Вирощування рослин у водному культурі на повній живильної суміші і з виключенням елементів живлення

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ім. І. І. МЕЧНИКОВА

Індивідуальна науково-дослідна робота

з дисципліни «Фізіологія рослин».

Тема:

растений в водной культуре на полной питательной смеси и с исключением элементов питания (вариант без азота)». «Вирощування рослин у водному культурі на повній живильної суміші і з виключенням елементів живлення (варіант без азоту)».

Виконала студентка

курса 5-ой группы III курсу 5-ої групи

Біологічного факультету

Спеціальність ботаніка

Кукса Ольга Ігорівна.

Одеса 2009

Зміст

Введення

1.Обзор літератури

1.1 Мінеральне живлення. Класифікація мінеральних елементів

1.2Виращіваніе рослин на водній культурі в ППС і з виключенням елементів живлення

1.3 Метаболізм і фізіологічні значення азоту як одного з найважливіших елементів живлення

1. 4 Значення мікроелементів

2. Матеріали і методи

2.1. Підготовча робота

2.2. Постановка досвіду

2.3. Ліквідація досвіду

3. Результати власних досліджень

3.1. Біометричні показники та морфологічні ознаки дефіциту елементів живлення

3.2.Статістіческая обробка та оформлення результатів роботи

Висновки

Список літератури

ВСТУП

Для нормального росту і розвитку рослин необхідні різні елементи живлення. За сучасними даними, таких елементів порядку 20, без яких рослини не можуть повністю завершити цикл розвитку і які не можуть бути замінені іншими.

Елемент вважається необхідним, якщо:

  1. Його відсутність виключає нормальний життєвий цикл рослини.

  2. Недолік елементу викликає специфічні порушення життєдіяльності рослини.

  3. Елемент безпосередньо використовується в процесах перетворення речовин і енергії.

Все це можна встановити тільки при вирощуванні рослин на штучних поживних середовищах - у водних і піщаних культурах. Виняток будь-якого з макро-або мікроелементів призводить до порушення структури та обміну речовин рослин, гальмування зростання і в майбутньому - до їх загибелі.

Метою даної роботи є проведення вегетаційного досліду з вирощуванням рослин в умовах водної культури на повній живильної суміші і з виключенням елементів живлення (варіант без азоту) для визначення значення макро-та мікроелементів у житті рослин. У кінці досліду буде отриманий наочний приклад того, як відсутність одного з елементів позначається на розвитку рослин.

Знання про значення мінеральних елементів у житті рослин дуже корисно і потрібно в сільському господарстві і рослинництві. Щоб підвищити врожайність агрономи використовують різні добрива й підгодівлі. Будь то садівник любитель, будь то колекціонер фіалок і бегоній, кожен з них повинен знати, що кореневе живлення полягає не тільки в поглинанні води, а ще й в макро-та мікроелементів.

  1. Мінеральне живлення. Класифікація мінеральних елементів

Уявлення про грунтовому живленні рослин почали складатися у зв'язку з розвитком рослинництва. – V тысячелетии до нашей эры возделывались пшеница, рожь, ячмень, кукуруза, лен, конопля, многие огородные культуры и плодовые деревья, а зола, ил и навоз использовались как средства, повышающие плодородие почвы. Вже в VI - V тисячолітті до нашої ери вирощувалися пшениця, жито, ячмінь, кукурудза, льон, коноплі, багато городні культури і плодові дерева, а зола, мул і гній використовувалися як засоби, що підвищують родючість грунту.

Перший фізіологічний експеримент з метою вивчення живлення рослин був проведений голландським дослідником природи Я.Б. ван Гельмонтом в 1629 р. Він посадив в глиняний посуд, що містить 91 кг сухого грунту, вербову гілку масою 2,25 кг і регулярно поливав грунт дощовою водою. Через п'ять років рослина, і грунт були зважені окремо. Виявилося, що верба важила 77 кг, а маса сухого грунту зменшилася всього на 56,6 р. Таким чином, маса рослини збільшилася в 33 рази, не рахуючи щорічно обпадає листя. Ван Гельмонт зробив висновок, що вся рослинна маса була створена за рахунок води, що вносилися до судина при поливі. Цей досвід послужив основою для «водної теорії» живлення рослин, яка досить довго трималася в ботаніці.

Після Ван Гельмонта з'явилася «гумусова теорія», запропонована або вірніше сказати розвинена німецьким агрономом А. Теер (до нього ще в 384-322 рр.. До н. Е.. Цю теорію висунув Аристотель). Відповідно до цієї теорії рослини живляться водою і гумусом.

Однак поступово накопичувалися дані про роль мінеральних елементів у житті рослин. Один з основоположників російської агрономії А. Т. Болотов окреслив основні принципи мінерального живлення рослин. В одній з його книг з агрохімії (1770 р.) він писав, що їжа рослин у грунті «полягає у воді та деяких особливих земляних або паче мінеральних частинках ...». Болотов розробив прийоми внесення добрив у грунт.

У наступні роки вчення про мінеральному живленні рослин розвивалося стрімко. Важливу роль у цій області зіграли: М. Т. Соссюр (грунт постачає рослину азотом і мінеральними елементами), Ж. Б. Буссенго (рослини можна вирощувати в піску з додаванням в нього мінеральних солей), Ю. Лібіх («закон мінімуму», «закон повернення»). Всі вони поступово спростовували «гумусову теорію», а остаточно це зробили І. Кноп і Ю. Сакс. У своїх дослідах вони показали, що цілком можливо виростити нормальне рослина на воді до повного дозрівання при його забезпеченні лише сумішшю елементів: азотом, фосфором, сіркою, калієм, кальцієм, магнієм і залізом. Ці досліди остаточно затвердили теорію мінерального живлення і створили основу для вегетаційного методу, в тому числі водних і піщаних культур. Поживний розчин, розроблений Кнопа, буде використовуватися і в нашому досвіді.

1.1 Вирощування рослин на водній культурі в ППС і з виключенням елементів живлення

Рослини здатні поглинати з навколишнього середовища у великих або менших кількостях всі елементи періодичної системи. Тим часом для нормального життєвого циклу рослинного організму необхідна лише певна група основних поживних елементів, функції яких у рослині не можуть бути замінені іншими хімічними елементами. У цю групу входять наступні 19 елементів:

Вуглець, З

Кальцій, Ca

Бор, B

Водень, Н

Магній, Mg

Хлор, Cl

Азот, N

Залізо, Fe

(Натрій), Na

Кисень, O

Марганець, Mn

(Кремній), Si

Фосфор, P

Мідь, Cu

(Кобальт), Ko

Сірка, S

Цинк, Zn


Калій, K

Молібден, Mo


Серед цих основних поживних елементів лише 16 є власне мінеральними, так як С, Н і О надходять в рослини переважно СО 2, О 2 і Н 2 О. Натрій, кремній та кобальт наведені у дужках, оскільки їх необхідність для всіх вищих рослин поки не встановлена. (маревых), в частности свеклой, а также видами, адаптированными к условиям засоления и в этом случае является необходимым. Натрій поглинається у відносно високих багато деякими видами родини Chenopodiaceae (лободових), зокрема буряком, а також видами, адаптованими до умов засолення і в цьому випадку є необхідним. Те ж справедливо і для кремнію, який часто зустрічається в соломину злакових, для рису він є необхідним елементом.

– называют органогенами. Перші чотири елементи - С, Н, О, N - називають органогенних. Вуглець в середньому становить 45% сухої маси тканин, кисень - 42, водень - 6,5 і азот - 1,5, а всі разом 95%. , S , K , Ca , Mg , Fe , Al , Si , Na и др. О минеральном составе растений обычно судят по анализу золы, остающейся после сжигания органического вещества растений. Решта 5% припадають на зольні речовини: P, S, K, Ca, Mg, Fe, Al, Si, Na та ін Про мінеральному складі рослин зазвичай судять по аналізу золи, що залишається після спалювання органічного речовини рослин. Вміст мінеральних елементів (або їх оксидів) в рослині висловлюють, як правило, у відсотках по відношенню до маси сухої речовини або у відсотках до маси золи. Перераховані вище речовини золи, відносять до макроелементів.

Елементи, які присутні в тканинах у концентраціях 0,001% і нижче від сухої маси тканин, називають мікроелементами. , Cu , Zn , Co , Mo , B , Cl ). Деякі з них грають важливу роль в обміні речовин (Mn, Cu, Zn, Co, Mo, ​​B, Cl).

Зміст того або іншого елемента в тканинах рослин не постійно і може сильно змінюватися під впливом факторів зовнішнього середовища. , Ni , F и другие могут накапливаться в растениях до токсического уровня. Наприклад, Al, Ni, F і інші можуть накопичуватися в рослинах до токсичного рівня. , о чем уже говорилось, и Ca , в связи с чем выделяют группы растений натриефилов, и кальциефилов (большинство бобовых, в том числе фасоль, бобы и клевер), кальциефобов (люпин, белоус, щавелек и др.). Серед вищих рослин зустрічаються види, що різко розрізняються за вмістом у тканинах цих елементів, як Na, про що вже говорилося, і Ca, у зв'язку з чим виділяють групи рослин натріефілов, і кальцієфілів (більшість бобових, у тому числі квасоля, боби і конюшина) , кальцієфобів (люпин, Білоус, щавелек та ін.) Ці видові особливості обумовлені характером грунтів у місцях походження та існування видів, визначено генетично закріпленої роллю, яку зазначені елементи грають в обміні речовин рослин.

Найбільш багаті мінеральними елементами листя, у яких зола може становити від 2 до 15% від маси сухої речовини. Мінімальний вміст золи (0,4 - 1%) виявлено в стовбурах деревних.

1.2 Вирощування рослин на водній культурі в ППС і з виключенням елементів живлення

Як вже згадувалося вище, цілком можливо виростити нормальне рослина на воді до повного дозрівання при його забезпеченні лише сумішшю елементів: азотом, фосфором, сіркою, калієм, кальцієм, магнієм і залізом. І це очевидно, адже всі ці незамінні елементи потрібні для побудови організму рослини. Дані елементи є основними і в майбутньому відіграють визначальну роль в життєвому циклі рослини. Якщо хоч один із цих елементів виключити з харчування, то рослина буде неповноцінним, будуть з'являтися видимі дефекти і відхилення від норми.

Кожен з цих елементів бере участь у тому чи іншому процесі, кожен з них входить до складу молекул і структур рослини. Наприклад, азот входить до складу білків, нуклеїнових кислот, ферментів, порфіринів, коензимів. Якщо його не буде в харчуванні рослини, то воно буде погано рости, тому що азот є будівельним матеріалом у складі білків.

Розглянемо фосфор. Він теж дуже важливий елемент, так як входить до складу білків, нуклеїнових кислот, фосфоліпідів, фосфорних ефірів цукрів, нуклеотидів, які беруть участь в енергетичному обміні, вітамінів та багатьох інших з'єднань. При його недоліку в рослини знижується швидкість поглинання кисню, змінюється активність ферментів, які беруть участь у дихальному метаболізмі, гальмується синтез білків і вільних нуклеотидів.

Сірка є основним джерелом живлення у рослин. Цей елемент входить до складу сірковмісних білків, в такі найважливіші амінокислоти як цистеїн і метіонін. -групп в образовании ковалентных, водородных, меркаптидных связей, поддерживающих трехмерную структуру белка. Одна з основних функцій сірки в білках і поліпептиди - участь SH-груп в освіті ковалентних, водневих, меркаптідних зв'язків, підтримують тривимірну структуру білка. Інша найважливіша функція сірки в рослинному організмі - це підтримка певного рівня окислювально-відновного потенціалу клітини. Недолік цього елемента знижує швидкість фотосинтезу і росту рослини, гальмує синтез сірковмісних амінокислот і білків, в гострих випадках порушується формування мітохондрій та можливий їх розпад.

Вміст у тканинах рослин калію становить 0,5 - 1,2% в розрахунку на суху масу. Зосереджений в основному в молодих, що ростуть тканинах, що характеризуються високим рівнем обміну речовин: меристемах, камбії, молодих листках, пагонах, нирках. У клітинах присутній в основному в іонній формі і не входить до складу органічних сполук. Калій є основним протиіонів для нейтралізації негативних зарядів неорганічних і органічних аніонів. Саме присутність калію в значній мірі визначає колоїдно-химічностійких властивості цитоплазми, що істотно впливає на всі процеси в клітині. Калій сприяє підтримці стану гідратації колоїдів цитоплазми, регулюючи її водоутримуючу здатність. Збільшення гідратації білків і водоутримуюча здібності цитоплазми підвищує стійкість рослин до посухи та морозів. Недолік калію знижує продуктивність фотосинтезу, перш за все за рахунок зменшення швидкості відтоку асимілятів з листя.

Велике значення в житті рослин має двовалентний іон кальцію. Він присутній у всіх клітинних структурах і стабілізує їх функції. Особливо важливе значення має кальцій для нормального розвитку і діяльності кореневої системи. При нестачі цього елемента затримується формування і ріст коренів, в тому числі кореневих волосків. Брак кальцію, перш за все, відбивається на розвитку молодих органів, оскільки не відбувається транспорту кальцію зі старих частин у молоді. Характерною ознакою цього є знебарвлення конуса наростання і молодих листочків, а також їх скручування. Спостерігаються і некротичні явища - коричневі плями на молодих листках. Надлишок кальцію негативно позначається на поглинанні заліза, цинку, марганцю.

Магній входить до складу хлорофілу. Він активує багато ферментів. Недолік магнію супроводжується хлорозом листя - вони починають бліднути (або рожевіти) між жилками від середини до країв, стає строкатим, а краї листя скручуються. Погано розвивається коренева система, рослини виснажуються.

Залізо відіграє важливу роль, беручи участь у процесі дихання рослин, а також у синтезі хлорофілу. При нестачі заліза у рослин розвивається хлороз, причому не частковий (за нестачі кальцію або магнію), а повний, коли вся поверхня листка поступово стає блідо-зеленим, майже білого забарвлення. Спочатку хлоротичними стають молоді листя,

1.3 Метаболізм і фізіологічні значення азоту як одного з найважливіших елементів живлення

Для рослин азот - дефіцитний елемент. Якщо деякі мікроорганізми здатні засвоювати атмосферний азот, то рослини можуть використовувати лише азот мінеральний. Рослини ніколи не виділяють азотисті сполуки як продукти покидька і там, де це можливо, азотисті сполуки замінені на безазотистих речовини. 4 + , NO 3 - и органический азот. У грунті азот знаходиться в трьох формах: NH 4 +, NO 3 - і органічний азот. 3 - , менее доступна форма NH 4 + . Для рослин найбільш доступною формою є NO 3 -, менш доступна форма NH 4 +.

Для того щоб зробити доступними для живлення рослин основні запаси азоту в гумусі, необхідно розкласти органічна речовина грунту. Цей процес неможливий без участі різних мікроорганізмів.

Процес перетворення органічного азоту грунту в NН 4 + носить назву амоніфікація. Він здійснюється гетеротрофних мікроорганізмами (живляться готовими органічними речовинами) і схематично може бути представлений наступним чином:

органічний азот грунтів -> RNН2 + СО 2 + побічні продукти, RNН 2 + Н 2 О = NH 3 + RОН, NН 3 + Н 2 О = NH 4 + + ОH -.

Біологічне окислення NН 3 або NH 4 + до NO 3 - називається нітрифікації.

Ще в 1870 р. Шлезінг і Мюнц довели досвідченим шляхом біологічну природу нітрифікації. Для цього вони додавали до стічних вод хлороформ, в результаті чого припинялося окислення аміаку. Основна заслуга в розкритті механізму нітрифікації і виділення здійснюють цей процес мікроорганізмів належить видатному російському мікробіологу С. Н. Виноградському. У 1889 р. він відкрив бактерії нітрифікації і визначив дві фази цього процесу.

Бактерії першої фази окислюють аміак до азотистої кислоти:

2NH 3 + 3O 2 = 2HNO 2 + 2H 2 O.

До них відносять бактерії наступних пологів: Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosolobus, Nitrosospira. З них найбільш вивчений вид Nitrosomonas europaea.

2HNO 2 + О 2 = 2НNO 3.

Серед бактерій, які здійснюють це перетворення, розрізняють три роди: Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus.

Азотистая кислота в грунті не накопичується, тому що обидві групи бактерій звичайно функціонують послідовно. Щорічно мінералізуєтся 0,4-4 т / га органічної речовини грунту, в основному гумусу. У результаті утворюється від 20 до 200 кг / га мінерального азоту. Таким чином, у грунті накопичуються іони NH 4 + та NO 3 -, азот яких доступний для засвоєння рослинами.

Іони NH 4 + не надто рухливі, добре адсорбуються аніонами, важко вимиваються опадами, і тому в грунтовому розчині їх концентрація значно вище, ніж NO 3 -. У грунтах, багатих глинистими мінералами, вміст азоту у формі NH 4 + може досягати 2-3 т / га. У верхніх шарах грунту фіксований азот NH 4 + становить 5-6% загального вмісту азоту в грунті, в більш глибоких шарах, де вищий вміст глинистих частинок, - до 20% і більше.

Аніони NO 3 -, навпаки, рухливі, погано фіксуються в грунті, легко вимиваються грунтовими водами в більш глибокі шари і водойми. Вміст нітратів у грунті особливо зростає навесні, коли створюються умови, що сприяють діяльності нітрифікуючих бактерій. Кількість азоту NO 3 - у грунтовому розчині сильно варіюється залежно від швидкості поглинання нітратів рослинами, інтенсивності мікробіологічних процесів і процесів вимивання.

При нестачі азоту в середовищі проживання гальмується ріст рослин, послаблюється утворення бічних пагонів і кущення у злаків, спостерігається мелколистного. Одночасно зменшується розгалуження коренів, за співвідношенням маси коренів та надземної частини може збільшуватися. Один із ранніх проявів дефіциту - блідо-зелене забарвлення листя, викликана ослабленням синтезу хлорофілу. Тривалий азотне голодування веде до гідролізу білків і руйнування хлорофілу насамперед у нижніх, більш старих листках і відпливу розчинних сполук азоту до більш молодим листям і точок зростання. Внаслідок руйнування хлорофілу забарвлення нижнього листя в залежності від виду рослини набуває жовті, оранжеві або червоні тони, а при сильно вираженому азотному дефіциті можлива поява некрозів, висихання і відмирання тканин. Азотне голодування призводить до скорочення періоду вегетаційного росту і більш раннього дозрівання насіння.

1.4 Значення мікроелементів

Вивчення значення мікроелементів в обміні речовин рослин необхідно для виявлення нових можливостей управління їх продуктивністю, оскільки мікроелементи можуть виступати і як специфічні і як неспецифічні регулятори обміну речовин.

У багатьох життєвих процесах, що відбуваються в рослинах на молекулярному рівні, мікроелементи беруть найактивнішу участь. Діючи через ферментну систему або безпосередньо зв'язуючись з биополимерами рослин, мікроелементи можуть стимулювати або інгібувати процеси росту, розвитку і репродуктивну функцію рослин.

Складовою частиною общебиологической проблеми з'ясування значення мікроелементів в окремих ланках обміну речовин є питання про взаємодію мікроелементів з ДНК. Актуальність цього аспекту визначається дією іонів металів у багатьох біологічних процесах, що відбуваються за участю нуклеїнових кислот. Іони металів можна розглядати як фактор, що у створенні необхідної для виконання біологічної функції конформації макромолекули.

У зв'язуванні цинку молекулою ДНК бере участь атом N1 гуаніну і N7 аденіну. При зростанні концентрації іонів металів у полінуклеотидних тяжах виникають поодинокі розриви, які є централями деспіралізаціі біополімеру. Взаємодія марганцю з фосфатними групами і з гуаніном, структурування гідратної оболонки обумовлює складну залежність параметрів конформаційних переходів від кількості іонів металу.

Видалення молібдену із поживного середовища викликає зниження активності нітратредуктази, цілком відмінне від зниження активності, викликаного видаленням молібдену з інтактного ферменту, наприклад діалізом проти ціаніду. В останньому випадку активність інактивованого ферменту може майже повністю відновлюватися, додаючи метал до білка, тоді як у випадку недостатності молібдену додавання металу до екстракт не надає ніякої дії.

Проведені дослідження дають підставу зробити висновок, що молібден інгібує ДНК-ази та РНК-ази за рахунок утворення комплексів молібдат-іонів з функціональними групами ДНК-ази та РНК-ази. Освіта комплексів молібдат-іонів з ДНК і РНК, мабуть, захищає фосфодіефірні зв'язку полінуклеотидів від атакується їх гідролізуються ферментами. Молібден також впливає на фосфорний обмін у рослин, будучи інгібітором кислих фосфатиди.

Під впливом бору в рослинах збільшується сума флавінів за рахунок флавінаденіндінуклеотіда (ФАД), що свідчить про часткове перетворення рибофлавіну в флавінових нуклеотиди, а також про посилення активності флавінових ферментів, що містять ФАД як кофермент. Кількість загального рибофлавіну в листі салату під впливом бору збільшилася в 4 рази, міцно пов'язаної з білком форми - в 3,8 рази, Фада - в 4 рази.

Була виявлена ​​позитивна кореляція між активністю ферментної системи синтезу индолилуксусной кислоти і наявністю в інкубаційному середовищі цинку і індолілпіровіноградной кислоти.

Показано, що вміст вуглеводів в тканинах рослин тісно пов'язане з надходженням бору з поживними речовинами. Листя рослин з недостатністю бору містять зазвичай багато цукрів і інших вуглеводів, мабуть, ці речовини з якоїсь причини не перемістилися з листя.

Гош і Даггер висловили припущення, що основна функція бору полягає у переміщенні цукрів, яке здійснюється завдяки утворенню вуглеводно-боратного комплексу, що полегшує проходження цукру через мембрану. Автори припускають, що-небудь вуглеводно-боратний комплекс може переміщатися з клітини в клітину, або бор являє собою компонент мембран, що вступає в тимчасову зв'язок з вуглеводом і здійснює таким чином його проходження через мембрану. Автори вважають останній механізм дії бору більш імовірним.

Марганець активує зворотне карбоксилювання ді-і трикарбонових кислот, сприяє відновного карбоксилювання піровиноградної кислоти в яблучну або щавлеву кислоту. Підвищує активність ферменту аргінази, що каталізує перетворення аргініну в орнітин, з якого синтезується пірролідоновое кільце тропановие алкалоїдів. Він активує фосфатглюкомутазу, енолази, лецитиназу, амінопептідазу. Під впливом марганцю відзначено зниження вмісту РНК в ядрах і збільшення в рибосомах. Відзначається також тенденція до підвищення вмісту ДНК під впливом марганцю. Мабуть, ДНК в даному випадку слабкіше утилізується.

2 Матеріали і методи

Завдання: Провести вегетаційний досвід з вирощування рослин в умовах водної культури в повній живильної суміші і з виключенням азоту.

Об'єкт дослідження: Досвідчені рослини кукурудзи і гороху.

Хід роботи: Досвід з визначення фізіологічної значимості макроелементів для росту рослин проводиться колективно, всієї студентською групою. Кожен студент веде свій певний варіант досвіду, в даному випадку варіант живильної суміші без азоту.

Досвід триває протягом 30 днів. Необхідно його проводити навесні (квітень, травень). Проведення цієї роботи відбувається в такій послідовності:

А. Підготовча робота:

1.Монтірованіе посуду.

2. Визначення якості посівного матеріалу.

3. Вирощування розсади для водних культур.

4. Розрахунки та приготування розчинів для живильних сумішей.

Б. Закладка досвіду:

1. Приготування поживних сумішей для різних варіантів досліду.

2. Перші виміри рослин.

3. Висадка рослин в посуд.

4. Складання таблиць для ведення записів у зошитах.

В. Спостереження і догляд за культурами:

1. Визначення біометричних параметрів рослин (довжини надземної частини і коренів, кількість листя, РН і обсяг живильної суміші).

2. Приготування свіжого поживного розчину.

3. Проведення заміни живильного розчину на свіжий.

4. Підв'язування і догляд за рослинами.

Г. Ліквідація досвіду:

1. Оцінка морфологічних ознак недостатності елементів мінерального живлення у рослин всіх варіантів поживних сумішей, які виконувалися в групі.

2. Останнє визначення біометричних показників рослин.

3. Статистична обробка та оформлення результатів роботи.

Д. Обговорення результатів роботи та висновки.

1.Монтірованіе посуду.

Обладнання та матеріали. Дві банки місткістю 1 л; картон і марля для кришок, біла і чорна папір для чохлів; нитки або шпагат; папір для етикеток; ножиці; клейстер; парафін; водяна лазня; пінцети.

а) Приготувати кришки для банок таким чином: парафін до початку роботи розплавити на водяній бані; з картону вирізати коло діаметром шийки банки, покласти його між двома шарами марлі; занурити в розплавлений парафін за допомогою пінцета, витягнути і дати парафіну стекти. Покласти кришку на шийку банки і закріпити таким чином, щоб марля, яка просочилася парафіном, охопила шийку банки. Зробити на кришці три симетрично розташованих отвори для рослин і одну в середині для палички.

б) Приготувати чохли для банок: відрізати дві однакові смужки з чорної і білої паперу шириною, яка дорівнює висоті банки; обидві смужки склеїти таким чином, щоб з внутрішньої сторони до банку прилягала чорний папір, а з зовнішньої сторони білий.

Верхній край чохла зібрати і туго обв'язати нитками навколо шийки банки, нижній край надрізати скласти до дна банки і заклеїти паперовим піддонника з темної паперу.

Наклеїти на банки етикетки з інформацією про варіант досвіду, дату, прізвище студента і № групи.

2 - 3. Визначення якості посівного матеріалу та вирощування розсади для водних культур студентами не проводилося. Вирощені культури надали вже готовими.

4. Розрахунки та приготування розчинів для живильних сумішей.

Обладнання та матеріали.

( NO 3 ) 2 (безводный); KH 2 PO 4 ; NaH 2 PO 4 * H 2 O ; KCl ; CaSO 4 *2 H 2 O ; NaCl ; MgSO 4 *7 H 2 O ; KNO 3 ; FeCl 3 ; весы, гири; шпатели; мерные стаканы и цилиндры на 0,5 л; 1 л; посуда для концентрированных растворов на 0,5 и 0,25 л с пробками; этикетки; клейстер; стеклянные палочки, лакмусовая бумага. Солі: Ca (NO 3) 2 (безводний); KH 2 PO 4; NaH 2 PO 4 * H 2 O; KCl; CaSO 4 * 2 H 2 O; NaCl; MgSO 4 * 7 H 2 O; KNO 3; FeCl 3; ваги, гирі; шпателі; мірні склянки та циліндри на 0,5 л; 1 л; посуд для концентрованих розчинів на 0,5 і 0,25 л з пробками; етикетки; клейстер; скляні палички, лакмусовий папір.

Кожна живильна суміш повинна містити не тільки всі необхідні для рослини елементи в потрібних кількостях і співвідношеннях, а й бути оптимальної за концентрації водних іонів. Для більшості рослин оптимальне значення рН розчину знаходиться між 5,5 і 7,8.

Приготування концентрованих розчинів солей.

Таблиця 1. Склад концентрованих розчинів солей, г/100 мл.

Показники

Основні солі

Заміщені солі

Назва солі

( NO 3 ) 2 * Ca (NO 3) 2 *

2 O 4 H 2 O

2 PO 4 KH 2 PO 4

4 *7 H 2 O MgSO 4 * 7 H 2 O

KCl

4 *2 H 2 O CaSO 4 * 2 H 2 O

2 PO 4 * H 2 O NaH 2 PO 4 * H 2 O

NaCl

3 KNO 3

Маса солі на 100 мл розчину, г


14,4


2,5


2,5


1,25


10,5


2,5


1,0


1,23

Об'єм розчину на весь досвід, мл


500


500


500


700


200


200


200


200

) в мерной посуде, перелить в темную посуду, которую хорошо закрыть. По даній таблиці приготувати концентровані розчини солей (кожна група студентів готує свій розчин, ППС і без N) у мірній посуді, перелити в темну посуд, яку добре закрити. Наклеїти етикетки із зазначеними назвами солей, концентрацією розчину, №

  1. Приготування поживних сумішей для різних варіантів досліду.

Обладнання та матеріали: два вегетаційних судини на 1 л,; мірні циліндри на 0,5 і 1 л; посуд для приготування поживного розчину на

3 л; концентровані розчини; індикаторний папір, по 3 проростка кукурудзи та гороху; лінійка, фільтрувальний папір, мотузка.

а) виміряти обсяг того посуду, в якій буде вирощуватися рослина.

б) розрахувати, яка кількість мілілітрів концентрованого розчину потрібно взяти для даного обсягу. Перший тиждень використовувати поживну суміш половинної концентрації.

г) перевірити значення рН за допомогою індикаторного паперу, довести до потрібного стану за допомогою розчинів гідроксиду натрію, соляної або лимонної кислоти.

2. Перші виміри рослин і висадка рослин в посуд.

а) відібрати з розсади 3 однакових рослини, проведення вимірювання.

б) зробити перше визначення біометричних параметрів кожної рослини.

в) зняти кришку з посуду, ввести кореневу систему рослини через отвір зверху. Пронумерувати рослини.

г) кришку разом з рослинами поставити на банку, закріпити так, щоб всі корені були занурені в розчин. Якщо знадобиться, закріпити рослини за допомогою дерев'яної палички, яку вставляють у центральний отвір.

3. Складання таблиць для ведення записів у зошитах.

Для ведення записів результатів спостережень підготувати окремі таблиці по кожному варіанту і виду рослини.

2.3

Через 28-35 діб після висадки рослин досвід можна ліквідувати.

1. Оцінка морфологічних ознак нестачі елементів мінерального живлення у рослин всіх варіантів досліду поживних сумішей, які виконувалися в групі.

а) провести порівняльний аналіз зовнішнього стану рослин між різними варіантами досліду.

б) виявити і відзначити візуально у рослин морфологічні ознаки нестачі елементів мінерального живлення.

в) обговорити наявність у рослин тих чи інших ознак у зв'язку з фізіологічною функцією мінерального елемента.

г) намалювати зовнішній вигляд рослин.

д) Результати занести в таблицю 7.

2. Остання зняття біометричних показників рослин.

а) Провести останнє спостереження за тими ж параметрами, що й раніше.

б) Визначити масу надземної частини і коренів рослин, обсяг коренів.

в) Дані останнього спостереження занести в таблицю 8.


Параметри

рослини

Дати спостережень

Примітки



03.04.09

10.04.09

17.04.09

24.04.09


1. Довжина надземної частини, см

1

5,4

18,2

23

29,2

Рослини за всіма параметрами випереджають у розвитку інші варіанти рослин. Патологій не спостерігається.


2

4,5

12,5

20

22,1



3

3,7

10,0

25

37



Середнє

4,53

13,56

22,6

29,4


2. Кількість листків, шт.

1

0

2

3

3



2

0

2

3

3



3

0

2

3

4



Середнє

0

2

3

3


3. Довжина коренів, см

1

26

37

39

41,3



2

20,5

19

24

23,1



3

16,4

32

34

36,9



Середнє

20,96

29,3

32

33,8


4. кількість поглиненого розчину, см 3

1



-



9



12



20



2







3







Середнє






5. рН


5

5

5

5


Таблиця 3. Біометричні показники рослин (кукурудза).

ППС

Параметри

рослини

Терміни спостереження

Примітки



03.04.09

10.04.09

17.04.09

24.04.09


1. Довжина надземної частини, см

1

4,4

16

27

29,5

Рослини за всіма параметрами випереджають у розвитку інші варіанти рослин. Патологій не спостерігається.


2

4,5

20,5

28,5

33,5



3

5

22

27

36,6



Середнє

4,3

19,5

27,5

33,2


2.Кількість листків, шт.

1

0

6

6

7



2

0

5

6

7



3

0

5

6

7



Середнє

0

5

6

7


3. Довжина коренів, див.

1

10,5

15

17

28



2

8,1

13

16

18,7



3

8,5

13

15

16



Середнє

9

13,6

16

20,9


4. кількість поглиненого розчину, см 3

1



-



30



44



55



2







3







середнє






рН


5

5

5

5


Таблиця 4. Біометричні показники рослин (горох).

Варіант без азоту.

Параметри


рослини

Терміни спостереження

Примітки



03.04.09

10.04.09

17.04.09

24.04.09


1. Довжина надземної частини, см

1

3,6

12,3

22

26,5

У рослин помітні відхилення у рості, відстають у розвитку від варіанту з ППС.


2

2,5

8,1

8,5

Загинуло



3

3

11,4

15

19,9



Середнє

3

10,6

15,1

23,2


2.Кількість листків, шт.

1

0

2

3

3



2

0

2

2

-



3

0

2

2

3



Середнє

0

2

2

3


3. Довжина коренів, див.

1

16

17,7

19,5

20,2



2

14

18,2

19

-



3

9,5

12,5

13

17



Середнє

13,2

16,1

17,1

18,6


4. кількість поглиненого розчину, см 3

1



-



27



42



55



2







3







середнє






рН


5

5

5

5


Таблиця 5. Біометричні показники рослин (кукурудза).

Варіант без азоту.

Параметри


рослини

Терміни спостереження

Примітки



03.04.09

10.04.09

17.04.09

24.04.09


1. Довжина надземної частини, см

1

3,5

11,7

23

31,5

У рослин помітні відхилення у рості, відстають у розвитку від варіанту з ППС. Листя більш бліді, ніж у варіанту з ППС.


2

5

19,5

28

31



3

3

17,2

27

32,4



Середнє

3,8

16,1

26

31,6


2.Кількість листків, шт.

1

0

4

5

6



2

0

5

6

7



3

0

5

6

7



Середнє

0

5

6

7


3. Довжина коренів, див.

1

8

8,3

9

10,6



2

8

7,3

8

8,5



3

5,6

9

10

10



Середнє

7,2

8,2

9

9,7


4. кількість поглиненого розчину, см 3

1



-



33



49



60



2







3







Середнє






рН


5

5

5

5


Таблиця 6. Біометричні показники рослин (горох).

Режим (варіант досвіду)

Фізіологічна роль елемента

Морфологічні ознаки нестачі



опис

малюнок

ППС

У ППС входять всі необхідні мінеральні елементи.

Недоліків немає. Рослини в хорошому стані.


Азот

Бере участь як органоген - будівельник.

Відставання в рості. Нижній ярус листя жовтіє і відмирає.


Фосфор

Входить до складу білків, нуклеїнових кислот, фосфоліпідів, особливо важлива роль в енергетиці рослини

Сизуватий колір листя, потім відмирання (засихають)


Калій

Впливає на тургор, осмотичний тиск

Рослини мляві, немає тургору, опік краю листової пластинки


Залізо

Участь у процесі дихання, входить до складу цитохромів

Жилковой хлороз, відставання в рості


Кальцій

Потрібний для побудови меристем, стимулює точки зростання

Страждають точки зростання, коріння ослизнение


Таблиця 7. Морфологічні ознаки нестачі елементів мінерального живлення.

Кукурудза

Параметри

ППС

- N

-P

-K

-Fe

-Ca

Довжина надземної частини, см

29,4

23,2

25,8

19

2,66

22,4

Довжина коренів, см

33,8

18,6

10,5

34,75

3

16,4

Кількість листків, шт.

3

3

3

3

3

2

Маса надземної частини, м

1,10

0,73

1,310

1,0

0,67

2

Маса коренів, м

0,3

0,235

0,340

0,790

0,750

0,830

Обсяг кореневої системи, см 3

3,33

0,20

0,3

2,0

1,5

0,5

Кількість поглиненого розчину

20

55

35

30

15

20

рН

5

5

5

5

5

5

Горох

Параметри

ППС

- N

-P

-K

-Fe

-Ca

Довжина надземної частини, см

33,2

31,6

16,9

20,3

25,6

6,5

Довжина коренів, см

20,9

9,7

12,2

10,2

1,0

9

Кількість листків, шт.

7

7

4

6

5

1,0

Маса надземної частини, м

1,223

1,0

2

2,47

1,0

0,502

Маса коренів, м

60

0,383

0,830

1,4

0,57

0,480

Обсяг кореневої системи, см 3

0,66

0,4

0,5

0,6

2

0,3

Кількість поглиненого розчину

55

60

30

49

-

20

рН

5

5

5

5

5

5

Вивчивши всі отримані графіки та діаграми, можна зробити наступні висновки:

  1. Динаміка росту надземної частини і кукурудзи і гороху в варіанті з ППС більш прогресивна, починаючи з першого тижня після закладання досліду. Але в досвіді з горохом відсутність азоту не так позначилося на довжині надземної частини як в досліді з кукурудзою, на останніх тижнях два варіанти практично зрівнялися. Проте, якщо порівняти колір листя і пагонів, то звичайно можна відразу побачити суттєву різницю. У випадку з горохом, відсутність азоту дало пожовтіння нижніх ярусів листя. А от у випадку з кукурудзою, одна рослина взагалі загинуло.

  2. За динамікою росту коренів ми можемо спостерігати величезний відрив у зрості та довжині коренів у варіанті з ППС і у гороху і у кукурудзи. Без азоту коріння погано ростуть, тому що цей елемент є органогенов - будівельником.

  3. На графіку динаміки утворення листя видно, що відсутність азоту ніяк не вплинуло на їхню освіту ні у гороху, ні у кукурудзи. Так, листя утворилися, але у варіанті без азоту вони до кінця експерименту жовтіють і починають сохнути.

  4. Як видно з графіків на рис. 4 і 5, відсутність у харчуванні гороху і кукурудзи азоту призводить до утруднення поглинання живильного розчину.

  5. рН протягом усього досвіду не змінювався, поживні розчини були стабільні, що ніяк не позначилося на розвитку рослин.

Отримавши всі дані про інших варіантах досліду, склавши діаграми росту і розвитку рослин можна провести порівняльний аналіз між ними:

1. На рис. 6 видно, що довжина надземної частини кукурудзи майже однакова в усіх варіантів, гірше лише у варіанті з азотом і калієм і це очевидно, адже без калію у рослин поганий тургор, знижується інтенсивність фотосинтезу. У випадку з горохом справа йде практично також, тільки варіант без кальцію дає дуже погані показники. Кальцій в житті бобових грає дуже важливу роль (вони кальцієфілів).

  1. На діаграмі довжини коренів видно, що найкраще себе почуває варіант без калію, це пов'язано з тим, що рослині не вистачає води, воно намагається відновити тургор, тому бачимо такий посилений ріст коренів (перевищив ПКС).

  2. Масу надземної частини добре набрали варіанти без фосфору, без калію (у гороху) і кальцію (у кукурудзи), їх маса перевищила масу рослин вирощених на ППС більш ніж у два рази! Можливо недостовірні дані!

  3. Те ж і з масою коренів, варіант без калію, без заліза і без кальцію у кукурудзи важче коренів кукурудзи, вирощеної на ППС, у півтора рази!

  4. Кількість листків у всіх варіантів у випадку з кукурудзою однаково, крім варіанту - без кальцію. Кількість листків у гороху в різних варіантах майже на ровне, лише суміш без кальцію зайвий раз довела, наскільки цей елемент важливий для бобових.

Проведений досвід дав добрі результати, де наочно можна було побачити приклад і погодитися з літературними джерелами.

Література

1) Польовий В.В. Фізіологія рослин. М., Вища школа, 1989, с. 216-218, 220-232, 236,238, 242,244, 247, 249, 253-257.

2) Брей С.М. Азотний обмін в рослинах. М.: Агропромиздат, 1986. 200 с.

3) http://him.1september.ru

4) http://referats.net.ua/ru/view/1814

5) http://www.rifpark.ru/enc/index.php?id=30

Посилання (links):
  • http://him.1september.ru/
  • http://referats.net.ua/ru/view/1814
  • http://www.rifpark.ru/enc/index.php?id=30
    Додати в блог або на сайт

    Цей текст може містити помилки.

    Біологія | Контрольна робота
    162.3кб. | скачати


    Схожі роботи:
    Вирощування рослин у водному культурі на повній живильної суміші 2
    Вирощування рослин у водному культурі на повній живильної суміші
    Живлення рослин
    Живлення рослин
    Живлення рослин 3
    Кореневе живлення рослин
    Кореневе живлення рослин
    Фізіологічні основи живлення рослин и застосування добрив
    Форми води в грунті значення для живлення рослин
  • © Усі права захищені
    написати до нас