Проект Локтионовой Марии. Влияние стимуляторов растений на их рост и урожайность
 Скачать 1.09 Mb.
|
|
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Гимназия №2» г.Курчатова Исследовательский проект Тема: «Влияние стимуляторов растений на их рост и урожайность» Автор: Локтионова М.А., ученица 9 в класса Руководитель: Матвеева И. М., учитель биологии Курчатов 2022 Содержание2. Практическая часть 6 Заключение 13 Литература 14 Введение Вступление Иногда, кажется, что зелёные растения созданы природой более просто, чем представители животного мира. Но это всего-навсего иллюзия. Растительный организм – не менее сложная система, в которой постоянно происходят многоступенчатые биохимические и физиологические процессы. На скорость их протекания, направленность и локализацию влияют многие факторы, в том числе вещества, которым человек придумал название «стимуляторы» или регуляторы роста и развития растений. Именно эти соединения способны заставить растение лучше расти, пышнее цвести, быстрее укореняться, давать больший урожай и эффективнее бороться с неблагоприятными факторами окружающей среды. Актуальность моей работы: актуальность моей работы заключается в её практическом применении. Использование стимуляторов ускоряет прорастание семян и дальнейший рост растений. Результаты данной работы можно использовать при выращивании культурных растений на приусадебных участках. Цель работы: выявить лучший препарат, стимулирующий прорастание семян, дальнейший рост и их урожайность. Задачи: Изучить, систематизировать, проработать, проанализировать и обобщить найденный материал по данной проблеме. Провести практические эксперименты и выявить влияние стимуляторов на прорастание семян кресс-салата, и рост и урожайность фасоли. Сделать выводы и использовать их при выращивании культурных растений. Гипотеза: предположим, что различные стимуляторы способны ускорять процесс прорастания семян культурных растений, их рост и урожайность. Методы: 1. Сбор и анализ информации по теме с использованием различных литературных источников. 2. Проведение эксперимента. 3. Наблюдение. 4. Измерение. 5. Фотосъёмка 6. Сравнение. Объект исследования: средства, стимулирующие рост растений. Предмет исследования: эффективность прорастание семян под действием стимулирующего средства, рост и урожайность растений. 1. Основная часть 1.1 Общие сведения о стимуляторах роста. Стимуляторами роста растений являются физиологически активные соединения синтетического или природного происхождения, способные в малых количествах вызывать различные изменения в процессе роста и развития растений. Они являются сильными биостимуляторами, т.е. повышают иммунитет, укоренение черенков, увеличивают всхожесть и ускоряют прорастание семян, снижают отрицательное воздействие неблагоприятных внешних факторов как похолодание или засуха, стимулируют образование завязей, ускоряют созревание плодов, стимулируют цветение. Стимуляторы роста, а точнее было бы их назвать регуляторами роста, в последнее время приобретают все большую популярность. И дело не только в том, что они способствуют росту урожайности – они обеспечивают повышенное качество наших овощей и фруктов. Стимуляторы роста успешно используются в садоводстве, виноградарстве и овощеводстве для ускорения укоренения при размножении, уменьшения предуборочного опадения плодов, с целью задержки цветения, прореживания цветков и завязей, для замедления прорастания клубней, корнеплодов и луковиц при хранении, для борьбы с сорняками и т.д. Но, как любые биологически активные вещества, регуляторы роста требуют очень осторожного обращения с ними. Передозировка этих соединений очень опасна: можно не только не получить ожидаемого эффекта, но столкнуться с прямо противоположным результатом. Большинство биологически активных веществ в низких и очень низких концентрациях играют роль стимуляторов роста, способствуют повышению иммунитета, активизируют плодоношение. В высоких концентрациях эти же препараты оказывают действия, угнетающие физиологические процессы в растении. Так что лучше немного недодать, чем передать. По характеру действия на растительные ткани регуляторы роста делятся на стимуляторы (ускоряют рост и развитие) и ингибиторы (тормозят рост и развитие). По происхождению регуляторы роста бывают природными и синтетическими. 1.2 Природные стимуляторы роста и их действие К природным регуляторам роста относят фитогормоны, ингибиторы роста и витамины. Известно 6 основных эндогенных фитогормонов: ауксин, гиббереллин, цитокинин, абсцизин, этилен и брассин (табл.). Каждый из них имеет синтетические аналоги. К уже известным и изученным группам фитогормонов в наше время выделено ещё несколько эндогенных регуляторных веществ: брассиностероиды, жасминовая и салициловая кислоты, некоторые олигосахариды. Из мевалоновой кислоты синтезируются 4-е класса фитогормонов: стимуляторы — гиббереллины, цитокинины и брассиностероиды, а также ингибитор — абсцизовая кислота. Ауксин образуется в зонах растения с высокой меристематической активностью, инициирует деление и растяжение клеток, регулирует формирование проводящих пучков, участвует в изменении проницаемости мембран. Обогащённые ауксином ткани притягивают питательные вещества. Свойствами ауксина также является способность задерживать опадение листьев и завязей, вызывать партенокарпию. Такие регуляторы роста ауксиновой природы, как 1-нафтилуксусная и индометил-3-масляная кислоты, применяют в садоводстве для укоренения черенков, повышения приживаемости саженцев и восстановления корневой системы у пересаженных кустарников и деревьев. Гиббереллины синтезируются в основном в листьях, откуда перемещаются вверх и вниз по стеблю. Они участвуют в переносе информации о нуклеотидной последовательности ДНК на информационную РНК при синтезе белков. Под их действием удлиняются листья, цветки и соцветия, гиббереллины усиливают рост стеблей сильнее, чем ауксины. Они практически не влияют на рост корней, но способствуют образованию партенокарпических плодов (бессемянных) и способны смещать пол растений в мужскую сторону. Цитокинины участвуют в синтезе фермента нитратредуктазы и транспорте ионов Н+, K+, Са2+, стимулируют прорастание семян, задерживают процессы старения растительных организмов, поддерживают нормальный обмен веществ у пожелтевших листьев, вызывая их вторичное позеленение. Цитокинин нашёл применение в культуре ткани, необходим для поддержания функциональной активности изолированных тканей и органов. Абсцизины синтезируются в листьях, транспортируются вверх и вниз по стеблю. Относятся к естественным ингибиторам, так как задерживают рост в фазе деления и растяжения клеток, но в высоких концентрациях не проявляют токсического действия. Участвуют в механизмах стресса, регулируя движение в устьицах. Индуцируют наступление состояния покоя у растений, ускоряют опадание плодов (абсцизия), задерживают прорастание семян. При наступлении неблагоприятных факторов внешней среды, особенно при дефиците влаги у растений, в их тканях происходит накопление абсцизовой кислоты, которая вызывает закрытие устьиц, снижается транспирация и сокращаются энергетические затраты. Этилен синтезируется во всех органах растения из метионина. Он повышает проницаемость клеточных мембран и скорость синтеза белка, тормозит деление клеток и удлинение проростков. Изменяет направление роста клеток с продольного на поперечное и утолщает стебель. Этилен вызывает быстрый рост верхней стороны органа, в результате чего лист или лепесток изгибается, поэтому его используют для ускорения раскрывания цветков. Опускание листьев под действием этилена сокращает транспирацию. В большинстве случаев он увеличивает период покоя семян и клубней, используется в качестве стимулятора созревания плодов и овощей. Брассиностероиды поддерживают работу иммунной системы растения, особенно в стрессовых ситуациях. Они содержатся в каждой растительной клетке, однако их естественный уровень в меняющейся экологической ситуации оказывается недостаточным для поддержания иммунитета и нормального развития в течение вегетации. Поэтому они проявляют эффект при обработке культур. Действие природных фитогормонов никогда не бывает изолированным друг от друга. Они находятся в растении в постоянном взаимодействии — дополняют или ослабляют взаимное влияние. Стимуляция и торможение развития — сложный механизм их взаимосвязи. Один и тот же фитогормон в разных условиях или в неопытных руках может дать неожиданный результат. 1.3 Синтетические стимуляторы роста Синтетические стимуляторы получают в результате органического синтеза. Так, в 1930-х годах голландский физиолог впервые синтезировал гормон ауксин (ИУК), затем появились более перспективные вещества: индолилмасляная и нафтилуксусная кислоты (гетероауксин). В 1940 году произвели дихлорфеноксиуксусную кислоту (2,4-Д) — гербицид из группы синтетических ауксинов. В 1955 году был синтезирован кинетин (цитокинин). В основе химической формулы регуляторов роста для культур лежат фитогормоны и вторичные ростовые вещества (аминокислоты, алкалоиды, карбоновые кислоты, лактоны, липиды, терпеноиды, флавоноиды). К синтетическим регуляторам роста также относят следующие ингибиторы— ретардантыиморфактины. Ретардантыизбирательно тормозят рост стеблей (снижают синтез гиббереллина) с целью получения растений с сильным ветвлением, крепким стеблем и мощной корневой системой, чем повышают устойчивость культур к неблагоприятным факторам внешней среды. При этом они не оказывают отрицательного влияния на физиолого-биохимические процессы, а именно на верхушечную зону меристемы, из которой развиваются листья и генеративные органы. Ретардантными свойствами обладает около тысячи химических соединений, большинство из которых относят к 4 группам веществ: Четвертичные ониевые соединения. Производные гидразина. Механизм их действия не связан с влиянием на синтез гиббереллинов, а обусловлен подавлением гормональной активности. Производные триазола. Этиленпродуцирующие. Морфактины вызывают аномалии в точке роста — тормозят развитие молодых частей растений за счёт нарушения транспорта гормональных соединений (появление уродливых органов у растений). В отличие от природных, синтетические ингибиторы резче подавляют ростовые процессы. Если соединение обладает резким подавляющим действием, то его относят к гербицидам, уничтожающим сорную растительность. Такие гербициды нарушают в растении морфогенетические процессы (формообразование), отчего ростовые процессы в тканях длительное время не поддаются восстановлению. 2. Практическая частьПрактическая часть моей работы состояла из двух экспериментов. В первом эксперименте я исследовала влияние различных стимуляторов роста растений на всхожесть кресс-салата. Во втором эксперименте исследовала рост и урожайность фасоли. В эксперименте мною использовались приобретённые, в магазине следующие стимуляторы роста растений: Стимуляторы роста, используемые в экспериментах Таблица №1
И контрольные образцы обрабатывались обычной водой из водопровода. 2.1 Влияние стимуляторов на всхожесть кресс-салата. Эксперимент №1 Эксперимент проводился при температуре воздуха в помещения 230С - 250С, при естественном освещении. В качестве грунта использовался грунт для овощных культур и семена кресс-салата пучкового, приобретённые в магазине. После высевания получилось 3 образца. Первый образец обрабатывался в течение эксперимента фитогормоном «эпин-экстра», второй образец обрабатывался только «суспензией хлореллы», а третий образец был контрольным и поливался только водой. В ходе эксперимента получили следующие результаты. Результаты влияния стимуляторов на всхожесть кресс-салата Таблица №2
Всхожесть - количество семян, способных образовывать нормально развитые проростки. Анализируя таблицу №2, мы видим, что образец №1 показал наилучший результат по всхожести семян, чем другие. Наихудший результат у образца №3 - контрольного. То есть, вырастить кресс-салат дома на окошке будет весьма проблематично без использования стимулирующих веществ. «Суспензия хлореллы», так же себя не проявила, то есть не смогла помочь семенам преодолеть стресс и посодействовать всхожести. Поэтому, результат, отражённый в таблице №3 закономерно плохой. Всхожесть семян при применении стимулирующих веществ Таблица №3  2.2 Влияние стимуляторов на рост и развитие фасоли. Эксперимент №2 Эксперимент проводился при температуре воздуха в помещения 230С - 250С, при естественном освещении. В качестве грунта использовался грунт для овощных культур и семена фасоли «Октава спаржевая», приобретённые в магазине. После высевания получилось 3 образца. Так же, как и в первом эксперименте первый образец обрабатывался в течение эксперимента фитогормоном «эпин-экстра», второй образец обрабатывался только «суспензией хлореллы», а третий образец был контрольным и поливался только водой. Результаты влияния стимуляторов на рост и урожайность фасоли Таблица № 4
Анализируя, эту таблицу № 4 мы видим, что в данном эксперименте хорошо себя проявила «Суспензия хлореллы». Применяя её, у образца №2 и всхожесть хорошая, и рост, и развитие. Стручья фасоли длиннее по сравнению с другими образцами и их количество на каждом стебле в среднем по 3 штуки. А вот у образца № 1, где применялся искусственно созданный гормон «эпин-экстра» не лучший результат. Всхожесть, даже хуже чем у контрольного образца №3. Взошло 50% посаженных семян. Количество стручьев на стебле в среднем 3 штуки, как и у образца №2. Образец №3 оказался в золотой середине по всхожести, но вот количество стручьев чуть меньше чем у других образцов в среднем 2 штуки на одном стебле. Результаты измерения образцов Таблица №5
Из таблицы №5 мы видим, что лучший результат урожайности у образца под №2. У него имеется 2 хорошо сформировавшиеся фасолины, крупнее, чем в других образцах и 4 менее сформированные. У образца под №1 результат несколько хуже. Имеется 2 хорошо сформировавшихся, фасолины среднего размера и 1 менее сформированная. А вот у образца под №3 самый худший результат. Имеется 3 плохо сформированные фасолины. Хорошо сформированные фасолины отсутствуют. Для дальнейшего развития и созревания потребуется время. Урожайность – урожай сельскохозяйственной культуры с единицы площади посева. Результаты урожайности фасоли Таблица №6  3. Заключительная часть Выводы Гипотеза подтверждена, возможно, получение хорошей всхожести при выращивании рассады кресс-салата с использованием стимуляторов. Фитогормон «Эпин-экстра» существенно повышает показатели роста и развития семян на 50 - 60% по сравнению с контрольным образцом. А вот использование «Суспензии хлореллы» существенно показатели всхожести не изменил. Так же стоит учесть, что применять в комнатных условиях для выращивания рассады салата стимуляторы роста не стоит, так как они , как оказалось в дальнейшем оказывают угнетающее действие. Рассада далее перестала развиваться и начала сохнуть. Так же подтверждена гипотеза о возможном увеличении роста и урожайности фасоли при использовании стимуляторов. Нам удалось это доказать в эксперименте №2. Можно сделать вывод, что «Суспензия хлореллы» простимулировала фасоль. Несмотря, на то, что эксперимент проходил с середины осени до середины зимы, когда солнечного света минимальное количество, да и условия в квартиры не способствуют плодоношению, мы всё-таки смогли добиться появления стручков. То есть, используя стимулирующие вещества для растений вполне возможно вырастить урожай на подоконнике. И я бы посоветовала к применению природные стимулирующие вещества не только для выращивания сельскохозяйственных растений, но и для комнатных. Таким образом, поставленные задачи выполнены. ЗаключениеИзучив научные данные о влиянии внешних и внутренних факторов на рост и развитие растений, их урожайность, выявили, что существуют вещества, стимуляторы роста. (Стимуляторами роста растений являются физиологически активные соединения синтетического или природного происхождения, способные в малых количествах вызывать различные изменения в процессе роста и развития растений). По результатам проведённых экспериментов определили процент всхожести семян в зависимости от действия предполагаемых стимуляторов, исследовали динамику роста и развития стеблей, корней и урожайность при воздействии на растения исследуемыми препаратами («Эпин-экстра», «Суспензия хлореллы») и получили наглядное представление о процессе роста. По итогам проведённых исследований составлены рекомендации: с целью стимулирования роста побегов комнатных растений. К использованию можно рекомендовать «Суспензию хлореллы». В будущем можно провести эксперимент, о возможном влиянии стимулирующих веществ на комнатные растения. Литература1. Гэлстон А., Девис П., Сэттер Р., Жизнь зелёного растения / А.Гэлстон, П. Девис, Р.Сэттер – М: Мир, 1938. - с.259. 2. Кресс- салат как объект экологических исследований //Методики исследовательской деятельности по экологии /отв. ред. О.С. Баянова, С.Л. Максимова- Тюмень: Департамент недропользования и экологии Тюменской области ГАУ ДОД ТО « Областной центр дополнительного образования детей и молодежи», Тюменское областное общественное детское движение «Чир», 2013. - с.76-77. 3. Лисовский Г. М. Управляемое культивирование микроводорослей. Изд.«Наука», 1964 – 153с. 4.Стимулятор корнеобразования «Корневин». [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://cveti-rasteniya.ru/kornevin-stimulyator-rosta-korney.html–Дата обращения: 15.11.2020 5. «Эпин – экстра». [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://plodorod.net/domashnie-udobreniya/epin-ekstra-primenenie-dlya-rastenij/#i –Дата обращения: 20.11.2020 6. «Экопин». [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://sadovyy-internet-magazin.ru/collection/stimulyatory-rosta-dlya-rasteniy/product/ekopin-kupit-primenenie-instruktsiya-po-primeneniyu-otzyvy –Дата обращения: 18.10.2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
