IV Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ВЛИЯНИЕ МУЗЫКИ НА РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ
Жаданов Е.А.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение.

Научными исследованиями доказано, что музыкальные звуки и ритмы обладают определенной силой воздействия на окружающую среду и живые существа.Современная музыка отличается огромным разнообразием жанров и направлений. У каждого из моих одноклассников свои музыкальные предпочтения. Нам стало интересно, как музыка, которую мы предпочитаем слушать, влияет на организм. Задавшись этим вопросом, мы решили провести эксперимент на растениях.

Целью исследования стало изучение влияния музыки разных жанров на развитие растений.

Для достижения поставленной цели мы определили следующие задачи:

1) Теоретически обосновать влияние музыки на развитие растений.

2) Выявить музыкальные предпочтения кадет 23 учебного курса.

3) Экспериментально изучить влияние предпочитаемой кадетами музыки на прорастание семян фасоли стручковой, рост побегов овса посевного и скорость движения цитоплазмы у элодеи канадской.

Гипотеза – если музыка разных жанров отличается звучанием, она будет по-разному влиять на развитие растений.

Объект исследования – развитие растений.

Предмет исследования – влияние музыки разных жанров на развитие растений.

Методы, использованные в работе:

  • анализ научной и научно-популярной литературы;

  • опрос;

  • эксперимент;

  • наблюдение и измерение;

  • первичная обработка статических данных.

Практическая значимость - поскольку в кадетском общежитии для создания настроения транслируют музыку, на основе полученных данных можно будет порекомендовать музыкальные жанры, наиболее благотворно влияющие на организм.

Перспективность темы - экспериментальное изучение влияния музыки на поведение животных и физиологические показатели здоровья человека.

Глава 1. Теоретическое обоснование влияния музыки на развитие растений.

Во многих странах верили в то, что песенное или музыкальное сопровождение улучшает самочувствие и рост растений и способствует наиболее обильному урожаю. Но только в XX веке доказательства влияния музыки на растения были получены в результате опытов, проведённых в строго контролируемых условиях независимыми исследователями из разных стран.

Первые научные опыты по влиянию звуков музыкальных инструментов на рост растений были поставлены в 1917 году индийским ученым Д. Босом. Он установил, что проигрывание скрипичной музыки вызывает у растений довольно четко выраженную реакцию [1].

В 50-х годах появились работы других индийских ученых о влиянии музыки на гидриллу, стыдливую мимозу, десмодиум, бальзамин и бархатцы. Было установлено, что звучание скрипки вызывает заметное ускорение движения цитоплазмы в клетках гидриллы — растения из семейства водокрасовых. Через несколько минут после прекращения исполнения музыки скорость перемещения цитоплазмы восстановилась до первоначальной величины [2].Подобные же результаты получили в 70-ые годы ученые из Шведского музыко-терапевтического общества [7].

Самая известная научная работа была проведена Дороти Реталлак в 1973 году, профессиональной певицей и органистом. Она проводила свои опыты с геранью, филодендроном, сенполией, кукурузой и редисом. Исследовательница установила, что при воздействии на растения звуковых шумов растения замедляли свой рост и погибали. Последующие эксперименты Дороти доказали, что разная музыка влияет на растения по-разному. Растения, которые слушали в течение двух недель классические произведения, стали однородными по размеру, пышными, зелёными, активно цвели и даже отклонялись в сторону радиоприемника. Растения же, которым достался хард-рок, выросли чрезвычайно высокими и тонкими, не цвели, побеги их отклонялись от приемника на несколько градусов, а вскоре и вовсе погибли.

В следующем эксперименте Дороти Ретеллек три подопытных группы растений содержались в одинаковых условиях, при этом первая группа не «озвучивалась» музыкой, вторая слушала музыку в течение 3 часов ежедневно, третья – в течение 8 часов ежедневно. В итоге растения из второй группы выросли значительно больше, чем растения первой, контрольной группы, а вот те растения, которые были вынуждены прослушивать музыку по восемь часов в сутки, погибли в течение двух недель с начала эксперимента.

Ещё один эксперимент заключался в том, что растениям включалась близкая по звучанию музыка, которую условно можно отнести к классической: для первой группы – органную музыку авторства Баха, для второй — северную индийскую классическую музыку в исполнении ситара (струнный инструмент) и табла (ударный). В обоих случаях растения наклонялись к источнику звука, но в динамику с северно-индийской классической музыкой наклон был гораздо более выраженным.

В Голландии получено подтверждение выводов Дороти Ретеллек относительно негативного влияния рок-музыки. Три расположенных рядом поля были засеяны семенами одного происхождения, а затем «озвучивались» соответственно классической, фольклорной и рок-музыкой. Через некоторое время на третьем поле растения либо поникли, либо пропали вовсе. Таким образом, влияние музыки на растения, интуитивно подозреваемое ранее, в настоящее время научно доказано.

Подобных опытов было проведено много и в разных странах. США, 1979 год, Дан Карлсон разработал методику стимуляции роста растений, названную им «Озвученный цветок». Она включала озвучивание растений и семян (музыка плюс высокочастотные сигналы 3—8 кГц) и внекорневую обработку раствором гиббереллина и микроэлементов. Следуя этой методике, удалось получить растение томата высотой 4,5 метра, на котором можно было насчитать 835 плодов. Утроить урожай папайи – на одном растении выросло 135 больших плодов, вместо обычных 30-35. Изучение химического состава озвученных проростков пшеницы показало, что в них по сравнению с контрольными содержится в 20 раз больше витамина А, в 5 раз больше витаминов С и B [3].

Сотрудники кафедры лесных культур Сибирского технологического института добились стимуляции роста растений с помощью обыкновенного автомобильного гудка. Низкий, около 100 герц, звук улучшал всхожесть семян, повышал морозоустойчивость растений, ускорял темпы их роста. Так реагировали на автомобильный гудок лиственницы сибирская и даурская, сосна обыкновенная, клен ясенелистный. Однако для каждого вида необходимо свое определенное время обработки.

На основе научных данных и на волне интереса в продаже появились различные устройства, в большей или меньшей степени научные и призванные увеличить урожай и улучшить состояние растений. Например, во Франции пользуются популярностью «суперурожайные» CD-диски с записями специально отобранных произведений классической музыки. В Америке включаются тематические аудиозаписи для целенаправленного воздействия на растения (увеличения размеров, повышения количества завязей и так далее), в Китае в теплицах давно устанавливают «звукочастотные генераторы», которые передают разные звуковые волны, способствующие активизации процессов фотосинтеза и стимулирующие рост растений с учётом «вкуса» конкретного сорта растения[7].

Возникает вопрос — как растения воспринимают звуки? Для того чтобы на него ответить, нужно вспомнить, что любой звук представляет собой волнообразно распространяющиеся колебательные движения воздуха (или воды). Если эти колебания медленные, звук получается низкий, если быстрые — звук высокий.

По мнению исследователей, в основе звукового действия на растения лежит резонансный механизм, способствующий накоплению энергии и ускорению обмена веществ в растительном организме. Резонанс – это такое физическое явление, при котором резко возрастает амплитуда колебаний в какой-либо системе, если частота колебаний внешнего источника воздействия приближается к частоте собственных колебаний в системе.

Явление резонанса тесно связано с синхронизацией. Синхронизация – явление, при котором устанавливается такой режим колебаний, при котором частоты равны или кратны друг другу. Звуковой сигнал воспринимается резонирующими системами в растительных клетках и тканях, и амплитуда этих колебаний их увеличивает. В конечном итоге происходит возрастание интенсивности процессов, происходящих в клетках и тканях растения.

Одним из первых мысль о том, что растения обладают раздражимостью, то есть способны быстро реагировать на внешние воздействия и передавать сигнал об этом воздействии от одного органа к другому, высказал Ч. Дарвин (1875) [5].

В 1887 году Бердон-Сандерсон показал, что быстрое движение венериной мухоловки сопровождается распространением в ее лопастях электрических импульсов, которые очень напоминают потенциалы действия в нерве.

Исследования индийского ученого Дж. Ч. Боса, работы советских исследователей профессора И. И. Гунара и В. Г. Карманова установили: растения способны воспринимать, перерабатывать и хранить информацию о внешнем мире[10].

Опритов В.А. назвал чувствительность растений элементарной недифференцированной [9]. Электрические сигналы у растений возникают вследствие деполяризации мембраны клеток, которая происходит так же, как при генерации электрического сигнала в нерве, только вместо ионов натрия в качестве деполяризующего иона у высших растений выступают ионы хлора. Возникающие электрические токи деполяризуют соседние с возбужденным участком области, что приводит к распространению электрического сигнала от исходного места. Сам по себе сигнал неспецифичен, но в тканях и органах он вызывает изменение некоторых специфических процессов, свойственных данному органу (например, в листьях изменение фотосинтеза, в корнях усиление поглощения веществ и т.д.).

Аналогом животных нервных волокон в высших растениях являются проводящие пучки, состоящие из клеток флоэмы и протоксилемы. Эти пучки в совокупности составляют проводящую систему растения, предназначенную в первую очередь для транспорта продуктов фотосинтеза, но способны экстренно передавать нужную информацию в виде электрических импульсов из одной части растения в другую [4].

Растение обладает чрезвычайно высокой чувствительностью к внешним раздражителям различной природы и интенсивности, иногда на порядок превышающей чувствительность объектов животного происхождения [8].

Растения, не имея ушей, все же «слышат» лучше, чем люди. Ведь мы с вами улавливаем не всякий звук. Очень низких и очень высоких тонов мы не слышим. А растения их воспринимают и отвечают на озвучивание своим поведением. Были проделаны бесчисленные эксперименты, доказывающие благотворное влияние очень высоких, неслышимых нами звуков (которые зовут ультразвуками), на рост и развитие растений. В сельском хозяйстведаже специально применяют ультразвуковую обработку семян культурных растений для ускорения их прорастания и получения более дружных всходов. Ультразвук увеличивает поглощение воды семенами, повышает содержание хлорофилла в клетках листа, вызывает усиленный рост молодых корешков. Так ведут себя по отношению к ультразвуку и пшеница, и горох, и картофель, и сахарная свекла, и многие другие культуры [6].

При действии сильных раздражителей электрические сигналы выполняют роль первичной экстренной сигнальной связи, которая позволяет растению оперативно начать перестройку жизненных функций. При умеренных изменениях в состоянии окружающей среды также могут возникать электрические сигналы, причем, иногда на очень слабые воздействия (например, перепад температур всего 1 – 2°С), выполняя предупреждающую роль, которая сводится к временному повышению устойчивости органов и тканей растения к неблагоприятным воздействиям [9].

Рост растений зависит, прежде всего, от звуковых частот. Так, при волнах частотой в 6 кГц растения слушают музыку, развиваясь быстрее, при 7-9 кГц − медленнее, а свыше 10 кГц и вовсе погибают. Установлено, что на растения благотворно влияют звуки низкой частоты: рокот морских волн и грома, журчание рек, гудение шмеля. В связи с этим наиболее благотворной для растений музыкой является классическая – 3-5 кГц, а вот рок абсолютно пагубен – 8 кГц[3].

Глава 2. Анализ музыкальных предпочтений кадет 23 учебного взвода Оренбургского президентского кадетского училища.

С целью выявления музыкальных предпочтений кадет был проведен опрос, в котором приняли участие 19 кадет 23 учебного взвода. Результаты опроса представлены в диаграмме 1.

Диаграмма 1. Музыкальные предпочтения кадет 23 учебного курса

Как видно из диаграммы, большая часть респондентов предпочитает слушать хип-хоп (BlackStarMafia, Yanix, Жак-Энтони, МС Хованский, Каста, Kizaru, Эндшпиль, Денис RiDer, PHARAOH), на втором месте любители рока (Виктор Цой, Король и Шут, Княzz). Немногочисленные любители классической музыки предпочитают произведения А. Моцарта. 29% кадет не имеют явных музыкальных предпочтений и любят слушать музыку разных жанров в зависимости от настроения и ситуации.

Глава 3. Изучение влияния предпочитаемой кадетами музыки на развитие растений.

3.1. Изучение влияния музыки на прорастание семян.

По 5 семян фасоли стручковой были помещены на ватные диски в чашки Петри. Было заложено пять вариантов эксперимента:

1) контроль - чашки с семенами стояли у компьютера без звукового воздействия,

2) европейская классика(В. А. Моцарт),

3) рок (Княzz),

4) хип-хоп (BlackStarMafia),

5) хип-хоп (Эндшпиль).

Каждый день на протяжении 0,5 часа прорастающие семена всех групп, за исключением контрольной подвергали звуковой обработке. В чашках поддерживался оптимальный объем увлажнения. Эксперимент продолжался неделю. Результаты представлены в таблице 1 и приложении 1.

Таблица 1. Прорастание семян фасоли стручковой под воздействием музыки разных жанров

Вариант эксперимента

Кол-во проросших семян

Средняя длина главного корня, мм

1) контроль

3

9,3

2) европейская классика

(В. А. Моцарт)

4

2,2

3) рок (Княzz)

4

3,4

4) хип-хоп (Black Star Mafia)

5

17,1

5) хип-хоп (Эндшпиль)

4

26,2

В ходе эксперимента установлено, что любая музыка ускоряет набухание семян. Активнее всего прорастание семян фасоли наблюдалось при прослушивании музыки в жанре «хип-хоп». Под влиянием рока разрыв семенной кожуры наступил позже, чем под влиянием классической музыки, но средняя длина корней по окончании эксперимента оказалось больше.

3.2. Изучение влияния музыки на развитие проростков растений.

В 5 пластиковых емкостей для рассады было посажено по 10 проросших семян овса посевного. Каждый день на протяжении 0,5 часа проростки всех групп, за исключением контрольной подвергали звуковой обработке. Эксперимент продолжался 2 недели. По окончанию эксперимента измерялась высота проростков, данные заносились в таблицу2.

Из таблицы видно, что проростки овса наиболее активно развивались под воздействием музыки в жанре «хип-хоп», причем наилучший результат получен в опыте с музыкой BlackStarMafia.

Таблица 2. Показатели развитияпроростков овса посевного под воздействием музыки разных жанров

Вариант

эксперимента

Количество проростков

Длина проростков, мм

среднее арифметическое

мода

1) контроль

9

38,2

37,0

2) европейская классика

8

38,3

39,0

3) рок (Княzz)

9

27,9

27,9

4) хип-хоп (Black Star Mafia)

8

46,8

45,5

5) хип-хоп (Эндшпиль)

9

33,1

42,0

При воздействии на проростки музыки Эндшпиля средние значения развития проростков ниже, чем при «прослушивании» классической музыки, но наиболее часто встречаются растения с высокими показателями роста побегов. Благоприятное влияние на развитие проростков оказала и классическая европейская музыка. Под воздействием рока проростки овса посевного развивались хуже, чем в контрольной группе.

3.3. Изучение влияния музыки на скорость движения цитоплазмы растительных клеток.

Для опыта использовались листья элодеи канадской, оторванные вблизи от верхушки побега.

Лист элодеи положили на предметное стекло в каплю воды, взятой из сосуда с элодеей. Объект накрыли покровным стеклом и рассмотрелипод световым микроскопом. Обрывание листа вызвало в его клетках движение цитоплазмы, которое наблюдалось по перемещению хлоропластов в одном направлении вдоль клеточной стенки. Наиболее интенсивное движение происходило в длинных узких клетках средней жилки листа.

В течение 15 минут осуществляли воздействие на микропрепарат музыки. Эксперимент показал увеличение скорости движения цитоплазмы листа элодеи под воздействием музыки. Замедление движения произошло через 20 минут после «прослушивания» музыки.

Ускорение движения цитоплазмы приводит к повышению обмена веществ, а, следовательно, может благоприятно сказываться на росте растений.

Результаты наблюдения зафиксировали с помощью цифровой приставки к микроскопу при увеличении в 100 раз.

Заключение

Анализ литературы позволил определить основные точки зрения ученых и естествоиспытателей разных стран на вопросвлияния музыки (громкости, частоты звуковых волн и длительности прослушивания) на жизнедеятельность и темпы роста растений.

По мнению исследователей, наиболее благотворно влияет на растения классическая музыка и звуки низкой частоты. В основе звукового действия на растения лежит резонансный механизм, способствующий накоплению энергии и ускорению обмена веществ в растительном организме. Возбуждение, возникающее в клетках растений в ответ на раздражение звуковыми волнами, распространяется в виде электрических сигналов по проводящим пучкам.Растения отличаются большей звуковой чувствительностью, чем организм человека. Слишком громкая музыка и длительное звуковое воздействие угнетает их жизнедеятельность.

Опрос, проведенный среди кадет 23 учебного взвода Оренбургского президентского кадетского училища, показал, что большая часть респондентов предпочитает слушать хип-хоп и рок.

Эксперименты, проведенные с целью выявления влияния предпочитаемой кадетами музыки на развитие растений, доказали что:

- любая музыка ускоряет набухание семян;

- семена фасоли лучше всего прорастают при «прослушивании» музыки в жанре «хип-хоп»;

- рок негативно влияет на прорастание семян;

- проростки овса наиболее активно развиваются под воздействием музыки в жанре «хип-хоп» (возможно потому, что хип-хоп – низкочастотная музыка – в диапазоне 5-8 кГц);

- на развитие проростков овса посевного благотворно влияет классическая европейская музыка;

- рок негативно влияет на развитие проростков овса посевного;

- музыка ускоряет движение цитоплазмы клеток листа элодеи.

Список литературы:

  1. Бос Д.Ч. Избранные произведения по раздражимости растений. М.: Наука, 1964.

  2. Влияние музыки на растения. http://clubbrain.ru/referatu-botanika/vliyanie-muzyki-na-rasteniya/.

  3. Влияние музыки на растения. Миф или реальность? https://dzagigrow.ru/blog/vliyanie-muzyki-na-rasteniya-mif-ili-realnost/.

  4. Гунар И.И., Синюхин A.M. Распространяющаяся волна возбуждения у высших растений / Докл. АН СССР, т. 142, №4, с.954-956, 1962.

  5. Дарвин Ч. Насекомоядные растения // Соч. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1948.

  6. Денисова Г. Удивительный мир растений. М.: «Просвещение», 1981.

  7. Лечебная сила музыки: http://music-education.ru/vliyanie-muzyki-na-rasteniya/.

  8. Маслоброд С.Н. Электрический «язык» растений. Кишинев, 1981.

  9. Опритов В.А., Пятыгин С.С., Ретивин В.Г. Биоэлектрогенез у высших растений. М.: Наука, 1991.

  10. Пушкин В.Н. // М: Знание-сила. – N.11. – 1972: http://lebendige-ethik.net/4-Pushkin-1972.html.

Приложение 1

Результаты наблюдений за прорастанием семян фасоли стручковой

под воздействием музыки разных жанров

Вариант эксперимента

Результаты наблюдений

1 день

2 день

3 день

4 день

5 день

6 день

1) контроль

без изменений

набухание 2 семян

набухание 2 семян

появление главных корней:

2 (4 и 7 мм)

появление боковых корней

средняя длина корней - 9,3 мм

2) европейская классика (В. А. Моцарт)

набухание 2 семян

набухание 3 семян

набухание 3 семян

появление главных корней

1 (2 мм)

появление боковых корней

средняя длина корней - 2,2 мм

3) рок (Княzz)

набухание 3 семян

набухание 4 семян

набухание 4 семян

разрыв семенной кожуры (2)

появление главных корней

2 (2 и 5 мм)

средняя длина корней - 3,4 мм

4) хип-хоп (Black Star Mafia)

набухание 2 семян

набухание 2 семян

набухание 4 семян

появление главных корней

1 (8 мм)

появление боковых корней

средняя длина корней - 17,1 мм

5) хип-хоп (Эндшпиль)

набухание 3 семян

набухание 4 семян

набухание 4 семян

появление главных корней

3 (10 ,13 и 18 мм)

появление боковых корней

средняя длина корней - 26,2 мм