Исследовательская работа: Действие стимуляторов и ингибиторов роста
В быту мы занимаемся выращиванием культурных растений и всегда стремимся, что бы они росли быстрее, но сорняки могут подавить их рост. Как стимулировать рост одних и подавить рост других? С другой стороны, весной рост растений увеличивается, а к осени замедляется? Вероятно, что-то регулирует рост растений. Поэтому стала интересна возможность управлять ростом растений. Автор задался вопросом: «Какие существуют условия и вещества, регулирующие рост растений, существуют ли растительные гормоны, как у человека? Изучая литературу по теме, я выяснила, что существуют фитогормоны, регулирующие скорость роста растений. Но можно ли использовать натуральные вещества, так же активно влияющие на рост растений и прорастание семян. Поэтому автор выдвинул гипотезу исследования: Если природные стимуляторы и ингибиторы существуют, то они одинаково влияют на развитие побегов, корней и семян. Исследование проводила на примере семян и побегов гороха, как наиболее удобных в исследовании. Актуальность и новизна работы заключается в том, чтобы выявить влияние природных веществ (предполагаемых стимуляторов и ингибиторов) на интенсивность роста разных частей растений. Данных в литературе по этой теме мною не было встречено.
Цель исследования : Изучить влияние предполагаемых натуральных стимуляторов и ингибиторов на рост и развитие побегов гороха.
Мною поставлены задачи исследования:
Ø Изучить научные данные о влиянии внешних и внутренних факторов на рост и развитие растений;
Ø Провести ряд экспериментов и определить процент всхожести семян в зависимости от действия предполагаемых стимуляторов и ингибиторов;
Ø Определить динамику роста побегов и корней под действием веществ;
Ø Сделать выводы и дать рекомендации для выращивания растений.
Методы исследования: наблюдение, измерение, фотосъемка, сравнение, эксперимент.
Объект исследования : Предполагаемые вещества, регулирующие рост растений.
Предмет исследования : процент всхожести семян и высота побегов и длина корней гороха.
Практическая значимость работы: систематизации сведений по теме исследования и разработка рекомендации для растениеводов для использования на практике.
Продукт работы: выпуск буклета для учеников и их родителей.
1.1 Общие сведения о регуляторах роста.
Регуляторами роста растений являются физиологически активные соединения синтетического или природного происхождения, способные в малых количествах вызывать различные изменения в процессе роста и развития растений. 1 [1]
Они являются сильными биостимуляторами, т.е. повышают иммунитет, укоренение черенков, увеличивают всхожесть и ускоряют прорастание семян, снижают отрицательное воздействие неблагоприятных внешних факторов как похолодание или засуха, стимулируют образование завязей, ускоряют созревание плодов, стимулируют цветение.
Стимуляторы роста, а точнее было бы их назвать регуляторами роста, в последнее время приобретают все большую популярность. И дело не только в том, что они способствуют росту урожайности – они обеспечивают повышенное качество наших овощей и фруктов. Стимуляторы роста успешно используются в садоводстве, виноградарстве и овощеводстве для ускорения укоренения при размножении, уменьшения предуборочного опадения плодов, с целью задержки цветения, прореживания цветков и завязей, для замедления прорастания клубней, корнеплодов и луковиц при хранении, для борьбы с сорняками и т.д. Но, как любые биологически активные вещества, регуляторы роста требуют очень осторожного обращения с ними. Передозировка этих соединений очень опасна: можно не только не получить ожидаемого эффекта, но столкнуться с прямо противоположным результатом. Большинство из биологически активных веществ в низких и очень низких концентрациях играют роль стимуляторов роста, способствуют повышению иммунитета, активизируют плодоношение. В высоких концентрациях эти же препараты оказывают действия, угнетающие физиологические процессы в растении. Так что лучше немного недодать, чем передать. [2]
1.2 Природные регуляторы роста и их действие
Изучив литературу, автор выяснила, что у растений выделено несколько классов фитогормонов, такие как: ауксины – индолилуксусная кислота и ее производные, вызывающие растяжение клеток, активизирующие рост частей растений, образование корней у черенков растений. Образуются в меристеме и растущих тканях.
Другими фитогормонами являются гиббереллины, иначе, гибберелловая кислота и другие. Они стимулируют деление или растяжение клеток, активизирующие рост стебля, прорастание семян. Эти вещества синтезируются в молодых листьях, молодых семенах, плодах и ткани эндосперма
Еще одной группой фитогормонов являются цитокинины– производные пуринов, они так же стимулируют деление клеток, прорастание семян; способствуют заложению почек у тканей и целых органов растений. Источники этих веществ – плоды и ткани эндосперма.
Кроме того, стимулировать рост могут вещества, имеющие негормональную природу – витамины, производные мочевины, некоторые фенолы, и другие вещества. Они могут образовываться в очень малых количествах и являются частью фитогормонов. К примеру известно, что не все витамины могут транспортироваться в растении, а в сочетании с фитогормонами увеличивают рост растений. Т.е. эти вещества усиливают действие фитогормонов.
Все природные фитогормоны – ауксины, гиббереллины, цитокинины и негормональные соединения называют – ростовыми веществами. А все синтезированные и природные ростовые вещества имеют общее название стимуляторов роста [3] .
Изучая литературу, я так же познакомилась и с ингибиторами роста – соединениями, которые подавляют биохимические или физиологические процессы в растениях, такие как: ростовые процессы, распускание почек и прорастание семян. К этой группе относятся вещества фенольной или терпеноидной группы, которые являются веществами гормональной и негормональной природы. К гормональным веществам относится салициловая кислота, а также ее аналоги.
Еще одним известным веществом является этилен. Он так же относится к ингибиторам, но его ученые выделяют в отдельную группу потому, что этилен газообразное вещество. Под влиянием этилена происходит торможение роста проростков, опадение листвы. Этилен также тормозит действие стимуляторов роста ауксинов, гиббереллинов, цитокининов.
Замедление и полное прекращение роста растений в природных условиях часто совпадает с наступлением в природе неблагоприятных внешних условий, но обусловлено чаще всего внутренними факторами, такими как: изменением уровня нуклеиновых кислот в точках роста, так же соотношением гормонов и ингибиторов роста. В тропиках, где годовые колебания температуры незначительны, практически все растения имеют периодическую приостановку роста. Поэтому вполне понятно, что рост растений можно регулировать искусственно.
Включение регуляторов роста в сельскохозяйственную технологию выращивания различных растений позволяет сократить ручной труд при их формировании, уходе за декоративными кустарниками в живых изгородях, регулировании сроков цветения, предупреждении периода старения, в борьбе с сорняками в школах, питомниках и на газонах.
1.3. Синтетические регуляторы роста.
На сегодняшний день созданы и синтетические регуляторы роста растений. Это ингибиторы роста: антиауксины, ретарданты, парализаторы, которые резко приостанавливают рост всех частей растений. Так ретарданты способны замедлять рост стебля, вызывают его укорачивание, а также утолщение. Питательные вещества растений при этом перераспределяются. Большая их часть поступает в корни, приводя к усиленному росту. Рассада не подвергается вытягиванию даже при очень низкой освещенности и загущении. Антиауксины — замедляют или полностью тормозят многие процессы в жизнедеятельности растений.
Третьей группой являются парализаторы, которые резко приостанавливают рост всех органов растения. [4]
Синтетические стимуляторы роста по структуре идентичны природным фитогормонам. Их вводят в растения для активирования деятельности фитогормонов. В результате воздействия стимуляторов роста на растения происходит временное усиление ростовых и формообразовательных процессов, а так же дифференцирование (распределение) воспроизводимых растением клеток на ткани различных органов. (см. Приложение1)
Синтетические стимуляторы роста используют в форме водных растворов, паст, эмульсий, дустов, аэрозолей, паров в растениеводстве для укоренения черенков многих культурных плодовых и декоративных растений, комнатном цветоводстве. Стимуляторы ускоряют цветение, способствуют более раннему образованию плодов и семян. И даже увеличивают размеры плодов и ягод (например, винограда). Стимуляторы успешно применяют также для выведения семян, клубней, луковиц из состояния покоя, или ускорения образования корневой системы у черенков. (см.Приложение2)
К синтетическим стимуляторам, выпускаемым в промышленности, относятся — гетероауксин, индолилмасляная, индолилпропионовая кислоты. Срезы листовых или древесных черенков обрабатывают растворами слабой концентрации перед укоренением. Часто проводят стимулирующую обработку и перед посевом семян [5] .
Регуляторы роста требуют предельно внимательного обращения с ними. Так как передозировка этих веществ очень вредна: можно не только не достичь нужного результата, но столкнуться с противоположным эффектом. В низких концентрациях они играют роль стимуляторов, способствуют укреплению иммунитета, активизируют плодоношение. Эти же препараты в высоких концентрациях вызывают угнетающие процессы в растении. [6]
Глава II Экспериментальная часть определения действия веществ на рост растений.
2.1 Природные регуляторы роста.
Изучая литературу, читая форумы в интернете, я нашла противоречивые средства о природных веществах, влияющих на рост и развитие растений. Поэтому я решила сама проверить действия на разные части растения растворов различных, встречаемых в быту растений и веществ: алоэ, мед, ива, луковая шелуха, аспирин, лимонная кислота, этилен.
Методика эксперимента:
Приготовление рабочих растворов веществ.
Алоэ . Срезать листья, затем положить в холодильник на 5 дней, а затем настоять воду с измельченными листьями в течении 5 — 7 дней.
Мед — Берем 1 ч. л. меда на 1л воды.
Луковая шелуха — берем две горсти луковой шелухи и заливаем ее 1 литром кипятка, настаиваем. Далее данный раствор разбавляем водой 1/3.
Сушеная крапива — Берем сушеную крапиву и настаиваем ее, примерно на 1 литр воды берем горсть сушеной крапивы, настаивается раствор 7 — 10 дней, затем его разбавляю водой 1/3.
Ива — Нарезаем веточки ивы и ставим их в воду. Когда прутья ивы дадут корни, а вода станет коричневой, надо разбавить простой водой 1:1.
Аспирин – 0,5 таблетки растворяю в 2 литрах воды.
Лимонная кислота – 1чайную ложку выжимки лимона растворяю в 1 л воды.
Этилен – получаю от выделений спелых яблок.
Вода – контрольный вариант.
1. Семена гороха делятся на группы и обрабатываются полученными растворами при прорастании, а затем и при обработке молодых побегов.
2. Определяется скорость прорастания семян гороха и дальнейшее их развитие методом наблюдения и измерения.
3. Используется трехкратная повторность. Результаты фиксируются.
Эксперимент 1 «Определение скорости прорастания семян гороха при воздействии различных веществ» .
Цель : определение скорости прорастания семян при замачивании их в приготовленных растворах.
Оборудование : пипетка, контейнеры, растворы.
Объект исследования: скорость прорастания семян.
Метод исследования: наблюдение и анализ.
Средне арифметические значения результатов заносятся в таблицу1.
Источник