Влияние сока алоэ как биостимулятора на развитие растений

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 75/42

Влияние сока алоэ как биостимулятора

на развитие растений

Нижний Тагил

2020

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Современные садоводы уже не могут представить свою деятельность без использования дополнительных стимулирующих рост веществ, которые в последнее время набирают особую популярность. И дело не только в ускоренном темпе созревания, но и в качестве получаемой продукции. В наши дни применение стимуляторов роста растений настолько распространено, что каждый уважающий себя дачник или огородник слышал об их уникальных свойствах. Однако, насколько они полезны и как влияют на рост и развитие растений известно не всегда.

Препараты для регулировки роста растений широко распространены сейчас. Они существуют разных типов. Одни средства влияют на удачное корнеобразование, повышают уровень прорастания семян (огурцов, томатов, перцев). Другие больше действуют на утолщение стебля, способны регулировать цветение, формирование завязи. Большую роль эти средства играют в защите маленькой рассады.

Среди комнатных растений тоже есть биостимуляторы. Возникает вопрос на сколько будет эффективно применении одного из самых распространенных биостимуляторов – сока алоэ.

Все перечисленное выше и обусловило выбор и актуальность темы настоящей работы.

Цель: изучить влияние сока растения алоэ на всхожесть и рост растений.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

Задачи:

Изучить научные данные о влиянии внешних и внутренних факторов на рост и развитие растений;

Определить процент всхожести семян;

Определить динамику роста побегов под действием вещества.

Объект исследования: растение алоэ.

Предмет исследования: всхожесть семян и высота побегов подсолнечника и пшеницы.

Гипотеза исследования: сок алоэ может ускорить рост, если его использовать как биостимулятор роста.

.

ГЛАВА I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О БИОСТИМУЛЯТОРАХ

1.1. Общие сведения о регуляторах роста

Регуляторы роста растений – это физиологически активные соединения синтетического или природного происхождения, способные в малых количествах вызывать различные изменения в процессе роста и развития растений [1].

Они являются сильными биостимуляторами, т.е. повышают иммунитет, увеличивают всхожесть и ускоряют прорастание семян, снижают отрицательное воздействие неблагоприятных внешних факторов как похолодание или засуха, стимулируют образование завязей, ускоряют созревание плодов, стимулируют цветение.

Стимуляторы роста, а точнее было бы их назвать регуляторами роста, в последнее время приобретают все большую популярность. И дело не только в том, что они способствуют росту урожайности – они обеспечивают повышенное качество наших овощей и фруктов. Стимуляторы роста успешно используются в садоводстве, виноградарстве и овощеводстве для ускорения укоренения при размножении, уменьшения предуборочного опадения плодов, с целью задержки цветения, прореживания цветков и завязей, для замедления прорастания клубней, корнеплодов и луковиц при хранении, для борьбы с сорняками и т.д. Но, как любые биологически активные вещества, регуляторы роста требуют очень осторожного обращения с ними. Передозировка этих соединений очень опасна: можно не только не получить ожидаемого эффекта, но столкнуться с прямо противоположным результатом. Большинство из биологически активных веществ в низких и очень низких концентрациях играют роль стимуляторов роста, способствуют повышению иммунитета, активизируют плодоношение. В высоких концентрациях эти же препараты оказывают действия, угнетающие физиологические процессы в растении. [4]

1.2. Природные регуляторы роста и их действие

Растения представлены самыми разнообразными по внешнему виду, форме и размерам организмами. Это могут быть как миниатюрные особи, вроде мохообразных, так и гиганты размером в 110 метров. Для координированного управления таким гигантским телом необходим постоянный обмен сигналами между различными его частями.

Для этих и многих других случаев у растений, как и у животных, есть специализированные системы передачи информации: электрическая, действующая локально путем изменения мембранных потенциалов клеток; трофическая, обусловленная потоками различных синтезированных внутри растения (эндогенных) веществ; и самая важная – гормональная, где ключевую роль играют сигнальные молекулы, которые называются фитогормонами. Фитогормоны (дословно с греческого – растительные возбудители) являются низкомолекулярными регуляторными эндогенными веществами, которые способны транспортироваться по растительному организму и вызывать различные тканеспецифичные ответы, но не участвующие во всевозможных метаболических путях непосредственно. Важным свойством всех гормонов является способность действовать в очень небольших концентрациях (примерно 1*10-5 моль/л и меньше).

Действие фитогормонов заключается в изменении программы развития, что выражается комплексным изменением активности клеток и тканей: рост, растяжение, синтез пептидов и всевозможных метаболитов. Любая растительная клетка способна к синтезу всего разнообразия гормонов. Как и гормоны животных, растительные гормоны очень тесно взаимодействуют между собой. Небольшое изменение баланса в гормональной системе серьезно сказывается на различных уровнях организации тела растения [6].

У растений выделено несколько классов фитогормонов, такие как: ауксины – индолилуксусная кислота и ее производные, вызывающие растяжение клеток, активизирующие рост частей растений, образование корней у черенков растений. Образуются в апикальной меристеме и растущих тканях.

Другими фитогормонами являются гиббереллины, иначе, гиббереллина кислота и другие. Они стимулируют деление или растяжение клеток, активизирующие рост стебля, прорастание семян. Эти вещества синтезируются в молодых листьях, молодых семенах, плодах и ткани эндосперма.

Еще одной группой фитогормонов являются цитокинины – производные пуринов, они так же стимулируют деление клеток, прорастание семян; способствуют заложению почек у тканей и целых органов растений. Источники этих веществ – плоды и ткани эндосперма.

Кроме того, стимулировать рост могут вещества, имеющие негормональную природу – витамины, производные мочевины, некоторые фенолы, и другие вещества. Они могут образовываться в очень малых количествах и являются частью фитогормонов. К примеру, известно, что не все витамины могут транспортироваться в растении, а в сочетании с фитогормонами увеличивают рост растений. Т.е. эти вещества усиливают действие фитогормонов.

Все природные фитогормоны – ауксины, гиббереллины, цитокинины и негормональные соединения называют – ростовыми веществами. А все синтезированные и природные ростовые вещества имеют общее название стимуляторов роста [4].

Ингибиторы роста – соединения, которые подавляют биохимические или физиологические процессы в растениях, такие как: ростовые процессы, распускание почек и прорастание семян. К этой группе относятся вещества фенольной или терпеноидной группы, которые являются веществами гормональной и негормональной природы. К гормональным веществам относится салициловая кислота, а также ее аналоги.

Еще одним известным веществом является этилен. Он так же относится к ингибиторам, но его ученые выделяют в отдельную группу потому, что этилен газообразное вещество. Под влиянием этилена происходит торможение роста проростков, опадение листвы. Этилен также тормозит действие стимуляторов роста ауксинов, гиббереллинов, цитокининов.

Замедление и полное прекращение роста растений в природных условиях часто совпадает с наступлением в природе неблагоприятных внешних условий, но обусловлено чаще всего внутренними факторами, такими как: изменением уровня нуклеиновых кислот в точках роста, так же соотношением гормонов и ингибиторов роста. В тропиках, где годовые колебания температуры незначительны, практически все растения имеют периодическую приостановку роста. Поэтому вполне понятно, что рост растений можно регулировать искусственно.

Включение регуляторов роста в сельскохозяйственную технологию выращивания различных растений позволяет сократить ручной труд при их формировании, уходе за декоративными кустарниками в живых изгородях, регулировании сроков цветения, предупреждении периода старения, в борьбе с сорняками в школах, питомниках и на газонах [7].

1.3. Преимущества биогенных стимуляторов роста

Для улучшения обменных процессов и укрепления иммунных свойств организмов большой популярностью в последнее время пользуются новые экологически безопасные препараты природного происхождения. Они характеризуются повышенной биологической активностью и не имеют побочных эффектов. Одним из таких препаратов является биогенный стимулятор. Это вещество представляет собой комплекс органических соединений, выделенных из тканей живых организмов после воздействия на них критических условий: низких температур, темноты, определенных химических соединений.

При взаимодействии биогенных стимуляторов с организмами у них начинает ускоряться обмен веществ, происходит быстрая регенерация клеток, повышаются адаптивные возможности. Это открывает широкие возможности для использования таких биостимуляторов в самых разных отраслях. В сельском хозяйстве биостимуляторы используют для ускорения прорастания побегов и корневых систем, более раннего цветения и плодоношения садовых растений.

Преимуществом применения биогенных стимуляторов является то, что они хорошо переносятся живыми организмами, являются малотоксичными и не вызывают привыкания при длительном использовании. Среди биогенных стимуляторов, получаемых из тканей растений, большое распространение получил сок алоэ вера.

Сок алоэ, выдержанный при условии низких температур и отсутствии солнечного света, стимулирует прорастание семян и корней черенков. [4]

1.4. Общая характеристика алоэ древовидного

Алоэ древовидное (лат. Aloe arborescens Mill.) – является одним из широко распространенных видов рода Алоэ (лат. Aloe) семейства Асфоделовые (лат. Asphodelaceae). Род алоэ – самый крупный в семействе Алоевых (лат. Aloeae), объединяющий около 350 видов. Его народное название – «столетник».

Алоэ древовидное – низко и сильно ветвящееся деревце высотой от 2 до 3, порой 5 метров. В комнат­ных условиях алоэ древовидное достигает 60-80 см (до 1 м) высоты. Стебли прямостоячие, ветвящиеся, в нижней части с многочисленными кольцевыми рубцами от опавших листьев. От основания стебля отходят многочисленные боковые побеги, используемые для вегетативного размножения. Листья сидя­чие, очередные, зеленовато-сизые, мечевидные, мясистые, дли­ной 30-40 см, стеблеобъемлющие – широким ос­нованием охватывают стебель. Корневая система мочковатая. Корни длинные, цилиндрические, разветвленные. Цветки оранжевые (40 мм длины и около 5 мм ширины), поникающие, на тонких длинных (2,5 см) цветоножках. Околоцветник простой, венчиковидный, трубчатый, шестилепестный в двух кругах. Формула цветка алоэ: РЛ3+3Т3+3П3. На исторической родине (Южная и тропическая Африка) цветет ежегодно, образуя довольно длинные цветоносы (до 80 см) с густыми коническими кистями алых крупных цветков, длиной до 4 см. Плод - трехгран­ная цилиндрическая коробочка. Семена многочисленные, серовато-черные, трехгранные. В условиях оранжереи цветет обычно в зим­ние месяцы и крайне редко, именно с этой особенностью связано его народное название «столетник». При этом семян обычно не образует.

Родина алоэ – Южная Африка. Оно натурализовано как декоративное растение во многих тропических и умеренных зонах Земного шара. Его естественный ареал охватывает Южную Африку – ЮАР, Мозамбик, Зимбабве, Свазиленд и Малави. Произрастает на каменистых почвах между кустарников, в полупустынных и пустынных районах, встречается до 1800 м над уровнем моря. В России растет как ком­натное и лекарственное растение. Выращивают на Черноморском побережье Кавказа. [3]

1.5. История использования алоэ древовидного как одного из биогенных стимуляторов

Алоэ древовидное (Aloеarborescens) – одно из самых широко распространенных видов алоэ. Возможно, из-за того, что это удивительное растение долго может жить без воды, или по причине целебных свойств его сока, помогающего излечивать болезни человека и продлевать жизнь, а в народе называют его столетником.

Алоэ древовидное – низко и сильно ветвящееся деревце высотой 2-3 (5) м, со стволом толщиной 30 см или кустарник. Его листья образуют крупные густые розетки диаметром до 80 см. Цветет ежегодно, образуя довольно длинные (до 80 см) цветоносы с густыми коническими кистями алых крупных цветков длиной до 4 см. В африканских садах алоэ древовидное – излюбленное декоративное растение, которое легко размножается черенками. Как декоративное растение алоэ разводят не только на его родине, но и в Юго-Западной Европе и Северной Африке, а также выращивают как лекарственное растение на Черноморском побережье Кавказа. Стебель комнатного растения алоэ древовидного тонкий, изогнутый, желтовато-коричневый. От одного корня отходят несколько стеблей. На верхушке стебля сидят листья, плотно обхватывая его своим основанием. На стебле заметны рубцы – следы от опавших листьев. Листья толстые, мясистые, снизу выпуклые, а сверху вогнутые. Края листа зазубрены, но без колючек. На листьях имеется матово-серый налет воска, который предохраняет от смачивания и тем самым от большого испарения. Известно, что восковой налёт уменьшает испарение воды в листьях в 15 раз. Если отрезать кусочек листа алоэ, то можно увидеть тонкую ярко-зеленую полоску снаружи и блестящую, похожую на желе, водную ткань внутри, наполненную слизистым соком. Сок алоэ также способствует удерживанию воды от испарения [2].

В качестве лекарственного средства алоэ был известен еще в Древнем Египте, где его использовали в составе средств для бальзамирования умерших.

Свежие листья алоэ имеют широкое применение в народной медицине ряда тропических и субтропических стран. С лечебной целью стали культивировать алоэ древовидное на Черноморском побережье, в Аджарии. Сок извлекают прессованием измельченных свежесобранных листьев из листьев некоторых видов алоэ когда-то добывали волокна, из которых изготовляли ковры и морские канаты. Канаты получались лёгкие, крепкие и дольше пеньковых противостояли действию воды.

Химический состав алоэ еще не до конца изучен, но именно он обусловливает свойства этого удивительного растения. Из сабура алоэ древовидного выделен алоэ-эмодин и антрагликозид, расщепляющийся при гидролизе на агликон и сахар, не идентичный арабинозе. Алоэ содержит алоины (смесь нескольких антраглюкозидов), смолистое вещетсво, витамины и фитонциды. Слабительное действие алоэ зависит от наличия в нем алоина и смолистого вещества. Сок алоэ содержит производные антрацена в виде гликозидов и свободных агликонов (алоэ – эмодин), смолистые вещества, следы эфирного масла. Сок алоэ из свежих листьев богат ферментами, витаминами и обладает бактерицидным действием.

Алоэ обладает слабительным действием, которое обусловливается содержащимися в нем антрагликозидами, раздражающими рецепторы слизистой оболочки кишечника и рефлекторно усиливающими его перистальтику [5].

1.6. Уход за алоэ древовидным в домашних условиях

Алоэ – теплолюбивое растение, и чтобы выращивать его правильно, его нужно располагать на Южных, либо на Западных и Восточных окнах. Если вы выбрали самое теплое место, убедитесь, что в летнюю жару алоэ не всегда находится под палящим солнцем – иногда создавайте ему искусственную тень. Это правило поможет не зачахнуть вашему цветку.

К температуре выращивания алоэ неприхотлив – зимой, летом может обойтись стандартной комнатной температурой. Зимой контролируйте отсутствие сквозняков, иначе вы также загубите растение. Лишних трат времени на создание специального микроклимата от вас не потребуется. Поэтому уход в домашних условиях за данным цветком считается простым.

Поливать алоэ летом, весной и осенью нужно 1-2 раза за неделю, как и большинство других растений. Зимой, специалисты советуют, уменьшить полив до раза или двух в месяц. Но если воздух слишком сухой, то лучше поливать в прежнем темпе – главное следить, чтобы на поддоне не скапливалась вода.

Удобрение алоэ нужно только с весны по осень. Один раз за месяц, специальным удобрением для суккулентов (хотя подойдет и для кактусов), нужно прикармливать цветок. Раствор удобрения нужен слабый. А зимой для алоэ древовидное дополнительный уход не требуется.

Пересаживать растение пока оно молодое нужно каждый год. Если цветок уже вырос, то ему такая процедура требуется гораздо реже – раз за 2-3 года. Взрослым считается цветок, достигший пятилетнего возраста.

Огромным плюсом выращивания алоэ является тот факт, что его очень редко поражают вредители. Единственные кто может повредить данному растению это щитовки. Но от них есть очень действенное средство – смесь чеснока с мылом и водой. Таким составом необходимо протирать листья растения, и тогда от вредителей не останется и следа.

Из болезней, что могут поразить растение, выделяют только корневую или сухую гниль. Заболевание может возникнуть при излишнем поливе. Как обнаружить что цветок заболел? Если вы заметили, что растение не увеличивается в размере, его листья усыхают, то скорее займитесь лечением. Для этого цветок нужно вынуть из горшка, удалить пораженные корни, и высадить на новый грунт с большим количеством песка. Далее избегайте чрезмерного полива.

Признаки неправильного ухода

Если листья на цветке увяли, побледнели, то это означает, что растение слишком обильно поливается. Чтобы вернуть алоэ нормальный вид нужно высушить почву, и при дальнейшем поливе уменьшить количество воды;

Если листья растения слишком истончились, вытянулись, значит в комнате слишком темно. Необходимо перенесите цветок на более солнечную сторону, либо организовать искусственное освещение;

Если листья растения неожиданно опали – полив был слишком холодной водой. Полив следует производить водой комнатной температуры;

Засыхают кончики – слишком малый полив, увеличьте количество воды, либо количество поливов в неделю. Также причиной может быть слишком сухой воздух в помещении;

Если обнаружили на растении темные пятна – в комнате слишком холодно, либо дуют сквозняки. Переставьте растение на более теплый подоконник. [3]

ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Материал и методика

Работа выполнена в сентябре 2020 года.

Метод проведения эксперимента – наблюдение, измерение.

Методика эксперимента:

Для приготовления органического стимулятора первым делом срезал листы у основания ствола алоэ. Можно использовать как старые листы, так и совсем молодые, но более ценны, конечно, листья трёхлетнего возраста. Необходимо обратить внимание, что в старых листах содержится больше полезных веществ по сравнению с молодыми. Затем их промыл под краном проточной водой, обсушил салфеткой и поместил в холодильник по методу академика В. П. Филатова: поместить листья в темноте в холодильнике, перед тем как работать с ними, затем приготовил раствор сока алоэ концентрацией 1:20 (листья алоэ растереть, залить водой (в пропорции 1:20), настоять в течение часа, прокипятить 2-3 минуты и процедить через сложенную вдвое марлю), который применил в своем исследовании. Для исследования действия сока алоэ как биостимулятора возьмем семя растений: подсолнечника и лука.

Для проведения исследования приготовим необходимую посуду, пронумеруем стаканчики, отберем по 10 семян двух исследуемых культур и приступаем к закладке опыта.

В каждый стаканчик помещаем по 1 семени культуры и заливаем контрольные стаканчики водой комнатной температуры, а опытные стаканчики раствором сока алоэ древовидного (концентрация 1:20) – берем три контрольных стакана – в них воду заливаем.

Через сутки сливаем раствор алоэ и воду из стаканчиков, помещаем семена в плотную влажную салфетку и поставила в теплое помещение (+24°С), на следующие сутки наблюдаем прорастание семян культур, собираем статистические данные, затем посеем семена.

Постоянно следим за их прорастанием и в дальнейшем за развитием растений, измеряем их прирост за сутки.

Результаты наблюдений заносим в таблицу.

2.2. Результаты исследования

2.2.1. Определение скорости прорастания семян подсолнечника и пшеницы под влиянием сока алоэ

Цель: определение скорости прорастания семян при замачивании их в приготовленном растворе.

Стимулирующий эффект раствора сока алоэ я обнаружил довольно быстро. Уже на третьи сутки было хорошо видно, как корни дружно проросли в тех стаканчиках, где был раствор сока алоэ древовидного, и длина ростков была значительно больше, чем в контрольных стаканчиках. Полученные данные можно увидеть в таблице.

Таблица 1

Влияние сока алоэ на семена подсолнечника

Таблица 2

Влияние сока алоэ на семена пшеницы

Таким образом, мы видим, что сок из листьев алоэ способствует более быстрому росту и развитию корней растений, причем на семена пшеницы сок алоэ влияет более сильно.

2.2.2. Определение развития побегов подсолнечника и пшеницы под влиянием сока алоэ

Цель: Определение роста побегов и длины корней гороха при обработке исследуемыми веществами определенных растворов.

Методика эксперимента:

1. Проросшие в воде побеги помещены в контейнеры для прорастания, куда был налит раствор алоэ.

2. Контейнеры были помещены в одинаковые условия и периодически поливались, и опрыскивались соответственными растворами.

3. Регулярно (через день) проводилось измерение скорости роста побегов в длину, определялось среднее значение, результаты заносились в таблицу.

Таблица 3

Изменение длины побегов

ВЫВОДЫ

Существуют вещества, регуляторы роста. Регуляторами роста растений являются физиологически активные соединения синтетического или природного происхождения, способные в малых количествах вызывать различные изменения в процессе роста и развития растений. При этом существуют как природные, так и синтетические регуляторы роста.

Создание благоприятных условий для корнеобразования дает возможность получить без материальных затрат и химических стимуляторов хороший урожай

Ткани листьев алоэ вырабатывают особые вещества, которые оказывают стимулирующее действие на клетки зародыша семян растений, т.е. биогенные стимуляторы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Батурицкая Н. В., Фенчук Т. Д. Удивительные опыты с растениями: Кн. для учащихся. – Мн.: Нар.света, 1991. – 208 с.: ил.

Верзилин Н.Н. Путешествие с домашними растениями. М., «Педагогика – Пресс», 2011.

Замятина Н.Г. Лекарственные растения. Энциклопедия природы России. М., 1998.

Шаповал О.А., Вакуленко В.В., Прусакова Л.Д. Регуляторы роста растений //Ж. «Защита и карантин растений», №12, 2008. 88 с.

Якушкина Н.И. Физиология растений. М., Просвещение, 1993. 351 с.

http://dachadecor.ru/udobreniya/luchshie-stimulyatori-rosta-primenenie-i-charakteristiki

http://hozvo.ru/news/vegetable_garden/Narodnyiestimulyatoryirosta/

Приложение

Подготовка раствора

Закладка семян

Проросшие семена подсолнечника

Проросшие семена пшеницы