Продуктивность роста редиса

РЕФЕРАТ

Выпускная квалификационная работа содержит 94 страниц текстового документа формата А4, включающего 6 рисунков, 6 таблиц, 49 использованных источников и 7 приложений.

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, РЕДИС, ПРЕДПОСЕВНАЯ ОБРАБОТКА, РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА, УЧАЩИЕСЯ СТАРШИХ КЛАССОВ, ЭЛЕКТИВНЫЙ КУРС.

Цель работы - экспериментально выявить эффективность применения трех регуляторов роста для предпосевной обработки семян редиса, использовать результаты исследования, физиологические материалы в работе со школьниками старших классов.

Объектом исследования являются сорта редиса, рабочая программа элективного курса. Предметом исследования являются физиологические процессы, продуктивность растений, внеурочная деятельность учащихся.

В процессе работы дана характеристика корнеплодов, особенности сортов редиса, технология возделывания, регуляторы роста растений и их использование в практике сельского хозяйства. Экспериментально доказано эффективность применения регуляторов с антистрессовым действием cалициловой кислоты в концентрации 10^-4 и 10^-5 моля, циркона и эпина-экстра на культуре редиса в условиях Солнечного района. Разработана рабочая программа элективного курса «Физиология растений», может быть использована для учащихся 10 классов.

СОДЕРЖАНИЕ

• Введение
• 1. Литературный обзор
• 1.1 Эколого-биологическая характеристика корнеплодов, особенности сортов редиса, технология возделывания
• 1.2 Регуляторы роста растений и их использование в практике сельского хозяйства
• 2 Экспериментальная часть
• 2.1 Материалы и методы исследования
• 2.2 Влияние регуляторов роста на продуктивность редиса в условиях Солнечного района
• 3. МЕТОДИКА ОТБОРА СОДЕРЖАНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЯ ПРОГРАММЫ ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА «ДРУГОЕ НАЗВАНИЕ» ДЛЯ УЧАЩИХСЯ 10 КЛАССОВ
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

• ВВЕДЕНИЕ

Солнечный район Хабаровского края расположен в муссоном секторе умеренного климатического пояса, что обуславливает присутствие здесь летом теплых и влажных морских воздушных масс, а зимой - континентальных холодных и сухих. Зимние муссоны приносят холодные полярные и арктические массы с низкими температурами (-25) градусов и небольшим количеством осадков 20 мм, что способствует сильному промерзанию почвы и формированию сезонного мерзлого слоя, являющегося водоупором в весенне-летнее время и обуславливающего широкое развитие процесса оглинивания. Общее количество осадков в районе - 400-700 мм/год, коэффициент увлажнения - 1,00-1,23. На севере широко распространены многолетнемерзлотные породы. Горные районы Солнечного района расположены в таежной зоне (горные лиственничные и елово-пихтовые леса). Преобладают дерново-подзолистые почвы, дерново-подзолистые почвы, в речных долинах широко распространены лугово-болотные и болотные почвы /3/.

Солнечный район отнесен к местностям, приравненным к районам Крайнего Севера, малопригодным для растениеводства. Культивирование продовольственных растений в районе связано с защищённым грунтом, садово-огородными участками сельских жителей поселка. В этой связи для получения приемлемых урожаев культурных растений, в том числе редиса по сравнению с другими территориями необходимо систематическое совершенствование технологий, апробация новых сортов /1,15/. Одним из таких направлений является применение регуляторов роста с антистрессовым действием /4, 14, 39, 43/.

Актуальность работы обусловлена необходимостью постоянного совершенствования технологий выращивания продовольственных культур в связи с культивированием новых сортов и климатическими условиями Солнечного района Хабаровского края. Совершенствование образовательного процесса в школе предполагает дополнительное изучение биологии через элективные курсы. Не вызывает сомнения, что эффективность разрабатываемого курса в определенной степени зависит от наличия регионального компонента.

Научная новизна.

Изучено влияние предпосевной обработки регуляторами роста двух сортов редиса в условиях Солнечного района на физиологические процессы и урожай. Разработан элективный курс по физиологии растений включающий региональный компонент.

Предмет исследования: физиологические процессы, продуктивность растений, внеурочная деятельность учащихся.

Объектом исследования являются сорта редиса, рабочая программа элективного курса.

Цель работы - экспериментально исследовать эффективность применения трех регуляторов роста для предпосевной обработки семян редиса, использовать полученные результаты, физиологические материалы в работе со школьниками старших классов.

Достижение поставленной цели предполагает постановку и решение следующих задач:

1. Изучить влияние предпосевной обработки регуляторами роста двух сортов редиса на некоторые физиологические процессы и урожай.

2. Разработать элективный курс по физиологии растений для учащихся 10 классов.

Практическое применение.

Экспериментально доказана эффективность применения регуляторов с антистрессовым действием cалициловой кислоты в концентрации 10^-4 и 10^-5 М, циркона и эпина-экстра на культуре редиса в условиях Солнечного района. Разработанная рабочая программа элективного курса «Физиология растений» может быть использована для учащихся 10 классов.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Эколого-биологическая характеристика корнеплодов, особенности сортов редиса, технология возделывания

Корнеплодом называется утолщенная часть корня (и нижней части стебля). Образование корнеплода начинается во время появления на растении одного-двух листьев, когда лопается и отмирает первичная кора стержневого корешка («линька»).

В корнеплоде различают три части: головку, шейку и собственно корень. Головка - это укороченный стебель. Как и всякий стебель, она имеет листья, в пазухах которых находятся почки, которые при благоприятных условиях прорастают, образуя цветочные побеги. Шейка развивается из подсемядольного колена и соединяет головку с собственно корнем. Шейка не имеет листьев или корешков. Часто она возвышается над поверхностью почвы и приобретает зеленую окраску. Собственно корень - нижняя часть корнеплода, образующаяся за счет разрастания корня и несущая боковые волосковидные корешки (Приложение А, рисунок 1) /7, с. 35/.

Форма корнеплодов зависит от того, какие части молодого растения принимали участие в его образовании. Корнеплоды плоской и округло-плоской формы образуются в результате разрастания надсемядольного (стебель) и подсемядольного колена и состоят в основном из головки и шейки. В формировании удлиненно-конических корнеплодов большое участие принимает и корень (Приложение А, рисунок 2) /32, с. 102/.

С формой связаны некоторые биологические и хозяйственные признаки корнеплодов. Сорта с корнеплодами плоской и округло-плоской формы обычно отличаются скороспелостью, нежным строением мякоти и хорошими вкусовыми качествами, но хранятся они хуже, чем сорта с длинными корнеплодами. Округло-плоские корнеплоды неглубоко сидят в почве, и уборку их легко механизировать. Сорта с длинными, коническими корнеплодами более позднеспелые, сухих веществ в них больше и поэтому они лучше хранятся. Ho они нуждаются в более глубокой обработке почвы, чем округлые или округло-плоские сорта, и уборку их механизировать труднее /45, с. 79/.

Формируются корнеплоды обычно у двулетних растений, их образование носит приспособительный характер, в них откладывается масса питательных веществ. У моркови преобладает хорошо развитая первичная кора (флоэмная паренхима), а у редьки - зона ксилемы, где скапливаются питательные вещества в сердцевинных лучах и древесинной паренхиме /22, с. 38/.

Корнеплод свеклы представляет собой поликамбиальный тип, при развитии корнеплода свеклы первичное строение заменяется вторичным, затем, из-за интенсивного накопления питательных веществ и нарастания в ширину, в корнеплоде появляются добавочные слои камбия, формирующие третичное строение (Приложение Б, рисунки 1-2).

Кормовые корнеплоды относятся к трем ботаническим семействам: сельдерейные (морковь), маревых (свекла) и капустные (брюква и турнепс) (таблица 1.1).

Таблица 1.1 - Отличительные признаки корнеплодов разных видов /41/

Данные растения в первый год они образуют розетку листьев и утолщенный мясистый корнеплод. На второй год из почек развиваются стебли с листьями и цветками и растение дает семена. Иногда растения зацветают в первый год жизни /41, с. 95/.

В первый год жизни корнеплоды проходят следующие фазы развития: появление всходов, фаза вилочки, образование первой пары настоящих листьев, образование последующих пар настоящих листьев, смыкание листьев в рядках и междурядьях, начало отмирания нижних листьев, техническая и физиологическая спелость.

Все корнеплоды (двулетние корнеплоды) - растения длинного дня. Длинный день ускоряет цветение и плодоношение, короткий, наоборот, задерживает развитие. Поэтому при очень ранних весенних посевах, когда пониженные температуры сочетаются с длинным днем, часто появляется большое число стрелкующихся растений. При летних посевах развитие корнеплодов проходит в условиях высоких температур и более короткого дня и стрелкования обычно не наблюдается. Сорта корнеплодов различного происхождения реагируют на длину дня неодинаково. Сортам, выведенным в условиях умеренного климата или на севере, требуется более длинный день, чем сортам южного происхождения /42, с. 199/.

Согласно данным дальневосточных ученых все корнеплоды сравнительно нетребовательны к теплу. Прорастание семян начинается при 4-5⁰С, но оптимальной для этого считается температура 20-25⁰С. Семена корнеплодов из семейства капустных (репа, редька, редис) при этой температуре прорастают на 3-6-й день; свекла - на 5-10-й день; морковь и другие сельдерейные - на 12-20-й день. Наиболее благоприятна для роста и развития большинства корнеплодов (репы, редьки, редиса) температура 15-18°С. Несколько более теплолюбивы морковь и особенно свекла; оптимальная температура для их роста 20-25°С. Все корнеплоды довольно морозостойки. Свекла легко переносит заморозки 2-3°С, морковь и остальные корнеплоды до 4-5°С. Корнеплоды, особенно свекла и южные сорта моркови, хорошо переносят высокие температуры и при достаточном увлажнении в условиях жаркого климата Средней Азии дают хорошие урожаи. Менее жаростойки редька, репа и редис. При высоких температурах они быстро перезревают, становятся дряблыми, пустыми, теряют вкусовые качества и снижают урожай. Наиболее требовательна к теплу свекла. Семена ее начинают прорастать при температуре 5-6°С, оптимальная температура во время вегетации - 18-28°С, для моркови - соответственно 3-4° и 15-20°, для брюквы и турнепса - 1- 2° и около 15° /1, с.119/.

Корнеплоды, особенно морковь, очень светолюбивы. Затенение их в период всходов и во время дальнейшего роста резко снижает урожайность. Редис, наоборот, сравнительно теневынослив и хорошо растет в защищенном грунте.

Мощная корневая система, особенно у свеклы и моркови, позволяет корнеплодным растениям успешно бороться с засухой. Хуже переносят недостаток влаги в воздухе и почве растения из семейства капустных (редис, репа, редька), у которых при водном дефиците усиливается образование древесины, вследствие чего они становятся грубыми и малосъедобными. Наиболее влаголюбивы кормовые корнеплоды брюква и турнепс. Наибольшие требования к влаге и к свету предъявляют в начальный период своего развития. Все корнеплоды чувствительны к засоренности почвы. Это объясняется медленным ростом их в начальный период, когда быстро развивающиеся сорняки заглушают молодые растения.

Корнеплоды дают высокие урожаи на плодородных рыхлых окультуренных почвах. Для формирования высокого урожая необходим хороший уход, много питательных веществ. В среднем на образование урожая одной тонны корнеплодов и соответствующего количества ботвы сахарной свеклы требуется 5-6 кг азота, 1,5-2 - фосфорной кислоты и 6-7,5 - окиси калия; кормовой свеклы - соответственно 2,5-3, 0,9-1 и 4,5-5 кг; моркови - 3,5, 1,5 и 7 кг /15, с. 119/.

Редис - Raphanus sativus L. относится к семейству капустные - Brassicaceae. Название растения произошло от латинского «radix», что впереводе означает «корень». Редис - одно из самых популярных овощных растений открытого и закрытого грунта /32, с. 203/.

Редис (Raphanus sativus L.) относят к тому же ботаническому виду, что и редька. Редис разводят в Европе с XVI века. В диком виде не встречается. В некоторых странах его до сих пор называют «французской редькой». Формы, близкие к современным, появились лишь в конце XVIII века. По происхождению различают европейскую, японскую и китайские группы сортов. В нашей стране наиболее распространены сорта европейской группы.

Согласно Н.И. Вавилову, происхождение редиса связано восточно-азиатским центром /45, с. 179/.

Пищевая ценность редиса определяется содержанием в нем легкоусвояемых организмом минеральных солей и витаминов. Корнеплоды содержат сухих веществ 5-10 %, легкоусвояемых сахаров - 1-4%, белка - 0,8-1,3%, клетчатки - 0,5-1%, аскорбиновой кислоты - 12-44 мг%. В них имеются также тиамин, рибофлавин, никотиновая кислота, эфирные масла, которые обладают бактерицидными свойствами; а также минеральные элементы: калий, железо, в том числе и селен. Причем, в корнеплодах с ярко-красной окраской витамина С больше, чем в других сортах, и сосредоточен он преимущественно в кожице. В листьях содержится каротин. Вкус и специфический аромат редису придают эфирные масла (до 5 г на 1 кг сухого вещества), а также серосодержащие гликозиды /37, с. 42/. В свою очередь, энергетическая ценность 100 грамм корнеплодов редиса 20 ккал, или 84 кДж.

Редис можно отнести к диетическим продуктам, он повышает аппетит, стимулирует выделение желудочного сока, ускоряет продвижение пищи по кишечнику, оказывает желче- и мочегонное действие. Горчичное масло, а также содержащийся в нем лизоцим подавляют гнилостную микрофлору кишечника. Пищевые волокна редиса способны связывать холестерин и токсические продукты обмена, чем содействуют выведению их из организма. Все это в целом оказывает благоприятное влияние на пищеварение /37, с. 49/.

Редис - самый ранний корнеплод, употребляют его в свежем виде для приготовления салатов, окрошек в сочетании с зеленным луком и другими овощами. В пищу идут не только корнеплоды, но и даже нежные листья: весной их кладут в суп и салат, а на осень и зиму ботву сушат или консервируют.

Редис образует утолщенный корнеплод различных размеров, форм, окраски. Листья в розетке черешковые, лировидные или перисторассеченые с крупным конечным сегментом. Сегменты цельнокройные или волнистые по краям, голые или опушенные. Стебли вверху ветвистые, образуются после прохождения розеточной стадии. Цветки крупные диаметром до 1,5 см, белые или розоватые. Плод - стручок с круглым носиком, не вскрывающийся, не распадающийся на членики, внутри губчатый. Семена светло-коричневые /37, с.44/.

Сорта редиса различаются как по форме, так и по окраске корнеплодов (овальные, белые, красные, розовые, малиновые и красные с белым кончиком). Различаются и формой листьев: у одних они лировидные, у других рассеченные на три-пять пар боковых долей. Ряд китайских форм имеет цельные овальные листья. У редиса в отличие от других корнеплодных растений не наблюдается остановки в нарастании листовой массы и связанного с этим усиленного роста корнеплода. Раннеспелые сорта образуют корнеплоды через 20 - 30 суток, более поздние - через 40 - 60 суток.

Редис - растение длинного дня, который ускоряет развитие растений: на длинном дне (более 14 часов) у растений быстрее образуются цветоносные побеги, при коротком (10 - 12 часовом) дне стеблевание не наступает несколько дольше, корнеплоды долго находятся в фазе технической спелости. Стеблевание усиливается также при загущении посевов и недостатке влаги. Растения холодостойкие, светолюбивые, требовательные к плодородию почвы и ее структуре, очень требовательны к влажности воздуха и почвы. При недостатке влаги корнеплоды грубеют, теряют сочность, становятся дряблыми, приобретают горький вкус и, не достигнув технической спелости, образуют стебли. При переменной влажности вырастают корнеплоды с «перетяжками», а при избыточной влажности растения заболевают. Семена редиса прорастают при температуре 4,5...5єС, но долго не всходят. При 10...15єС всходы появляются через 7 - 12 дней, а при 20...22єС - через 3 - 4 дня. Для формирования корнеплодов наиболее благоприятна умеренно теплая погода. Всходы выдерживают понижение температуры до - 3...- 4єС, а взрослые растения до - 5... - 6єС, но образование корнеплодов при этом сильно замедляется, появляются цветоносные побеги.

По типу развития редис подразделяется на однолетний, который в год посева образует корнеплод и семена, и двулетний, дающий семена на второй год после посева. К первой группе относятся европейские формы, ко второй - китайские, японские, или так называемые озимые /37, с. 46/.

Раннеспелые сорта редиса образуют корнеплод за 20-30 дней. К ним относятся Жара, Рубин, Тепличный, Тепличный Грибовский, Заря, Эртапишар, Розово-красный с белым кончиком, Ранний красный, Базис, Тогул, Квант, Дека, Ксения, Хелро, Стойкий; завоевали популярность Моховский, Софит, Вариант, Памяти Квасникова, Французский завтрак, 18 дней, а также рекомендованы новые сорта:Королева Марго, Фея, Яхонт, Снеговик, Корсар, Игорек, Рика, Слава, Аскания, Камелот, Меркадо, Октава, гибриды F1 Экспрессо, Глобус, Донар, Тарзан.

К позднеспелым относят -Дунганский 12/8, Марк, Кварта, Зенит и др. -созревают за 45-60 дней. Остальные занимают промежуточное положение.

Широко районированы среднеспелые сорта Красный великан, Дуганский 12/8, позднеспелый сорт Сосулька. Для защищенного грунта рекомендуются раннеспелые урожайные сорта Заря, Рубин, Ранний красный, Тепличный Грибовский, Тепличный, Кватра, Марк, Дека и др. /37, с. 55/.

Для Северного региона России зарегистрированы и рекомендуются следующие сорта: округлые - Вировский белый, Жара, Заря, Тепличный Грибовский, Дека; цилиндрический - Зенит; плоско-округлый - Эртапишар.

На Дальнем Востоке селекция редиса отсутствует. На фермерских и приусадебных участках выращиваются сорта редиса европейской селекции, полученные с учетом климатических условий Европы.

В настоящей работе использовали два сорта:

1. Редис розово-красный с белым кончиком. Среднеспелый сорт (21-27 дней). Корнеплод эллиптический, гладкий, розово - красный с белым кончиком. Мякоть белая, сочная, мягкая, слабо острого вкуса. Корнеплод приподнят над поверхностью почвы. Масса корнеплода 14-18 г. относительно устойчив к воздушной засухе. Сорт устойчив к стрелкованию. Предназначен для выращивания в открытом и защищенном грунте.

2.Редис Илке - среднеранний сорт с вегетационным периодом 22-28 дней, для открытого и закрытого грунта. Корнеплоды массой 15-20 г., ярко - красного цвета, округлые, диаметром 3-3,5 см. мякоть белая. Плотная, сочная и хрустящая имеет слабоострый вкус. Долго сохраняет упругость, хорошо транспортируется. Сорт устойчив к стрелкованию.

Чтобы получать редис как можно раньше, под него выделяют участок с легкими суглинистыми почвами и глубоким гумусовым слоем, защищенный от ветров и рано прогревающийся на солнце. Предшественники редиса - любые овощные культуры (кроме капустных), под которые вносили органические удобрения. Редис часто используют как промежуточную культуру. Его можно возделывать до посадки огурца или томата, можно посеять после уборки раннего картофеля и зеленых культур, а также в междурядьях посадок белокочанной и цветной капусты, огурца.

Стандартные, выровненные корнеплоды можно получить только на хорошо подготовленной рыхлой почве. Подготовка почвы во всех зонах овощеводства обязательно должна включать осеннюю и весеннюю обработку. Зяблевая обработка начинается с планировки поверхности поля, после чего поле пашут на полную глубину пахотного горизонта с обязательным применением предплужников и почвоуглубителей для рыхления плужной подошвы. Если поле предназначено для получения ранней продукции, то перед вспашкой вносят 2/3 дозы фосфорно-калийных удобрений, после нее проводят глубокую культивацию выравнивание поверхности почвы, и напашку гребней. Такие мероприятия позволяют производить посев весной на 1 - 2 недели раньше обычных сроков и получать продукцию на 2 - 3 недели раньше, чем при весенней обработке почвы. Во всех зонах целесообразно профилировать поверхность почвы: напахивать гребни с междурядьем 60 см.

В Нечерноземье и Сибири это мероприятие способствует более быстрому прогреванию почвы. На юге европейской части России профилирование поверхности почвы облегчает орошение участков. Осенью под перекопку почвы вносят перепревший компост, весной по 30 г на 1 м² фосфорных, калийных, азотных удобрений /7, с. 98/.

Семена высевают на грядах или на ровной поверхности, как только поспеет почва. В средней полосе применяют сверхранний посев - в марте - начале апреля, в подготовленную с осени почву, по ледяной корке. Редис можно сеять в несколько сроков с интервалами 15 - 20 суток, последний срок весеннего посева этой культуры - не позднее 25 мая. Посеянный в более поздние сроки редис быстро переходит к формированию цветоносных побегов. При таких сроках посева, чтобы получить урожай корнеплодов всходы накрывают в течение 2 - 3 недель с 18 до 8 часов светопроницаемым материалом, накинув его на каркас высотой 25 см. Свет не должен проникать к растениям и сбоку укрытий. Для осеннего использования редиса семена высевают в конце июля - начале августа. При возделывании осенью у растений формируются крупные корнеплоды, более высокого качества, чем весной.

Семена перед посевом желательно откалибровать, так как мелкие семена часто дают стрелкующиеся растения. При посеве на 1 м² расходуют 2 - 7 грамм семян, заделывая их на 2 - 3 см. Загущенный посев также способствует стрелкованию, поэтому редис надо сеять в рядки через 10-12 см, расстояние между растениями в ряду 3-6 см в зависимости от сорта /7, с. 113/.

После посева гряды мульчируют торфом или перегноем слоем 2 - 3 см и покрывают пленкой.

При появлении первого настоящего листа всходы прореживают, оставляя растения скороспелых сортов на расстоянии 4 - 5 см одно от другого, среднеспелых - на расстоянии 6 - 7 см. Поливают редис через каждые два - три дня. А в сухую погоду ежедневно. В жаркие дни лучше поливать растения вечером, после полива почву надо прорыхлить. Если перед посевом не были внесены удобрения, то растения можно подкормить слабым раствором минеральных удобрений. После подкормки растения хорошо поливают. На ранних стадиях роста редис сильно поражается крестоцветной блошкой. Применение пестицидов на редисе запрещено. Для защиты посевы опыливают золой. Защитить посевы от вредителей можно с помощью нетканого материала (луфасил, атрил) /7, с. 117/.

При орошении определяющими факторами являются почва, погодные условия и вегетация растений. Поскольку успех орошения зависит от имеющей место водообеспеченности почвы, необходимо знать, каково содержание воды в почве на настоящий день. Содержание воды в почве может быть рассчитано различными способами, например: - гравиметрическим - через расчет климатического водного баланса Орошение в зависимости от климатических факторов. Климатический водный баланс представляет собой разницу между осадками (О) и испарением (И) (О-И). Необходимо знать степень обеспеченности в начальный период закрытия посадки и обращать внимание на то, чтобы при дожде вода не застаивалась на поверхности посадки, а стекала к растениям. Иначе может произойти изменение содержание воды в почве из разницы О-И. Осадки определяются на месте дождеизмерительным прибором. Ежедневные значения испарения определяются прибором для измерения испарения. Испарение приравнивается потребности в воде закрытой посадки. На основании измеренного в районе орошения значения уровня осадков (мм) и установленной величины испарения (мм) составляется баланс. Отрицательный баланс означает уменьшение запаса воды, положительный баланс - соответственно, увеличение. Климатический водный баланс является, таким образом, вспомогательным средством, которое позволяет без прямого измерения влажности почвы рассчитывать процесс изменения влажности почвы в любой промежуток времени. Таким образом, орошение может целенаправленно применяться как дополнение баланса почвенной воды. Рекомендации по орошению: Полив не проводят, если среднесуточная температура воздуха ниже 15єС. Температура воды должна быть не ниже 15 - 18єС. Лучшее время для полива - утренние и вечерние часы. Существует два основных способа полива редиса: дождевание, капельное орошение /1, с. 113/.

Дождевание позволяет более равномерно распределять влагу по поверхности, регулировать поливные нормы. Но на растениях больше распространяются болезни, из-за испарения влаги с поверхности почвы. Дождевание, при увеличении оросительных норм, могут вызвать вторичное засоление почвы, что делает её непригодной для сельскохозяйственного производства. Капельное орошение является в настоящее время наиболее прогрессивным способом полива. При этом поливе достигается наиболее равномерное распределение влаги для культурных растений. Вода доставляется непосредственно к корневой системе.

Вместе с поливом имеется возможность проводить подкормку растений минеральными удобрениями с точным регулированием доз потребления, что позволяет регулировать рост и состояние растений, экономит средства на приобретение таких удобрений. Имеется возможность проводить борьбу с почвенными вредителями. Недостатком этого способа полива является дороговизна оборудования. Поэтому технология выращивания должна быть отработана и выполнена в полном объёме, для того чтобы получить максимальный урожай и окупить затраты.

Сформировавшиеся корнеплоды надо сразу убирать, так как, перерастая, они быстро теряют вкусовые качества, грубеют, растрескиваются или становятся дряблыми. Убирают раннеспелые сорта выборочно, по мере созревания, а осенние сорта, предназначенные для хранения, - один раз, перед заморозками /1, с. 188/.

При температуре +6...+8 °С редис с листьями можно хранить не более 3-4 дней. При повышении температуры время хранения уменьшается, так как листья испаряют много влаги. Если в период уборки листья обрезаны - редис может храниться дольше. Редис осенних сортов созревания может храниться в полиэтиленовых мешках в холодильнике при температуре 0 °С в течение нескольких месяцев. Для этого корнеплоды без листьев затаривают в полиэтиленовые пакеты вместимостью до 5 кг и хранят открытыми в холодильнике до февраля следующего года с минимальными потерями. Если температура более высокая (+6...+8°С), то редис с удовлетворительным качеством в полиэтиленовой упаковке может сохраниться до середины декабря. Редис, сохраняемый в холодильнике, содержит больше витамина С, Сахаров и других питательных веществ, чем редис, выращенный к январю в теплицах. Однако длительное хранение часто приводит к тому, что ткань корнеплодов становится грубой, губчатого строения, редис теряет товарные качества. Длительное время редис можно сохранять в ящиках, переслаивая его умеренно влажным песком. Влажность песка должна быть такой, чтобы при сжатии его в кулаке песок оставался в комке, но чтобы ладонь не была влажной. Если ком рассыпается - значит, песок слишком сухой. Переслоенный песком обрезанный редис сохраняется лучше, чем в полиэтиленовой упаковке. При оптимальной температуре хранения (0 °С) редис в таких условиях может сохраняться до весны.

1.2 Регуляторы роста растений и их использование в практике сельского хозяйства

редис семя предпосевной корнеплод

Известные регуляторы роста растений можно классифицировать на 2 основные группы. К первой относятся фитогормоны, представленные природными веществами, продуктами обмена веществ растительного организма. Вторая группа представлена синтетическими регуляторами роста.

Одним из важнейших внутриклеточных регуляторов активации генов и развития того или иного процесса, связанного с ростовыми процессами или переходом растения в следующую фазу развития являются фитогормоны.

Фитогормоны или регуляторы роста растений - это природные или синтетические органические вещества, которым свойственна значительная биологическая активность и которые в небольших количествах (микродозах) вызывают изменения в физиологических и биохимических процессах, активизируя рост и развитие растений, что способствует повышению продуктивности сельскохозяйственных культур /17, с. 21/.

Все фитогормоны объединяют некоторые общие свойства: они синтезируются в самом растении и являются высокоэффективными регуляторами физиологических программ. Их действие проявляется в крайне низких концентрациях (10^-5 - 10^-12 М) ввиду исключительно высокой чувствительности к ним растительных клеток. С помощью фитогормонов одни типы клеток и тканей растений регулируют физиологические процессы в других типах клеток и тканей /21, с. 11/.

Так, рост, формообразование и развитие растений, регулируется гормонами. Они играют ведущую роль в адаптации растений к условиям среды. /50, с. 342/

Согласно современным представлениям к фитогормонам относятся такие группы веществ как:

1) ауксины;

2) гиббереллины;

3) цитокинины;

4) абсцизовая кислота;

5) этилен;

6) брассиностероиды;

7) жасминовая кислота;

8) салициловая кислота;

9) фузикокцин.

Синтетические регуляторы роста включают следующие группы: ретарданты; морфактины; антиауксины; парализаторы.

К ауксинам относятся вещества индольной природы, типичным представителем является индолил-3-уксусная кислота (ИУК). В настоящее время синтезирован ряд ауксинов так же, как и ИУК очень сильно ускоряющих образование корней у растений. Особенно большой активностью в этом отношении обладает -нафтилуксусная кислота /8, с. 50/.

Строение представлено в Приложении В на рисунке 1.

Образуются они в меристематических клетках и передвигаются как базипетально, так и акропетально. Действие ИУК стимулируется рядом веществ: хлорогеновой кислотой, глутатионом, кверцетином и его производными - кверцитрином и рутином.

Ауксины оказывают влияние на рост клеток в фазе растяжения; стимулируют выход протонов в клеточную стенку и увеличивают ее растяжимость; вызывают дифференциацию ксилемы, индуцируют корнеобразование; стимулируют рост боковых корней; усиливают поступление воды и питательных веществ (аттрагирующее влияние) /48, с. 59/.

К гиббереллинам относятся вещества сложной природы - производные гибберелловой кислоты. Гиббереллины представляют собой терпеноиды и поэтому, как и для всех терпеноидов, исходными соединениями для их биосинтеза являются ацетат (радикал ацетила СН₃СО^-) и мевалоновая кислота /8, с. 52/.

Строение представлено в Приложении В на рисунке 2.

Они выделены из аскомицетных грибов (род Gibberellafujikuroi), имеющих ярко выраженную конидиальную стадию (род фузариум).

Гиббереллины транспортируются в растении акропетально и базипетально как по ксилеме, так и по флоэме. Они усиливают вытягивание стебля; под влиянием гиббереллина повышается интенсивность использования единицы хлорофилла; ускоряют фазу растяжения клеток, регулируют процессы цветения и плодоношения, индуцируют новообразование пигментов /23, с. 22/. Интересным свойством гиббереллинов является их способность стимулировать цветение растений, принадлежащих к т.н. растениям длинного дня, цветение которых ускоряется на севере /8, с. 52/.

Цитокинины представляют собой, замещенные по аминогруппе аденины. Строение представлено в Приложении В на рисунке 1.

6-(,-диметилаллил)-аминопурин входит в состав некоторых транспортных РНК в качестве минорного основания. Поэтому предполагают, что физиологическое действие цитокининов связано с обменом нуклеиновых кислот и процессом биосинтеза белка в клетке.

Цитокинины синтезируются в растущих кончиках корней, а затем по сосудам ксилемы поступают вместе с пасокой (раствором, который корни нагнетают в побеги) в надземные органы, где и принимают участие в регуляции различных физиологических процессов /23, с. 23/. Цитокинины оказывают влияние на деление клеток; способствуют пробуждению и росту боковых почек; задерживают старение листьев; оказывают влияние на ультраструктуру хлоропластов: ускоряют дифференциацию пластид и образование в них мембран и гран; повышают содержание хлорофилла, ускоряя образование его предшественника - протохлорофиллида; активируют синтез РБФ-карбоксилазы; оказывают аттрагирующее влияние /19/.

Абсцизовая кислота - гормон стресса, ее количество сильно увеличивается при недостатке воды и питательных веществ. АБК подавляет биосинтез нуклеиновых кислот и белков. Строение представлено в Приложении В на рисунке 2.

Абсцизовая кислота - главный регулятор роста. Абсцизовая кислота ингибирует рост стебля, особенно при физиологическом стрессе (например, при засухе или подтоплении), рост корня. Стимулирует покой почек, покой семян, цветение, старение и опадание листьев и плодов, стимулирует закрывание устьиц в условиях водного стресса (завядание). Участвует в механизме тропизмов корней, тормозя рост корня растяжением

Этилен - газообразный фитогормон, который тормозит рост и ускоряет созревание плодов. Этот гормон выделяется созревающими органами растений и воздействует как на другие органы этого же растения, так и на растения, находящиеся рядом Этилен образуется при распаде этрела, что облегчает его практическое применение в сельском хозяйстве.

Фитогормон этилен играет важную роль в регуляции роста, развития и адаптации растений к условиям обитания. Этилен ингибирует рост стебля, особенно при физиологическом стрессе. Удлинение стебля тормозится из-за изменения направления роста клеток с продольного на поперечное, что приводит к утолщению стебля. Индуцирует корнеобразование на стебле, останавливает рост листьев, нарушает покой почек. Может стимулировать цветение у некоторых растений и созревание плодов. У некоторых растений вызывает эпинастию (опускание) листьев. Важную роль в действии этилена на растения может играть его способность влиять на концентрацию других соединений. В литературе обсуждается взаимодействие этилена и абсцизовой кислоты (АБК), этилена и ауксинов в регуляции роста растений /23, с. 24/.

Более подробно остановимся на характеристике регуляторов роста используемых в настоящей работе.

Салициловая кислота является одним из основных растительных гормонов, индуцирующих защитные реакции растений против патогенов /28, с. 205/.

Название салициловая кислота произошло от латинского названия ивы - Salix. В коре ивы содержится глюкозид салицин С₆Н₄(ОН) - СН₂ОН. При окислении салигенина была получена СК. Выделена из ивовой коры итальянским химиком Рафаэлем Пириа и затем синтезирована им же.

В настоящее время салициловую кислоту в очень больших количествах получают действием СО₂ на фенолят натрия под давлением.

Салициловая кислота (2-гидроксибензойная) кислота - [С₆ Н₄ (ОН)СООН] представляет соединение из класса в-гидроксикислот /36, с. 105/.

Салициловая кислота - бесцветные кристаллы, слаборастворимы в воде, хорошо растворимы в этаноле и эфире (подобно фенолу и резорцину), плавится при 159⁰С При осторожном нагревании возгоняется при более сильном, быстром нагревании частично происходит расщепление салициловой кислоты на фенол и СО₂ /35, с. 388/.

Благодаря фенольной группе салициловая кислота действует как кератолитик, т. е. денатурирует белки, что облегчает б-гидроксикислотам и другим активным компонентам прохождение через роговой слой /6/.

Салициловая кислота как и другие фитогормоны присутствует в весьма небольших концентрациях. Установлено что уровень содержания в растениях риса, ячменя, сои находится в пределах около 1 мг/моль сырого веса /13, с.102/.

Салициловая кислота - это регулятор роста, выполняющий в растениях разнообразные физиологические функции. Так, салициловая кислота является естественным индуктором термогенезиса в Arumlilies, индуктором цветения длиннодневных и короткодневных растений семейства рясковых, ингибитором поступления ионов в корни, антагонистом АБК в регуляции движения устьиц.

Получены данные участия салициловой кислоты в сигнальной регуляции генной экспрессии в ходе старения листьев арабидопсиса. Салициловая кислота может служить регулятором транспорта органических веществ по флоэме, гравитропизма и других физиологических процессов /16, с. 524/. Появились данные о снижении степени повреждающего действия ионов тяжелых металлов на растения риса при обработке салициловой кислотой и усилении при действии салициловой кислоты транскрипционной активности гена экстенсина, нормально экспрессирующегося в растениях арабидопсиса /4, с. 233/.

В ходе экспериментальной работы, Н.С. Белозеровой были получены результаты влияния салициловой кислоты на параметры дыхательного метаболизма (увеличивают скорость), и на экспрессию митохондриальных генов /6, с. 23/.

Шакирова Ф. М. исследовала влияние салициловой кислоты на устойчивость пшеницы в естественных условиях произрастания к возбудителям ряда грибных болезней. Результат показал, что предпосевная обработка семян салициловой кислотой в оптимальной для стимуляции роста проростков концентрации - 0,05 мМ несколько снижает степень поражения мучнистой росой /47, с. 150/.

Махдавин К., Корбанли М., Калантари Х. М. изучали механизм противодействия салициловой кислоты УФ-А, УФ-В, УФ-С-индуцированному стрессу в растениях перца (Capsicum annuum L.).Для этого определяли активность ферметнов антиоксидантной защиты (пероксидазы, полифенолоксидазы, аскорбатпероксидазы, каталазы и глютатионредуктазы). Растения опрыскивали салициловой кислотой и затем облучали УФ-А (320-390 нм), УФ-В (312 нм) и УФ-С (254 нм). В листьях активность ферментов антиоксидантной защиты усиливалась в ответ на облучение УФ-В и УФ-С. Усиление активности некоторых ферментов, вызываемое УФ радиацией, тормозилось обработкой салициловой кислоты. Активность полифенолоксидазы в растениях, обработанных салициловой кислотой и облученных УФ-В и УФ-С, возрастала. Полученные данные свидетельствуют о том, что салициловая кислота, действуя совместно с УФ, способна повышать устойчивость к облучению. К такому же результату приводит и повышение активности ферментов антиоксидантной защиты. Салициловая кислота может регулировать механизмы антиоксидантной защиты /25, с. 621/.

Итак, салициловая кислота является важным эндогенным соединением, характеризующимся широким спектром физиологического действия в растениях, в котором особое место занимает антистрессовый эффект.

Препарат Эпин-Экстра (0,025 г/л д.в. 24-эпибрассинолид) запатентованный и зарегистрированный ННПП «НЭСТ Мц (Патент РФ №2272044 от 13.09.04) представляет собой регулятор роста и развития растений с ярко-выраженным антистрессовым и адаптогенным действием. Несколько лет выпускался и применялся в сельскохозяйственном производстве препарат Эпин. С 2003 г. налажено производство усовершенствованного Эпин-Экстра, содержащего в качестве действующего вещества высокоочищенный 24-эпибрассинолид, интезированный по оригинальной методике с использованием нанотехнологий /14, с.14/.

Эпибрассинолид, действуя опосредованно через гормональную систему, влияет на активность и биосинтез ферментов окислительного цикла (ПО, ПФО, каталазу, СОД), гидроксилитических ферментов (протеазы), МДГ, оказывает разностороннее влияние на растение: усиливает прорастание семян и рост растений, повышает устойчивость к биотическим и абиотическим факторам, увеличивает урожай и улучшает его качество.

Эпибрассинолид регулирует поступление ионов в растительную клетку, что сказывается на снижении накопления тяжелых металлов и радионуклидов при выращивании сельскохозяйственных культур в зонах загрязнения. Эпин-Экстра повышает устойчивость растений к фитопатогенам и вирусной инфекции, что дает возможность использовать их в качестве средства снижения пестицидной нагрузки или даже как безопасную альтернативу химическим пестицидам.

Механизм его действия заключается в регулировании синтеза самим растением других фитогормонов - ауксинов, гиббереллинов, цитокининов, абсцизовой кислоты и этилена. Причем, это регулирование зависит от фазы развития растений и условий его выращивания. Препарат стимулирует выработку самим растением тех гормонов, которые ему необходимы на каждом этапе развития. Эпин-Экстра увеличивает содержание антиоксидантных ферментов у растения, повышая его устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды (засуха, избыток влаги, заморозки) и заболеваниям, проявляя свойства неспецифического иммуномодулятора /14, с. 18/.

Эпин-подавляет процесс накопления в растениях тяжелых металлов и радионуклидов, способствует снижению накопления в растениях остаточных количеств пестицидов и других поллютантов за счёт усиления (в 2-2,5 раза) активности ферментов детоксикации /11, с. 68/.

Эпин-Экстра снижает аккумуляцию нитратов, тяжелых металлов, радионуклидов при выращивании в условиях повышенного содержания в почве этих элементов (Патент РФ №2119285), стимулирует рост и развитие растений, повышает их урожайность и улучшает качество продукции. Эпин-Экстра повышает всхожесть семян гречихи на 12-14%, особенно в холодные и дождливые годы. При расходе 20 мл/т препарат стимулировал рост корневой системы и надземных органов гречихи на 30% /11, с. 67/.

Препарат Циркон (0,1 г/л смеси гидроксикоричных кислот) разработанный, запатентованный (Патент №2257059 от 04.02.04 г.) и зарегистрированный фирмой ННПП «НЭСТ М» с 2001 г., широко применяется при возделывании более 60 видов культурных растений как открытого, так и закрытого грунта. Среди них зерновые, зернобобовые, технические, овощные, плодово-ягодные, цветочно-декоративные и лекарственные культуры /23, с. 24/.

Действующее вещество препарата Циркон представляет собой смесь гидроксикоричных кислот и их производных, относящихся к фенольным соединениям, выделенных из лекарственного растения эхинацея пурпурная.

Препарат достаточно устойчив, хорошо растворим в воде и органических растворителях. Рост регулирующий эффект связан с активизацией фитогормонов и защитой ИУК через механизм ингибирования активности ауксиноксидазы, а также с антибактериальным и фунгипротекторным действием, опосредованным стимуляцией иммунитета растений /11, с. 68/.

Препарат высоко экономичен, т.к. действует в чрезвычайно малых по д.в. дозах (от 0,01 мг/л для замачивания черенков до 15 мл/га для опрыскивания многолетних насаждений).

Рострегулирующие эффекты препарата связаны с пролонгацией активацией ауксинов клетки путём ингибирования фермента ауксиноксидазы, который эти ауксины разрушает.

Положительное влияние Циркона на различные звенья клеточного метаболизма связано с антиоксидантным действием за счет активирования ряда антиокислительных ферментов, таких как каталаза и супероксиддисмутаза (СОД). Это приводит к тому, что в стрессовых условиях препарат способствует восполнению недостающих биологически активных соединений иммуномодулирующего и адаптогенного характера, усиливая адаптационный потенциал клеток. Повышает их устойчивость к действию ионизирующего излучения, неоптимального температурного, водного и светового режима и других видов стресса и предотвращает снижение урожайности многих сельскохозяйственных культур, особенно в условиях засухи /23, с. 25/.

Применение препарата Циркон на плодовых культурах увеличивает фотосинтетическую активность листьев, стимулирует плодообразование и сохранность завязей, повышает устойчивость к окислительным стрессам, сокращая площадь солнечных ожогов и пятнистостей листьев инфекционной и неинфекционной природы.

Циркон повышает устойчивость к неблагоприятным агроклиматическим (засуха, избыточное увлажнение, засоленность почвы, губительное УФ-излучение) и техногенным факторам среды. Так, обработка семян ячменя, клубней картофеля препаратом Циркон вызывает снижение уровня хромосомных аберраций, обусловленных генотоксичностью тяжелых металлов, и способствует уменьшению коэффициента накопления Cs в урожае. Наряду с этим Циркон снижает негативное действие кадмия на темпы прорастания семян, фенологическое развитие, а также семенную продуктивность растений ярового ячменя.

Антибактериальное и фунгипротекторное действие связано со стимуляцией иммунитета растений и непосредственным действием на фитопатогены. Циркон действует как фитоактиватор болезнеустойчивости, проявляя противогрибную, антибактериальную и противовирусную активность. Он предупреждает развитие фитопатогенов при профилактическом применении или на начальных стадиях развития заболеваний. Препарат ускоряет прохождение наиболее уязвимых фаз развития заболеваний, тем самым обеспечивая формирование основной части урожая до начала массового появления патогенов и вредителей.

Для успешного практического применения всех фитогормонов или их синтетических заменителей необходимо соблюдение определенных условий:

1. Фитогормоны оказывают влияние лишь тогда, когда в растении их недостает. Это чаще всего наблюдается во время прорастания семян, цветения, образование плодов, а также когда нарушена целостность растительного организма, например, черенки, изолированные ткани. В некоторых случаях условия внешней среды препятствуют, образованию гормонов, тогда этот недостаток может быть восполнен их экзогенным внесением /50, с. 330/.

2. Клетки, ткани, органы должны быть компетентны (восприимчивы) к фитогормонам. Компетенция связана с наличием рецепторов, а также с общим состоянием внутриклеточных процессов. Клетка может быть на одной фазе роста компетентна к внесению данного фитогормона, а на другой - нет.

3. Необходимо достаточное снабжение растения водой и питательными веществами.

4. Действие всех гормонов зависит от концентрации. Избыточная концентрация вызывает не стимуляцию, а резкое торможение торможение роста и даже гибель растений.

5. Эндогенные (естественные) фитогормоны определенным образом локализованы в отдельных компартментах (отсеках) клетки. При внесении извне распределение гормонов будет иным. В этой связи экзогенное внесение не может полностью заменить гормоны, образовавшиеся при естественном метаболизме /39, с. 105/.

В настоящее время фитогормоны применяются в следующих направлениях.

Ауксины и их синтетические заменители:

1. Для усиления корнеобразования у черенков. Обработка нижних концов черенков ИУК в концентрации 50 мг/л или ее синтетическими аналогами (индолилмасляной, б-нафтилуксусной кислоты) вызывает приток к ним питательных веществ, при вегетативном размножении растений /26, с. 88/.

2. Способствуют образованию корней и каллусов, образованию и росту побегов у интактного растения;

3. Для усиления корнеобразования и восстановления корневой системы при пересадке растений. Для этого саженцы окунают в пасту из глины с добавлением ИУК или ИМК.

4. Для образования партенокарпических плодов, повышения урожая томатов и некоторых других культур. Опрыскивание цветков томатов раствором синтетических регуляторов роста типа ауксина (например, трихлорфеноксиуксусной кислоты в концентрации 50 мг/л) приводит к образованию партенокарпических бессемянных плодов. Плоды растут быстрее и характеризуются более высоким содержанием сахаров. Одновременно с усилением роста плодов в результате перераспределения питательных веществ рост вегетативных органов (пасынков) замедляется. К недостаткам этого приема следует отнести большую подверженность образующихся плодов различного рода заболеваниям /50, с. 342/.

5. Для предохранения плодов от предуборочного опадения. При большом количестве завязавшихся плодов часть их опадает до созревания. Регуляторы типа ауксина, вызывая дополнительный приток питательных веществ к плодам, препятствует образованию отделительного слоя. Обработка деревьев проводится б-нафтилуксусной кислоты в концентрации 10 мг/л за две недели до уборки.

6. Для ускорения прорастания семян некоторых растений. Этот прием дает благоприятные результаты лишь на мелкосеменных растениях, поскольку крупные семена содержат достаточное количество собственных гормонов. Хорошие результаты получены при обработке семян сахарной свеклы ИУК в концентрации 10 мг/л.

7. В высоких концентрациях регуляторы роста типа ауксина, например 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д), могут применяться как селективные гербициды. Поскольку для разных видов растений оптимальные концентрации фитогормонов различны, то это позволяет использовать 2,4-Д в качестве селективного гербицида для борьбы с сорняками в посевах злаковых культур. Исследования Ю.В. Ракитина В.А. Земской и А.Ф. Титова показало, что различная устойчивость растений к 2,4-Д связана с различиями в скорости ее детоксикации (обезвреживания) в растительном организме /39, с. 105/.

8. У некоторых растений замедляют старение листьев и играют первостепенную роль в ростовых движениях

Гиббереллины:

1. Под влиянием гиббереллина заметно усиливается рост стебля конопли, сахарного тростника. Увеличивается выход волокна конопли с гектара.

2. Опрыскивание в концентрации 25 мг/л повышает урожай зеленой массы кормовых бобов. Увеличивается продуктивность растений, возделываемых для получения зеленой массы. Но урожай при этом снижается.

3. Обработка в концентрации 50 мг/л сортов винограда с функционально-женскими цветками вызывает образование бессемянных плодов и повышение их урожая /21, с. 14/.

4. С помощью обработки гиббереллином можно прерывать период покоя клубней картофеля, а также семян некоторых растений. В ряде случаев обработки гиббереллином заменяет процесс стратификации семян. Способность гиббереллина пробуждать клубни из состояния покоя находит применение для получения двух урожаев картофеля в год.

5. Гиббереллин заметно ускоряет процесс прорастания семян ячменя, что используется в пивоваренной промышленности при получении солода.

6. Гиббереллины сокращают ювенильный период у ряда хвойных растений. Обработка этим фитогормоном молодых хвойных деревьев способна ускорять образование стробилов.

С помощью цитокининов можно:

1. Регулировать рост и морфогенез изолированных тканей. Это приобретает важное практическое значение, поскольку таким путем удается получить большое количество тканей. Это приобретает важное практическое значение, поскольку таким путем удается получить большое количество тканей, содержащих лекарственные вещества, чистые линии (одного генетического потомства) в селекции.

2. Вызывать рост боковых побегов, снимая апикальное доминирование.

3. Задерживать процессы старения, повышать устойчивость растений к неблагоприятным условиям /50, с. 341/.

4. Осуществляется техника микроклонального размножения растений. При этом на питательную среду помещают изолированную стеблевую точку роста растения, которая дает под действием цитокининов образование не одного, а нескольких побегов. При этом растения размножаются без изменения генотипа, и, обеспечивается получение безвирусного материала. Этот метод применяется для сохранения и размножения исчезающих видов растений /21, с.15/.

Абцизовая кислота (АБК) подавляет ростовые реакции растений, вызванные ауксином, цитокинином и гиббереллином, она тормозит дифференцировку хлоропластов, активируемую цитокинином. АБК вызывает покой клубней, семян, почек растений. Именно ее накопление в созревающих семенах, почках деревьев осенью и в клубнях растений обеспечивает состояние покоя их клеток в течение зимнего периода. Снижение содержания АБК служит условием их пробуждения и роста с наступлением весны. Фитогормоны регулируют не только рост и процессы дифференцировки новых органов у растений, но также и многие другие физиологические процессы, не имеющие отношения к росту. Например, с помощью АБК можно закрыть устьица растений. В регуляции движения устьиц, как и во многих других физиологических процессах, у растений четко прослеживается антагонизм двух гормонов: АБК закрывает устьица при недостатке воды и тем самым сохраняет ее резерв в растении, а поступающий из корней цитокинин при восстановлении водоснабжения вызывает открывание устьиц.

В практике этилен широко применяется для ускорения созревания плодов. Для этого зеленые, закончившие рост плоды, помещают в специальные камеры, куда периодически подается этилен.

Во многих случаях появляется необходимость задержать рост стебля с целью получения большей устойчивости растений против полегания. Это повышает урожай и облегчает уборку. Ретарданты избирательно ингибируют рост стебля благодаря торможению растяжения клеток в субапикальной зоне и подавлению синтеза гиббереллинов. Стебли становятся более короткими и утолщаются, в результате повышается устойчивость растения к полеганию. Задержка роста вегетативных органов бывает полезна для лучшего развития плодов и семян. В настоящее время синтезировано много веществ, которые обладают свойствами задержать рост растений.

Хлорхолинхлорид (ССС). Этот препарат ClCH₂-N-(CH₃)CH₃Cl(CH₃), задерживает рост стебля. Под влиянием ССС стебель злаков (пшеница, рожь) становится более коротким и утолщается. Усиливается развитие механических тканей стебля. В результате повышается устойчивость растения к полеганию, увеличивается урожай. Торможение роста стебля частично связано с тем, что ССС ингибирует образование гиббереллинов.

Широкое применение получили этиленпродуценты - соединения, которые после опрыскивания растений распадаются с образованием этилена. Наиболее распространенным этиленпродуцентом является 2-хлорэтилфосфоновая кислота ClCH₂CH₂PO(OH)₂, которая при значении рН > 4 распадается с выделением этилена. Известно много препаратов, содержащих 2-ХЭФК: этрел, гидрел, кампозан, этефон. Этилен-продуценты применяют:

1. Для ускорения созревания плодов.

2. Для ускорения созревания и облегчения уборки томатов, яблок, облепихи, винограда, цитрусовых, поскольку ускоряется образование отделительного слоя в плодоножке.

3. Для усиления отделения латекса у каучконосных деревьев гевеи, ускорять выделение живицы у сосны.

4. Для ускорения опадения листьев - дефолиации. Дефолиация облегчает условия машинной уборки ряда культур, например хлопчатника.

5. Для индукции цветения манго, авокадо, ананасов и других культур.

6. Обработка этрелом растений огурца вызывает преимущественное образованием женских цветков.

7. Для борьбы с полеганием зерновых культур в посевах, например, ржи и ячменя, поскольку этиленпродуценты способствуют формированию укороченного толстого стебля /50, с. 346/.

Морфактины препятствуют прорастанию семян, образованию и росту побегов, ослабляют апикальное доминирование у побегов и усиливают его у корней.

Дефолианты ускоряют листопад у растений, что активирует созревание семян и плодов и облегчает механизированную уборку урожая.

Итак, регуляторы роста растений - это природные или синтетические органические вещества, которым свойственна значительная биологическая активность и которые в небольших количествах вызывают изменения в физиологических и биохимических процессах, активизируя рост и развитие растений, что способствует повышению продуктивности сельскохозяйственных культур.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Материалы и методы исследования

Исследования проводили на земельном участке п. Амгунь Солнечного района в условия открытого грунта.

Объектом исследования служили сорта редиса Raphanus sativus L. европейской селекции, Илке и редис Розово-красный с белым кончиком. Полевой эксперимент проводили на садово-огородном участке, по общепринятой технологии выращивания редиса /1/. Гряды дерново-подзолистой почвы, размерами: 1-я гряда 2х6 м; 2-я гряда 2х6 м перекапывали на глубину 30 см, вносили мин удобрения из расчета на 1м² - 15 г. аммиачной селитры и хлористого калия, 40 г. суперфосфата под весеннюю перекопку.

Семена редиса высевали рядами: расстояние между рядами 15 см, между семенами 5 см, глубина заделки 1,5 - 2 см, повторность опыта двукратная.

Предпосевная обработка: семена замачивали на 8 часов в воде (контроль) или растворах регуляторов роста (опытные варианты):

- СК - в концентрациях 10^-4 и 10^-5 М;

- Эпин-экстра 0,05 мл/100мл на 10 г. семян (2 кап на 100 мл воды (1 кап ? 0,025 мл));

- Циркон 0,6мл/150мл на 10 г. Семян /14,43/.

Регуляторы роста использовали в концентрациях, показавшие себя как оптимальные при выращивании корнеплодов.

В течение опыта проводили мониторинг фенологических фаз: появление всходов, фаза вилочки, образование первой пары настоящих листьев, образование последующих пар настоящих листьев, смыкание листьев в рядках и междурядьях, начало отмирания нижних листьев, техническая и физиологическая спелость /32/.

Сухую массу материала определяли после высушивания до постоянного веса в сушильном шкафу при t - 105⁰С.

Содержание нитратов как показатель товарного качества определяли дифениловым методом /16, с. 88/.

Полученные результаты подвергали статистической обработке. Определяли среднее арифмитическое (М) и квадратическую ошибку среднего (m) по формуле (2.1):

(2.1)

где m - квадратичная ошибка среднего;

- квадратическое отклонение;

n - число повторений.

Для вычисления величины использовали формулу (2.2):

5я^, (2.2)

где 5я - квадратическое отклонение отдельного определения;

n - число повторений;

5…² - квадрат отклонений.

Достоверность различия между двумя средними (t) определяем по формуле (2.3):

, (2.3)

где t - достоверность разности между двумя средними;

M₁, M₂ - средние величины;

При t3 разность считается весьма достоверной.

При t2 вероятность достоверной разницы в 95 случаях из 100.

При t разность недостоверна /18/.

2.2 Влияние регуляторов роста на продуктивность редиса в условиях Солнечного района

Одним из показателей качества семенного материала является полевая всхожесть, выявляющая устойчивость семян к воздействию как абиотических факторов (температура, влажность), так и биотических (нападение патогенов - грибов и бактерий) /32/.

Влияние предпосевной обработки семян редиса регуляторами роста на полевую всхожесть дано в таблице 2.1 и на рисунке 2.1.

Таблица 2.1 - Влияние предпосевной обработки семян редиса регуляторами роста на полевую всхожесть

Как видно из данных таблицы 2.1 и рисунка 2.1, полевая всхожесть обоих сортов в контрольном варианте составила - 90%. Предпосевное замачивание в растворах регуляторов роста с антистрессовым действием, которыми являются салициловая кислота, эпин-экстра и циркон сопровождалась возрастанием полевой всхожести до 100%. Для всех исследуемых регуляторов роста на различных объектах показано иммуномодулирующее действие, позволившее рекомендовать их как препараты, повышающие устойчивость не только к неблагоприятным абиотическим факторам, но и патогенной микрофлоре /14,24, 28,43/. В этой связи увеличите полевой всхожести, в вариантах с регуляторами роста, мы можем объяснить повышением устойчивости семян к патогенной почвенной микрофлоре и неблагоприятным абиотическим факторам. Снижение полевой всхожести на 10% наблюдали в варианте СК 10^-4М.

Рисунок 2.1 - Влияние предпосевной обработки семян редиса регуляторами роста на полевую всхожесть

Согласно литературным данным /23/ применение регуляторов роста, в частности гиббереллины сопровождается ускорением ростовых процессов и процессов развития: активируется прорастание семян, раньше наступает фаза цветения. Проведенный систематический мониторинг показал, что фенофазы по всем вариантам опыта проходили в одно и тоже время, т.е. предпосевная обработка редиса салициловой кислотой, цирконом и эпином не сказалась на темпах развития растений.

19 июня - всходы;

20 июня - фаза вилочки;

27 июня - появление первой пары настоящих листьев;

1 июля - образование последующих пар настоящих листьев;

7 июля - смыкания листьев в грядках и междурядьях;

10 июля - начало отмирания нижних листьев;

17 июля - техническая и физиологическая спелость.

В таблице 2.2 и на рис. 2.2 приведены данные по влиянию регуляторов роста на ростовые процессы и хозяйственный урожай редиса сорта Розово-красный с белым кончиком.

Таблица 2.2 - Влияние предпосевной обработки регуляторами роста на продуктивность растений редиса Розово-красный с белым кончиком

Согласно таблице 2.2, в момент снятия урожая сырая масса надземной части составила 27,8 г. Все опытные варианты характеризовались более высоким показателем сырой подземной части, так в варианте СК 10^-4М она увеличилась на 11%, СК 10^-5М и эпин-экстра -33%, и наибольшую прибавку 59% наблюдали в варианте с цирконом.

Рисунок 2.2 - Влияние регуляторов роста на продуктивность растений редиса Розово-красный с белым кончиком

Более объективным показателем ростовых процессов является сухая масса, так как содержащаяся в стеблях и листьях вода по весу может варьировать в зависимости от напряженности экологических факторов. На сухую массу оказали влияние СК 10^-5М и эпин-экстра (показатель увеличился на 42%), а в варианте с цирконом - на 50%. Полученные нами данные находятся в соответствующими с имеющимися в литературе. Обработка семян гречихи препаратом эпин-экстра стимулирует рост корневой системы и надземных органов на 30% /11/. Положительное влияние циркона на ростовые процессы и урожай установлено для 60 видов культурных растений /23/.

Важным показателем является соотношение в биомассе растения надземной части и корнеплода. Доля корнеплода в общей биомассе растения была выше в варианте СК 10^-4М и контроле, однако растения в вариантах СК 10^-5М и циркон корнеплоды были крупнее. Установлено, что препараты циркон и эпин-экстра положительно влияют на интенсивность фотосинтеза /11/.

Более развитая надземная часть, обеспечивающая в процессе фотосинтеза сухим веществом корнеплоды, и определила более высокую массу органов в этих вариантах. Масса корнеплода в контрольном варианте составила 17 граммов. В варианте СК 10^-4М и эпин - экстра, как показала статистическая обработка, осталась на уровне контрольного варианта. Существенное увеличение массы корнеплода на 18 - 24% наблюдали в вариантах СК 10^-5М и циркон соответственно.

В отличие от сорта редиса Розово-красный с белым кончиком предпосевная обработка семян сорта Илке всеми регуляторами роста оказала положительное влияние на ростовые процессы как надземной, так и подземной частей (таблица 2.3, рисунок 2.3).

Таблица 2.3 - Влияние предпосевной обработки регуляторами роста на продуктивность растений редиса Илке

Сырая масса надземной части также показала положительную динамику ростовых процессов у растений, семена которых были обработаны регуляторами роста. Примерно одинаковые показатели были отмечены в вариантах с салициловой кислотой в концентрации 10^-4 и 10^-5 М - 47%.

Рисунок 2.3 - Влияние регуляторов роста на продуктивность редиса Илке

В вариантах с эпином и цирконом разрыв в показателях массы также оказался незначительным и составил 34 %. Сухая масса надземной части в вариантах СК 10^-5М СК 10^-4М увеличилась соответственно на 14% и 42%. Циркон и эпин оказали меньшее воздействие на этот показатель - увеличение сухой биомассы составило 71%, и 78%.

Анализ доли корнеплода от биомассы редиса сортов Илке и Розово-красного с белым кончиком представлен на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Анализ доли корнеплода от биомассы редиса сортов Илке и Розово-красного с белым кончиком

Обработка семян салициловой кислотой в концентрации 10^-4М повысила массу корнеплодов на 60%, меньшая концентрация салициловой кислоты 10^-5 М была более эффективна и повысила этот показатель на 70%. Применение циркона и эпина - экстра сопровождалось увеличением массы корнеплода примерно на одинаковую величину - 50 - 55%.

В таблице 2.4, на рисунке 2.5 приведены данные товарного качества корнеплодов редиса сорта Илке. Максимальное количество внешних дефектов составило 10% в контроле, при этом мякоть корнеплода была упругой и сочной.

Таблица 2.4 - Влияние предпосевной обработки регуляторами роста на товарное качество корнеплодов редиса сорта Илке

Дефекты, характеризующиеся рыхлой мякотью корнеплодов, были обнаружены только в варианте с цирконом (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 - Анализ качества корнеплода редиса сорта Илке

Количество качественных корнеплодов в вариантах с применением регуляторов роста было большим, чем в контроле и варьировало от 92 до 100%.

В таблице 2.5, на рисунке 2.6 приведены данные товарного качества корнеплодов редиса сорта Розово-красный с белым кончиком.

Таблица 2.5 - Влияние предпосевной обработки регуляторами роста товарное качество корнеплодов редиса сорта Розово-красный с белым кончиком

Редис сорта Розово-красный с белым кончиком по сравнению с сортом Илке характеризовался большим количеством качественных корнеплодов (96-98%). Достоверных различий между вариантами не наблюдалось.

Рисунок 2.5 - Анализ качества корнеплода редиса сорта Розово-красного с белым кончиком

Также, как и в случае с сортом Илке, качество корнеплодов в основном снижалось за счет внешних дефектов. Однако дефекты с рыхлой мякотью были обнаружены при применении СК 10^-5М и Эпина-экстра.

Показателем качества продукции также является содержание нитратов. Тем более что редис входит в состав списка растений, характеризующихся высоким накоплением нитратных ионов. Для корнеплодов редиса приемлемая концентрация нитратов установлена в пределах 400- 2700 мг/кг /27/.

В ходе исследования было проведено исследование уровня нитратов в редисе методом, основанным на реакции нитрат-иона с дифениламином (Приложение Д).

Согласно полученным данным содержание нитратов в корнеплодах редиса обоих исследуемых сортов по всем вариантам эксперимента находилось в пределах 500 мг/кг. Совокупность полученных данных показала возможности некоторого нивелирования неблагоприятных условий Солнечного района при выращивании культуры редиса. Предпосевная обработка семян тремя регуляторами роста: салициловой кислотой, эпином-экстра и цирконом положительно влияла на физиологические интегральные процессы - рост, развитие, урожай, что по-видимому связано со специфическими механизмами их действия как антистрессовых, иммуномодулирующих препаратов.

Выводы:

1. В условиях Солнечного района Хабаровского Края из двух исследуемых сортов Илке и Розово-красный с белым кончиком наиболее приемлемым для культивирования оказался сорт Розово-красный с белым кончиком, он характеризуется большей массой корнеплода и большим выходом товарных корнеплодов.

2. Применение регуляторов роста: СК 10^-4М, СК 10^-5М, циркона и эпина-экстра, методом предпосевной обработки было эффективным при выращивании обеих сортов, способствовало увеличение полевой всхожести, массы корнеплода у сорта Розово-красный с белым кончиком в пределах 7- 41% (максимальный показатель у циркона), а сорт Илке в пределах 50-70% (максимальный показатель у салициловой кислоты концентрации - 10^-5 моля) и числу товарных корнеплодов.

3. Применение регуляторов роста не сказалось на времени прохождения растениями фенологических фаз. Предпосевная обработка не повлияла на содержание нитратов в корнеплодах, и способствовала уменьшению числа корнеплодов с дефектами, особенно дефектов рыхлой мякоти.

4. Проведенное нами исследование может быть предложено в качестве полевого опыта на пришкольном участке для учащихся старших классов в рамках элективного курса.

3. МЕТОДИКА ОТБОРА СОДЕРЖАНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЯ ПРОГРАММЫ ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА ДЛЯ УЧАЩИХСЯ 10 КЛАССОВ

Причина выбора элективного курса основывается на том, что из проанализированных авторских программ элективовных курсов не все подходят для реализации в сельской школе; Анализируя обилие элективных курсов можно сделать вывод, что не все подходят для реализации в сельской школе. В базисном плане Профильн и выборе электива учитывался и материальная база школы; в авторской программе модифицирования коснулась глава рост и развитие растений, в которой изучаются фитогормоны и их влияние на рост и развитие растений. Проведенный эксперимент и теоретический материал дипломной работы может быть использован с целью изучения материала учащимися. В теоретической и экспериментальной части изучено влияние фитогормонов на рост и развитие растений.

Программа разработана для учащихся 10 классов профильного уровня. Она является модифицированной программой элективного курса «Физиология растений» автор Т. А. Снисаренко /33/. Общее число учебных часов - 34 (1 час в неделю).

Значение элективного курса «Физиология растений» обусловлено его общебиологической и практической значимостью. Занятия по физиологии растений позволяют углубить биологические знания учащихся, воспитывают интерес к жизни растений, бережное отношение к природе. Значительное влияние курс «Физиология растений» оказывает на формирование общебиологических понятий. Таких как питание, рост, развитие и размножение, основные закономерности взаимодействия организма с внешней средой. Значительное место отводится процессам фотосинтеза и дыхания, составляющим основу энергетического и пластического обмена растений. Практические занятия по физиологии растений дают учащимся много полезного: умение формулировать экспериментальную задачу и решать ее, культуру постановки эксперимента, логику научного доказательства и опровержения. Учащиеся совершенствуют умения подготовки проектных работ, докладов, сообщений по избранной теме, отрабатывают технику эксперимента.

Ведение элективного курса «Физиология растений» для учащихся средней школы предполагает организацию занятий, призванных помочь ученику сделать ответственный выбор профиля дальнейшего обучения, связанного с определенным видом профессиональной деятельности. Знания по физиологии растений могут быть использованы при выборе биологических специальностей: специалист лесного хозяйства, агроном, фитодизайн, цветоводство, садово-парковое хозяйство, ландшафтный дизайн.

Курс опирается на знания и умения, полученные учащимися при изучении биологии. Изучение курса вооружает учащихся дополнительной суммой знаний, умений и навыков, проверяет их склонности, устойчивость интересов, способности к тому делу, которое может оказаться их дальнейшей специальностью.

В программе учитывается, что физиология растений - наука, связанная с другими биологическими дисциплинами - молекулярной биологией, биохимией, биофизикой и др. Для некоторых наук она является теоретической основой (практическое земледелие, экология, охрана природы, фармакология и др.), другие (ботаника, физика, химия) сами для нее являются базисом. В связи с этим данный курс весьма значим для формирования целостного научного представления об организации живой природы. Физиология растений является экспериментальной наукой.

Практические занятия по физиологии растений дают учащимся много полезного: умение формулировать экспериментальную задачу и решать ее, культуру постановки эксперимента, логику научного доказательства и опровержения. Учащиеся совершенствуют умения подготовки проектных работ, докладов, сообщений по избранной теме, отрабатывают технику биологического эксперимента. В процессе занятий предполагается приобретение учащимися опыта поиска информации при работе с литературными источниками и письменными инструкциями.

Цель курса: формирование у учащихся научного представления о природе физиологических процессов растений.

Задачи курса:

? углубить знания учащихся об основных физиологических процессах в растительном организме;

? расширить знания механизмах их регуляции, об основных закономерностях взаимодействий организма с внешней средой, а также об эволюции функций и роли растений в биосфере;

? познакомить учащихся с механизмами регуляции физиологических процессов.

? развить познавательных интересов и интеллектуальных способностей в процессе проведения биологического эксперимента, самостоятельного приобретения знаний в соответствии с возникающими жизненными потребностями;

? показать значение знаний о физиологии растений в растениеводстве.

Место курса в учебных планах. Согласно учебному плану образовательного учреждения на преподавание элективного курса по биологии в 11 классе выделено 34 часа (из расчета 1 час в неделю). Объем часов учебной нагрузки, отведенных на освоение рабочей программы, определен учебным планом образовательного учреждения и соответствует базисному плану. В программе предусмотрено: проведение 22 практических занятий.предусмотрен урок - контроль знаний в объеме 1 учебный час.

Планируемые образовательные результаты. По итогам изучения данного курса школьники должны знать:

1) основные законы и механизмы в физиологии растений, современные представления о целостности растительного организма и взаимосвязи с окружающей средой;

2) особенности физиологических механизмов адаптаций у растений к условиям среды и образованию различных экологических групп;

3) требования и особенности проведения биологических исследований.

Учащиеся должны уметь:

1) ориентироваться в основных направлениях физиологии растений, использовать полученные знания и методики изучения растительного организма в повседневной жизни;

2) объяснять природные явления с точки зрения физиологии растений;

3) проводить наблюдения за живыми организмами, в ходе биологического эксперимента и объяснять их результаты.

Для приобретения практических навыков и повышения уровня знаний обучающихся в рабочую программу включены 22 лабораторные работы, предусмотренные программой. Лабораторные работы являются не только методами комбинированных уроков, но и самостоятельной методической единицей.

К лабораторным работам ученик допускается только после инструктажа по технике безопасности. Техника безопасности изложена в инструкциях, которые должны находиться на видном месте в лаборатории.

Образовательные технологии, включая интерактивные формы обучения.

1. Информационно-коммуникационные технологии. Применяется при чтении лекций с использованием мультимедийной системы, подготовке к лекциям, написании рефератов, выполнении самостоятельных работ, с использованием Интернет ресурсов. Осуществляется просмотр видеофильмов,

2. Технология исследовательского обучения. Применяется в научно-исследовательской деятельности учащихся в проблемных группах и кружках, в проведении олимпиад по биологическим дисциплинам

5. Технологии проектного обучения. Применяется при выполнении курсовых и дипломных проектов. Реализуется также в выступлениях студентов на конференциях различного ранга, в написании и публикации статей в периодических изданиях или в материалах конференций.

3. Интегрированные технологии обучения. Реализуются во всех видах учебной деятельности, так как все биологические дисциплины тесно взаимосвязаны друг с другом, а также со всеми дисциплинами естественно-математического цикла.

4. Интерактивные технологии обучения. Реализуется при проведении лабораторных работ, полевых практик, выполнении научно-исследовательских работ, организации внеурочных и внеклассных мероприятий.

Содержание программы элективного курса «Физиология растений».

Введение (1час).

Физиология растений - наука об организации функциональных систем зеленого растения. История становления физиологии растений как науки. Предмет, цели и задачи курса. Методы исследования. Место физиологии растений в системе биологических наук. Место зеленого растения в экономике природы. Сочетание различных уровней исследования (субклеточный, организменный, биоценотический) как необходимое условие прогресса физиологии растений. Главные проблемы современной физиологии растений.

Физиология растительной клетки (5 часов).

Физико-химические свойства протоплазмы и их изменения в жизненном цикле клетки. Регуляторные системы клетки.

Общая схема организации растительной клетки. Методы исследования растительных клеток. Основные закономерности поглощения воды клеткой. Осмос и его законы. Растительная клетка - осмотическая система. Осмотическое и тургорное давление. Сосущая сила. Химический потенциал воды и водный потенциал клетки.

Лабораторные работы:

1) № 1. Явление плазмолиза и деплазмолиза.

2) № 2 Влияние ионов калия и кальция на проницаемость цитоплазмы.

3) № 3 Определение осмотического давления клеточного сока (по Де Фризу).

Основные понятия биоэнергетики (3 часа).

Источник энергиив биологических системах. Автотрофность и гетеротрофность. Общий энергетический план клетки. Понятие макроэргической связи. Значение макроэргических соединений в метаболизме живого организма.

Единство элементарных энергетических процессов в живой природе. Изменения донорно-акцепторных систем в ходе эволюции. Мембраны как структурная основа биоэнегетических процессов.

Водный режим растений. Поступление воды в растительную клетку.

Диффузия, понятие химического потенциала. Осмос. Осматическое давление. Растительная клетка как осмотическая система.

Поступление солей в растительную клетку. Способность к избирательному накоплению солей клеткой. Влияние условий на поступление солей.

Водный режим растений (5 часов).

Структура и свойства воды. Значение воды в жизни растений. Водный баланс растения.

Испарение воды растением - транспирация. Понятие о транспирации, ее значение. Количество воды, расходуемой растением в процессе транспирации. Строение листа как органа транспирации. Устьица. Строение устьиц однодольных и двудольных растений. Влияние на транспирацию внешних условий: влажности воздуха, температуры, света, влажности почвы, ветра. Суточный ход процесса транспирации.

Поступление и передвижение воды в растении. Корневая система как орган поступления воды, возникшей в процессе эволюционного развития растений. Морфологические и анатомические особенности корневой системы. Способность наземных органов растения к поглощению воды. Верхний и нижний концевые двигатели водного тока. Гуттация и «плач» растений. Корневое давление, величина корневого давления. Гипотезы, объясняющие механизм корневого давления.

Передвижение воды по растению. Путь воды в растительном организме.

Водный режим различных экологических групп растений: гигрофиты, мезофиты, ксерофиты. Физиологическая неоднородность ксерофитов. Растения, экономно расходующие воду. Значение полива по физиологическим признакам.

Лабораторные работы:

1) № 4 Зависимость набухания семян от характера запасных веществ.

2) № 5 Влияние концентрации раствора на прорастание семян.

3) № 6 Влияние внешних условий на прорастание семян.

4) № 7 определение интенсивности транспирации по уменьшению массы срезанных листьев.

5) № 8 Наблюдение за устьичными движениями под микроскопом.

Углеродное питание растений. Фотосинтез (5 часов).

Развитие учения о фотосинтезе. История открытия и изучение фотосинтеза. Значение работ К.А. Тимирязева. Космическая роль фотосинтеза, масштабы этого процесса. Строение листа как органа фотосинтеза.

Хлоропласты и их роль в процессе фотосинтеза. Химический состав хлоропластов. Гипотезы о происхождении хлоропластов в процессе эволюции.

Пигменты листа. Пигменты как вещества, обеспечивающие восприятие света. Методы разделения пигментов; работы М.С. Цвета.

Хлорофиллы, их химическая структура, распространение в растительном мире. Физические свойства хлорофилла.

Энергетика фотосинтеза. Характеристика различных участков солнечного спектра. Значение в процессе фотосинтеза различных участков солнечного спектра. Работы К.А. Тимирязева и других исследователей. Квантовый расход процесса фотосинтеза. Фотофизический этап фотосинтеза.

Химизм процесса фотосинтеза. Фотосинтез как сочетание световых и темновых реакций. Фотохимический этап фотосинтеза. Работы Д. Арона. Первая и вторая фотосистемы.

Продукты фотосинтеза. Разнообразие продуктов фотосинтеза. Влияние условий на процесс фотосинтеза. Методы изучения фотосинтеза. Единицы измерения фотосинтеза. Светолюбивые и теневыносливые растения. Фотосинтез и урожай. Пути повышения интенсивности и продуктивности фотосинтеза.

Лабораторные работы:

1) № 9. Разделение пигментов методом бумажной хроматографии.

2) № 10. Оптические свойства хлорофилла.

3) № 11. Обнаружение фотосинтеза методом крахмальных проб.

4)№ 12. Влияние внешних условий на интенсивность фотосинтеза водного растения.

5) № 13. Выделение запасных белков и изучение их свойств.

6) № 14. Обнаружение запасных сахаров в растительном материале.

Корневое питание растений (3 часа).

Теоретическое и практическое значение изучения корневого питания растения. Элементы, входящие в состав растительного организма. Химический состав золы различных растений.

Ближний транспорт ионов в тканях корня. Симпластический и апопластический пути. Дальний транспорт. Восходящее передвижение веществ по растению. Взаимосвязь минерального питания с процессами роста и развития растений.

Особенности питания растений азотом. Азот и его значение в жизни растений.

Сера. Основные соединения серы в растениях, их роль в структурной организации клетки, участие в окислительно-восстановительных реакциях. Источники серы для растения.

Фосфор. Значение разных типов фосфоросодержащих соединений в клетке. Макроэргические соединения фосфора, их роль в энергетическом обмене.

Калий, его значение в обмене растительного организма. Влияние калия на физические свойства протоплазмы, на ферменты углеводородного обмена, синтез белков и др. Роль калия в поддержании ионного баланса в тканях, в процессе осморегуляции.

Кальций. Структурообразовательная роль кальция. Участие в образовании клеточной стенки, поддержания структурной целостности мембран и регуляция их проницаемости. Регуляторная роль кальция.

Магний. Формы участия магния в метаболизме. Магний в составе хлорофилла. Участие в реакциях переноса фосфатных групп, в формировании функционально-активных клеточных структур.

Микроэлементы. Представления о роли микроэлементов в метаболизме растений. Металлы как компоненты простетических групп и как активаторы ферментных систем. Особенности поступления микроэлементов в растения.

Водная, песчаная и почвенная культуры, их применение в физиологии растений. Питательные смеси. Физиологические основы применения удобрений. Гидропоника.

Корневое питание как важнейший фактор управления продуктивностью и качеством урожая. Генотипические различия в минеральном питании разных видов и сортов.

Лабораторные работы:

1) № 15 Микрохимический анализ золы.

2) № 16 Обнаружение нитратов в растениях.

3) № 17 обнаружение общей и рабочей поверхности корней.

Дыхание растений (3 часа).

Биологическая роль дыхания. Специфика дыхания у растений. Развитие представлений о природе механизмов и о путях окислительно-восстановительных превращений в клетке. Каталитические системы дыхания.

Пути окисления органических веществ в клетке. Механизм активации дыхательных субстратов, пути их включения в процессы биологического окисления.

Регуляция дыхания. Зависимость дыхания от внешних и внутренних факторов. Взаимосвязь дыхания с другими процессами обмена.

Лабораторные работы:

1) № 18 Потеря сухого вещества при прорастании семян.

2) № 19 Устойчивость растений к неблагоприятным внешним воздействиям.

Рост и развитие растений (4 часа).

Понятия роста и развития растений, их взаимосвязь. Примеры различий в темпах роста и развития.

Гормоны роста (фитогормоны) как основные регуляторы процесса роста и развития. Общие представления о гормонах.

Эволюция регуляторных систем. Взаимодействие фитогормонов. Механизм гормональной регуляции. Гормональная регуляция ферментативной активности; значение фитогормонов в этом процессе.

Условия и методы применения фитогормонов в практике растениеводства. Синтетические регуляторы роста. Ретарданты.

Рост клеток как основа многоклеточного организма. Три фазы роста клеток; физиологические и структурные особенности клеток на этой фазе.

Особенности роста растительного организма. Образование семян и плодов. Значение гормонов в образовании плодов. особенности прорастания семян разных типов.

Дифференциация клеток и тканей. Культура изолированных тканей и клеток. Значение гормонов в процессах дифференциации.

Ростовые корреляции. Способность растений к регенерации. Роль фитогормонов в процессах укоренения черенков.

Движение растений. Тропизмы и настии. Геотропизм, фототропизм, хемотропизм, гидротропизм, тигмотропизм. Фотонастии, термонастии, сейсмонастии, автонастии. Физиологическая природа ростовых движений. Значение гормонов в осуществлении движения у растений. Статолитная гипотеза. Таксисы.

Физиологическая природа покоя у растений. Покой глубокий и вынужденный. Покой как необходимый этап онтогенеза. Покой семян. Покой почек. Регуляция процессов покоя.

Развитие растений. Физиологические и морфологические изменения в процессе развития растений, их взаимосвязь. Развитие как развертывание генетической программы.

Лабораторная работа:

№ 20 Фототропизм, геотропизм, гидротропизм.

Физиологические основы устойчивости растений (3 часа).

Различные виды устойчивости. Условность понятия «устойчивость». Устойчивость как признак, заложенный в наследственной основе. Проявление устойчивости и зависимости от условий среды. Норма реакции растений на изменение условий среды. Ответные реакции растений на действие неблагоприятных факторов. Общие принципы адаптивных реакций растений на экологический стресс. Биохимическая адаптация. Пути повышения устойчивости растений.

Физиологические и биохимические основы устойчивости высших растений к патогенным микроорганизмам и другим биотическим факторам. Приобретенный иммунитет.

Лабораторные работы:

1) № 21 Защитное действие сахара на цитоплазму при замораживании.

2) № 22 определение жаростойкости растений (по Ф.Ф. Майкову).

Заключение (2 часа).

Жизнь растения как единого целого. Взаимосвязь и регуляция физиологических процессов в растении.

Учебно-методические материалы по дисциплине.

Рекомендуемая литература:

1. Гэлетон А., Дэвис П., Сэттер Р. Жизнь зелёного растения. М.: Мир, 1983.

2. Полевой В. В. Физиология растений: Учеб. для биол. спец. вузов. - М.: Высш. шк., 1989. - 464 с.: цв. ил.

3. Якушкина Н. И. Физиология растений: учебное пособие / Н. И. Якушкина, Е. Ю. Бахтенко. - М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2005. - 463 с.: ил.

Информационные ресурсы:

1. Физиология растений. Презентационные материалы. Версия 1.0 [Электронный ресурс]: наглядное пособие / В. М. Гольд, Н. А. Гаевский, Т. И. Голованова и др. - Электрон.дан. (31 Мб). - Красноярск: ИПК СФУ, 2008

2. Физиология растений: электронный учеб.-метод. комплекс / В. М. Гольд, Н. А. Гаевский, Т. И. Голованова, Н. П. Белоног, Т. Б. Горбанева. Версия 1.0 [Электронный ресурс]. - Электрон.дан. (180 Мб). - Красноярск: ИПК СФУ, 2008.

3. Физиология растений. Банк тестовых заданий. Версия 1.0 [Электронный ресурс]: контрольно-измерительные материалы / В. М. Гольд, Н. А. Гаевский, Т. И. Голованова и др. - Электрон.дан. (51 Мб). - Красноярск

4. Электронный диск к учебно-методическому комплекту под ред. проф. И.Н. Пономаревой для 6-10 классов (М.: Издательский центр «Вентана-Граф»).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Одним из экологически безопасных приемов повышения урожайности овощей, в частности, овощных корнеплодов, является использование регуляторов роста растений, т.е. химических соединений, обладающих высокой физиологической активностью и применяемых в небольших количествах. Они формируют устойчивость культуры к неблагоприятным условиям произрастания благодаря гармонизации роста и развития на всех стадиях органогенеза.

Данная работа выполнена на кафедре ФГБОУ ВПО «Тихоокеанский государственный университет» в 2015 г. Исследования проводили на земельном участке п. Амгунь Солнечного района в условия открытого грунта.

В качестве объектов исследования были использованы следующие сорта корнеплодов: редиса Илке и Розово-красный с белым кончиком..

Регуляторами ростами для предпосевной обработки семян были салициловая кислота (в концентрациях 10^-4 и 10^-5), Эпин-экстра (0,05 мл/ 100мл на 10 г. семян); Циркон (0,6 мл/150 мл на 10 г. семян).

В ходе экспериментов была доказана эффективность применения регуляторов с антистрессовым действием cалициловой кислоты в концентрации 10^-4 и 10^-5 моля, циркона и эпина-экстра на культуре редиса в условиях Солнечного района. И сделан ряд выводов:

1. В условиях Солнечного района ХК из двух исследуемых сортов Илке и Розово-красный с белым кончиком наиболее приемлемым для культивирования оказался сорт Розово-красный с белым кончиком, он характеризуется большей массой корнеплода и большим выходом товарных корнеплодов.

2. Обработка семян редиса обоих сортов обусловила активизацию обмена веществ в прорастающих семенах, что повысило полевую всхожесть и дружность появления всходов. Полевая всхожесть в вариантах с применением регуляторов роста СК 10^-5, циркона, эпина - экстра увеличилась до 100%. Снижение полевой всхожести на 10% наблюдали в варианте СК 10^-4.В дальнейшем это влияло на динамику формирования фотосинтетического аппарата. Все изучаемые регуляторы роста способствовали увеличению полевой всхожести всех корнеплодных растений.

3. Учет урожайности редиса при использовании регуляторов роста показал, что воздействие последних при обработке ими семян, определяет повышение урожайности культуры. Так, применение регуляторов роста: СК - 10^-4, СК 10^-5 моль, циркона и эпина-экстра было эффективным при выращивании обеих сортов, способствовало увеличение массы и числу товарных корнеплодов. Наибольший эффект был у сорта Илке, замачивание семян в растворах регуляторов роста увеличило массу корнеплодаот 50-70% (мах показатель у салициловой кислоты концентрации - 10^-5 моля). А у сорта у сорта Розово-красный с белым кончиком от 7- 41% (мах показатель у циркона).

4. Применение регуляторов роста не повлияло на время прохождения растениями фенологических фаз.

5. Предпосевная обработка регуляторами роста не повлияла на содержание нитратов в корнеплодах, и способствовало уменьшению числа корнеплодов с дефектами, особенно дефектов рыхлой мякоти.

Проведенное исследование может быть предложено в качестве полевого опыта на пришкольном участке, для учащихся старших классов в рамках элективного курса. Целью элективного курса является формирование у учащихся научного представления о природе физиологических процессов. В разделе рост и развитие растений, элективного курса «Физиология растений», происходит ознакомление с фитогормонами как основными регуляторами процесса роста и развития. Особенности растительного организма. Значение гормонов в образовании плодов. Особенности прорастания семян разных типов при замачивании в регуляторах роста.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Азбука огородника и фермера / сост. Е.П. Киселева. - Хабаровск: изд-во РИОТИП краевой типографии. 1995. - 448 с.

2. Алехина Н.Д. Физиология растений: учебник для студентов вузов / Н.Д. Алехина, Ю.В. Балнокин, В.Ф. Гавриленко и др. - М.: Академия, 2009. - 366 с.

3. Атлас Хабаровского края. Для общеобразовательных школ. Допущено Министерством образования Хабаровского края. Атлас составлен и подготовлен к изданию ФГУП «Дальневосточное аэрогеодезическое предприятие» в 2004г.; Издание второе, обновленное, исправленное и дополненное. Редакторы атласа: Т.И. Попеко, С.В. Савина.

4. Байбурина Э.В. Влияние салициловой кислоты на растения (теоретические аспекты) / Э. В. Байбурина, А. И. Фазлутдинова // Молодой ученый. - 2015. - №7. - С. 233-235.

5. Безрукова М.В. Влияние салициловой кислоты на содержание гормонов в корнях и растительных проростков пшеницы при водном дефиците / М. В. Безрукова, А. Р. Сахатбудинова [и др.] // Агрохимия. - 2001. - С. 51-54.

6. Белозерова Н.С. Влияние цитокининов и салициловой кислоты на экспрессию генов митохондриальных белков: автореферат дисс..к.б.н. / Н.М. Белозерова. - М.: 2010. - 29 с.

7. Биологические основы сельского хозяйства: учебник / И.М. Ващенко, В.Г. Лошаков [и др.]. - М.: Академия, 2004. - 544 с.

8. Биохимия растений: лекции по разделу «Растительные вещества вторичного происхождения» / Л. А. Беляева. - Гомель: ГГУ им. Ф.Скорины, 2009. - 108 с.

9. Вакуленко В.В. Регуляторы роста растений на культуре гречихи / В.В. Вакуленко. - М.: ННПП «НЭСТ М», 2013. - 77 с.

10. Ван Л.-Д. Транспорт 14с-салициловой кислоты в молодых растениях винограда, подвергнутых тепловому шоку / Л.-Д Ван, В.-Д. Хуан [и др.] // Физиология растений. - 2005. - С. 217-221.

11. Василенко М.Г. Регуляторы роста растений природного происхождения на посевах пшеницы яровой в условиях северной лесостепи Украины / М.Г. Василенко, М.В. Драга // Агроэкологический журнал. - 2014. - № 4. - С. 64-69.

12. Введение в биохимическую экологию: учеб.пособие / В. П. Саловарова, А. А. Приставка, О. А. Берсенева. - Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2007. - 159 с.

13. Дерфлинг К. Гормоны растений. Системный подход: пер. с англ / К. Дерфлинг. - М.: Мир, 1985. - 304 с.

14. Джангии Р. Особенности применения препарата эпин-экстра на различных сельскохозяйственных культурах / Р. Джангии // Сборник научных трудов совета молодых ученых РГАУ им. П.А. Костычева. - Рязань: ФГБОУ ВПО РГАТУ, 2015. - Вып. 1. - С. 14-20.

15. Долгачева В.С. Растениеводство: учеб.пособие / В.С. Долгачева. - М.: Академия, 1999. - 386 с.

16. Кадыров Ф.Ф. Комплексная оценка биологической активности природных регуляторов роста растений / Ф.Ф. Кадыров // Международная научная конференция и школа молодых ученых: материалы: в 2-х ч. - Калининград, 2014. - Ч. II. - С. 524-527.

17. Кайгородова Е.А Регуляторы роста растений в ряду производных никотиновой кислоты / Е.А. Кайгородова // Научный журнал КубГАУ, №100(06). - 2014. - С.20-26.

18. Клейн Р.М. Методы исследования растений / Р.М. Клейн, Д.Т. Клейн. - М.: Колос, 1974. - 527 с.

19. Ковалева О.А. Содержание свободных фитогормонов в меристемныхрегенерантах картофеля (Solanumtuberosum L.) при ультрафиолетовом облучении [Электронный ресурс] / О.А. Ковалева, О.В. Страшкевич. - Режим доступ: http://elib.bspu.by/bitstream (дата обращения 24.10.2015)

20. Кузнецов В.В. Физиология растений: учебник для вузов / В.В. Кузнецов, Г.А. Дмитриева. - М.: Высшая школа, 2009. - 296 с.

21. Кулаева О.Н. Как регулируется жизнь растений / О.Н. Кулаева // Соросовский Образовательный Журнал. - №1. - 1995. - С.10-15.

22. Ларькина Т.П. Ботанический практикум: учебное пособие / Т.П. Ларькина, Н.Л. Колясникова. - Пермь: Изд-во ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, 2012. - 162 с.

23. Лаврентьев А.А. Фитогормоны как факторы регуляции роста и развития растений / А.А. Лаврентьев // Сборник научных трудов совета молодых ученых РГАУ им. П.А. Костычева. - Рязань: ФГБОУ ВПО РГАТУ, 2015. - Вып. 1. - С. 22-26.

24. Максимов И. В. Влияние салициловой кислоты на активность пероксидазы в совместных культурах каллусов пшеницы с возбудителем твердой головни tilletiacaries / И. В. Максимов, Е. А.Черепанова [и др.] // Физиология растений. - 2004. - С.534-538.

25. Махдавин К. Влияние салициловой кислоты на формирование окислительного стресса, индуцированного УФ-светомвлистьях перца / К. Махдавин [и др.] // Физиология растений. - 2008. - № 4. - С. 620-623.

26. Муромцев Г.С. Основы химической регуляции роста и продуктивности растений / Г.С. Муромцев. - М.: Агропромиздат, 1987. - 280 с.

27. Николаева М. Г. Биология семян / М.Г. Николаева, И. В. Лязгунова, Л. М. Позднова. - СПб.: НИИ химии СПБГУ, 1999. - 233 с.: ил.

28. Нужная Т.В. Роль салициловой кислоты и этилена в развитии устойчивости растений пшеницы к грибной инфекции с участием компонентов про-/антиоксидантной системы / Т.В. Нужная, С.В. Веселова [и др.] // Международная научная конференция и школа молодых ученых: материалы: в 2-х ч. / под ред. Е.С. Роньжиной. - Калининград, 2014. - Ч. II. - 566 с.

29. Павлова Е. Л. Влияние салициловой кислоты на развитие индуцированной термотолерантности и индукцию синтеза БТШ в культуре клеток Aradidopsisthaliana / Е. Л. Павлова, Е. Г. Рихванов [и др.] // Физиология растений. - 2009. - С. 234-240.

30. Панина Я. С. Салициловая кислота и фенилаланинаммиак-лиаза в картофеле, инфицированном возбудителем фитофтора / Я. С. Панина, Н. Г. Герасимова [и др.] // Физиология растений. - 2005. - С. 573-577.

31. Петрек И. Определение содержания салициловой кислоты в коре и ветках ивы электрохимическим методом / И. Петрек, Л. Гавел // Физиология растений. - 2007. - С. 523-629.

32. Посыпанов Г.С. Растениеводство: учебник / Г.С. Посыпанов. - М.: Колос, 2007. - 612 с.

33. Программы элективных курсов. Биология. 10-11 классы. Профильное обучение / авт.-сост. В.И. Сивоглазов, В.В. Пасечник. - 2-е изд., стериотип. - М.: Дрофа, 2007. - 125 с.

34. Романов Г. А. 17-я международная конференция по ростовым веществам растений. Брно, Чехия, 1-6 июня 2001. / Г. А. Романов, Н. В. Обручева, Г. В. Новикова // Физиология растений. - 2002. - С. 330-336.

35. Сан С. Двойственное действие салициловой кислоты на накопление дегидринов в проростках ячменя, подвергнутых водному стрессу / С. Сан, Д. Х. Си [и др.] // Физиология растений. - 2009. - С. 388-394.

36. Степаненко Б.Н. Органическая химия / Б.Н. Степаненко. - М.: Медицина, 1970. - 261 с.

37. Столовые корнеплоды: морковь, свекла, редис, брюква, сельдерей, пастернак / под ред. Ю. Г. Хацкевича. - Мн.: ООО «Харвест», 2002. - 64 с.

38. Тарчевский И. А. Янтарная кислота - миметик салициловой кислоты / И. А. Тарчевский, Н. Н. Максютова // Физиология растений. - 1999. - С. 23-28.

39. Титов А. Ф. Устойчивость растений и фитогормоны / А.Ф. Титов, В.В. Таланова; отв. ред. Н.Н. Немова. - Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2009. - 206 с.

40. Федорова А.И. Практикум по экологии и охране окружающей среды: учеб.пособие / А.И. Федорова, А.Н. Никольская. - М.: Гуманит. изд. центр ВАЛДОС, 2003. - 288 с.: ил.

41. Физиология и биохимия покоя и прорастания семян / пер. с англ. Н.А. Аскоченской и др.; под ред. М.Г. Николаевой, Н.В. Обручевой. - М.: Колос, 1982. - 495 с.

42. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений / Н.Н. Третьяков, Е.И. Кошкин, Н.М. Макрушин и др.; под ред. Н.Н. Третьякова. - М.: Колос, 1998. - 640 с.

43. Хусайнов А.М. Эффективность применения препарата циркон на различных сельскохозяйственных культурах / А.М. Хусайнов // Сборник научных трудов совета молодых ученых рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева. - Рязань: ФГБОУ ВПО РГАТУ, 2015. - Вып. 1. - С. 42-46.

44. Чайлахян М.Х. Роль регуляторов роста в жизни растений и практике сельского хозяйства / М.Х. Чайлахян // Известия АН СССР. Серия Биология. - 1982. - №1. - С. 20-25.

45. Шабалина М.А. Корнеплодные растения. Культурная флора СССР / М.А. Шабалина, Л.В. Сазонова. - Л.: Агропромиздат, 1985. - 324с.:ил.

46. Шабанин Л. Увеличение образования глицирризина в культуре GlycyrrhizaInVitro под действием метилжасмотана и салициловой кислоты / Л. Шабанин, А.А. Эсанпур [и др.] // Физиология растений. - 2009. - С. 688-694.

47. Шакирова Ф. М. Индукция салициловой кислотой устойчивости пшеницы к засолению среды / Ф. М. Шакирова, М. В. Безрукова [и др.] // Известия РАН. Сер. Биология. - 1997. - С. 149-151.

48. Шаповал О.А. Регуляторы роста растений / О.А. Шаповал // Библиотечка по защите растений - приложение к журналу защита и карантин растений. - № 12. - 2008. - С. 48.

49. Яковлев Г. П. Ботаника: учеб. для фармац. институтов и фармац. фак мед. вузов / Г. П. Яковлев, В. А. Челомбитько; под ред. И. В. Грушвицкого. - М.: Высш. шк., 1990. - 367 с.

50. Якушкина Н.И. Физиология растений: учебное пособие / Н. И. Якушкина, Е. Ю. Бахтенко. - М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2005. - 463 с.: ил.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А

Корнеплоды и их строение

Рисунок А.1 - Корнеплоды моркови (А, Б), редьки (В, Г) и свеклы (Д, Е, Ж) (на поперечных срезах ксилема показана черным, пунктирной линией обозначена граница стебля и корня) [48]

Рисунок А.2 - Строение корнеплодов А - свекла; а - головка; б - шейка; в - корень; Б - редиса и редьки: растение в фазе семядолей; 2 - редис; 3 - редька; а - семядоли; б - подсемядольное колено; в - корень.

Приложение Б

Корни моркови и редьки

Рисунок Б.1 - Корень моркови 1 - первичная ксилема; 2 - вторичная ксилема; 3 - камбий; 4 - флоэма

Рисунок Б.2 - Корень редьки 1 - вторичная ксилема; 2 - флоэма; 3 - камбий; 4 - первичная ксилема

Приложение В

Виды ауксинов и строение гиббереллинов

Рисунок В.1 - Виды ауксинов

Рисунок В.2 - Строение гиббереллинов

Приложение Г

Строение цитокининов и абсцизовой кислоты

Рисунок Г.1 - Строение цитокининов: А-кинетин, Б-зеатин

Рисунок Г.2 - Строение абсцизовой кислоты

Приложение Д

Метод, основанный на реакции нитрат-иона с дифениламином

Загрязнение пищевых продуктов нитратами и их определение в различных овощных культурах. (Определение нитратов в соке растения) [26]

Цель работы: научиться с помощью дифениламина определять избыток или недостаток нитратов в растениях.

Нитраты - неотъемлемая часть всех наземных и водных экосистем, поскольку процесс нитрификации, ведущий к образованию окисленных неорганических соединений азота, носит глобальный характер. В то же время, в связи с применением в больших масштабах азотных удобрений, поступление неорганических соединений азота в растения возрастает. Избыточное потребление азота удобрений не только ведет к аккумуляции нитратов в растениях, но и способствует загрязнению водоемов и грунтовых вод остатками удобрений, в результате чего загрязнение сельхозпродукции нитратами увеличивается. Однако нитраты в растениях могут происходить не только от переизбытка азотных удобрений, но и от недостатка других их видов (фосфорных, калийных и др.) частичной заменой недостающих ионов нитрат-ионами при минеральном питании, а также при снижении у ряда растений активности фермента нитратредуктазы, превращающего нитраты в белки.

Ввиду этого четко различаются виды и сорта растений по накоплению и содержанию нитратов. Существуют, например, виды овощных культур с большим и малым содержанием нитратов.

Таблица 1 Содержание нитратов в сельскохозяйственной продукции и их допустимые уровни (мг/кг сырой массы по нитрат-иону)

В результате употребления продуктов с повышенным содержанием нитратов человек может заболеть метгемоглобинией. При этом заболевании ион NO₃^- взаимодействует с гемоглобином крови, окисляя железо, входящее в гемоглобин, до трехвалентного, а образовавшийся в результате этого метгемоглобин не способен переносить кислород и человек испытывает кислородную недостаточность: задыхается при физических нагрузках. В желудочно-кишечном тракте избыточное количество нитратов под действием микрофлоры кишечника превращается в токсичные нитриты, а далее возможно превращение их в нитрозоамины - сильные канцерогенные яды, вызывающие опухоли. В связи с этим при употреблении в пищу растений -накопителей нитратов важно нитраты разбавлять и употреблять в малых дозах. Содержание нитратов можно уменьшить вымачиванием, кипячением продуктов (если отвар не используется), удалением тех частей, которые содержат большое количество нитратов.

Допустимые нормы нитратов (по данным ВОЗ) составляют 5 мг (по нитрат-иону) в сутки на 1 кг массы взрослого человека, т. е. при массе 50-60 кг - это 220-300 мг, а при 60-70 кг - 300-350 мг.

2. МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

1) Ступки малые с пестиками; 2) предметные стекла; 3) марлевые салфетки; 4) мелкие емкости - пузырьки из-под пенициллина с пробками; 5) пипетки химические на 5 мл; 6) пипетки медицинские; 7) скальпели; 8) 1%-й раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте; 9) исходный раствор NaNO3для построения калибровочной кривой; 10) дистиллированная вода;11) термостойкий химический стакан объёмом 0,5-1 л для кипячения овощей; 12) электроплитка; 13) части различных овощей, содержащих наибольшее количество нитратов, с неокрашенным соком (капуста, огурцы, кабачки, картофель, дыня и др.).

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

А. Определение нитратов в соке растений

За несколько дней до исследования овощи следует вымыть и обсушить.

В один из пузырьков наливают 10 мл исходного раствора NaNO3, соответствующего по концентрации максимальному содержанию нитратов в овощах (см. таблицу) - 3000 мг на кг. Следует отметить, что в отдельных органах растений встречаются и значительно большие концентрации.

Серию калибровочных растворов готовят разбавлением пополам предыдущего (например, к 3 мл исходного раствора прибавляется 3 мл дистиллированной воды, взбалтывается и т. д.) Получают серию растворов с разным содержанием нитратов: 3000, 1500, 750, 375, 188, 94, 47, 23 мг/кг.

Под предметное стекло подкладывается лист белой бумаги, на стекло капают две капли изучаемого раствора и две такие же капли дифениламина в трехкратной повторности. Описывают реакцию согласно следующей градации, которую можно использовать как для калибровочных растворов, так и для двух типов анализов.

Следует отметить, что основой для определения содержания нитратов в соке должны быть собственные исследования, а не вышеприведенная таблица, так как окраска может варьировать в зависимости от качества реактивов, срока их годности, температуры в помещении и др.

Овощи и плоды расчленяют на части: зона, примыкающая к плодоножке, кожура, периферийная часть, серединная часть, кочерыжка (у капусты), жилки, лист без жилок.

Вырезанные части мелко режут ножом и быстро растирают в ступке, сок отжимают через 2-3 слоя марли. 2 капли сока капают на чистое предметное стекло, положенное на белую бумагу, добавляют 2 капли дифениламина. Быстро описывают все наблюдаемые реакции согласно схеме. Повторность опыта 3-кратная. В случае сомнений в содержании нитратов в той или иной части овощной продукции рядом капают калибровочный раствор с известной концентрацией вещества и повторяют реакцию с дифениламином.

4. Приготовление реактивов

1) 1%-й раствор дифениламина в серной кислоте: 1 г дифениламина растворяют в 99 г концентрированной серной кислоты (плотноcтью 1,84). Это соответствует приблизительно 54 мл Н₂ SO₄.

2) Исходный раствор NaNO₃ для построения калибровочной кривой.

Если растворить 1 г NаNО₃ в 1 л воды, то это будет соответствовать 729 мг/кг нитратов (по нитрат-иону):

Однако, согласно таблице, наибольшее содержание нитратов в распространенных видах овощей - 3000 мг/кг.

729 - 1000 мг (1 гр)

3000 - Хгр, т. е. надо растворить 4,11 г соли в литре дистиллированной воды. Однако при небольшом количестве анализов в учебных целях достаточно и 100 мл, т. е. 411 мг NаNО₃ нужно растворить в 100 мл воды.

Результаты исследования

1. За сутки редис был вымыт и высушен.

2. Приготовлена серия калибровочных растворов разбавлением пополам предыдущего (например, к 3 мл исходного раствора прибавляется 3 мл дистиллированной воды, взбалтывается и т. д.) Получают серию растворов с разным содержанием нитратов: 3000, 1500, 750, 375, 188, 94, 47, 23 мг/кг.

3. Вырезанные части мелко режут ножом и быстро растирают в ступке, сок отжимают через 2-3 слоя марли. 2 капли сока капают на чистое предметное стекло, положенное на белую бумагу, добавляют 2 капли дифениламина. Быстро описывают все наблюдаемые реакции согласно схеме. Повторность опыта 3-кратная. В случае сомнений в содержании нитратов в той или иной части овощной продукции рядом капают калибровочный раствор с известной концентрацией вещества и повторяют реакцию с дифениламином.

Приложение Е

Тематическое планирование

Таблица Е.1 - Тематическое планирование курса

Таблица Е.2 - Календарно-тематическое планирование

Приложение Ж

Тестовые задания для элективного курса по Физиологии растений

1. Культуру изолированных клеток и тканей используют для получения в промышленных масштабах:

А. биомассы клеток

Б. растительных белков

В. лекарственных веществ

Г. гормонов и антибиотиков

Д. ферментов и антацианов

2. Примерами связи процесса интеграции и продуктивности растений является:

А. аттрагирующее действие плодов

Б. тканевый транспорт ассимилятов

В. организменное распределение ассимилятов

Г. апикальное доминирование

Д. апикальное доминирование

Г. энергетические процессы

3. Причинами гибели растений от мороза является:

А. синтез белков холодового шока

Б. льдообразование в цитоплазме

В. синтез стрессовых белков

Г. обезвоживание цитоплазмы

Д. механические повреждения цитоплазмы

4. Красный свет 660нм определяет:

А. синтез антоциана

Б. переход Фк в Фдк

В. прорастание светочувствительных семян

Г. рост стебля

Д. удлинение гипокотиля

5. Короткодневное растение зацветает, если оно получит:

А. круглосуточное освещение

Б. благоприятныйфотопериод в течение жизни

В. только определенное число длинных ночей

Г. влияние фотопериодической индукции

Д. короткие ночи в течение онтогенеза

6. Действие пониженных температур на озимую пшеницу приводит к:

А. заложению цветков

Б. уменьшению РНК в меристемах

В. снижение ферментативной активности

Г. разъяровизации

Д. яровизации

7. Осеннее опадение листьев - процесс, который:

А. включается фотопериодическими изменениями

Б. запускается понижением температуры

В. связан с увеличением содержания этилена

Г. характеризуется возрастанием количества цитокининов

Д. связан с формированием отделительного слоя

8. Формирование женских цветков у двудомных растений проходит под влиянием:

А. синтеза гиббереллина в листьях

Продолжение приложения Ж

Б. угарного газа

В. синего света

Г. короткодневного фотопериода

Д. недостатка азота

9. Расположите в хронологическом порядке процессы, происходящие при прорастании семян ячменя:

А. работа гиббреллина

Б. развитие матричного потенциала

В. снижение водного потенциала

Г. рост колеоптиля

Д. рост зародышего корешка

Е. работа ауксина, цитокинина

Ж. синтез б-амилазы

З. гидратация белков

10. Тургорные движения можно затормозить:

А. светом

Б. ингибиторами дыхания и фотосинтеза

В. дефицитом воды

Г. низкой температурой

Д. введением АТФ

11. Переход в состояние покоя почек обуславливается:

А. низкими температурами

Б. уменьшением ингибиторов

В. увеличением вязкости протоплазмы

Г. фотопериодическим стимулом

Д. снижением содержания гиббриеллинов, цитокининов

12. Фотогормонами являются следующие кислоты:

А. фумаровая

Б. индолилуксусная

В. кетоглутаровая

Г. абсцизовая

Д. глутаминовая

13. Фаза дифференциации каждой клетки характеризуется чертами:

А. реализацией дифференциальной активности генов

Б. независимостью от влияния внешних условий

В. образованием вторичной клеточной оболочки

Г. разрушением большенства органелл

Д. формированием определенных сочетаний фитогормонов

14. При внутриклеточном транспорте углеводов, синтезированные хлоропластами отекают в цитоплазму в виде:

А. фосфоглицеринового альдегида

Б. сахарозы

В. глюкозы

Г. фосфодиоксиацетона

Д. фруктозы

15. Флоэмный транспорт обеспечивает передвижение:

А. аминокислот

Б. липидов

В. фотогормонов

Г. пигментов

Продолжение приложения Ж

Д. высокомолекулярных белков

16. В клетках корня синтезируются вещества:

А. фикобилины

Б. цитокинины

В. каучук

Г. никотин

Д. запасные липиды

17. Пиноцитоз складывается из последовательных этапов:

1- отрыв пузырьков от мембраны

2 - впячивание мембраны

3- метаболизация молекул, ионов

4 - адсорбция молекул, ионов

5. - образование пузырьков

18. Функции транспирации - это:

А. поддержание тургора листьев

Б. выделение ненужных солей

В. охлаждение листьев

Г. передвижение питательных веществ

Д. создание корневого давления

19. Мера энергии, с которой вода поступает в клетку - это:

А. водный потенциал

Б. осмотический потенциал

В. потенциал давления

Г. матричный потенциал

Д. трансмембранный потенциал

20. Продуктами анаэробной стадии дыхания являются вещества:

А. пировиноградная кислота

Б. фруктоза-6-фосфат

В. фосфоглицериновая кислота

Г. фосфоглицериновый альдегид

Д. АТФ и НАДН+Н⁺

21. Признаки С₃ - пути фотосинтеза:

А. его осуществляют пшеница, подсолнечник

Б. может использовать СО₂ в низких концентрациях

В. двойное карбоксилирования ФГК

22. Хлоропласты цветковых растений содержат участвующее в фотосинтезе пигменты:

А. антоцианы

Б. хлорофиллы с,d

В. каротины

Г. фикоцианины

Д. ксантофиллы

23. В темновой фазе фотосинтеза происходят процессы:

А. синтез АТФ

Б. выделение О₂

В. поглощение СО₂

Г. синтез НАДФМ Н₂

24. Для циклическогофотофосфолирования характерны черты:

А. участие фотосистемы II

Б. образование АТФ

В. осуществление в мембране тикалоида

Продолжение приложения Ж

Г. выделение О₂

Д. участие фотосистемы I

25. Благодаря процессу фотосинтеза на Земле произошли глобальные процессы:

А. увеличение содержания СО₂ атмосферы

Б. формирование месторождений серы

В. увеличение содержания О₂ атмосферы

Г. формирование месторождений каменного угля

Д. формирование озонового слоя

26. Доказательством теории симбиотического происхождения хлоропластов является наличие:

А. биосинтеза крахмала

Б. мембранного строения

В. кольцевой ДНК

Г. способности размножения деолением

Д. рибосом

27. Функции эндоплазматическогоритикулума - это:

А. гидролиз веществ

Б. синтез белков

В. синтез углеводов

Г. транспорт метаболитов

Д. хранение отбросов

28. Синтез белка осуществляется клеткой в:

А. лизосомах

Б. митохондриях

В. цитоплазме

Г. аппарата Гольджи

Д. вакуоле

29. Растения потребляют азот корнями в форме

А. нитратов

Б. молекулярного азота

В. мочевины

Г. нитратов

Д. нитрозоаминов

30. Методы культуры изолированных протопластов применяется для:

А. получения межвидовых гибридов

Б. изучения этапов синтеза клеточной оболочки

В. решение вопросов полового размножения

Г. выявления функций плазмалеммы

Д. колониального размножения растений

31. При полном окислении одной молекулы глюкозы в процессе аэробного дыхания образуется молекул АТФ:

А. 18

Б. 25

В. 38

Г. 48

Д. 55

32. Движение листьев мимозы стыдливой после прикосновения характеризуют утверждения:

А. механизм движения ростовой

Б. это пример тропизмов

Продолжение приложения Ж

В. необходима энергия АТФ

Г. изменяется концентрация ауксина

Д. это пример настий

33. Отрезанные от растения листья одуванчика по сравнению с интактными очень быстро стареют в связи с нехваткой гормонов:

А. жасминовой кислоты

Б. брассиностероидов

В. цитокининов

Г. этилена

Д. ауксинов

34. Выведение из состояния покоя семян софоры желтоватой можно осуществить методом:

А. теплой старификации

Б. перетиранием с битым стеклом

В. скарификации

Г. холодной стратификации

Д. обработка концентрированной серной кислотой

35. Растения, корни которых имели водный потенциал (- 25 ат.) поместили на растворы сахарозы. Быстро заявили растения в вариантах с водным потенциалом:

А - 15 ат

Б - 25 ат

В - 30 ат

Г - 10 ат

Д - 35 ат

36. Листья герани, выдержанной в темноте трое суток, освещали светом различных участков спектра. Интенсивное образование крахмала наблюдали на свету:

А. желтом

Б. красном

В. синем

Г. зеленом

Д. голубом

37. Листья пшеницы обладают наибольшей интенсивностью фотосинтеза в атмосфере с концентрацией углекислого газа (%):

А. 0,0003

Б. 0,003

В. 0,03

Г. 0,3

Д. 30,0

38. Кусочки корнеплода свеклы были помещены в различные жидкости, проморожены. Наибольшее количество живых клеток осталось в варианте с:

А. водой

Б. 1MNaCl

В. 1М сахпрозы

Г. 1М КСl

Д. 1М глюкозы

39. Этиолированные растения фасоли отличаются от выросших на свету большими показателями:

А. содержания хлорофилла

Б. длины стебля

В. площади листа

Продолжение приложения Ж

Г. содержание механической ткани

Д. содержания воды

40. Почки клубней картофеля в октябре можно вывести из состояния покоя методом:

А. замачиванием в растворе гиббереллина

Б. опрыскиванием водой

В. выставлением на свет

Г. механическим повреждением кожуры

Д. помещением в темноту

41. Побег с площадью листьев 35 квадратных дециметров за 12 минут поглотил 7 мг углекислого газа. Интенсивность фотосинтеза побега составила (мг/квадратный дециметр/час):

А. 100

Б. 10

В. 1

Г. 70

Д. 0,7

42. Вязкость цитоплазмы клеток лука значительно увеличивается при помещении их в раствор:

А. мочевины

Б. нитрата натрия

В. нитрата калия

Г. нитрата кальция

Д. нитрата аммония

43. Клетка в состоянии плазмолиза имела осмотический потенциал (-25). Ее водный потенциал равен:

А. 55 ат

Б. 10 ат

В. 25 ат

Г. 30 ат

Д. 35 ат

44. Изолированные семядоли тыквы культивировали в чашках Петри на влажной фильтровальной бумаге на свету. Через неделю они имели наибольшую массу в варианте:

А. с цитокинином

Б. с водой

В. с уксусной кислотой

Г. с абцизовой кислотой

Д. с хлорхолинхлоридом

45. Наибольшей жаростойкостью обладают листья:

А. бегонии

Б. пеларгонии

В. кислицы

Г. толстянки

Д. алоэ

46. Экспериментально доказал приложимость закона сохранения энергии к процессу фотосинтеза российский ученый:

А. Сабинин Д.А.

Б. Жолкевич В.Н.

В. Вавилов Н.И.

Г. Тимирязев К.А.

Д. Курсанов А.Л.

Продолжение приложения Ж

47. Макроэлементы являются:

А. кобальт

Б. азот

В. цинк

Г. калий

Д. магний

48. Закрывание и открывание устьиц регулирует два гормона:

А. гиббереллин и салициловая кислота

Б. абсцизовая кислота и цитокинин

В. брасиностероиды и жасминовая кислота

Г. ауксин и фузикокцин

Д. этилен и ауксин

49. Симбиоз с азотофиксирующими бактериями характерен для растений:

А. облепихи

Б. ольхи

В. картофеля

Г. подсолнечника

Д. сои

50. Самым важным значением дыхания для растения является:

А. выделение тепла

Б. поглощение кислорода

В. формирование трансмембранного потенциала

Г. выделение углекислого газа

Д. образование АТФ