VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Условия произрастания пеларгонии зональной в Сладковской школе

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Кирильченко Ю.А. 1

---

1МАОУ Сладковская СОШ

Фуникова О.В. 1

---

1МАОУ Сладковская средняя общеобразовательная школа

Работа в формате PDF

855.6 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

В Сладковской школе для озеленения кабинетов и рекреаций используются наиболее неприхотливые, доступные растения. Обычно это пеларгония зональная (окайменная) (Pelargonium zonale), колеус (Plectranthus scutellarioides), хлорофитум хохлатый (Chlorophytum comosum 'Vittatum). Комнатные растения придают уют помещению, способствуют увлажнению воздуха в условиях радиаторного отопления. Наблюдения за растениями пеларгонии в разных кабинетах показало, что растения в одних кабинетах пышные с многочисленными побегами, крупными листовыми пластинками, в других же помещениях растения имеют небольшое количество побегов, малое количество и размеры листовых пластинок. Мы предположили, что морфологические и анатомические особенности растений пеларгонии окаймленной в разных помещениях отличаются из - за отличий условия произрастания.

Целью данной работы является выявление соответствия требований пеларгонии зональной условиям произрастания и выращивания в помещениях Сладковской школы.

Исходя из цели работы, были поставлены следующие задачи:

1. Определить абиотические условия в помещениях, где прорастает пеларгония.

2.Выявить особенности морфологического и анатомического строения пеларгонии, являющиеся приспособлениями к условиям обитания.

3. Обнаружить причины различий состояния пеларгонии в исследуемых помещениях, предложить рекомендации к содержанию растения.

Родиной пеларгонии окаймленной (зональной) Pelargonium hortorum (zonal) является Южная Африка. Там произрастает до 80% видов пеларгоний, встречающихся в мире. В ЮАР большая часть видов пеларгоний произрастает в Юго- западной части Капской провинции. Эта область характеризуется средиземноморским климатом с прохладной и дождливой зимой и тёплым летом. Внутренние регионы характеризуются довольно засушливым климатом с морозной зимой и жарким летом. Для южного побережья характерны прохладная зима и мягкое влажное лето[1].Поэтому и в комнатных условиях пеларгония окаймленная является светолюбивым растением, легко переносящим недостаток влаги. В комнатных условиях пеларгонию размещают на южном, восточном, юго- западном окне, но летом в жару растение необходимо притенять. Пеларгония не капризна в отношении тепла, но, всё же, в зимнее время, в помещении не должно быть холодно (не ниже +10 ˚С). Поливать нужно часто, но следить, чтобы в вазоне не застаивалась вода, так как корни растения начнут гнить и пеларгония погибнет. Данное растение не нуждается во влажном воздухе, и опрыскивание только навредит ему [2].

В литературных данных отмечено, что пеларгония зональная относится к группе мезофитных растений с элементами ксерофитов[5, 15].Среднее число устьиц на 1 мм² площади листа колеблется от 100 до 300. Размер устьиц не превышает 20 микрон в длину и 8-15 микрон в ширину. Общая площадь открытых устьиц составляет 1% поверхности листа. У большинства мезофитных растений устьица расположены на одном уровне с эпидермальными клетками, а у ксерофитных форм устьица расположены ниже уровня эпидермиса [5, 15].

Установлено, что мелкие верхушечные листья имеют большее число устьиц, чем крупные нижние. Частота устьиц (число их на единицу площади) увеличивается при переходе от основания листа к его верхушке и от нижней части растения к верхней. У растений засушливых мест обитания их больше, но по размеру они меньше[5, 17-18].

Для выявления условий произрастания пеларгонии зональной в аудиториях 109, 303 и 309 МАОУ Сладковская СОШ с помощью мобильного компьютера Nova 5000 (цифровая лаборатория Архимед) и датчиков освещенности DТ009 -4, который определяет освещенность в диапазоне 0 – 600 лк и датчика влажности DТ014, измеряющий относительную влажность воздуха в диапазоне от 0 до 100% в течение двух недель ежедневно с 12 до 13 часов измеряли относительную влажность воздуха и освещенность. Одновременно помощью комнатного термометра выяснялась температура в кабинетах.

В данных аудиториях у растений пеларгонии отбирались по 3 листа со средней части растения с каждого растения. Всего исследовали по 6 растений пеларгонии в кабинете 303 и 309 и 2 растения в кабинете 109.

Проводились промеры ширины и длины каждого листа, вычислялась испаряющая площадь каждого листа по формуле:

Ṡ=a×b, где a- длина листа, b – ширина листа, в мм.

Далее вычислялись средние значения данных величин. Для этого суммировались значения всех величин и полученное число делилось на общее количество чисел.

Для исследования особенностей устьиц на лист опасным лезвием наносились риски на расстоянии 1 мм. Далее на данных участках с верхней и нижней стороны листа снималась кожица и рассматривалась под микроскопом при разном увеличении на предмет обнаружения устьиц и их количества на миллиметре квадратном. Временный микропрепарат и рассматривался с использованием цифрового микроскопа Альтами с увеличением в 80, 200 и 400 раз.

Результаты исследования и их обсуждение

Наблюдения за пеларгонией зональной проводились в кабинетах 303, который находится на восточной стороне школы, 309 и 109, которые находятся с юго - западной стороны школы. Растения располагаются на подоконниках. В кабинетах 303 и 309 пеларгония пышно цветет, у нее большое количество листьев и ветвящиеся побеги (Рисунок 1). В то же время в кабинете 109 растения угнетены, имеют почти голый побег, листья располагаются в основном в верхней части стебля (Рисунок 1-3).

Рисунок 1 - Внешний вид пеларгонии в кабинете 109

Рисунок 2 - Внешний вид пеларгонии в кабинете 303

Рисунок 3 - Внешний вид пеларгонии в кабинете 309

С 11 по 15 февраля в кабинетах проводились измерения влажности воздуха, освещенности и температуры. В течение периода наблюдений освещенность во всех кабинетах была примерно одинаковой и по дням колебалась несущественно (Приложение 1). Средний показатель освещенности составил от 598, 4 до 599, 2 люкс (Таблица 1).

Таблица 1- Средние показатели освещенности, влажности, температуры в кабинетах

Средние показатели относительной влажности значительно отличались. Так, в кабинете 303 и 309 она составляла 64-68 процентов, в то время как в кабинете 109 средняя влажность составила всего лишь около 38 процентов (Таблица 1).

Среднее значение температуры в кабинетах существенно не отличалось и составило около 22 градуса (Таблица 1).

Исследования испаряющей площади листа разных кабинетов показало, что среднее значение испаряющей площади листа в кабинете 309 – 8250 квадратных миллиметра, в кабинете 303 – 7980, а в кабинете 109 – 6450 квадратных миллиметра. Исходя из того, что средняя влажность в кабинете 109 самая низкая, испаряющая поверхность листа самая малая (Таблица 2).

Таблица 2- Средняя испаряющая площадь листа в кабинетах

И сследования кожицы листа растений разных кабинетов показало, устьица кожицы листа имеют типичное строения для растений класса двудольных. Они состоят из двух замыкающих клеток, содержащих хлоропласты, и устьичной щели (Рисунок 4).

Рисунок 4 - Строение устьиц кожицы листа пеларгонии

Количество устьиц на миллиметре квадратном верхней и нижней стороны листа в кабинете 303 и 309 различалось – с верхней стороны листа устьиц на кожице было почти в 2 раза меньше, чем на нижней стороне листа. В кабинете 303 на верхней стороне листа оказалось в среднем 21, а на нижней- 54 устьица, в кабинете 309 –на верхней стороне листа у растений оказалось в среднем 24, а на нижней стороне- 38. Такие значения количества и расположения устьиц на кожице подтверждают тот факт, что пеларгония относится к группе мезофитов с признаками ксерофитов. У листьев пеларгонии из кабинета 109 количество устьиц несущественно отличается от количества устьиц в кабинетах 303 и 309, однако, на исследованных листьях их количество с верхней и нижней стороны листьев примерно одинаково (Таблица 3).

Таблица 3 - Среднее количество устьиц на нижней и верхней стороне кожицы листа

Д анные наблюдения свидетельствуют о том, что количество устьиц на листе – видовой признак, он наследственно обусловлен. Количество устьиц мало меняется от условий содержания (обитания) растения. Большая часть устьиц на кожице располагается вровень с клетками эпидермиса листа, лишь в кабинете 309 небольшая часть устьиц оказалась ниже уровня клеток эпидермиса (Рисунок 5).

Рисунок 5 - Расположение устьиц ниже эпидермальных клеток в кожице листа пеларгонии

На кожице листа пеларгонии с нижней и верхней стороны располагаются волоски опушения. Это трихомы - железистые волоски, которые не несут функции экономии влаги. (Рисунок 6).

Рисунок 6 - Трихомы на верхней стороне кожицы листа пеларгонии

Существенных отличий густота опушения на листьях пеларгонии в разных кабинетах не имеет.

Таким образом, исследования показали, что основное отличие содержания пеларгонии в исследованных кабинетах - это влажность воздуха. От влажности воздуха зависит испаряющая площадь листа, но не количество и расположение устьиц на нем, интенсивность опушения и глубина расположения устьиц. Возможно, на состояние растений влияют факторы, не учтенные при выполнении работы, например, состав и плодородие почвы.

По работе можно сделать следующие выводы:

1. Среди учтенных абиотических факторов произрастания пеларгонии наиболее существенным отличием в кабинетах является влажность воздуха.

2. Количество устьиц на обеих сторонах эпидермиса, их расположение на листе, опушение свидетельствует о том, что растение относится к группе мезофитов с признаками ксероморфности. Данные показатели не зависят от влажности воздуха в конкретном помещении.

3. Основным приспособительным признаком листа пеларгонии, существенно изменяющимся в зависимости от увлажнения, является испаряющая площадь листа.

4. Для комфортного обитания растений необходимо поддерживать освещенность около 600 люкс, влажность около 60 % и температуру примерно 22⁰ С.

Список литературы

1. Википедия, Западно - капская провинция, [Электронный ресурс]- Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BF%D0%B0%D0%B4%D0%BD%D0%BE-%D0%9A%D0%B0%D0%BF%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D1%80%D0%

2. Южная Африка. Путешествия в южную Африку, [Электронный ресурс]- Режим доступа: http://www.safrica.ru/uar/climate/

3.Flowerbank//Энциклопедические данные о садовых, полевых и комнатных цветах-[Электронный ресурс]- Режим доступа: http://www.flowerbank.ru/?p=1397

4.Studfiles// Водный обмен. Лист как орган транспирации, Сыктывкарский государственный университет им. Питирима Сорокина: Файловый архив студентов - [Электронный ресурс]- Режим доступа: https://studfiles.net/preview/6321280/

5.Водный режим//Методические указания для обучающихся по прохождению производственной практики/.- Улан- Удэ, 2016. - 35с.

6.Беляева Ю.В. Результаты исследования количества устьиц листовых пластинок BetulapendulaRoth.,произрастающей в условиях антропогенного воздействия (на примере Г.О.Тольятти): исследовательская работа: 12.01.2015/ Ю.В. Беляева; институт экологии Волжского бассейна – Тольятти, 2015. -116с.

ПРИЛОЖЕНИЕ I

Показатели освещенности в кабинетах школы в период 11.02- 15.02

ПРИЛОЖЕНИЕ II

Показатели относительной влажности в кабинетах школы в период 11.02- 15.02

ПРИЛОЖЕНИЕ III

Показатели относительной температуры в кабинетах школы в период 11.02- 15.02

ПРИЛОЖЕНИЕ IV

Количество устьиц на верхней и нижней стороне эпидермиса листа, штук

ПРИЛОЖЕНИЕ V

Размеры листовых пластинок