Зависимость роста растений от условий увлажнения

 
 
 
 

  Содержание

  Введение………………………………………………………………………...4

  Глава 1. Обзор литературы…………………………………………………….5

  Глава 2. Материалы и методы исследования……………………………........9

        2.1 Характеристика  объекта исследования………………………………...9

        2.2 Методы исследования………………………………………………….11

  Глава 3. Результаты исследования и обсуждение …………………………12

  Глава 4. Практическое использование материалов……………………….15

  Выводы………………………………………………………………………...16

  Литература…………………………………………………………………….17

  Приложение…………………………………………………………………...18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Введение 

     Вода - это среда, в которой протекают  процессы обмена веществ. Все реакции  гидролиза, окислительно-восстановительные  реакции идут с участием воды. Вода служит источником кислорода, выделяемого  при фотосинтезе, и водорода, используемого для восстановления углекислого газа. Вода поддерживает конформацию молекул белка, устойчивость структур цитоплазмы и оболочки клеток в упругом состоянии. С изменением тургорного давления связаны некоторые движения частей растений (Малиновский, 2004).

     В тканях растений вода составляет 70-95% сырой  массы. Обладая уникальными свойствами, вода играет первостепенную роль во всех процессах жизнедеятельности (Полевой,1989).

  Актуальность: результаты выполненных исследований могут быть использованы при сельскохозяйственных работах.

  Цель:  Выяснить, как влияет на рост растений влажность почвы.

  Задачи:

1. Выяснить влияние увлажнения на рост растений;
2. Выявить зависимость роста растений от увлажнения;
3. Оценить результаты и сделать вывод о норме полива для пшеницы;

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 1. Обзор литературы 

     Вода  играет важную роль в жизни растений. Она является необходимым экологическим  фактором для жизни растений. С  помощью воды идет стимуляция роста, потому что водные растворы внутри растения передвигают питательные  вещества. Так же по отношению к воде, все растения делятся на разные экологические группы. Все это говорит о том, что жизнь и рост растений невозможен без воды ( http://www.valleyflora.ru/41-4.html).

     В жизни растений вода играет весьма существенную роль. Она входит в состав живой плазмы растения. В виде водных растворов внутри растения передвигаются различные вещества, как воспринимаемые (тоже в растворенном состоянии) из окружающей среды, так и создаваемые растением в процессе его жизнедеятельности. Теряя воду при испарении, растение поддерживает восходящий водный ток и умеряет нагревание, защищаясь от перегрева. Но и находящаяся вне растения вода небезразлична для него. Количество атмосферных осадков и их распределение во времени, а также способность почвы (или другого субстрата) удерживать попавшую в нее воду в толще, доступной для корней, характеризуют условия водоснабжения растения (Жизнь Растений,1982).

     Вода  в почве находится в раздробленном  состоянии: она вкраплена в поры разных размеров и форм и имеет огромную поверхность раздела с почвой, содержит ряд катионов и анионов. Поэтому почвенная влага весьма неоднородна по физическим и химическим свойствам. Различают три основные категории почвенной воды, отличающиеся по механизму удержания ее почвой: гравитационную, капиллярную и связанную.

     Гравитационная  вода — подвижная вода, которая  заполняет широкие промежутки между  частицами почвы и просачивается  вниз под действием силы тяжести (откуда и ее название), пока не достигнет  грунтовых вод.

     Капиллярная вода заполняет тончайшие промежутки между частицами почвы и удерживается капиллярными силами сцепления. Обычно «капиллярная кайма» хорошо выражена над горизонтом грунтовых вод, выше могут находиться горизонты «подвешенной» капиллярной воды, не связанной с грунтовыми водами. Под влиянием испарения с поверхности почвы капиллярная вода может подтягиваться вверх, создавая восходящий ток влаги.

     Связанная вода удерживается на поверхности почвенных  частиц адсорбционными силами. Количество ее значительно благодаря огромной поверхности почвенных частиц. Различают прочно связанную воду, находящуюся непосредственно на поверхности почвенных частиц, и рыхло связанную, находящуюся в более удаленных от частиц слоях. Первая неподвижна и не растворяет электролиты, вторая обладает пониженной подвижностью и слабой растворяющей способностью.

     Разные  формы почвенной влаги в неодинаковой степени доступны корневым системам растений. Наиболее легко усваивается  гравитационная вода, с большим трудом — капиллярная. Вся влага, удерживаемая в почве силами, превышающими осмотическое - давление клеточного сока зоны всасывания корня, не может поступить в растение даже при максимальной величине его сосущей силы (при завядании). Это так называемая недоступная влага, или мертвый запас; он приблизительно соответствует количеству прочно связанной воды. Количество недоступной влаги в разных почвах неодинаково и зависит от их физических и химических свойств (размеры частиц и пор, содержание коллоидных веществ и т. д.) (Горышина,1979).

     По  приуроченности к местообитаниям с разными условиями увлажнения и выработке соответствующих приспособлений среди наземных растений различают три основных экологических типа: гигрофиты, мезофиты и ксерофиты. Растения, для которых вода не только необходимый экологический фактор, но непосредственная среда обитания, относятся к водным, называемым гидрофитами.

     Гигрофиты – растения обильно увлажненных  мест обитания с высокой влажностью атмосферы. У этих растений кутикула тонкая, сильно развиты внутренние полости в листьях и стеблях, листовые пластинки тонкие, на листьях имеются особые железки – гидатоды (водяные устьица), через которые выделяется вода.

     Ксерофиты - растения местообитаний с недостаточным  увлажнением. Эти растения имеют  разнообразные приспособления, повышающие их засухоустойчивость. Они способны резко сокращать транспирацию в сухой период, имеют приспособления, усиливающие добывание воды при ее недостатке в почве, а также приспособления, позволяющие создавать запасы воды на время длительного перерыва в водоснабжении. Сокращение транспирации достигается разными способами: сокращением поверхности листьев, развитием слоя кутикулы или воскового налета, густым опушением листьев, углублением устьиц в мезофилл, плотным соединением клеток паренхимной ткани листа. Запас воды содержится в водозапасающей ткани листа или стебля. По разным способам приспособления растений к недостатку влаги различают склерофиты и суккуленты. У склерофитов жесткие листья и стебли, часто все растение сильно опушено или покрыто толстым слоем кутикулы. Суккуленты - сочные мясистые растения. Мезофиты – растения местообитаний со средним увлажнением(http://www.valleyflora.ru/41-4.html).

     По  многим особенностям структуры и  физиологии близки к ксерофитам растения, которые по тем или иным причинам испытывают недостаток влаги, сопряженный с действием низких температур. Иногда такие виды в качестве особого подразделения включают в группу ксерофитов, иногда выделяют в самостоятельные экологические типы — психрофиты и криофиты.

     Психрофиты  — растения влажных и холодных почв в холодных местообитаниях высокогорий и северных широт. Несмотря на достаточное увлажнение почвы, они часто испытывают недостаток влаги (или из-за физиологической сухости, вызванной низкими температурами, или в связи с преобладанием в почве недоступной влаги, как, например, на торфянистых почвах).

     Криофиты  в экологическом отношении очень  близки к психрофитам и связаны  с ними переходными формами. Это  растения сухих и холодных местообитаний  — сухих участков тундр, скал, осыпей. Обычно они рассматриваются и характеризуются вместе с психрофитами, поскольку у них много сходных морфологических и физиологических черт. Но среди криофитов есть и весьма своеобразные формы — это растения-подушки высокогорных холодных пустынь (Культиасов,1982).  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Глава 2. Материал и методы исследования

2.1 Характеристика объекта  исследования 

     Для проведения нашей работы мы использовали семена пшеницы мягкой, яровой (производство С-Пб, ЗАО «Союз МО»), так как  они наиболее доступны, недороги у  них большой процент всхожести, быстро прорастают.

     Отдел покрытосеменные (Magnoliophyta), класс однодольные (Liliopsida), порядок злакоцветные (Poales), сем. злаков (Poaceae).

     Пшени́ца (лат. Triticum) —ведущая зерновая культура во многих странах, в том числе и России ,

Корневая система мочковатая, колоски расположены колосом, по одному в каждом углублении его стержня. Стержень у диких видов ломкий. Колоски 2—5-цветковые; цветы тесно сближены, только нижние 1—3 плодущие, верхние мужские или неразвитые. Наружные колосковые чешуи (плёнки) парные, широкие, тупые, наверху по крайней мере с 1 зубцом или с 1 или несколькими остями. Нижняя цветковая чешуя на спинке выпуклая, часто ладьеобразная, со многими жилками, на конце с 1 или несколькими зубцами или остями. Зерно с глубокой бороздкой, на вершине пушистое, свободное( http://ru.wikipedia.org/wiki/Пшеница).

     Биологические особенности. Пшеница — растение однолетнее. Путём гибридизации различных  видов и родов созданы многолетние  формы. У пшениц различают озимые, яровые, полуозимые формы и двуручки (дают урожай при весеннем и осеннем  посеве). Яровую пшеницу высевают весной, в районах с мягкими зимами — также осенью, вегетационный период её 70—110 сут.

     Семена  пшеницы начинают прорастать при 1—2 °С. Оптимальная температура для  получения дружных всходов 12—15 °С, роста и развития 16—22 °С, налива зерна 22—25 °С. За период вегетации для пшеницы нужна сумма среднесуточных температур около 1300 °С. Всходы яровой пшеницы переносят заморозки до —8 °С.

Пшеница довольно требовательна к влаге, особенно в период выхода в трубку — налива зерна; отзывчива на орошение (сорта  интенсивного типа дают при поливе 80—100 ц с 1 га зерна). Весенняя засуха резко уменьшает урожай зерна, не снижая его качества, засуха во время цветения вызывает через зерницу, во время налива — щуплость зерна. На образование 1 ц зерна (с соломой и половой) пшеница потребляет 3—3,5 кг N, 1—1,3 кг P2O5 и 2—3 кг К2О. Наибольшее количество P2O5 и К2О растение потребляет в период кущения — цветения, N — кущения — налива. Лучшие почвы для пшеницы — чернозёмы; на дерново-подзолистых почвах даёт хороший урожай при внесении удобрений. Яровая  особенно урожайна при посеве по целине и залежи. Культура не выносит кислых почв (pH ниже 5,0) (http://slovari.yandex.ru/~книги/БСЭ/Пшеница/).

     Использовался грунт для рассады из верхового торфа с добавками минеральных удобрений и природных структурных компонентов(Производство  ЗАО «МНПП «Фарт»», С-Пб.) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.2 Методы исследования 

     Исследования проводились в марте месяце 2012 года. Для исследования был выбран метод по необходимости почвенной влаги для роста растений (Васильева и др,1978).

      В три одинаковых и пронумерованных горшка объемом 1 литр с почвой было высажено по 10 наклюнувшихся семян пшеницы на глубину около 3 см. Когда семена проросли, была установленная ежедневная норма полива: 1-й горшок - 10 мл воды, 2-й – 30 мл воды, 3-й – 50 мл воды (Приложение 1, рис 1). Вся работа была выполнена в трех кратной повторности.

В течении 10 суток за растениями велись наблюдения и измерялась их высота.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 3. Результаты исследования и обсуждение 

     При первом измерении высоты всходов пшеницы прирост растений оказался почти одинаков при разных нормах полива. В дальнейшем прирост наиболее интенсивный идет при норме полива 50 мл. 

     В ходе опыта у растений не наблюдается избытка влажности. Это можно объяснить тем, что объем горшка с почвой был равен 1л, и растения стояли на подоконнике рядом с батареей. Из-за влияния температуры испарение воды из почвы было высоким. Температура во время исследования в помещении была примерно 24⁰С. 

     Таблица 1

     Средний прирост пшеницы (повторность 1)

День	Средний прирост в зависимости от полива
	10 мл	30 мл	50 мл
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

 
 
 
 
 
 

     Таблица 2

     Средний прирост пшеницы (повторность 2)

День	Средний прирост в зависимости от полива
	10 мл	30 мл	50 мл
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

 

     Таблица 3

     Средний прирост пшеницы (повторность 3)

День	Средний прирост в зависимости от полива
	10 мл	30 мл	50 мл
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

 
 

     Таблица 4

     Средний прирост пшеницы по всем повторностям 

День	Средний прирост в зависимости от полива
	10 мл	30 мл	50 мл
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

 

       В результате исследования было выявлено, что растения, получившие достаточную поливку, растут лучше, чем те, у которых поливка была не достаточной. Полученные результаты аналогичны с теоретическими данными, которые приводят Васильева Е. М., Горбунова Т.В. и Кашина Л. И. (1978) 

       
 
 
 
 
 

     Глава 4. Практическое использование материалов 

     Данной  методикой и результатами данных исследований можно пользоваться  для лабораторных работ в средней  школе на теме жизнедеятельность  растений по учебнику В. Пасечника «Биология. Бактерии. Грибы. Растения.» (2002)  так как данный опыт не занимает много времени, в нем не используется сложное оборудование, то есть он вполне доступен для любой школы. Так же можно использовать в ВУЗах для занятий по физиологии растений по теме факторы, влияющие на рост. Так же эти исследования найдут практическое применение в сельском хозяйстве, так как рост растений очень важен для получения урожая и очень важно уметь осознано контролировать этот процесс. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выводы 

1. Растения, получившие достаточную поливку, растут лучше, чем те, у которых поливка была недостаточной;
2. В ходе опыта было выявлено, что наиболее интенсивный рост ячменя наблюдался при норме полива 50 мл в день при объеме горшка 2 л. Данная норма была более благоприятна для роста растений;

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Литература 

1. Васильева Е. М. , Горбунова Т. В. , Кашина Л. И. Опыт по физиологии растений в средней школе: Пособие для учит, - М.: Просвещение, 1978.
2. Горышина Т.К. Экология растений, - М.: Высш. школа. 1979.
3. Жизнь растений. Под ред. Тахтаджяна А.Л., - М.: Просвещение, 1982.
4. Культиасов И.М. Экология растений, - М.: Изд-во МГУ. 1982.
5. Малиновский В.И. Физиология растений, -  Владивосток: ДВГУ, 2004.
6. Полевой В.В. Физиология растений, - М.: Высшая школа, 1989.
7. www.xumuk.ru
8. www. wikipedia.ru
9. http://www.valleyflora.ru/41-4
10. http://ru.wikipedia.org/wiki/Пшеница

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Приложение 1 
 
 
 

 
 
 
 
 

Рис.1 Схема на начало и конец опыта

Приложение 2

Таблица 5 

Рост пшеницы (повторность 1)

Дни	№ растения	рост в зависимости от полива ,см
		10 мл	30 мл	50 мл
1	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост	0,3	0,5	0,4
2	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
3	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
4	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
5	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
6	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
7	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
8	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
9	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
10	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост

 

Таблица 6

Рост  пшеницы (повторность 2)

Дни	№ растения	рост в зависимости от полива ,см
		50 мл	30 мл	10 мл
1	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
2	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
3	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
4	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
5	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
6	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
7	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
8	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
9	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
10	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост

 
 

Таблица 7

Рост  пшеницы (повторность 3)

Дни	№ растения	рост в зависимости от полива ,см
		50 мл	30 мл	10 мл
1	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
2	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
3	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
4	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
5	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
6	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
7	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
8	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
9	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост
10	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	Средний прирост