikese toimel leiab looduses aset protsess, mille käigus elusorganismid muudavad päikeseenergia keemiliseks, kasvuks vajalikuks energiaks fotoaktiivsete pigmentide, näiteks klorofülli, kaasabil. Fotosünteesi lähteaineks on süsinikoksiid, vesi ja mineraalained, saaduseks aga süsivesikud (peamiselt glükoos, fruktoos ja tärklis) ning kõrvalsaaduseks hapnik. Protsessi aktivaatoriks ja energiaallikaks on päikeseenergia. Leht on taime organ, mis on tavaliselt spetsialiseerunud fotosünteesile. Teda katab mõlemalt poolt epiderm, kattekude, milles paiknevate õhulõhede kaudu toimub gaasivahetus väliskeskkonnaga. Kattekudede vahel paikneb põhikude, mesofüll, mis on kloroplaste sisaldavate rakkude kogum. Fotosünteesi mõjutavad tegurid on: valguse intensiivsus- Kui valgust on vähe, on fotosüntees aeglane. Fotosüntees kiireneb, kui valguse hulk kasvab, kuid ainult teatud piirini. Sellest suurem hulk valgust fotosünteesi enam kiiremaks ei muuda temperatuur- Fotosüntees algab, kui temperatuur tõuseb üle 0 ºC. Kõige intensiivsem on fotosüntees C juures. Kui temperatuur tõuseb üle 40 ºC, aeglustub fotosüntees kiiresti ning peatub lõpuks, sest liiga kõrgel temperatuuril hävivad fotosünteesiks vajalikud ensüümid (valgumolekulid); CO 2 hulk õhus- Mida kõrgem on süsihappegaasi kontsentratsioon, seda kiiremini toimub fotosüntees. Atmosfääris on süsihappegaasi alla 0,04%, kuid on näidatud, et kontsentratsiooni tõstmine 0,1%-ni tõstab oluliselt fotosünteesi intensiivsust. Alates mingist piirist fotosünteesi intensiivsus enam ei suurene; taime varustatus vee ja mineraalainetega- 1)Vesi on fotosünteesi üks lähteaine veest saadakse fotosünteesi toimumiseks vajalikke elektrone ja vesinikioone. Koos veega liiguvad ka toitained pinnasest taimejuurtesse. Kui vett on liiga palju, siis aurustub see õhulõhede kaudu; kui vett on liiga vähe, sulguvad õhulõhed ja fotosünteesi intensiivsus väheneb ka seetõttu, et süsihappegaasi ei pääse enam õhulõhede kaudu sisse. Mineraalainetest saadakse mitmeid keemilisi elemente (nt fosforit, kaaliumit, lämmastikku), mida on vaja fotosünteesis osalevates ensüümides ja pigmentides; taime füsioloogiline seisund- Näiteks taimehaigused või stress võivad pärssida fotosünteesi. Samuti on puhkeseisundis taimes ainevahetus madal ja fotosüntees pärsitud; taimeliik- Osa taimi on valguslembesed, osa varjulembesed. Varjutaimede fotosünteesi intensiivsus on madalam kui valguslembestel taimedel ka ereda päikesevalguse käes. Abimaterjal (juhendajale infoks, kokkuvõtete tegemiseks)

7 Mida intensiivsemalt fotosüntees taimedes toimub, seda rohkem orgaanilist ainet taim toodab ja seda kiiremini ta kasvab. Kuidas inimesed seda enda tarbeks ära kasutada saavad? -Seda saab kasutada saagikuse suurendamiseks. Kui fotosüntees on intensiivsem, siis tuleb parem saak. Selleks, et kunstlikult fotosünteesi intensiivsust tõsta, kasvatatakse taimi kasvuhoonetes, kus saab keskkonnatingimusi lihtsamini muuta. Fotosünteesi mõjutavad tegurid: valguse intensiivsus- Kui valgust on vähe, on fotosüntees aeglane. Fotosüntees kiireneb, kui valguse hulk kasvab, kuid ainult teatud piirini. Sellest suurem hulk valgust fotosünteesi enam kiiremaks ei muuda temperatuur- Fotosüntees algab, kui temperatuur tõuseb üle 0 ºC. Kõige intensiivsem on fotosüntees C juures. Kui temperatuur tõuseb üle 40 ºC, aeglustub fotosüntees kiiresti ning peatub lõpuks, sest liiga kõrgel temperatuuril hävivad fotosünteesiks vajalikud ensüümid (valgumolekulid); CO 2 hulk õhus- Mida kõrgem on süsihappegaasi kontsentratsioon, seda kiiremini toimub fotosüntees. Atmosfääris on süsihappegaasi alla 0,04%, kuid on näidatud, et kontsentratsiooni tõstmine 0,1%-ni tõstab oluliselt fotosünteesi intensiivsust. Alates mingist piirist fotosünteesi intensiivsus enam ei suurene; taime varustatus vee ja mineraalainetega- 1)Vesi on fotosünteesi üks lähteaine veest saadakse fotosünteesi toimumiseks vajalikke elektrone ja vesinikioone. Koos veega liiguvad ka toitained pinnasest taimejuurtesse. Kui vett on liiga palju, siis aurustub see õhulõhede kaudu; kui vett on liiga vähe, sulguvad õhulõhed ja fotosünteesi intensiivsus väheneb ka seetõttu, et süsihappegaasi ei pääse enam õhulõhede kaudu sisse. Mineraalainetest saadakse mitmeid keemilisi elemente (nt fosforit, kaaliumit, lämmastikku), mida on vaja fotosünteesis osalevates ensüümides ja pigmentides; taime füsioloogiline seisund- Näiteks taimehaigused või stress võivad pärssida fotosünteesi. Samuti on puhkeseisundis taimes ainevahetus madal ja fotosüntees pärsitud; taimeliik- Osa taimi on valguslembesed, osa varjulembesed. Varjutaimede fotosünteesi intensiivsus on madalam kui valguslembestel taimedel ka ereda päikesevalguse käes.

8 Uurimisteema 2: Aastaajad Maal Taustainfo: Aastaajad vahelduvad, kuna Maa tiirleb ümber Päikese nii, et Maa kujuteldava telje asend jääb aasta pikkuse teekonna jooksul samasse asendisse. Maakera teeb aasta jooksul aeglaselt liikudes tiiru ümber Päikese. Poole tiiru ehk poole aasta jooksul on Päikese poole pööratud põhjapoolkera. Sel ajal langevad põhjapoolkeral päikesekiired maapinna suhtes suurema nurga all ja meil on suvepoolaasta. Teisel poolaastal on vastupidi: põhjapoolkera on Päikesest ära pööratud, päikesekiirte kaldenurk on väike ja meil on talvepoolaasta. Uurimisküsimus: Kuidas mõjutab Maa ja Päikese paiknemine aastaaegu? Uurimuslik ülesanne: Meenuta mida oled õpikutest teemaga seotult teada saanud. Aruta rühmakaaslastega mida oled kuulnud lisaks vanematelt, meediast vms. Sul on kasutada allpool loetletud töövahendid. Oleta, mida saaksid nende abil aastaaegade vaheldumise kohta uurida ning moodusta sellest jutustav lause- hüpotees. Töövahendid: Gloobus Hõõglamp Infrapuna termomeeter Hüpotees: /Rühma enda koostatud hüpotees/ *Aastaajad on tingitud Maa liikumisest orbiidil. *Maakera kalde puudumise korral ei muutuks aastaaegade vaheldumise osas mitte midagi. Katse läbiviimine 1. Lülita sisse infrapuna termomeeter ja LabQuesti andmelugeja. 2. Sea valmis katse lähteasend- statiiv halogeenlambiga laua keskele, ühte laua serva aseta gloobus. Otsi üles Eesti. Keera leitud punkt gloobuse jala poole (vaata, et ei jääks varju!). Lase temperatuuridel kohaneda ca 1 minut. NB! Jälgi, et telje kalle püsiks läbivalt katse jooksul ühes suunas. 3. Mõõda temperatuurid poolustel, ekvaatoril ja Eesti asukohas (salvesta näit siis, kui temperatuuri kõikumine antud kohas on minimaalne). Salvesta need vastavate nimedega andmelugejasse. 4. Liiguta gloobus edasi veerand ringi jagu (jälgi telje kalde suunda!), keera taas Eesti asukoht päikese poole ning lase päikesel ca 1 minut toimida. Mõõda temperatuurid neljas mõõtmiskohas. 5. Korda katset kaks korda, liigutades gloobust mõlemal juhul uuesti veerand ringi jagu (saades seega kokku 4 mõõtmistulemuste komplekti). NB! Jälgi telje kalde suunda. 6. Kandke saadud andmed tabelisse. 7. Leia loodusest erineva pinnamoega kohti ja mõõda maapinna temperatuur. Iseloomusta lühidalt mõõtmise kohta ning märgi saadud andmed.

9 Mõõtmistulemused Asukoht gloobusel Mõõtmine 1 Mõõtmine 2 Mõõtmine 3 Mõõtmine 4 Milliste punktide mõõtmistulemused gloobusel erinesid kõige rohkem, millistel kõige vähem? Koha iseloomustus Temperatuuri näit Kuidas on omavahel seotud katse gloobusega ja katse maapinnal?

10 Järeldus hüpoteesi kohta (Kas alguses seatud oletus osutus õigeks? Põhjenda katse tulemustega) Mida huvitavat said katse käigus teada? Kas leidsite rühmas võimalusi, kuidas saaks ülesannet huvitavamaks ja põnevamaks teha?

11 Abimaterjal (juhendajale infoks, kokkuvõtete tegemiseks) Aastaajad vahelduvad, kuna Maa tiirleb ümber Päikese nii, et Maa kujuteldava telje asend jääb aasta pikkuse teekonna jooksul samasse asendisse. Maakera teeb aasta jooksul aeglaselt liikudes tiiru ümber Päikese. Poole tiiru ehk poole aasta jooksul on Päikese poole pööratud põhjapoolkera. Sel ajal langevad põhjapoolkeral päikesekiired maapinna suhtes suurema nurga all ja meil on suvepoolaasta. Teisel poolaastal on vastupidi: põhjapoolkera on Päikesest ära pööratud, päikesekiirte kaldenurk on väike ja meil on talvepoolaasta. Animatsioon Video- erinevad kliimatüübid

12 Uurimisteema 3: Kasvuhooneefekt Taustainfo: Paljud atmosfääri gaasid, CO 2 nende seas, imavad Maa soojusenergiat ja kiirgavad seda kõikides suundades. Sel viisil allapoole kiiratud energia soojendab pinda ja madalamat atmosfääri kihti. Seda efekti nimetatakse kasvuhooneefektiks. Kui CO 2 hulk suureneb, kiirgub ka rohkem soojust ning kaasneb kliima soojenemine, mis mõjutab mitmeid protsesse Maal. Kasvuhoonegaaside (sh CO 2 ) kontrolli all hoidmiseks on tehtud ülemaailmselt jälgimisi ja erinevate kvootide ja regulatsioonidega püütakse nende teket vähendada. Uurimisküsimus: Kuidas toimib kasvuhoone efekt? Uurimuslik ülesanne: Meenuta mida oled õpikutest uurimisteema kohta teada saanud. Aruta rühmakaaslastega mida oled kuulnud lisaks vanematelt, meediast vms. Sul on kasutada allpool loetletud töövahendid. Oleta, mida saaksid nende abil uurida ning moodusta sellest jutustav lause- hüpotees. Töövahendid: LabQuest andmekoguja UVA sensor UVB sensor Temperatuuriandur Katsepaiga tarvikud Hüpotees: /Rühma enda koostatud hüpotees/ * Kasvuhooneefekt ei teki siis, kui maapind neelab soojust. *Kui maapind oleks kaetud peegelpindadega, tõuseks kasvuhooneefeki intensiivsus kahekordseks. Katse läbiviimine: 1. Sea üles katsepaik (karp imiteerib atmosfääri, sisu maapinda). Jälgi, et maapind ei mõjutaks temperatuuri mõõtmisandmeid, vahele neutraalne kiht. 2. Paiguta karpi mõlemad UV andurid (ürita seada päikese suunda) ja temperatuuriandur. Peale moodusta nn. maapind. Lase andmetel koguneda ca 5 minutit. Jälgi andmete omavahelisi seoseid. 3. Korda katset uue maapinnaga. 4. Muuda katse toimumispaika (päikselisest varju ja vastupidi). Korda uutes oludes alates punktist 1.

13 Mõõtmistulemused Mõõtmispunktide iseloomustus Mõõtmine 1 Mõõtmine 2 Mõõtmine 3 Mõõtmine 4 Tähelepanekud katse käigus: Järeldus hüpoteesi kohta (Kas alguses seatud oletus osutus õigeks? Põhjenda katse tulemustega)

14 Abimaterjal (juhendajale infoks, kokkuvõtete tegemiseks) Paljud atmosfääri gaasid, CO 2 nende seas, imavad Maa soojusenergiat ja kiirgavad seda kõikides suundades. Sel viisil allapoole kiiratud energia soojendab pinda ja madalamat atmosfääri kihti. Seda efekti nimetatakse kasvuhooneefektiks. Kui CO 2 hulk suureneb, kiirgub ka rohkem soojust ning kaasneb kliima soojenemine, mis mõjutab mitmeid protsesse Maal. Kasvuhoonegaaside (sh CO 2 ) kontrolli all hoidmiseks on tehtud ülemaailmselt jälgimisi ja erinevate kvootide ja regulatsioonidega püütakse nende teket vähendada.

15 Animatsioon- CO2 ja temperatuuri seos Päike kiirgab energiat mitmetel lainepikkustel. Mida lühem on lainepikkus, seda rohkem on kiirgust ning kahju tekitavat mõju. UV kiirgus on nähtavast valgusest lühema lainepikkusega ja on alati mänginud olulist rolli meie keskkonnas, mõjutades peaaegu kõiki elavaid organisme. Kiirguse absoluutset tugevust (kiiritustihedust) mõõdetakse sensoritega, mille spektraaltundlikkus vastab inimese naha erüteemtundlikkusele. (Erüteem on pindmiste veresoonte laienemise tagajärjel tekkiv nahapunetus.) Mõõtühikutena on kasutatud nn efektiivseid kiiritustiheduse ühikuid W ef /m 2 ja J ef /m 2. Vahel esitatakse saadav kiirgus doosina (MED meditsiiniliselt efektiivne doos; 1 MED vastab doosile 250 efektiivset J/m 2 ). See doos ongi minimaalne kiirgushulk, mis tekitab normaalsele kaitsekreemideta ja päevituseta nahale punetuse. UV-indeks 1 tähistab erüteemselt efektiivse kiirguse tihedust 0,025 W/m2 Eeldatavat UV indeksit saab arvutada korrutades UVB sensori näitu 40-ga ekraani cm 2 /mw näidust. Sellisel juhul võib saada pelgalt ligikaudse väärtuse. UVA sensori puhul see ei toimi. UV-indeks Kiirguse tase Taseme värv 0 2 Nõrk Roheline 3 5 Mõõdukas Kollane 6 7 Tugev Oranž 8 10 Väga tugev Punane 11+ Äärmiselt tugev Violetne UV kiirgused jagatakse kaheks, neist pikema lainepikkusega UV-A on tegev D-vitamiini tootmises kuid samas on päikesepõletuse ja silma läätsekae tekkimise põhjustajaks. Teine, lühema lainepikkusega, on UV-B kiirgus, mille radioaktiivsuse peab enamasti kinni osoonikiht. Tegu on kiirgusega, mis kahjustab DNA molekule. Õnneks on elusrakud targad ja oskavad tekkinud kahju parandada spetsiaalsete ensüümidega. Paraku on inimesed oma tegevusega põhjustanud muutusi atmosfääri koostises, mis omakorda vähendab osooni kihti. See tähendab, et suurem hulk UV kiirgust pääseb atmosfäärist läbi ja jõuab Maa pinnale.

16 Lisaks tervisekahjustustele, põhjustab UV-B hulga suurenemine saagikuse hulga ning kvaliteedi vähenemist. Vähendades fütoplankoni (veekeskkonna toiduvõrgustike alglüli) populatsiooni muutub maa süsiniku tarbimine, sest umbes 85% Maa süsiniku varudest paikneb just ookeanides.

17 Uurimisteema nr 4: Mulla tervis Taustainfo: Muld on sisuliselt taastumatu ja asendamatu loodusvara. 1 cm huumuskihi tekkeks võib kuluda vähemalt 500 aastat, seega tuleb mulda säästvalt kasutada ja kaitsta niisama hoolsalt kui õhku või vett. Hetkel on umbes 40% maakera muldadest halvas või väga halvas seisundis. Samas nõudlus toidu järele kasvab iga aastaga. Mullad võivad hävida nii looduslikel kui ka inimtekkelistel põhjustel. Kõige traagilisemad tagajärjed on kõrbestumisel ja erosioonil, mida viimastel kümnenditel on märgatavalt kiirendanud inimtegevus. Vale maaharimine ja maaparandus, üleväetamine ja saastamine petsitsiididega viib muldade kurnamise ja hävimiseni. Mulla kõige olulisemad keskkonnanäitajad on temperatuur, niiskus ja happesus. Nimetatud kolm näitajat määravad taimkatte optimaalsed kasvutingimused ja orgaanilise aine lagunemiskiiruse, seega huumushorisondi tekke. Mulla huumusvaru võib tulevikus väheneda, sest muutub kliima soojemaks ja sademete kogus suureneb. Need on tingimused, mis kiirendavad orgaanilise aine lagunemist ja vähendavad huumuse tekke võimalust. Uurimisküsimus: Millises olukorras on Vapramäe mullad? Uurimuslik ülesanne: Meenuta mida oled õpikutest uurimisteema kohta teada saanud. Aruta rühmakaaslastega mida oled kuulnud lisaks vanematelt, meediast vms. Sul on kasutada allpool loetletud töövahendid. Oleta, mida saaksid nende abil uurida ning moodusta sellest jutustav lause- hüpotees. Töövahendid: LabQuest andmekoguja pinnaniiskuse andur temperatuuri andur ph sensor Hüpotees: /Rühma enda koostatud hüpotees/ *Vapramäe mullad on sobivad põllukultuuridele. *Varakevadine (valida sobiv aastaaeg) aeg on taimekasvuks parim/halvim. Katse läbiviimine 1. Lülita sisse LabQuest andmekoguja ja ühenda seadmed. 2. Leia loodusmaja läheduses 4 kohta, mis tunduvad pinnamoe poolest kõige erinevamad. Tee labidaga süvend. Aseta süvendisse niiskuse- ja temperatuuriandur. Lükka õrnalt maapind tagasi kokku. Ole pinna niiskuseanduriga ettevaatlik, et see ei murduks! Lase andmetel koguneda. 3. Mõõda katsepaigas mulla ph tase. Puuduta anduriga (mitte surudes!) maapinda, oota kuni näit enam ei kõigu. 4. Korda tegevusi uues mõõtmiskohas alates punktist Kanna andmed tabelisse

18 Mõõtmistulemused Mõõtmispunktide iseloomustus Mulla ph Niiskus Temperatuur Tähelepanekud katse käigus: Järeldus hüpoteesi kohta (Kas alguses seatud oletus osutus õigeks? Põhjenda katse tulemustega)

19 Abimaterjal (juhendajale infoks, kokkuvõtete tegemiseks) Mulla ph määrab kui kergesti on mullas olevad mikroelemendid taimedele kättesaadavad. Enamikele taimedest sobib ph vahemik 6-7. Suurem näitaja viitab aluselisele, madalam happelisele mullale. Muldade ph taset saab korrastada - happesuse vähendamiseks tuleb muldi lubjata, happesuse tõstmiseks võib mulda viia väävlit, mis hakkab toimima vastavalt mullaorganismide elutegevuse aktiivsusele, mistõttu on selleks parim aeg suvi. Pinnase temperatuuri ööpäevane käik on sarnane õhu temperatuuri käigule, olles kõige madalam peale päikesetõusu ja kõige soojem keskpäeval. Mulla sügavuse suurenedes kõikumised vähenevad ning miinimumi ja maksimumi esinemised hilinevad. Temperatuuri ööpäevasele käigule mõjub ka taimkate, pidurdades päeval selle soojenemist ja öösel jahtumist. Samuti sarnanevad aastased temperatuuri käigud. Suurim temperatuuri kõikumine toimub pindmises kihis. Kevadine külviaeg võiks alata siis, kui mullatemperatuur on ligilähedane seemnete idanemiseks vajalikule minimaalsele temperatuurile (näit. teravili 0-5 C, kartul 7-8 C, kurk ja tomat C). Kõrgematel temperatuuridel idanevad seemned kiiremini, kuid alates 45 C kõrgemad temperatuurid osutuvad siiski ebasoodsaks. Ka pikaaegne liigmadal mulla temperatuur võib seemned hävitada, eriti liigniiskes mullas. Optimaalseks kasvuks vajab iga taim oma erinevas arenemisfaasis teatud, omavahel sobival määral erinevat mulla- ning õhutemperatuuri (näit. linale on parim, kui muld 10º ja õhk 22ºC). Päeval tugevalt soojenevate muldade temperatuur on ligilähedane päevase õhutemperatuuriga, aga erineb öösel palju. Neil, nö soojadel muldadel sobib kasvatada rohkem maapealsetest osadest saaki andvaid kultuure (kurgid, tomatid jt). Päeval aeglaselt soojenevatel nn. külmadel muldadel kasvavad paremini juurikate või mugulatega saaki andvad kultuurid.

20 Mulla peamine soojusallikas on päikeseenergia. Temperatuuril on taimede idanemisele ja tärkamisele väga suur mõju. Nisu, oder ja kaer idanevad 3-5 C juures, kuid kiireks tärkamiseks on eelistatav temperatuur 20 C. Mida kõrgem on mulla veesisaldus, seda aeglasemalt mulla temperatuur kevadel tõuseb. Mullavesi pärineb enamasti sademetest ja põhjaveest. Kõik taimed on tundlikud mulla liigniiskuse suhtes. Eelkõige halvendab liigne vesi mullas tunduvalt mulla varustatust hapnikuga, mille tagajärjel taimede juured ei saa hingata ning nad surevad. Liigniiskusega kaasneb mullast huumuse ja mineraalainete väljauhtumine ehk väheneb mulla viljakus või hoopiski peatab huumuse kujunemise. Niisugusel juhul tekib turvas lõpuni lagunemata taimejäänuste kogum. Mulla reaktsioon näitab, kas muld on happeline, neutraalne või leeliseline. Enamik kultuurtaimi eelistavad neutraalset või nõrgalt happelist mulda (ph 6), mille puhul on head tingimused toitainete omastamiseks. Enamik taimi ei talu mulla reaktsiooni üle 9 (tugevalt leeliseline) ja alla 3,5 (tugevalt happeline). Näiteks vihmaussid eelistavad neutraalset või nõrgalt happelist mulda, samas traatusse (naksurlaste vastsed) levib rohkesti happelises mullas. Uurimise all olevad tegurid mõjutavad otseselt mullahingamist- protsessi milles CO 2 eraldub juurte, mikroobide, mullafauna, lagunemise ja mulla orgaanilise aine oksüdatsiooni tõttu.

21 Kasutatud allikad: %FCldosa2010%5B1%5D.pdf Esitluse link: Jg/edit?usp=sharing