Исследовательская работа "Влияние раствора янтарной кислоты разной концентрации на развитие растений

Муниципальное казенное образовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №20»

с. Новая Деревня Кочубеевского района

Ставропольского края

Исследовательская работа:

Влияние раствора янтарной кислоты разной концентрации на развитие растений.

Автор работы: Соколова Светлана Алексеевна,

 ученица 9 класса МКОУ СОШ №20

Руководитель: учитель биологии МКОУ СОШ №20

Бражник Ольга Павловна

2023г.

Оглавление

Введение

Глава 1. Янтарная кислота, её использование.

     1.1. Янтарная кислота.

     1.2. Свойства янтарной кислоты.

     1.Биогенный стимулятор роста.

     2. Действие янтарной кислоты.

     3. Форма производства.

     4. Методика замачивания семян перед проращиванием.

Глава 2. Результаты исследований.

Выводы

Список литературы 

Введение

Янтарная кислота, органическое соединение, которое в последнее время становится очень известным. По мнению одних исследователей это очень мощное средство стимулирования процессов роста у растений, обмена веществ у животных и человека.  Вместе с тем данные о ростостимулирующих свойствах янтарной кислоты не всегда подтверждались. «Янтарная кислота является мощным регулятором защитных сил организма, улучшает энергетический обмен, активизирует иммунитет, повышает работоспособность, способствует выведению из организма токсических веществ».  (М. Н. Кондрашова).

По мнению других янтарная кислота не является стимулятором обмена веществ. «Слухи о лечебных эффектах янтарной кислоты пошли с легкой руки господина Комиссарова. Слухи явно преувеличены. Подозреваю, что по эффективности янтарная кислота уступает чаю или кофе». (А. Поташев)

Из литературных источников выяснили, что янтарную кислоту используют в сельском хозяйстве в птицеводстве, животноводстве, растениеводстве.  

Имея относительно дешевый и безопасный для здоровья человека стимулятор роста растений можно было значительно улучшить результат по сбору овощей на приусадебном участке. Использование биопрепаратов не только увеличивает продуктивность растений, но и оказывает положительное влияние на качество продукции, повышая в зависимости от культуры содержание в ней протеина, крахмала, сахаров и витаминов.

 Исходя из этого, возникла необходимость в изучении свойств янтарной кислоты.

Цель исследования: выявить является ли янтарная кислота стимулятором роста растений, если да, то какой концентрации раствор нужно использовать для наилучшего результата.

Задачи: проанализировать информационные источники; провести эксперимент используя семена овощных культур, и обработав их препаратом, содержащим гуминовые кислоты и янтарной кислотой; изучить влияние на семена овощных культур раствора янтарной кислоты разной концентрации.

Этапы исследования: 1 – обзор литературных данных по теме и Интернет-ресурсов; 2 – проведение эксперимента; 3 – обработка и анализ полученных данных.

Гипотеза исследования: предполагается, что янтарная кислота является активатором роста овощных растений.

Методы исследования: 1 – обзор информационных источников; 2 – методы ботанического исследования.

Новизна и практическая значимость: Исследования по определению влияния раствора янтарной кислоты на скорость прорастания семян проводятся впервые. Результаты могут быть использованы при посадке овощных культур на приусадебном участке.

Глава 1.  Янтарная кислота, её использование.

1.1.          Янтарная кислота

Янтарная кислота, этан-1,2-дикарбоновая кислота;   НООС-СН₂-СН₂-СООН — двухосновная предельная карбоновая кислота. Бесцветные кристаллы, растворимые в воде и спирте. Температура плавления 185 °C. Содержится в небольших количествах во многих растениях, янтаре. Стимулирует рост и повышает урожай растений, ускоряет развитие кукурузы. В промышленности янтарную кислоту получают главным образом гидрированием малеинового ангидрида.

Впервые получена в XVII веке перегонкой янтаря. Соли и эфиры янтарной кислоты называются сукцинатами (лат. succinum — янтарь).

Биохимическая роль.

Янтарная кислота участвует в процессе клеточного дыхания кислорододышащих организмов.

Применение.

Янтарную кислоту используют для получения пластмасс, смол, лекарственных препаратов, для синтетических целей, а также в аналитической химии.

В пищевой промышленности используется в качестве пищевой добавки E363.

Летальные дозы (LD₅₀): орально — 2,26 г/кг (крысы), внутривенно — 1,4 г/кг (мыши)^[1].

По своим вкусовым и химическим свойствам янтарная кислота очень близка к лимонной кислоте и может заменять последнюю во всех случаях ее применения в пищу. За рубежом практикуют применение янтарной кислоты в качестве пищевой добавки для приготовления прохладительных напитков, соусов, супов и некоторых других продуктов. В этом случае ее доза определяется лишь вкусовыми качествами.

Для приготовления морсов и других прохладительных напитков достаточной дозой является щепотка (0,01-0,1 г) янтарной кислоты на стакан, и этот напиток становится настоящим тоником для организма.

Важно отметить, что выпускаемые нашей промышленностью газированные напитки, как правило, содержат значительные количества лимонной кислоты, которая активно выводит кальций из организма, что особенно нежелательно для детей, а также при физических нагрузках, некоторых заболеваниях сердца и центральной нервной системы, пониженной свертываемости крови. Во всех этих случаях предпочтительнее употреблять напитки на основе янтарной кислоты.

Янтарная кислота является естественным веществом - присутствует во всех организмах.

1.2. Свойства янтарной  кислоты

1. Биогенный стимулятор роста. Впервые биологическая активность янтарной кислоты была обнаружена в ходе изучения реакции растений на экстремальные природные воздействия. Было установлено, что при воздействии стрессовых факторов в тканях образуется «комплекс специфических веществ». Выделение этого комплекса и последующее его применение для обработки семян вызывало активацию роста, увеличение урожайности и устойчивости растений к инфекционным заболеваниям. Наиболее активным компонентом в этом комплексе оказалась янтарная кислота и в дальнейшем ее рассматривали как «биогенный стимулятор роста».

Усилившийся в настоящее время интерес к янтарной кислоте как стимулятору роста и продуктивности объясняется тем, что идет активный поиск малоопасных для человека и окружающей среды препаратов.

Существенное преимущество использования янтарной кислоты в растениеводстве перед многими другими препаратами состоит в возможности получения ее недорогим способом в больших количествах, учитывая и то, что она является природным метаболитом растений.

2. Действие янтарной кислоты. Янтарная кислота действует на растение как стимулятор, повышая его устойчивость.

Применяется как для замачивания семян, так и для опрыскивания растений.

Концентрация раствора действующего вещества для достижения результата очень небольшая (0,002 % раствор).

Небольшие передозировки не опасны для растений, поскольку растительные организмы способны усвоить только ограниченное количество этого вещества. Надо отметить, что максимальный эффект достигается при применении рекомендованных дозировок препарата.

Известно, что при активном росте молодого растения своевременная и наиболее ранняя обработка его янтарной кислотой является довольно эффективной.

Обработка семян и молодых проростков приводит к закреплению действия препарата в период всей жизнедеятельности растения.

Препарат стабилизирует жизнедеятельность естественной микрофлоры почвы, что особенно важно для восстановления участков, загрязненных токсичными органическими веществами. Препарат способствует их разрушению микроорганизмами почвы, препятствует накоплению чужеродных токсинов в растении.

Так как янтарная кислота не токсична, ее применение помогает избавляться от вредного техногенного влияния на почвенные структуры, не загрязняя дополнительно действующим веществом. Препарат благотворно влияет на активность микрофлоры почвы, обеспечивая интенсивную биологическую переработку минеральных удобрений.

Предварительная обработка посадочного материала раствором янтарной кислоты либо одно - двукратный полив растений в период их роста повышает устойчивость растений к воздействию неблагоприятных факторов (заморозки, жара, засуха, излишняя влажность и т.д.), снижает заболеваемость растений, повышает содержание в листьях хлорофилла, что позволяет растению более интенсивно расти и давать больший урожай. Применение янтарной кислоты может предохранить от излишнего накопления в растениях азотистых веществ,  при их чрезмерном содержании в почве. Препарат не заменяет удобрения, однако улучшает показатели роста и устойчивости растений.

Препарат может увеличить урожайность корнеплодов на 15-20%, некоторых бахчевых культур – на 30%. В растениях и плодах повышается содержание биологически ценных веществ, к примеру, аскорбиновой кислоты, аминокислот, сахаров и органических кислот.

Янтарная кислота проявляет себя как умеренный активатор их роста. Она помогает обеспечить стабильное получение повышенного урожая без использования избытка минеральных удобрений.

Форма производства

Янтарная кислота может поставляться в таблетках либо в виде порошка. Препарат хорошо хранится. В сухом виде гарантированный срок хранения 3 года.

Перед употреблением янтарную кислоту растворяют в небольшом количестве теплой воды, а затем доводят до нужного объема холодной. Готовый раствор желательно использовать в течение нескольких дней, в последующем препарат полностью разлагается микроорганизмами.

Никаких особых мер предосторожности при работе с янтарной кислотой не требуется.

Препарат не токсичен для людей и домашних животных.

Полностью исключено загрязнение препаратом окружающей среды за счет быстрого поедания его естественной микрофлорой почвы.

 Методика замачивания семян перед проращиванием:

Эксперимент № 1. Семена овощных культур замачивали в растворе янтарной кислоты и контрольной пробе на 18 часов. Концентрация раствора 30 %. Затем семена извлекали из раствора, помещали в чашки Петри во влажную среду для проращивания. Температура окружающей среды - +20⁰. Использованы семена следующих овощных культур: томат «Новичок», свекла «Цилиндра», огурец «Зозуля».

Эксперимент № 2. Семена огурца (сорт «Зозуля») замачивали в янтарной кислоте на 18 часов перед проращиванием на готовом растворе. При приготовлении раствора смешивали 100 г. воды и янтарную кислоту, раствор концентрации 30%, 50%, 70%, 90% и контрольная проба. Затем семена извлекали из раствора, помещали в чашки Петри во влажную среду для проращивания. Температура окружающей среды - + 20⁰.

Глава 2 Результаты исследования

Результаты фенологических наблюдений за всхожестью семян после предпосевной обработки растворами гуминовых кислот и янтарной кислоты на 5-й день после замачивания

В результате проведения первого эксперимента выявили, что янтарная кислота - стимулирует всхожесть семян растений (приложение таблица 1)

Действие янтарной кислоты проявляются в увеличении скорости проращивания семян при замачивании.

В результате второго эксперимента выявили, что при использовании раствора янтарной кислоты лучший результат дает раствор с концентрацией от 30 до 70 %. (приложение таблица 2)

Избыток янтарной кислоты приводит к торможению процессов роста.

Кроме этого выявили, что янтарная кислота как органическое вещество – хорошая питательная среда для размножения микроорганизмов, поэтому длительное нахождение семян в растворе нежелательно.

В результате проведенного исследования выработаны следующие рекомендации:

1.     Замачивать семена в растворе янтарной кислоты 60 % концентрации на 18 часов;

2.     Извлечь семена, промыть, высаживать или проращивать на готовом растворе при температуре 18-20⁰.

Выводы:

 Янтарная кислота - стимулятор роста растений.   Действие янтарной кислоты проявляются в увеличении скорости проращивания семян при замачивании.

В результате проведенных исследований выявили, что при использовании раствора янтарной кислоты лучший результат дает раствор с концентрацией от 30 до 70 %. Избыток янтарной кислоты приводит к торможению процессов роста. Кроме этого выявили, что янтарная кислота как органическое вещество – хорошая питательная среда для размножения микроорганизмов, поэтому длительное нахождение семян в растворе нежелательно.

Усилившийся в настоящее время интерес к янтарной кислоте как стимулятору роста и продуктивности объясняется тем, что идет активный поиск малоопасных для человека и окружающей среды препаратов.

Существенное преимущество использования янтарной кислоты в растениеводстве перед многими другими препаратами состоит в возможности получения ее недорогим способом в больших количествах, учитывая и то, что она является природным метаболитом растений.

Результаты испытаний эффективности янтарной кислоты на семенах овощных культур показали, что обработка семян способствовала улучшению всхожести семян.

Список литературы

1.Янтарная кислота в медицине, пищевой промышленности, сельском хозяйстве / Науч. ред.: М. Н. Кондрашова и др; Пром.-фин. компания АО "Внедрение". -Пущино, 1996. - 300 с. -400 экз.
2. Максютова Н. Н., Викторова Л. В., Косакович Е. В., Яковлева В. Г., Магсумова Р. М., Андрианова Ю. Е. Ростстимулирующее действие янтарной кислоты на растения пшеницы
3.Чугунова Н. Г., Холоденко Н. Я., Карташов И. М., Лебедева А. И., Назарова Г. Н., Музафаров Е. Н. Влияние янтарной кислоты на продуктивность некоторых сортов огурцов при различных способах ее применения в условиях защищенного грунта.
4.Шакирова Г. И. Эффективность применения янтарной кислоты и других стимуляторов роста для предпосевной обработки семян.
5.Деркачев Э. Ф., Маевский Е. И., Каминский Ю. Г. Действие янтарной кислоты на ткани возможно имеет сигнальный характер.
6.Н.М. Клочкова, А. В. Адвокачев, Влияние производных янтарной кислоты на рост и развитие яровой пшеницы.// Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева

7.Бабенко О.Н., Сафронова Н.М. Влияние водного стресса и регуляторов роста на морфофизиологические показатели проростков яровой пшеницы.

8. Салдаев Александр Макарович, Рогачев Алексей Фруминович. Способ предпосевной обработки семян кукурузы. 

Приложение

Таблица 1.

Результаты всхожести семян, обработанных раствором янтарной кислоты на 3-й день.

Кол-во проросших семян	Обработанные в растворе янтарной кислоты (шт.)	Контрольный вариант (шт.)
Томат «Новичок»	3 из 10	0 из 10
Свёкла «Цилиндра»	10 из 10	4 из 10
Огурец «Зозуля»	2 из 2	1 из 2

Таблица 2.

Результаты всхожести семян, обработанных раствором янтарной кислоты разной концентрации на 3–й день.

Концентрация раствора янтарной кислоты ( %)	Кол-во проросших семян на 3 день	% проросших семян
30	21	42%
50	25	50%
70	42	84%
90	0	0%
Контроль (без обработки)	8	8%