XIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Природные стимуляторы и природные ингибиторы

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Лобас Н.М. 1

---

1Гимназия №16 г.Сочи

Танцура М.Г. 1

---

1 МДОБУ д/с №67 г. Сочи

Работа в формате PDF

1.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Ботаника - комплексная наука, изучающая растительные организмы. Существует около 500000 видов растений. К царству Растения относят две группы: низшие и высшие растения. Низшие растения: зеленые. Харовые, красные, бурые водоросли. Характерные черты: тело не делится на органы и не имеет тканей; состоит из многоклеточного слоевища; половые органы и органы спороношения – одноклеточные или отсутствуют. Высшие растения: споровые (мхи, хвощи, плауны, папоротники) и семенные (голосеменные и покрытосеменные). Характерные черты: наличие тканей; вегетативные и генеративные органы; половые органы и органы бесполого размножения – многоклеточные; чередование полового и бесполого поколений. [1]

Ростовые явления у растений проявляются, прежде всего, в образовании новых органов, тканей, клеток и их компонентов. В отличие от животных, рост растений продолжается в течение всей жизни. Неограниченность роста обусловлена тем, что в отличие от других организмов, деление клеток приурочено к определенным зонам, называемым меристемами (от греч. «меристос»-делитель). В меристемах происходит не только деление клеток, но и образование зачатков органов. За счет деления клеток верхушечных меристем происходит рост стебля и корня в длину, образование листьев, цветков. Боковые меристемы обеспечивают рост осевых органов в толщину. У злаков рост стебля обусловлен делением клеток вставочных меристем, расположенных в основании междоузлий.

Характерной чертой роста растения является его неравномерность, периодичность. Рост клеток растений включает несколько следующих друг за другом процессов: фазы деления, растяжения и дифференциации. Фаза деления (эмбриональная фаза) проходит в зоне меристем. Образующиеся в результате деления дочерние клетки первоначально имеют размеры вдвое меньше материнской, но затем быстро растут за счет увеличения объема цитоплазмы. Часть клеток, образовавшихся в процессе деления, остается меристематическими, а остальные переходят в фазу растяжения. Характерной особенностью фазы растяжения является быстрое увеличение объема клеток, например, за 1 час клетка может увеличиться в размерах в 2 раза. Увеличение объема клеток связано с поглощением больших количеств воды и формированием вакуолей. К концу фазы растяжения размеры клетки увеличиваются по сравнению с эмбриональной фазой в десятки раз. Постепенно растяжение замедляется, и клетки переходят к третьему этапу жизнедеятельности — дифференциации, в ходе которого происходит их узкая специализация. Из внешне однородных клеток меристем формируются покровные, проводящие, паренхимные, эмбриональные, механические клетки, совокупность которых образует соответствующие ткани растений.

Таким образом, изменение размеров клеток идет неравномерно: сначала (эмбриональная фаза) медленно, размеры клеток после деления увеличиваются только в 2 раза, затем очень быстро (фаза растяжения) и вновь замедление вплоть до полной остановки роста (фаза дифференциации). [2]

Изучая литературу, мы узнали о природных стимуляторах роста растений и о природных ингибиторах роста растений. Мы решили проверить опытным путем некоторые из них.

Цель: изучение влияния органических кислот и других веществ на рост и укоренение черенков растений и на прорастание семян однодольных и двудольных растений

Задачи: знакомство с веществами, стимулирующими и замедляющими процесс роста растений; дрожжи – как стимулятор корнеобразования у пеларгонии зональной и сенполии; салициловая кислота - как ингибитор роста растений; взаимное влияние растений; обработка полученных результатов; формулировка выводов.

Гипотеза: возможно, мы найдём вещества, которые помогают росту растений или замедляют его

Объект исследования: природные стимуляторы негормональной природы (дрожжи, салициловая кислота), их влияние на семена и черенки растений.

Предмет исследования: процесс прорастания семян гороха и пшеницы, образование корней у черенков пеларгонии зональной и сенполии, взаимное влияние растений.

Актуальность: cемена и черенки можно обработать в домашних условиях природными стимуляторами, которые повышают всхожесть семян и укоренение черенков. Используя раствор дрожжей в качестве биостимулятора, можно в короткий срок размножить декоративные растения, без особых денежных затрат, озеленить придомовой участок. Знания о природных ингибиторах могут помочь в борьбе с сорными растениями и при создании зеленых декоративных композиций.

I.Обзор литературы.

1.1. Рост растений и гормоны

К гормонам растений относят вещества, которые синтезируются и функционируют в растениях в микроколичествах, при этом место синтеза гормонов и место их регуляторного воздействия пространственно разобщены. Например, гормон цитокинин, который синтезируется в клетках корня, перемещается по сосудам в клетки стебля, листьев, цветков. У растений нет определенных органов или желез, аналогичных железам внутренней секреции животных, синтезирующим и продуцирующим гормоны. Гормоны

растений образуются преимущественно в местах активного деления клеток: в верхушках корней и стеблей, в молодых листьях, почках, растущих плодах.

В зависимости от влияния, оказываемого гормонами на рост растений, выделяют гормоны — стимуляторы роста и гормоны — ингибиторы роста. В регуляции участвуют и вещества негормональной природы, например входящая в группу фенольных ингибиторов салициловая кислота.

Ауксин синтезируется в верхушечных меристемах побегов и корней, молодых листьях, зародышах семян. В эмбриональной фазе ауксин стимулирует деление клеток, а затем их растяжение, регулирует передвижение питательных веществ в растении. Увеличение количества ауксина в растущих клетках увеличивает приток к ним питательных веществ, что приводит к усилению роста клеток. Гиббереллины синтезируются в меристематических тканях тех же органов, что и ауксин. Совместно с ауксином гиббереллины регулируют процесс растяжения клеток, активизируют деление и дифференцировку. Им принадлежит главная роль в регуляции прорастания семян.

Основное место синтеза цитокининов — верхушки корней, откуда они перемещаются по растению с током воды. Цитокинины непосредственно регулируют процесс деления клеток. Активизируя синтез белков и нуклеиновых кислот, цитокинины задерживают старение клеток.

Ингибиторы замедляют рост растений, подавляя процессы деления и растяжения клеток.

Этилен подавляет растяжение клеток, блокирует передвижение ауксина. Накопление этилена в значительных количествах ускоряет старение клеток листьев, плодов, цветков. Он играет важную роль врегуляции созревания плодов, опадении листьев. Действие абсцизовой кислоты так же, как и этилена, проявляется в торможении роста. Она вызывает покой почек, опадение листьев. Координация ростовых процессов основана на сбалансированном совместном действии стимуляторов и ингибиторов роста растений.[2]

1.2. Дрожжи как стимулятор роста корней

Дрожжевой раствор богат витамином В и веществами, необходимыми для роста корней. Готовя черенки к посадке, их рекомендуется сутки выдержать в 2 л воды с 200 г дрожжей (2 пакетика сухих дрожжей). Далее черенки помещают в чистую воду для дальнейшего укоренения.
Смесь, которая у нас остается годна к применению для полива растений, в том числе и комнатных. Нельзя использовать дрожжевые подкормки для картофеля, моркови, свеклы, чеснока, редьки и редиса. Данное удобрение в основном направлено на развитие растения через питание корневой системы. Корнеплодам такое воздействие пользы не принесет. От переизбытка питательных веществ они приобретают уродливую форму, а также становятся вредными для организма человека. С помощью стимуляции корневой системы природные стимуляторы помогут вылечить слабые и омолодить старые растения, а также дают возможность получить более мощную коневую систему. Есть еще один плюс от стимулятора роста с дрожжами — такой раствор повышает сопротивляемость к заболеваниям и вредителям. [3]

Использование раствора дрожжей позволяет ускорить корнеобразование у растений с трудноукореняющимися черенками. Ускорение корнеобразования обусловлено выделением в воду из дрожжевых клеток витамина В1, биотина. Витамины, входят в состав различных ферментов, усиливают действие фитогормонов, что приводит к усилению процессов регенерации черенков опытных растений.[2]

1.3. Салициловая кислота-ингибитор роста растений

Широко известно применение салициловой кислоты и ее производного — ацетилсалициловой кислоты (аспирина) в медицине. Впервые салициловая кислота была выделена из коры и листьев ив (от лат. «саликс» —ива), где содержится в значительных количествах. Кроме ивы, салициловая кислота выделена из стеблей злаков, корней томатов, мякоти плодов лимона, земляники, абрикоса. Ее широкое распространение обусловлено тем, что она обладает свойствами ингибитора роста. Салициловая кислота относится к довольно обширной группе природных негормональных ингибиторов роста.[2]

1.4. Взаимное влияние растений

Помимо абиотических факторов внешней среды (свет, температура, вода, кислород, элементы питания), на рост растений оказывают влияние биологически активные

вещества, которые выделяются в почву и воздух другими растениями. Явление взаимного влияния растений носит название аллелопатии (от греч. «аллелон» — взаимно, «патос» — страдание). Растения могут выделять вещества, которые тормозят (токсины) или ускоряют (стимуляторы) рост других растений.[2]

II. Методика работы

Исследования по данному направлению проводили в 2022 году. Изучали литературу, закладывали опыты, наблюдали, фиксировали изменения, оформляли результаты, сравнивали, формулировали выводы. Опыты проводили в домашних условиях на придомовом участке.В работе мы опирались на методику Н.В. Батурицкой и Т.Д.Фенчук «Удивительные опыты с растениями».

Оборудование: почвогрунт универсальный, лотки для посадки, ножницы, черенки и семена растений, дрожжи , салициловая кислота , ёмкости, чашки Петри.

Опыт № 1 – «салициловая кислота и прорастание семян однодольных и двудольных растений (пшеницы и гороха)».

Для опыта взяли: чашки Петри, семена пшеницы, гороха и салициловую кислоту.

Этот опыт проводили в трёх повторностях.

Опыт № 2 – «Влияние ростовых веществ дрожжей на укоренение черенков пеларгонии зональной и сенполии».

Наряду с ингибиторами роста в группу негормональных регуляторов входят также вещества, стимулирующие рост: витамины, некоторые фенольные соединения, например, кофейная кислота. Мы изучили влияние комплекса витаминов, содержащихся в клетках дрожжей на укоренение черенков.

Опыт № 3: «Взаимное влияние растений».

Помимо абиотических факторов внешней среды (свет, температура, вода, кислород, элементы питания), на рост растений оказывают влияние биологически активные вещества, которые выделяются в почву и воздух другими растениями. Явление взаимного влияния растений носит название аллелопатии (от греч. «аллелон» — взаимно, «патос» — страдание). Растения могут выделять вещества, которые тормозят (токсины) или ускоряют (стимуляторы) рост других растений. Для опыта взяли семена пшеницы и ржи. Опыт проводили в двух повторностях.

III. Результаты исследований.

3.1. Салициловая кислота— ингибитор роста растений.

Для опыта приготовили раствор салициловой кислоты (50 мг на1000 мл), 3—6 чашек Петри, семена однодольных (пшеница) и двудольных (горох овощной, сорт Детский сахарный), линейка.

Семена разместили в 3-х чашках Петри по 10 штук в каждой. Опыт проводили в трехкратной повторности. В первую чашку налили 10мл.воды, во вторую-5 мл. воды и 5 мл. воды и 5 мл. приготовленного раствора салициловой кислоты, что соответствует концентрации 0,025%, в третью- 10 мл исходного раствора салициловой кислоты (концентрация 0,05%).Закрыли чашки Петри крышками и поставили в теплое место на проращивание. Через неделю измерили длину корней и стеблей у проростков, подсчитали среднюю длину корня и стебля в каждом варианте, данные занесли в таблицу.

Таблица 3.1.

Влияние салициловой кислоты на прорастание семян пшеницы

Пшеница и аспирин. Дата начала опыта 14.05.2022г.

Обсуждение результатов.

На основании наших наблюдений и полученных данных заключаем, что кислота замедляет рост и развитие стеблей у пшеницы в полтора - два раза по сравнению с вариантом 1,корни развиваются хуже в полтора раза по сравнению с вариантом 1. Отмечаем, придаточные корни лучше развиваются в вариантах с кислотой.

Таблица 3.2.

Влияние салициловой кислоты на прорастание семян гороха

Дата начала опыта 07.05.2022 г. Сорт: «Детский сахарный»

Дата 30.04.2022г.

Обсуждение результатов.

Анализируя полученные данные, заключаем, что салициловая кислота замедляет прорастание семян, а также рост стеблей в 5-6 раз и корней у гороха в 2,0-2,5 раза по сравнению с вариантом 1. В некоторых образцах с кислотой корень и стебель совсем не развились.

3.2. Влияние ростовых веществ дрожжей на укоренение черенков

Для опыта взяли стеблевые черенки пеларгонии зональной и листовые черенки сенполии, дрожжи сухие. Приготовили раствор дрожжей: развели 10 г сухого продукта в 1 л воды. Черенки разделили на 2 группы. Одну группу (контроль) поместили на 1 сутки в воду, вторую на такой же срок в раствор дрожжей. Через сутки черенки промыли водой и перенесли в сосуды, заполненные на половину водой. Чтобы вода не застаивалась, в сосуды с опытными и контрольными черенками поместили по несколько кусочков древесного угля. Черенки находились в сосудах до появления корней у растений. В таблице отметили дату появления корней и их число к концу опыта.

Во второй повторности после промывки водой черенки сразу посадили в почвогрунт и продолжили наблюдение. Для каждого опытного варианта брали: 10 черенков пеларгонии зональной, 5 черенков сенполии, дрожжи сухие, воду. Опыт проводили в двух повторностях.

Таблица3.3

Влияние ростовых веществ дрожжей на укоренение стеблевых черенков пеларгонии зональной и листовых черенков сенполии. Повторность№1.

Обсуждение результатов. Повторность№1: в опытном варианте с сенполией из 5 стеблевых черенков погибло 2 черенка, у трех черенков появились корешки. В контрольном варианте окоренились 2 черенка, три черенка погибли. В опытном варианте с дрожжами отмечаем, у черенков растения быстрее развиваются, у них образуется больше корешков.

У пеларгонии зональной наблюдаем стимулирующее действие дрожжей. Опытные растения быстрее развиваются, у них образуется больше корешков. Выживаемость черенков выше в опытном растворе: в контрольном варианте выжило 3 черенка, в опытном варианте-6.

Таблица 3.4

Влияние ростовых веществ дрожжей на укоренение стеблевых черенков пеларгонии зональной. Повторность№2

Обсуждение результатов. Повторность№2: в опытном растворе с сенполией из 5 стеблевых черенков погибло 2 черенка, у 3-х черенков появились корешки. В контрольном варианте окоренился 1 черенок, 4-черенка погибли. В опытном варианте с дрожжами отмечаем, растения быстрее развиваются, у них образуется больше корешков. Отмечаем, также большую выживаемость материала.

У пеларгонии зональной также наблюдаем стимулирующее действие дрожжей. Опытные растения быстрее развиваются, у них образуется больше корешков. Выживаемость черенков выше в опытном растворе: в контрольном варианте выжило 4 черенка из 10 в опытном варианте 7из 10.Результатыопытапоказывают, что вещества, выделяемые дрожжевыми клетками в воду, ускоряют появление корней на6—10 дней и увеличивают их число в среднем в1,5 раза.

Опыт № 3: «Взаимное влияние растений».

Для изучения взаимного влияния растений взяли семена пшеницы, ржи, 6 горшков с почвой. В 2 горшка посеяли раздельно одинаковое количество семян пшеницы (по 40 штук). В третий горшок посеяли поочередно семена 2-х видов растений. Общее количество семян в нем должно быть таким же, как и в контрольных горшках. Опыт проводили в двух повторностях. Мониторинг результатов опыта проводили каждую неделю, через месяц подвели итоги опыта.

Таблица 3.5

Взаимное влияние растений.

Повторность №1

Дата: 04.06.2022г.

Повторность №2

Обсуждение результатов: Рост пшеницы и ржи в раздельном и смешанном посевах происходит по-разному. Растения ржи в смешанном посеве выглядят более угнетёнными, чем в чистом посеве. Это может быть обусловлено конкуренцией за питательные вещества, ведь растения принадлежат к одному семейству и имеют сходные биологические свойства. Взаимное влияние растений в посеве проявляется также через корневые выделения, которые могут стимулировать или угнетать растущие рядом растения. В состав корневых выделений входят минеральные соединения, органические кислоты, алкалоиды, ферменты, ингибиторы роста негормональной природы. Под влиянием комплекса токсинов, выделяемых корневыми системами одних растений, может происходить подавление деления и роста клеток, интенсивности процессов фотосинтеза и дыхания соседних растений.

IV. Выводы, заключение

На основании проведённых исследований мы можем сделать следующие выводы:

- в природе присутствуют вещества, которые обладают свойствами влиять на растения, стимулируя или замедляя процессы роста и развития растений. К ним относятся: дрожжи, и салициловая кислота.

-Дрожжи - это одноклеточные грибы, которые могут стимулировать рост большинства растений. Проверили это при вегетативном размножении пеларгонии зональной и сенполии. Вещества, выделяемые дрожжевыми клетками в воду, у пеларгоний ускоряют появление корней на 6-10 дней и увеличивают их число в 1,5 раза.

Сенполии, выращенные в опытном варианте, быстрее развиваются, у них образуется больше корешков.

-Салициловая кислота это ингибитор роста однодольных и двудольных растений. Действие кислоты мы проверили, проведя опыты. Тормозящее действие салициловой кислоты связано с подавлением в клетках синтеза ряда витаминов, хлорофилла, белков, процессов дыхания и фотосинтеза.

- Аллелопатия это взаимное влияние растений. Это процесс мы наблюдали это в опыте с пшеницей и рожью. Подавление роста и развития одного растения другим может быть обусловлено конкуренцией за питательные вещества, так как опытные растения принадлежат к одному семейству и имеют сходные биологические свойства.

Список литературы и интернет-источников

1. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.З., Давыдов В.В. Биология для школьников, абитуриентов, студентов.- Минск:Букмастер,2014.-256с.

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

3.  https://7dach.ru/panytany/drozhzhi-kak-stimulyator-rosta-korney-142144.html

Приложение