V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Влияние питательной среды на рост семян

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Тимохин Д.А. 1

---

1МБОУ "Школа-лицей" №3 им. А.С. Макаренко Мо Го Симферополь

Заднепровская Е.В. 1

---

1ГБОУ ДО РК "Эколого-биологический центр"

Работа в формате PDF

4.7 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Занимаясь на кружке по биологии, меня заинтересовал вопрос, а как влияет питательная среда на сельскохозяйственные растения и что необходимо предпринять, чтобы растения были более стойкими к природным аномалиям.

Крым издревле считался сельскохозяйственной территорией, позволяющей выращивать многие культуры умеренного и субтропического пояса. Основным источником орошения был Северо-Крымский канал, но с 2014 года канал был перекрыт, что повлекло за собой переориентацию сельскохозяйственных культур. Красноперекопский район всегда славился крымским рисом, но в сегодняшней ситуации район перешел на выращивание культур с низким потреблением воды, и внедрения технологий капельного орошения. Н.В. Багорова считает, что сельскохозяйственные угодья Крыма занимают слишком большие площади при сравнительно небольшой урожайности возделываемых культур, чрезмерное использование ядохимикатов, очень большая территория угодий, подвергшая засоленности почвы [1]. Поэтому перед сельскохозяйственной отраслью и жителями полуострова стоит самый главный вопрос: как повысить урожайность культур при минимальных затратах?

Цель исследования – изучить влияние питательной среды Кнопа на рост и развитие сельскохозяйственных растений (пшеницы «Селянки», огурцов «Феникс», кукурузы сладкой).

Задачи:

Изготовить в лабораторных условиях субстрат Кнопа.

Провести наблюдение за биологическими показателями роста и развития растений на основе субстрата Кнопа.

Замерить параметры: стебля, листьев, корней сельскохозяйственных растений.

Методы исследования:

Натуральные:

Проращивание сельскохозяйственных растений (пшеницы «Селянки», огурцов «Феникс», кукурузы сладкой) в домашних условиях и наблюдение за их биологическим развитием.

Высадка сельскохозяйственных растений в субстрат Кнопа и наблюдение за их темпом роста.

Исследование заключается в определении ряда параметров растений:

Внешних биологических характеристик сельскохозяйственных растений в комнатных условиях: всхожесть семян, темп рост растений, развитие корневой массы, площадь листовой пластинки первых листьев.

2. Экспериментальные:

Изготовление субстрат Кнопа;

Разведение субстрат Кнопа в 5 % и 7 % растворе (на 1 литр воды);

Метод биометрических показателей (измерение различных частей растений во время опыта).

3. Теоретический:

Анализ литературных и интернет источников их обобщение.

4. Фотографирование:

Фото фиксация проводимого эксперимента.

Выдвигаемая гипотеза: Влияет ли на рост семян концентрация субстрата Кнопа? Нужно ли подбирать питательную среду для растения в период начала его жизни?

Актуальность работы заключается в исследовании подборки концентрации субстрата Кнопа на развитие проросших семян в домашних условиях.

Взаимосвязь в природе

Современная ботаника представляет собой сложную систему взаимосвязанных знаний об изучении культурных растений и методов их выращивания. При классификации наук растениеводство часто относят к комплексу агрономических наук, в прикладном значении она представляет собой одну из главнейших отраслей сельского хозяйства. Выдающийся ученый К.А. Тимирязев говорил, что физиология растений и агрохимия – научные основы рационального земледелия. Так, изучение физиологии питания растений привело к созданию и применению минеральных удобрений.

Знание строения, физического и химического состава почвы позволяет применить необходимые удобрения и эффективные приемы агротехники, обеспечивающие высокие урожаи. Но есть еще и другая задача, решение которой имеет важное значение для земледелия: одинакова ли потребность различных растений в количестве и качестве питательных веществ? Ученые выяснили, что отдельные виды растений, например, пшеница и фасоль, и даже отдельные сорта одного вида отличаются друг от друга своими потребностями в минеральном питании: (так для фасоли необходимо много калия и фосфора, то для пшеницы – азота и фосфора, но последнего несколько меньше, чем для фасоли). Но зеленые растения не потребляют готовые органические вещества, а синтезируют их самостоятельно, при помощи корневой системы. Растения эффективнее всасывают те элементы, которые поступают в почву в удобной для них форме (одно самых эффективных удобрений - навоз, который медленно превращается в доступные растениям ионы).

Жизнь растения неразрывно связана с почвами. Только растительное сообщество может развиваться на почве, давать людям продукты питания, корма для животных и сырье для промышленности. Веками, тысячелетиями создавалось это величайшее природное богатство, и пользоваться им нужно разумно.

В конце XIX столетия выдающимся русским ученым В.В. Докучаевым, была создана наука о почве – почвоведение. «Почва есть функция (результат) от материальной породы, климата и организмов, помноженная на время». Это наличие функциональных связей между почвенной и всеми другими природными телами и явлениями, преломлениями через призму времени. [3] Только хорошо изучив почвы, подобрав комплексный подход по подкормки, можно найти путь для повышения их плодородия, предохранения от разрушения, научиться правильно использовать почвы в сельском хозяйстве.

Биологические особенности растений

Для правильного роста и развития растений необходимы определенные условия внешней среды. В понятие внешней среды входит комплекс условий, без которых не может существовать растение: свет, тепло, вода, воздух, почвенное питание. Все они равнозначны и ни один из них не может быть заменен другим. Когда одно из условий отсутствует, действие остальных прекращается или, в значительной степени ослабляется. Человек может изменить указанные условия, влияя тем самым на рост и развитие растений.[1]

Так, в фазе набухания семян больше необходима влага, фазе прорастания – тепло, в период появления всходов – свет, на стадии роста – почвенное питание; воздух во всех выше перечисленных.

Воздух: растения дышат, поглощая воздух через мельчайшие отверстия (устьицы), расположенные на листьях, и через корни. В состав воздуха входят кислород (21%), азот (78%), из других газов – аргон, неон, гелий, а также 0,01% углекислого газа. Повышение содержания углекислого газа в дневное время в приземном слое воздуха заметно повышает урожай, ускоряет рост и плодоношение растений.

При недостатке воздуха в почве семена плохо прорастают, развитие корней задерживается и растения слабо растут. Поэтому почву необходимо содержать в рыхлом состоянии и вносить органические удобрения, чтобы облегчить поступление воздуха в почву для роста растения.

Свет: если корневая система большинства растений нормально развивается при отсутствии света, то для наземных органов – листьев, стеблей, цветков – солнечная лучистая энергия имеет первоначальное значение. Зеленые растения содержат хлорофилл, обладающий способностью, поглощая свет и накапливая его энергию, образовывать из углекислого газа воздуха, воды и минеральных солей, полученных из почвы, белки, сахар, витамины и другие сложные соединения, которые не только обеспечивают рост и развитие растений, но и их урожайность. Фотосинтез – это начинающийся под действием света синтез органических веществ, происходящий в зеленых растениях. Он представляет собой процесс превращения энергии, а его катализатор – хлорофилл, который находится в хлорофилловых зернах. В ходе фотосинтеза энергия света превращается в химическую энергию органических связей. При этом растение выделяет в атмосферу кислород, полученный из воды. Следовательно, присутствием в воздухе кислорода – основы существования всех дышащих организмов, живущих на Земле, - мы обязаны деятельности растений. [8]

Тепло: тепло имеет решающее значение для роста и развития растений. Как низкая, так и высокая температура задерживает рост растений и может привести к их гибели. Растения по отношению к теплу делятся на четыре группы: зимостойкие – эти культуры начинают расти при температуре 1⁰С, переносят заморозки до -10⁰С. Оптимальная температура для их роста и развития 15 – 20⁰С; холодостойкие – семена данных культур прорастают при температуре 2-5⁰С. Температура выше 25⁰С угнетает растения; теплолюбивые – семена пускаются в рост при 12-15⁰С, температура ниже 15 и выше 30⁰С угнетает растения, а при 0⁰С они гибнут; жаростойкие – культуры выдерживают и 40⁰С. В различные фазы развития растения всех групп предъявляют неодинаковые требования к теплу. Семена могут набухать при низкой положительной температуре, а прорастать – только при сравнительно высокой. В темное время суток или в темноте не расходуется энергия на фотосинтез, поэтому температура воздуха должна быть на 5-7⁰С ниже, чем днем. [5]

Вода: роль и значение воды в жизни растений трудно переоценить. Содержание воды в растении составляет 65-97%. Влага необходима растениям во все периоды роста и развития. Питательные вещества из почвы поступают в растения преимущественно в виде водного раствора. При достаточном количестве доступной воды в почве рост, развитие и плодоношение культур проходит в благоприятных условиях. Благодаря воде растворяется углекислый газ, высвобождается кислород, нормально протекает обмен веществ, обеспечивается нужная температура для растения. Недостаток влаги в почве значительно снижает урожайность, но излишняя влага вытесняет из почвы воздух, отрицательно влияет на рост и развитие.

Так же имеет большое значение для развития растений относительная влажность воздуха. Чем суше воздух, тем сильнее испаряют растения воду, интенсивнее дышать выше их температура. Поливы почвы дождеванием несколько повышают влажность воздуха и полезность для растений. Высокая влажность воздуха также плохо влияет на растения, вызывая различные грибковые заболевания. [4]

Питательные вещества: растения предъявляют повышенные требования к различным элементам питания. Основные из них кислород, углерод, водород- растения получают из воздуха и воды. Макроэлементы: азот, фосфор, калий, магний, кальций, серу - из почвенного раствора, усваиваются растениями в большом количестве. Микроэлементы: бор, марганец, медь, молибден, цинк, кремний, кобальт, натрий – потребляются растениями в незначительных количествах. Однако следует учитывать, что растения имеют разную питательную базу в течении своей жизни. В период прорастания семян и до появления листьев, растения больше всего нуждаются в фосфоре. Для появления листьев и усиленного роста корней нужны азот и калий. Для цветения и до полного созревания урожая необходимы азот и калий, а для ускорения созревания урожая нужен фосфор.

Зеленые части растений, поглощая из воздуха углекислый газ, под действием солнечного света, воды, растворимые питательные вещества, поступают из корневой системы, образуют органические вещества. Процесс этот называют фотосинтезом. Основная масса выработанных в листьях органических веществ используется на построение стеблей, листьев, корней, цветков и плодов.

Пшеница нуждается в следующих макроэлементах: азоте, фосфоре, калии, в зависимости от кислотности почвы и ее состава. Микроэлементы увеличивают урожайность, уменьшают отрицательное влияние интенсивных технологий на окружающую среду.

Для огурца нужны: азот, фосфор, калий, в зависимости от кислотности почвы и ее состава. Минеральные удобрения варьируются от зоны и окультуренности почвы.

Кукуруза должна получать: азот, фосфор, магний, калий, поглощая их до стадии генеративного роста, так же ей нужны микроэлементы: железо и марганец.

Экспериментальная часть

Цель исследования: Определить влияние субстрата Кнопа на биологические характеристики сельскохозяйственных растений.

Гипотеза: Влияет ли на рост проростка концентрация субстрата Кнопа? Нужно ли подбирать питательную среду для каждого растения индивидуально?

Материалы: Сухие плоды пшеницы «Селянки», семена огурца «Феникс», семена кукурузы (зубовидной, сладкой); для проведения эксперимента был изготовлен субстрат Кнопа, в лабораторных условиях на кафедре ботаники и физиологии растений и биотехнологии, факультета биологии и химии, в Таврической академии Крымского федерального университета им. В.И. Вернадского. Состав субстрата Кнопа: Ca(NO₃₎₂ – 1,00г/л; KH₂PO₄ – 0,25 г/л; MgSO₄ – 0, 125 г/л; KNO₃ – 0,25 г/л.

Пшеница

Эксперимент проходил в несколько этапов. Его выполнение проводилось самостоятельно автором работы, в домашних условиях. В основу эксперимента положено использование субстрата Кнопа, который был разведен в 5%, 7% (на один литр воды 50 мл. р-ра/л, и 70 мл. р-ра/л). Для опыта были закуплены семена сельскохозяйственных растений, а на кафедре ботаники и физиологии растений и биотехнологии при помощи лаборанта был изготовлен субстрат Кнопа, который и был основой опыта. Для опыта были использованы три емкости, которые я затемнил фольгой, чтобы солнечный свет не попадал на корневую систему.

В ходе эксперимента использовались сухие семена пшеницы (селянки).

Опыт начал 14.10.17. Согласно стандартным методикам проращивания, перед замачиванием я отсортировал зерна по целостности, объему и размеру.

Затем на 4 часа замочил семена в теплой воде, по истечению времени семена промыл, выложил на влажную марлю и поместил в емкость в темное место на 5 дней для проращивания.

19.10.17 отметил, что семена пшеницы имели всхожесть 50%. Считаю, что причиной послужило нарушение методики: семян в емкости для проращивания было очень много и они не лежали в один слой.

Соблюдать правила проращивания очень важно, так как в момент прорастания содержащийся крахмал в эндосперме превращается в сахар и выделяется энергия. Вследствие этого семена чрезмерно нагреваются, что влечет за собой процесс брожения.

Купленные семена не проходили первичную обработку, поэтому на проросших корешках была плесень, однако, в ходе эксперимента я не заметил изменений в развитии листовой пластинки и корневой массы. Но все же, советую обрабатывать любые семена перед проращиванием.

Проросшие семена пшеницы имели колеоптиль белого цвета 2-4 см, корень мочковатый (3-5 корешка) 2 см.

Для эксперимента были приготовлены три емкости, которые затемнили при помощи фольги, чтобы на жидкость не попадал солнечный свет. Для посадки семян в емкости приготовил пластмассовые крышки. При помощи мамы обрезал края крышек, так как в плотную не закрывались на емкости, а горячим шилом взрослые проделали отверстия для семян.

В первую емкость налил обычную водопроводную воду – это контроль. Во второй емкость 5% раствор среды Кнопа, в третьей емкости развел 7% раствор субстрата Кнопа.

Произвел выборку семян, чтобы колеоптиль был, примерно одного уровня и поместил по ячейкам в крышках емкости. Отметил, что через несколько часов колеоптиль во всех емкостях приобрел салатовый оттенок.

Емкости с растениями были подписаны мною и размещены на подоконнике в кухне, где средняя температура воздуха на протяжении всего эксперимента составляла 21⁰С.

Замеры частей растений выполнял на протяжении двух недель с 20.10 по 31.10.17.

20.10 Емкости под номерами разместил на подоконнике на кухне, температура воздуха в комнате примерно 21⁰С, во всех емкостях появились первые ростки, которые проросли за пределы колеоптиля и приобрели более ярко зеленый оттенок, № 2 и № 3 ростки более крепкие и тянутся вверх, № 1 ростки более слабые.

22.10 Тестовый день (Таблица по пшенице в приложении) № 1 ростки тянутся вверх развитие замедленно, корневая тянется вниз появление новых молодых боковых отростков не замечено; № 2 ростки переходят в лист по высоте перегоняет № 3, корневая система удлинена развиваются молодые побеги замечена плесень с черными точками; № 3 ростки плавно переходит в лист, корневая система развивается появились молодые побеги, плесень с маленькими черными точками, но развитию не мешает.

Стебель пшеницы - соломенка, она состоит из междоузлий, разделенных узлами. Листья прикрепляются к стеблевым узлам, каждый лист состоит из стеблевого влагалища и листовой пластинки. Устьицы располагаются на верхней и нижней сторонах пластинки, в месте перехода влагалища листа в платину находится язычок (лигула) и ушки. Язычок препятствует проникновению дождевой воды внутрь влагалища.

24.10 Тестовый день № 1 появление второго листа, развитие замедленно, корневая система разветвляется; № 2 листы тянутся вверх, корневая система разветвленная; № 3 лист тянется вверх самый высокий, корневая система более разветвленная.

26.10 Тестовый день № 1 Два листа тянутся вверх основание не много увеличилось, корневая система в верхней части кустистая, а основной корень удлинен и вытянут; № 2 и № 3 два листа тянутся вверх основание утолщено № 3 высшее всех, корневая система № 2 в верхней части кустистое, основной корень вытянут, № 3 корневая система аккуратная не длинная и самая кустистая.

31.10 Прекращения эксперимента. Листья имеют светло салатовый цвет, не хватает питательных веществ.

Выводы: отмечу, что в начале эксперимента ростки имели приблизительно одинаковую длину, затем контроль стал отставать и на протяжении всего опыта в первой емкости были самые слабые и маленькие ростки.

Корневая система экспериментальных ростков имеет одинаковую длину, в ходе опыта в первой емкость основной корень удлинен и вытянут, наименьшее количество молодых придаточных корешков, такая тенденция сохранилась до конца теста.

В течении всего эксперимента корневая система в третьей емкости лидировала по морфометрическим показателям и сохранила лидерство до конца опыта. Во-второй емкости морфометрические показатели снижены на единицу.

В конце эксперимента я отметил, что листья имеют светло салатовый цвет, растениям не хватает питательных веществ, длина растений 16-23 см, побеги полегающие без опоры, корневая система, удлинённая 8-10 в см и кустистая.

Рис. 1. Гистограмма развития листовой пластинки у пшеницы.

Рис. 2. Гистограмма развития корней у пшеницы.

Огурец

В ходе эксперимента использовались сухие семена огурца «Феникс».

Опыт начал 14.10.2017. Согласно стандартным методикам проращивания, перед замачиванием я отсортировал зерна по целостности, объему и размеру.

Затем на 4 часа замочил семена в теплой воде, по истечению времени семена промыл, выложил на влажную марлю поместил в емкость в темное место на 5 дней для проращивания.

19.10 отметил, что семена огурца имели всхожесть 90%. Ростки белого цвета (гетеротрофными) и почти все сбросили семенную кожуру с семядоли. Семядоли приобрели зеленый цвет – в них образовался хлорофилл за счет фотосинтеза.

В ростках семядоля 1 см, корень стержневой 3-4 см. Произвел выборку ростков для эксперимента, чтобы они были примерно одного уровня.

В первую емкость налил обычную водопроводную воду – это контроль. Во второй емкость 5% раствор среды Кнопа, в третьей емкости развел 7% раствор субстрата Кнопа.

Емкости с растениями были подписаны мною и размещены на подоконнике в кухне, где средняя температура воздуха на протяжении всего эксперимента составляла 21⁰С.

Замеры частей растений выполнял на протяжении двух недель с 20.10 по 31.10.17.

20.10 В номерах № 1,2,3 семядоля приобрела зеленоватый оттенок, стебель не много вытянулся, корень стержневой, в № 3 семядоля больше, стебель выше.

22.10 Тестовый день (Таблица приложении) № 1 стебли тянутся вверх развитие семядоли замедленно, корневая система тянется вниз появление новых придаточных молодых корней, имеет прозрачную особенность; № 2 стебли тянутся, семядоля увеличивается, корневая система средняя, появление придаточных молодых корней; № 3 стебли тянутся вверх самые длинные, семядоля больше всех, корневая система самая маленькая, но массивная и придаточные корни кустистые.

24.10 Тестовый день: № 1 Стебли тянутся вверх h – 8,7 см, семядоля 1,7 см, корневая система чистая прозрачная 10 см самая длинная; № 2 стебли тянутся вверх h – 12,5 см, семядоля 2,5, корневая система прозрачная имеются маленькие ответвление 3-9 см; № 3 стебли тянутся вверх h – 12,8 см, семядоля 2,5см, корневая система разветвленная чистая прозрачная 6 см. 26.10 Тестовый день № 1 Стебли тянутся вверх h – 9,5 см, семядоля 2,2 см, корневая система чистая прозрачная 13 см самая длинная; № 2 стебли тянутся вверх h – 12,9 см, семядоля 2,8 см, корневая система прозрачная имеются маленькие ответвление 10-5 см; № 3 стебли тянутся вверх h – 13,3 см, семядоля 3 см, корневая система разветвленная чистая прозрачная 7-5 см. Появление первого листа в емкостях № 2, № 3 несколько миллиметров, называется фазой развернутой семядоли – это период мезотрофного проростка, питание идет как за счет запаса питательных веществ в семядолях, так и за счет фотосинтеза в семядолях, а также за счет функционирования корня.

31.10 Прекращение эксперимента. Стебли в трех емкостях очень высокие и сами уже не могут себя держать.

Выводы: отмечу, что в начале эксперимента семядоли имели приблизительно одинаковый диаметр, затем контроль стал отставать на протяжении всего опыта, в первой емкости были самые слабые и маленькие ростки.

Через три дня тестового замера, третья емкость стала лидировать по морфометрическим показателям и сохранила лидерство вплоть до конца опыта. Так же я хотел отметить, что появление первого листа отмечено на 7 день в опытах № 2 и № 3. В опыте № 1 лист появился с опозданием на один день.

Корневая система экспериментальных ростков имела приблизительно одинаковую длину, контроль по длине опережал на протяжении всего опыта, в первой емкости стержневой корень самый длинный, но придаточных корешков имел наименьшее количество, такая тенденция сохранилась до конца теста.

В опыте № 2 и № 3 в ходе эксперимента корневая система по показателям имеет наименьшую длину, но наибольшее количество придаточных корней.

В конце эксперимента я отметил, что стебли в трех емкостях очень высокие и сами уже не могут себя держать, длина растений 17-20 см, сформировался первый лист, имеет салатовый оттенок, не хватает питательных веществ, корневая система, удлинённая 13-9 см.

Рис. 3 Гистограмма развития надземной части огурца сорта «Феникс»

Рис. 4 Гистограмма развития корневой системы огурца сорта «Феникс»

Кукуруза сладкая

В ходе эксперимента использовалось два вида семян кукурузы (кукуруза зубовидная, кукуруза сладкая).

Опыт начал 14.10.17. Согласно стандартным методикам проращивания, перед замачиванием я отсортировал зерна по целостности, объему и размеру.

Затем на 4 часа замочил семена в теплой воде, по истечению времени семена промыл, выложил на влажную марлю и поместил в емкость в темное место на 5 дней для проращивания.

19.10.17 отметил, что семена кукурузы зубовидной не имели ни одного всхожего семени. Емкость с семенами поставил на открытое и теплое место и только через 4 дня появилось два ростка из всего объема. Поэтому приобрел другую партию семян кукурузы сладкой. Семена имели более высушенное состояние и произвел выше перечисленные действия с 12.12.17.

18.12.17 отметил, что семена сладкой кукурузы имели всхожесть 70%, для эксперимента были отобраны семена с одинаковой длинной корня и стебля, и массовой долей семени.

Емкости с растениями были подписаны мною и размещены на подоконнике в кухне, где средняя температура воздуха на протяжении всего эксперимента составляла 21⁰С.

Замеры частей растений выполнял на протяжении двух недель с 18.12 по 30.12.17.

22 декабря тестовый день: № 1 рост замедлился, проклевывается первый лист, № 2 корень и росток имеют более развитую основу появился первый лист и разворачивается, № 3 проклевывается первый лист, корневая система интенсивнее пускает придаточные корешки. В емкостях № 1, № 2 не наблюдается придаточных корней.

24 декабря тестовый день: № 1 развитие листовой массы замедлилось, один лист, корневая система развивается и куститься; № 2 и № 3 по два листа, корневая система развивается придаточными корнями.

26 декабря тестовый день: № 1 основной лист имеет 8 см, второй лист подтягивается, корень 6 см тянется в низ придаточных мелких корешков не много, чистые и прозрачные; № 2 основной лист 11 см, стебель увеличивается в объёме, корневая система 13,5 имеет мелкие корешки молодого происхождения, корневая масса хорошая; № 3оснавной лист 9,5 см, основание крепкое, корневая система 9,5 см, пушистая, прозрачная, появление новых мелких придаточных корешков.

30 декабря приостанавливаю эксперимент, ростки стали более слабыми и вялыми, потеряли упругость, листья приобрели более светлый оттенок.

Выводы: мной было отмечено, что в начале эксперимента ростки имели приблизительно одинаковую длину, но часть засохли, поэтому пришлось подсаживать другие, контроль на первом этапе соответствовал по темпу роста двум другим объектам, но через несколько дней стал отставать по всем показателям на протяжении опыта. В первой емкости ростки были самые слабые и маленького роста.

Через три дня эксперимента вторая емкость стала лидировать по морфометрическим показателям и сохранила лидерство вплоть до конца опыта. В этот день я отметил появления первого листа, в течении последующих суток, листьев было уже 2 в опыте № 2 и № 3. В опыте № 1 лист появился с опозданием на один день.

В начале эксперимента корневая система имела приблизительно одинаковую длину во всех трех емкостях. Контроль стал отставать и на протяжении всего опыта имел самые слабые показатели и маленькие размеры наименьшее количество придаточных корней. В опытах № 2 корневая система пушистая, есть мелкие молодые придаточные корни. Лидер по морфометрическим показателям корневой системы опыт № 3, чистая пушистая, удлинена, много придаточных корней.

В конце эксперимент я отметил, что ростки стали более слабыми и вялыми, потеряли упругость, листья приобрели более светлый оттенок, растения не хватает питательных веществ, длина растений 15-9 см, корневая система по длине догнала листовую массу, длина корня 14,5-7 см.

Рис. 5 Гистограмма развития листовой пластинки у кукурузы

Рис. 6 Гистограмма развития корневой системы у кукурузы

Заключение

Подводя итоги моего исследования, я бы хотел обратить внимания на то что, работа была увлекательной и познавательной. Во-первых, я изучил строение исследуемых семян и их жизнедеятельность. Во-вторых, были проведены исследования влияние субстрата Кнопы на развитие и рост пророщенных семян. Так же большое спасибо кафедре ботаники и физиологии растений и биотехнологий, факультета биологии и химии Таврической Академии Крымского федерального университета им. В.И. Вернадского за предоставленный субстрат Кнопа, который был использован в проект.

В ходе исследования и проведенного эксперимента было отмечено, что те пророщенные семена, которые выращивались без использования субстрата Кнопа, имели параметры гораздо ниже, как по развитию листовой платины, стебля, и корневой системы. При визуальном осмотре корневой системы в объектах, использовавших субстрат Кнопа, можно отметить такие особенности: корни растений гораздо сильнее, имеют крепкие прозрачные стенки. Так же отмечено обильное количество мелких придаточных (ворсинок) в общей корневой массе. Так же известно, что хорошо развитая корневая масса, питает растение, крепко удерживает частицы природного материала, что способствует росту растения. В следствии чего, через корень и поступают макроэлементы и микроэлементы для развития растения, что ведет к важным показателям роста листовой пластины и ее массы, стебля, цветения и урожайности. В ходе эксперимента я отметил, что для проростков сладкой кукурузы пропорция субстрата Кнопа (5% р-ра/1л) показал наилучший результат, а для проростков огурца и пшеницы пропорция субстрата Кнопа (7% р-ра/1л) показал наилучший результат.

Ученные доказали, чтобы определить для сельскохозяйственного растения концентрацию подкормки необходимо учесть несколько факторов: определить pH почвы, учитывать фазы роста растения, фазы развития растения, фаза биологической особенности растений.

Полученные знания помогут мне выращивать у бабушки на приусадебном участке сельскохозяйственные растения, а также повысить их устойчивость и урожайность.

Литература

Детская энциклопедия № 6 Сельское хозяйство: / Для среднего и старшего возраста Сост. Арзуманян Е.А., Генкель П.А., Иванович К.А. Третье издание. – М.: изд. «Педагогика», 1974. – 430 с., ил.

Детская энциклопедия № 4 Растения и животные: / Для среднего и старшего возраста Сост. ЬБанников А.Г., Генкель П.А., Третье издание. – М.: изд. «Педагогика», 1973. – 444 с., ил.

Общее почвоведение: учебник / В.Г. Мамонтов, Н.П. Панов, Н.Н. Игнатьев. – Москва: КНОРУС, 2017. – 538 с.

Огород. Книга о выращивании овощей на приусадебном участке: Справочное издание / Сост. Н. Н. Колесникова. - Симферополь: Бизнес-Информ, 2006.- 416с., ил.

Петрушкова В.И. Все об огороде. 500 практических советов / В.И. Петрушкова. – М.: Эксмо, 2008. – 320 с.

Плоды Земли. Пер.с нем. И предис. А.Н. Сладкова. – м.: Мир, 1979. – 270 с., ил.

Славгородская-Курпиева Л.Е., Славгородский В.Е., Попов П.Г. Защита сельскохозяйственных культур от вредителей и болезней: Справочное пособие. – Симферополь: Бизнес-Информ, 2001. – 344 с., ил.

Смирнов Н.А. Домашний огород. – 3-е изд., доп.- М.: Россельхоз-издат, 1989. – 222с.: ил.

Энциклопедия для детей. Т.2. Биология / ред. коллегия: М. Аксенова, Г. Вильчек, Е. Добровская и др. – 7-е изд., испр. – М.: Мир энциклопедии Аванта+, Астраль, 2012. – 589 с., ил.

Энциклопедия для детей. Т. 43. Ботаника / науч. ред. Г. Огуреева, Авторы: Г. Огуреева, И. Микляева, Е. Суслова и др. Ред. группа: С. Миронова, Е. Кичатова, А. Филатова и др.- М.: Мир энциклопедии Аванта+, Астраль, 2012 – 432 ., ил.

Интернет источник:

1. http://www.activestudy.info/semya-ogurca/

ПРИЛОЖЕНИЕ

Строение семени

Пшеница (лат. Triticum) древнейшее злаковое растение отдела Цветковые, класса Однодольные, порядка Злаковые, семейства Злаки.

Рассмотрим сухой плод пшеницы – зерновку. Продолговатая зерновка пшеницы снаружи одета золотисто-желтым кожистым околоплодником, который так плотно срастается с семенной кожурой, что разделить их невозможно. Если разрезать зерновку пшеницы вдоль, на срезе видно, что большую часть ее составляет мучнистый эндосперм, клетки которого содержат питательные вещества. Зародыш пшеницы маленький, рассмотреть его можно только под лупой. Он имеет корешок, стебелек и почечку. Но семядоля у него одна. Она не содержит запаса питательных веществ, плотно прилегает к эндосперму и похожа на тонкую пластинку. Когда семя прорастает, питательные вещества из клеток эндосперма поступают к зародышу через семядолю.

Строение семени пшеницы

рис. 1

В момент прорастания зародыш использует заключенные в себе запасы питательных веществ. При прорастании семян крахмал, содержащийся в эндосперме, под действием особых веществ превращается в сахар, который растворим в воде, раствор сахара притекает к зародышу. В этом легко убедиться, если попробовать на вкус проросшие зерна пшеницы. Они имеют сладковатый вкус.

Огурец (лат. Cucumis) однолетнее травянистое растение, семейство Тыквенные, класс Двудольные.

Рассмотрим сухое семя – огурца. Продолговатое светлое семя снаружи одето в белый кожистый околоплодник, который так плотно сросся с семенной кожурой, что разделить их невозможно, зародышевый стебель и очень маленький зародышевый корешок, расположенные напротив микропиле семенной кожуры. Семенная кожура – твердая, прочная. Она защищает зародыш от механических повреждений, проникновения микроорганизмов, от чрезмерного высыхания и преждевременного прорастания.

Рис. 2 Строение семени тыквы (семейство Тыквенные)

Семена огурца одинаково прорастают как в темноте, так и на свету. Главным факторам, определяющим прорастание, является: наличие воды, температуры, достаточный доступ воздуха, который обеспечивает процесс дыхания прорастающих семян.

Первичный этап прорастание семян начинается с поглощения воды: сухие семена поглощают воду и набухаю, активизируется жизнедеятельность клеток, активизируются ферментные системы, усиливается дыхание, происходит рост и развитие зародыша. При помощи активных ферментов в семядолях происходит расщепление запасного вещества – крахмала – до глюкозы. Липиды окисляются до углеводов, а в результате гидролиза запасных белков образуются аминокислоты, которые служат источником углерода и азота для синтеза белков и других азотистых соединений в клетках развивающегося проростка.

Кукуруза сладкая (лат. Zea myas saccharata) однолетние Травянистое культурное растение, единственный культурный представитель рода Кукурузы, семейство Злаки, представляет собой односемянный Плод.

Рассмотрим сухое семя кукурузы. Кукуруза сахарная имеет высохшее семя желтого цвета. Наружный слой клеток зерна является плодовой оболочкой, образующейся из стенок завязи. Под ней располагается семенная оболочка, возникающая из двух оболочек семяпочки. Семенная оболочка покрывает зародыш и эндосперму. Зародыш располагается в нижней части семени и отделяется от эндосперма щитком. При прорастании зерна щиток способствует передаче питательных веществ эндосперме растущему зародышу. Зародыш покрыт лишь семенной и плодовой оболочками и тонкой пленкой древесины волокон, которые вследствие губчатого строения не представляют собой значительного препятствия для поступления воды. Этим и объясняется в значительной степени, что зародыш быстрее поглощает и отдает влагу, чем остальные части зерна, которые покрыты всеми слоями клеток плодовой и семенной оболочек. Характерной особенностью зерна кукурузы является весьма крупный зародыш, который составляет 10-14 процентов веса сухого вещества зерна, в то время как у пшеницы, ржи и ячменя зародыш составляет 1,5-3 процента веса зерна.

Строение зерновки кукурузы

Рис. 3

В момент прорастание зародыш использует заключенные в себе запасы питательных веществ. При прорастании семян крахмал, содержащийся в эндосперме, под действием особых веществ превращается в сахар, который растворим в воде, раствор сахара притекает к зародышу. Семя кукурузы прорастает одним зародышевым корешком, который достигает значительной длины и функционирует весь период жизни растений.

Таблица 1

Общий оценочный лист характеризующий биологические характеристики сельскохозяйственных культур в опыте

Примечание: Условные обозначения: – всхожесть семян; + появления внешних факторов.

Таблица 2

Оценочный лист характеризующий биологические характеристики в исследовании пшеницы «Селянки»

Примечание: В емкости № 1 отстоянная вода; в емкости № 2 раствор разведенный в пропорции 1 литер отстоянной воды на 50 мл субстрата Кнопа (5%); в емкости № 3 раствор разведенный в пропорции 1 литер отстоянной воды на 70 мл субстрата Кнопа (7%). Все емкости герметично упакованы фольгой.

С 14.11.2017 по 19.11.2017 семена пшеницы находились в емкости для проращивания, 19.11.2017 вечером пророщенные семена были распределены по емкостям.

Таблица 3

Оценочный лист характеризующий биологические характеристики в исследовании огурцов «Феникс»

Примечание: В емкости № 1 отстоянная вода; в емкости № 2 раствор разведенный в пропорции 1 литер отстоянной воды на 50 мл субстрата Кнопа (5%); в емкости № 3 раствор разведенный в пропорции 1 литер отстоянной воды на 70 мл субстрата Кнопа (7%). Все емкости герметично упакованы фольгой.

С 14.11.2017 по 19.11.2017 семена огурцов «Феникс» находились в емкости для проращивания, 19.11.2017 вечером пророщенные семена были распределены по емкостям.

Таблица 4

Оценочный лист характеризующий биологические характеристики в исследовании кукурузы сладкой

Примечание: В ёмкости № 1 отстоянная вода; в емкости № 2 раствор разведенный в пропорции 1 литер отстоянной воды на 50 мл субстрат Кнопа (5%); в емкости № 3 раствор разведенный в пропорции 1 литер отстоянной воды на 70 мл субстрат Кнопа (7%). Все емкости герметично упакованы фольгой.

С 14.11.2017 по 19.11.2017 семена кукурузы не проросли в том количестве которое потребно для эксперимента, поэтому были закуплены другие семена сладкой кукурузы и с 12.12 по 18.12.2017 произведено повторенное проращивание семян сладкой кукурузы в достаточном объёме для эксперимента.

Фото фиксация проекта

14 октября 2017 года

Семена кукурузы, пшеницы, огурца «Феникс». Замачивание семян

19 октября 2017 года Пророщенные семена

Пшеницы «Селянки» Огурец «Феникс» Кукуруза не проросла

Пикировка семян для дальнейшего опыта

Подготовительный этап

Семена высажены в опытные емкости

20 октября 2017 года

Ростки огурца «Феникса» Ростки пшеницы

21 октября 2017 года

Ростки огурца «Феникса» Ростки пшеницы

22 октября 2017 тестовый день

Ростки огурца «Феникса» Ростки пшеницы

Корни огурца «Феникса» Корни пшеницы

23 октября 2017 года

Ростки огурца «Феникса» Ростки пшеницы

24 октября 2017 тестовый день

Ростки огурца «Феникса» Ростки пшеницы

Корни огурца «Феникса» Корни пшеницы

25 октября 2017 год

Ростки огурца «Феникса» Ростки пшеницы

26 октября 2017 года тестовый день

Ростки огурца «Феникса» Ростки пшеницы

Корни огурца «Феникса»

Корни пшеницы

26 октября огурец «Феникс» зачатки первого листа

27 октября 2017 год

Ростки огурца «Феникса» Ростки пшеницы

27 октября огурец «Феникс» рост первого листа

31 октября огурец «Феникс» первый и второй лист № 1; № 2; № 3.

31 октября 2017 год

Ростки огурца «Феникса» Ростки пшеницы

31 октября огурец «Феникс»

Первый № 1 второй лист № 2

Второй лист № 3

24 октября кукуруза появления 2 ростков, но остальные семена не проклюнулись стали гнить.

Повторный опыт семенами кукурузы

12 декабря 2017 года семена сладкой кукурузы

Семена кукурузы в сухом состоянии. Замачивание семян

14 декабря 2017 года семена увеличились в два раза

15-17 декабря семена прорастали

Пикировка семян для дальнейшего опыта

Семена высажены в опытные емкости

19 декабря 2017 года, часть семян погибло из-за того, что корни не доставали до воды и питательного раствора.

20 декабря 21 декабря

22 декабря 2017 тестовый день

Первый лист Корневая система

Корневая система № 2 корневая система № 3

23 декабря 2017 года

Второй лист № 2

24 декабря 2017 тестовый день

По два листа № 2 и № 3 Корневая система

25 декабря 2017 год

У трех объектах по два листа

26 декабря 2017 года тестовый день

Развитие листовой массы Корневая система

Корневая система:

№ 1 № 2 № 3

27 декабря 2017 года

28 декабря 2017 года

29 декабря 2017 года

30 декабря 2017 год

Ростки стали слабыми и вялыми

Раствор кнопа приготовленный в лаборатории на кафедре ботаники и физиологии растений и биотехнологии факультета биологии и химии Таврической Академии КФУ им. Вернадского

Глоссарий

Агрохимия - наука о химических и биохимических процессах, протекающих в почве и в растениях, а также об удобрениях и средствах защиты от вредителей — для повышения урожайности сельхозкультур.

Катализатор — химическое вещество, ускоряющее реакцию, но не входящее в состав продуктов реакции.

Колеóптиль — первый после семядоли лист злаков. Развит у некоторых специализированных однодольных растений. По виду бесцветный, зелёный или красноватый плёнчатый колпачок; защищает почечку и служит для пробуравливания почвы; на поверхности раскрывается и пропускает растущее «пёрышко» (первый зелёный лист) и следующие листья.

Микропиле – это небольшое отверстие, через которое в начале набухания семени проникает вода, и через которое при прорастании выходит наружу зародышевый корешок.

Почва — поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и представляющий собой полифункциональную гетерогенную открытую четырёхфазную (твёрдая, жидкая, газообразная фазы и живые организмы) структурную систему, образовавшуюся в результате выветривания горных пород и жизнедеятельности организмов.

Семя — особая многоклеточная структура сложного строения, служащая для размножения и расселения семенных растений, обычно развивающаяся после оплодотворения из семязачатка и содержащая зародыш.

Семядоля или зародышевые листья,— часть эмбриона в семени растения. При прорастании семядоли становятся первыми эмбриональными листьями саженца. Число семядолей является одним из характерных признаков, используемых ботаниками для классификации цветковых растений (покрытосеменных). Растения с одной семядолей называются однодольными и относятся к классу (однодольные). Растения с двумя эмбриональными листьями называют двудольными и относят к классу (двудольные).

Фотосинтез — сложный химический процесс преобразования энергии света в энергию химических связей органических веществ при участии фотосинтетических пигментов (хлорофилл у растений, бактерио-хлорофилл у бактерий и бактери-ородопсин у архей). В современной физиологии растений под фотосинтезом чаще понимается фотоавтотрофная функция — совокупность процессов поглощения, превращения и использования энергии квантов света в различных эндергонических реакциях, в том числе превращения углекислого газа в органические вещества.

Хлорофилл — зелёный пигмент, окрашивающий хлоропласты растений в зелёный цвет. При его участии осуществляется процесс фотосинтеза. По химическому строению хлорофиллы — магниевые комплексы различных тетра пирролов. Хлорофиллы имеют порфириновое строение и структурно близки гемму.

Эндосперм окружает зародыш и обеспечивает его питание за счет крахмала, растительных масел и белков.