Исследовательская работа

«Изучение влияния предпосевной обработки растворами физиологически активных веществ на всхожесть и  прорастание  семян томатов» Гудкова Ольга Николаевна Забайкальский край, п. Дарасун МОУ «СОШ №3 п. Дарасун», 6 класс Научная статья Введение В средней полосе России лето короткое и некоторые южные овощные культуры не успевают   созреть   к   концу   сезона.   Поэтому   для   гарантированного   получения   урожая овощные   культуры   с   длительным   сроком   вегетации   выращивают   исключительно   через рассаду. В связи с этим подоконники многих домов в средней полосе России уже с февраля месяца украшаются ящиками с рассадой. Моя семья не является исключением. Мама и бабушка каждый год в конце зимы выращивают рассаду томатов, перцев, баклажан  сетуют на   недружные   и   редкие   всходы.   У   меня   возник   вопрос   –   существуют   ли   достаточно простые и недорогие способы ускорить процесс прорастания семян?  Специализированные   магазины   в   настоящее   время   предлагают   ряд   препаратов   для  Опытные предпосевной   обработки   семян,   которые   призваны   улучшить   всхожесть. садоводы   перед   посадкой   семян   непременно   выполняют   простые   процедуры,   чтобы ускорить процесс прорастания семян. Таких процедур известно очень много: замачивание, проращивание, закаливание, прогревание, обработка семян микроэлементами и так далее. В   своей   работе   мы   поставили  цель:  Изучить   влияние   предпосевной   обработки растворами   некоторых   физиологически   активных   веществ   на   всхожесть   и   прорастание семян томата.  Задачи: 1.Выявить  актуальность проблемы; 2.Изучить литературу и интернет­ресурсы по исследуемой проблеме 3. Выявить влияние изучаемых препаратов на всхожесть и прорастание   семян овощного томата 4. Изучить влияние некоторых препаратов на начальный рост и развитие семян овощного томата.  5. Выявить наиболее оптимальные из исследуемых препаратов.  Объектом исследования стал томат сорта «Никитка».  Предметом   исследования  стало   влияние   предпосевной   обработки   физиологически активными веществами на всхожесть  и прорастание семян.  Гипотеза: Предпосевная обработка физиологически активными веществами положительно влияет на всхожесть и прорастание  семян. Глава 1. Обзор источников информации 1.1.История возникновения томатов Из   истории   появления   помидора.  О   происхождении   культурного   вида   томатов   нет надежных   археологических   данных.   Дикие   и   полудикие   виды   и   разновидности   этого ботанического рода,  до настоящего времени произрастают в Эквадоре, на Галапагосских островах, в Перу и в северном Чили. Родиной культурного томата ряд исследователей считают Перу, немецкий естествоиспытатель Александр Гумбольдт называл Мексику, а советский растениевод Николай Иванович Вавилов указывал на Южноамериканский район как на геноцентр происхождения примитивной формы томата. Томаты в Америке   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. Причем миф о ядовитости томата был очень убедителен. История   появления   помидоров   в   России.  По   сравнению   со   многими   овощными культурами,   томат   для   России   —   культура   относительно   новая.   Выращивать   томаты начали в южных районах страны в XVIII веке. В Европе в это время томаты считались несъедобными, но у нас их выращивали как декоративную и пищевую культуру. Летом 1780 года русским послом в Италии была отправлена в Петербург императрице Екатерине II партия фруктов, в которую входило также большое количество помидоров. И внешний вид,   и   вкус   диковинного   плода   очень   понравились   во   дворце,   и   Екатерина   приказала регулярно   доставлять   к   ее   столу   помидоры   из   Италии.   Не   знала   императрица,   что помидоры,   под   названием   «любовные   яблоки»,   уже   не   один   десяток   лет   с   успехом выращиваются на окраинах ее же империи: в Крыму, Астрахани, Тавриде, Грузии. Одна из первых   публикаций   о   культуре   томатов   в   России   принадлежит   основоположнику российской агрономии, ученому и исследователю Андрею Тимофеевичу Болотову. В 1784 году он писал, что в средней полосе «томаты выращиваются во многих местах, в основном в комнатных условиях (в горшках) и иногда в садах». Таким образом, в XVIII веке томат был   преимущественно   декоративной   культурой.   Дальнейшее   развитие   огородничества сделало   томат   пищевой   культурой.   К   середине   XIX   века   культура   томатов   начинает распространяться по огородам России в средних областях, а к концу XIX века широко распространяется и в северных районах. 1.2. Характеристика овощного томата Томат   овощной   относится   к   классу   Двудольные   (Magnoliopsida),   семейству Пасленовых (Solanaceae.  Известно 3 вида томатов: томат перуанский, томат волосистый, томат обыкновенный или настоящий.  (Дмитриева О.М., 1988) [12].   Томат обыкновенный выращивается как однолетнее растение, но может произрастать несколько лет, если его уберечь от морозов. Корень стержневой, но быстро разветвляется, проникая до 1­2 м в глубину   в   зависимости   от   способа   возделывания   почвы   и   сорта.   Семена   плоские, почковидной формы, серовато­ желтой окраски, сильно опушенные. В 1 г содержится от 220 до 300 семян. Томат, кроме главного и боковых корней, способен образовывать и придаточные   корни,   которые   образуются   в   любом   месте   стебля,   если   его   присыпать влажной почвой. Это позволяет укоренять отдельные части стебля, или, например пасынки. И быстро размножать растение при необходимости. (Гавриш С.Ф.,2003) . Стебель томата с расположенными на нем листьями и соцветием называется побегом. Рост стебля сопровождается его ветвлением. Одни сорта слабо ветвятся (штамбовые), другие ­ сильно ветвятся и в естественных условиях имеют форму растения с полуприподнятыми ветвями ­ пасынками. У низкорослых сортов плодовые кисти размещаются часто через один лист, а на концах ветвей одна кисть следует за другой, поэтому созревание плодов у этого типа томата   бывает   очень   дружным.   У   высокорослых   сортов   соцветия   расположены   редко (через 2­4 листа) и созревание плодов у них растянутое. В зависимости от характера роста и ветвления все сорта томата делятся на две группы: индетерминантные (с неограниченным ростом)   и   детерминантные   (с   ограниченным   ростом.   Листья   томата   очередные, неравномерно перисто­ рассеченные, состоящие из долей, долек и долечек или только из простых,   крупных   долей.   Поверхность   листьев   в   различной   степени   гофрированная.   У томата   выделяют   обыкновенный   и   крупно   дольчатый,   или   картофельный     лист.   Но встречаются   и   переходные,   промежуточные   формы.   Соцветие   томата   ­   внепазушный завиток   (кисть).   Различают   соцветие   простое   двухстороннее   (когда   ось   соцветия   не ветвится),  промежуточное  (однократно  разветвленное).  Встречаются  формы,   у  которых число цветков в соцветиях доходит до 200. . (Гавриш С.Ф., 2003; Гавриш С.Ф., Галкина С.Н.,   1990)   Цветение   растения   происходит   постепенно,   снизу   вверх.   Цветок   у   томата обоеполый,   пяти­   шестичленный   и   состоит   из   чашечки,   венчика   ,   тычинок   и   пестика. Чашечка   образована   из   сросшихся   у   основания   чашелистников.   (Гавриш   С.Ф.,   Галкина С.Н.,   1990)   Цветки   томата   самоопыляющиеся.   Но   при   высокой   влажности   воздуха пыльцевые   зерна   набухают,   слипаются,   и   опыления   не   происходит.   Часто   у   томатов (крупноплодные сорта) встречаются фасциированные (разросшиеся ) цветки, из которых впоследствии   образуются   многокамерные,   ребристые   и   часто   деформированные   плоды (Гавриш С.Ф., 2003) Плод томата ­ мясистая сочная ягода. Мелкие плоды (менее 50 г) ­ малокамерные (2­3 камеры), средние (50­ 120 г) (среднекамерные 6­9 камер). У крупных плодов (свыше 120 г) 9 камер и более. У отдельных сортов встречаются плоды массой 600­ 800 г и даже до 3000 г. По форме плоды бывают от плоских, округлых до удлиненных овальных, от гладких до сильно ребристых. По окраске красные, розовые, желтые разной интенсивности окраски. Биологическая стадия зрелости плода наступает при нормальных условиях в среднем через 40­ 45 дней после его завязывания. Вкус плодов определяется содержанием в них сахаров, кислот и их соотношением. Чем больше приход солнечной радиации, тем больше в плодах сухих веществ, тем лучше их вкус ( Гавриш С.Ф., Галкина С.Н., 1990) Велико влияние на растение температуры, под контролем которой в большей или меньшей степени находятся все основные процессы. Действие температуры и света тесно   взаимосвязано.   Выше   32°­35°С   пыльца   становится   стерильной,   нарушается оплодотворение.   Вредны   для   растения   и   внезапные   резкие   изменения   температуры .Поскольку   томаты   произошли   из   сухих   субтропиков,   они   нуждаются   в   невысокой влажности воздуха и для них более благоприятны редкие, но обильные поливы с учетом уровня   инсоляции,   физических   свойств   почвы,   этапа   онтогенеза   растения.   Избыточное увлажнение почвы частыми поливами повышает влажность воздуха и отрицательно влияет на состояние томатов: молодые растения сильно вытягиваются. Значительное повышение оптимальной   влажности   воздуха   ухудшает  плодообразование,   создает   предпосылки   для развития болезней, появления вредителей.  1.3. Полезные свойства томатов Полезные   свойства   томатов   заключаются   не   только   в   наборе   витаминов   и минеральных солей, среди которых особое место занимает железо, содержащееся в нем в большем количестве, чем в курином мясе, рыбе, молоке. По количеству витамина С и каротиноидов помидоры не уступают цитрусовым. В последнее время особое внимание среди каротиноидов привлекает ликопин (ликопен), которого много в помидоре, арбузе, абрикосе. Он занимает одно из первых мест в антиоксидантной шкале и как защитник сердечнососудистой   системы.   Высокий   уровень   его   в   крови   предупреждает   развитие ранних   стадий   атеросклероза,   так   как   не   дает   внутреннему   слою   сосудистой   стенки утолщаться.   Полезно   знать,   что   биодоступность   ликопина   повышается   в   3   раза   в помидорах, подвергшихся термической обработке с добавлением растительного масла. В последнее время обнаружено противораковое действие помидора, в частности против рака молочной   и   предстательной   железы.   Наличие   фолиевой   кислоты   способствует кроветворению и нормализации холестеринового обмена. Ценны помидоры для повышения щелочного  резерва  крови.  Они  рекомендуются  для  потребления  людям  с  нарушениями сердечно­сосудистой системы, процессов обмена веществ, болезнями желудка. Осторожно надо   относиться   к   зеленым   помидорам,   ботве,   содержащей   гликоалкалоид   томатин,   в больших концентрациях токсично влияющий на организм (при консервировании зеленых помидоров он разрушается       1.4. Обработка семян микроэлементами    В   последние   годы   с   целью   ускорения   сроков   созревания   овощей   применяется стимуляторов   роста. предпосевное замачивание семян в растворах микроэлементов или Для   этого   прогретые,   обеззараженные   и   промытые   семена   замачивают   в   растворе микроэлементов.   Особенно   эффективна   такая   обработка   у   помидоров,   огурцов,   перца, овощного   горошка.   Концентрация   раствора   и   продолжительность   обработки   разные   и зависят   от   культуры,   о   чем   обычно   указано   в   инструкции   по   применению   препарата.  Микроудобрения   растворяют   в   теплой   (40°С)   воде.   Семена   погружают   в   раствор   при температуре   20…22°С.   После   замачивания   семена,   не   промывая,   просушивают   до состояния сыпучести и высевают. В продаже есть универсальные наборы микроэлементов, в которые входят бор, железо, магний, медь, молибден, кобальт, цинк. Эти качественные и нетоксичные микроудобрения хороши и удобны для обработки семян.(1) Чтобы не только ускорить появление всходов, но и получить более ранний урожай, многие садоводы перед посадкой обрабатывают семена стимуляторами роста: «Эпином», «Цирконом», «Гуматом калия»,   «Новосилом»,   «Энергеном».   Раствор   для   обработки   семян   готовят   строго   по инструкции, которая прилагается к каждому препарату. Можно использовать и старые, проверенные   временем   и   огородниками   способы.     Известно,   что   некоторые   вещества способствуют более быстрому прорастанию семян. О наиболее популярных и доступных из них и пойдет речь в данной статье.  «1. Картофельная вода. Необходимо заморозить картофель, оттаять его при комнатной температуре, выжать сок и замочить семена. 2. Сок алоэ. Перед тем как выжимать сок, надо оторвать лист алоэ с растения, которому не менее трех лет, завернуть его в полиэтилен и у брать на нижнюю полку холодильника на неделю.  Сок   отжимают   вручную   через   марлю,   не   используя   металлическую   посуду/ Замачивают  семена в неразбавленном соке алоэ. Таким образом, зерна смогут получить необходимые для ускоренного развития микроэлементы и витамины.   3.  Хлорная  вода.  Данное  средство   очень  помогает   прорастить  долго   лежалые   семена. Разведите 12 капель раствора хлора в 1 стакане воды. В получившейся жидкости замочите семена.   4.  Перекись водорода. Добавьте немного перекиси водорода в воду и перемешаете. (2 столовые   ложки   перекиси   разводят   в   литре   воды)   В   получившемся   растворе   замочите семена.   Данное   вещество   отлично   воздействует   не   только   на   всхожесть,   но   и   на последующее развитие растения.  5. Глицерин. Замочите семена в растворе глицерина с водой. В зависимости от размера семян и твердости их оболочки, нужна большая или меньшая концентрация глицерина в воде.  6. Камфора. Раствор камфоры поможет существенно повысить  интенсивность прорастания семян и надежно защитит их от различных инфекций. Растворите камфару в спирте. На литр воды требуется 5 гр. такого раствора. 7. Крахмал, известь и медный купорос. Добавьте в 1 литр воды 30 гр. крахмала и 3 гр. медного купороса и вскипятите полученную жидкость. После этого раствор необходимо охладить и поместить в него семена на небольшое время. Далее семена нужно вынуть и хорошо просушить. На следующем этапе семена погружаются в известковое молоко. И, наконец, обработанный таким образом посевной материал осталось высушить. Все готово к посадке!» (3) 8.  Дрожжевой   настой.   Простой   дрожжевой   настой   может   оказывать   определенное ростостимулирующее действие. Дрожжи в результате своей жизнедеятельности образуют ряд полезных веществ, в частности, фитогормонов. Полив почвы дрожжевым раствором резко   увеличивает   количественное   содержание   микроорганизмов,   усиливая   содержание углекислоты.   На   фоне   этого   процесса,   происходит   заметная   минерализация   органики, сопровождающаяся выделением дополнительных количеств азота, фосфора. Раствор 1%­ концентрации эквивалентен по эффективности внесению полноценной стандартной дозы традиционного комплексного удобрения. 9. Настой сушеных грибов. Грибы особенно богаты микроэлементами, необходимыми для развития  будущих растений.  Для приготовления  питательного  раствора  сушеные  грибы выдерживают   после   заливания   кипятком   до   полного   остывания,   используют   столовую ложку на литр очищенной воды, в этом настое выдерживают 6 часов. 10.  Рыбные концентраты.  Рыбные удобрения применяют на ранних стадиях проращивания. Они производятся из рыбных отходов, содержат в своем составе биоактивные вещества, микро­   и   макроэлементы,   фосфаты,   аминокислоты.   Дополнительный   заряд   энергии позволит не только получить дружные всходы, но и добиться отличных свойств будущей рассады, более раннего цветения.  11.   Медовый   раствор.   Медовый   раствор   эффективно   стимулирует   рост,   для   его приготовления используется чайная ложка продукта на стакан воды. Раствор готовится в объеме, достаточном для полного покрытия, время выдержки составляет 6 часов. 12. Картофельный сок. Картофельный сок обогащает семена питательными веществами. Предварительно замороженные   картофелины оттаивают и отжимают сок, в котором при комнатной температуре выдерживают семена 6­8 часов. 13. Настой на основе луковой шелухи. Комплексный раствор на основе луковой шелухи, золы. Луковый настой готовят, заливая пару горстей шелухи литром кипятка, охлажденный настой   соединяют   с   зольным   раствором   в   равном   соотношении.   Полезно   добавить   к готовому раствору марганцовку(1 г), борную кислоту (0,1 г), соду (5 г). В комплексном растворе семена оставляют на 5­6 часов. 14.Огородники со стажем используют способ замачивания семян в настое древесной золы. Для этого 2 ст. л. золы кладут в литровую банку, заливают ее полностью теплой водой и настаивают   2   суток,   периодически   перемешивая.   Затем   полученный   настой   осторожно сливают, погружают в него в марлевом мешочке с семенами и выдерживают в нем семена ч 10­12 15. Многие садоводы обрабатывают семена овощей раствором  сока каланхоэ. И это не   случайно. Ведь сок из листьев каланхоэ стимулирует рост. 16.Настой   из   кожуры   бананов.   Кожуру   двух   бананов   мелко   порезать   и   залить   тремя литрами воды. Настаивать сутки. 17.  Скарификация   –   это   искусственное   нарушение   целостности   оболочки   семян. Термическая   скарификация   –   это   тепловое   воздействие   на   семена.   Сначала   семя укладывается в хлопковую ткань или марлю. После этого нужно подготовить 2 стакана (один с крутым кипятком, а другой с ледяной водой). Семечко, положенное в тряпку, необходимо поочередно опускать в емкости на 30­60 секунд.  Есть несколько способов скарификации: это механическое воздействие, термическое и  химическое.  Механическая скарификация производится перетиранием оболочек семян между мелкими камнями, крупным песком, надпиливанием и надрезанием ножом поверхности.  При термическом воздействии небольшое количество семян насыпают в пропускающий воду мешочек. Затем опускают его на пару секунд в ёмкость с горячей водой, потом с холодной,­ чем больше разница температур – тем лучше. Эту процедуру проводят раза два и те семена, у которых лопнула оболочка, готовы для посева, их вынимают из мешочка, а остальные семена снова подвергают воздействию температур.  Химическая   скарификация   является   нарушением   толстого   слоя   семян   с   помощью определенных кислот, однако этот способ не стоит использовать, поскольку это опасно как для здоровья человека, так и для самих семян. Запомните! При обработке семян в каждую банку можно погружать семена только одного сорта,   чтобы   не   допустить   заражения   семян   через   раствор,   особенно   если   семена   не прогреты и не обеззаражены.  Глава 2.  Экспериментальная часть В литературе и в интернете описано очень много способов предпосевной обработки семян. Мы решили опробовать разные способы и сравнив результат   выбрать наиболее эффективный.     Для   проверки   мы   решили   взять   следующие   способы   обработки   семян: банановый раствор,   настоем меда, раствором перекиси водорода, настоем золы, соком картофеля,  соком  алоэ, настоем  дрожжей,  раствором  гормонов роста  «Экопин»,  талой водой и провели термическую  скарификацию семян. Свой эксперимент начали 21.11.2018 г.    Для опыта мы выбрали семена томата сорт «Никитка». Провели калибровку семян. Калибровку семян томатов проводили в растворе поваренной соли на 1л воды 1чайную ложку соли. Легкие и щуплые семена всплыли   на поверхность, а тяжелые и хорошо наполненные опустились   на дно. Отобранные по этим критериям   семена   отмыли     от   соли   и   высушили.   Затем   обеззаразили   их   раствором марганцовки. После этого, в девять контейнеров разложили ватные диски, распределили на них по десять семян между двух ватных дисков. В каждый контейнер налили один из настоев или растворов. (Приложение ).  Обработку проводили сутки. Через сутки семена разложили   на   ватные   диски,   не   прополаскивая,   и   смочили   водой.   На   десятый   диск поместили семена для контроля, то есть семена были замочены в талой воде, но ничем не обработаны.   Все   контейнеры   прикрыли   крышечками     и   поставили   в   тепло.   Проверку проводили каждый день, при необходимости смачивали водой.  Каждый день, в одно и то же   время   осматривали   контейнеры.  Первые   ростки   были   замечены   уже   через   день банановый раствор, мед. Затем мы посадили  семена в почвогрунт 23.11.2018 г.  На 3 день после посева семян в грунт появились первые всходы в банановом растворе и меде. На 4 день появились всходы семян томата обработанных золой и алоэ. Данные эксперимента поместили в таблицу   1.3 Заключение  Анализируя   результаты   наблюдений,   можно   сделать   вывод:     при   обработке   семян растворами   физиологически   активных   веществ   прорастание   произошло   быстрее. Наибольшее   количество проросших семян получилось при обработке медом, банановым раствором, золой и алоэ.  В целом можно сказать, что самым эффективным препаратом, действительно влияющим на скорость прорастания и количество проросших семян, стал настой меда.  Обработка семян микроэлементами дает положительный результат. Семена прорастают гораздо быстрее. В дальнейшем мы хотим  проверить,  поможет ли обработка микроэлементами   для   проращивания   семян,   у   которых   прошел   срок   годности. Исследовательская   работа   может   быть   использована   для   проведения   уроков   по   теме: «Прорастание   семян   растений».     Навыки   по   проращиванию   семян   можно   применить   в домашних условиях. Данный способ предпосевной обработки семян можно рекомендовать огородникам.    Результаты исследования Способ обработки На   какой день Количество проростков Дальнейшее развитие   (на Примечание  Банановый раствор проросли 3 1 11 день) Появились ростки   еще   у 3   семян,   у   4 первых раскрылись семядольные листочки Раствор дрожжей Сок алоэ Медовая вода 5 3 3 2 9 2 Развиваются Прорастание корешки, семядольных дружное,   но развитие листочков нет Появились замедленное Развитие   не ростки   еще   у 3   семян,   у   2 первых развиваются корешки, семядольных листочков нет у   2   первых раскрылись семядольные листочки Проросли еще 2 семени Проросли еще дружное Оставшиеся семена   не проросли Семена прорастали дольше других,   но прорастание дружное семени,   2 проросшие ранее раскрыли семядольные листочки Проросли еще 3 семени   перекиси 3 Раствор водорода Настой золы Сок картофеля Раствор   гормона роста «Экопин» Стратификация  3 6 3 3 3 Контроль   (талая 10 2 4 6 5 5 4 5 вода) Приложения