Влияние бишомеда на прорастание семян и рост растений

Оглавление

Введение ---------------------------------------------------------------------------          3 - 4

Глава I Обзор литературы  по теме исследовательской  работы----------          5-11

1. Семенное размножение растений. Предпосевная подготовка семян-- 5-8

1.2. О препаратах, полученных на основе бишофита и их значении----          8 - 9

1.3 Бишофит и бишомед -----------------------------------------------------------        9 - 11

Глава II  Материалы и методы-----------------------------------------------        12-13

Глава III Результаты исследования ----------------------------------------        14-17

3.1. Влияние бишомеда на прорастание семян культурных растений---        14-15

3.2. Влияние бишомеда на рост и развитие растений------------------------        16-22

Заключение ------------------------------------------------------------------------         23-24

Список источников и литературы -------------------------------------------        25-26

Введение

Человек всегда стремится в лес, в горы, на берег моря, реки или озера, здесь человек получает психологическую разгрузку, эмоциональную удовлетворенность.

Учитывая способность зеленых насаждений благоприятно влиять на состояние окружающей среды, их необходимо максимально приближать к месту жизни, работы, учебы и отдыха людей.

Зеленые насаждения являются неотъемлемой частью комплекса мероприятий по защите и преобразованию окружающей среды. Они не только создают благоприятные микроклиматические и санитарно гигиенические условия, но и повышают художественную выразительность архитектурных ансамблей.

Для того, чтобы жителям городов и населенных пунктов хорошо дышалось по санитарным нормам на каждого из них должно приходиться 350 м2 зеленых насаждений (в том числе 50 м2 непосредственно в городе, остальное – в зеленой зоне вокруг него). Большую роль играют искусственные  насаждения : сады, парки, скверы, посадки деревьев вдоль улиц, клумбы с цветами , скверы, газоны.

В своей исследовательской работе мы изучили  особенности семенного размножения цветковых декоративных культур, которые являются обязательными на клумбах, газонах в парках, скверах, аллеях. Для исследования выбрали бархатцы, которые цветут всё лето до глубокой осени. Мы знаем о том, предпосевная обработка семян ускоряет сроки прорастания семян, убивает болезнетворные микроорганизмы, закаляет семена, влияет в дальнейшем на рост корней, стеблей, листьев, ускоряет цветение, сроки образования семян.

Директором ботанического сада ВГПУ к.б.н. Лукониной А. В. было предложено испытать вещество, полученное на основе бишофита, разработанное кафедрой химии ВГПУ, для исследования его влияния на прорастание семян и рост декоративных растений. Совместно определен план исследования.

Цель исследования:

1. Провести исследование по изучению влияния нового экспериментального вещества (бишомед)  на прорастание семян и рост растений.
2.  Используя его в разной концентрации для предпосевной обработки семян и в качестве внекорневой подкормки для культурных растений, необходимо  определить допустимые и оптимальные концентрации для разных видов растений.

Задачи исследования:

1. Изучить литературу по семенному размножению и предпосевной обработке семян
2. Проанализировать известные данные о бишофите и веществах , полученных на основе природного бишофита на предмет использования их в растениеводстве

3. Экспериментально изучить возможность использования бишомеда в   предпосевной обработки семян  и в качестве внекорневой подкормки для культурных растений

Актуальность

Результаты исследования могут  иметь  практическое значение для культивирования растений в ботаническом саду ,  может быть полезно другим растениеводческим организациям, а также цветоводам-любителям.

Глава I Литературный обзор по теме исследовательской работы

1.1Семенное размножение растений. Предпосевная подготовка семян.

1. Анализируя литературу по семенному размножению : Хадсон Т.  Хартманн Дейл  Е.Кестер   Размножение растений ; Практическое пособие для профессионалов и любителей ; г. Москва  Центрполиграф  2002 г ; М.Т. Николаева  М.В.Разумова   В.Н.Гладкова  Справочник по проращиванию покоящихся семян (Текст) ;  Изд. «Наука» г. Ленинград  ; 1985г и др источники ,  мы узнали, что семенное размножение используется в основном для выращивания однолетних растений, многолетних растений, не образующих «деток» или корневую поросль, либо растений, чьи черенки с трудом укореняются, а также в целях селекции для получения новых сортов.         При семенном размножении не всегда передаются сортовые признаки, например махровость или пестролистность.Успешное семенное размножение позволяет вести отбор более приспособленных особей последующих репродукций растений и решать ряд практических задач, в том числе в озеленении городов и обеспечении населения продуктами питания.

Изучение семян имеет важное практическое значение при решении вопроса рационального использования посевного материала. В семенах есть необходимые для их прорастания структуры и вещества. При благоприятных условиях эти органеллы и соединения, активизируясь, дают начало для новых синтезов, обеспечивающих новообразование тканей и прорастание семян.

Однако не все семена легко прорастают. Многие из них имеют либо длительный период покоя, либо твердую структуру семенной оболочки, препятствующей проникновению в семена воды, воздуха и многих веществ - факторов, активизирующих жизнедеятельность семян.

Семенное размножение характеризуется жизнеспособностью семян, особенностями их прорастания, выживаемостью всходов.

Семена разных видов растений имеют различный период жизнеспособности. Поэтому одни нужно высевать ежегодно, другие раз в 2-3 года, а третьи не теряют всхожести и на 5 год.

Безусловно, на срок жизни семян влияют не только заложенная в генах предрасположенность, но и другие факторы. Это и условия хранения и качество первоначальной просушки семян.

Всхожесть семян - важное их качество, демонстрирующему способность растений к воспроизводству, поддержанию и увеличению своей численности. Основные показатели всхожести семян: длительность и характер их прорастания.

Процесс прорастания начинается через определенный промежуток времени, характерный для каждого вида растений. Это - период покоя. Покой встречается у всех групп растений, но в зависимости от их исторического развития в каждой из них проявляется по-разному.

Биологическое же значение периода покоя состоит в том, что покоящиеся семена в этот период проходят стадию дозревания и становятся более устойчивыми к неблагоприятным условиям внешней среды. Но весьма часто покой не позволяет использовать семена для посева, так как они не прорастают в нужное время, за счет продолжительности периода. Что и побудило исследователей искать способы нарушения периода покоя семян и создания благоприятных условий для их прорастания.

Прежде предпосевная обработка семян проводилась лишь с целью их дезинфекции, сейчас обработка семян перед посевом предполагает обогащение семян регуляторами роста, витаминами, микроэлементами, биостимуляция семян электромагнитным полем СВЧ при экспозиции 70с, а так же покрытие семян специальными оболочками.

Прорастание семян зависит от многих причин: от размера семян и толщины оболочки, от строения зародыша, оболочки и эндосперма. У некоторых основную роль в прорастании семян играют живые ткани семени, эндосперм или перисперм, а так же кожура и околоплодник.  Прорастание семян зависит от глубины заделки семян в почву, от удельного веса и содержания в них питательных веществ, от состояния и расположения зародыша в семени, от влажности семян, при которой активизируются ферменты, фитогормоны и жизнедеятельность зародыша.

Предпосевная обработка семян - это система приемов, которые улучшают посевные и физические качества семян, ускоряют появление всходов, повышают продуктивность и урожайность семян.

1. Намачивание семян способствует получению более ранних, чем при посеве сухих семян, всходов.

2. Проращивание семян при повышенных температурах до наклевывания при последующем высеве. За рубежом применяется жидкостный посев, для чего семена намачивают и подсушивают до тех пор, пока не появится корешок длиной 1-2 мм. После этого их смешивают с гелем, и полученную суспензию высевают специальными машинами. Это позволяет получать равномерные и дружные всходы.

3. Прогревание семян особенно свежих, чаще применяют при выращивании огурца и других растений семейства тыквенных. Прогревание семян этих культур способствует более раннему и обильному образованию женских цветков.

4.Стратификация семян один из приемов предпосевной подготовки семян для ускорения прорастания. Семена переслаивают песком, опилками, торфяной крошкой, мхом и выдерживают при 3-5 С и свободном доступе воздуха. В это время семена дозревают и выходят из покоя.

5.Барботирование семян - прием, основанный на обработке семян в воде кислородом или воздухом.

6.Закаливание растений процесс естественного повышения зимостойкости растений, происходящий в результате физиологических и биохимических изменений внутри клеток растения, после прекращения роста и листопада при низких положительных и небольших отрицательных температурах и уменьшении длины дня. Эти изменения, проявляющиеся в накоплении сахаров, изменении коллоидов, уменьшении количества свободной воды в тканях, способствуют увеличению морозостойкости растений. Может быть закаливание к засухе, засолению и другим неблагоприятным факторам среды. Закаливание служит для постепенной акклиматизации выращиваемых в защищенном грунте растений перед высадкой в открытый грунт.

7.Химические методы обработки семян - намачивание семян в растворах, содержащих стимулирующие вещества, микроэлементы или витамины. 

8.Физические воздействия на семена. Включают в себя обработку электромагнитными колебаниями различной длины волны, ультразвуком, ультрафиолетовыми и инфракрасными лучами.

9.Скарификация семян механическое нарушение оболочки семян.

10.Одним из обязательных приемов является обеззараживание семян. Способы обеззараживания разнообразные: обработка ядохимикатами, облучение кварцевыми лампами. Наиболее доступными методами являются прогревание и замачивание в растворе марганцевокислого калия и фитоспорина.

11.Дражирование - также эффективный способ. Это обволакивание семян органо-минеральной питательной смесью, в которую добавляют стимуляторы роста, культуру полезных микроорганизмов, витамины.

Такие теоретические сведения мы получили, изучая литературу по семенному размножению и в ходе консультирования со специалистами.

1.2. О препаратах, полученных на основе бишофита и их значении

Используя интернет-ресурсы, мы смогли получить сведения о  бишофите и препаратах , полученных на основе бишофита . Это : двукомпозиционный препарат «Марс-ELBi» (патент Украины №19205) и «Бишаль» (Материал подготовлен на основании отчетов ученых и ведущих специалистов о проведенных опытах в хозяйствах Волгоградской области.)

  Микроэлементы, входящие в его состав препарата «Марс-ELBi» оказывают положительное влияние на всхожесть семян и образование мощной корневой системы. Растения имеют возможность синтезировать полный спектр ферментов, которые позволяют более интенсивно использовать энергию, воду и микроэлементы, в результате, получать более высокий урожай. Так, медь, входящая в состав окислительных ферментов, принимает участие в синтезе белка. Недостаток меди резко угнетает процесс прорастания семян. Молибден, кобальт и марганец входят в состав жизненно необходимых ферментов и являются стимуляторами роста, которые повышают урожайность культур. Цинк влияет на способность семенной оболочки удерживать воду. Магний и сера принимают  участие в процессах окисления и  фотосинтеза.

Второй препарат - «Бишаль» также изготовлен на основе природного минерала бишофита. В его состав входят жизненно необходимые для растений макро- и микроэлементы, которыми наши почвы обеспечены недостаточно: магний, калий, кальций, бор, молибден, железо, медь, селен, фосфор и др. Рабочий состав полностью обволакивает семена, надежно защищает трещины и микро травмы от проникновения патогенной микрофлоры и загнивания. В то же время «Бишаль» хорошо собирает и пропускает к семенам влагу, способствуя их прорастанию. Является экологически чистым и безопасным препаратом. «Бишаль» можно применять в богарных и орошаемых агроценозах лесостепной, степной, сухостепной и полупустынной зон страны на зерновых, масличных, крупяных, бахчевых, овощных и плодово-ягодных культурах.

1.3   Бишофит и бишомед

В ботаническом саду ВГПУ нам было предложено провести исследование по изучению влияния нового экспериментального вещества (бишомед)  на прорастание семян и рост растений. Используя его в разной концентрации для предпосевной обработки семян и в качестве внекорневой подкормки для культурных растений, необходимо  определить допустимые и оптимальные концентрации для разных видов растений.

Бишомед экспериментально получили из бишофита в результате электролиза на кафедре химии Волгоградского государственного педагогического университета (Н.А.Лаврикова,  В.Т.Фомичев, В.Е. Древин). В процессе данного электролиза происходит взаимодействие образующихся хлорноватистой и бромноватистой кислот, ионов меди с щелочью с образованием гипохлорита и гипобромита магния и меди:

• 2HCl +Mg(OH)2=Mg(ClO)2+2H2O
• 4HClO+CuO=2Cu(ClO)2+2H2O
• 2HBrO+Mg(OH)2 =Mg(BrO)2 +2H2O
• 2HBrO+Cu2 O =  Cu(BrO)2+H2O

Образующиеся при электрохимическом окислении природного бишофита вещества обладают дезинфицирующими свойствами (Электрохимическое обеззараживание сельскохозяйственных стоков, 2009). Сам природный бишофит  представляет собой источник микроэлементов и давно применяется при выращивании с/х культур и в медицинских целях. На основе природного бишофита изготавливают препараты для обработки семян.

Основа природного бишофита - это шестиводный хлорид магния (MgCl2 6H2O), его в волгоградском бишофите 90-96%,  а также  соли щелочных и щелочноземельных металлов, относящихся к галогенидам.  Здесь есть ионы кальция, бария, рубидия, стронция, молибдена, кобальта, марганца, цинка, магния.

А какие результаты даст обработка семян и растений бишомедом?- вот вопрос, который стоял перед нами.

Гипотеза

1. Бишомед  должен обладать фунгицидными свойствами.
2. Микроэлементы, входящие в состав бишомеда должны оказывать положительное влияние на развитие мощной корневой системы растений, формирование вегетативной массы, образование генеративных органов.

Объект исследования

Объектами в нашей работе являлись семена культурных растений, предоставленные БС ВГПУ, а также взрослые растения бархатцев отклоненных (сорт «Дейнти Мариетт»)

Глава II  Материалы и методы.

Регулярные наблюдения за ростом и развитием исследуемых растений (бархатцев) вели в течение сентября-ноября 2009 г. систематически раз в неделю согласно методике, разработанной в ГБС РАН и рекомендуемой Советом ботанических садов (Методика…, 1975). Фенологические наблюдения проводили за всеми экземплярами изучаемых растений. При этом отмечали: раскрытие новых листьев, появление бутонов; начало цветения. Для оценки воздействия бишомеда на рост и развитие растений еженедельно проводили морфометрические измерения всех изучаемых особей (высота и количество побегов, длина и ширина листа, количество генеративных образований, пр.).

Для изучения влияния бишомеда использован следующий вариант проращивания семян: лабораторная всхожесть в чашках Петри, на дне которых находится влажная фильтровальная бумага при переменной комнатной температуре (21-230С). Число семян в пробе 50-100 штук. Отбирали семена визуально целые, неповрежденные. Повторность двухкратная. Проращивали от 10 до 20 дней. Проросшие семена ежедневно подсчитывали и осторожно удаляли пинцетом. Проросшими считали семена, у которых корешок достигал половины диаметра семени. Данные наблюдения заносили в специальные бланки. Всхожесть семян определяли, вычисляя среднее арифметическое из всхожести, полученной в двух пробах.

Семена подвергались намачиванию раствором бишомеда различной концентрации (0,1; 1, 10 и 20%-ные), время выдержки - 6-8 часов. Для контроля было использовано намачивание семян в воде.

Полученные данные камерально обрабатывали, средние числа получали при помощи программы STATISTIKA.

Глава III    Результаты работы

1.  Влияние бишомеда на прорастание семян культурных растений.

Нами было выполнено исследование о выявлении влияния предпосевной обработки раствором бишомеда разной концентрации на прорастание семян различных декоративных и сельскохозяйственных растений. Эксперимент проводился на территории ботанического сада ВГПУ и в условиях школы, длительность каждого эксперимента – 1 месяц. Семена подвергались намачиванию раствором бишомеда, время выдержки при температуре 21-230с  6-8 часов. Для контроля было использовано намачивание семян в воде. Затем высаживались в субстрат из торфа, песка и листовой земли в соотношении 1:1:1 для проращивания в прозрачные пластиковые контейнеры с крышками (для поддержания постоянной влажности). Число семян в пробе 50-100 штук. Отбирали семена визуально целые, неповрежденные. Повторность двухкратная.

Опыт №1

Культуры: 1 - подсолнечник декоративный; 2- гомфрена шаровидная; 3 – лапчатка непальская; 4 - гибискус гибридный; 5- лен крупноцветковый; 6- змееголовник молдавский; 7 - бархатцы отклоненные «Дейнти Мариетт»; 8 - лапчатка прямая; 9 – мальва.

Таблица 1.

Опыт №2

Культуры: 1 - капуста; 2- целозия перистая «Пампос»; 3 – лук; 4 – морковь; 5 – георгина однолетняя; 6 - цинния «Карусель»; 7 - шпинат «Мотодора»; 8 – кабачок; 9 – бархатцы отклоненные «Лунный свет».

Таблица 2.

Выводы:

Обработка бишомедом влияет на прорастание исследуемых растений, но неоднозначно для разных культур. В связи, с чем можно выделить следующие группы:

1. Растения, у которых повышается всхожесть семян с повышением концентрации раствора до 20%. (лен крупноцветковый, подсолнечник декоративный, мальва). Обработка семян раствором бишомеда оказывает положительное влияние на всхожесть семян данных видов.

2. Растения, для которых максимальная всхожесть отмечена при концентрации от 0,1 до 10% (гомфрена шаровидная, бархатцы отклоненные «Дейнти Мариетт», бархатцы отклоненные «Лунный свет», лапчатка прямая, целозия перистая «Пампос», цинния «Карусель», кабачок), но лучшие результаты мы наблюдали при воздействии 1% раствором бишомеда.

3. Растения, у которых максимальная всхожесть семян наблюдается при намачивании в воде (лапчатка непальская, гибискус гибридный, змееголовник молдавский, капуста, морковь, георгина однолетняя). Это может быть связано с биологическими особенностями растений или необходимостью другой концентрации действующего вещества для предпосевной обработки семян, что подтверждает важность проводимого эксперимента для выяснения влияния бишомеда на отдельные культурные растения.

У лука и шпината существует глубокий физиологический покой семян, который снимается специальными воздействиями (например, холодной стратификацией), наш опыт доказал, что бишомед не способен вывести семена из такого типа покоя.

3.2. Влияние бишомеда на рост и развитие растений.

Микроэлементы, входящие в состав бишомеда должны оказывать положительное влияние на развитие мощной корневой системы растений, формирование вегетативной массы, образование генеративных органов. При регулярном внесении раствора растения получают набор химических элементов, и с их помощью имеют возможность синтезировать полный спектр ферментов, которые позволяют более интенсивно расти и развиваться. Поэтому вторая часть нашей исследовательской работы посвящена выяснению влияния бишомеда на рост и развития такой распространенной декоративной культуры как бархатцы отклоненные (сорт «Дейнти Мариетт») и подбор оптимальной концентрации раствора для внекорневой подкормки (обработка по листьям). 

Подкормка раствором бишомеда проводилась 1 раз в неделю по листьям вегетирующих молодых растений. Для эксперимента взяты растворы разной концентрации (0,1%, 1%, 10% и 20%). В каждой группе было по 20 растений, высаженных предварительно в индивидуальные контейнеры. Опыт проводился в условиях школы в двух повторностях (таблицы 3-6, диаграммы).

Выводы:

Проведенные опыты демонстрируют разную степень влияния на рост побегов в высоту растворов различной концентрации. Так, 10%-ный раствор бишомеда оказывает наиболее активное положительное воздействие на бархатцы. Образование листьев у экспериментальных растений также ускоряется при их обработке 0,1% или 10%-ным раствором бишомеда. Таким образом, бишомед в концентрации от 0,1 до 10% благоприятно влияет на рост вегетативной массы и закладку новых вегетативных органов у бархатцев.

Образование и развитие генеративных органов, в нашем случае соцветий, также можно ускорить с помощью внекорневой подкормки растений раствором бишомеда. Наилучшая концентрация раствора по результатам наших опытов составляет 1%.

Проведенные исследования доказывают общее положительное действие раствора бишомеда на развитие вегетативных органов и соцветий бархатцев отклоненных.

Таблица 3

Опыт №1

Влияние подкормок бишомедом разных концентраций на высоту растений бархатцев отклоненных (сорт «Дейнти Мариетт»)

                                                                                                              Таблица 4.

Опыт №2

Влияние подкормок бишомедом разных концентраций на высоту растений бархатцев отклоненных (сорт «Дейнти Мариетт»)

Таблица 5.

Опыт №1

Влияние подкормок бишомедом разных концентраций на количество листьев  бархатцев отклоненных (сорт «Дейнти Мариетт»)

Таблица 6.

Опыт№2

Влияние подкормок бишомедом разных концентраций на количество листьев  бархатцев отклоненных (сорт «Дейнти Мариетт»)

Таблица 7.

Влияние подкормок бишомедом разных концентраций на количество соцветий  бархатцев отклоненных (сорт «Дейнти Мариетт»)

Заключение

В результате проделанной работы нами были изучены состав и свойства экспериментального вещества – бишомеда. Проведен обзор литературных данных по семенному размножению (всхожесть, прорастание, жизнеспособность и пр.), рассмотрены варианты предпосевной подготовки семян с целью повышения их всхожести.

На базе БС ВГПУ и МОУ СОШ №86 проведены серии экспериментов по изучению влияния обработки семян раствором бишомеда разной концентрации на сроки и качество прорастания семян, а также рост и развитие растений.

Исследования показали, что обработка бишомедом влияет на прорастание исследуемых растений, но неоднозначно для разных культур. В связи, с чем мы выделили следующие группы:

1. Растения, у которых повышается всхожесть семян с повышением концентрации раствора до 20%. (лен крупноцветковый, подсолнечник декоративный, мальва).

2. Растения с максимальной всхожестью семян при концентрации от 0,1 до 10% (гомфрена шаровидная, бархатцы отклоненные целозия перистая «Пампос», др.).

3. Растения, у которых максимальная всхожесть семян наблюдается при намачивании в воде (лапчатка непальская, гибискус гибридный, др.), что связано с биологическими особенностями растений и требует продолжения работы.

Проведенные опыты продемонстрировали, что бишомед в концентрации от 0,1 до 10% благоприятно влияет на рост вегетативной массы и закладку новых вегетативных органов у бархатцев. Однако образование и развитие генеративных органов ускоряется с помощью внекорневой подкормки растений раствором бишомеда в концентрации 1%.

Проведенные исследования доказывают общее положительное действие раствора бишомеда на развитие вегетативных органов и соцветий бархатцев отклоненных.

Список литературы: