XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Влияние ауксинового гормона на образование корней у зеленых черенков Тиса ягодного
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
I. ВВЕДЕНИЕ
Проблема. В декоративном садоводстве такое популярное хвойное растение, как Тис ягодный, имеет ограниченный способ размножения. Некоторые культурные сорта совсем не образуют семян, и потомство можно получить только вегетативным размножением. А при размножении способом черенкования корневая система у Тиса формируется только на второй год.
Актуальность.
Актуальность исследования определена решением проблемы укоренения зеленых черенков у Тиса ягодного и увеличения количества саженцев.
Цель: определить воздействие ауксинового гормона (индолилмасляная кислота) на образование придаточных корней у зеленых черенков Тиса ягодного.
Задачи:
1) изучить с помощью литературных источников способ зеленого черенкования хвойных растений;
2) ознакомиться с помощью литературных источников с гормонами роста растений и с препаратами, стимулирующих корнеобразование;
3) произвести опыт по укоренению зеленых черенков Тиса ягодного, применяя регулятор роста корней.
Объект исследования: черенкиТиса ягодного, сорт «Summergold».
Предмет исследования: возможность образования корней у зеленых черенков, сорта «Summergold».
Гипотеза: воздействие регулятором корнеобразования на хвойные черенки ускорит процесс укоренения Тиса ягодного в почвенном грунте.
Методы исследования.
• теоретический анализ литературных источников.
• эксперимент – проведение серии опытов.
• анализ – анализировали состояние опытных и контрольных образцов.
• сравнение – устанавливали сходство и различие между растениями
II. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Глава 1. АНАЛИЗ УЧЕБНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Описание Тиса ягодного
ФОТО 1. Тис ягодный
Отдел: Голосеменные
Класс: Хвойные
Порядок: Сосновые
Семейство: Тисовые (Taxacea)
Род: Тис (Taxus)
Вид: Тис ягодный (Taxus baccata)
Сорт Summergold (Саммерголд – Летний золотой)
Тисовые – это хвойные растения, древесной и кустарниковой формы.
Ареал распространения: страны Европы, Крым, Кавказ, Карпаты.
Тисовые – самые теневыносливые среди всех хвойных растений.
Тис ягодный или Тис европейский – двудомные растения, мужские и женские особи существуют отдельно [5. с.201].
На женских особях образуются многочисленные семена, заключенные в мясистую ягодообразный оболочку (присемянник), ярко-красного цвета; отсюда и название – Тис ягодный. Плодоношение начинается с 25-30 лет, плодоносит ежегодно [5. с.204]. У Тиса ягодного существует много декоративных сортов. Один из самых оригинальных – это с орт «Summergold» (Летний золотой) [5. с.220].
Данный сорт является мужской формой культурных тисов. Он семян не образует; его ФОТО 2. Сорт Summergold можно размножить только черенками.
Тисс «Summergold» – это кустарник, высотой до 1,5 метра, имеет широко-раскидистую крону. Молодые побеги прямые, поднимающиеся вверх под углом около 45˚. Хвоя игольчатая, мягкая, длиной 2–3 см, желто-зеленого цвета, летом больше жёлтая. Молодые побеги рекомендуется укрывать от попадания солнечных лучей и от сильного ветра
Сорт «Summergold» довольно зимостоек. Предпочитает влажные плодородные почвы. Хорошо переносит обрезку и пересадку. Рекомендуется для одиночных или групповых посадок.
В ландшафтном дизайне тисс «Summergold» используют в качестве украшения газонов и опушек, им оформляют альпийские горки. Гармонично смотрится в различных стилистических садах.
1.3. Размножение хвойных растений способом черенкования
Черенкование Тиса следует проводить в июле-августе [5. с.186]. В первый вегетационный сезон черенок образует каллус (в течение 2 месяцев), а со второго года начинают образовываться придаточные корни.
Черенкование – это вегетативный метод размножения растений, основанный на способности побегов к образованию придаточных корней.
При размножении зелеными черенками срезают побеги текущего года. Черенки, заготовленные из боковых побегов, укореняются лучше, чем из осевых, т.к. у боковых побегов накапливается больше углеводов.
Черенки нарезают длиной 15-20 сантиметров, остро отточенным ножом. Нижний лист (хвою) сразу удаляют, т.к. при контакте с посадочным грунтом или водой она загнивает, заражая сам черенок. Остальные листья обрезают наполовину, для уменьшения испарения.
В процессе укоренения черенков листу растения принадлежит решающая роль. От интенсивности фотосинтеза зависит регенерация корней на черенках. Без листьев утрачивается способность побегов образовывать корни.
Оптимальные условия укоренения: высокую влажность воздуха в сочетании с невысокой влажностью грунта. Грунт желательно в смеси: торфа с песком в пропорции 1:1 или 2:1.
Для посадки черенков используют парники или стеллажи в оранжерее. Черенки с обработанной фитогормоном нижней частью высаживают в грунт парника под деревянный колышек вертикально, плотно обжимая субстрат вокруг черенка [4 с. 148].
Глубина посадки зависит от размера черенка и породы: черенки большинства хвойных растений сажают на глубину 5-8 см. Расстояние между черенками в рядах 12-15 см, между рядами 20 см. [4 с. 149]. После посадки черенки поливают через мелкое сито.
Для защиты от высыхания сверху прикрывают плёнкой или стеклом, оставив небольшое отверстие для проветривания. Плотно закрытые черенки требуют регулярного частого проветривания, иначе от избытка конденсата могут загнить. Оптимальная температура для хорошего укоренения большинства древесных пород +25 градусов.
При размножении растений в больших количествах обычно устанавливают туманообразующие установки. В них легче всего поддерживать влажность воздуха [4. с. 151 ].
Каллюс образуется в зависимости от породы хвойного растения (в среднем 2-4 месяца). Каллюс - это нарост клеток на поверхности среза в результате деления и роста живых клеток камбия.
После укоренения черенков, когда почка «тронется в рост» и образуются небольшие побеги, парники начинают приоткрывать, приучая растения к свежему воздуху.
1.2. Характеристика препарата MAXCLON
Для эффективного укоренения черенков применяют стимуляторы роста и регуляторы корнеобразования. К регуляторам относятся растительные гормоны, которые регулируют рост вегетативных органов растения.
Гормоны из группы ауксинов, такие, как индолил-уксусная кислота, индолил-масляная кислота входят в состав промышленных препаратов – Корневин, Гетероауксин, Максклон и др.
MAXCLON – это гормональный препарат, на основе индолил-масляной кислоты. Он разработан учёными для повышения эффективности и облегчения процесса размножения растений. Препарат имеет структуру в форме геля.
Гелевая форма препарата позволяет значительно ускорить процесс черенкования и сделать его боле эффективным.
В отличие от таблеток, например, гетероауксина, гель не надо растворять в определенном соотношении, черенки не надо замачивать несколько часов.
ФОТО 3. Препарат MAXCLON
В отличие от порошка, например, корневина, гель плотно облегает черенок, не осыпается, большая его часть попадает с черенком в лунку.
Свойственные гелям обволакивающие качества, играют одну из главных ролей в гарантированном укоренении данного черенка. Гель запечатывает срез черенка, обволакивает основание и совместно с влагой, содержащейся в почве, взаимодействует с механизмами вызывающими корневой рост. Кроме того, происходит блокировка вредного действия на оголенную ткань среза патогенными микроорганизмами.
В препарате MAXCLON рабочим веществом является индолил-масляная кислота, в концентрации 3 гр/ л.
Индолил-масляная кислота входит группу ауксиновых гормонов. Они регулируют рост вегетативных органов за счет растяжения клеток. Механизм растяжения заключается в том, что ионы водорода Н+ ауксиновых кислот разрыхляют стенки растительных клеток и производят увеличение их размеров. [2. с.65].
Индолил-масляная стимулирует деление клеток камбия и увеличивает процент укоренения черенков. [2. с.66].
Согласно инструкции препарат MAXCLON совершенно безопасен для человека.
Глава 2. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЭТАПЫ РАБОТЫ
Данная работа проводилась на Рязанской городской станции юных натуралистов на протяжении двух вегетационных периодов, 2021-2022 годов.
Опытнический участок общей площадью 3,6 м2 (длина – 2,4 м2; ширина – 1,5 м2). Территория хорошо освещена; рельеф ровный; делянки приподняты на 10 сантиметров над общим уровнем земляного покрова. Ранее на данной территории производилось черенкование плодовых кустарников.
2.1. Первый этап работы – подготовительный
Весной 2021 года составили план опытнического участка, а также изучили методику черенкования хвойных растений. План участка показан на схеме 1.
Схема 1. План опытнического участка
В парнике подготавливаем специальный грунт для черенкования: садовая земля, торф и песок в соотношении 1:1:1, верхний слой – это чистый песок (3см.). Приготовление почвенного грунта показано на фото 4. Затем грунт обильно проливаем водой из лейки и производим обработку фунгицидным раствором (Фитоспорин-М), против грибковых заболеваний.
ФОТО 4. Приготовление грунта для черенкования
2.2. Второй этап работы – изготовка зеленых черенков
С материнского растения Тиса ягодного (которому 9 лет), срезаем зеленые ветви текущего года.
Затем, при помощи садового секатора нарезаем стеблевые черенки, длиной 13-15 сантиметров.
Нарезку черенков мы проводим под водой, чтобы не образовалась воздушная пробка, и сразу ставим в стаканчик с водой, для того, чтобы вытекли смолянистые вещества, не закупоривая проводящую ткань [7. с.185].
Нарезка черенков показана на фото 5.
ФОТО 5. Изготовка черенков Тиса ягодного
2.3. Третий этап работы – обработка черенков гормональным препаратом
После нарезки черенков, нижний край (примерно, 1 см.) обмазываем стимулятором корнеобразования – гелем «Максклон», и оставляем на 10 минут для подсушивания.
Обработка черенков стимулирующим препаратом показана на фото 6.
Фото 6. Обмазывание черенка гелем «Максклон» Фото 7. Черенки готовые к посадке
2.4. Четвертый этап работы – посадка черенков на опытном участке
Готовые черенки размещаем в сырой песок на глубину 3 сантиметра и под углом 45 градусов. Расстояние между черенками в ряду составляет 15 сантиметров. Расстояние между опытным рядом и контрольным рядом – 50 сантиметров. Посадка черенков Тиса ягодного показана на фото 8.
Фото 8. Посадка зеленых черенков Тиса ягодного
Общий вид участка показан на фото 9.
Фото 9. Общий вид участка
1. Опытный ряд – черенки Тиса, обработанные препаратом Maxclon.
2. Контрольный ряд – черенки без обработки.
2.5. Пятый этап работы – опрыскивание зеленых черенков
После посадки черенков, обе делянки прикрыли нетканым полипропиленовым материалом, для защиты от яркого солнца и уменьшения испарения влаги с листьев.
Два раза в день производим опрыскивание зеленой массы из ручного опрыскивателя, наполненного водой. Опрыскивание производим до конца лета. Никакими удобрениями и стимуляторами черенки не обрабатываем.
Процесс опрыскивания черенков показан на фото 10.
Фото 10. Процесс опрыскивания черенков
Осенью никаких внешних изменений с данными черенками не произошло, и в таком состоянии они зимовали.
Весной 2022 года наблюдаем изменения у черенков опытных и контрольных образцов.
Общий вид участка в весенний период показан на фото 11.
Фото 11. Вид участка весной – май 2022 года
Хорошо видно, что у опытных образцов наблюдается рост побегов (молодая хвоя желтого цвета).
В контрольном ряду у 8 черенков хвоя засохла, а у одного черенка хвоя зеленая.
Все лето проводили наблюдение и агротехническую работу: полив растений, рыхление почвы, удаление сорняков, а также ведение дневника.
Во второй вегетационный период растения никакими препаратами не обрабатывали и удобрения не вносили.
К осени кончики хвойных листьев приобрели беловатый цвет, в связи с сезонными изменениями в природе.
Общий вид участка в осенний период показан на фото 12.
Фото 12. Растения Тиса ягодного на второй
год после черенкования (октябрь 2022 года)
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В конце вегетационного периода произвели биометрические измерения стебля и корневой системы. Получены следующие результаты:
Фото 13. Биометрические измерения побега Фото 14. Измерение корня
Результаты измерения длины побегов у Тиса :
1. В опытном ряду получено 8 саженцев (один саженец отсутствует по техническим причинам). Размер побегов в опытной группе показан в таблице1:
|
Саженцы опытного ряда |
Длина однолетнего побега (в сантиметрах) |
|
1 |
16 |
|
2 |
18 |
|
3 |
11 |
|
4 |
9 |
|
5 |
15 |
|
6 |
17 |
|
7 |
18 |
|
8 |
12 |
Таблица 1. Длина побегов в опытной группе
Прирост стебля в опытной группе составляет в среднем 17 сантиметров.
2. В контрольном ряду: 8 черенков погибли, они находятся в засохшем состоянии. Один черенок с зеленой хвоей, но роста побегов у него не наблюдается.
Результаты измерения длины корневой системы у Тиса :
1. В опытной группе выкопали три саженца. Измерения показали, что длина корневой системы – 28, 22, 19 сантиметров. Среднее значение составляет 23 сантиметра.
2. В контрольной группе все черенки корней не образовали. У одного зеленого черенка обнаружен только наплыв каллуса.
Таким образом, с применением регулятора корнеобразования приживаемость черенков составила 90% а без воздействия стимулирующего препарата приживаемость черенков – 11%
Выводы к работе
На основании проделанной работы сделаны следующие выводы:
1. Все черенки опытной группы образовали корни и стали однолетними саженцами на второй год после черенкования.
2. Черенки Тиса ягодного, обработанные препаратом «Максклон», имеют больший процент укоренения, чем черенки без применения данного препарата.
Итог: из 18 посаженных зеленых черенков за два вегетационных периода мы получили 8 нормальных саженцев Тиса ягодного; и один саженец нуждается в доращивании.
III. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Выдвинутая гипотеза полностью подтвердилась: инновационный препарат «Максклон на основе гормонального вещества индолил-масляная кислота, показал эффективное действие в образовании придаточных корней у Тиса ягодного.
Вероятно, черенкование в весеннее время привело бы к лучшему результату укоренения контрольных черенков, но мы ставили данный опыт летом, и выяснили, что размножение Тиса ягодного в летний период происходит продуктивнее только с применением искусственного фитогормона.
Вегетативное размножение способом черенкования – незаменимый способ при разведении культурных сортов, не образующих семена, поэтому размножение мужской формы хвойных растений имеет большое практическое значение при озеленении приусадебных участков, скверов, парков.
Научных публикаций по размножению Тиса с применением различных стимуляторов роста существует достаточное количество, но новизна данной работы заключается в том, что на Тисе ягодном впервые был апробирован инновационный препарат «Максклон».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Асаров, Х.К. Практикум по агрохимии: учебное пособие для учащихся 9-10 классов сельских школ / Х.К. Асаров. – Москва: Просвещение, 1972. – 191с.
2. Волынец, А.П. Взаимодействие эндогенных регуляторов роста / А.П. Волынец. –Москва: Наука и техника, 1980. –144 с.
4. Мак-Миллан Броуз, Ф. Размножение растений / Ф. Мак-Миллан Броуз; перевод с англ. И. Г. Тараканова; 2-е изд. – Москва: Мир, 1992. – 192 с.
5. Матюхин, Д.Л. Виды и формы хвойных, культивируемые в России: [в двух частях] / Д.Л. Матюхин, О.С. Манина, Н.С. Королева. – Москва: Товарищество научных изданий КМК, 2009. Часть 1. – 259 с.
6. Чернышов, М.П. Хвойные породы в озеленении центральной России / М.П. Чернышов и др. – Москва: Колос, 2007. – 328 с.