XIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Влияние способов внесения гуминового препарата Росток на урожайность Рукколы посевной (Eruca sativa Mill.) в условиях учебной лаборатории.

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Детцель А.И. 1

---

1МБОУ ДО СЮН НГО

Тумбаева Т.Ю. 1

---

1МБОУ ДО СЮН НГО

Работа в формате PDF

181.3 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

В настоящее время все больше людей стали обращать внимание на своё здоровье, соблюдают правила здорового образа жизни. Большую роль в сохранении и поддержании здоровья играет правильное и сбалансированное питание, которое невозможно без употребления свежих овощей и фруктов.

На Среднем Урале овощи можно купить в магазине или вырастить на своих садовых участках. Но приобретенные в магазине овощи не всегда свежие и часто по качеству не отвечают требованиям потребителя. Выращивание овощей в саду тоже не выход, несмотря на их отличное качество, получить их можно только в летнее время. А если еще и сада-огорода нет, где взять высоковитаминную продукцию горожанам, пенсионерам?

Решение проблемы получения высококачественной продукции и преодоления сезонности, на мой взгляд, возможно за счёт выращивания скороспелых овощей в защищённом грунте или в домашних условиях. Одной из таких скороспелых и урожайных зеленных культур является руккола посевная (Eruca sativa Mill.). В листьях растения, кроме большого набора витаминов и микроэлементов содержится йод. Для жителей Среднего Урала как йододефицитного региона это просто находка.

Руккола – это растение длинного дня и, в осенне-зимний период, с сокращением светового дня, она развивается медленно, поэтому, для ускорения развития растений и нивелирования действия короткого дня, решено было применить биостимулятор роста Росток.

Гипотеза: в условиях короткого дня действие препарата Росток ускорит развитие растений рукколы и повысит урожайность зеленой продукции.

Объект исследования: сорта рукколы посевной: Деликатесная, Диковина, Итальянская, Покер, Сицилия, Худей вкусно.

Предмет исследования: влияние действия гуминового препарата Росток на урожайность этих сортов.

Цель работы: изучение влияния гуминового препарата Росток на урожайность зеленой массы сортов рукколы посевной (Eruca sativa Mill.) в условиях учебной лаборатории.

Задачи:

- изучить литературу по технологии выращивания рукколы в защищенном грунте;

- заложить опыт по изучению влияния разных способов внесения гуминового препарата Росток на развитие и урожайность сортов рукколы;

провести фенологические наблюдения и биометрические измерения растений;

- сравнить скорость развития и урожайность объектов исследования и проанализировать полученные результаты.

Методы исследования: анализ источников информации и результатов исследования, лабораторный, органолептический, статистический.

Глава 1. Обзор литературы по проблеме исследования.

1.1. Таксономическая характеристика рукколы посевной.

В современной систематике руккола посевная (Eruca sativa Mill.) относится к роду Индау (Eruca), к семейству Капустные (Brassicacеае), порядку Каперсоцветные (Capparales), классу Двудольные (Dicotyledonae), отделу Покрытосеменные (Magnoliophyta) [10].

Родина рукколы побережье Средиземного моря. Она была известна еще во времена Древнего Рима, именно поэтому ее часто называют салатом римских императоров. Как культурное растение в нашей стране руккола посевная появился относительно недавно, в конце 90-х годов 20 в. Работы по выведению новых сортов рукколы ведутся с начала двухтысячных годов, и на 2019 год в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в РФ, внесено 35 сортов данной культуры [9].

1.2. Эколого-биологические особенности рукколы.

По классификации Г.И. Тараканова [3] руккола относится к жизненной форме длиннодневных однолетних, монокарпических, полурозеточных овощных растений. Имеет прямостоячий, слабо опушённый, ветвистый стебель высотой до 60 см. Листья рукколы сочные, обычно рассеянно-волосистые, с ореховым ароматом. Нижние листья собраны в прикорневую розетку, имеют лировидно-перистораздельную форму. Цветки ярко- или бледно-желтые с фиолетовыми жилками, собраны в соцветия кисть. Формула цветка – Ч₄Л₄Т₍₄₊₂₎П₁. Цветёт в мае-июле. Плод – овально-продолговатый стручок. Всходы появляются на 3-4 день, начало цветения на 60 день. Срок созревания семян до 30 дней. Продолжительности вегетационного периода 75-90 дней.

1.3. Агротехнология выращивания рукколы.

Существуют разные технологии выращивания рукколы: в открытом и защищенном грунте, на гидропонных установках.

Руккола нетребовательна к почвам, но предпочитает грунты со слабощелочной или нейтральной реакцией. Растёт на хорошо освещённых местах, требует регулярного полива. Оптимальная температура для развития растения – +18^оС, может выдерживать заморозки до минус 7^оС.

В защищенном грунте для выращивания рукколы используют почвосмесь из торфа, перегноя дерновой или огородной земли и речного песка с добавлением смеси извести или доломитовой муки. Почвенную смесь насыпают на стеллаж или грунт теплицы слоем 16-18 см, поливают раствором макро- и микроудобрений: на 10 л воды 20 г мочевины, 60 г суперфосфата, 50 – калийной селитры и 30 г сернокислого магния. На 1 м² расходуют 10 л такого раствора. Ширина междурядий при тепличной культуре, рекомендуется 20 см. Глубина заделки семян 0,3 см (в рассадники), 1,3 см (почва) [2]. Уход за посевами заключается в рыхлении почвы в междурядьях (3–4 раза до смыкания рядков). Для уничтожения сорняков в рядках проводят одну-две ручные прополки, первую – с одновременным формированием густоты стояния с интервалом между растениями – на 5–8 см. В начале выращивания культуры поливы должны быть умеренными, а затем обильными, но редкими. Температура в сооружении при выращивании рукколы должна быть: днем в ясную погоду 22…25°C, в пасмурную погоду – 16…18°C, а ночью – 12…16°С [5].

1.4. Химический состав и значение рукколы.

По данным профессора Коноваловой Е.Ю.[7], руккола отличается большим содержанием филлохинона (витамина К), в 100 г этого растения содержится 90,5% суточной нормы. Она богата лютеином и зеаксантином (59,3% суточной нормы), бета-каротином (28,5%), фолиевой кислотой (24,3%), витамином С (21,4%), пантотеновой кислоты (8,8%).

В первую очередь руккола ценна высоким содержанием йода, что не часто встречается среди пищевых растений.

Среди жирных кислот преобладают: омега-9 мононенасыщенная эруковая кислота 22:1 и омега-3 полиненасыщенная линоленовая кислота 18:3. При этом содержание омега-3 полиненасыщенных кислот достаточно высоко и составляет в 100 г 16% суточной нормы.

В составе углеводов доминируют пектин (в 100 г – 8,0% суточной нормы) и клетчатка (соответственно – 6,4%). Руккола содержит небольшое количество сахарозы (0,15 г в 100 г) и не содержит крахмал.

Руккола - культура низкокалорийная. В 100 г растения содержится всего 25 ккал. Это ценное пищевое и лекарственное растение. Свежие молодые побеги растения идут в салат. Рукколу используют при приготовлении пиццы, ризотто, пасты, соусов для спагетти и равиоли, также ею украшают блюда из мяса и морепродуктов, зерна используют в приготовлении горчицы [4].

Руккола обладает лечебными свойствами. Она благотворно влияет на пищеварение, обладает диуретическим, отхаркивающим, антибактериальным действием, способствует предотвращению язвы желудка, укреплению иммунной системы, нормализации водно-солевого обмена, повышению уровня гемоглобина и снижению уровня сахара в крови, выведению лишнего холестерина.

Как косметическое средство рукколу используют для ухода за кожей лица. Полезные вещества, которые в ней содержаться оказывают омолаживающий эффект, увлажняют, отбеливают, тонизируют, заживляют и дезинфицируют [10].

1.5. Краткая характеристика гуминовых препаратов.

Гуминовые препараты относятся к группе препаратов природного происхождения. Основным сырьём для их производства служит разные виды угля, торфа, а также сапропели, вермикомпосты и другие промышленные органические отходы. Гуминовые препараты, созданные на основе сапропелей, считаются наиболее эффективными, так как являются источником самого широкого спектра биологически активных органических (аминокислоты, пектины, аминосахара, меланоидины, гуминовые, гиматомелановые, фульвовые и др. кислоты, витамины – В1, В2, В3, В6, В12, С, Д, Е, РР, каротин, фолиевая кислота, фитогормоны, хлорофилл) и минеральных (Ca, K, P, Mg, Fe, Si, Mn, Cu, Zn, B, Mo, Co, Ni, Br, J, V и др.) веществ в сбалансированном составе, заданном самой природой, а также содержат многочисленную ассоциацию полезных, наиболее распространенных в экологически чистых почвах, микроорганизмов и комплекс продуктов их жизнедеятельности – ферментов, выполняющих важные функции в почвенных биохимических процессах [8]. Преобладание в гуминовых удобрениях из сапропелей легкогидролизуемых углерод-азотосодержащих веществ позволяет быстро и эффективно восполнять необходимый запас лабильного (активного) углерода и азота в структуре почвенных гумусовых молекул, которые ежегодно расходуются в процессе жизнедеятельности микроорганизмов и возделываемых растений, обеспечивая тем самым поддержание (воспроизводство) плодородия почв.

В настоящее время торговые организации предлагают широкий ассортимент гуминовых препаратов. Они отличаются объёмом, составом, спектром действия, торговой маркой, ценами. Как выбрать лучший из них? Для этого специалисты рекомендуют обращать внимание на концентрацию действующего вещества в препарате, на растворимость гуматов в воде, на их совместимость с другими подкормками, на страну производителя и торговую марку. Такая информация указывается на упаковке.

Гуминовые препараты способны улучшать свойства почвы. Они изменяют её водный режим и структуру, способствуя накоплению гумуса. Данные препараты стимулируют размножение почвенных микроорганизмов, ускоряют развитие растений. Например, помидоры, картофель и столовые корнеплоды хорошо отзываются на их применение; хуже реагируют кукуруза, горох и фасоль.

Глава 2. Материалы и методики исследования.

2.1. Характеристика объектов исследования.

Объектами в данном исследовании являются сорта рукколы посевной.

Информация о сортовых особенностях взята с их упаковок.

Сорт Деликатесная – раннеспелый сорт, созревает за 14-21 день после всходов. Листья широкие ярко-зеленые, имеет приятный горчично-ореховый вкус, формируют розетку диаметром 13-14 см. Высота растений – 60-70 см.

Сорт Диковина относится к среднеспелым сортам – зелень созревает примерно к 30-му дню после высевки семян в почву. Высота растения – около 20 см, стебель ровный, немного опушенный. Нижняя часть представляет собой розетку, собранную из листьев лировидной формы. Цветет маленькими кремового оттенка, собраны в соцветия. Сорт отличается высокими вкусовыми характеристиками, поэтому часто используется для приготовления самых разнообразных блюд.

Сорт Итальянская - ранний сорт, созревает за 20-25 дней. Высота растений 15-20 см. Листья фигурные нежно-зеленого цвета приятного горчично-оливкового вкуса. Сорт неприхотлив, предназначен для выращивания в открытом грунте, под пленочными укрытиями, в качестве горшечной культуры на подоконнике. Урожайность 1-1,3 кг/м².

Сорт Покер – ранний сорт, период вегетации составляет всего три недели. Листья крупные, длинные, окрашены в насыщенный зеленый оттенок. Цветет цветами кремового оттенка, в высоту сорт достигает максимум 20 см. Отличительная особенность сорта – немного сладковатый привкус с горчичными нотками.

Сорт Сицилия – среднеранний сорт, период созревания зелени 27-30 дней. Высота растений до 60 см, листья крупные с ярким ореховым вкусом и пряным запахом. Сорт устойчив к заморозкам, не переносит жару. При хорошей агротехнике дает зеленой массы до 2,5 кг /м². Цветет бело-желтыми цветками с красно-фиолетовыми прожилками. Внесен в Госреестр в 2006 году.

Сорт Худей вкусно - новый сорт с продленным сроком вегетации до 70 дней. Собирать продукцию возможно уже с двухнедельного возраста. Листья сильно рассеченные, ароматные, имеют слабо-острый горчичный вкус с заметной ореховой нотой. Розетка формируется крупная и высокая, массой 25-30 г. Урожайность зеленой массы составляет около 2,5 кг/м² .

В эксперименте был использован почвенный грунт на основе биогумуса «Универсальный». В состав грунта входит биогумус, торф низинный, мука известняковая, вермикулит, песок и питательные элементы: общий азот не менее 1 %, общий фосфор не менее 0,5 %, общего калия не менее 0,5 %, рН 6,5-7,5. Грунт предназначен для выращивания овощей на подоконнике, балконе (зелёный лук, салат и др.). Дополнительные удобрения для изменения питательного состава грунта не вносились.

2.2. Сроки и методы исследования.

Эксперимент был заложен в учебной лаборатории 12 августа и продолжался до 10 сентября 2021 года. Условия: постоянная влажность воздуха и температура +20⁰С.

В ходе эксперимента изучалась урожайность зеленой массы шести сортов (№1-Деликатесная, №2-Диковина, №3-Итальянская, №4-Покер, №5-Сицилия, №6-Худей вкусно) на фоне внесения препарата Росток разными способами и без него.

Опыта включал 36 вариантов (табл. 1) и проводился в трех повторностях.

При использовании препарата разными способами, концентрация раствора была одинаковой, согласна инструкции на упаковке.

После подготовки, семена раскладывались в шестиячеистые пластиковые контейнеры с универсальным почвенным грунтом по 30 штук на повторность. Всего было использовано 18 контейнеров.

Таблица 1 – Схема опыта

Определение урожайности проводилось следующим образом. Рассчитывалась средняя урожайность зеленой массы с учетной площади (25 см²) и полученное значение путем пересчета переводилось в граммы на один кв. м.

Статистическая обработка полученных данных и оценка результатов опыта проводилась по общепринятым методикам математического анализа [1]. Вычислялась средняя арифметическая урожайности (X̅) и ее ошибка (m_x̅), величина стандартного отклонения (σ), относительная точность опыта (m%), оценка различия урожайности зеленой массы сортов (t_факт) и наименьшая существенная разность (НСР) при 95% уровне значимости.

Глава 3. Результаты исследования.

3.1. Анализ результатов наблюдений за развитием растений.

Наблюдения за развитием растений (таблица 1) показали, что растения всех сортов взошли на 3 день. Наступление фазы первого листа быстрее всех произошло у сортов №1, №3 и №4 - на девятый день после всходов. У сортов №2 и №5 - на десятый день, у сорта №6 - на одиннадцатый день. Наступление фазы второго листа у сортов №1, №3 и №4 отмечено на двенадцатый день. У сортов №2 и №5 на тринадцатый день, а у сорта №6 - на пятнадцатый день.

Таблица 1 - Фенологические наблюдения за развитием растений рукколы

3.2. Анализ урожайности исследуемых сортов.

Анализ урожайности сортов показал, что наибольшую массу зелёной продукции дал сорт №5 – 2183 г/м² при 5 способе внесения препарата Росток. Наименьшую урожайность дал сорт №6 – 667 г/м² при 2 способе внесения препарата.

Из таблицы 2 видно, что растения всех сортов отреагировали на замачивание семян в воде снижением урожайности.

Таблица 2 - Урожайность зеленой массы сортов рукколы.

Например, у сортов №1 и №6 при замачивании в воде урожайность снизилась на 23 %, у сорта №3 на 21 % относительно способа без замачивания семян.

При замачивании в гуминовом препарате Росток у трёх сортов также прослеживалась негативная реакция. Например, сорт №1 снизил урожайность на 2 %, сорт №2 на 6%, №3 - на 18%, относительно первого способа – без замачивания.

Отрицательная реакция сортов рукколы на замачивание в воде и в растворе препарате может быть связана с тем, что, находясь в воде, семена рукколы выделяют слизь, которая склеивает семена в комок и мешает равномерно распределить их по площади ячейки, что, в свою очередь, сокращает площадь питания молодых растений.

На графиках (рис. 1), видна положительная динамика увеличения урожайности у большинства сортов рукколы от способа внесения 2 к способу 5. Так, положительно отреагировали на замачивание и опрыскивание гуминовым препаратом все 6 сортов. Например, сорт №2 отреагировал увеличением урожайности на 41 %, а сорт №6 увеличил свою урожайность в 2,6 раза относительно контроля – сорта №4.

Максимальную урожайность все сорта рукколы дали при замачивании семян и поливе препаратом Росток. Относительно замачивания в дистиллированной воде

Рисунок 1. Сравнение урожайности сортов рукколы на фоне внесения препарата Росток.

сорт №1 увеличил урожайность на 0,5 %, сорт №3 - на 34 %, сорт №4 - на 41 %, сорт №5 - на 64 %, а №6 - в 2,7 раза.

При шестом способе (замачивание семян + полив + опрыскивание) все сорта снизили урожайность по сравнению со способом 4 и 5. Возможно, причина снижения кроется в суммарно высокой дозе гуминовых кислот, и вместо стимулирования роста растений началось торможение ростовых процессов. Другой причиной может быть переувлажнение грунта.

Статистическая обработка результатов по фактору действия способа внесения препарата Росток на каждый отдельный сорт представлена в Приложении 1 (табл. 3). Из таблицы 3 видно, что сорта имеют разную реакцию на внесение препарата. Существенные различия в урожайности по всем вариантам относительно контроля (замачивание в воде) показали 4 сорта (№2, №3, №5, №6). Существенные различия в урожайности сортов, в сравнении с контрольным сортом №4, по всем вариантам не показал ни один сорт – таблица 4 (Приложение 1). В четырех вариантах существенные различия в урожайности с контролем показал сорт №5. Сорт №1 уступил по урожайности в 5 способах обработки, №6 – в четырех

3.3. Анализ органолептических свойств зелени сортов рукколы.

Оценка органолептических свойств зелени рукколы разных сортов проводилась 10 экспертами. Зелень оценивались по трем признакам: внешняя привлекательность (отсутствие дефектов, искривлений, плесени), аромат, вкус. Для оценки использовалась 3-бальная шкала выраженности признака: 1 – выражен слабо; 2 – средне; 3 – хорошо выражен.

Все сорта руккколы имели ярко-зеленый цвет и привлекательный вид. На диаграмме (рис. 2) видно, что самым ароматным, по мнению экспертов, оказался сорт №2, набравший 2,9 баллов.

Самым приятным на вкус оказался сорт №1, набравший 2,5 балла. Очень острого вкуса была зелень сортов №3 и №5.

Рисунок 2. Сравнение органолептических свойств зелени сортов рукколы.

3.4. Выводы и рекомендации

Проведенное исследование позволяет сделать следующие выводы:

Перед посадкой семена рукколы не следует замачивать в воде и питательных растворах, так как они слипаются и на почву размещаются комком.

Исследуемые сорта рукколы отрицательно реагируют на замачивание семян в воде и в препарате Росток.

Дополнительное к замачиванию опрыскивание увеличивает урожайность незначительно.

Оптимальный способ внесения гуминового препарата – замачивание семян в растворе и полив, т.к. обеспечивает максимальную урожайность зелёной продукции.

Не следует вносить препарат тремя способами одновременно, так как замачивание семян с опрыскиванием и поливом приводит к снижению урожайности у всех сортов.

Исследуемые сорта подтвердили свои сортовые характеристики, ранние сорта опережали среднеранние и средние сорта в развитии на 1-2 дня.

Самыми урожайными являются сорта №5 и №2

По мнению экспертов самыми привлекательными по внешним признакам и вкусовым качествам оказались два сорта: №1 и №2.

Рекомендуем:

для выращивания в домашних условиях использовать сорт рукколы №2, так как он обладает хорошими вкусовыми качествами и имеет достаточно высокую урожайность, а также сорт №5 как самый сорт с острым вкусом.

Применять препарат Росток на рукколе следует путём полива или опрыскивания растений без замачивания семян.

Заключение.

Изучив литературу по проблеме исследования, выяснили:

- руккола посевная относится к роду Индау семейства Капустные.

- Жизненная форма рукколы - длиннодневный однолетник, монокарпик, полурозеточное овощное растение.

- Растение нетребовательно к почвам, нуждается в хорошей освещенности и регулярных поливах.

- Руккола является ценным пищевым растением. В ее состав входят витамины А, В, С, Е, К, а также более 30 макро– и микроэлементами, но ценность ее в большом содержании йода. Она низкокалорийна и может использоваться в диетическом питании. Руккола является прекрасным косметическим средством и обладает лекарственным свойствами.

В ходе проведенного исследования установлено, что все сорта отрицательно реагируют на замачивание семян и в воде, и растворе препарата. Положительно растения реагируют на замачивание + опрыскивание или замачивание + полив препаратом, но при одновременном поливе и опрыскивании замоченных семян все сорта снижают урожайность.

Выдвинутая гипотеза подтвердилась, препарат Росток ускоряет развитие растений при коротком дне, но вносить его надо в сочетании замачивание с поливом или с опрыскивание растений.

Максимальную урожайность показал сорт №5 в варианте с замачиванием и поливом. Этот сорт рекомендуется для выращивания в домашних условиях тем, кто любит острые блюда.

Лучшим вкусом обладает сорт №2, и хотя его максимальная урожайность ниже сорта №5 на 15%, он также рекомендуется для выращивания дома.

Считаю, что с поставленными задачами справилась и цели достигла. В дальнейшем планирую провести эксперимент по изучению влияния других гуминовых препаратов на урожайность сортов рукколы, и усовершенствовать разработанную технологию.

Литература

Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). - 5-е изд., доп. и перераб./ Б.А. Доспехов//-М.: Агропромиздат, 1985. -351 с.

Осипова, Г. С. Овощеводство защищенного грунта/ Г.С. Осипова. –М.: Проспект науки, 2010. – 288 с.

Тараканов, Г.И. Овощеводство. Под ред. Г. И. Тараканова и В. Д. Мухина. Издание: 2-е, переработанное и дополненное./ Г.И., Тараканов В.Д. Мухин, К.А Шуин.// М.:, Издательство: «КолосС», 2003 - 472 с.

Ширинкин, В.Н. Особенности семеноводства рукколы сорта Изумрудная при рассадочной культуре в условиях Предуралья/ В.Н. Ширикин, А.Н. Папонов //Аграрный вестник Урала. – 2011. - № 7. – С. 10-11Агроклиматический справочник по Свердловской обл., 1967.

Ширинкин, В.Н. Интродукция рукколы, ее агробиологические и технологические особенности при возделывании в Пермском крае.: автореф. дисс.… канд. с.-х. наук: 06.01.01/Ширикин Виктор Николаевич. – Пермь, 2012. – 18 с.

Агроклиматический справочник по Свердловской обл., 1967.

Коновалова, Е.Ю. Руккола (индау, эрукапосевная)Режим доступа:http://pharmacognosy.com.ua/index.php/vashe-zdorovoye-pitanije/zelen/rukkola

Краткая сравнительная характеристика гуминовых веществ из разных видов сырья. Сайт компании ООО «Центр инновационных агропромтехнологий FuTech» . Режим доступа: http://huminplus.zakupka.com/articles/9674-kratkaya-sravnitelnaya-harakteristika-guminovyh-veshchestv-iz-raznyh-vidov-syrya/

Сорта растений, включенные в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Официальный сайт ФГБУ «Госсорткомиссия» Режим доступа: https://reestr.gossort.com/ reestr/culture/1015

Проектный кейс: Разработка современной технологии получения высоковитаминной зелени новой культуры Руккола в защищенном грунте с использованием гуминовых препаратов/ Составитель: заведующий кафедрой овощеводства и плодоводства им. проф. Н.Ф. Коняева. ФГБОУ ВО Уральский ГАУ, к.с-х.н., доцент Карпухин М.Ю.// Режим доступа: https://dm-centre.ru/ext/ckfinder/userfiles/files/%D0%A1%D0%B8%D1%80%D0%B8%D1%83%D1%81/%D0%BA%D0%B5%D0%B9%D1%81%D1%8B/%D0%A0%D1%83%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%B0.pdf

Приложение 1

Таблица 3.

Оценка различий урожайности сорта при разном способе внесения препарата Росток (замачивание в воде – контроль)

- Превосходит вариант - превосходит контроль

Таблица 4.

Оценка различий в урожайности сортов при использовании разных способов внесения препарата Росток (Покер – контроль)