Учебно-исследовательская работа Влияние биогенных стимуляторов на ростовые процессы растений.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«средняя  школа № 49 имени героев даманцев»

Тема: Влияние биогенных стимуляторов на ростовые процессы растений.

Секция ботаники и зоологии

Учебно-исследовательская работа

Выполнила: Федоренко Анастасия,  6.2 класс

Руководитель: Зюсько Елена Александровна,

учитель биологии и географии

Хабаровск – 2016.

Содержание.

Введение.	3
Глава 1. Какие вещества относятся к регуляторам роста?	5
Глава 2. Алоэ – природный биостимулятор роста.	6
2.1 Эколого-биологическая характеристика Алоэ.	6
2.2 Химический состав сока Алоэ.	7
2.3 Из истории применения Алоэ.	9
Глава 3. Результаты  исследования.	10
3.1 Экспериментальная часть.	10
3.2 Опрос садоводов и анализ анкетирования.	12
Выводы.	13
Заключение.	13
Список литературы.	14
Приложения.	15

Введение.

            Пищевое значение овощей велико и многообразно. Овощи являются необходимыми продуктами питания, богатыми витаминами, минеральными веществами, органическими кислотами, а также биологически активными веществами.

Несмотря на ценность овощей как продуктов питания, производство их в Российской Федерации не соответствует медицинской норме годового потребления. Так, при норме потребления на одного человека в год 130-140 кг, в России производится около 70 кг овощей. При этом весьма ограничен ассортимент выращиваемых овощных культур.

Овощеводство является одной из основных и наиболее трудоемких отраслей сельскохозяйственного производства. Этой отрасли принадлежит важная роль в снабжении населения продуктами питания, имеющими высокую биологическую ценность.

         Поэтому важное  значение имеет использование биопрепаратов ростостимулирующего действия для сокращения межфазных периодов и увеличения продуктивности и устойчивости растений к неблагоприятным факторам.

Гипотеза: если при выращивании сельскохозяйственных растений использовать биостимулирующие препараты, то можно увеличить скорость прорастания семян и впоследствии качество урожая.

Объект исследования:  семена редиса

Предмет исследования:  влияние биопрепарата «Эпин» и сока Алоэ на скорость прорастания семян  и впоследствии на качество посадочного материала.

Цель исследования: Изучение влияния биогенных стимуляторов на ростовые процессы растений.

Задачи:

1.Изучить литературу о современных биостимуляторах роста растений.

2.Рассмотреть эколого-биологическую характеристику Алоэ,  химический состав сока и область применения.

3.Опытным путем определить наиболее надежный стимулятор роста растений.

4. Провести анкетирование родителей-дачников по теме исследования.

5. Выработать рекомендации по использованию биостимуляторов в сельском хозяйстве.

Методы исследования: экспериментальная проверка высказанной гипотезы исследования, сравнение опытных и контрольных растений между собой, сравнительная характеристика действия выбранных биостимуляторов роста растений.

Практическая значимость исследования: возможность использовать данные экспериментальной работы при выращивании различных растений в теплицах и открытом грунте на личном подворье  и фермерских хозяйствах.

 Глава 1: « Какие вещества относятся к регуляторам роста?»

«Наиболее выдающаяся черта в жизни растения заключается в том, что оно растет; на это указывает само его название», — так писал К. А. Тими­рязев в своей «Жизни растений». Эти слова прекрасно характеризуют то центральное положение, которое занимают вопросы роста в физиологии растений. С ростом растений теснейшим образом связан и приносимый ими урожай, получение которого составляет основную цель всей сельско­хозяйственной деятельности человека, и понятно поэтому, что изыска­ние способов воздействия на рост растений в сторону его усиления и ускорения всегда привлекало к себе самое пристальное внимание со стороны ученых, как физиологов-ботаников, так и агрономов. Первые открытия в области регулирования жизнедеятельности растений были сделаны в 20-30-х годах прошлого столетия, когда были изучены полезные свойства этилена, ауксина, гиббереллинов. [6]

Регуляторы или стимуляторы роста и развития растений (РРР) – это природные или синтетические вещества, стимулирующие рост и развитие растений путем ускорения деления клеток или их растяжения в длину. К природным стимуляторам роста растений относятся фитогормоны - ауксины, гиббереллины, цитокинины, а к синтетическим - их аналоги. Регуляторы роста растений успешно используются для устранения периодичности плодоношения, ускорения цветения и созревания плодов.

Стимуляторы роста растений можно условно разделить на три группы: 1) препараты, повышающие иммунную устойчивость растений при различных внешних неблагоприятных факторах (Альбит, Амбиол, Биосил, Гетероауксин, Иммунноцитофит, Корневин, Крезацин, Новосил, Нарцисс, Новосил, Ортон, Силк, Фитоспорин, Фитохит, Циркон, Эль, Энергия, Эпин, гуминовые препараты); 2) препараты, способствующие цветению и образованию завязей и плодов (Завязь, Гибберсиб, Бутон, Циркон, Экост, Энергия, Атлет, Цветень и др); 3) препараты, стимулирующие корнеобразование (Гетероауксин, Корневин и гуминовые препараты). В домашних условиях для выращивания растений можно использовать регуляторы роста, полученные из натуральных объектов. Это не требует больших материальных вложений.[2]

 Глава 2: Алоэ – природный биостимулятор роста.

2.1 Эколого-биологическая характеристика Алоэ.

Алоэ (Aloe) – род вечнозеленых травянистых многолетников семейства лилейных (Liliaceae), относящихся к группе ксерофитных суккулентов. В природе встречается более 200 видов алоэ, произрастающих в основном в южных областях земного шара, где преобладает тропический и субтропический климат, – в Южной и Восточной Африке, на Мадагаскаре, Маскаренских островах, на юге Аравийского полуострова, в Средиземноморье, Европе (вплоть до южных областей Швеции и Ирландии), Азии, Новой Гвинее, на юге Северной Америки, в Центральной и Южной Америке. [7]

В природе алоэ – это мощное вечнозеленое растение высотой до 10 м. Древовидные формы имеют толстый красноватый ствол с рубцами от отмерших листьев в нижней части и цилиндрические, серовато-оранжевые, сильно разветвленные корни, образующие мочковатую корневую систему.

Листья алоэ крупные (в длину они достигают 20–65 см, в ширину – 3–3,5 см, в толщину – 1,5–2 см), сочные, мясистые, выпуклые снизу и несколько вогнутые сверху, с острыми шипами треугольной формы по краям. Форма листьев удлиненно-ланцетная, ланцетная, мечевидная или дельтовидная. Как правило, они стеблеобъемлющие, расположены очередно, причем в верхней части стебля немного сближены в виде розетки. Окраска листьев зеленовато-сизая или темно-зеленая, у некоторых видов с восковым налетом. Нередко на листьях алоэ можно увидеть темные и светлые пятна или желтые штрихи. Для некоторых видов подобная окраска является нормой.[7]

При  благоприятных условиях растение цветет и плодоносит ежегодно или через год. Цветки преимущественно трубчатые или узкоколокольчатые, поникающие, красного, желтого или оранжевого цвета. Околоцветник простой, трубчатый, венчиковидный, образован 6 линейными лепестками, расположенными на основании в 2 круга, тычинок 6 (они также расположены в 2 круга). Цветки собраны на конце длинного цветоноса в метельчатое или кистевидное соцветие длиной 20–40 см. Путем искусственного опыления у алоэ получают плоды – трехгнездные сухие коробочки с многочисленными, несколько сплющенными с боков семенами черного цвета.[7]

Наиболее распространенным видом, выращиваемым в домашних условиях, является алоэ древовидное (Aloe arborescens). Это растение достигает 2–3,5 м в высоту; имеет мочковатую, сильно разветвленную корневую систему; прямостоячий, ветвящийся стебель; очередно расположенные, стеблеобъемлющие, удлиненно-мечевидные, слабо-желобчатые, сочные, мясистые, колючие листья зеленовато-сизой окраски, с восковым налетом.[3]

2.2 Химический состав сока Алоэ.

Алоэ имеет специфический химический состав. В его листьях, являющихся главным лекарственным сырьем, содержится вода и множество различных веществ: алоины, алоэзин, наталоин, гомонаталоин, рабарберон, барбалоин, смолистые вещества, некоторые эфирные масла, органические (протеин, глюкоза, салициловая кислота, триглицериды, холестерин) и неорганические соединения. В некоторых видах алоэ также присутствуют свободный алоэ-эмодин и хризофанол.

Алоины – антрагликозидные соединения, которые при гидролизе расщепляются на алоэ-эмодин (триоксиметилантрахинон) и сахар (арабиноза).

Алоин представляет собой горькое на вкус кристаллическое вещество, обладающее послабляющим эффектом и солнцезащитными свойствами. Благодаря последним его широко используют в косметическом производстве при изготовлении препаратов, защищающих кожу от прямого воздействия ультрафиолетовых лучей.

Алоэ-эмодин – антрахиноновое соединение, обладающее слабительным, бактерицидным и обезболивающим действиями.

Барбалоин – 10-глюкопиранозил алоэ-эмодин-антрона, содержание которого в различных частях алоэ меняется в зависимости от времени года.

Смолистые вещества – вещества, обладающие выраженным слабительным действием. Их содержание в алоэ не превышает 20 %. Данные вещества представлены в основном С-глюкози-дом производного хромона (алоэзин А) или производными 6-фенилпиран-2-она (алоэнин А и В).[7]

В листьях алоэ имеются особые клетки, заполненные желтоватым клеточным соком, в котором содержатся различные вещества, в том числе и биологически активные. Например, в алоэ древовидном присутствует лектин, угнетающий рост раковых клеток, и алоэ-эмодин, способствующий росту нормальных клеток и тканей.

Листья алоэ являются хранилищем большого количества микро– и макроэлементов, многие из которых необходимы для нормального функционирования человеческого организма. Содержание макроэлементов (мг/г): калий (К) – 28,5; кальций (Ca) – 79,1; магний (Mg) – 17,4; железо (Fe) – 0,32. Содержание микроэлементов (мкг/г): марганец (Mn) – 0,38; медь (Cu) – 1,1; цинк (Zn) – 2,75; кобальт (Со) – 0,04; хром (Cr) – 0,08; алюминий (Al) – 0,09; барий (Ba) – 14,9; селен (Se) – 11,9; никель (Ni) – 0,45; стронций (Sr) – 17,64; свинец (Pb) – 0,22; литий (Li) – 162,0; бор (В) – 94,0.

Такие химические элементы, как кальций, цинк, селен, литий, магний, барий, концентрируются в листьях и соке растения, а марганец и медь накапливаются в основном в соке. В свежем соке алоэ, помимо названных элементов, содержатся различные ферменты и витамины.

Сабур (сгущенный сок алоэ) также является ценным лекарственным сырьем, обладающим бактерицидным, противовоспалительным и обезболивающим (анестезирующим) действиями. Из него выделены алоэ-эмодин (4,5-диокси-2-оксиметил-антрахинон), антрагликозиды, обладающие слабительным действием, эфирное масло, смолистые и другие вещества.

В белковом компоненте сока алоэ содержится 18 аминокислот; витамины A, B2, B3, B6, C, E; минералы – кальций, калий, натрий, магний, цинк, медь, хром; фитонциды (биологически активные вещества, подавляющие рост и развитие микроорганизмов) и ферменты (каталаза, оксидаза, амилаза, целлюлаза, алииназа), расщепляющие полисахариды и участвующие в окислительно-восстановительных реакциях.[5]

Амилаза – фермент, обладающий противовоспалительными свойствами. Он предотвращает развитие воспалительного процесса и появление отека при ушибах, травмах, язвенных болезнях.

Биологически активные углеводы, входящие в состав сока алоэ (гексуроновая кислота, рамноза и др.), оказывают бактерицидное действие. Они легко усваиваются человеческим организмом, поэтому их нередко включают в состав диетических добавок.

2.3 Из истории применения Алоэ.

О целебных свойствах алоэ было известно еще в древности. Многие народы почитали алоэ как священное растение, о нем слагали легенды и сказания, а рецепты лекарственных средств передавали из поколения в поколение.[8]

 Выдающиеся медики и писатели указывали в своих трудах на лечебные свойства листьев алоэ и добываемого из них сока. Среди этих прославленных людей древности – Диоскорид, Гален, Плиний Старший, Авиценн.

Особый вклад в формирование методики лечения соком алоэ внес знаменитый врач-офтальмолог, профессор В. П. Филатов (1875–1956 гг.). Он разработал уникальную методику лечения глазных болезней и новые методы тканевой терапии. Ему принадлежит заслуга создания учения о биогенных стимуляторах.

Биогенные стимуляторы – это особые вещества, вырабатываемые живой тканью, помещенной в неблагоприятные условия, и поддерживающие ее жизнедеятельность при адаптации к новым условиям. Биогенные стимуляторы значительно повышают сопротивляемость организма болезни.

Филатов впервые использовал в своей практике в качестве биогенного стимулятора алоэ. Успех данной процедуры позволил создать из обработанных по методу Филатова листьев растения препараты, значительно повышающие жизнеспособность больных тканей.

На Западе продолжателем дела профессора В. П. Филатова стал знаменитый немецкий врач, профессор Берлинского университета М. Бранд. Он дал теоретическое обоснование методу тканевой терапии и разработал программу практического применения биогенных стимуляторов.[8]

Глава 3. Результаты исследования.

3.1 Экспериментальная часть.

Редис является наиболее распространенной овощной культурой из группы зеленых, которую выращивают как в производственных условиях, так и на индивидуальных огородах. Он является ценным овощем, значение которого, как важного пищевого и лечебного продукта питания, благодаря высокому содержанию в корнеплодах и листьях витамина С, B, фитонцидов, каротина, легкоусвояемых сахаров и разнообразных минеральных веществ, широко известно. Кроме того, семена редиса отличаются быстрым прорастанием, что удобно для нашего эксперимента.

Первоначально я взяла 3 тарелки, в которые положила равное количество семян редиса - по 10 штук. Одна чашка с семенами была контрольная, т. е. в ней семена постоянно смачивались чистой водой. Вторая чашка с семенами смачивалась раствором сока Алоэ (1:1). Третья -  раствором биостимулятора «Эпин», приготовленного согласно инструкции.  Все тарелки были поставлены в теплое место (25⁰-30⁰ С). Результаты представлены в таблице.

Таблица 1. Семена редиса + вода

14.12.2015 Время с начала опыта, сутки	Разрыв семенной кожуры, (количество семян)	Появление  корешка (количество семян)	Появление корневых волосков (количество семян)	Появление стебелька (количество семян)	Появление  листьев (количество семян)
1	5
2
3		5
4			5	5
5
6					5

Таблица 2. Семена редиса + алоэ

14.12.2015 Время с начала опыта, сутки	Разрыв семенной кожуры, (количество семян)	Появление  корешка (количество семян)	Появление корневых волосков (количество семян)	Появление стебелька (количество семян)	Появление  листьев (количество семян)
1
2	6
3		6
4			6	6
5					6
6

Таблица 3. Семена редиса + эпин

14.12.2015 Время с начала опыта, сутки	Разрыв семенной кожуры, (количество семян)	Появление  корешка (количество семян)	Появление корневых волосков (количество семян)	Появление стебелька (количество семян)	Появление  листьев (количество семян)
1	5
2
3		5
4			5	5
5
6					5

Таким образом, быстрее остальных  развитую корневую систему, стебелек и листочки  дали семена, помещенные раствор сока Алоэ.

3.2 Опрос садоводов и анализ анкетирования.

Мы решили провести социологический опрос родителей, бабушек и дедушек учащихся нашей школы и выяснить, как они готовят посевной материал и что предпринимают для повышения урожая на своих дачных участках. Вначале мы нашли 15 респондентов, у которых есть дачные участки и уже их интервьюировали.

1.      Используете ли вы семена собственного производства или покупные?

А) собственные – 20%    Б) покупные – 66,67%     В) и те и другие – 13,33%

2.      Проводите ли вы предпосевную подготовку семян?

А) да – 66,67%           Б) нет – 33,33%

3.      Какие способы подготовки семян используете?  (при положительном ответе на 2 вопрос)

А) замачивание в воде – 60%      Б) замачивание в соке Алоэ – 20%   В) замачивание в растворах стимуляторов роста (покупных) – 20%

4.      Считаете ли вы, что стимуляторы роста (природные и синтетические) повышают качество и количество урожая?

А) да – 46,67%      Б) нет – 20%      В) затрудняюсь – 33,33%

Таким образом, большинство исследуемых использует предпосевную подготовку семян, но мало осведомлены о свойствах стимуляторов роста.

Выводы:

1)Ткани листьев Алоэ вырабатывают особые вещества, которые оказывают  стимулирующее действие на клетки растений, т.е. биогенные стимуляторы.

2)Быстрее остальных  развитую корневую систему, стебелек и листочки  дали семена, помещенные раствор сока Алоэ.

3)Чуть меньшими показателями длины корней и развития стебелька и листочков характеризуются семена, замоченные в воде и Эпине.

4)Нами определен наиболее дешевый и простой способ ускорения прорастания семян.

5)Большинство дачников (из числа родителей) используют предпосевную подготовку семян, но мало осведомлены о свойствах стимуляторов роста.

Заключение:

•      Полученные результаты данного исследования можно использовать на уроках биологии при изучении высших растений, во внеурочной деятельности.

•      Результативность практической части исследования позволяет увеличить количество пророщенных семян, получить экологически чистую растительную продукцию без применения химических стимуляторов корнеобразования, реализуемых в торговой сети города и сэкономить деньги.

Список литературы.

1. Большой энциклопедический словарь. Сельское хозяйство. Научное издательство «Большая Российская энциклопедия» М.: 1998 г., 193с.
2. Вакуленко, В.В. Регуляторы роста // Защита и карантин растений. 2004. №1. С. 24-46.
3. Верзилин Н.Н. Путешествие с домашними растениями. М., «Педагогика – Пресс», 1995.
4. Галынская Н. Правильно – биостимуляторы, а не фитогормоны // «Цветок». –  2004 год. -  № 2(26) – с.10.
5. Герасимов С.О., Журавлѐв И.М. Комнатное цветоводство. – М.: Нива России, 1992. – 192с.
6. Джахангиров А.Д., Кузьмищев В.П. Регуляторы роста растений; Фитогормоны. // Энциклопедический словарь юного земледельца. – М.: Педагогика, 1983. – c. 264 – 265; с. 328 – 329.
7. Жизнь растений, том 6. Под ред. академика АН СССР  А.Л. Тахтаджана. М., «Просвещение», 1982.
8. grounde.ru›aloje…svojstva-protivopokazanija.html

Приложение 1. Начало опыта: 14.12.2015 год

    

Окончание  опыта: 19.12.2015 год

        

Приложение 2. Опрос садоводов:

1.Используете ли вы семена собственного производства или покупные?

2. Проводите ли вы предпосевную подготовку семян?

3. Какие способы подготовки семян используете?  (при положительном ответе на 2 вопрос)

4. Считаете ли вы, что стимуляторы роста (природные и синтетические) повышают качество и количество урожая?