XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Исследование влияния биопрепаратов на рост и развитие огурцов сорта «Конкурент»

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Руденков А.В. 1

---

1Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение «Оренбургская кадетская школа-интернат им. И.И Неплюева»

Борисова Е.И. 1

---

1Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение «Оренбургская кадетская школа-интернат им. И.И Неплюева»

Работа в формате PDF

1.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Со времен появления человека одной из главных задач, стоящей перед ним, была задача обеспечения себя продуктами питания. Времена менялись, наблюдался рост научно технического прогресса, но проблема обеспечения населения полноценной, экологически чистой продукцией с каждым годом становиться все острее. В современных условиях повышения урожайности сельскохозяйственных культур можно достичь на основе высокой культуры земледелия путём научно обоснованного экологически безопасного применения удобрений и пестицидов, широкого внедрения прогрессивных технологий с минимальным использованием средств химизации. Овощеводство является одной из основных и наиболее трудоемких отраслей сельскохозяйственного производства. Этой отрасли принадлежит важная роль в снабжении населения продуктами питания, имеющими высокую биологическую ценность, содержащими ряд необходимых компонентов, минеральных веществ и витаминов.

По оценкам многих ученых, потери урожая сельскохозяйственных культур от неблагоприятных факторов окружающей среды достигают 50 –80% их генетически обусловленной продуктивности. Реализация максимальной продуктивности культуры при повышении устойчивости растений к климатическим, водным, солевым, осмотическим, температурным и другим стрессам может быть осуществлена при использовании регуляторов роста растений. Регуляторы роста растений, или, как их еще называют, биостимуляторы – это природные или синтетические соединения, которые в очень малых дозах способны вызывать значительные изменения в росте и развитии растений.
Характерными функциями «фитогормонов» являются стимуляция роста или корнеобразования, регуляция жизненных процессов в клетках растений, адаптация к неблагоприятным условиям внешней среды и защита от болезней путем повышения иммунитета растений.

Высокая урожайность - залог стабильной экономики предприятия. Овощеводство является одной из основных и наиболее трудоемких отраслей сельскохозяйственного производства. Этой отрасли принадлежит важная роль в снабжении населения продуктами питания, имеющими высокую биологическую ценность, содержащими ряд необходимых компонентов, минеральных веществ и витаминов. Характерными функциями «фитогормонов» являются стимуляция роста или корнеобразования, регуляция жизненных процессов в клетках растений, адаптация к неблагоприятным условиям внешней среды и защита от болезней путем повышения иммунитета растений с помощью удобрений(биостимуляторов роста растений). Поэтому важное значение имеет использование биопрепаратов ростостимулирующего действия для сокращения межфазных периодов и увеличения продуктивности и устойчивости растений к неблагоприятным факторам.

Гипотеза: использование биостимулирующих препаратов при выращивании сельскохозяйственных растений сократит вегетационный период и увеличит их урожайность .

Объект исследования: растения огурцов сорт «Конкурент».

Предмет исследования: влияние биопрепаратов «Триходермин», «Алирин» и «Бинорам» на продолжительность фенологических фаз растений, на ассимиляционную площадь листа и урожайность.

Цель исследования: определить наиболее безопасный и надежный биостимулятор роста для растений.

Задачи:

1.Изучить литературу о современных биостимуляторах роста растений.

2.Опытным путем определить наиболее надежный стимулятор роста растений.

3. Выработать рекомендации по использованию биостимуляторов в сельском хозяйстве.

Методы исследования: экспериментальная проверка высказанной гипотезы исследования, сравнение опытных и контрольных растений между собой, сравнительная характеристика действия выбранных биостимуляторов роста растений.

- Нужно доказать или опровергнуть идею, что в современных условиях применение удобрений (биостимуляторов роста растений) является залогом повышения качества и количества урожая.

- Нужно провести эксперимент (опыты, наблюдения) сделать вывод, что наиболее надежным является то или другое удобрение (биостимуляторов роста растений) .

Практическая значимость исследования: возможность использовать данные экспериментальной работы при выращивании различных растений в теплицах и открытом грунте на личном подворье и фермерских хозяйствах.

I. Теоретическая часть .

1.1.Характеристика использованных регуляторов роста.

Препарат «Бинорам» - создан на основе бактерий p. Pseudomonas. Культуральная жидкость с титром 5 х 1010 клеток в 1 мл. Разработан институтом генетики и цитологии СО РАН г. Новосибирска. Механизм действия препарата: бактерии попадают в почву вместе с семенами, размножаются и заселяют ризосферу молодого растения. В эту зону попадают антибиотики, сидерофоры и ростостимулирующие вещества, что обеспечивает защитный эффект.

Препарат «Алирин Б.» - создан на основе бактерий p. Bacillus subtilis. Культуральная жидкость с титром 1 х 1010 клеток в 1 мл. Механизм действия препарата: бактерии попадают в почву вместе с семенами, размножаются и заселяют ризосферу молодого растения. Снижает токсичность почв после пропаривания грунтов или применения химических средств защиты растений.

Препарат «Триходермин» -создан на основе гриба Trichoderma lignorum. Культуральная жидкость с титром 2 млрд. спор/г. Грибы рода Trichoderma синтезируют стимуляторы роста, антибиотические вещества и литические ферменты (целлюлазы, хитиназы, протеазы). Спектр действия: триходермин используют преимущественно для подавления развития почвенных фитопатогенных грибов из р. Fusarium, Pythium, Phoma, Phytophthora, Alternaria, Botrytis и некоторых других возбудителей. Отдельные штаммы триходермы колонизируют поверхности корней и листьев. Защитные свойства этих грибов проявляются также в способности вызывать системную индуцированную устойчивость и стимулировать рост растений.

II. Практическая часть.

2.1.Методика исследований.

2.2.Подготовка исследования

Исследования проводились на личном дачном участке в период май-сентябрь 2022г. Объектом исследований служили растения огурцов сорта «Конкурент». Описание сорта Конкурент относится к индетерминантному сорту, поэтому не ограничивается в росте.Огурец Конкурент можно справедливо отнести к долгожителям. Еще в 1980 году специалистами опытно-селекционной станции ГНУ «Крымская» был получен знаменитый сорт. Первоначально он предназначался для дачников и огородников южных областей Советского Союза, Нечерноземья. Однако вкусовые качества по достоинству оценили жители других областей, поэтому Конкурент стали выращивать практически везде.Кусты рекомендуют формировать, удаляя пасынки и лишние завязи, особенно в нижней части стебля (до 4 листа), чтобы дать возможность укрепиться и разрастись корневой системе. «Конкурент» среднеранний сорт

огурцов. Первый урожай собирают через 45-50 дней после посева семян.

Вкусовые качества по дегустационным оценкам отличные, поэтому зеленцы считают универсальными в применении.

Их используют на еду свежими в летних салатах и для всех видов консервации – засолки и маринования. Следует отметить, что при нехватке влажности в почве (недостаточном поливе) в зеленцах может появляться горечь.

Куст характеризуется следующими показателями:

максимальная длина главного стебля – 2 и более метра;

заложение завязей имеет склонность к пучкованию;

плеть – мощная, ветвистость – умеренная;

опыляемость – высокого уровня;

плодоножки – длинные (до 7 см). (фото 5, смотреть приложение)

Особенности плодов:

форма – овальная, цилиндрическая; цвет – темный зеленый;

поверхность огурца – бугорчатая с наличием мягких шипов;

длина – 9-12 см;

вес – 80-110 грамм;

горечь отсутствует;

вкус – сладкий;

аромат – ярко выраженный;

мякоть – сочная. (фото 6, смотреть приложение)

Для каждого биостимулятора была заложена отдельная грядка. А так же грядка с контрольными растениями. Схема посадки растений : 50х20 .

Опыты закладывались в 4-х кратной повторности. Количество модельных растений в каждой повторности 5 шт. при общем числе растений в вариантах 70 шт. Во всем опыте наблюдения проводились по 4 вариантам за 280 растениями. Семена огурцов замачивались в воде и в рабочем растворе препарата «Бинорам». Доза применения «Бинорама» составляла 1 мл/л, с титром (2,5-5,0)-1010 мл/мл, титр рабочего раствора - (1-2) -108. «Алирин» и «Триходермин» вносились в почву в рекомендованных дозах для культур открытого грунта. (фото 1 «Посадка семян огурцов в грунт» смотреть приложение.

2.3.Результаты исследований.

В течение вегетационного периода проводили наблюдения за ростом и развитием растений. Отмечали появление первых всходов, образование первого настоящего листа, появление бутонов - начало цветения и массовое цветение, при этом учитывалось количество цветков, т. е. оценивалось формирование генеративной сферы. (фото 2 «Всходы огурцов» смотреть приложение)

Фиксировали начало плодоношения. Подсчитывали 4 раза за вегетацию число листьев на растениях. Определяли число листьев на главном и боковых побегах, а также число боковых побегов. (фото 3 «Завязь и плети огурцов. Плодообразование в начале цветения» смотреть приложение).

Проводился учет нарастания ассимиляционной поверхности растений по повторностям и вариантам: определялась площадь листьев всего растения с дифференциацией показателей

на главном и боковых побегах. Определение площади листового аппарата по длине и числу листьев с проверкой весовым методом и по методике М.Н. Sawah (1979).

Учет урожая проводился в динамике его поступления по мере созревания плодов в килограммах, собранных с одного квадратного метра (фото 4 «Плодообразование», смотреть приложение). Математическая обработка данных по урожайности проводилась по методике В.А. Доспехова (1979) и с использованием компьютерной программы ANOVA в среде операционной системы Microsoft Windows.

При обработке семян препаратом «Бинорам» и обработке грунта препаратом «Алирин», установлено, что появление всходов и появление первого настоящего листа было одинаковым по всем трем вариантам и наблюдалось соответственно 8 и 10 июня. Определено, что появление бутонов, начало цветения и массовое цветение под действием «Бинорам» наступало в более ранние сроки, чем в варианте с обработкой водой

(Табл. 1 «Фенологические наблюдения за растениями огурцов» смотреть приложение.)

Таблица 1. Фенологические наблюдения за растениями огурцов

Результаты измерения действия биостимулятора представлены в таблице 1. Биостимулятор дал хорошие результаты, за 3 месяца (май, июнь, июль) растение выросло до 101 см, собран урожай из 9 огурцов.

Как следует из таблицы 1, обработка растений биопрепаратами ускоряет появление всходов и образование первого настоящего листа на 2 дня по сравнению с контролем. Использование «Бинорам» ускоряет появление всходов, бутонов и цветение на 4 – 5 дней по сравнению с контролем и другими биопрепаратами. Наибольшее ускорение формирования генеративной сферы огурцов оказали «Алирин» и «Бинорам». В этих вариантах наблюдалось появление бутонов на 2 дня раньше, а начало цветения и массовое цветение — на 3 и 4 дня соответственно раньше, чем при обработке водой и «Триходермином».

Обработка биопрепаратами влияет на развитие ассимиляционного аппарата растений, о чем свидетельствует увеличении площади листьев на растении, по сравнению с контролем (Табл. 2 «Ассимиляционная площадь растений огурцов в зависимости от вариантов обработок» смотреть приложение).

Таблица 2. Ассимиляционная площадь растений огурцов в зависимости от вариантов обработок. Результаты эксперимента показали, что растения, обработанные «Биорам», имели более развитый листовой аппарат, площадь ассимиляционной поверхности составила – 63.33 дм2/растение, что позволяло растениям огурцов этого варианта более интенсивно аккумулировать углекислоту из воздуха и использовать продукты фотосинтеза на создание биомассы и продуктивность растений.

В варианте с препаратом «Триходермин» суммарная площадь листьев одного растения достигала 61,03 дм2 / растение, тогда как на контроле и

варианте с «Алирин» составляла 45,92 и 56,88 дм2/растение соответственно.

Таким образом, использование биопрепаратов фунгицидного и ростостимулирующего действия позволяет сократить количество дней послевсходового развития растений, увеличивается количество листьев и боковых побегов, формируется лучший ассимиляционный аппарат - что позволяет растениям лучше использовать углекислый газ и фотосинтетическую радиацию.

Анализируя действие биопрепаратов на формирование генеративной сферы растений огурцов, можно сделать вывод, что в начале цветения наилучший результат был у растений, обработанных «Алирин», так число цветков в этом варианте превышало контроль на 43%, а растения, выращиваемые с использованием препарата «Триходермин»на 18%. В начале и в конце плодообразования более стимулирующий эффект оказал препарат «Триходермин», он превзошел контроль и вариант с «Алирин» в среднем на 20% и 40 % соответственно (Табл. 3 «Действие биопрепаратов на формирование генеративной сферы растений огурцов (число цветков, завязи)» смотреть приложение.

Таблица 3. Действие биопрепаратов на формирование генеративной сферы растений огурцов (число цветков, завязи).

Использование бинорама приводит к увеличению количества цветков по сравнению с контролем на 55 %, что выше по сравнению с алирином – на 8%, в начале цветения.

В начале плодообразования и особенно к окончанию вегетации использование бинорама увеличивает количество цветков по сравнению с другими вариантами на 15 – 20 % и на 54% по сравнению с контролем. Увеличение количества цветков к концу вегетации связано с увеличением продолжительности плодоношения на 2 – 3 недели по сравнению с контролем и обработкой другими препаратами.

Действие биопрепаратов на продуктивность огурцов свидетельствует о

положительном влиянии используемых препаратов по сравнению с контролем (Табл. 4 «Влияние изучаемых биопрепаратов на продуктивность огурцов» смотреть приложение).

Таблица 4. Влияние изучаемых биопрепаратов на продуктивность огурцов.

Анализ данных показывает, что обработка биопрепаратами способствует значительному повышению урожайности огурцов. Так у растений, обработанных водой, урожай составил 4,9 кг/м2, что на 18% и 25% процентов меньше, чем у растений, произрастающих на грунтах, обработанных биостимуляторами «Триходермин» и «Алирин».

В варианте с использованием биостимулятора «Бинорам» урожайность почти вдвое превышала урожайность по отношению к контролю и на 60% выше, чем при использовании других биопрепаратов.

Сравнивая между собой эффективность стимуляторов «Триходермин» и «Алирин», можно отметить, что «Триходермин» показал незначительно более высокий результат – 6,1 против «Алирин» 5,8 кг.

III. Заключение

Подводя итоги исследования надо отметить, что вопросы повышения урожайности, а в некоторых регионах страны и сокращению периода вегетации. Остро стоят пред работниками сельского хозяйства и фермерами. Умелое использование биостимуляторов роста и защиты растений позволит облегчить пути решения данной проблемы.

Использование большинства химических препаратов для защиты растений во-первых, нежелательно в домашних условиях, во-вторых, при температурном режиме в открытом грунте и теплицах большинство химических препаратов не активно.

В то время как биопрепараты прекрасно справляются со своей задачей при температуре от + 16-ти до 30 град.

В зависимости от возбудителя болезни, желаемого результата, выращиваемой культуры биостимуляторы роста растений «Триходермин»,

«Алирин» и «Бинорам» можно использовать несколькими способами:

1.Предпосевное возделывание семян за 1—3 дня до посева.

2.Внесение в почву за 5—6 дней, или непосредственно перед посевом или высадкой рассады на постоянное место. После внесения препарата нужно провести боронование почвы легкими боронами. Рабочий раствор следует использовать в день изготовления.

По результатам проделанной работы можно сделать следующие выводы:

1.Применение биопрепаратов сокращает продолжительность межфазных периодов в сравнении с контролем на 2-3 дня.

2.Растения, обработанные биопрепаратом «Бинорам», имели более развитый листовой аппарат, площадь ассимиляционной поверхности составила – 63,33 дм2/растение; в вариантах с препаратами «Триходермин» - 61,03 дм2/ растение, на контроле и с и «Алирин» - 45,92 и 56,88 дм2/растение соответственно.

3.Обработка биопрепаратами способствует значительному повышению урожайности огурцов по сравнению с контролем.

Обзор литературных источников

Регуляторы роста и развития растений - это обширная группа природных и синтетических органических соединений, которые в малых дозах активно влияют на обмен веществ высших растений. Стимулирование собственного иммунитета растений позволяет индуцировать у растений комплексную

неспецифическую устойчивость ко многим болезням грибного, бактериального и вирусного происхождения и другим неблагоприятным факторам среды (засухе, температурному стрессу и др.).

В литературе описан механизм действия биологических препаратов, который заключается в активизации микоризных и эндомикоризных грибов растений. В анализе агрономов отмечается, что регуляторы роста и развития растений способствуют повышению урожая сельскохозяйственных культур на 15-30%

с использованием меньшего количества минеральных удобрений, нормализации минерального состава растительной биомассы, уменьшению потерь урожая от болезней.

Главная отличительная особенность препаратов этой группы от других средств защиты растений - это способность влиять на вредные организмы через стимулирование защитных свойств растений, заложенных в них в процессе эволюции. Использование этой особенности в практике растениеводства позволяет в более полной мере реализовать потенциал интегрированных программ защиты растений, обеспечив максимальную экологизацию агросистем.

Список литературы

1.Титов И.Н. Отечественные биопрепараты. Регуляторы роста и развития растений и гуминовые препараты для современного земледелия.

2.Белик В.Ф. Методика физиологических исследований в овощеводстве и бахчеводстве. М.., 1970.

3.Брызгалов В.Л., Советкина В.Е., Савинова Н.И. Овощеводство защищенного грунта. Л., «Колос», 1983, с. 352.

4.Коняев Н.Ф. Математический метод определения площади листьев растений. Докл. В А СХНИЛ, М., 1970, № 9, с. 5-6.

5.Петрова Л.Н. Влияние регуляторов роста на развитие и продуктивность растений. М. СНИИСХ, 1988г, с. 104-110.

6.Тараканов Г.И.., Мухин В.Д., Шуин К.А. и др. Овощеводство. М., Колос, 1993, с.511.

Приложение

ФОТО

1.Посадка семян огурцов в грунт.

2 .Всходы огурцов.

3.Завязь и плети огурцов. Плодообразование в начале цветения.

4.Плодообразование.

5.Завязь.

6 Урожай.

Таблица 1.

Таблица 1. Фенологические наблюдения за растениями огурцов

Таблица 2. Ассимиляционная площадь растений огурцов в зависимости от вариантов обработок

Таблица 3. Действие биопрепаратов на формирование генеративной сферы растений огурцов (число цветков, завязи).

Таблица 4. Влияние изучаемых биопрепаратов на продуктивность огурцов.