VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Изучение влияния БАВ на рост и развитие личинки бабочки капустной белянки
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Аннотация
Глобальное загрязнение атмосферного воздуха не может не сказываться на состоянии природных экосистем, особенно на зелёном покрове нашей планеты. Сказывается оно и на искусственных экосистемах, создаваемых человеком. Проявляется это в угнетённом состоянии растений, росте их инфекционных заболеваний, увеличении количества вредителей. Один из таких вредителей - капустная белянка, представитель отряда чешуекрылые, класс насекомые, тип членистоногие. Капустница, как показывает её название, связана с капустой и другими крестоцветными растениями. Её гусеницы, питаясь листьями капусты, повреждают их. Эту бабочку называют белянкой из-за мучнисто-белой окраски верхней стороны крыльев. Передняя пара крыльев капустницы с тёмными углами на верхней стороне. У самки на крыльях есть ещё по два тёмных пятна, у самца таких пятен нет.
Весной и летом капустница летает в огородах и полях. Когда бабочка садится на капусту или другое растение, она складывает крылья за спиной и становится незаметной: нижняя сторона крыльев капустницы зеленовато-жёлтая, придающая бабочке сходство с листом.
Капустница откладывает яйца на листья капусты и на другие культурные растения и сорняки из семейства крестоцветные. Из яиц выходят гусеницы. Они имеют яркую окраску: молодые яйца жёлтые, а по мере роста становятся синевато-зелёными, с жёлтыми и чёрными рядами точек. Сначала гусеницы сидят и питаются на нижней стороне листьев, затем перебираются на их верхнююсторону, где держатся скученно. Гусеницы проедают листья капусты и, таким образом, пробираются к её центральной части. А потом гусеницы начинают проедать сердцевину, после чего капуста расти не может, не образует кочана. В результате урожай кочанной капусты гибнет. Их окраска яркая, предупреждающая о том, что они ядовиты. Попробовав один раз, птицы уже не трогают их. Поэтому в природе врагов у неё практически нет, за исключением белянкового наездника.
Выросшая гусеница переползает на дерево, забор или стену. Здесь она сбрасывает шкурку и превращается в куколку. Вышедшая из куколки бабочка имеет смятые мягкие крылья. Она несколько часов сидит на одном месте, пока её крылья расправятся и окрепнут.
Бороться с личинкой капустной белянки инсектицидными препаратами, значит подвергать людей в городах риску отравиться или получить серьёзные нарушения здоровья даже на генном уровне. Чтобы этого не случилось, для борьбы с капустной белянкой, мы использовали биологически активные вещества (БАВ), которые содержат некоторые растения – например, чистотел большой.
Чистотел, род многолетних трав семейства маковых. Всё растение ядовито, содержит большое число алкалоидов с различным физиологическим действием. В народной медицине препараты чистотела применяют для выведения бородавок, мозолей, лечения кожных болезней. Листья чистотела легко ломаются, и при этом выделяются оранжевые капельки млечного сока. Сок жгучий, ядовитый, и поэтому животные не едят эту траву. Выбор этого растения объясняется его широким распространением в окрестностях города. Он в большом количестве встречается и в черте города. Наибольшей активностью обладает сок чистотела в фазе цветения, поэтому необходимо заготовить растение заранее, заложив его на хранение при температуре не больше 8 градусов. Чтобы побеги не завяли и не высохли, заготовленные побеги растения периодически осматриваются и удаляются высохшие и загнившие листья.
Цель работы.
Изучение влияния биологически активных веществ на развитие гусениц капустной белянки.
Задачи: Изучить влияние вытяжки Чистотела большого на рост и развитие личинки капустной белянки разной концентрации(5%, 10%)
Изучить влияние вытяжки Чистотела большого на урожай капусты белокочанной сорт «Надежда»
Введение
Глобальное загрязнение атмосферного воздуха не может не сказываться на состоянии природных экосистем, особенно на зелёном покрове нашей планеты. Сказывается оно и на искусственных экосистемах, создаваемых человеком. Проявляется это в угнетённом состоянии растений, росте их инфекционных заболеваний, увеличении количества вредителей. Один из таких вредителей - капустная белянка, представитель отряда чешуекрылые, класс насекомые, тип членистоногие. Капустница, как показывает её название, связана с капустой и другими крестоцветными растениями. Её гусеницы, питаясь листьями капусты, повреждают их. Эту бабочку называют белянкой из-за мучнисто-белой окраски верхней стороны крыльев. Передняя пара крыльев капустницы с тёмными углами на верхней стороне. У самки на крыльях есть ещё по два тёмных пятна, у самца таких пятен нет.
Весной и летом капустница летает в огородах и полях. Когда бабочка садится на капусту или другое растение, она складывает крылья за спиной и становится незаметной: нижняя сторона крыльев капустницы зеленовато-жёлтая, придающая бабочке сходство с листом.
Капустница откладывает яйца на листья капусты и на другие культурные растения и сорняки из семейства крестоцветные. Из яиц выходят гусеницы. Они имеют яркую окраску: молодые яйца жёлтые, а по мере роста становятся синевато-зелёными, с жёлтыми и чёрными рядами точек. Сначала гусеницы сидят и питаются на нижней стороне листьев, затем перебираются на их верхнююсторону, где держатся скученно. Гусеницы проедают листья капусты и, таким образом, пробираются к её центральной части. А потом гусеницы начинают проедать сердцевину, после чего капуста расти не может, не образует кочана. В результате урожай кочанной капусты гибнет. Их окраска яркая, предупреждающая о том, что они ядовиты. Попробовав один раз, птицы уже не трогают их. Поэтому в природе врагов у неё практически нет, за исключением белянкового наездника.
Выросшая гусеница переползает на дерево, забор или стену. Здесь она сбрасывает шкурку и превращается в куколку. Вышедшая из куколки бабочка имеет смятые мягкие крылья. Она несколько часов сидит на одном месте, пока её крылья расправятся и окрепнут.
Бороться с личинкой капустной белянки инсектицидными препаратами, значит подвергать людей в городах риску отравиться или получить серьёзные нарушения здоровья даже на генном уровне. Чтобы этого не случилось, для борьбы с капустной белянкой, мы использовали биологически активные вещества (БАВ), которые содержат некоторые растения – например, чистотел большой.
Чистотел, род многолетних трав семейства маковых. Всё растение ядовито, содержит большое число алкалоидов с различным физиологическим действием. В народной медицине препараты чистотела применяют для выведения бородавок, мозолей, лечения кожных болезней. Листья чистотела легко ломаются, и при этом выделяются оранжевые капельки млечного сока. Сок жгучий, ядовитый, и поэтому животные не едят эту траву. Выбор этого растения объясняется его широким распространением в окрестностях города. Он в большом количестве встречается и в черте города. Наибольшей активностью обладает сок чистотела в фазе цветения, поэтому необходимо заготовить растение заранее, заложив его на хранение при температуре не больше 8 градусов. Чтобы побеги не завяли и не высохли, заготовленные побеги растения периодически осматриваются и удаляются высохшие и загнившие листья.
Цель работы.
Изучение влияния биологически активных веществ на развитие гусениц капустной белянки.
Задачи: Изучить влияние вытяжки Чистотела большого на рост и развитие личинки капустной белянки разной концентрации(5%, 10%)
Изучить влияние вытяжки Чистотела большого на урожай капусты белокочанной сорт «Надежда»
Основная часть
Методика исследования
1.Заготовка материала для водной вытяжки БАВ.
2.Приготовление водной вытяжки БАВ. Для этогоизмельчаем приготовленное растение и взвешиваем необходимую массу 50 или 100 грамм. Перетираем в ступке до появления сока растения. Заливаем необходимым количеством воды(1л. на порцию растения) и настаиваем в течение 2 часов. Затем перемешиваем, процеживаем и помещаем в ручной опрыскиватель.
3.Опрыскивание капусты производим по мере необходимости.
4.Схема опыта.
Вода (контроль)
Опрыскивание вытяжкой с концентрацией 50гр. на 1 литр воды
Опрыскивание вытяжкой с концентрацией 100 гр. на 1 литр воды. Опыт производим в трёхкратной повторности. Обработку производили через каждые три дня после смены корма у гусениц в садках. На пришкольном участке так же каждые 3 дня производили обработку капусты вытяжкой Чистотела большого. Гусениц измеряли линейкой перед обработкой листьев.
Исследование проводилось во время профильного летнего лагеря "Эколог" виюне-августе 2017 года в лаборатории школы №3, на пришкольном участке в 2018 году. Опыт был продублирован на личном приусадебном участке в окрестностях города Волгореченска, в 2000 м на юго – восток от школы. Структура почвы и механический состав обоих участков одинаковы (лёгкий суглинок, почва комковатая).
Полученные данные помещаются в таблицу. На основании средних данных таблицы строим графики.
Таблица№1 Результаты прироста гусениц Белянки капустной вариант 10% БАВ 2017 г.
|
№ измерения |
1 повторность, длина в см. |
2 повторность, длина в см. |
3 повторность, длина в см. |
Среднее |
|
1 измерение |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
|
2 измерение |
2,1 |
2,5 |
2,1 |
2,23 |
|
3 измерение |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
4 измерение |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
5 измерение |
0 |
0 |
0 |
0 |
Рисунок №1Среднеезначение длины гусеницы белянки капустной
Вариант 10% БАВ 2017г.
Таблица№2 Результаты исследования влияния БАВ 10% концентрации на рост и развитие бабочки капустной белянки 2018г.
|
№ измерения |
1 повторность, длина в см. |
2 повторность, длина в см. |
3 повторность, длина в см. |
Среднее |
|
1 измерение |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
|
2 измерение |
2,2 |
2,5 |
1,6 |
2,1 |
|
3 измерение |
2,5 |
2,6 |
2,6 |
2,56 |
|
4 измерение |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
5 измерение |
0 |
0 |
0 |
0 |
Рисунок №2 Среднее значение длины гусеницы Белянки капустной вариант 10% БАВ
В опыте с 10% раствором мы наблюдали гибель гусениц уже после первой обработки.
В варианте пришкольного участка гибель гусениц одной повторности происходит при повторной обработке. Вероятно, причина этого кроется в том, что препарат смывается и разбавляется росой и другими осадками в виде дождя и тумана.
Таблица№3 Результаты исследования» 2017 года. Вариант5% БАВ.
|
№ измерения |
1 повторность (см) |
2 повторность (см) |
3 повторность (см) |
Среднее |
|
1 измерение |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
|
2 измерение |
1,7 |
1,5 |
1,6 |
1,6 |
|
3 измерение |
2,5 |
1,6 |
2,6 |
2,23 |
|
4 измерение |
2,7 |
0 |
2,7 |
1,8 |
|
5 измерение |
0 |
0 |
0 |
0 |
Рисунок №3Результаты среднего значения прироста личинки капустной белянки 5% раствор БАВ2017г
Таблица№4 Результаты исследования 2018года 5% БАВ
|
№ измерения |
1повторность |
2 повторность |
3 повторность |
среднее |
|
1 измерение |
1,85 |
2 |
1,7 |
1,85 |
|
2 измерение |
2,38 |
2,53 |
2,23 |
2,38 |
|
3 измерение |
2,64 |
2,83 |
2,51 |
2,66 |
|
№ измерения |
1повторность |
2 повторность |
3 повторность |
среднее |
|
4 измерение |
0 |
3,4 |
0 |
1,13 |
|
5 измерение |
0 |
0 |
0 |
0 |
Рисунок №4 Результаты среднего значения прироста личинки капустной белянки 5% раствор БАВ-2018год
При обработке поверхности капустного листа вытяжкой БАВ с концентрацией 5% первоначально мы наблюдали положительную динамику прироста, но после первой обработки листовой поверхности вытяжкой БАВ 1 опытный экземпляр погиб. После вторичной обработки погибли 2 остальные повторности. В варианте пришкольного участка гибель гусениц наступила так же не сразу. После первого опрыскивания погибло 2 повторности, а после второго опрыскивания погибла последняя из опытных гусениц.
Результаты исследования 2017 год (контроль)
Таблица№5
Результаты прироста личинки капустной белянки контроль
|
№ измерения |
1 повторность |
2 повторность |
3 повторность |
Среднее |
|
1 измерение |
1,5 |
1 |
1,5 |
1,33 |
|
2 измерение |
1,7 |
1,1 |
1,7 |
1,5 |
|
3 измерение |
2,1 |
1,6 |
2 |
1,9 |
|
4 измерение |
2,5 |
2,1 |
2,7 |
2,43 |
|
5 измерение |
2,7 |
2,8 |
2,8 |
2,766 |
Рисунок№5 Результаты среднего значения прироста личинки капустной белянки контроль (вода)
Таблица№6 Результаты прироста личинки капустной белянки контроль -2018год
|
№ измерения |
1 повторность |
2 повторность |
3 повторность |
Среднее |
|
1 измерение |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,6 |
|
2 измерение |
1,9 |
2,2 |
2,1 |
2,06 |
|
3 измерение |
2,75 |
2,76 |
2,7 |
2,736 |
|
№ измерения |
1 повторность |
2 повторность |
3 повторность |
Среднее |
|
4 измерение |
3,4 |
3,2 |
3.3 |
3,3 |
|
5 измерение |
4,1 |
3,8 |
4,05 |
3,98 |
Все благополучно окуклились
Рисунок №6 Результаты среднего значения прироста личинки капустной белянки контроль (вода) -2018 год
В варианте контроль мы повсеместно наблюдаем положительную динамику роста личинки капустной белянки. Гусеницы прекрасно себя чувствуют, прирост составил в среднем 2 см.(2017г ). Отсюда мы можем сказать, что для уничтожения капустной белянки наибольший эффект даёт вытяжка БАВ с концентрацией 10%. Вытяжка БАВ с концентрацией 5 % менее эффективная, но менее губительная для самого растения. Поэтому мы рекомендуем 2-х кратную обработку вытяжкой БАВ с концентрацией 5% для борьбы с данным злостным вредителем очень распространённой овощной культуры.
Затем мы нашли средний прирост каждого варианта опыта. Для этого из наибольшей величины измерения вычитаем наименьшую - находим прирост 1 повторности, затем находим приросты каждой повторности разных вариантов опыта и затем находим их средние значения. На основании данных исследования строим следующий график
Рисунок №7 Показатели среднего прироста личинки капустной белянки по вариантам опыта 2017 год
1 вариант – контроль
2 вариант 5% БАВ
3 вариант 10 % БАВ
На основании данных графиков мы можем сказать, что наибольший средний прирост имеют контрольные образцы, в которых листья капусты опрыскивали обыкновенной водой. Наименьший средний прирост имеют личинки капустной белянки, которых кормили листьями капусты, обработанные 5% раствором БАВ. Хотя гусеницы погибли не все сразу, их прирост заметно уменьшился. Их физическое состояние стало неудовлетворительным. После повторной обработки раствором БАВ, через 3 дня – все личинки погибли. Это говорит о преимуществе раствора БАВ с 5% концентрацией.
По результатам опыта поставленного на пришкольном участке МБОУ СОШ №3 2018 года построен график №8.
Рисунок№8 Показатели прироста личинки капустной белянки по вариантам опыта 2018 год
На основании данных этого графика мы можем сказать, что наибольший средний прирост имеют так же контрольные образцы, в которых листья капусты опрыскивали обыкновенной водой. Наименьший средний прирост имеют личинки капустной белянки, которых кормили листьями капусты, обработанные 10% раствором БАВ. Средний прирост в варианте 5% концентрацией препарата составил промежуточное значение. Сами величины прироста 2018 года отличаются гораздо меньшими величинами. Это связано, мы думаем, с аномально высокой температурой воздуха и сильной его загазованностью в результате лесных пожаров.
Хотя благодаря высокой температуре окукливание личинок произошло гораздо раньше, чем в предыдущем году.
В заключение нашего исследования мы выявляли влияние БАВ на урожай белокочанной капусты сорта «Надежда». Опытные и контрольные образцы капусты были взвешены и найдено среднее значение массы кочана. Данные занесли в таблицу №7
На основании таблицы мы можем сказать, что масса кочана капусты больше в случае опыта с 10% раствором БАВ, так как гусеницы погибли после первой обработки вытяжкой чистотела большого. Капуста практически не пострадала. Масса кочана капусты в опыте с 5% БАВ несколько меньше, т.к. гусеницы погибли не сразу, а спустя две обработки. У кочана капусты пострадали наружные листья, что несколько уменьшило массу кочана. Причиной расхождения массы кочана может быть и разное качество рассады. Масса кочана капусты контрольного варианта сильно отличается. Так как гусеницы питались и росли, благополучно прибавляя в весе. В результате кочаны образовались рыхлые, большая часть листьев имеет отверстия, проеденные гусеницами - отсюда уменьшение массы кочана капусты.
Масса кочана капусты взятого с личного участка выше массы кочана, взятого с пришкольного участка. Несмотря на одинаковую структуру почвы и механический состав, разный уход за капустой, внекорневые и подкорневые подкормки, своевременное рыхление и полив, способствовали увеличению урожая.
Таблица№7 Влияния БАВ на урожай капусты сорта «Надежда»
|
Масса кочана Кг Варианты |
Масса 1 кочана капусты ПУ |
Масса средняя |
Масса 1 кочана капусты ЛХ |
Масса средняя |
|
Контроль Вариант вода |
1,1 0,832 0,563 |
0,832 |
1,2 1,3 1,4 |
1,3 |
|
Опыт Вариант 10% БАВ |
2,69 3,12 2,84 |
2,88 |
3,2 3,32 3,1 |
3,2 |
|
Опыт Вариант 5% БАВ |
1,953 2,05 2,560 |
2,187 |
2,5 2,6 2,7 |
2,6 |
На основании всего вышесказанного можно сделать следующие общие выводы:
1.Растворы БАВ любой концентрации губительны для личинок капустной белянки.
2.Наиболее быстрый эффект достигается при применении раствора с концентрацией 10% БАВ.
3. Наименьший средний прирост оказался так же в варианте с 10% концентрацией БАВ. Он замедляет рост гусеницы и при повторной обработке приводит к гибели всех личинок.
4. Поэтому мы рекомендуем 2-х кратную обработку вытяжкой БАВ с концентрацией 10% для борьбы с данным злостным вредителем очень распространённой овощной культуры.
5. Урожай капусты выше в опытном варианте, т.к. они не были поражены гусеницами белянки капустной, масса их кочанов гораздо выше, т,к. листья более плотно завились, пустоты отсутствуют.
Список литературы
1.Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг «Агар» В. 2000г
2.Горюнов Д.В. и др. Растения, применяемые в быту МГУ, М. 1963г.
3.Лукин Е.И. Зоология - М., Высшая школа, 1981г.
4. «Экологизированная защита растений в овощеводстве, садоводстве и виноградарстве», под редакцией д. с/х наук, профессора Д. Шпаара, Санкт – Петербург-Пушкин 2005г. (т1 и т.2)