XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Изучение влияния света на рост побега растения
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
Вступление:
В жизни мы может наблюдать, что растения одних и тех же видов или сортов могут иметь блеклые цвета и маленькие листовые пластинки или, наоборот, иметь яркий цвет, большие листья и толстый стебель. Почему такое бывает? Как влияет свет на рост растений? И какой свет? Это мы и хотим узнать, выполнив работу.
Актуальность: если знать, как влияет длина светового дня на рост побегов, то можно регулировать освещённость выращиваемых растений.
Проблема: можно ли искусственно изменить длину светового дня для растений?
Гипотеза: если использовать дополнительное освещение фитолампой, то скорость роста побега увеличится.
Цель: изучить влияние света на рост побега растения.
Объект исследования: рост растений.
Предмет исследования: длина побегов.
Задачи:
1.Изучить литературу по данному вопросу.
2.Разработать методику для проведения экспериментов.
3.Поставить эксперименты, доказывающие зависимость скорости роста от освещённости.
1. Обзор литературы.
-
-
Для чего растениям нужен свет?
-
Растения всегда тянутся к свету, потому что им необходимо получить как можно больше энергии для фотосинтеза. Фототропизм (гелиотропизм) – это изгибание растущих органов растений под влиянием одностороннего освещения, которое возникает в результате усиления роста клеток с теневой стороны растения, и при этом происходит искривлении растения в сторону источника света.
На свету рост стебля тормозится, а рост листьев, наоборот, усиливается, и они принимают обычную форму. Под влиянием света происходят изменения в строении стебля, синтезируется хлорофилл. На свету рост растений приводит к увеличению их массы, так как активно накапливаются органические вещества.
Фотосинтез — процесс, при котором под действием энергии света в зеленых частях растений образуются органические вещества из углекислого газа и воды. Кислород, выделяющийся при фотосинтезе, является побочным продуктом. Он образуется при фотолизе воды. Этот процесс происходит в хлоропластах. Больше всего хлоропластов в листьях, поэтому чаще всего фотосинтез происходит именно в них. А, значит, солнечный свет поглощается в основном листьями.
-
-
Что же такое спектр света, и как он влияет на развитие растений?
-
Солнечный свет не однородный. Солнечные лучи имеют разную длину волны. Свет – это частица спектра электромагнитных волн, которую человек может видеть. Человеческие глаза способны различать область электромагнитного спектра, которая пребывает в промежутке примерно от 400 до 700 нанометров. Эта единица наиболее часто используются для измерения малых длин.
Самые важные лучи для растений – оранжевые (620-595 нм) и красные (720-600 нм). Эти лучи поставляют энергию для процесса фотосинтеза, а также «отвечают» за процессы, влияющие на скорость развития растения. Например, пигменты с пиком чувствительности в красной области спектра отвечают за развитие корневой системы, созревание плодов, цветение растений. Для этого в теплицах используются натриевые лампы, у которых большая часть излучения приходится на красную область спектра.
А вот слишком большое количество красных и оранжевых лучей могут задержать цветение растения.
Также для фотосинтеза нужны синие, и фиолетовые лучи (490-380нм), так как они стимулируют образования белков и регулируют скорость роста растения. Поэтому растения, произрастающие в природе в условиях короткого светового дня, быстрее зацветают именно под воздействием этих лучей. [1]
1.3. Что такое фитолампы для растений.
1. Фитолампа –это источник света, который применяют для освещения растений для улучшения роста и увеличения урожая. Такие лампы отличаются от обычных ламп специальным диапазоном спектра света, который необходим для оптимального роста растения. Наиболее часто их применяют при выращивании растений в искусственных условиях или при недостаточном естественном освещении, особенно актуально во время короткого светового дня. Фитолампы сейчас используют повсеместно: в промышленных теплицах для выращивания овощей, а так же в домашних условиях, для досветки цветов и рассады.
Органические соединения необходимы для роста растения и построения новых клеток и тканей. От количества света зависит общее состояние, размер и урожайность растения. При нехватке освещения растение начинает тянуться вверх, пытаясь дотянуться до света, при этом старается не тратить энергию на рост листьев. Поэтому в малоосвещенном месте растения вытягиваются, а листья остаются мелкими. [2]
-
-
Условия, влияющие на рост растений.
-
Растение растёт как в длину, за счет деления клеток образовательной ткани на верхушках корней и побегов, так и в ширину, благодаря делению клеток камбия.
Кроме света на рост растений влияют и другие условия: количество влаги в почве и воздухе, наличие минеральных веществ, состав воздуха, температура. Влажная почва способствует тому, что у растений стебли и листья становятся более сочными, чем у растений, которые растут на сухой почве.
В ночные часы растения, как правило, растут значительно быстрее, чем в дневные. В темноте они растут только за счет органических веществ, запасенных в семени или образовавшихся днем при фотосинтезе.
II. Основная часть.
-
Методика эксперимента
Начало эксперимента 24 января 2023 г.
Для эксперимента мы срезали 6 побегов традесканции примерно одинаковой длины у одного материнского растения. Ограничение по количеству связано с возможностями использования материала от материнского растения. Побеги поместили в воду на несколько дней до появления корней.
Для высадки взяли 6 стаканчиков по 200 мл, в них насыпали одинаковое количество питательного грунта для комнатных растений. В стаканчики посадили ростки и полили одинаковым количеством воды из мерного стаканчика. Стаканчики мы пронумеровали (Фото 1).
Измерили длину стебля от уровня земли до верхушечной почки и длину правого листа во 2-м узле линейкой. Стаканчики №1 и №2 мы поставили на подоконник и под фитолампу. Фитолампу включали каждый день в 8.00 ч. и выключали в 20.00 ч., т.е. дополнительное освещение было в течении 12 часов. Стаканчики №3 и №4 поставили в тень, а №5 и №6 – на подоконник. Далее мы поливали через неделю обычной водопроводной водой по мере подсыхания грунта равным количеством воды и делали измерения длины стебля и правого листа во втором узле, результаты заносили в таблицу (Таблица 1 и 2).
-
Обсуждение результатов.
На 15 день отмечено появление боковых побегов в 1 и 2 узлах у растения №2. (Фото 2).
На 3 неделе (22 день, 14.02.2023) у черенка №2 боковой побег в 1 узле 3,8 см, в 3 узле 1,5 см, появился побег в 3 узле (Фото 3).
Междоузлия у побега №2 от 2го узла и выше стали толще. Также у черенка №5 появился побег во 2 узле.
На 3 неделе растение №1 начало отставать в росте. Причиной, скорее всего, стал плохой контакт корней с землёй (некачественная посадка) (Фото 4)
У второго растения произошли самые значительные изменения, его лист увеличился на 1,5 сантиметров, а рост увеличился на 7 сантиметров, а также яркий цвет листьев, множество побегов и утолщение стебля, это растение стояло под фитолампой.
У растений №3 и №4 большой скачок в росте и очень маленькие изменения в листьях, они стояли в тени, это означает что эти растения стремились вырасти как можно выше, для того что бы найти свет, а поскольку света у них практически не было, то в крупных листьях они не нуждались, их цвет был бледным, а также не выросли новые побеги и стебли не утолщались (Фото 5 и 7).
У 5-го и 6-го растений, стоящих на подоконнике, небольшое изменение в росте побега, но хорошее развитие у листьев, ведь света было достаточно, цвет насыщенный, появились новые побеги и множество листьев (Фото 6 и 7).
По данным таблиц с измерениями составлены графики, на которых четко просматривается динамика изменений (График 1 и 2)
III. Заключение:
Так как у растения, стоящего на подоконнике и под фитолампой наблюдались самые существенные положительные изменения в развитии, то это означает, что спектр света этой лампы благотворно влияет на рост растений.
Развитие растений №3 и №4 показало, что отсутствие света отрицательно влияет на растение.
Растения №5 и №6 вполне нормально развивались, это означает, что даже небольшое количество света в период короткого светового дня положительно влияет на растение.
Мы узнали, что, если использовать дополнительное освещение фитолампой, то скорость роста побега растения увеличится. Научились ставить эксперимент, вести наблюдения, описывать результаты и делать выводы, а также использовать свет в своих целях.
Если правильно регулировать длительность светового дня, то стадиями роста растения можно управлять. Так, у растений длинного дня можно регулировать их вегетативную стадию, а также время цветения. В свою очередь, для растений короткого дня световой период должен оставаться на определенном уровне, ведь слишком длительный период света может существенно нарушить время его цветения. Существует и категория растений, которые растут в зависимости от наличия света, но при этом продолжительность темного и светлого периода суток на них не влияет.
IV. Источники информации
-
https://www.promgidroponica.ru/vsjo-o-gidroponike/svet_dlja_rastenij
-
https://teplica-spb.ru/article/chto-takoe-fitolampy-i-dlya-chego-oni-nuzhny
-
Приложения
Т аблица 1. Динамика роста правого листа второго узла (см)
|
Дни № |
1д |
8д |
15д |
22д |
30д |
38д |
46д |
Увеличение длины листа (см) |
|
1 |
4,8 |
4,9 |
5 |
|||||
|
2 |
5 |
5,3 |
5,4 |
5,5 |
6 |
6,5 |
6,5 |
1,5 |
|
3 |
3,7 |
3,9 |
4,2 |
4,5 |
4,5 |
4,5 |
4,5 |
0,8 |
|
4 |
5 |
5,2 |
5,3 |
5,5 |
5,5 |
5,5 |
5,6 |
0,6 |
|
5 |
4 |
4,2 |
4,5 |
4,5 |
4,5 |
4,6 |
5,2 |
1,2 |
|
6 |
5,2 |
5,2 |
5,2 |
5,2 |
5,3 |
5,3 |
5,5 |
0,3 |
Т аблица 2. Динамика роста стеблей (см)
|
Дни № |
1д |
8д |
15д |
22д |
30д |
38д |
46д |
Увеличение длины листа (см) |
|
1 |
5 |
5,7 |
6 |
|||||
|
2 |
6,5 |
7,5 |
8,8 |
9,8 |
13 |
13,2 |
13,5 |
7 |
|
3 |
3 |
3,7 |
3,9 |
4 |
4,5 |
4,5 |
4,7 |
1,7 |
|
4 |
6,2 |
7,1 |
8,7 |
10 |
12 |
12 |
12,5 |
6,3 |
|
5 |
4 |
4 |
4,1 |
4,5 |
5 |
6 |
6,1 |
2,1 |
|
6 |
3,1 |
4,3 |
4,5 |
4,5 |
5 |
6,5 |
7,7 |
4,6 |
Фото 1. Постановка эксперимента
Фото 2. 15-й день. Появление бокового побега у черенка №2
Фото 3. 22-й день. Черенок №2
Фото 4. 22-й день. Черенки №1 и №2
Фото 5. 22-й день. Черенки №3 и №4
Фото 6. 22-й день Черенки №5 и №6
Фото 7. 46-й день. Окончание эксперимента
График 1. Динамика роста правого листа второго узла
График 2. Динамика роста стеблей