XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Экспериментальное изучение зерен редких образцов пшениц из Индии и Пакистана

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Игнашкина С.Д. 1

---

1ГБОУ ЛО Юкковская специальная школа-интернат

Сидельникова Г.Д. 1

---

1ЛО БГУ Специальная юкковская школа-интернат

Работа в формате PDF

1.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Пшеница одна из самых распространенных сельскохозяйственных культур. Ее выращивают во всем мире. Большая урожайность пшеницы в Германия – 22.31 мил. метрических тонн, Индия 30 миллионов метрических тонн. Высокая урожайность с гектара и во Франции - 7,5 т/г, в Египте – 9. 8 т/га. В производстве пшеницы лидерами являются Россия, Индия и др.

По данным Российского статистического отдела, урожай зерна в России составит 134,8 млн тонн — и составит 134,8 млн тонн, сообщается в Telegram-канале компании, это на 3,5 млн тонн больше, чем в прошлом году 23 [13]

Основной хлебной пшеницей во многих регионах Мира является мягкая озимая и яровая пшеницы, но так было не всегда. В разных частях света культивировались местные сорта и даже виды, адаптированные к условиям климата и комплексу биотических факторов среды.

В настоящее время учёными выделены 22 вида пшеницы, произрастающих в природе и возделываемых человеком. Пшеница обладает большим количеством разновидностей, при описании которых учитываются морфологические особенности колоса: цвет и опушение цветковых чешуй и остей; длина остей их наличие или отсутствие, цвет, форма зерновки. Так же у любого культурного вида можно охарактеризовать селекционно-ценные признаки: высоту растения (соломины), продуктивную кустистость, массу зёрен с колоса и массу 1000 зёрен, скороспелость, устойчивость к болезням и пр.

Среди пшеницы есть узкоэндемичные виды, например, пшеница Triticum sphaerococcum (шарозерная), согласно ботанической номенклатуре описана как самостоятельный вид. Основные признаки данного вида – прочная короткая трудно сгибаемая соломина, короткие широкие вертикально стоящие листья, почти сферическое зерно. T. sphaerococcum узкоэндемичный вид был обнаружен на полуострове Индостан в ареале границ Индии и Пакистана (Пенджаб), возделывался главным образом на поливных землях. В 2010 году в штатах Карнатака и Махараштра (юго-запад Индии) в трех местах были обнаружены очаги возделывания шарозерной пшеницы, в 2011 году только в одном из трех мест. В настоящее время в коллекции ВИР есть три сорта с озимым типом развития – Шарада, Еремеевна и Сакара. Данные сорта в России имеют распространение в производстве. [12]

Идея использования в селекции шарозерной пшеницы не нова, в связи с ее некоторыми положительными характеристиками: округлая форма зерновки, устойчивость к полеганию, эректоидное расположение листья, зноестойкость, высокие хлебопекарные качества, высокое содержание белка в зерне [11]. Эти особенности пшениц послужили основанием для выбора темы исследования: «Экспериментальное изучение зерен образцов пшеницы из Индии и Пакистана»

Вышеперечисленные качества пшеницы послужили основанием для выбора темы исследования: «Наблюдение за прорастанием 2 образцов семян шарозерной пшеницы (Индия, Пакистан)», и длиннозерной Россия (Ленинградская область)

В нашем исследовании мы остановимся лишь на изучении зерна. Его особенностях, а именно, качества зрелости зерновок, внешнего и внутреннего строения, процесса прорастания.

Цельисследования: изучить особенности строения начальные фенофазы онтогенеза экспериментальных зерновок Triticum sphaeroecoccum v. globosum Индия к – 23 770, Triticum. sphaeroecoccum v. rubiginosum Пакистан к – 33 763, Triticum aestivum. L. Россия к-47 882.

Задачи:

1. Изучить первоисточники по определению понятий пшеница, зерновка, а также историю возделывания пшениц, ее значение.

2. Описать зерновки экспериментальных образцов пшеницы.

3 Определить процентную всхожесть экспериментальных зерновок.

4. Изучить начальные этапы развития зерна.

Методы, используемые в исследовании:

1. Анализ литературы и ресурсов интернет,

2. Наблюдение,

3. Измерение,

4. Взвешивание,

5. Экспериментальное проращивание исследуемых зерновок,

6. Статистическая и математическая обработки полученных в исследовании данных,

7. Анализ полученного материала,

8. Графическая интерпретация исследовательского материала.

Материалы: Triticum sphaeroecoccum v. globosum Индия к – 23 770, Triticum. sphaeroecoccum v. rubiginosum Пакистан к – 33 763, к-47 882 Triticum aestivum. L Россия, Ленинградка, ядохимикат «Топаз», вода.

Оборудование: линейки, циркули, штангенциркули, чашки Петри, препаровальные иглы, фильтровальная бумага (ватные диски), предметные и покровные стекла, лупы, микроскопы, долговременные микропрепараты, емкости для замачивания зерен в ядохимикате, бумага для этикеток, карандаши, скотч.

Место проведения исследований - кабинет технологии (Сельскохозяйственный труд) и лаборантская.

Полученный фактическийматериал: проанализировано 200 зерновок по изучению окраски, 240 образцов по изучению соотношения длины и ширины, взвешены 3000 экспериментальных зерновок пшеницы, изучена % всхожесть на 300 экспериментальных зерновках, изучено и проанализировано прорастание зерновок трех образцов- 60 штук к -23770 -Индия, к – 33 763 - Пакистан,К-47882- Россия, Triticum aestivum. L Ленинградка

1.Теоретическая часть

Любому практическому исследованию предшествует теоретическая работа, которая предполагает изучение литературы по проблеме исследования. Рис. 1.

Рисунок 1. Работа с литературой

Теоретическая работа включает 4 направления: 1. Изучение происхождения термина пшеница, 2. Изучения карты с указанием центров происхождения диких представителей, родоначальников культурной пшеницы, 3. Изучение особенностей хранения семян (посещение Федерального Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова), 4. Изучение биологии пшеницы. 5. Изучение требований к агротехнике проращивания экспериментальных зерновок пшеницы и определения их всхожести.

Эта работа необходима для правильного проведения эксперимента и осознанного наблюдения за развитием растений, выбранных для изучения образцов зерновок из Индии, Пакистана и России.

1.1. Происхождение термина и история возделывания пшеницы

В мировом земледелии зерновые культуры, к которым относится и пшеница,

занимают 700 млн. га., это составляет 70% всей посевной площади [10]. Ученые объясняют это тем, что зерновые культуры обладают универсальным использованием основного продукта – зерна, его способностью долго храниться, сравнительно малыми затратами на выращивание, возможностью механизировать технологию выращивания и уборку урожая.

А какое происхождение имеет это слово?

Слово «зерно» - имеет древнерусские и старославянские корни. Оно образовано - от слова пышено, что означает пшено́. Другое происхождение и толкование термина связано с древнеиндийским piṣṭám - «мука», Имя прилагательное piṣtás означает -«толченый», а глагол pináṣṭi «толчет», т. е. «толченый злак» [10].

В толковании слова заключены и происхождение (пшено, мука) и особенности получение муки -способ толчения.

Рис. 2. Карта с указанием мест произрастания диких пшениц

Для более глубокого изучения истории пшеницы, мы посетили Федеральный исследовательский центр - Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова. В нем мы ознакомились с созданием коллекции семян, в том числе и зерновок, особенностями их хранения. Много интересного узнали при посещении рабочего кабинета Н.И. Вавилова. Ознакомились с направлениями его работы и узнали, что одной из основных культур, которой занимался Николай Иванович (первый директор этого института) была пшеница. На основе организации многочисленных экспедиций были установлены центры происхождения культурных растений, в том числе и происхождения пшениц (рис. 2). Н.И. Вавилов выяснил, что пшеницы очень разные и это зависит от особенностей хромосомного набора. Он в своих трудах установил генетические особенности (46 признаков), которыми должна обладать пшеница, чтобы получать высокий урожай. [3 гл.9]

Интересно, что коллекция сохранена, учеными и служителями института в годы Великой Отечественной войны. В блокадном городе продолжалась работа по систематизированию и сохранению коллекций. Некоторые растения, выращивание которых требует производить ежегодно, высаживались на территории Исаакиевской площади. Таким образом, в городе, где люди страдали и умирали от голода, сохранялось семенное богатство не только России, но и всего мира в целом.

Археологические находки, доказывают, что растения пшеницы начали культивировать в Древнем Египте и Средиземноморье в 6–5 тысячелетиях до н. э. Европейцы узнали об этом зерновом продукте к 4–3 тысячелетиям до н.э. Пшеница имеет огромное значение в народном хозяйстве, которое отражено в схеме1.

Схема 1

Значение пшеницы в народном хозяйстве

Промышленность Сельское хозяйство Медицина Быт

Пищевая

Химическая Фармацевтическое пр- ство Поделки Букеты

Крупы Мука Животноводство Растениеводство Пищевые добавки

Проростки Спирт

В схеме представлены основные направления, которые могут быть расширены развивающимися производствами и конкретизированы примерами.

1.2. Биологические особенности пшеницы

Пшеница, как все зерновые культуры обладает следующими биологическими особенностями: имеет мочковатую корневую систему, полый стебель – соломину с узлами и междоузлиями. На стебле располагаются узкие длинные сидячие листья с линейным жилкованием, соцветие сложный колос с располагающимися на нем колосками, плод и семя - единая составная часть растения – зерновка.

Так как исследование направлено на изучение зерновок разных образцов, мы рассмотрим ее биологические особенности более подробно.

Вначале рассмотрим, как формируется зерно. Из цветка, формула которого выглядит так: О2+2Т3П1, и расшифровывается следующим образом: простой околоцветник, имеющий 2 круга по 2 элемента каждый, 3 тычинки, 1 пестик с парой рыльцев. Из цветка после опыления и последующего оплодотворения образуется зерновка.

Формирование зерновки обычно заканчивается незадолго до завершения полного развития растения. Когда прекращается приток питательных веществ и снижается действие активных растительных веществ, влажность зерновок снижается, их покровы уплотняются, а иногда и одревесневают. Зрелые зерновки способны переносить неблагоприятные условия среды и длительно сохраняют способность к прорастанию. Такие зерновки находятся в физиологическом покое, но обменные процессы: дыхание, иногда дозревание зародыша продолжаются, а способность к набуханию и развитие зародыша возможны только при поступлении влаги.

Степень глубины и длительность физиологического покоя у разных пшениц неодинаковы. Стоит к зерновкам поступить воде, как зародыш прорастает.

Прорастанием зерна называют их переход от состояния покоя к вегетативному росту зародыша и формированию из него проростка. Прорастание начинается при оптимальном для каждого вида сочетанием влажности и температуры среды, и при свободном доступе кислорода. При поступлении воды в семенах резко усиливается процесс дыхания, активизируются вещества, усиливающие химические процессы, запасные вещества переходят в легкоусвояемую, подвижную форму. З

Рис. 3. Морфологические особенности зерновок пшеницы. Разнообразие формы и окраски

ерновка имеет форму, которая определяется соотношением ее длины и ширины, определенную окраску и массу. Мажет быть опушена. На выпуклой стороне имеется бороздка. Это все морфологические данные, изучив которые мы будем сравнивать зерновки в эксперименте (рис.3.)

Для понимания вопроса: «Почему из зерновки может развиться растение?» Требуется изучение внутреннего строения зерновки. Используя материалы интернета [зерновки], мы выбрали те из них, которые отражают особенности строения зерновки и характеризуют каждую составную часть зародыша и входящие в них вещества.

Рис. 5. Вещества (химический состав), входящие в состав зерновки

Рис.4. Анатомическое (внутреннее) строение зерновки

Как видно из рисунка 4, зерновка состоит из трех основных частей: зародыша, эндосперма и околоплодника. Большую часть зерна составляет эндосперм. Эндосперм – запас сухих питательных веществ: белков и углеводов. Нижнюю часть зерна занимает – главная его часть - зародыш. Зародыш – микроскопическое растеньице, в котором заложены основные части будущего растения: зародышевый корешок, зародышевый стебелек, зародышевая почечка. Он содержит жиры, насыщенные белки, витамины, минеральные соли. Защищает семя от внешних воздействий и паразитов оболочка зерна или околоплодник, сросшийся с семенной кожурой. В нем находится клетчатка и минеральные соли (рис.5). Следовательно, в зерне находится все необходимое для развития нового растения, но в состоянии недоступном для его развития без воды.

Биологические особенности пшеницы позволяют определить ее место в системе органического мира:

«Империя - Клеточные организмы

Надцарство - Эукариоты (ядерные),

Царство - Растения,

Отдел- Цветковые (Покрытосеменные)

Класс - Однодольные

Порядок - Злакоцветные,

Семейство - Злаки

Род- Пшеница» [1, с. 7]

Итак, мы описали биологические особенности пшеницы.

1.3. Развитие проростка из зерна

Одной из задач нашего исследования является изучение начальных этапов индивидуального развития (онтогенеза) зерновок.

Литературные источники [10] и ранее рассмотренный материал указывают на необходимость создания определенных условий. Это прежде всего обеспечить их водой, теплом и воздухом. Свет для прорастания зерновкам не нужен.

Мы познакомились с внутренним строением зерна пшеницы и эти особенности описали в главе (1.2). Было выяснено, что в зерновке уже заложено маленькое растеньице в зародыше.

А как же развивается зародыш пшеницы?

Обращаясь к источникам, освещающим особенности физиологического развития [1 , мы обратили внимание на последовательность прорастания зерновок. Вначале зерно набухает, чтобы перевести сухие питательные вещества, в растворенное усеваемое зародышем состояние. Поступление воды в зерновку - первый этап в развитие зерновки – набухание. При этом оно увеличивается в размерах, а сухие питательные вещества растворяются в воде и становятся доступными зародышу. Затем появляется зародышевый корешок, колеоптиль, придаточные корни и наконец, первый истинный лист прорывает колеоптиль (см. рис. 6.).

М ы впервые столкнулись с новым для нас понятием колеоптиль. Для его освоения, мы обратились к нескольким словарям. Это «Орфографический словарь», Лапина, Биологический энциклопедический словарь, Научно-технический словарь, Большой энциклопедический словарь и Словарь биологических терминов. И изучили его в них. (См. приложение 1.)

Рис. 6. Начальные фазы развития зерновки

Использование орфографического словаря необходимо для правильного применения этого термина в процессе изложения исследования. В словаре указаны 2 возможных термина и их грамматические особенности, а именно, понятие «колеоптиль» нужно склонять, а колеоптиле - не склоняется. Мы в праве выбрать любой из них. Выбрали понятие колеоптиль и будем использовать его в исследовании.

В источниках [1,3] указывается на греческое происхождение термина «колеоптиле», а именно - от греч. koleos – ножницы, футляр и ptilon – перо. В источниках [1,3,4] – указывается на то, что колеоптиль – лист: влагалищный [1], первичный (первый) [3.4]. В Словарях раскрывается защитная функция (значение). Он прикрывает следующие листья [1,3,4]. В источниках [1,3,4] указывается, что колеоптиль характерен для проростков злаков [1,3,4]. В источнике [2] указано, что колеоптиль временный признак, который исчезает после появления зеленого листа.

Анализируя понятия в разных словарях, мы пришли к выводу, что понятие колеоптиль имеет греческое происхождение и означает, ножницы, футляр, перо. Он характерен для проростков злаков и представляет собой первый защитный влагалищный лист в виде бесцветного или окрашенного плотного колпачка; по выходу колеоптиля из почвы первый зеленый лист (перышко) прорывает его. Колеоптиль временный признак, который исчезает после развития первого зеленого листа.

Выводы по первой главе.

1. Пшеница – одна из самых выращиваемых злаковых культур в мире.

2. Сросшийся околоплодник с семенной кожурой образуют – зерновку.

3. Зерновка имеет форму, которая определяется соотношением ее длины и ширины, окраску, массу. Она может быть опушена на заостренном конце, на выпуклой брюшной стороне развивается бороздка. На тупом, более скошенном конце располагается зародыш.

4. В зародыше, заложены все основные вегетативные части будущего растения (корешок, стебелек и почечка).

5. В большом количестве в зерновке находится эндосперм, обеспечивающий при поступлении воды жидкими питательными веществами зародыш и дальнейшее его развитие.

6. Колеоптиль - образование временное, характерен для злаков. Это первичный лист, в виде плотного колпачка, который прорывается первым зеленым листом.

7. Начальные этапы онтогенеза складываются из набухания зерна, появления первичного (зародышевого) корешка, колеоптиля, придаточных корней, а также появление первого истинного листа.

2.1. Практическое исследование

Организуя практическое исследование, мы учли методические рекомендации ученых ВИРа, которые утверждают, что получение образцов, используемых в дальнейших исследованиях, важная проблема, но их оценка должна вестись по одинаковым признакам

«Результаты изучения будут сравнимы и достоверны только при проведении оценки сортов (образцов) по единой методике. Данные, полученные в экспериментах необходимо сравнивать между собой, так, как только такое изучение даст возможность объективной оценки экспериментальных результатов». Опираясь на методические рекомендации ученых, мы осуществляли свои исследования.

Практическое исследование мы вели в двух направлениях: первое - изучение внешнего строения зерновок (морфологические особенности) и внутреннего строения пшеницы (анатомическое строение), второе - исследования прорастания (физиология) опытных образцов зерновок и лабораторной всхожести зерновок из Индии к-23770, Пакистан к -33763 и Россия, Ленинградка, к-47882. Буква «к и номер» в названиях пшениц, обозначает № каталога.

Изученные теоретические особенности пшениц позволяют произвести грамотный анализ экспериментальных образцов(к -23770 - Индия, к – 33 763 - Пакистан,к-47 882 - Россия,) зерновок пшеницы. Нам необходимо изучить в сравнительном плане морфологию (задача 2) и начальные стадии развития экспериментальных зерновок (задача 3).

2.1. Изучение морфологических особенностей строения экспериментальных зерновок образцов из Индии к-23770, Пакистан к -33763 и России к-47882.

Начнем описание изучения экспериментальных образцов с рассмотрения зерновок под лупой (рис. 7)

При рассмотрении зерновок под лупой установили, что они отличаются по цвету; самое темное зерно у образца к-47 882 – Россия. Оно на наш взгляд коричневое, желтоватые зерновки у к -23770 - Индия, к – 33 763 – Пакистан, но более светлые у к -23770 – Индия. Зерновки к -23770 - Индия, к – 33 763 – Пакистан - округлые, эллипсовидные, а зерно у образца К-47882 - Россия, Ленинградка к- 47 882 – Россия – удлиненное. У образцак-47 882 – Россия борозда более глубокая, чем у зерновок к -23770 - Индия, и к – 33 763 – Пакистан.

Рис. 8. Изучение окраски зерновок

Эти наблюдения характеризуют только интенсивность окрашивания, но не особенности цвета. Следовательно, необходимо исследовать окраски зерновок с привлечением палитр цветовой гаммы. Это дает возможность точного научного описания окраски зерновок. Рассмотрим методику определения окраски зерновок. При визуальном осмотре мы с трудом определили окраску зерен, оценивая их как темные, более светлые и светлые. А также отметили, что внутри образца зерновки также отличаются окраской. Мы предположили, что это может быть связано с разными причинами, например, со спелостью зерна, его пораженностью вредителями и др. Так как глаза у нас по-разному воспринимают окраску зерен, и они не все имеют ее однородную, а также мы плохо владеем названиями цветов и оттенков, владеем названиями цветов и оттенков, пришли к необходимости использовать цветовую гамму художественных палитр. Их в интернете много. Мы нашли такую, в которой есть названия цветов и оттенков, а также их латинские названия. Кроме того, у каждого цвета имеется инвентарный номер окраски. Используя сопоставление окраски зерновки и цвета ячейки на 4 палитрах, раскладывали по 20 зерен каждого экспериментального образца, так чтобы его окраска совпадала с цветом ячейки. Далее подсчитывали зерна в располагающихся ячейках и заносили данные с указанием их количества в соответствующую графу таблицы (см. табл. № 2) Анализ окраски см. в приложении 2.

Таблица 2

Определение окраски экспериментальных зерен образца Triticum sphaeroecoccum v. globosum к-23 770, Индия

Как видно из таблицы, наибольшее число зерен (37.5%) окрашено в галечный серый (7032), далее в кремово-белый (9001) - 20 % и платиново-серый (7036) - 15 %. Так как остальные окраски представлены менее, чем 10 % — это серый шелк 7044, глиняно-коричневый 8003, агатовый серый 7038, желто-серый 7034 в описание не включены.

На основе анализа измерения окраски можно утверждать, что образца Triticum sphaeroecoccum v. globosum Индия к – 23770, распределяется по цветам: галечный серый 7032, серый шёлк (Silk Grey) 7044, платиново-серый (Platinum grey) 7036, агатовый серый (Agate Grey) 7038, Жёлто- серый (Yellow Grey) 7034, Зелёно-коричневый (Green Brown) 8000, охра коричневый (Ochre Brown) 8001, кремово-белый (Cream) 9001, глиняный коричневый (Clay Brown) 8003. Приведем диаграмму окраски 1.

Диаграмма 1

Из диаграммы вытекает, что в окраске образца преобладает галечный серый цвет (30), кремово-белый ((16), платиново-серый (12). Все остальные показатели ниже 7-5 штук или значительно ниже 2-1 из 80.

Такое разброс по окраске зерновок можно объяснить состоянием зрелости зерна или возможными его повреждениями болезнями или вредителями на разных стадиях образования зерновок. Следовательно, цвет, который мы определили для образца к- 23 770 является галечным серым или можно его оценить, как кремово-белый.

На основе первичных материалов (см. приложение 1) составили табл.

Таблица 3.

Варианты окраски экспериментальных зерен образца Triticum. sphaeroecoccum v. Rubiginosum, Пакистан к – 33 763

Анализ данных окраски, представленных в таблице по изучению зерновок образца к-33 763 показывает, что она довольно разнообразна: и проявляется в таких оттенках как серый шелк (Silk Grey) 7044, транспортный серый А (Traffic Grey A) 7042, галечный серый (Pebble Grey) 7032, Зелено-коричневый (Green Brown)8000, Платиново-серый (Platinum Grey) 7036, Глиняный коричневый (Clay Brown) 8003, Серое окно (Window Grey) 7040. Большинство зерновок окрашено в серый тон с разными оттенками (30: 3,75;17,5%; 3,75 %0 5%;8,75 - в сумме 65%) , но больше всего окраска зерен представлена зелено-коричневым (31,25 %). Из нашего анализа окраски этого образца вытекает, что зерна этого образца в основном серые с разными оттенками.

Используя данные таблицы, мы построили диаграмму № 2, которая отражает распределение окраски у зерен Triticum. sphaeroecoccum v. rubiginosum, Пакистан к – 33 763

Диаграмма 2.

Варианты окраски экспериментальных зерен Triticum. sphaeroecoccum v. rubiginosum, Пакистан к – 33 763

Диаграмма свидетельствует о распределении окраски таким образом: больше всего зерен зелено- коричневого оттенка, 25 зерен и глиняного коричневого – 7 зерен. Всего 32 зерен коричневого цвета с разными оттенками. С серым оттенком (48) зерен. Итак, окраска зерен этого образца распределилась между коричневым и серым цветом с разными оттенками. Об этом свидетельствуют и данные таблицы и данные графика. Следовательно, окраска этого образца изменяется в 2-х направлениях: коричневого с разными оттенками и серого с разными оттенками.

Окраска образца к-47882 (см. приложение 1) в таблице 3

Таблица 3

Варианты окраски экспериментальных зерен Triticum aestivum. L К-47882 Россия, Ленинградка

Как видно из таблицы, 42 зерновки окрашены в коричневый цвет с разными оттенками: Зелено-коричневый (Green Brown) 8000 - 35 зерновок и глиняный коричневый (Clay Brown) 8003 – 7 зерновок, а 38 окрашено в серый цвет с разными оттенками: серое окно (Window Grey) 7040 – 3; платиново-серый (Platinum Grey) 7036 – 4 зерновки; галечный серый (Pebble Grey) 7032 – 14, транспортный серый (Traffic Grey 7042) - 3 и серый шелк (Silk Grey) - 7044 -14 зерновок.

На основании полученных данных (приложение 1) по окраске К-47882 Россия, Triticum aestivum. L Ленинградка строим диаграмму 3.

Диаграмма 3.

Итак, Ленинградка имеет окраску между коричневой с разными оттенками зеленым, галечным, глиняным и серой с разными оттенками.

Сравнивая окраски зерен экспериментальных образцов делаем вывод, что цвет, который мы определили для образца к- 23 770 является галечным серым или можно его оценить, как кремово-белый; к-33 763 имеет окраску коричневого с разными оттенками и серого с разными оттенками; образец к- 47 882 имеет окраску между коричневой с разными оттенками (зеленым, галечным, глиняным) и серой с разными оттенками (галечным, транспортным, серым шелком).

Изучение формы зерновок осуществляли, измеряя зерновки их длину и ширину с помощью штангенциркуля. Штангенциркуль имеет измерительную штангу со шкалой. Точность его измерения — десятые и сотые доли миллиметра. Мы использовали электронный штангенциркуль. Измеряемые показатели высвечиваются на шкале. Точность нашего измерения, в - десятых долях мм.

Зажимая губками штангенциркуля зерно, вначале по длине, а затем по ширине производили замеры 10 опытных образцов экспериментальных зерновок каждого образца. Измерения показателей длины и ширины зерновок, взятых для эксперимента, осуществлялось в мм с помощь штангенциркуля, так как этот измерительный прибор дает показания до одной десятой мм.

На основании первичных измерений (Приложение 2) построили таблицу 4.

Таблица 4.

Средний показатель длины и ширины зерновок и их соотношение

Из представленной таблицы вытекает, что образцы Triticum sphaeroecoccum v. globosum, Индия к – 23770 и Triticum. sphaeroecoccum v. Rubiginosum, Пакистан к – 33 763 по форме эллипсовидные, так как их длина, только в один с лишним раза превышает ширину. И сразу отметим, что Triticum sphaeroecoccum v. globosum, Индия к – 23770 более округлые, чем Triticum. sphaeroecoccum v. rubiginosum, Пакистан к – 33 763. В первоисточниках они описываются как шаровидные, что отмечено в названиях. А образец К-47882, Россия, Triticum aestivum. L Ленинградка имеет вытянутое зерно, так как его ширина вдвое меньше длины. Такую пшеницу называют длиннозерной.

Далее мы произвели изучение массы экспериментальных образцов. Учитывая требования методических рекомендаций, необходимо взвесить 1000 зерновок, а затем высчитывали среднюю массу одной зерновки [Табл.5].

Вначале необходимо было подготовить необходимое количество зерновок для взвешивания, механизм подготовки зерна представлен на рис. 9.

Ч

Рисунок 9. Рабочий момент по подсчету зерновок для взвешивания

тобы не ошибиться в подсчете зерен, мы вначале разложили зерновки по 10 штук, повторяя их в 10 рядах. Это необходимо было сделать, чтобы не ошибиться в подсчетах. 1000 зерен нам удалось подсчитать только у Ленинградки, Triticum aestivum. L к- 47 882. Triticum sphaeroecoccum v. globosum Индия к – 23770 и Triticum. sphaeroecoccum v. rubiginosum, Пакистан к – 33 763 нам удалось получить только по 750 зерен. Поэтому мы вынуждены были еще раз произвольно собрать из этих 750 зерен - 250. И еще раз взвесить. Таким образом мы получили массу у всех образцов одинаковую в 1000 зерен. Массу зерновок 3 экспериментальных образцов взвешивали на аптекарских весах.Результаты взвешивания представлены в таблице, которая характеризует особенности массы 1000 зерен и 1 зерна каждого экспериментального образца.

Таблица 5

Масса зерновок экспериментальных образцов

Итак, средняя масса 100 зерновок у образца К-47882 -39 г. Мы их сравнили с данными любезно предоставленные нам учеными ВИРа за период 1980-1987, где проявлялись изменения в пределах от 31 г до 45.9, для Ленинградки Triticum aestivum. L. Средняя масса 1000 зерновок за эти годы равняется 39 г. На основе сравнения полученных нами данных (39г) и средних данных ученых (39г) мы убедились в правомерности наших результатов по изучению массы.

Далее мы сравнили данные массы всех трех экспериментальных образцов. Сравнивая массовы экспериментальных зерновок, пришли к выводу, что самые тяжелые (39 г) у образца Triticum. sphaeroecoccum v. rubiginosum, самые легкие (35,2) у образца Triticum sphaeroecoccum v. globosum, масса 1000 зерновок образца к – 23770 Индия (37,2)

На сновании ранее представленного материала мы составили сводную таблицу, данные которой характеризуют особенности экспериментальных зерновок и дают возможность описания морфологических особенностей зерновок.

Таблица 6.

Сводная таблица для описания экспериментальных образцов зерновок

Мы сравнили массы зерновок, полученные в эксперименте с научными r

Используя данные исследования, представленные в таблице, составили описание экспериментальных образцов. Итак, Triticum sphaeroecoccum v. globosum, Индия к – 23770 имеет зерновки овальной формы, которая установлена на основании сопоставления длины и ширины (1,2), и массу 1000 зёрен 37,8 г; окраска зерен изменяется серый или кремово-белый. Образец Triticum. sphaeroecoccum v. rubiginosum, Пакистан к – 33 763 имеет зерна округлые, овальные на основании сравнения длины и ширины (1,23) массу 1000 зерен 37.5 г; К-47882 Россия, Triticum aestivum. L Ленинградка имеет длинное зерно, так как соотношение длины и ширины (2,1), его называют длиннозерным. Длина превышает ширину чуть больше, чем в 2 раза, 1000 зерен весит 39 г, а окраска коричневая с разными оттенками или серая с разными оттенками. На основании сравнения зерен Индии и Пакистана можно сказать, хотя форма у обоих образцов овальная, но Индийские более округлые и более светлые, чем у зерен из Пакистана. Зерновка Ленинградки сильно отличаются по всем показателям. Окраска их более коричневая, зерно длинное, т.е. – это длиннозерная пшеница.

2.2 Определение лабораторной всхожести экспериментальных образцов

В нашем исследовании важно было определить всхожесть экспериментальных образцов. Всхожесть - биологическое свойство семян, определяющее их пригодность для посева и давать за условленный срок при определенных условиях проращивания нормальные проростки. Всхожесть – выражается в процентах. Различают лабораторную и полевую всхожести. Мы определяли лабораторную всхожесть. Чтобы легко было подсчитать процент, брали прибор со 100 ячейками, выдерживали их определенное время (7 суток) в водной среде. Проросшие за это время зерна представляли лабораторную всхожесть (рис.10).

На фотографиях хорошо видна всхожесть всех трех образцов. Отметим, что интенсивность всхожести разная: наименьшей всхожестью обладает сорт Ленинградка, скорость прорастания у Ленинградки гораздо ниже, чем у двух других (к-23 770 и к- 33 763), а наибольшей всхожестью и интенсивностью прорастания обладает образец из Индии.

к - 23 770

к -33 763

к- 47 882

Рисунок 10. Результаты определения всхожести зерновок разных образцов.

Из 100 зерновок Ленинградки взошло – 72 зерновки и только в начальной стадии, проглядывает главный корень, у образца к – 23770 Triticum sphaeroecoccum v. globosum, Индия– взошли 92 зерновки и многие проростки уже прорвали эпикотиль, так как хорошо видны истинные листья, и из 100 зерновок Triticum. sphaeroecoccum v. rubiginosum Пакистан к – 33 763 взошло - 87 зерновок. Из представленных цифр следует, что хорошей лабораторной всхожестью и интенсивностью обладал образец к-23 770 – 92 % далее образец к- 23 770 с 82% всхожестью и, наконец, 47 882 со всхожестью 72 % и слабым развитием проростков. Лабораторная всхожесть обеспечивает расчёт примерной нормы высева в открытый грунт.

2.3. Исследование начальных фаз онтогенеза экспериментальных зерновок

Исследование начальных этапов развитии (онтогенез) экспериментальных зерновок мы начали с постановки опыта. С этой целью мы поместили в стерильные чашки Петри по 10 зерновок в двух повторениях следующих образцов: Triticum sphaeroecoccum v. globosum, Индия к – 23770 и Triticum. sphaeroecoccum v. rubiginosum Пакистан к – 33 763 и Triticum aestivum. L. Таким образом, на подоконниках оказалось 6 чашек, в которых развивалось по 20 зерновок каждого образца.

Первоначально закладывая опыт, мы совершили две ошибки:

1. Чашки Петри мы расположили поперек подоконника, тем самым создавая кроме одного единственного, новое условие, связанное с температурным фактором. Чашки Петри, на краю подоконника оказались под радиатором, и температура под ними была гораздо выше, чем температура у стекла. На это мы обратили внимание не сразу, и несмотря на то, что чашки поменяли местами в разных повторах, как этого требует методика закладки опыта, это обстоятельство повлияло на результаты эксперимента.

2. Кроме того, мы не учли, что зерновки хранились в институте и не было сведений о их протравливании, в одном из экспериментальных чашек вначале вырос грибок спорынья, а затем и одноклеточные водоросли (См. рис. 11, 12 ,13).

Рис.11Отрицательный результат исследователя результатов прорастания	Рис. 12. Рассмотрение поврежденных зерновок	Рис. 13. Поврежденные зерновки к – 33 763Пакистан(под микроскопом)

Опыт повторили снова, но вначале мы протравливали зерновки всех образцов марганцовокислым калием в течение суток.

Наблюдения проводили в течение 11 дней (см. приложение 4 -дневник

наблюдений), результаты которого представлены в таблице 7. «Онтогенез (индивидуальное развитие) начальных этапов развития экспериментальных экземпляров пшениц Triticum sphaeroecoccum v. globosum»

Онтогенез (индивидуальное развитие) начальных этапов развития экспериментальных экземпляров пшениц Triticum sphaeroecoccum v. globosum, Индия К – 23770 и Triticum. sphaeroecoccum v. rubiginosum Пакистан К – 33 763 и Triticum aestivum. L. К- 47 882, Россия

На основании наблюдений (приложение 4) мы построили таблицу, в которую включали название фенофаз развития экспериментальных зерновок и сроки их проявления. В количестве более 60%. Изучались следующие фенофазы: набухание, главный корень, колеоптиль, придаточные корни, внесены даты, в которые проявилось явление в 60%. Фенофаза - первый зелены лист - имеет даты его появления в единственном числе. Фенофазы образцов из Индии и Пакистана в первом и втором повторах почти совпадают, только появление придаточных корней чуть раньше фиксировали у зерновок из Индии. Разница составляет одни сутки. Анализ полученных данных свидетельствует, что образец к- 47 882, который начал свое развитие гораздо позже, начал интенсивно развиваться к концу эксперимента. Для более наглядного представления развития зерновок представим график 1 онтогенеза экспериментальных зерновок 1 повтора.

График 1

График отражает особенности первых этапов индивидуального развития экспериментальных образцов пшеницы из Индии, Пакистана и России (сорт Ленинградка).

Наиболее интенсивно развивались образцы из Пакистана, близкое развитие оказалось и у зерновок из Пакистана особенно сначала менее активно развивались зерновки Ленинградки.

По результатам исследования было изготовлено пособие, которое характеризует высоту проросших растений к концу 10 дня. Развитие этих образцов происходило в банках.

Выводы по второй главе

В результате исследований мы описали зерновки экспериментальных образцов:

1. Triticum sphaeroecoccum v. globosum, Индия к – 23770 имеет зерновки овальной формы, установленной на основании сопоставления длины (47,5 и 3.99) и массу 1000 зёрен 37,8 г; окраска зерен изменяется серый или кремово-белый; образец Triticum. sphaeroecoccum v. rubiginosum, Пакистан к – 33 763 имеет зерна округлые, овальные на основании сравнения длины и ширины (5,01 и 4.05) массу 1000 зерен 37.5 г ; Россия (Ленинградка), к- 27 882 имеет длинное зерно, его называют длиннозерным Длина превышает ширину чуть больше, чем в 2 раза, 1000 зерен весит 39 г, а окраска коричневая с разными оттенками или серая с разными оттенками.

2. Хорошей лабораторной всхожестью обладал образец к-23 770 – 92 % более низкой всхожестью- образец и наконец 87%, К-47882, Россия, Triticum aestivum. L Ленинградка – 82 %

3. Наиболее интенсивно развивались зерновки образца к - 33763

Выводы по исследованию

1. Пшеница – одна из самых выращиваемых злаковых культур в мире.

2. Сросшийся околоплодник с семенной кожурой образуют – зерновку

3. Зерновка имеет округлую, эллипсовидную, удлиненную форму, разную окраску и массу. Она может быть опушена на заостренном конце, на выпуклой брюшной стороне развивается бороздка. На тупом, более скошенном конце располагается зародыш.

4. В зародыше, заложены все основные вегетативные части будущего растения (корешок, стебелек и почечка). В зерновке большую часть занимает питательное вещество-эндосперм, который растворяется при попадании воды под оболочку и питает зародыш.

5. Опираясь на теоретический анализ, мы произвели исследование двух редких образцов пшениц: Triticum sphaeroecoccum v. globosum, Индия к – 23770 и Triticum. sphaeroecoccum v. rubiginosum Пакистан к – 33 763. Сравнили их с рекомендованным для выращивания на северо-западе сортом из России, Triticum aestivum. L К-47882, Ленинградка

6. Изучение с использованием методических рекомендаций из института генетических ресурсов ВИР дало основание для описания этих образцов:

7. Triticum sphaeroecoccum v. globosum, Индия к – 23770 имеет зерновки овальной формы, установленной на основании сопоставления длины (47,5 и 3.99) и массу 1000 зёрен равную 37,8 г; окраска зерен изменяется от серый или кремово-белый;

8. Triticum. sphaeroecoccum v. rubiginosum, Пакистан к – 33 763 имеет зерна округлые, овальные на основании сравнения длины и ширины (5,01 и 4.05) массу 1000 зерен 37.5 г, окраска зерен изменяется от коричневого до серого цвета с разными оттенками;

9. Triticum aestivum. Россия (Ленинградка), к- 27 882 имеет длинное зерно, его называют длиннозерным. Длина превышает ширину зерна чуть больше, чем в 2 раза, 1000 зерен весит 39 г, а окраска коричневая с разными оттенками или серая с разными оттенками.

10. Лабораторная всхожесть у всех образцов невысокая: самая низкая и наименее интенсивная всхожесть у Ленинградки -72%, более высокой всхожестью обладал образец к-23 770 из Индии – 92 %. А образец из Пакистана к-33 763 - 87%. Разный процент всхожести зерновок экспериментальных образцов затруднит посев в следующих экспериментах, направленных на изучение развития этих образцов в открытом грунте.

11. Изучение онтогенеза экспериментальных зерновок пшениц показало, что быстрее развиваются пшеницы из Индии и Пакистана, а из России (Ленинградка) медленнее.

Заключение

Работа по изучению качеств зерна экспериментальных и контрольного образцов была проведена с целью ее учета при выращивании их в открытом грунте. Особое значение имеет всхожесть зерновок. Для экономии и так небольшого количества исходных зерновок всех трех образцов, имеющиеся данные помогут правильно рассчитать посевные площади для всех трех вариантов и количества зерновок, которые будут высеяны на площади с учетом двух повторов. При прорастании экспериментальных зерновок в открытом грунте интересно сравнить сроки всходов в лабораторных условиях с полевыми. Это даст возможность при наличии зерновок трех образцов повторить экспериментальный посев в следующие годы.

Использованная литература

1. Биологические основы сельского хозяйства. Растениеводство: Учебное пособие / Сост. В. Н. Ильина. Самара: СГСПУ, 2019. 134 с.

2. Биологический энциклопедический словарь М.: Сов. Энциклопедия, 1996.

3. Биология:7-й класс: базовый уровень: учебник В.В. Пасечник, В.С. Суматохин, З.Г. Гапонюк, Г.Г. Швецов: под ред. В.А. Пасечника. – Москва: Просвещение, 2023. – 176 с. ил. – (Линяя жизни)

4.Большой энциклопедический словарь 2-х т./Гл.ред. А.М.Прохоров.- М.: Сов. Энциклопедия, 1991. Т.2 -863с.

5.Журнал наблюдений за развитием образцов мировой коллекции ВИР, издаётся с 1977 г. и др. годы издания.

6. Каталог мировой коллекции ВИР. Выпуск 625. Санкт-Петербург, Крылов 1992, стр.

7.Методические указания по изучению мировой коллекции пшеницы. Л.: Всесоюзный ордена Дружбы народов научно-исследовательский институт растениеводства им. Н. И. Вавилова, 1999. 28 с.

8.Лопатин В.А. Русский орфографический словарь. М.: Изд-во Российская академия наук. Институт русского языка им. В.В. Виноградова, 2005

9. Научно-технический словарь

10.Растениеводство/П. П. Вавилов, В. В. Гриценко, В. С. Кузнецов и др.; Под ред. П. П. Вавилова – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1986 – 512 с.

11.Словарьботаническихтерминов

12. Damir F. Askhadullin, Danil F. Askhadullin, Nurania Z. Vasilova, Natalia S. Lysenko (2021) Prospects of creating Indian dwart wheat varieties Triticum sphaerococcum Perciv. based on samples endemic to the Hindustan peninsula. Indian J. Genet., 81(3):383-391 DOI: 10.31742/IJGPB.81.3.5

13.[https://specagro.ru › news › urozhay-zerna-v-rossii-v-202].

Приложение 1.

Изучение понятия «колеоптиль» в словарях.

Приложение 2.

Результаты изучения окраски зерновок экспериментальных образцов

Приложение 3.

Измерение внешних размеров зерновок опытных образцов

Приложение 4. Дневник наблюдений за развитием проростков (начальных этапов онтогенеза) трех образцов пшениц

В сводную таблицу вносили дату массового проявления фенофазы. Этой величиной мы считали 60% проявления фенофазы (по правилам от 70 % и далее)

11.Широкий универсальный классификатор СЭВ рода 4: 27 Triticum L. / Под ред. канд. с/х наук В. А. Корнейчука. Внутреннее издание. Всесоюзный НИИ растениеводства имени Н. И. Вавилова (Вир) 1989. 44 с.