Влияние кислой среды на прорастание семян кактусов.

Опубликовано Маркарова Людмила Александровна вкл 17.03.2014 - 23:42

Автор:

Цысь Кристина Витальевна

Посмотрев одну из передач про кактусы и увидев красивые коллекции этих цветов, очень захотелось не просто иметь их у себя дома. Чтобы пополнить разнообразие кактусов в наших российских коллекциях новыми редкими видами, мы начали проращивать семена из популярных иностранных питомников. Однако столкнулись с проблемой всхожести сеянцев. При обычных для кактусов условиях проращивания мы наблюдали маленькую всхожесть. Не так-то легко прорастить семена кактусов!

Практическая значимость нашего исследования состоит в том, что человек должен не только окультуривать дикорастущие виды и приумножать их количество, но и создавать подходящие условия для жизни культурных растений. Кроме того, с помощью размножения семенами можно добиться главной задачи экологии - каждое новое поколение растений, выращенное из семян, становится более приспособленным к созданным нами искусственным условиям среды. Целью выявление подходящих условий для прорастания редких видов, а главное – доказательство влияния кислой среды на прорастание семян кактусов и других суккулентов. Объектом исследования явились кактусы, у которых семена при правильном проращивании имеют плохую всхожесть: 2 вида ребуции, 2вида лобивии, 1 вид опунции и 1 вид мелокактуса. Кроме того нами изучалась всхожесть самого красивого суккулента пустыни – адениума обессума.

Для достижения цели решались следующие задачи: провести анализ литературных источников; экспериментально исследовать зависимость прорастания семян от кислотности среды; провести сравнительный анализ всхожести кактусов и других суккулентов после создания определенных условий для прорастания.

В результате нашего исследования были получены следующие данные и сделаны выводы: 1) размножение семенами – единственный способ пополнения домашних коллекций редкими, трудно размножающимися кактусами; 2) некоторые виды имеют очень маленькую всхожесть семян (0-25%); 3) для того, чтобы улучшить всхожесть семян можно применить слабые кислоты, в результате чего она увеличивается на 10-80 %; 4) влияние кислой стимуляции подтверждают опыты с семенами, где заведомо были нарушены условия прорастания; 5) стимуляция прорастания семян сложно с уверенностью применять на другие суккуленты. Кроме хорошего прорастания, с помощью нашего метода можно добиться хороших, здоровых сеянцев, у которых скорость роста больше, чем у сеянцев, выросших без замачивания.Посмотрев одну из передач про кактусы и увидев красивые коллекции этих цветов, очень захотелось не просто иметь их у себя дома. Чтобы пополнить разнообразие кактусов в наших российских коллекциях новыми редкими видами, мы начали проращивать семена из популярных иностранных питомников. Однако столкнулись с проблемой всхожести сеянцев. При обычных для кактусов условиях проращивания мы наблюдали маленькую всхожесть. Не так-то легко прорастить семена кактусов!

Скачать:

Вложение	Размер
statya.docx	1004.62 КБ

Предварительный просмотр:

ЦЫСЬ Кристина Витальевна

Краснодарский край, Кореновский район, город Кореновск

МОБУ «Средняя общеобразовательная школа № 1

имени И.Д. Бувальцева», 6 класс

ВЛИЯНИЕ КИСЛОЙ СРЕДЫ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН КАКТУСОВ

Научный руководитель: Маркарова Людмила Александровна, учитель химии, биологии МОБУ СОШ №1

ЦЫСЬ Кристина Витальевна

Краснодарский край, Кореновский район, город Кореновск

МОБУ «Средняя общеобразовательная школа № 1 имени И.Д. Бувальцева», 6 класс

ВЛИЯНИЕ КИСЛОЙ СРЕДЫ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН КАКТУСОВ

Научный руководитель: Маркарова Людмила Александровна, учитель химии, биологии МОБУ СОШ №1

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………..………...	3
Глава 1.Научные и официальные данные об объекте исследования .................................	4
1.1 Общие сведения о кактусах и их размножении………………………………...	4
1.2 Условия произрастания кактусов в естественной среде обитания……………	5
1.3 Условия прорастания семян кактусов в искусственной среде…………..…….	6
1.4 Факторы, препятствующие прорастанию семян……………………………….	6
Глава 2. Исследование влияния кислой среды на прорастание семян разных видов кактусов.………..……………………………………………………………………………..	7
2.1. Методы исследования зависимости прорастания семян от показателей кислотности ………………………….………………………………………………………	7
2.2.Создание кислой среды для прорастания семян суккулентов………………...	7
2.3. Показатели всхожести разных видов кактусов………………………………..	8
2.4.Сравнение результатов всхожести семян кактусов и других суккулентов (на основе экспериментальных данных)………….…………………………………………….	9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………………	10
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………………………...	11
Приложение I ……………………………………………………………….……………….	12
Приложение II ……………………………………………………………….………………	13
Приложение III ………………………………………………………………………..……..	14

ЦЫСЬ Кристина Витальевна

Краснодарский край, Кореновский район, город Кореновск

МОБУ «Средняя общеобразовательная школа № 1 имени И.Д. Бувальцева», 6 класс

ВЛИЯНИЕ КИСЛОЙ СРЕДЫ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН КАКТУСОВ.

Научный руководитель: Маркарова Людмила Александровна, учитель химии, биологии МОБУ СОШ №1

Введение.

Как-то при просмотре одного из выпусков «Национальной географии» меня привлек сюжет о кактусах. Конечно, до этого дня я знала о их существовании и мне это казалось достаточным. Но в передаче рассказывалось только самое удивительное и новое о кактусах. Оказывается, что во многих странах они являются лекарственными растениями: из мякоти их стеблей образуют средства - стимуляторы сердца, 10 видов антибиотиков и только несколько видов ядовиты. То, что суккуленты могут накапливать воду для себя - это очевидно, но то, что в саваннах и полупустынях эти растения могут спасти от жажды заблудшего человека и поддержать работу его сердца – это невероятно.

Об этой передаче я вспомнила в тот момент, когда учитель биологии показывала нам свою коллекцию кактусов. Некоторые из ее кактусов я никогда в жизни не видела. Мне тоже захотелось собрать интересную коллекцию. Вот так начался мой путь в страну удивительных колючих созданий.

Актуальность данной темы состоит в том, что человек должен не только окультуривать дикорастущие виды и приумножать их количество, но и создавать подходящие условия для жизни культурных растений. Кроме того, с помощью размножения семенами можно добиться главной задачи экологии - каждое новое поколение растений, выращенное из семян, становится более приспособленным к созданным нами искусственным условиям среды.

Целью нашей работы является получение информации об успешном пополнении нашей коллекции, выявление подходящих условий для прорастания редких видов, а главное – доказательство влияния кислой среды на прорастание семян кактусов и других суккулентов. Объектом исследования явились кактусы, у которых семена при правильном проращивании имеют плохую всхожесть: 2 вида ребуции, 2вида лобивии, 1 вид опунции и 1 вид мелокактуса. Кроме того нами изучалась всхожесть самого красивого суккулента пустыни – адениума обессума.

Для достижения цели решались следующие задачи: провести анализ литературных источников; экспериментально исследовать зависимость прорастания семян от кислотности среды; провести сравнительный анализ всхожести кактусов и других суккулентов после создания определенных условий для прорастания.

Предметом исследования является предположение того, что кислая среда оказывает благоприятное влияние на прорастание семян суккулентов.

ЦЫСЬ Кристина Витальевна

Краснодарский край, Кореновский район, город Кореновск

МОБУ «Средняя общеобразовательная школа № 1 имени И.Д. Бувальцева», 6 класс

ВЛИЯНИЕ КИСЛОЙ СРЕДЫ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН КАКТУСОВ.

Научный руководитель: Маркарова Людмила Александровна, учитель химии, биологии МОБУ СОШ №1

Глава 1. Научные и официальные данные об объекте исследования.

1.1 Общие сведения о кактусах и их размножении.

Кактусы составляют очень обширную группу растений. В настоящее время существует более 125 родов и около1250 видов кактусов [1].

Эти растения способны произрастать в засушливых местообитаниях, однако в отличие от пустынных растений, которые могут обходиться ничтожно малым количеством воды и имеют сухие стебли с минимумом влаги, суккуленты, напротив, способны даже в самых жарких условиях накапливать и надежно сохранять влагу в клетках специальной ткани. Кактусы как раз являются яркими представителями суккулентных растений.

Кактусы имеют очень важные приспособления. Во-первых: мясистое тело его покрыто плотной воскообразной оболочкой, почти не пропускающей воду и газы. Таким образом, стебли растений оказываются как бы в своеобразной вакуумной упаковке, которая препятствует испарению влаги. Во-вторых: многие виды кактусов способны извлекать влагу прямо из воздуха с помощью волосков и колючек. Столь необычная особенность позволяет многим видам использовать влажный воздух для пополнения запасов воды [2].

От других суккулентов кактусы отличаются наличием специальных подушек или площадок – ареол. Это видоизмененные почки, из которых, как и из обычных почек. Развиваются цветки и плоды. У некоторых видов, растущих в лесных зонах тропиков, из почек развиваются листья. Вопреки расхожему мнению, колючки (иголки) столь характерные для этих растений – это не видоизмененные листья, а лишь почечные чешуи [1], [3].

Размножение кактусов происходит двумя способами: укоренением отводков, черенков, «деток» и выращивание из семян. Первое относят к бесполому вегетативному размножению. Понятно, что пополнить количество растений таким способом совсем не сложно.

Альтернативой вегетативному размножению является размножение генеративное – с помощью семян. Для некоторых видов кактусов этот последний способ размножения является единственным источником пополнения их коллекций, потому, что эти виды вообще не дают «деток», а размножение черенками дается с большим трудом или не удается вовсе. И еще очень большая значимость - семенное размножение позволяет избежать постепенного вырождения вида в ряду вегетативных поколений.

1.2 . Условия произрастания кактусов в естественной среде обитания.

Принято думать, что кактусы живут только в пустынных местностях. Но это не так, эти своеобразные растения можно найти почти повсюду, и везде они будут приспособлены к конкретным условиям. Просто пустыни оказались той средой, в которой суккулентное строение становится особенно выигрышным.

Разнообразные кактусы происходят в основном из Америки или Африки, хотя представители этой разнородной группы встречаются и в европейской, и в азиатской флоре [4].

Засушливые горные области. Виды кактусов, которые встречаются в высокогорьях, подвергаются очень сильному солнечному облучению, мощным ветрам и значительным перепадам температур, сильно понижающимся в ночное и зимнее время. Почвенный слой в таких местах каменистый, неглубокий и не способный удерживать влагу длительное время. В таких экстремальных условиях (к примеру, в Андах Боливии) растут многочисленные виды рода Лобивия, которые являются объектом нашего исследования; а в горах Мексики колючие заросли маммиллярий, которые массово продаются в цветочных магазинах по всей стране и являются любимчиками коллекционеров. В высокогорных районах Италии также можно встретить некоторые кактусы [5].

Пустынные равнины. Суккуленты редко встречаются в таких пустынях, как Сахара, где дожди не выпадают годами, поскольку не один из известных видов не может накопить в тканях такое количество влаги, которого хватило бы на столь длительное время. Растут же они в зонах полупустынь, где долгие месяцы сильного зноя сменяются краткими периодами дождей, во время которых растения могут накапливать влагу. К этой группе относится много видов кактусов, растущих, например, на почвах равнин и плоскогорий юго-запада США и в Мексике Своеобразные полупустынные зоны есть у океанических побережий Чили и Перу, а также и в некоторых областях Южной Африки [5]. Там, благодаря морским течениям, нередко бывают продолжительные туманы, которые являются источником необходимой для растений влаги.

Леса и джунгли. Некоторые виды кактусов растут во влажных тропических и субтропических лесах. В большинстве случаев - это виды, которые растут на стеблях других растений, поэтому имеют ползучие или свисающие стебли. Среди них наиболее известны кактусы родов Эпифиллюм и Шлюмбергера. В отличие от большинства суккулентов, в природе солнечный свет поступает к ним через фильтр густых крон деревьев.

1.3 Условия прорастания семян кактусов в искусственной среде.

Выращивание и коллекционирование кактусов, очень увлекательное направление современного цветоводства. Коллекционеры разбираются в сложных названиях и мудреной агротехнике. Бывает, что одним и тем же названием называются совершенно разные кактусы. Каждый коллекционер пытается как можно тщательнее приблизить условия выращивания кактусов к их естественным, родным. Главная задача - найти метод, с помощью которого можно увеличить всхожесть семян кактусов, что позволяет нам выбрать лучшие и приспособленные экземпляры для следующего размножения.

Плоды кактусов могут быть сухими или сочными. В них созревают округлые семена разных размеров у разных видов (приложение I).

В настоящее время существует очень мало работ по условиям прорастания семян кактусов в искусственных условиях. Например, проф. К. Циммер (1999) отмечает, что «сведения о прорастании семян кактусов в литературе найти невозможно.
В большинстве случаев имеются сведения общего характера...» [6, с. 2]. Однако и общие сведения отличаются у разных авторов. Можно сделать вывод, что для каждого рода кактусов характерны свои условия прорастания. Успех при посевах зависит от многих факторов: освещение, температура, влажность, состав почвы, возраст семян, размер семян и т. д. Ряд видов кактусов имеют только им присущие особенности и при посеве важно сгруппировать семена так, чтобы условия их проращивания были сходными .

О влиянии слабых кислот на прорастание семян в настоящее время не существует достоверной информации, но среди коллекционеров бытует мнение, сто всхожесть увеличивается при увеличении кислотности почвы. Доказать это и явилось целью нашего эксперимента.

1.4 Факторы, препятствующие прорастанию семян.

Единственное, что может помешать нам при проведении исследования – это нарушение общих требований к прорастанию семян кактусов. Низкая температура и повышенная влажность вместе приводят к загниванию семян и «наклюнувшихся» корешков. Отсутствие доступного кислорода ведет к размножению на почве слоя из одноклеточных водорослей, которые подавляют рост сеянцев. В то же время, отсутствие влажного воздуха в рассаднике при высокой температуре не дают набухнуть семенам.

Старость семян также уменьшает вероятность дружного прорастания сеянцев.

ЦЫСЬ Кристина Витальевна

Краснодарский край, Кореновский район, город Кореновск

МОБУ «Средняя общеобразовательная школа № 1 имени И.Д. Бувальцева», 6 класс

ВЛИЯНИЕ КИСЛОЙ СРЕДЫ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН КАКТУСОВ.

Научный руководитель: Маркарова Людмила Александровна, учитель химии, биологии МОБУ СОШ №1

Глава 2. Исследование влияния кислой среды на прорастание семян разных видов

2.1. Методы исследования зависимости прорастания семян от показателей кислотности.

Для эксперимента были выбраны кактусы родов Ребуция (2 вида), Лобивия (2 вида), Опунция (1 вид), Мелокактус (1 вид). Семена лобивий и мелокактуса собраны собственноручно из местной коллекции. Семена ребуций были заказаны и привезены из Европы (ф-ма "Kohres Kakteen" Германия) [7].

Для достижения оптимальных условий прорастания исследуемых нами видов кактусов использовалась самодельная тепличка в виде пластиковой коробки с отверстиями на дне, поддона и крышки, с внутренней стороны которой прикреплялся мини-термометр.

Методы, используемые нами для достижения цели: 1 - Сбор достоверной информации и моделирование условий прорастания семян; 2 – сбор материала для эксперимента; 3 – постановка эксперимента (стимуляция и проращивание семян); 4 – обработка результатов с помощью методов биологической статистики; 5 – применение нашего эксперимента на других суккулентах, сравнение.

Для повышения достоверности эксперимента была выбрана контрольная группа семян, равная половине общего количества. Процесс проращивания семян кактусов для эксперимента является для нас не первым опытом, до этого мы проращивали эти виды кактусов без применения стимулятора – раствора слабой кислоты. Все утверждения о плохом прорастании семян данных кактусов являются достоверными.

2.2.Создание кислой среды для прорастания семян суккулентов

Для того, чтобы добиться слабокислой среды был проведен эксперимент с грейпфрутом. Известно, что грейпфрут содержит достаточное количество органических кислот. Можно нарезать фрукт шайбами по 10-15 мм и между ними закладывать семена на двое суток. Однако, технологию самого эксперимента мы немного пересмотрели, так как она показалась нам слегка громоздкой. Семена кактусов закладывали не в разрезанный грейпфрут, а в свежевыжатый его сок.

Нам нужно было учитывать, что свежий сок за два дня в открытой емкости мог зацвести или покрыться плесенью, поэтому при использовании сока в качестве стимулятора использовали стерильные новые пластиковые шприцы.

Каждый вид семян был поделен ровно пополам на две части, части пронумерованы. Одни из этих частей (1,2,3,4,5,6) были замочены (14.05. 2013 г) в соке грейпфрута на 2-е суток, вторые части (1*, 2*,3*,4*,5*,6*) – контрольная группа - остались ждать момента посева для обычной, 15-ти минутной обработки перекисью водорода 3% (приложениеII) . Спустя 2-х суток наступил момент посева. Все семена были успешно высеяны. Итого, нами было посеяно в общем 210 семян (табл. №1)

2.3. Показатели всхожести разных видов кактусов

Результаты нашего эксперимента отражены в таблице №1.

Таблица №1

Показатели всхожести семян экспериментальных кактусов.

Виды кактусов	Семена, замоченные в соке	Семена контрольной группы *
	Кол-во семян	взошли	%	Кол-во семян	взошли	%
Ребуция 1	20	12	60	20	_	0
Ребуция 2	20	10	50	20	5	25
Лобивия 3	20	16	80	20	11	55
Лобивия 4	20	10	50	20	8	40
Мелокактус 5	15	15	100	15	2	13

Из таблицы видно, что во всех случаях у нас качество всхожести семян кактусов больше в тех частях, которые обрабатывались соком. Особенно большая разница у мелокактуса и одного из видов ребуций. Если учитывать, сто крупно цветущие ребуции плохо прорастают всегда, то 60% всхожесть из 20 семян сложно считать великолепным результатом. Это означает, что представленные виды перед проращиванием должны подвергаться стимуляции, и мы нашли доступный и несложный ее метод .

Необходимо сказать об образце 6 – Опунция. Семена этого кактуса в силу специфических естественных условий обитания, должны в течение какого-то времени находиться в минусовой температуре окружающей среды. Без такой процедуры прорастание невозможно. Кроме того семена опунции покрыты очень твердой оболочкой. Мы не замораживали семена; надпилили каждое семя (16 штук) пилочкой для размягчения оболочки и простимулировали также соком грейпфрута. Наш результат – 2 проростка (12,5%). Результаты эксперимента с опунцией не следует считать достоверной, т.к. мы не выдерживали необходимых условий. Но эта часть исследования, по нашему мнению тоже важна. Она показывает, что влияние кислой среды на прорастание семян кактусов существует.

2.4 Сравнение результатов всхожести семян кактусов и других суккулентов (на основе экспериментальных данных)

Параллельно с кактусами мы проращивали семена «розы пустыни» - суккулента Адениума обессума. Это очень красивое растение с толстым стеблем, запасающем воду и имеющим вид бутылки. При создании правильных условий прорастают все семечки. Так при проращивании трех сортов адениума, замоченных в соке и трех других равнозначных сортов итого же вида, взошли все семечки. Однако сеянцы после стимуляции появились намного быстрее (через 1 день), чем проростки без стимуляции кислотами (приложениеIII)

Выводы:

Размножение семенами – единственный способ пополнения домашних коллекций редкими, трудно размножающимися кактусами.
Некоторые виды имеют очень маленькую всхожесть семян (0-25%).
Для того, чтобы улучшить всхожесть семян можно применить слабые кислоты, в результате чего она увеличивается на 10-80 %.
Влияние кислой стимуляции подтверждают опыты с семенами, где заведомо были нарушены условия прорастания.
Стимуляция прорастания семян сложно с уверенностью применять на другие суккуленты. Кроме хорошего прорастания, с помощью нашего метода можно добиться хороших, здоровых сеянцев, у которых скорость роста больше, чем у сеянцев, выросших без замачивания.

ЦЫСЬ Кристина Витальевна

Краснодарский край, Кореновский район, город Кореновск

МОБУ «Средняя общеобразовательная школа № 1 имени И.Д. Бувальцева», 6 класс

ВЛИЯНИЕ КИСЛОЙ СРЕДЫ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН КАКТУСОВ.

Научный руководитель: Маркарова Людмила Александровна, учитель химии, биологии МОБУ СОШ №1

Заключение.

А знаете, как интересно всходят и растут малюсенькие кактусы! Оказывается это целая наука – не просто покупать кактусы и держать их у себя дома, а прилагать усилия и заботу для создания им комфортных условий существования. Так как многие кактусы показывают очень низкие результаты прорастания даже после создания им нужных условий, это может тормозить эффективность культивирования растений в нашей стране и других странах Европы.

Наше исследование доказывает, что обработка семян в кислых растворах имеет только положительный эффект, причем всхожесть семян редких и трудно проращиваемых видов кактусов может возрастать в несколько раз! Стимуляцию кислотами можно использовать на проращивании и других суккулентных растениях.

Каждый год находятся новые методы и приемы ухода за этими удивительными растениями и мы надеемся, что наша работа внесла небольшую лепту в изучение кактусов и сохранение их видов в естественных условиях. Зная все уязвимые места размножения этих растений, люди могут сохранить природные места обитания в неизменном виде.
Так что, любители природы, красивый цветущий колючий сад на Вашем окне – это не только украшение комнаты, а еще и источник творческой работы и ухода, а также полезное во всех своих проявлениях растение.

ЦЫСЬ Кристина Витальевна

Краснодарский край, Кореновский район, город Кореновск

МОБУ «Средняя общеобразовательная школа № 1 имени И.Д. Бувальцева», 6 класс

ВЛИЯНИЕ КИСЛОЙ СРЕДЫ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН КАКТУСОВ.

Научный руководитель: Маркарова Людмила Александровна, учитель химии, биологии МОБУ СОШ №1

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Ван дер Неер Ян. Все о кактусах. /Полный указатель родов и видов с синонимами по современной классификации/. – М.: изд-во «Оникс», 2006 – 207с.
Урбан А. Колючее чудо. – Братислава: Изд-во «Веда», 1983 – с. 10, 18
Турдиев С., Седых Р., Эрихман В. Кактусы. – Алма – Ата: «Кайнар», 1974 – 25, 28с
Сергеева Э. Кактусы в домашних условиях. – М.: изд-во «Феникс», 2006 – с. 3-4, 270 с.
Мосин И. Кактусы. Иллюстрированная энциклопедия. – СПб.: изд-во «СЗКЭО», 2011 – 304 с.
Балашов Н.Г., Синев И.Е. Всхожесть семян кактусов. /Статья из журнала " Кактусы и другие сухолюбивые растения./Номер 1// - М., 1999 год – 2с
Сайт владельца питомник в Германии, интернет- магазин http://www.koehres-kaktus.de