КУЛЬТИВИРОВАНИЕ ЛОТОСА ОРЕХОНОСНОГО В ИСКУССТВЕННОМ ВОДОЕМЕ

АЛЕХИНА АНАСТАСИЯ АЛЕКСЕЕВНА1, БЕМБЕЕВА ЭЛЕОНОРА МАРАТОВНА2., ДЖАПОВА ВИТА ВЛАДИМИРОВНА3. 1МОУ «Троицкая СОШ им. Г.К. Жукова» 11 класс, 2ФГБОУ ВПО «КалмГУ»5 курс, 3ФГБОУ ВПО «КалмГУ»­аспирантка                                КУЛЬТИВИРОВАНИЕ ЛОТОСА ОРЕХОНОСНОГО  В ИСКУССТВЕННОМ ВОДОЕМЕ Руководители проекта:  АРСЕНОВА ЮЛИЯ БЕМБЕЕВНА – учитель биологии,  ТОЦКИЙ ВЛАДИМИР ИЛЬИЧ ­ учитель технологии,  ДЖАПОВА РАИСА РОМАНОВНА­ д.б.н., профессор КалмГУ  «Чтобы жить, нужны солнце, свобода и маленький цветок»  (Г.Х. Андерсен) Введение Одно из прекраснейших водных растений на нашей планете ­ это, конечно, лотос, “нимфа нелюмбо”, блистательная красавица, для которой в водах всего света нет соперниц, законная владычица всех цветов, которые перед ней то же, что мерцающие звезды перед луной в полном сиянии”. Такие слова написал в Вестнике естественных наук за 1856 год ботаник     С.   И.   Гремяченский   о   лотосе   ­   священном   растении   у   представителей   самых разных религий в странах Центральной и Юго­Восточной Азии [1] . Лотос   ­   священное   растение   Востока,   он  занимал   почетное   место   в   религиозных обрядах,   преданиях   и   легендах,   об   этом   свидетельствуют   многочисленные   памятники письменности,   архитектуры   и   искусства.   Мифопоэтическая   традиция   Древней   Индии представляла нашу землю как гигантский лотос, распустившийся на поверхности вод, а рай ­ как огромное озеро, поросшее прекрасными розовыми лотосами, где обитают праведные, чистые души. Белый лотос ­ непременный атрибут божественной власти. Поэтому многие боги Индии традиционно изображались стоящими или сидящими на лотосе или с цветком лотоса в руке. На лотосе восседает Будда и покоится Брахма. Обильный дождь из лотосов полил с неба   в   момент   рождения   Будды,   и   всюду,   где   только   ступала   нога   божественного новорожденного, вырастал огромный лотос [2]. Почему же и в древности и в наши дни люди поклоняются этому растению?  Может быть, дело и в том, что оно давало людям вкусную пищу и лекарство от многих болезней. Как лекарственное растение лотос был известен в Китае за несколько тысячелетий до новой эры. В наше время в растении обнаружены различные биологически активные вещества, в основном   алкалоиды   и   флавоноиды.   Препараты   из   лотоса   употребляются   в   качестве тонизирующего,   кардиотонического,   общеукрепляющего   средства.   Кроме   того,   лотос   ­ ценное   пищевое   и   диетическое   растение.   В   странах   Юго­Восточной   Азии   его   издавна используют   в   питании   и   специально   выращивают   как   овощ.   Корневища   едят   в   сыром, вареном, жареном виде, маринуют на зиму. Из корней варят суп, получают крахмал и масло. Молодые   листья   употребляют   в   пищу   наподобие   спаржи.   Семена   едят   сырыми   и засахаренными   как   лакомство,   засахаривают   и   кусочки   корневищ   ­   получается своеобразный “мармелад”. Из семян и корневищ приготовляют муку. Едят даже тычинки и стебли. В XIX веке астраханские купцы торговали вкусными пряниками, выпеченными не из ржи, не из пшеницы, а из… семян лотоса [3]. Научная гипотеза: Лотос орехоносный  в естественных условиях  растет в устье Волги. Зацветут ли лотосы, выращенные из семян, собранных в природной популяции в условиях искусственного водоема? Цель проекта: вырастить лотосы из семян в условиях искусственного водоема Задачи: 1. Изучить   биологические   особенности   лотоса   орехоносного     и   ознакомиться   с методикой  выращивания лотоса  в  искусственном водоеме. 2. Подготовить семена к проращиванию. 3. Вести наблюдения за прорастанием семян. 4. Пересадить сеянцы в емкости с почвой и водой. 5. Пересадить растения в открытый водоем, когда вода прогреется до t° +25°С.  6. Вести наблюдения за ростом и развитием растений в искусственном водоеме.  7. Осенью  провести подготовку корневищ лотоса к перезимовке. 8. Наблюдать весеннее пробуждение растений. 9. Изучить динамику развития лотоса на 2­й год жизни.   Актуальность проекта Лотос каспийский или лотос орехоносный – священный для буддистов цветок внесен в  Красную книгу  РФ  [4]    и, соответственно,  в  готовящуюся   к изданию  Красную книгу Калмыкии [5]. Охрана редких растений, внесенных в Красные книги, – одна из основных научных задач в сохранении биоразнообразия. Мы, жители Калмыкии, свыклись с мыслью, что любоваться лотосами можно только в дельте Волги. Предприимчивые граждане организуют экскурсии «на лотосы», следствием которых   является   снижение   жизненности   природных   популяций   лотоса.   Полюбоваться цветением лотосов может не каждый, есть ограничения для пожилого возраста, людей с ограниченными физическими и материальными возможностями. А   теперь   …ограничений   нет.   Можно   насладиться   неповторимым   ароматом   и красотой   божественного   цветка   во   дворе   соседа,   если   ваш   сосед   имеет   небольшой искусственный водоем.    Научная новизна проекта  Лотос орехоносный размножается преимущественно корневищами. В научной литературе отмечено,  что  при   размножении   семенами   растения   обычно  зацветают   на   третий   год.  В нашем   эксперименте   растения,   выращенные   из   семян,   зацвели   на   второй   год.   В опубликованных рекомендациях по зимовке корневищ лотоса указано, что необходимо их сохранять во влажной почве в подвале. В своих экспериментах мы выявили, что зацвели только   растения,   которые   зимовали   в   водоеме.   Перезимовавшие   в   подвале   растения   на второй год продолжали вегетировать, не зацветая. Практическая значимость проекта    Наше   научное   исследование   имеет   прикладное   значение   –   радовать   людей   и природоохранное ­ мы надеемся, что в некоторой степени снизится нагрузка на природные лотосовые плантации в дельте Волги.            Лотос орехоносный. Биологическая характеристика Лотос орехоносный впервые был описан Карлом Линнеем в 1753 году как один из видов рода кувшинка – Nympaea. Сейчас лотос выделен в отдельное семейство лотосовых, которое   включает   в   себя   только   один   род   с   двумя   видами:  лотосом   орехоносным  и лотосом желтым [6].   2 Лотос   орехоносный   (Nelumbo  nucifera)  –   многолетнее   травянистое   земноводное растение,   стебли которого превратились в мощное корневище, погруженное в подводный грунт. Одни листья у лотоса подводные, чешуевидные, другие надводные – плавающие или высоко   поднимающиеся   над   водой.   Плавающие   листья   плоские,   на   длинных   гибких черешках. Листья, возвышающиеся над водой, расположены на прямостоящих черешках, имеют  воронковидную форму  и  крупнее  плавающих  –  до 50­70  см  в диаметре.   Листья лотоса   покрыты   восковым   налетом   и   потому   не   смачиваются   водой   –   капли   воды перекатываются на них, как шарики ртути.  Цветет лотос в июле ­ начале августа, а в сентябре созревают плоды. Цветки лотоса крупные, 25­30 см в диаметре, обладают слабым, но очень приятным ароматом. Широкое обратноконическое   (т.е.   обращенное   выпуклостью   вверх)   цветоложе   окружено многочисленными   розовыми   или   белыми   (у   культурных   форм)   лепестками,   а   в   центре цветка   располагается   множество   ярко­желтых   тычинок.   Плоды   лотоса   ­   односемянные орешки с прочным деревянистым околоплодником. Они очень долго сохраняют всхожесть. Известно, например, что семена, хранившиеся в музейных коллекциях, прорастали и через 150, и через 200 лет после сбора [7].   Область распространения лотоса орехоносного Этот   вид   растет   в   северо­восточной   части   Австралии,   на   островах   Малайского архипелага,   острове   Шри­Ланка,   на   Филиппинских   островах,   на   юге   Японии,   на полуостровах Индостан и Индокитай, в Китае. На территории России лотос встречается по берегам Каспийского моря, в дельте Волги, на Дальнем Востоке,  в кубанских лиманах, на восточном побережье Азовского моря.  По   поводу   появления   лотоса   на   Каспии   существуют   разные   гипотезы.   Одни исследователи полагают, что лотос сохранился здесь как реликтовое растение с третичного периода. По мнению других, лотос был завезен в эти места странствующими купцами, или монахами­буддистами.   Высказывалось   даже   мнение,   что   лотос   занесли   на   Каспий перелетные птицы [8]. К концу XIX века заросли лотоса в дельте Волги стали исчезать. В 1919 году был создан Астраханский  государственный  заповедник, и  под влиянием  заповедного режима площади,   занятые   лотосом,   значительно   расширились.   Однако   в   некоторых   местах   в результате деятельности человека лотос исчезает. Место выращивания лотоса ­ искусственный водоем (записано со слов  Тоцкого  Владимира    Ильича, учителя технологии, который построил пруд во дворе своего дома в 2000г.)    Строительство водоема – работа, требующая определенных способностей, знаний и навыков. Так, прежде всего, нужно выбрать место: это непременно должна быть светлая сторона   участка,   предоставляющая   свободный   доступ   к   будущему   искусственному водоему. Немаловажно  и определиться  и с формой  искусственного пруда.    Это только первый шаг устройства пруда, за которыми начинаются настоящие строительные работы: выбор   материала,   правильный   подсчет   глубины,   устройство   слива   и   десяток   прочих мелочей. Этапы работы по обустройству пруда:  1. Размечаем на поверхности контур будущего пруда.  2. Роем котлован по контуру глубиной 1 метр.  3. Дно должно быть конусообразным для лучшего удаления воды.  4. На дно и стены укладываем полиэтиленовую пленку. 3 5. Ставим   опалубку   из   жести   и   заливаем   пространство   между   ямой   и   жестью смесью:   1   часть   цемента,   3   части   песка,   3   части   гравия.   Толщина   бетона приблизительно 10 см. 6. Через три дня снимаем опалубку из жести, укладываем трубу слива и фонтана на дно кладем  пленку и устраиваем бетоном дно конусообразной формы.  7. Для   рогоза,   камыша   и   тростника   отгораживаем   на   дне   красным   кирпичом место /высота ­20см/, куда засыпаем грунт и сажаем растения, чтобы они не пускали корни по всему пруду.  8. Через 1­1,5 недели  пруд моют несколько раз, сажают  растения и заливают воду. 9. Воду в пруду меняем 1 раз в неделю летом и 2 раза в месяц весной и осенью. Вода   из   пруда   идет   на   полив   огорода,   а   в   пруд   поступает   чистая   вода   из водопроводной сети.  Методика исследований В   первой   декаде   мая   2010г.   твердую   оболочку   семян   осторожно   надпилили напильником, положили   семена в стеклянные банки с водой и поставили на солнечное место. Воду меняли  ежедневно. Проращивали семена в воде с различной минерализацией: 2,38 мг/л   и 0,76мг/л.  Сеянцы   высадили   в   искусственный   водоём   во   дворе   дома   учителя   технологии   ­ Тоцкого В.И. 26 мая 2010г., когда вода   прогрелась  до +20°С.   Для посадки растений использовали деревянные ящики (50х50х70см). Проростки лотоса были посажены в грунт двух   вариантов:   1­   перепревший   навоз+садовая   земля+песок,   2­   садовая   земля+песок. Чтобы предохранить землю от размывания, сверху насыпали слой гравия. Ящики поместили в бетонированный искусственный пруд на глубину, чтобы листья плавали на поверхности воды. Осенью после  окончания  вегетации растения оставили  зимовать в двух местах: в водоеме   и   в   подвале   (растения   находились   в   ящике   со   влажной   почвой).   Полученные численные данные обработаны статистически [9]. Результаты наблюдений  за прорастанием  семян 1. Процент всхожести семян в воде с минерализацией 0,76мг/л составил 71,8% , при 2,38 мг/л   ­  64,2% . 2. Первые листочки появились через 4­5 дней у 2/3 проростков, через 10­13 дней у  1/3 проростков. 3. Вторые листочки стали появляться через ­7­10 дней у 50% проростков и через  11­14 дней – у остальных 50% проростков. 4. Третьи листочки появились через 10­16 дней у 80% проростков, и через 17­22  дня ­ у 20% проростков. 5. Корневища появились через 10­14 дней у 2/3 проростков, а у 1/3 проростков ­  через 23­26 дней. 4 Наблюдения за ростом и развитием лотоса (2010 г.) 1. Первые   надводные   листья   появились   у   растений,   посаженных   в   плодородную почву  через 50 дней (15­ 16.07.2010г.) 2. Немного отставали в росте растения, высаженные в обычную садовую землю с песком (надводные листья появились на 7 дней позже).   3. Летом меняли воду каждую неделю, вода из пруда шла на полив огорода и сада, а в пруд поступала вода из водопроводной сети. Осенью меняли воду два раза в месяц. 4. Начало   отмирания   плавающих   листьев   заметили   в   середине   августа   2010г.,   а полное отмирание – в середине сентября. 5. Начало  отмирания   надводных  листьев  –  в   конце  августа   ­28.08.10г,  а  полное отмирание в конце октября ­25.10.10г.  6. Толщина корневищ в период укладки на зиму 03.11.10г – от 0,8 до 1,8см. Ящик с корневищами   лотоса   оставили   на   зиму   в   водоеме.   Залили   воду   в   пруд 03.11.2010г.  Два больших горшка с корневищами лотоса перенесли в подвал.                                                                                                                                                                                             Второй год выращивания лотоса (2011г.) 08.05.11г. – появились плавающие листья диаметром от 15 до 24 см.  13.06.11г.­   появился   первый   надводный   лист   диаметром   ­25см,   дл.   надводной   части черешка ­15см. 08.07.11г. количество   плавающих листьев 70­75, размеры мелких листьев в диаметре ­5см,   больших – до 27см;   надводных листьев ­9шт. диаметр самого мелкого листа­ 15см, крупного – 26,5см. 16.07.11г. ­ плавающих листьев­50, надводных­12, засохших ­11 16.07.11г.  Утром около 8ч. появился 1­й бутон дл.­1,5см, шир­1см.  21.07.11г.­ длина бутона­3,5см, шир­2см, дл. цветоножки­30см. 23.07.11г.­ появился 2­й бутон рано утром, а к 8.00час. –дл.­1,5см шир­1см и над водой ­5см. Дл. 1­го бутона­4см, шир­2,7см над водой­ 33см.  27.07.11г.  распустился 1­й цветок  утром в 8.30час. диаметр ­10см, чудесный запах. Цветок посещают осы.  29.07.11г. появился  3­й бутон, сформировался к 10.08.11г.  1.08.11г.­  распустился   2­й   бутон.   Отцвел   1­й   цветок,   хорошо   видна   коробочка,   в которой 10 гнезд для семян. 4.08.11г. отцвел второй цветок,  и сформировалась коробочка с 8 гнездами для семян. 10.08.11г. сформировался 3­й цветок и отцвел 13.08.11г, сформировалась коробочка с 8 гнездами для семян. 24.08.11г. в 1­й коробочке 10 гнезд с семенами: созрели 2 семени, 8 семян – незрелых. 26.08.11г. во 2­й коробочке 8 гнезд с семенами: созрело 1 семя, 7­незрелых. 28.08.11г. В 3­й  коробочке 8 гнезд с семенами:  созрело 3 семени,  5­ незрелых. 05.09.11г. собрали семена с 1­й коробочки ­2 зрелых орешка. 18.09.11г. собрали семена с 2­й коробочки ­1 зрелый орешек.  26.10.11г. собрали семена с 3­й коробочки ­3 зрелых орешка.                                                Результаты работы за 2010­2011гг. 1. Вырастили 20 растений лотоса из семян в искусственном пруду.  5 2. Из корневищ, которые перезимовали подо льдом в водоеме, расцвели  3 цветка. 3. Получено  6 зрелых семян из 3­х коробочек. Выводы: 1. Всхожесть семян, взятых из природной популяции лотоса орехоносного в дельте Волги, составила в среднем 67,8± 6,4%. 2. Наиболее оптимальной для развития семян оказалась вода с меньшей  минерализацией ­ 0,76мг/л, первые проростки появились через 4­5дней. 3. Наиболее благоприятной для развития проростков оказалась смесь (перепревший навоз+садовая   земля+песок),   первые   надводные   листья   появились   на   неделю раньше, чем у растений, растущих в смеси (садовая земля+песок). 4. Длина корневищ в первый год составила от 1 до 1,5м, толщина корневищ ­ 0,8­ 1,8см. 5. Вегетационный период лотоса орехоносного, выращенного из семян,   в первый год  жизни в искусственном водоеме длился с 20.05.10  по 23.10.10г. (5 месяцев).  6. Вегетационный период лотоса орехоносного во второй год жизни в искусственном  водоеме длился с 02.05.11 по 27.10.11г. (6 месяцев).  7. Цветение длилось с 16.07. по 13.08.11г.  (30 дней) 8. Период формирования первого цветка продолжался с 16.07. по 27.07.11г. ­ 12 дней, второго цветка ­ с 23.07. по 01.08.11г. ­10 дней, третьего цветка ­ с 29.07. по  10.08.11г. ­13 дней; в среднем ­11,5 дней. 9. Цветение одного цветка длится  3 дня. 10. Плодоношение началось с 30.07.11г. и длилось до 26.10.11г. (86 дней) 11. Процент зрелых семян в коробочках составил 23%. 12. Средний вес орешков ­720 ± 15,7 мг. Планы на будущее: 1. Тиражировать наш опыт по выращиванию лотоса из семян. 2. В 2012 г. вырастить лотосы в искусственных водоемах на территории Калмыцкого государственного университета, Башантинского колледжа,   на территории ГУ «Центр диких животных». 6 Наши рекомендации по выращиванию  лотоса орехоносного из семян в искусственном пруду: Первый   шаг:  Выкопать   пруд.   Минимально   допустимые   размеры   вашего   водоема должны составлять 3х3 метра. Оптимальная глубина ­ 1 м. Выложить дно пруда мелкой галькой, или забетонировать ­ так вода будет чище.  Второй шаг: Добыть посадочный материал.  Третий   шаг:    Семена   надо   положить   в   литровую   стеклянную   банку   с   водой, предварительно твердую оболочку осторожно надпилив    напильником, не повреждая зародыша. Росток может появиться уже на третий – четвертый день и прибавлять в день по пять сантиметров.  Четвертый шаг: Посадить проростки в заготовленные деревянные ящики или горшки с плодородной почвой и поместить в водоем так, чтобы листья плавали на поверхности.  Пятый шаг: Также хорошо бы засадить водоем  камышом, тростником  и рогозом. Во­ первых, красиво, во­вторых, лотосам будет легче прижиться.  Шестой шаг: В жаркую сухую погоду подливайте воду в  водоем ­ иначе лотосы могут погибнуть.   Никакой   особенной   воды   ради   этого   не   требуется   ­   можно   просто подсоединить шланг к любой колонке или водопроводу. Каждые 7­10 дней менять 1/3 воды в  водоеме и добавлять свежей воды. Седьмой шаг: Осенью в конце октября часть корневищ лотоса можно оставить в ящике в водоеме. Использованная литература 1. Гремяченский С.И. Астраханская водяная роза или каспийская нимфа­нелюмбо  //Вестник естественных наук,  №16. М., 1956. С. 67­71. 2. Интернет http://www.yandex.ru   Лотос орехоносный. 3. Моложавенко В.С.. Тайна красоты. Цветок вечности, М. Изд­во «Педагогика­пресс»,  1993. С. 191­194. 4. Красная книга РСФСР. Растения. – М.: Лесная промышленность, 1988.  591с.  5. Материалы для Красной книги Калмыкии. Под ред. В.М. Музаева. Элиста: Изд­во  КГУ, 2005. 68 с. 6.Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах  бывшего СССР). Л.: Наука, 1995. 990 c. 7. Станков С.С., Талиев В.И. Определитель высших растений европейской части СССР. ­ М.: 1957. ­ 740 с. 8. Красиков С.П., Легенды о цветах. Лотос, М. «Молодая гвардия», 1990. С.182­186. 9. Зайцев Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М.: Наука,  1984. 424 с. 7 Приложение 1. Арсенова Ю.Б. Лотос расцвел на Целинной земле.  Газета «Новая жизнь» от  06.08.2011г. 2. Сарангова Л.  Домашний лотос.  Газета «Известия Калмыкии» от 30.07.2011г. 3. Джапова Р.Р. , Арсенова Ю.Б., Тоцкий В.И., Джапова В.В., Бембеева Э.М., Алехина  А.А., Шараев М.И. Опыт выращивания лотоса каспийского в искусственном водоеме //  Материалы VII заочной Международной научно­практической конференции. Элиста,  2010г. С. 31­33. 4. Бембеева Э.М. Выращивание лотоса каспийского в искусственном водоеме //XVIII  междун.научн.конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов – 2011. М.,  2011. С. 325­326. 5. Грамота Алехиной Насти за 1 место в республиканской конференции «Юные  исследователи окружающей среды» 6. «Лотосы во дворе жилого дома » Вести Калмыкия/Филиал ФГУП ВГТРК  28.07.2011г. ­ http://vesti­kalmykia.ru/close/101­lotosy­vo­dvore­zhilogo­doma.html    8