Исследовательская работа "Влияние стимуляторов роста на процесс корнеобразования у фикуса Бенджамина"

ОБЛАСТНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «МОЛОДОСТЬ – НАУКЕ» ПАМЯТИ А. Л. ЧИЖЕВСКОГО

Секция: биология

Тема:

«Влияние синтетических стимуляторов роста на процесс корнеобразования у стеблевых черенков

фикуса Бенджамина»

Автор: Иванова Виктория Вячеславовна

Научный руководитель: Аверьянова Лариса Васильевна

Место выполнения: МКОУ «Средняя общеобразовательная школа»

с. Шанский Завод Износковского района Калужской области

2013

ОГЛАВЛЕНИЕ:

1.ВВЕДЕНИЕ.

1.1.Проблема.__________________________________________________3 - 4

1.2.Актуальность темы.___________________________________________4

1.3.Предмет исследования._________________________________________4

1.4.Цели исследования.____________________________________________4

1.5.Задачи исследования.___________________________________________5

1.6. Гипотеза исследования._________________________________________5

2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.___________________________________________

2. 1. Фитогормоны. История изучения.----------------------------------------------6-8

2.2. Наиболее известные фитогормоны - стимуляторы.__________________8-12

2. 3. Взаимодействие фитогормонов.---------------------------------------------------12-13

2.4. Фитогормоны – ингибиторы--------------------------------------------------------14-16

2. 5. Синтетические стимуляторы.____________________________________16-17

2.6. Строение и функции корня.---------------------------------------------------------18

2.7. Вегетативное размножение.------------------------------------------------------------19

2.8. Биологические особенности и способы размножения фикуса Бенджамина.----19-21

2.9. Вводное анкетирование.----------------------------------------------------------------21

2.10. Экспериментальная часть.------------------------------------------------------------ 22-24

2.11. Повторное анкетирование.---------------------------------------------------------------25

3.ЗАКЛЮЧЕНИЕ.___________________________________________________26

4. Список литературы._______________________________________________27

5. Приложение. ____________________________________________________

1. ВВЕДЕНИЕ.

1.1. Проблема.

Человек всегда интуитивно помнит о своей сопричастности всему живому на этой планете. Поэтому многие люди испытывают необычайную тягу к земле, занимаясь растениеводством – подлинным искусством, неисчислимые тонкости которого оттачивались на протяжении столетий.

Для людей, интересующихся комнатным цветоводством очень важно в любое время года укоренить любимое растение, да так, чтобы оно быстро прижилось и имело хороший вид. Важную роль в процессе формирования и жизнедеятельности черенка или рассады играет корень.

Многие огородники, высаживая рассаду в грунт, испытывают трудности с ее укоренением. Как выяснилось, это связано с недостаточным количеством фитогормонов – регуляторов роста и развития, синтезируемых самим растением.

В последнее время в продаже появилось множество гормональных препаратов для растений. При этом источников информации о них, кроме как рекламных плакатов, немного.

Гормональные препараты - это синтетические стимуляторы роста растений –аналоги фитогормонов. Фитогормоны – вещества, которые управляют развитием целого растения или каких-то его тканей.

С помощью гормонов можно управлять жизненными процессами в растениях.

Гормоны работают в крайне небольших концентрациях порядка миллиграммов на литр. Превышать их бессмысленно и даже вредно. Здоровые растения не нуждаются в синтетических стимуляторах роста. Дополнительная помощь здесь нужна лишь в том случае, когда происходит серьезное нарушение, либо требуется отклонить процесс заданный природой.

Стимуляторы роста успешно используются в садоводстве, виноградарстве и овощеводстве для ускорения укоренения при размножении, уменьшения предуборочного опадения плодов, с целью задержки цветения, прореживания цветков и завязей, для замедления прорастания клубней, корнеплодов и луковиц при хранении, для борьбы с сорняками и т.д.

Наша исследовательская работа посвящена изучению действия фитогормонов на растительный организм и практическому применению синтетических стимуляторов роста на процесс корнеобразования у стеблевых черенков.

1. 2. Актуальность темы.

Некоторые люди, считают, что синтетические стимуляторы роста растений – это удобрения, которые можно применять в больших количествах и часто. Другие вообще с недоверием относятся к этим новым препаратам. Мы же хотим внести ясность в это сложное для кого – то понятие «синтетические стимуляторы роста». Поэтому наша исследовательская работа является актуальной. На стеблевых черенках мы проверили влияние синтетических гормональных препаратов на процесс корнеобразования, чтобы использовать отработанную методику для выращивания не только комнатных, но и сельскохозяйственных растений.

Для своих исследований мы взяли черенки растения из семейства Тутовых фикус Бенджамина.

Это изящное небольшое деревце с темно - или ярко-зелеными листьями по праву считается одним из самых красивых комнатных растений.

1. 2. Предмет исследования.

Предметом нашего исследования являются синтетические стимуляторы роста: корневин, корнерост, гетероауксин и стеблевые черенки фикуса Бенджамина.

Проблема:

При размножении фикуса стеблевыми черенками, процесс корнеобразования затягивается. Поэтому скорость вегетативного размножения снижается.

1. 2. Цель исследования:

• исследовать влияние синтетических стимуляторов роста – аналогов фитогормонов на скорость корнеобразования на примере фикуса Бенджамина.

1. 2. Задачи исследования:

• изучить литературу о растительных гормонах и синтетических стимуляторах роста;

• узнать о биологических особенностях и правилах размножения фикуса Бенджамина;

• сравнить сроки развития черенков фикуса Бенджамина, укореняемых с использованием стимуляторов роста, и черенков, укореняемых без стимуляторов;

• изучить литературу о негормональных стимуляторах роста;

• выявить сходства и отличия синтетических стимуляторов роста от негормональных стимуляторов;

• узнать о свойствах и способах вегетативного размножения фикуса Бенджамина;

• разработать технологию выращивания фикуса Бенджамина из стеблевых черенков с применением синтетических стимуляторов роста;

• провести анкетирование среди школьников и взрослого населения на выявление знания информации фитогормонах, синтетических стимуляторах роста растений;

• рассказать учащимся и работникам школы о применении фитогормонов и синтетических стимуляторов роста в сельскохозяйственной практике и комнатном цветоводстве.

1. 2. Гипотеза исследования:

Предполагаем, что многие люди знакомы с действием синтетических стимуляторов роста на растительный организм, но есть и такие люди, которые к стимуляторам относятся скептически, думают, что они наносят вред растению. Проведенные нами исследования помогут наглядно увидеть эффект действия растительных гормонов на растительный организм.

В ходе исследования нами были использованы следующие методы:

• эксперимент;

• наблюдение;

• анкетирование;

• анализ литературы.

Практическое значение состоит в том, что проведенные исследования помогут любителям растений добиться более быстрого образования корней у стеблевых черенков фикуса даже в условиях короткого светового дня и помогут повысить продуктивность не только комнатных, но и сельскохозяйственных растений.

2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Фитогормоны. История изучения.

Фитогормоны (гормоны растений) - органические вещества небольшого молекулярного веса, образуемые в малых количествах в одних частях многоклеточных растений и действующие на другие их части как регуляторы и координаторы роста и развития. Гормоны появляются у сложных многоклеточных организмов, в том числе растений, в качестве специализированных регуляторных молекул для осуществления важнейших физиологических программ, требующих координированной работы различных клеток, тканей и органов, нередко значительно удаленных друг от друга. Фитогормоны осуществляют биохимическую регуляцию — наиболее важную систему регуляции онтогенеза у многоклеточных растений. По сравнению с гормонами животных специфичность фитогормонов выражена слабее, а действующие концентрации, как правило, выше. В отличие от животных, у растений нет специализированных органов (желез), вырабатывающих гормоны.

Механизм действия фитогормонов в основных чертах сходен с механизмом действия гормонов животных, хотя значительно менее изучен. Чувствительные клетки воспринимают гормон благодаря специфическим рецепторам, расположенным главным образом на плазматической мембране. После взаимодействия с гормоном рецепторы меняют свою конформацию и передают сигнал внутрь клетки.( Полевой В.В.)

Когда из растения выделяют живые клетки и помещают их в питательную среду, они начинают активно расти, т.к. на рост влияют фитогормоны. Ученые полагают, что гормоны растений по своему действию близки к гену. Гормоны стимулируют образование специфичной информационной РНК. Эта РНК, в свою очередь, участвует в качестве посредника в синтезе специфичных ферментов – соединений белковой природы, контролирующих биохимические и физиологические процессы.

Экспериментальное исследование фитогормонов началось задолго до того, как был предложен сам термин «гормоны» (У. М. Бейлисс и Э. Г. Старлинг, 1905). В 1880 году Ч. Дарвин в книге «О способности растений к движению» описал опыты по изучению изгибания проростков злака по направлению к свету. Было установлено, что свет воспринимается только самой верхушкой колеоптиля, тогда как изгиб происходит в нижележащей зоне, которая сама по себе нечувствительна к свету. Дарвин предположил, что какой-то химический стимул перемещается из верхушки до восприимчивой зоны, вызывая в ней характерный изгиб растения. Дальнейшие исследования обнаруженного феномена привели в 1931-34 годах к открытию и установлению химической структуры основного ауксина растений — индолилуксусной кислоты (ИУК) (Ф. Кегль и др., Голландия, К. В. Тиманн (Thimann, США).

Однако гораздо раньше была определена химическая природа другого фитогормона: еще в 1901 в своих опытах на проростках гороха в Санкт-Петербургском университете Д. Н. Нелюбов показал, что газ этилен в чрезвычайно низких концентрациях нарушает нормальный рост растений. К 1930 году был установлен широкий спектр влияний этилена на растения. В 1934 году Р. Гейном (США) было окончательно доказано, что этилен синтезируется самим растением и регулирует многие важные физиологические реакции, т. е. отвечает всем критериям фитогормона.

В середине 1930-х годов учеными из Токийского университета (Т. Ябута и др.) из паразитического гриба Gibberella, поражение которым вызывало чрезмерное вытягивание проростков риса, были выделены первые гиббереллины; структура одного из них (гибберелловой кислоты) была полностью расшифрована английским ученым Б. Кроссом в 1954 году. Вскоре гиббереллины были обнаружены и в составе растений. В 1955 году в США Ф. Скугом и др. из автоклавированного препарата ДНК спермы сельди был выделен и охарактеризован фактор, сильно стимулирующий деление растительных клеток в культуре, названный кинетином. В 1963 году австралийский ученый Д. Лейтем выделил природный аналог кинетина из незрелых зерновок кукурузы, названный им зеатином. Впоследствии были найдены другие аналоги кинетина со сходной физиологической активностью, получившие общее название цитокинины. Открытием абсцизинов и их главного представителя — абсцизовой кислоты — завершилось длительное исследование природных ингибиторов роста растений (Ф. Уоринг и др.). Структура абсцизовой кислоты была предсказана К. Окумой, Ф. Эддикоттом и др. (США) и подтверждена прямым синтезом английским ученым Дж. Корнфорт в 1965. В России теория фитогормонов получила сильную поддержку в 1936-37 гг. благодаря работам М. Х. Чайлахяна в Институте физиологии растений (Москва) и выдвинутой им концепции гормона флоригена, вызывающего зацветание растений.

Фитогормоны по характеру действуя на те или иные процессы подразделяются на стимуляторы и ингибиторы. Стимуляторы ускоряют процесс, ингибиторы его задерживают. Деление это условно, поскольку проявление действия одного и того же гормона в растении зависит от его концентрации, взаимодействия с другими гормонами, фазы онтогенеза. Гормоны могут выступать как стимуляторы одних процессов в растении и ингибировать другие. К примеру, этилен ускоряет созревание плодов и задерживает ростовые процессы. К стимуляторам относятся ауксины, цитокинины, гиббереллины, брассиностероиды; к ингибиторам – абсцизовая кислота, этилен.

1. 2. Наиболее известные фитогормоны - стимуляторы.

Современные ученые разделили все фитогормоны на несколько условных групп:

1) фитогормоны, влияющие на рост и развитие растений;

2) гормоны цветения;

3) витамины группы В;

4) гормоны — ингибиторы развития и роста.

Фитогормоны — стимуляторы развития и роста.

Среди таких фитогормонов выделяют ауксины, гиббереллины и цитокинины.

Ауксины - вещества, стимулирующие растяжение клеток растений.

Эти гормоны вырабатываются и накапливаются в высоких концентрациях в верхушечных меристемах (конусах нарастания побега и корня) (Полевой В.В). Отсюда они перемещаются в другие части растений. Нанесенные на срез стебля ауксины ускоряют образование корней у черенков. Однако в чрезмерно больших дозах они подавляют корнеобразование. Чувствительность к ауксинам у тканей корня значительно выше, чем у тканей стебля, так что дозы этих гормонов, наиболее благоприятные для роста стебля, обычно замедляют корнеобразование.

Ауксины ответственны и за фототропизм – ростовые изгибы органов в ответ на одностороннее освещение. Поскольку под действием света распад ауксина в меристемах несколько ускоряется, клетки на затененной стороне растягиваются сильнее, чем на освещенной, что заставляет верхушку побега изгибаться по направлению к источнику света.

Накапливаясь в определенных концентрациях, в верхушечной почке, ауксины заставляют верхушку стебля расти, а перемещаясь вниз по стеблю, они тормозят рост боковых почек – апикальное доминирование. У хвойных апикальное доминирование развито наиболее сильно, поэтому они имеют характерную устремленную вверх форму, в отличие от взрослых деревьев вяза или же клена.

Под действием ауксинов растягиваются клетки завязи пестика при образовании плода. Если в подходящее время нанести ауксин на какой-нибудь орган цветка, например на рыльце, то мы получим плод без опыления. Такое образование плодов – без опыления – называют партенокарпией. Партенокарпические плоды лишены семян.

Ауксины у ряда растений вызывают усиленное образование и другого физиологически активного вещества — этилена. Если подействовать ауксином или этиленом на однодомные растения , то это приведет к образованию женских цветков, что может быть применено для селекционной работы. (Н. Д. Алехина)

Гиббереллины ускоряют рост растений. Известна, например, генетическая карликовость у растений, при которой резко укорочены междоузлия; как выяснилось, это связано с тем, что у таких растений генетически заблокировано образование гиббереллинов в процессе метаболизма. Если ввести в них гиббереллины извне, то растения будут расти и развиваться нормально.

Многим двулетним растениям для того, чтобы выбросить стрелку и зацвести, требуется в течение определенного времени пребывание либо при низкой температуре, либо на коротком дне, а иногда и то и другое. Обработав такие растения гиббереллинами, их можно заставить зацвести в условиях, при которых возможен только вегетативный рост.

Подобно ауксинам, гиббереллины способны вызывать партенокарпию. В Калифорнии их регулярно применяют для обработки виноградников. В результате такой обработки грозди получаются более крупными и лучше сформированными.

Во время прорастания семян решающую роль играет взаимодействие гиббереллинов и ауксинов. После набухания семени в зародыше синтезируются гиббереллины, которые индуцируют синтез ферментов, ответственных за образование ауксина. Гиббереллины также ускоряют рост первичного корешка зародыша в то время, когда под влиянием ауксина оболочка семени разрыхляется и зародыш растет. Высокие концентрации ауксина вызывают быстрое удлинение стебелька зародыша, и в конце концов верхушка проростка пробивает почву.

Высокий уровень концентрации гиббереллинов способствует (в противоположность действию ауксинов) образованию мужских цветков. Но развитию корневой системы гиббереллины препятствуют: это надо иметь в виду.

Цитокинины вызывают деление клеток. Эта группа гормонов образуются в корнях и отсюда поступают в побеги. Предполагают, что они синтезируются также в молодых листьях и почках. Первый открытый цитокинин – кинетин – был получен с использованием ДНК спермы сельди.

В стерильных тканевых культурах добавление цитокининов в нужной концентрации вызывает дифференцировку клеток, из которых со временем развиваются различные части растения. Этот факт был обнаружен в 1940 году. В начале 1960-х годов научились уже выращивать целые растения из одной недифференцированной клетки, помещенной в искусственную питательную среду.

Цитокинины способны замедлять старение, что особенно ценно для зеленых листовых овощей, способствуют удержанию в клетках ряда веществ, в частности аминокислот, которые могут быть направлены на ресинтез белков, необходимых для роста растений и обновления его тканей. Благодаря этому замедляются старение и пожелтение, т.е. листовые овощи не так быстро теряют товарный вид.

Действуют фитогормоны в определённой последовательности: на ранних стадиях развития растений преобладают цитокинины и гиббериллины, на более поздних – ауксины. Они тесно взаимодействуют между собой: изменение концентрации одного из них влияет на реакцию, вызываемую другим фитогормоном.

Брассиностероиды - группа природных регуляторов роста растений, ускоряющих рост растений, однако иным способом, чем ауксины или гиббереллины, усиливают реакцию геотропизма, способствуют дифференциации ксилемы, повышают жизнеспособность пыльцы, задерживают старение листьев у ряда растений, регулируют угол наклона листьев, повышают устойчивость растений к стрессу. Наиболее известным представителем является брассинолид, выделенный в 1979 Дж. Митчелом и др. из пыльцы рапса (Brassica napus, отсюда название). Брассиностероиды содержатся в микроколичествах во всех органах высших и низших растений, наибольшие концентрации отмечены в пыльце. В последние годы получены мутанты арабидопсиса и гороха, у которых нарушен синтез брассиностероидов или чувствительность к ним. У этих мутантов снижены рост и жизнеспособность пыльцы, изменена морфология листьев и реакция на свет. Другим известным биохимическим эффектом брассиностероидов является стимуляция биосинтеза фитогормона этилена.

Прорыв в науке совершили работники лаборатории физиологии растений Вахенингенского университета и международная группа ученых. Они открыли гормоны, которые называются стриголанктонами. Их роль связана с взаимодействием растений с окружающей средой. Такие гормоны влияют на образование у растений новых ветвей. Выявление таких гормонов играет серьезную роль в создании новых технологий для улучшения сферы сельского хозяйства. Специалисты из Японии недавно получили такие же результаты исследований. С помощью стриголанктонов ученые смогут изменять количество новых веток, образующихся на растении. Такие достижения очень важны для выращивания декоративных растений.

Исследователи из университетов Ратджерса и Северной Каролины (США) изучали свойства одного из растительных гормонов, гомобрассинолида. Гормоны этого семейства помогают растениям справляться с самыми разнообразными стрессами, от заморозков до отравленной почвы, а также участвуют в борьбе с патогенными микроорганизмами.

Слово «гормон» происходит от греческого hormaein — «возбуждать». В самом деле, поначалу именно стимулирующие гормоны привлекли внимание исследователей, и лишь позже обнаружилось, что гормоны могут как инициировать и стимулировать те или иные реакции, так и тормозить их, так что фитогормоны, как и все гормоны, являются скорей именно регуляторами роста и развития в самом широком смысле.

При обработке гиббереллином можно получить пятиметровые растения конопли и капусты, а также увеличение вдвое урожая бескосточковых сортов винограда. С помощью ауксина можно укоренить трудно укореняемые черенки ценных декоративных, плодовых и комнатных растений. Цитокинин, нанесенный, например, на половину листа табака, долгое время сохраняет ее зеленой, задерживая старение. При добавлении его к среде с культурой изолированной верхушечной почки герберы получают так много боковых почек, что из них вырастает целая оранжерея прекрасных цветов.

2.3. Взаимодействие фитогормонов.

В.И. Кефели (1991) считает, что для обеспечения каждой формы ростового процесса имеется доминирующий гормон, а другие гормоны сопровождают его.

Рост растений и формообразовательные процессы регулируются определенным соотношением фитогормонов. Если бы появление каждого нового органа, каждый морфогенетический процесс требовали своего гормона, то должно было бы быть множество гормонов. Тогда как из двух или трех веществ можно создать бесчисленное множество различных соотношений. При этом появление каждого органа, направление и темпы роста будут зависеть именно от этого определенного соотношения.

Так, значение соотношений между ауксином и цитокинином хорошо показано в опытах с выращиванием изолированных тканей. Увеличение в питательной среде отношения ауксин/кинетин приводит к тому, что из массы недифференцированных клеток (каллуса), выращиваемых в стерильных условиях, дифференцируется корень. Уменьшение указанного соотношения приводит к дифференциации побегов.

На разных этапах онтогенеза под влиянием различных условий внешней среды соотношение фитогормонов меняется, и именно это изменяет скорость и направление роста и морфогенеза растительных организмов. Так, у растений картофеля выявлены ключевые соотношения фитогормонов, определяющие темпы роста органов. Для стебля это отношение гиббереллина к абсцизовой кислоте (АБК), для столонов ауксины + гиббереллины/АБК, для клубней ауксины к АБК (Т.Н. Пузина). Нельзя не учитывать, что одни гормоны могут оказывать влияние на ферменты, катализирующие синтез или разрушение других гормонов, и тем самым изменять их содержание. Так, известно, что под влиянием гиббереллинов содержание ауксинов растет. Как уже упоминалось, ауксин может вызывать накопление этилена. Это проявляется при росте корня. Ауксин активирует его рост. Однако высокие концентрации ауксина индуцируют синтез этилена, который рост корня подавляет. Следовательно, этилен контролирует действие ауксина по принципу обратной связи.

Вместе с тем каждый из фитогормонов играет свою специфическую роль в процессах обмена, хотя внешнее проявление их действия может быть одинаковым (рост клеток растяжением, деление клеток и др.). В этой связи не всегда бывает просто выяснить, является ли данное проявление прямым результатом действия определенного фитогормона или косвенным (через уменьшение или увеличение содержания другого фитогормона). Так, гиббереллины, как и ауксин стимулируют растяжение клеток, но механизм действия иной. Гиббереллины действуют с меньшей скоростью. Период роста, индуцированного гиббереллином, составляет от 40 мин до 2—3 ч, тогда как ауксина — 2—3 мин. Вместе с тем изучение эффектов этих двух фитогормонов показало, что на рост растяжением они действуют вместе и их влияние носит аддитивный характер, т. е. они усиливают друг друга. Гормоны оказывают влияние на энергетический обмен клетки. При этом ауксины повышают сопряженность окислительного фосфорилирования, тогда как гиббереллины и цитокинины влияют на процесс фотосинтетического фосфорилирования.

Природным стимулятором роста является и сок алоэ. Однако при его использовании нужно учитывать биологическую совместимость растений. Особенно благоприятен сок алоэ для семян томатов. Он может быть использован для замачивания семян баклажана, капусты и салата, но не годится для обработки семян перца, луков, сельдерея и тыквенных культур. Для замачивания используют неразбавленный сок алоэ, полученный из трехлетних или еще более старых листьев, имеющих интенсивную зеленую окраску. Не подойдут посветлевшие или пожелтевшие листья и листья с сухими кончиками. У многолетнего растения обламывают нижние листья и помещают на неделю в холодильник, после чего из них выжимают сок. Замачивание в соке алоэ не заменяет обеззараживание, его следует проводить после прогревания семян. Семена томата выдерживают в соке алоэ 24 часа, а затем высевают или помещают на проращивание, не отмывая от сока.

2.4. Фитогормоны- ингибиторы.

К фитогормонам, тормозящим рост организма относится абсцизовая кислота и этилен.

В 1949 году были проведены эксперименты по изучению покоящихся почек ясеня. Водный экстракт обладал свойством замедлять рост гипокотилей, а при нанесении совместно с ауксинами экстракт покоящихся почек ингибировал действие ауксинов. Тогда исследователи предположили, что в почках содержится особое вещество - дормин (от английского dormancy - покой). В 1962-64 годах в Соединенных Штатах Лью и Карес предположили, что в созревающих коробочках хлопчатника накапливается вещество, которое стимулирует формирование отделительного слоя. Гипотетический гормон назвали абсцизином (от abscisio - опадение).

В 1965 году абсцизин был выделен, при этом выяснилось, что абсцизин и дормин - одно и то же соединение. За гормоном установилось название, данное Лью и Каресом - абсцизовая кислота (АБК). Однако название "дормин" гораздо лучше отражало бы суть регулируемых процессов.

Абсцизовая кислота тормозит ростовые и метаболические процессы, подавляет транспирацию в условиях засухи, способствует формированию и покою семян, клубней и корнеплодов, а также облегчает опадение цветков и плодов многих растений.

Абсцизовая кислота обнаруживается во всех органах и тканях растения и может синтезироваться по крайней мере во многих из них: листьях, корнях, семенах и плодах. В клетках листа абсцизовая кислота накапливается в хлоропластах. Транспорт абсцизовой кислоты на дальние расстояния происходит по ксилеме и флоэме.

Абсцизовая кислота обладает многообразным физиологическим действием, хотя получены «увядающие» мутанты растений, не образующие абсцизовой кислоты или не чувствительные к ней. Абсцизовая кислота особенно важна для поддержания водного баланса в условиях засухи. Недостаток влаги ведет к резкой активации синтеза абсцизовой кислоты и ее выходу из мест депонирования во внутри- и внеклеточное пространство. В устьичных клетках абсцизовая кислота вызывает быстрый выход калия, что ведет к падению тургора этих клеток и закрытию устьичной щели. Одновременно абсцизовая кислота активирует всасывание воды корнями. Во многих физиологических процессах абсцизовая кислота является антагонистом ауксина, гиббереллина или цитокинина. Абсцизовая кислота препятствует преждевременному прорастанию семян при их созревании и усиливает состояние покоя зрелых семян, спящих почек, клубней и корнеплодов. Она тормозит стимулируемый ауксинами рост колеоптилей. Совместно с этиленом абсцизовая кислота усиливает процессы старения и опадения, особенно увядших цветков и плодов.

Открытие абсцизовой кислоты стимулировало работы по созданию новых форм устойчивых к засухе растений, а также синтезу эффективных химических регуляторов транспирации растений.

Этилен - бесцветный газ, tкип -103,7 °С. В больших количествах (до 20%) содержится в газах нефтепереработки; входит в состав коксового газа. Один из основных продуктов нефтехимической промышленности: применяется для синтеза винилхлорида, этиленоксида, этилового спирта, полиэтилена и др.

В растениях выполняет роль фитогормона. Индуцирует процессы созревания и старения, а также защитные реакции в условиях стресса. Действие этилена на растения впервые описано русским ученым Д. Н. Нелюбовым в 1901.

Практически все ткани растений способны продуцировать этилен. Однако в наибольшем количестве он образуется в активно растущих тканях, а также в стареющих листьях и созревающих плодах. Стрессовые воздействия (ранения, водный дефицит, низкая температура), а также высокие концентрации ауксинов и, иногда, цитокининов резко усиливают биосинтез этилена.

Этилен обладает многообразным физиологическим действием, хотя получены мутанты растений, не образующие этилен или не чувствительные к нему.

При нормальном протекании жизни растений этилен активно синтезируется в созревающих плодах и стареющих листьях. Это понятно: он индуцирует созревание плодов, старение и опадение листьев. Однако высокий уровень синтеза этилена характерен также для меристематических тканей - зон клеточного деления. Синтез этилена в растениях вызывают высокие концентрации ауксина. Синтезированный этилен подавляет реакции, вызываемые ауксином. Например, в определенном диапазоне концентраций ауксин активирует рост корня. Их превышение индуцирует синтез этилена, который подавляет рост корня. Таким образом, этилен включается в контроль растением действия ауксина по принципу обратной связи. Этилен выполняет такую же роль и в реакциях растений на высокие концентрации цитокининов. (Кулаева О.Н.)

Этилен и его продуценты активно используются в сельском хозяйстве. Продуценты этилена замедляют рост соломины злаков, усиливают кущение, вызывают дефолиацию хлопчатника и других культур, интенсифицируют и синхронизируют зацветание ананасов, увеличивают отделение латекса деревьями гевеи. Под влиянием этилена увеличивается доля женских) цветков у культур тыквенных.

Препаратами этилена являются соединения, свободные высвобождать его при разложении. Например, растворы 2-хлорэтилфосфониевой кислоты, к которым относятся "Этефон","Этрел","Кампозан".

Жасминовая кислота тормозит прорастание семян, способствует старению листьев и формированию клубней, стимулирует синтез некоторых защитных ферментов, а также специфических белков при развитии семян. Обнаруживается практически во всех органах растений, у разных видов, хотя получены мутанты (арабидопсиса), не чувствительные к жасминовой кислоте.

Когда у растений наступают стрессовые ситуации: образование плодов, размножение, срезание побегов, фитогормонов нужно больше, чем может выработаться естественным путем. Поэтому химиками были получены синтетические гормоны, которые еще называют синтетическими стимуляторами роста.

2. 5. Синтетические стимуляторы роста растений.

Стимуляторы всегда имеются в продаже. Цены на эти препараты приемлемые. Наиболее распространенные стимуляторы: корневин, корнерост, гетероауксин. Применять их нужно по инструкции в очень малых количествах. При использовании стимуляторов в больших количествах, происходит угнетение жизнедеятельности растений.

В своей работе мы использовали три синтетических стимулятора роста: корневин, корнерост, гетероауксин.

"Гетероауксин" и "Корневин"- доступные синтетические регуляторы роста – аналоги ауксина.

И тот и другой являются коммерческими названиями препарата индолил-3-уксусной кислоты – природного ауксина. Использовать их нужно по инструкции. Черенки замачиваются в растворе ауксина.

Гетероауксин, бета-индолилуксусная кислота, химическое вещество высокой физиологической активности, один из наиболее широко распространённых ауксинов. Гетероауксин — единственный из ауксинов, получаемый синтетически.

Гетероауксин применяется для стимулирования корнеобразования черенков и корней саженцев плодовых, ягодных и декоративных культур, луковиц и клубнелуковиц цветочных культур, рассады овощных и цветочных культур. Наличие сильно развитых корней у обработанных гетероауксином растений способствует более быстрому развитию побегов и листьев. Хорошо развитые побеги и листья способствуют увеличению урожайности и жизнеспособности растений.

Для быстрейшего укоренения зеленые черешки растений замачивают в растворе гетероауксина (2 таблетки на 10 л воды) на 10-16 ч.

Стимулятор корнеобразования в виде водорастворимых капсул, аналог гетероауксина. Обладает следующими свойствами:

Капсула растворяется в воде комнатной температуры за 2-3 минуты.

Эффективен при размножении растений черенками и пересадке саженцев.

Значительно улучшает приживаемость рассады.

Данные стимуляторы мы применили для проведения исследования по укоренению комнатного растения фикуса Бенджамина при размножении его вегетативным способом.

2.6 Строение и функции корня.

Корни представляют собой органы, специализированные для закрепления растения в субстрате, поглощения, накопления и проведения веществ.

Голосеменные и двудольные обычно образуют стержневые, а однодольные — мочковатые корневые системы.

Протяженность их зависит от разных факторов, но основная масса питающих корней находится в верхнем слое почвы (для растений, растущих в открытом грунте).

Корень абсорбирует из почвы воду вместе с растворенными в ней минеральными солями, осуществляя таким образом постоянное снабжение влагой, необходимой для роста и развития растения. Именно поэтому так важно регулярно поливать их в жаркие и засушливые периоды.

Если посмотреть на корень, можно увидеть зону роста - гладкую, без волосков, за счет которой корень в основном и растет. Вегетативная верхушка заканчивается хрупким корневым чехликом, который облегчает проникновение корня в почву.

Зона корня, предназначенная для всасывания необходимых растению воды и минеральных солей, густо покрыта тончайшими волосками, которые называются корневыми.

Форма, размеры, структура и другие характеристики корня тесно связаны с этими двумя функциями и изменяются в зависимости от среды, в которой развивается растение. Обычно корни - подземные, но есть также водные и воздушные.

Длина корней разная даже у растений одного вида и зависит от типа почвы и количества содержащейся в ней воды. Общая длина корней вместе с корневыми волосками достигает весьма значительных величин.

2.7. Вегетативное размножение.

Вегетативным называется размножение растений вегетативными органами материнского растения или их частями. Существуют следующие способы вегетативного размножения: черенками (зелёными или одревесневшими), отводками, корневыми отпрысками, делением кустарников и прививкой. Зеленые черенки – это облиственные части стебля с одной или несколькими почками.

Преимущество вегетативного размножения заключается в том, что с его помощью можно выращивать растения, не имея семян. При вегетативном размножении растения полностью сохраняют все особенности материнского организма, а при семенном – признаки, характерные для особи из популяции того или иного вида, передаются не всем потомкам или не передаются вовсе .

Растут деревья и кустарники при вегетативном размножении значительно быстрее, чем растения семенного потомства, что сокращает сроки создания насаждений.

2.8.Биологические особенности и способы размножения фикуса Бенджамина.

Фикус Бенджамина(Ficus benjamina) широко используется в озеленении помещений, может прекрасно украсить любую комнату или офис, органично сочетаясь с большинством стилей.

Родина растения - влажные тропические леса Азии, где фикус произрастает у подножия гор. В природе он представляет собой вечнозеленое дерево, достигающее в высоту 15-20 метров. В комнатных условиях фикус Бенджамина имеет более скромные размеры и при хорошем уходе вырастает до 2-х метров в высоту. Пышную и изящную крону фикуса формируют тонкие ниспадающие побеги, усыпанные многочисленными овальными листьями.

Фикус Бенджамина - мелколистный родственник Фикуса каучуконосного, хотя они совсем не похожи друг на друга. Ветки Фикуса Бенджамина поникают, что придает растению некую особую привлекательность. Фикус Бенджамина является деревом-символом столицы Таиланда Бангкока. Наиболее привлекательны пестролистные сорта. Очень часто при выращивании в декоративных целях сажают 2—4 растения вместе, затем их стволы сплетают в косичку или жгут или решеткой. По мере роста стволы срастаются и образуют декоративный ствол.

Сегодня это вечнозеленое небольшое деревце или кустарник пользуется все большей популярностью благодаря быстрому росту и несложным условиям в уходе.

С первых дней появления фикуса в помещении, ему необходимо обеспечить постоянное местоположение, огражденное от сквозняков и прямых солнечных лучей. Он будет достаточно нормально себя чувствовать вблизи теневого окна или у южного солнечного окна на небольшом расстоянии. Пестролистные сорта фикуса Бенджамина рекомендуется располагать в более освещенном месте, чтобы не исчезала своеобразная окраска листьев. Не следует часто двигать и перемещать вазон с цветком, иначе это приведет к опаданию листвы с одной стороны. Периодически фикус можно встряхивать, обеспечивая доступ воздуха к густой листве и освобождая его тем самым от сухой и падающей листвы. Не следует пугаться, если в первые недели пребывания в помещении фикус частично начнет сбрасывать листву. Таким образом, деревце реагирует на изменение условий окружающей среды. Необходимо продолжить опрыскивать и поливать растение и уже через короткое время появятся молодые листья, и фикус адаптируется к новым условиям содержания. Зимой фикус Бенджамина так же может потерять часть листвы (до 30%), что является нормальным процессом.

Круглый год для фикусов благотворно опрыскивание: летом в жаркую погоду два раза в неделю, зимой - раз в неделю. Растение не переносит сухого воздуха, его не следует располагать вблизи отопительных систем, иначе дерево может отреагировать пожелтением и сбрасыванием листвы.

Полив должен быть регулярным и умеренным: летом 2-3 раза в неделю, зимой - не чаще одного раза в неделю. Не следует допускать пересушки почвы. Перед следующим поливом земля должна быть немного влажной. Чтобы почва равномерно просыхала, ее необходимо рыхлить раз в две недели. Вода для полива и опрыскивания должна быть отстоявшейся (не меньше 12 часов), мягкой, комнатной температуры.

Весной, как только у фикуса Бенджамина начнут появляться молодые листья, его можно удобрять.

Фикус Бенджамина размножается черенками.

С использованием ножа или лезвия срезается верхушечный или боковой черенок, после чего удаляются самые нижние побеги и листочки. Чтобы остановить выделение сока у срезанного черенка, его помещают в емкость с водой. Основание среза надрезают, чтобы растение быстрее пустило корни: на молодом черенке надрез делают один раз поперек, на одресневевшем – крестообразно. Корни фикус пустит уже через четырнадцать дней , после чего его можно посадить в землю. Укоренение будет происходить заметно быстрее, если срезанный и слегка подсохший черенок высадить в горшочек с землей, после чего накрыть его полиэтиленовым пакетом. Единственный минус такого способа заключается в том, что трудно заметить случайное загнивание черенка снизу. Если черенок находится в воде, то контролировать такой процесс заметно легче. После того как росток укоренился, его переваливают в подходящий вазон.

2. 9. Анкетирование учащихся.

Проанализировав информацию в литературных источниках о фитогормонах и синтетических стимуляторах роста растений, мы решили с помощью анкетирования выяснить, знают ли учащиеся о том, что такое фитогормоны и синтетические стимуляторы роста, о применении данных препаратов на практике, как сами ребята относятся к применению синтетических стимуляторов роста. В анкетировании участвовали ребята среднего и старшего звена. Всего приняло участие 16 человек.

По результатам анкетирования:

21% учащихся нашей школы знают о растительных гормонах.

36% учащихся знакомы с синтетическими стимуляторами роста растений.

Большинство учащихся (71%) считают, что растения нуждаются в синтетических стимуляторах роста.

Таким образом, мы можем сделать вывод, что необходимо наглядно представить учащимся результат действия синтетических стимуляторов роста на развитие растения.

После представленных нами исследований, у учащихся сформируется собственное мнение о необходимости применения стимуляторов.

2.10.Экспериментальная часть

Для проведения эксперимента мы использовали необходимое оборудование.

Оборудование: стимуляторы: корневин, корнерост, гетероауксин, вода, мерная посуда, электронные весы, одревесневшие стеблевые черенки фикуса Бенджамина размером 10-12 см., семь пластиковых стаканчиков.

Методика проведения эксперимента

«Укоренение стеблевых черенков фикуса Бенджамина в воде

с применением регуляторов роста»

При черенковании необходимо соблюдать чистоту: работать в перчатках, продезинфицировать пластмассовые емкости и почву раствором марганцовки. Повторность опыта трехкратная.

• Мерной посудой для воды (стакан) отмерить одинаковые объёмы прокипяченной чистой воды и залить их в 7 одинаковых пластиковых сосуда (по 0,5 литра).

• Первую ёмкость оставить с водой без стимулятора. В трех емкостях растворила 1 таблетку гетероауксина. В других трех емкостях – корневин в пропорции 5 г на 5 л воды. В следующих трех пробирках - корнерост в соотношении 2 таб. на 10 л воды.

• В каждую ёмкость поставили по 3 черенка фикуса.

• Все три варианта поместить в притемненное место при комнатной температуре 22 - 25ºС.

• Через 12 часов в опытных ёмкостях растворы со стимуляторами роста заменила чистой водой.

Опыт был заложен 9 сентября 2013 года.

Большое влияние на формирование корневой системы черенков оказывает свет и тепло. Оптимальная температура для укоренения – 20 – 25 градусов. Емкости с черенками были размещены на подоконнике, вдали от воздействия прямых солнечных лучей. В емкости доливали свежую отстоявшуюся воду по мере ее испарения.

Таблица 2 . Схема опыта

N

Варианты опыта

Длина черешков

Время посадки

Время действия стимулятора

1.

Контроль – чистая кипяченая вода

10 – 12 см.

9 сентября 2013 г.

12 часов

2.

Опыт: вода + гетероауксин

10 – 12 см

9 сентября 2013 г.

12 часов

3.

Опыт: вода+ корневин

10 – 12 см

9 сентября 2013 г.

12 часов

4.

Опыт: вода + корнерост

10 – 12 см

9 сентября 2013 г.

12 часов

Таблица 3. Результаты эксперимента.

Вариант опыта

Дата закладки опыта

Появление корней

Наблюдение

Контроль (черенок + чистая прокипяченная вода)

09. 09.2013

Через 31 день

Появление корней размером 1мм

Опыт 1: вода + корнерост из расчета 2 таблетки на 10 литров воды

09. 09.2013

17.09.2013

(через 8 дней)

Появление корней размером 1мм

Опыт 2: вода + гетероауксин из расчета 1 таблетка на 1 литр воды

09. 09.2013

18.09.2013

(через 9 дней)

Появление корней размером 1мм

Опыт 3: вода + корневин из расчета 5 г на 5л воды

09. 09.2013

16.09.2013

(через 7 дней)

Появление корней размером 1мм

В день закладки опыта в других емкостях находились черенки фикуса, поставленные в чистую воду без добавления стимуляторов роста 01.09.2013 года. 9 сентября на этих черенках только начали появляться корни. Данные черенки использовались для сравнения.

Черенки были высажены в прозрачные пластиковые стаканчики для укоренения их в почве. Состав почвенного грунта универсальный для комнатных растений.

Продолжительность светового дня в сентябре меньше, чем в августе. Если укоренять черешки в весенний и летний периоды, то корнеобразование будет происходить быстрее.

Выводы:

Анализ проведенного эксперимента выявил следующее:

1. У опытных растений процесс корнеобразования происходил интенсивнее.

2. У растений под действием ростовых веществ (гетероауксина, корневина, корнероста) прирост корней происходил быстрее.

3. Под влиянием корневина процесс корнеобразования наиболее активен.

4. Под влиянием корневина корни, образовавшиеся у растений более крепкие, здоровые, поэтому черенки более крепкие.

5. При использовании синтетических фитогармонов, корнеобразование у стеблевых черенков фикуса Бенджамина наступило на три недели раньше, чем у контрольных образцов.

Таблица 4. Морфометрические показатели корнеобразования под действием стимуляторов роста

Через 31 день

Вариант

Количество корешков

на растении

Длина самого

длинного корешка

Контроль (черенок + чистая прокипяченная вода)

4 -5 шт.

1мм

Опыт 1: вода + корнерост из расчета 2 таблетки на 10 литров воды

4 – 5 шт.

1,2 см.

Опыт 2: вода + гетероауксин из расчета 1 таблетка на 1 литр воды

5-6 шт.

1 см.

Опыт 3: вода + корневин из расчета 5 г на 5л воды

5-6 шт.

1,5 см.

2.11. Анкетирование учащихся.

Через неделю, после представления результатов своего исследования школьникам, нами было проведено повторное анкетирование учащихся.

По результатам анкетирования:

100 % учащихся нашей школы знают о растительных гормонах.

100% учащихся знакомы с синтетическими стимуляторами роста растений.

Большинство учащихся (79%) считают, что растения нуждаются в синтетических стимуляторах роста.

После представленных нами исследований, учащиеся узнали о фитогормонах и синтетических стимуляторах роста. Трое учащихся, думают, что синтетические стимуляторы растениям не нужны.

3.ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В условиях классной комнаты мы пронаблюдали, как влияют синтетические стимуляторы роста на процесс корнеобразования у стеблевых черенков фикуса Бенджамина. Определили, на сколько ускорилось образование корней у опытных растений по сравнению с контрольными образцами. Нам удалось увидеть как быстро растут корни на черенках.

Проводя исследования по влиянию синтетических стимуляторов роста на процесс корнеобразования, нами были выполнены все поставленные цели, а именно, на практике было рассмотрено, что синтетические гормоны ускоряют процесс корнеобразования на три недели.

Мы рекомендуем использовать для укоренения черенков синтетические стимуляторы роста, но нужно помнить, что при обращении с данными веществами, необходимо соблюдать технику безопасности, а так же нельзя смешивать стимуляторы роста.

Необходимо знать, что стимуляторы, примененные в больших количествах, не только вредят растению, но и накапливаются в нем, поэтому могут нанести вред организму человека при употреблении растений в пищу.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

Полевой В.В. Фитогормоны. Л.: Изд-во ЛГУ, 1982.

Кулаева О.Н. Как регулируется жизнь растений // Соросовский Образовательный Журнал. 1995. № 1.

Н. Д. Алехина, Ю. В. Балнокин, В. Ф. Гавриленко и др. / Под ред. И. П. Ермакова Физиология растений. М.:Изд – во . "Academia", 2005.

Материалы сети Интернет

ПРИЛОЖЕНИЯ.

Вводное анкетирование на тему «Что мне известно о фитогормонах и синтетических стимуляторах».

Таблица 1.

Вопросы анкеты

Число опрошенных учащихся

Знают

% справившихся с вопросами

Не знают

% не справившихся

1. Располагаете ли вы сведениями о фитогормонах и синтетических стимуляторах роста.

14 человек

3 человека

21%

11 человек

76%

2. Знаете ли вы о синтетических стимуляторах роста?

14 человек

5 человек

36%

9 человек

64%

3. Как вы считаете, нужны ли растениям стимуляторы роста?

14 человек

10 человек

71%

4 человека

29%

Результаты анкетирование, проведенное после представления работы в школе.

Таблица 2.

Вопросы анкеты

Число опрошенных учащихся

Знают

% справившихся с вопросами

Не знают

% не справившихся

1. Располагаете ли вы сведениями о фитогормонах и синтетических стимуляторах роста?

14 человек

14 человек

100 %

0 человек

0%

2. Знаете ли вы о синтетических стимуляторах роста?

14 человек

14 человек

100%

0 человек

0%

3. Как вы считаете, нужны ли растениям стимуляторы роста?

14 человек

11 человек

79%

3

21%

29