Изучение влияния температуры на всхожесть семян овса

VI ГОРОДСКАЯ МЕЖШКОЛЬНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ

«Я - ИССЛЕДОВАТЕЛЬ»

Изучение влияния температуры на всхожесть семян овса

Автор: Казакова Арина Витальевна,

ученица 7 «Г» класса

МБОУ СОШ № 102 г.о. Самара

Научный руководитель: Баженова Елена Менделевна,

учитель биологии высшей категории

Самара, 2015

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Зерновы́е культу́ры – важнейшая в хозяйственной деятельности человека группа возделываемых растений, дающих зерно, основной продукт питания человека, сырьё для многих отраслей промышленности и корма для сельскохозяйственных животных.

Зерновые культуры распространены по всему миру и имеют важнейшее значение для населения всего земного шара в самых разнообразных географических условиях. Хлеб – основной продукт питания человека, зерно – концентрированный корм для сельскохозяйственных животных и сырье для многих отраслей промышленности. Для производства наиболее ценных в пищевом значении продуктов животноводства - мяса, молока, яиц, жиров - в развитых странах расходуется до 60-70% всего зерна [5].

Зерновые являются крупным источником растительного белка для питания людей и животных. Зерно используется в пивоварении, в спиртовой, фармацевтической, технической промышленности. Непосредственно за счет продуктов переработки зерна обеспечивается около 40% общей калорийности питания, почти 50% потребности в белках, 60% - в углеводах [5].

Постоянно растущий спрос на отечественные продукты питания привел к тому, что в последние годы в Самарской области, как и по всей России, активно развивается фермерское сельское хозяйство.

После проведения экскурсии в крестьянское фермерское хозяйство «Мукоедов», специализирующееся на выращивании пшеницы и овса, нас заинтересовал вопрос определения пригодности семян к посеву.

По словам сотрудника фермы Пронина Дениса Геннадьевича качественный семенной материал позволяет без дополнительных энергетических затрат (удобрений, пестицидов) обеспечить надлежащий рост растений, снизить негативное влияние сорняков, болезней, вредителей и на этой основе повысить урожайность культуры и качество получаемой продукции, улучшить экологическое состояние поля.

Основные посевные качества семян характеризуются такими показателями, как чистота, влажность, масса 1000 семян. Однако, важнейшей характеристикой для определения качества семян является их всхожесть и энергия прорастания [2].

Таким образом, мы поставили перед собой цель: определение качества семенного материала по всхожести и энергии прорастания.

В соответствии с целью, были поставлены следующие задачи:

• Изучить государственные стандарты на посевные качества семян овса;
• Выяснить, какие методы используются для определения всхожести и энергии прорастания семян;
• Определить всхожесть семян овса, а также влияние температуры на всхожесть и энергию прорастания семян.

Актуальность исследования определяется потребностью современного сельского хозяйства в качественном посевном материале.

ГЛАВА 1. Особенности овса как сельскохозяйственной культуры

Возделываемые в современном мире зерновые культуры относятся к четырём ботаническим семействам: Злаки, Гречишные, Амарантовые, Маревые — хлебные зерновые культуры; кроме того, выделяют зернобобовые культуры, принадлежащие к семейству Бобовые [1].

Зерновые культуры подразделяются на хлебные и зернобобовые. Большинство хлебных зерновых культур (пшеница, рожь, рис, овёс, ячмень, кукуруза, сорго, просо, чумиза, могар, пайза, дагусса и другие) принадлежит к ботаническому семейству Злаки; гречиха — к семейству Гречишные; мучнистый амарант — к семейству Амарантовые. Зерно хлебных зерновых культур содержит много углеводов (60—80 % на сухое вещество), белков (7—20 % на сухое вещество), ферменты, витамины группы B (B1, B2, B6), PP и провитамин А, чем и определяется высокая питательность его для человека и ценность для кормового использования [5].

                 Рисунок 1. Овес посевной [6]

                Овес - достаточно ценная и урожайная культура. Это неприхотливое к почвам и климату растение со сравнительно коротким (75 – 120 дней) вегетационным периодом, семена прорастают при +2°С, всходы переносят небольшие заморозки, поэтому культура с успехом выращивается в северных областях. Овес широко используется для переработки в пищевой промышленности (крупа, толокно, мука, геркулес, галеты, заменители кофе), для диетического и детского питания, лечения ряда болезней. Зерно и солод овса – прекрасный корм для молодняка скота, особенно лошадей, он используется на сено и силос. Белки овса для человека и животных наиболее ценны.

                Овёс влаголюбив, холодостоек и менее требователен к почве, чем другие хлебные злаки (кроме ржи). Всходы выдерживают заморозки до −4, −5 °С. Вегетационный период длится от 80 до 110 дней в зависимости от условий выращивания и сорта.

                Рисунок 2. Овес с соцветиями.          

                Семена овса при прорастании обычно развивают 3 зародышевых корешка. В первые дни главный стебель растёт очень медленно (1—2 мм в сутки), а корни быстро. Всходы в полевых условиях появляются на восьмой — десятый день [3]. При образовании третьего — четвёртого листа начинается фаза кущения (на седьмой — девятый день после всходов), во время которой образуются дополнительное корни, боковые побеги (побеги кущения) и 2—3 производительных стебля. В этой фазе на главном и боковых побегах закладываются зародышевые метёлки. Энергичный рост стебля и метёлки наблюдается после фазы выхода в трубку, крупнейшее накопление сухого вещества — в период выхода в трубку до фазы выбрасывания. Цветение овса идёт от верхушки метёлки до основания и от концов ветвей первого порядка до главной оси метёлки. Оно продолжается 6—8, иногда 9—10 дней. Налив и созревание зерна в метёлке растянуто примерно на месяц.

                В Европе первые следы овса найдены в поселениях бронзового века на территории современных Швейцарии, Франции и Дании. Письменные упоминания об этой культуре встречаются в записях греческого врача Диейхса, который жил в IV веке до нашей эры. Плиний Старший писал, что древние германцы выращивали овёс и варили из него кашу. По этому поводу римляне и греки насмехались над ними, потому что воспринимали данную культуру как пригодную только для животных. По данным Галена, сеяли овёс и в Индии. Диоскорид не только упоминал о нём, но и использовал в медицинской практике [1].

                Существует документальное подтверждение, что в 779 году овёс широко выращивался в англосаксонской Англии. На протяжении веков лепёшки, которые состояли из овсяной муки, воды и соли, были основной пищей для жителей Великобритании, особенно Шотландии. Это единственная зерновая культура, которая даёт хороший урожай в холодном и влажном климате. Овсяные лепёшки были популярны также в Уэльсе и Ирландии. Одним из старейших документов цереологии является хартфордширская ксилография Дьявол-женец 1678 года, где изображен дьявол, который делает круги на поле овса.

                В Нюрнберге в 1290 году был издан закон о том, что пиво следует варить только из ячменя [6]. Категорически запрещалось варить пиво из овса, пшеницы и ржи. Тем не менее в XVI веке пивовары Гамбурга и Нюрнберга научились варить белое пиво из овса.

                На Руси овёс был одной из важнейших зерновых культур. Блюда, приготовленные из овсяной муки (толокна), на протяжении столетий составляли обычную пищу населения Руси. Из овса делали русский кисель, о чём упоминает ещё «Повесть временных лет».

                Вместе с другими зерновыми культурами овёс был завезён в Северную Америку шотландцами и был высажен на островах Элизабет, недалеко от береговой линии штата Массачусетс, откуда он распространился по стране. Овёс выращивали в основном для кормления лошадей, но эмигранты из Шотландии использовали овёс для приготовления каш, пудингов и выпечки.

Рисунок 3. Зрелый овес [5]

ГЛАВА 2. Материал и методика исследований

Посевные и сортовые качества семян овса определяет Государственный Стандарт ГОСТ Р 52325-2005, разработанный Научно-исследовательским институтом сельского хозяйства центральных районов нечерноземной зоны, Всероссийским Научно-исследовательским институтом кормов, Государственной семенной инспекцией Российской Федерации с использованием материалов ВНИИ зернобобовых и крупяных культур, ВНИИ кукурузы, ВНИИ масличных культур, ВНИИ сои, ВНИИ льна, ВНИИ риса. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 359 "Семена и посадочный материал". Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 марта 2005 г. N 63-ст. [3]

Определение всхожести – один из важнейших видов оценки посевных качеств семян, так как при плохой всхожести получаются изреженные посевы, что снижает урожай. Всхожесть должна приближаться к 100%.
Для определения лабораторной всхожести семян отбирают из фракции семян основной культуры четыре пробы по 100 семян в каждой. Семена проращивают в растильнях или в других сосудах, помещая их в помещение, где поддерживают температуру, установленную для каждой культуры ГОСТом [3].  

Рисунок 4. Первый день постановки эксперимента.

Овес проращивают при постоянной температуре 20° С. В качестве подстилки (ложа) применяют кварцевый песок, фильтровальную бумагу или грунт. Песок и почву увлажняют до 60 % полной влагоемкости, бумагу – до полной влагоемкости (опускают в воду, затем дают стечь избытку воды). Каждый образец сопровождается этикеткой с указанием даты закладки семян на всхожесть.

За проращиванием семян наблюдают ежедневно в течение 7 дней.

Каждый день подсчитывают число нормально проросших, загнивших и ненормально проросших семян. К непроросшим, невсхожим семенам относят набухшие, твердые, загнившие и ненормально проросшие семена.

Всхожесть вычисляют в процентах как среднее арифметическое результатов анализа четырех проб. Полученные данные сравнивают с принятым ГОСТом и устанавливают, к какому классу по всхожести можно отнести анализируемые семена. Если семена по всхожести не соответствуют требованиям стандарта, их относят к некондиционным. Семена с низкой всхожестью, но сохранившие жизнеспособность подвергают воздушно-тепловому обогреву, если после этого всхожесть семян повышается незначительно и не достигает норм стандарта, бракуют и переводят в продовольственный или фуражный фонд.

Для снятия состояния покоя нами использовался метод предварительного охлаждения: семена, помещенные на увлажненное ложе, мы выдержали при пониженной температуре (от 5 °С до 10 °С) в течение времени, указанного для учета энергии прорастания, а затем перенесли их в температурные условия, предусмотренные ГОСТом [3].

В соответствии с указанными условиями нами были отобраны пробы для проведения экспериментальной части работы. Дополнительно выяснялось влияние температуры на всхожесть семян.

Пробы семян овса были помещены в следующие условия:

1. Температура воздуха 10-12 °С
2. Температура воздуха 20-21 °С
3. Температура воздуха 25-28 °С.

Эксперимент проводился в четырехкратной повторности.

Рисунок 5. Четвертый день прорастания семян.

Рисунок 6. Пятый день прорастания семян

Рисунок 7. Шестой день прорастания семян

Рисунок 8. Седьмой день прорастания семян

ГЛАВА 3. Обработка результатов

Всхожесть семян вычисляют в процентах. За результат анализа принимают среднеарифметическое значение результатов определения всхожести всех проанализированных проб [3].    

 Таблица 1. 

Всхожесть семян овса при различных температурах

По результатам проб семена определены нами в соответствии с Государственным Стандартом (ГОСТ Р 52325-2005) как репродукционные семена (РС) – семена, полученные от последовательного пересева элитных семян.

Нами определено, что температура прорастания семян влияет на их всхожесть. Максимальную всхожесть показали семена, прораставшие при температуре 18-20 °С. Эта температура является оптимальной для посева семян овса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Поставленные нами цель и задачи были достигнуты в ходе проведения эксперимента

Нами изучены Государственные Стандарты, определяющие посевные качества семян злаковых культур.

Использование рекомендованных ГОСТами методов определения всхожести семян позволило проверить посевные качества семян, представленных для исследований крестьянским фермерским хозяйством «Мукоедов».

Семена овса были определены как полученные от последовательного пересева элитных семян и облают всхожестью 91%.

На всхожесть влияет не только качество посевного материала, но и условия, при которых проводится проращивание. В частности, температура 18-20 °С является оптимальной для посева семян овса, так как при такой температуре наблюдается максимальная всхожесть.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бабаева Е., Третьяков Н., Ягодин Б. Основы агрономии. – М.: Академия, 2009 г. – 374 с.
2. Ващенко И.М., Миронычев К.А., Коничев В.С. Основы почвоведения, земледелия и агрохимии: Учебное пособие. – М.: Прометей, 2013 г. - 174 с.
3. Государственный Стандарт ГОСТ Р 52325-2005
4. Кияк Г. С. Растениеводство. — К.: Высшая школа, 1971. — 352 с.
5. Растениеводство: учебник / А. И. Зинченко, В. Н. Салатенко, М. А. Белоножко. — Киев: Аграрное образование, 2001. — 591 с.
6. Сельскохозяйственная энциклопедия: в 6 т. / Под ред. В. Мацкевича и П. П. Лобанова. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Советская энциклопедия, 1969—1975. — Т. 4.
7. http://aguros.ru/article_info.php/articles_id/8
8. http://ogurcy.info/sad-ogorod/oves.php
9. http://shkolazhizni.ru/archive/0/n-45792/