Исследовательская работа "Томтейто на моем огороде".

Научный форум молодых исследователей «Шаг в будущее»

Томтейто на моем огороде

Автор:

Косенко Алёна Сергеевна

МАОУ «Туртасская средняя общеобразовательная

 школа», п. Туртас

6 класс

Научный руководитель:

Никитина Валентина Николаевна

учитель биологии высшей категории

МАОУ «Туртасская средняя общеобразовательная школа»

п.Туртас

Российская Федерация, г. Тюмень

2016 г.

Томтейто на моем огороде

Введение.

В обществе людей в настоящее время появилась тенденция использовать в пищу натуральные продукты, выращенные и переработанные своими руками. В нашей стране все больше семей возвращаются к разработке земельных участков, где выращивают овощи и разводят сельскохозяйственных животных.

Наш Уватский район не исключение. Несмотря на его большую территорию, пригодных для культурной обработки земель недостаточно. У некоторых жителей нашего п.Туртас возле домов небольшая территория для огородов. В связи с этим они ограничены в выборе видов культурных растений. Поэтому я задумалась над тем, как с ограниченной территории получить больше урожая выращиваемых растений. Размышляя над этим вопросом и читая литературу, я натолкнулась на интересные исследования прививки растений друг на друга, относящихся к одному семейству. Оказывается, что в начале двадцатого века Мичурин Иван Владимирович  проводил опыты по прививанию растений одного семейства, а так же в 21 веке подобные опыты проводились и за рубежом, например в Англии. Недавно я прочитала о моем ровеснике из Московской области, который проводил опыты по прививке томата на картофель.  Я заинтересовалась данным исследованием и решила провести подобные опыты в нашем регионе рискованного земледелия.   Для своей работы я выбрала  растения семейства Пасленовые: картофель (Solanum tuberosum L.), томат (Solanum lycopersicum), еще и потому  что мои родители давно занимаются выращиванием этих растений и смогут помочь в проведении исследований.

Объект исследования: картофель - Solanum tuberosum L., томат - Solanum lycopersicum.

Предмет исследования: агротехника картофеля и томатов.

Я сформулировала  гипотезу:  «Если привить томат на картофель, то можно получить плоды томата и клубни картофеля с одной грядки».

Цель работы: изучить и провести два способа прививки томата на картофель, вырастить привитые растения в открытом и защищенном грунте, сравнить результаты.

           Задачи:

1. Изучить  историю  картофеля и томата  
2. Выяснить какие сорта картофеля и томата выращивают в России.
3. Изучить  и применить два способа прививки томата на картофель.
4. Сравнить результаты опытов в открытом и защищенном грунте.

  Методы:

1. Метод прививки.
2. Агротехнические методы выращивания томата и картофеля.

Историческая справка.

 История картофеля. Родина картофеля — Южная Америка, где до сих пор можно встретить дикорастущие растения. Введение картофеля в культуру было начато примерно 9-7 тысяч лет тому назад на территории современной Боливии. Индейцы не только употребляли картофель в пищу, но и поклонялись ему, считая одушевлённым существом. В Европе картофель появился во второй половине XVI века и был сначала принят за декоративное растение,  причём ядовитое. Окончательно доказал, что картофель обладает высокими вкусовыми и питательными качествами, французский агроном Антуан-Огюст Пармантье (1737—1813). С его подачи началось проникновение картофеля в провинции Франции, а затем и других стран. Появление в России картофеля Вольное экономическое общество  связывало с именем Петра I, который в конце XVII века прислал в столицу мешок клубней из Голландии  для рассылки по губерниям  для выращивания.                                                                                                                                              

История томата:

 Индейцы, выращивавшие и употреблявшие томаты в пищу, называли это растение «туматль». Но в то же время до середины XIX века в Америке это растение считалось ядовитым, потому что ботаники отнесли его к семейству пасленовых — растений, известных своими ядовитыми свойствами. Как оказалось, все части томата ядовиты и источают резкий запах, кроме плодов и семян. Предполагалось, что томаты были завезены в Европу Колумбом через Западную Индию. Впервые возделывать томаты  в Европе начали в 50-60 годы XVI века, где им дали название «помидор». Название «помидор» происходит от итальянского  «pomo d'oro — «золотое яблоко». В конце XVI века во Франции, Англии, Бельгии, Германии помидоры называли «яблоками любви». В Чехословакии, Венгрии томаты называют райскими яблоками. Термин «томат», которым пользуются в настоящее время во многих странах, происходит от южноамериканского «томатиль».

История томатов и картофеля насчитывает достаточно много столетий. Современные селекционеры создали много сортов этих растений . Мне хотелось бы вас с ними познакомить .

 Характеристика сортов томатов и картофеля.

Сорта томата характеризуют по различным критериям:

• По типу роста куста — детерминантные и индетерминантные
• По времени созревания — ранние, среднеспелые, поздние
• По способу употребления — столовые, для консервации, для производства сока и др.

Индетерминантные сорта. К ним относят  высокие растения, которым нужна опора. Обычно их привязывают к палочке или веревке. Высокорослые индетерминантные помидоры обычно дают плоды, которые созревают в разное время на одном и том же растении, отсюда и название разновидности. Детерминантные (низкорослые) сорта отличаются от высокорослых тем, что они требуют менее тщательного ухода. Как правило, этим растениям  не нужно создавать опору при выращивании. Но это необходимо учитывать, обращая внимания на недостатки этих растений, такие как близость плодов к земле делает их  более уязвимыми перед насекомыми-паразитами и болезнями растений.

Карликовые (штамбовые) сорта – меньше размером, чем обычные детерминантные сорта. Так как это маленькие растения, они дают плоды маленького размера, которые часто называют помидоры Черри.

   Сорта  картофеля:

Сорта картофеля различаются не только по урожайности, но и по скорости созревания. Поэтому выбор правильного вида — основа хорошего урожая.

1. Ранние. Ранние сорта картофеля отличаются быстрым ростом и небольшим периодом вегетации.

2. Среднеранние

Более неприхотливые и лучше хранятся..

3. Среднеспелые

Наиболее распространенные виды, сбор которых приходится на начало августа.

4. Среднепоздние и поздние

Наиболее неприхотливые сорта, так как не только отлично хранятся в зимнее время, но и не требуют дополнительного проращивания.

Как я уже сказала , в истории селекции есть опыт по прививке растений друг на друга. В летний период мы будем проводить прививку томата на картофель. Я буду использовать два метода. Сейчас я вам о них расскажу.                                                                                                                                                                   

 Методы прививки томата на картофель.          

Картофель и томаты принадлежат к одному семейству и именно это дает возможность прививать эти культуры одну на другую.

1 метод – улучшенная копулировка.  Для этого рассаду помидоров надо вырастить так, чтобы их стебли и стебли картофеля одновременно достигли толщины примерно 7 мм. Потом лезвием бритвы или ножа, предварительно обработанные в растворе марганцовки, делается косой с одинаковым наклоном срез на стеблях картофеля и помидоров. Чтобы не допустить сдвига, на срезах делается расщеп, вставив стебли один в другой. Срезы следует обмотать изолирующим материалом и наложить шину, затем прибинтовать выше и ниже среза прививки. Это исключит возможность облома стебля по линии получившейся прививки.

2 метод – сращивание стеблей картофеля и томата. Высадить саженцы томата рядом с растениями картофеля, сделать лезвием бритвы или ножа, предварительно обработанные в растворе марганцовки,  боковые  срезы на стеблях растений, сняв покровные ткани,  и совместить эти срезы, затем обмотать место совмещения бинтом.

Анализ анкет. План работы для проведения практических исследований.

В шестом классе мы на уроках биологии изучали вегетативное размножение растений,  в частности размножение покрытосеменных растений прививкой. Я решила провести анкетирование  среди ребят параллели 6 классов с целью выяснения знаний об агротехнике прививки и  выращивания растений томатов и картофеля и интереса к вегетативному размножению растений (Приложение I)

1. В первом вопросе мы  выяснили, что большинство учащихся желают употреблять в пищу картофель и томаты, выращенные на своих огородах.
2. Это подтверждают ответы на второй вопрос. В их семьях выращивают в большом количестве томаты и картофель.  
3. Больше половины шестиклассников знают агротехнику выращивания этих растений и помогают родителям на своих огородах.
4. Но, к сожалению, ребята знают только традиционные способы выращивания томатов и картофеля. Большинство не читали о прививках томата на картофель.
5. Считаю, что они достаточно осторожны в дегустации незнакомых продуктов питания. Больше половины шестиклассников не стали бы пробовать плоды томата и клубни картофеля с привитого растения.

Изучив теоретический материал, составили план работы для проведения исследования (Приложение II)

Заранее провели разметку территории на огороде и в теплице, выделили место для размещения опытных растений.

Для проведения опытов  выбрали ранние сорта растений томата и картофеля: сорт томата «Капитан» для открытого грунта и плёночных теплиц, сорт картофеля «Императрица», клубни которого были выращены из семян в 2015 году.

22 марта  провели  посадку семян томатов, предварительно не замачивая. Первые всходы появились 28 марта. 12 апреля, после появления двух настоящих листочков, провели пикирование сеянцев в отдельные емкости. 22 мая томаты высадили в теплицу, в открытый грунт 28 мая.

Клубни картофеля подвергли яровизации с 4 мая. Посадку клубней в почву провели  25 мая. Растения томатов и картофеля до момента прививки развивались в пределах нормы (необходимо чтобы диаметр стеблей томатов и картофеля был приблизительно одинаковым, не меньше 7 мм).

Процесс прививки провели 20 июня. Применили два метода прививки: 1 метод – улучшенная копулировка, 2 метод – сращивание стеблей картофеля и томата. В теплице три растения томата привили на растения картофеля методом улучшенной копулировки. Лезвием ножа, предварительно обработанным в растворе марганцовки, сделали косой с одинаковым наклоном срез на стеблях картофеля и помидоров. Чтобы не допустить сдвига, на срезах сделали расщеп, вставив стебли один в другой. Срезы обмотали изолирующим материалом и наложили шину, затем прибинтовали выше и ниже среза прививки. Это исключит возможность облома стебля по линии получившейся прививки.

Три растения вторым методом – сращиванием стеблей картофеля и томата. Высадили саженцы томата рядом с растениями картофеля, сделали лезвием ножа, предварительно обработанным в растворе марганцовки,  боковые  срезы на стеблях растений, сняв покровные ткани,  и совместили эти срезы, затем обмотали место совмещения бинтом.

В открытом грунте провели аналогичные мероприятия. В целом мы получили 12 экземпляров растений.

В течение вегетационного периода проводилась подкормка растений настоем куриного помета, полив по необходимости, текущий уход (рыхление, прополка, подвязывание). К, сожалению, растения, привитые первым методом (улучшенной копулировкой) не развивались. Черенки томатов стали погибать в теплице и на улице. Только одно растение в теплице выжило, в течение лета происходило медленное развитие, но, к сожалению, на нем сформировался только один мелкий плод. Все растения, привитые вторым методом стали успешно развиваться.

Так как мы взяли скороспелый сорт томата «Капитан» к моменту прививки растения уже имели по одному  - два цветка, которые начали успешно развиваться и примерно через 10 дней появились первые плоды. Первый плод в теплице зафиксировали 2 июля. Плоды развивались на растениях до полного созревания. Первые побуревшие плоды появились в теплице, первый покрасневший плод зафиксировали 19 июля. Все покрасневшие томаты мы снимали с кустов, чтобы развитие следующих плодов происходило быстрее.

Закончили опыт 27 августа со следующими результатами: растения, привитые по первому методу улучшенной копулировки оказались нежизнеспособными, кроме одного растения, на котором появился всего один плод. Все растения, привитые вторым методом успешно развивались. Средняя высота растений в теплице 60 см., в открытом грунте 50 см. Общая масса плодов в теплице 1400гр., в открытом грунте 1600гр., масса клубней картофеля в теплице 3 700 гр, в открытом грунте 2 250 гр. Лето 2016 года было благоприятным для роста томатов и картофеля, но засушливым. Полив растений в защищенном грунте проводился 1 раз в неделю, это был общий полив для растений томатов, которые росли в теплице. На улице полив проводился 1 раз в 10 дней.

По данным таблицы №2 (Приложение III)  можно сделать вывод, что в защищенном грунте активнее шло формирование клубней картофеля, а в открытом грунте плодов томата.

Нам необходимо было выяснить отличаются ли по количеству крахмала клубни привитых растений от контрольных растений картофеля. Мы взяли по 200 гр. клубней  от названных растений, натерли на мелкой терке, положили в пустые мерные стаканы, предварительно их взвесив (220 гр.) и налили одинаковое количество воды. Провели вымывание крахмала из мезги картофеля, отжали ее и стали ждать оседание крахмала на дно стаканов. Через 1 час слили  воду и взвесили стаканы с осевшим крахмалом.  Получили следующие результаты: у привитых растений общий вес стакана 280 гр., значит чистый вес крахмала 60 гр., у контроля общий вес стакана 270 гр., значит чистый вес крахмала 50 гр.  Крахмал влажный, после сушки его вес возможно уменьшится. Мы проверили, действительно ли на дне стакана крахмал. Капнули по капле йода на вещество белого цвета, осевшего на дно стаканов, получили яркий фиолетовый цвет. Значит в стаканах действительно крахмал (Приложение IV)

При изучении растений семейства Пасленовые я узнала, что во всех зеленых частях растений картофеля содержится ядовитое вещество соланин. Соланин  - это сложное токсичное вещество, состоящее из молекулы сахара (глюкозы) и физиологически активного вещества - алкалоида соланоидина. Содержится этот яд в любой части растения - в цветках, листьях, стеблях, плодах и клубнях картофеля. Соланин обладает раздражающим действием на слизистые оболочки пищеварительного тракта и угнетает деятельность центральной нервной системы. Достаточно съесть за один раз 200 мг соланина (всего 0,2 г!), как наступит отравление.                                                  

У меня возник вопрос «У привитых растений высок  ли уровень соланина в зеленых плодах, ведь часть стебля и корни у томата от картофеля?» В литературных источниках я прочитала о методике В. И. Ниловой определения соланина в клубнях картофеля.  Эту методику думаю можно применить и для определения соланина в зеленых плодах томатов.

К, сожалению, мы не смогли определить наличие соланина в плодах привитых растений, т.к. учитель химии нашей школы, который мог бы нам помочь, был в отпуске. К окончанию опыта плоды уже все покраснели. Но в чем заключается методика мы изучили. Из картофеля  вырезается несколько пластинок толщиной 1 мм. Подготовленные пластинки помещаются на ровную поверхность, и на каждый срез по каплям в очередной последовательности наносятся: уксусная кислота (80-90%), затем концентрированная серная кислота и несколько капель 5%-ной перекиси водорода. Если  места срезов клубня картофеля очень быстро краснеют, то значит эта часть содержит соланин.

Мне стало интересно мнение моих одноклассников и родственников о вкусе плодов привитых томатов. Всего попробовали данные плоды 15 человек. Из них два человека сказали, что предпочитают более сладкие томаты. 13- ти  человекам плоды понравились. (Приложение V)

Заключение. Выводы.

Итак, в результате проведенной работы можно сделать следующие выводы:

1. Томат и картофель человек  выращивает очень давно, эти растения считаются ценными пищевыми объектами.
2. Сорта томата характеризуют по различным критериям:

По типу роста куста — детерминантные и индетерминантные

По времени созревания — ранние, среднеспелые, поздние

По способу употребления — столовые, для консервации, для производства сока и др.

   Сорта  картофеля:

Ранние

Среднеранние

Среднеспелые

Среднепоздние и поздние

3. Согласно составленному  плану работы  провели  исследования, применили два метода прививки: 1 метод – улучшенная копулировка, 2 метод – сращивание стеблей картофеля и томата.

4.  Сравнили результаты опытов в открытом и защищенном грунте.  Выяснили, что  второй метод прививки повышает процент выживания растений. Средняя высота растений в защищенном грунте 60 см., в открытом грунте 50 см. У растений в открытом грунте масса плодов на 200 гр. больше (1 600 гр.), чем в закрытом грунте (1 400гр.)  Масса клубней   наоборот в защищенном грунте больше на 1 450 гр. (3 700 гр.) больше, чем в открытом грунте (2 250 гр.) В защищенном грунте активнее шло формирование клубней картофеля, а в открытом грунте плодов томата. Выяснили, что  по количеству крахмала клубни  привитых растений отличаются  от клубней  контрольных растений картофеля:  у привитых растений вес крахмала 60 гр., у контроля вес крахмала 50 гр.  Крахмал влажный, после сушки его вес возможно уменьшится.

Рекомендации.

Необходимо изучать биологию растений семейства Пасленовые, чтобы проводить успешные опыты по прививке томата на картофель,

Литература

1.  Зверева А. П. Справочная книга садовода и огородника. Издание: 2-е, исправ. и доп.
Новосибирск.  Новосибирское книжное издательство, 1997

2. Тараканов Г.И. и др. Овощеводство. М.: Колос, 2003

3. Б.Н. Орлов и др. «Ядовитые животные и растения СССР»: Справочное пособие для ВУЗов. -  М.: Высшая школа, 1990. - С. 237

4. http://nasha-gryadka.ru/privivka-tomatov-na-kartofel-tomat-v-kvartire/

5. http://www.botanichka.ru/blog/2014/11/17/kak-vyirastit-tomatokartofel-samomu/ 

Приложение

Приложение I

Приложение II

Основные мероприятия опыта

Таблица №1

Приложение III

Сводная таблица результатов опыта.

Таблица №2

Приложение IV

Приложение V