VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ВЛИЯНИЕ НАТУРАЛЬНЫХ БИОСТИМУЛЯТОРОВ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ ФАСОЛИ ОБЫКНОВЕННОЙ

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Таран  М.А. 1

---

1МБОУ «Головчинская СОШ с УИОП» Грайворонского района

Мотайло  М.В. 1

---

1МБОУ «Головчинская СОШ с УИОП» Грайворонского района

Работа в формате PDF

1.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Современная сельскохозяйственная наука вплотную подошла к тому рубежу, когда дальнейший рост продуктивности растений и качества сельскохозяйственной продукции невозможен без внедрения новейших агроприемов и технологий.

Внедрение предлагаемых химической промышленностью новых форм удобрений, пестицидов и других химических соединений в практику в крупных масштабах отнюдь не всегда безопасно для экологии и здоровья человека. С этой точки зрения, несомненно, препараты биологического происхождения имеют огромные преимущества перед ксенобиотиками ( чужеродные для живых организмов химические вещества, естественно не входящие в биотический круговорот, и, как правило, прямо или косвенно порождённые хозяйственной деятельностью человека), поскольку они свободно включаются в естественные природные цепи превращений, легко дезактивируются и расщепляются до простых химических соединений.

Овощеводство является одной из основных и наиболее трудоемких отраслей сельскохозяйственного производства. Этой отрасли принадлежит важная роль в снабжении населения различными продуктами питания, имеющими высокую биологическую ценность, содержащими ряд необходимых компонентов, минеральных веществ и витаминов. Большинство используемых в промышленных масштабах и реализуемых в торговых сетях стимуляторов роста – вещества химического происхождения, способные накапливать в растительной продукции, а хотелось бы с целью получения на нашем столе экологически чистой продукции использовать натуральные вещества, обладающие такими же свойствами.

Меня заинтересовал вопрос: можно ли, использовать вещества биологического происхождения, имеющиеся в домашнем арсенале, для ускорения процессов роста и развития овощных культур, повышения урожайности и экологической безопасности продуктов питания. Эта проблема определила тему моей исследовательской работы: «Влияние натуральных биостимуляторов на рост и развитие фасоли обыкновенной»

Цель исследования: изучить влияние натуральных биостимуляторов, содержащихся в веществах, имеющихся дома, на вегетационные процессы фасоли обыкновенной, энергию прорастания и всхожесть семян.

Для достижения поставленной цели мы определили следующие задачи:

Изучить вопрос о биологических стимуляторах роста, их роли на морфологические и физиологические процессы фасоли обыкновенной.

Подобрать методику и составить схему опыта.

Провести фенологические и морфологические наблюдения и выявить роль биостимуляторов на энергию прорастания и всхожесть семян, рост и развитие фасоли обыкновенной.

Проанализировать полученные результаты и на их основании сделать выводы и разработать рекомендации для жителей нашего села, занимающихся овощеводством.

Объект исследования: фасоль обыкновенная- однолетнее овощное растение семейства Бобовые

Предмет исследования: влияние ростовых веществ- стимуляторов роста на процессы роста и развития фасоли обыкновенной.

Гипотеза проекта: если использовать натуральные стимуляторы роста, находящиеся в веществах, имеющихся в домашнем арсенале, то можно ли будет ускорить рост и развитие овощных растений, повысить энергию прорастания семян фасоли.

Работа носит практический и познавательный характер, так как позволяет выявить зависимость ростовых процессов от природы стимулирующих веществ, получить без материальных затрат и химических стимуляторов большое количество растительной продукции для домашнего хозяйства.

Глава 1. Теоретическая часть работы

Роль регуляторов роста в жизни растений

Регуляторами роста растений являются физиологически активные соединения синтетического или природного происхождения, способные в малых количествах вызывать различные изменения в процессе роста и развития растений.

Изучив литературу, я выяснила, что у растений выделено несколько классов фитогормонов, такие как: ауксины –вызывают растяжение клеток, активизируют рост частей растений, образуют корни у черенков растений. Образуются в апикальной меристеме и растущих тканях.

Другими фитогормонами являются гиббереллины. Они стимулируют деление или растяжение клеток, активизирующие рост стебля, прорастание семян. Эти вещества синтезируются в молодых листьях, молодых семенах, плодах и ткани эндосперма.

Еще одной группой фитогормонов являются цитокинины . Они так же стимулируют деление клеток, прорастание семян; способствуют заложению почек у тканей и целых органов растений. Источники этих веществ – плоды и ткани эндосперма.

Кроме того, стимулировать рост растений могут вещества, имеющие негормональную природу – витамины, производные мочевины, некоторые фенолы, и другие вещества. Они могут образовываться в очень малых количествах и являются частью фитогормонов.

Биостимуляторы успешно применяют в домашних условиях и промышленных масштабах на полях, оранжереях, теплицах.

Эти вещества предназначаются для:

ускорения формирования системы корней, повышения приживаемости рассады;

омоложения состарившихся растений и укреплении молодых;

формирования большого количества зелёной массы растений, ускорения роста побегов и процесса деления;

ускорения завязей, сохранения обильного и продолжительного цветения;

усиления цветовых оттенков растения;

прививания устойчивости к неблагоприятным погодным явлениям и атаке вредителей, повышают иммунитет;

восстановления от механических повреждений, устранения последствий недобросовестного ухода;

повышения всхожести семян и вегетативных свойств черенков.

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.

1.2 Характеристика натуральных биостимуляторов роста

Сок алоэ древовидного

Сок алоэ- самый популярный биогенный стимулятор растительного происхождения. В соке листьев растения содержится алоэ-эмодин (около 2%) и другие антрагликозиды. В медицине используют сухой сок алоэ древовидного - сабур, свежий сок растения и его препараты - биогенные стимуляторы.

В соке растения содержатся аминокислоты, ферменты, витамины, микроэлементы. Сок алоэ обладает бактерицидными и бактериостатическими свойствами, активен в отношении стафилококка, стрептококка, кишечной, дифтерийной и дизентерийной палочек.

Применение сока алоэ позволит вырастит достаточно сильную культуру, причем за короткий временной отрезок.

Раствор меда

Мед как естественный продукт по количеству зольных элементов не имеет себе равных. В нем обнаружено около 40 макро- и микроэлементов, однако набор их в разных медах различен. В меде содержатся калии, фосфор, кальций, хлор, сера, магний, медь, марганец, йод, цинк, алюминий, кобальт, никель и др. Мед содержит витамины, хотя и в очень небольших количествах. Тем не менее они имеют огромное значение, так как находятся в благоприятном сочетании с другими очень важными для организма веществами. Источники витаминов в меде — нектар и цветочная пыльца.

Полезные свойства меда.Обусловлены биологической природой меда и его сложным химическим составом. Кроме того, он обладает бактерицидными и лечебными свойствами. Использование меда как эффективного лекарственного средства основывается на многих его свойствах, в том числе антибактериальном, бактерицидном, противовоспалительном и противоаллергическом действии. Лечебному эффекту меда способствуют состав Сахаров, минеральные вещества, микроэлементы, витамины, ферменты, биологически активные вещества. Мед- концентрированный высокопитательный продукт. Основные питательные вещества меда — углеводы, белки, минеральные вещества, витамины, ферменты и др. Исходя из данной характеристики, мы можем предположить, что раствор меда будет идеальным веществом для нашего опыта.

Вода

Чистая вода - прозрачная жидкость без вкуса, цвета и запаха. Природная вода всегда представляет собой раствор различных химических соединений, большей частью солей. В воде, кроме различных солей, растворены также и газы. Современными методами анализа в воде найдено две трети химических элементов таблицы Менделеева и, надо полагать, с ростом технических возможностей остальная треть будет обнаружена. Вода разлагает соли на отдельные ионы. При этом образующиеся ионы могут соединяться с водой в более сложные группы, находящиеся в состоянии диссоциации. Так как молекулы воды являются диполями, то они неизбежно присоединяются к другим частичкам, несущим электрический заряд, и образуют более сложные группы, изменяя структуру воды. .В водных растворах подавляющее большинство солей существует в виде ионов. В природных водах преобладают три аниона (гидрокарбонат HCO₃^-, хлорид Cl^- и сульфат SO₄^2-) и четыре катиона (кальций Ca²⁺, магний Mg²⁺, натрий Na⁺ и калий K⁺) - их называют главными ионами. Хлорид-ионы придают воде солёный вкус, сульфат-ионы, ионы кальция и магния - горький, гидрокарбонат-ионы безвкусны. Они составляют в пресных водах свыше 90-95 %, а в высокоминерализованных - свыше 99 % всех растворенных веществ. Обычно нижним пределом концентрации для главных ионов считают 1 мг/л, поэтому в ряде случаев, например для морских и некоторых подземных вод, к главным компонентам можно отнести также Br^-, B³⁺, Sr³⁺ и др.[12]. Следовательно, являясь естественной внутренней средой самого растения, вода должна способствовать всем процессам в нем протекающим.

Картофельный отвар

Картофель – это очень ценный биологический продукт, который обладает массой полезных веществ. И, если приготовить из него отвар, то он будет также богат витаминами и минералами.Состав картофельного отвара не сильно отличается от состава самих клубней: он содержит много крахмала и минеральных солей, благодаря чему обладает достаточно высокой пищевой ценностью — он содержит витамины А, В и С, а также калий, железо и кальций. В отваре остается 70% калия от приготовленного картофеля. 

Важно учитывать, что химический состав отвара и его полезные свойства напрямую зависят от качества используемых клубней: свежая и сочная картошка будет максимально полезна в отличие от корнеплодов, переживших зиму. Главный плюс отвара из картофеля — его натуральность.

Хвойный раствор

Хвойные деревья у нас растут практически на всей территории. Хвойные деревья обладают большим запасом жизненных сил. И человек давно пользуется ими для укрепления своего здоровья. Целебна не только сосна. Нисколько не уступает ей еще одно распространенное у нас хвойное дерево – ель обыкновенная.

Хвоя ели богата витамином С, витаминами К, D, РР, эфирным маслом, терпентинами. Летучие вещества, выделяемые хвоей, являются фитонцидами, убивающими многих возбудителей бронхо-легочных заболеваний. Прогулки в ельнике не менее полезны, чем в сосновом лесу.

Еловая хвоя содержит также минеральные соли, микроэлементы: железо, медь, марганец, хром, кобальт. Обладает хвоя ели противоцинготным, антимикробным, обезболивающим, противовоспалительным, мочегонным и желчегонным действием. Высокое содержание в хвое физиологически активных веществ, а также ряда кормовых компонентов, например, протеина, определяет ее большую ценность как сырья для получения различных фармацевтических препаратов и кормовых продуктов.

Могу предположить, что этот биостимулятор будет один из лучших среди всех представленных растительных объектов.

Яблочный раствор

Я блоки – фрукты, которые наиболее распространены в мире. Не удивительно, что они составляют неотъемлемую часть рациона питания людей, что их уже давно применяют в борьбе с различными заболеваниями. 
Польза яблок доказана всей историей их потребления человеком. Их полезность в борьбе с заболеваниями объясняется присутствием в плодах большого количества веществ, которые способствуют этому.

Химический состав яблока включает в себя:

воду – свыше 85% от общей массы;

белки и жиры – примерно 1%;

углеводные соединения – почти 10%;

органические кислоты;

пищевые волокна;

витамины: РР, А в форме бета-каротина, группа В, С, Е, Н, К;

микроэлементы: железо, йод, кальций, натрий, цинк, медь, хром, фосфор, селен и др.

Наиболее полезными считаются зеленые сорта яблок, в которых понижено содержание углеводов. В химическом составе зеленого яблока также присутствуют пектины и антиоксиданты, благотворно влияющие на состояние сердечно-сосудистой системы. Регулярное употребление этих фруктов в пищу предотвращает инфаркты, тромбозы, инсульты, снижает уровень холестерина и поддерживает тонус сосудов.

  Количество содержащихся в яблоках витаминов зависит не только от сорта, но и от длительности хранения. В свой сезон только что собранные яблоки могут содержать на 300% больше витаминов A, B и C, чем плоды, пролежавшие на складах хранения несколько месяцев.

В качестве опытного объекта была взята фасоль обыкновенная, которая является одним из овощных растений, распространенных на территории нашего села.

Б иологические особенности фасоли обыкновенной

Фасо́ль обыкнове́нная — вид растений из рода Фасоль семейства Бобовые.

Самый распространённый в культуре вид своего рода, широко возделываемый как пищевое растение. Имеет много разновидностей и сортов. Сорта отличаются между собой по форме и цвету листьев, цветов и плодов. В пищу используются как семена, так и бобы (стручки).

Фасоль обыкновенная — однолетнее травянистое двудольное растение 0,5—3 м высотой (встречаются как карликовые сорта, так вьющиеся с длиной стебля до 3 м).Стебель у части сортов вьющийся, у другой — прямой; сильноветвистый, пок рыт редкими волосками. Листья тройчатосложные парноперистые, на длинных черешках. Цветки по 2—6 на длинных цветоножках, 1—1,5 см длины, от белых до тёмно-пурпурных и фиолетовых, мотыльковые, собраны в пазушные кисти. Плоды — бобы, висячие, 5—20 см длины, 1—1,5 см ширины, прямые или изогнутые, сплющенные или почти цилиндрические, от бледно-жёлтых и зелёных до тёмно-фиолетовых, с двумя — восемью (по другим данным, тремя — семью^[5]) семенами. Семена 5—15 мм длины, эллиптические, от белых до темно-лиловых и черных, однотонные или мозаичные, крапчатые, пятнистые.

Семена различных сортов фасоли обыкновенной

В плодах фасоли содержатся белки (в отдельных сортах до 31 %), 50—60 % углеводов (моно- и олигосахариды, крахмал),до3,6 % жирного масла, каротин, калий, фосфор, значительное количество меди и цинка , азотистые вещества (в том числе и незаменимые аминокислоты), флавоноиды (кверцитурон), стерины (β- и γ-ситостерины, тигмастерин) и органические кислоты(яблочная, малоновая, лимонная). Содержит витамины: пиридоксин, тиамин, пантотеновую и аскорбиновую кислоты.

Глава 2.Практическая часть работы

2.1. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Исследование проводилось в кабинете биологии МБОУ «Головчинская средняя школа с углубленным изучением отдельных предметов». Средняя температура в период исследования в кабинете 18-22 С. Влажность воздуха колеблется в пределах от 45-55% .

Для исследования выбрано травянистое растение фасоль обыкновенная, так как оно легко в посадке, неприхотливо в уходе, нетребовательно к почве. В качестве веществ, обладающими, по нашему мнению, процессами стимулирования роста вегетативной массы, образования бутонов были взяты растворы меда , картофельный отвар, яблочный раствор, растворы сока алоэ и хвои, а за контроль мы взяли чистую питьевую воду.

Схема закладки опытов:

Медовый раствор (развести мёд в тёплой воде (0,5 чайной ложки мёда на пол-литровую банку чуть тёплой воды)

Раствор сока алоэ ( добавить столовую ложку сока алоэ на стакан чуть тёплой воды, раствор слить в банку, закрыть крышкой и убрать в тёмное прохладное место на неделю, затем раствор был использован.

Хвойный раствор ( измельчили хвою ели, растворили в 1 стакане теплой воды)

Яблочный раствор(измельченные яблоки растворили в одном стакане воды, тщательно перемешали и оставили на отстаивание на 3 дня)

Картофельный отвар(слили отвар после варки картофеля, охладили, перенесли в колбу)

Чистая вода ( контроль)

2. Приготовление семян фасоли обыкновенной для проведения экспериментальной части работы.

Было взято по 10 растений фасоли обыкновенной для изучения каждого из 5 натуральных биостимуляторов роста.

Опыт был заложен 07 февраля 2018 года. Для проведения исследования были взяты 6 емкостей, где во влажную почву были посажены 10 семян фасоли (фото №6)

Ч ерез 12 дней мы отметили первичную всхожесть и энергию прорастания семян фасоли

Фото № 7-8. Определение энергии прорастания и всхожести семян фасоли

Полученные результаты проделанной работы представлены в таблице №1:

Таблица №1

Фото № 8-11. Проростки растений фасоли обыкновенной

03 марта 2018 года была зафиксирована окончательная всхожесть семян фасоли обыкновенной. Результаты работы представлены в таблице№2:

Таблица №2

В результате наблюдений установили, что наибольшее влияние на всхожесть семян фасоли оказали растворы хвои и меда, при этом неплохие показатели были отмечены у растений, которые обрабатывали раствором сока алоэ и яблочным раствором. Наименьшие показатели всхожести были отмечены у семян, которые обрабатывали картофельным отваром. Контрольный показатель всхожести- семена фасоли, поливаемые водой, составляет 80%.

17 и 27 апреля 2018 года нами были изучены такие морфологические показатели как величина проростков фасоли. Было установлено, что вещества-биостимуляторы, находящиеся в растворах различных веществ, способствовали неодинаковому росту проростков фасоли. Полученные результаты исследований представлены на диаграмме №1:

Сравнение морфологических показателей фасоли обыкновенной

Одновременно было изучено время появления цветочных бутонов на растениях фасоли обыкновенной. Было отмечено, что бутоны появились у растений фасоли, где в качестве стимуляторов роста использовались растворы хвои, меда, сока алоэ, воды. Результаты представлены в таблице № 3

Таблица №3

У растений фасоли, которые обрабатывались растворами сока яблок, картофельным отваром смогли сформировать бутоны позже на 8 дней. Результаты наблюдений занесены в таблицу №4:

Таблица №4

Результаты эксперимента:

На основании полученных результатов проделанной работы мы делаем следующие выводы:

Овощное растение фасоль обыкновенная отзывчива на применение натуральных биостимуляторов роста, полученных из растительных объектов, имеющихся в каждом доме и доступных для овощеводов-любителей.

Существуют натуральные вещества, влияющие на ростовые процессы исследуемого растения.

Наиболее развитую вегетативную массу дали проростки фасоли, которые были политы растворами меда и хвои. Чуть меньшими показателями оказались проростки, где в качестве стимуляторов роста были использованы растворы сока алоэ, яблок и картофельный отвар. Проростки контрольной группы, поливаемые водой, показали средние результаты.

Биостимуляторами можно считать активные компоненты, входящие в состав растворов меда, хвои, о чем свидетельствуют результаты опытных данных.

Появление генеративных частей растения уфасоли произошло быстрее, где в качестве стимуляторов роста использовались растворы хвои, меда, сока алоэ, воды. У растений фасоли, которые обрабатывались растворами сока яблок, картофельным отваром смогли сформировать бутоны значительно позже.

Полученные результаты исследования можно рекомендовать для применения на личных приусадебных участках людям, увлекающимся овощеводством, с целью получения за более короткий период времени экологически чистой продукции.

Заключение

В ходе проведенной исследовательской работы мы убедились, что выдвинутая гипотеза верна: натуральные биологические стимуляторы оказывают влияние на развитие семян фасоли обыкновенной, но в различной степени.

В ходе эксперимента было установлено, что сок алоэ и хвойный раствор, а так же раствор мѐда, можно использовать для сельскохозяйственных работ на этапе обработки семян фасоли с целью повышения урожайности.

Список использованной литературы:

Батурицкая Н. В., Фенчук Т. Д. Удивительные опыты с растениями: Кн. для учащихся. —Мн.: Нар.света, 1991. —208 с.: ил.

Травкин М.П. "Занимательные опыты с растениями", М. Учпедгиз. 1960г. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений/Н.Н. Третьяков и др.; под ред. Третьякова. – М.: Колос, 2000.40с., ил.

Шаповал О.А., Вакуленко В.В., Прусакова Л.Д. Регуляторы роста растений //Ж. «Защита и карантин растений», №12, 2008. 88 с.

Якушкина Н.И. Физиология растений. М., Просвещение, 1993. 351 с.