Исследовательская работа «Влияние внешних факторов на проращивание семян», 2016 год

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение Белебеевская коррекционная школа для обучающихся с ограниченными возможностями здоровья

Исследовательская работа

«Влияние внешних факторов на проращивание семян»

Работу выполнила:

Лукьяненков А., обучающаяся 9 класса

Руководитель:

Ульмаскулова Надежда Юрьевна,

учитель профессионально-трудового

обучения (растениеводство)

г. Белебей,

2016 год

Содержание

Введение

«Помогая быстрее прорасти семенам,

мы сможем получить хороший урожай культурных растений».

Весной мама стала готовиться к весне, она начала сеять семена на рассаду. Для меня выращивание растений из семян стал увлекательным процессом. Я стала наблюдать за тем как развивается растение от семени до появления первых цветов или плодов. Но для этого необходимо много времени и терпения, прежде чем вырастет полноценное растение.

Рост растения обычно начинается с прорастания самого важного органа размножения - семени. Се́мя — особая многоклеточная структура сложного строения, служащая для размножения и расселения семенных растений и содержащая зародыш.

Семена, используемые для посева, должны обладать высокими посевными качествами (всхожесть, энергия прорастания, крупность, чистота, влажность). Для прорастания семян необходимы вода, тепло и воздух. Прежде чем зародыш тронется в рост, семена впитывают в себя воду и набухают, при этом разрывается их оболочка и раздвигаются окружающие семя частицы почвы. Под влиянием воды и притока воздуха в семенах увеличивается содержание ферментов. При их участии, находящиеся в семенах нерастворимые питательные вещества, переходят в легкоусвояемые, и начинается новая жизнь.

Актуальность изучения темы заключается в том, что данная работа будет полезна садовникам, цветоводам и всем, кто хочет посадить растения.

Гипотеза: мы предполагаем, что на прорастание семян влияют такие факторы как свет, вода, тепло, кислород, глубина заделки семян.

Целью исследования является изучение влияния различных факторов на прорастание семян.

Исследуя условия прорастания семян томата, изучая влияние различных факторов на данный процесс, я поставила перед собой следующие задачи:

1. Выделить основные условия, влияющие на проращивание семян.

2. На практике установить, как влияет на проращивание семян наличие или отсутствие света, влаги и тепла.

Объектом исследования являются семена фасоли, тыквы, томата и гороха.

Исследовательская работа разделяется на две части: теоретическую и практическую. В теоретической части мы изучили вопросы проращивания семян и обработали необходимую информацию. В практической части использовали опытно-экспериментальные методы исследования, по результатам которых нами были сделаны соответствующие выводы.

Исследования проводились в домашних условиях.

I. Теоретическая часть.

1.1. Роль семени в жизни растения.

Роль семян в жизни растений сложно переоценить. От хороших семян будет хороший урожай, но ведь не все семена таковыми являются. Это заметили еще наши предки. Не зря существует множество пословиц и поговорок о семенах: «Какое семя, такое и племя», «Что посеешь, то и пожнешь» и многие другие.

Семя является органом размножения у высших растений. Оно развивается из семяпочки, которая состоит из кожуры и ядра. Ядро состоит из зародыша и запасающей ткани, которая еще называется эндосперма или перисперма. Зародыш – это главная часть семени, именно из него развивается новое растение. Кожура защищает это растение, а эндосперма питает.

На растение созревает обычно большое количество семян, и в природных условиях происходит естественный отбор. Наши предки таким же образом высаживали семена. Выбирали хорошее растение, собирали семена и высаживали их в большом количестве. Современные технологии позволяют отбирать только здоровые семена, поэтому хорошие фирмы продают качественный материал. Но можно и самостоятельно отобрать нужные вам семена.

На первый взгляд отличить живое семя от мертвого практически невозможно. Поэтому нужно прорастить семена. Для этого необходимо дать им воду, тепло и доступ к кислороду. В таких условиях живые семена прорастут, а мертвые только набухнут.

Удивительно то, насколько природой продумано все – от строения и развития семян до их распространения. Ведь семена многих растений распространяются на довольно большие расстояния при помощи ветра, воды или животных и птиц. Именно благодаря этой возможности растения осваивают все новые и новые территории, а культурные растения распространяются еще и человеком. Ведь именно человек перевозит семена полюбившихся ему культур на разные расстояния, отбирает из них лучшие, выращивает, подкармливает и оберегает растения, которые год за годом будут радовать его и давать хороший урожай.

1.2. Необходимые условия прорастания семян.

Процесс перехода семян от состояния покоя к интенсивной жизнедеятельности, в результате чего трогается в рост зародыш и образуется проросток, из которого развивается молодое растение; начальный этап онтогенеза растений. Прорастание семян происходит только при достаточном обеспечении их влагой, кислородом, при определённом температурном, а иногда и световом режиме, характеризуется повышением обмена веществ в зародыше. При поступлении воды в семена они набухают, в них активируются ферменты, усиливаются процессы превращения запасных веществ (крахмала, жиров, белков) с преимуществ, их распадом на сахара, жирные кислоты, аминокислоты. Это обеспечивает семена энергией и пластическими веществами, необходимыми для синтеза веществ, идущих на построение новых тканей проростка. По окончании набухания зародыш семени трогается в рост. Первым, как правило, растет корешок, который прорывает оболочку семени (семя наклёвывается). Затем в рост трогается у одних растений гипокотиль (в результате чего семядоли и верхушечная почка выходят на поверхность почвы), у других — эпикотиль (при этом семядоли остаются в почве, а на поверхность выносится только верхушечная почка). Потребность в воде для прорастания семян зависит от химического состава и физиологического состояния семени. При недостатке кислорода, например, при длительном погружении семян в воду или при образовании почвенной корки в них накапливаются этиловый спирт, аммиак и др. вредные для зародыша вещества. Влияние температуры на прорастание семян связано не только с поступлением влаги в семена и активированием обмена веществ, но и с изменением в них соотношения различных регуляторов роста. Например, при нагревании только что собранных семян хлопчатника или арахиса в них снижается содержание ингибиторов роста и прорастание семян ускоряется. Для ускорения прорастания семян многих других растений, наоборот, необходимо воздействие низкой положительной температуры. Для прорастания семян некоторых растений, кроме влаги, кислорода и соответствующей температуры, необходим свет определённого спектра. Так, красный свет стимулирует прорастание семян латука, сосны, щавеля, а инфракрасный тормозит. Создание условий, оптимальных для прорастания семян одна из предпосылок получения высоких урожаев.

II. Практическая часть

2.1. Необходимость влаги при прорастании семян.

Первое условие прорастания семян, на которое нужно обратить внимание – это значение воды. Чтобы получить ответ я взяла два стакана. На дно стаканов положила по 10 семян фасоли. В первом стакане семена оставила сухими. Во второй на дно налила немного воды. Через три дня в стакане, где была вода, семена проросли. В стакане без воды семена не изменились.

Вода необходима семенам для набухания, так как при набухании кожура семени разрывается, в результате чего появляются корень и стебель зародыша. Также вода необходима для растворения питательных веществ семени, потому что зародыш семени может всасывать все необходимые питательные вещества только в жидком виде.

Семена не проросли

Семена дали ростки

Вывод: вода – необходимое условие прорастания семян. Для прорастания семян различных растений требуется разное количество воды. Особенно много воды нужно семенам бобовых растений (гороха, фасоли). Поэтому семена данных видов растений, а также некоторых овощных растений перед посевом желательно замачивать.

2. 2. Дыхание семян.

Для чего при прорастании семенам нужна вода, мы выяснили. А зачем нужен воздух? Необходимость воздуха объясняется тем, что семена дышат, то есть они поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Дыхание необходимо на ранней фазе прорастания семян, поэтому снабжение кислородом влияет на прорастание.

Чтобы установить дышат семена или нет, я взяли два стеклянных стакана. Один наполнила на 1/3 набухшими семенами гороха, а другой оставила пустым. Оба стакана закрыла стеклом. Через сутки горящую лучинку внесли в пустой стакан. Лучинка продолжала гореть. Опустила ее в стакан с семенами. Лучинка погасла. Кислород воздуха поддерживает горение и поглощается при дыхании, а углекислый газ горение не поддерживает и выделяется при дыхании. Таким образом, опыт показывает, что прорастающие семена поглощают кислород из воздуха, который был в стакане, и выделяет углекислый газ.

Вывод: семена дышат.

Для того чтобы проверить необходим ли воздух при проращивании семян я провела следующий опыт: в два стакана поместила немного семян фасоли. Первый стакан до краев наполнила водой. Во втором стакане фасоль залила небольшим количеством воды. Стаканы прикрыла стеклом и поставила в теплое место. Через 4 суток в стакане с небольшим количеством воды семена проросли. В стакане, наполненном водой, семена набухли, но не проросли, а погибли. Здесь вода вытеснила из стакана воздух, необходимый семенам для дыхания.

Вывод: для прорастания семенам необходим воздух.

2

Нет воздуха Есть воздух

Для каждого вида растений существует минимальный, оптимальный, максимальный уровни температур при прорастании семян.

Если семенам достаточно воды и воздуха, но не хватает тепла, они не прорастут и, в конце концов, погибнут. Для того, чтобы убедиться в этом, я взяла две стеклянные ёмкости. На дно каждой положила по несколько семян и налила столько воды, чтобы она только смачивала семена, но не покрывала их полностью. Накрыла банки стеклом. Одну ёмкость оставила при температуре 20–22°C, а другую выставила на холод, где температура не выше 3–4°C. Через 5 дней, проверив результаты, я увидела, что семена проросли только в той ёмкости, которая находилась при температуре 20-22°C.

В ывод: для прорастания семян необходима определенная температура.

Холод. Температура 3-4°C. Семена не проросли.

Тепло. Температура 20-22°C .

Семена проросли.

Семена одних растений при прорастании требуют много тепла, другие – мало. Зерновки пшеницы и ржи прорастают при температуре 1 – 2°C , кукурузы, огурцов и тыквы при 12 – 14 °C. С этими особенностями семян связаны разные сроки посевов. Пшеницу и рожь высевают ранней весной, вскоре после таяния снега. Огурцы и кукурузу высевают только в конце весны, когда почва хорошо прогреется.

2.4. Посев и глубина заделки семян.

Важным фактором при посеве семян являются время посева и глубина заделки семян. Время посева семян определяют, учитывая условия, необходимые для прорастания семян. Прорастающим семенам необходимы вода, воздух, тепло. Все это семена получают при своевременном посеве. Ранней весной в почве накапливается много дождевой и талой воды, но почва еще не успела прогреться. Ранней весной высевают семена только холодостойких растений (пшеница, овес, ячмень, горох). Семена этих растений прорастают при низкой температуре и обилии влаги.

Семена растений, более требовательных к теплу высевают, когда почва достаточно прогреется. Однако с посевом семян теплолюбивых растений (кукуруза, фасоль, огурцы, тыква, дыня, томат) запаздывать нежелательно. С каждым днем солнце пригревает все сильнее и почва все более высыхает. Поэтому опоздание с посевом семян этих растений снижает урожай. Учитывая это семена теплолюбивых растений высевают, как только почва нагреется до 10–12°C. Позднее семена попадут в теплую, но сухую почву и будут прорастать медленно, что снизит урожай.

Если семена посеяны своевременно, но не глубоко, то они высохнут под жаркими лучами весеннего солнца. А если семена окажутся слишком глубоко в почве, всходы будут плохие. На большой глубине проросткам не хватает воздуха, молодым побегам трудно пробиться на поверхность. Поэтому семена высевают на определенную глубину.

Глубина заделки семян зависит от их размера и свойств почвы. Чем крупнее семена, тем глубже их сеют. В крупных семенах достаточно питательных веществ и ростки не погибают, пробиваясь с большой глубины в течение долгого времени. Мелкие семена репы, лука высевают на глубину 1–2 см, семена средних размеров редиса, огурцов – на глубину 2–4 см. крупные семена фасоли, гороха, бобов требуют глубину 4–5 см. Если крупные семена посеять менее глубоко, им не хватит влаги.

Для эксперимента я взяла два прозрачных стакана, наполнила их плодородной землей и посадила в них семена тыквы на разную глубину: глубже, чем требуют правила и по правилам заделки семян тыквы на глубину до трех сантиметров.

Спустя пять дней после закладки опыта

С пустя семь дней после закладки опыта

2.5. Необходимость соблюдения светового режима.

Семена разных культур по-разному относятся к воздействию света.

Семена многих культур вполне нейтральны к воздействию света и могут прорастать в любых условиях – в темноте, при слабом освещении, при полном освещении. Но есть и такие, которые свет может стимулировать к прорастанию либо подавлять. Соответственно они называются светочувствительными и темновсхожими.

Всхожесть светочувствительных семян увеличивается при досвечивании. Свойство это у разных культур выражено в разной степени, от незначительного увеличения количества проросших семян до полной зависимости от света. Последние при отсутствии освещения (заглубленные в землю) не могут взойти совсем.

Большинство семян, имеющих небольшие размеры, светочувствительны. Среди древесных это вересковые (рододендроны, кальмия, эрики), гортензии, дейции, среди травянистых многолетников – колокольчиковые, толстянковые (седум), камнеломковые (гейхера, тиарелла).

Крупные семена, как правило, темновсхожие. Темновсхожестью отличаются семена растений из засушливых климатических зон. В неблагоприятный период они должны оказаться как можно глубже в почве, где возможно сохранение влаги. Но темновсхожесть весьма относительное свойство. Семена некоторых культур все же могут прорасти, оказавшись и почти на поверхности почвы, но процент всхожести значительно уменьшится.

Для эксперимента были пророщены семена томата: первый образец в полной темноте, второй на подоконнике с южной стороны. Ростки томата, проросшие в полной темноте, были очень вялыми, с желтым оттенком, ростки перца с проросшие на подоконнике с южной стороны выглядели здоровыми, сильными с ярко зелеными листочками.

Рассада стояла в темноте.

Рассада стояла на подоконнике.

2.6. Определение всхожести семян.

Всхожесть – это способность семян к прорастанию, она характеризуется количеством нормально проросших семян за определенный срок при оптимальных условиях проращивания. Является важным показателем их качества, который необходимо знать, прежде чем засевать поля и огороды.

Я провела опыт по определению всхожести семян. Отсчитала 100 семян гороха подряд без выбора, разложила их на мокрой марле. Каждый день подсчитывала число проросших семян. Определила окончательную всхожесть (через 10 дней проросло 85 семян из 100). Всхожесть оценивала в процентах, подсчитывая число проросших семян из 100 посеянных. Таким образом, всхожесть семян гороха в моем опыте составила 85%, что является высоким показателем.

Свои наблюдения я заносила в дневник наблюдений.

Вывод: всхожесть семян – важный показатель их качества.

III. Заключение

В домашних условиях я проследила механизм прорастания семян и установили какие факторы влияют на этот процесс. Исследуя влияние внешних условий на проращивание семян, я провела ряд опытных работ, в результате которых на практике убедились в том, что при высевании семян растений разных семейств, для получения дружных всходов и высокого урожая, очень важно знать и учитывать условия, влияющие на прорастание семян.

Исходя из вышеизложенного, опираясь на результаты проведенных мною исследований я сделала следующие выводы:

1. Для прорастания семян необходима влага. Семена поглощают воду для того, чтобы у них возобновились физиологические процессы, связанные с прорастанием. В дальнейшем растущий проросток нуждается в большом количестве воды.

2. Прорастание семян невозможно без присутствия воздуха.

3. Необходимость воздуха объясняется тем, что семена дышат, то есть они поглощают кислород и выделяют углекислый газ.

4. Для успешного прорастания семян кроме воды и кислорода, необходима благоприятная температура. Если семенам достаточно воды и воздуха, но не хватает тепла, они не прорастут и, в конце концов, погибнут

5. Важным фактором при посеве семян являются время посева и глубина заделки семян. Семена растений сильно различаются по размеру и массе. Размер семени определяет способ и глубину посева. Чем крупнее семя, тем легче оно преодолевает механическое сопротивление почвы и с большей глубины может прорасти.

6. Всхожесть семян – важный показатель их качества, который необходимо знать, прежде чем засевать поля и огороды. Прорасти и дать начало новому растению способны только семена с живым зародышем. Семена с погибшими зародышами теряют всхожесть.

Проведя исследования по проращиванию семян, я выполнила все поставленные цели и задачи, а именно, на практике изучила факторы, влияющие на процесс прорастания семян, расширила свой кругозор в области строения растения и его взаимосвязи с окружающей средой.

IV. Список использованной литературы

1. Большая советская энциклопедия

2. Меликян А. П., Николаева М. Г., Комар Г. А. Семя

3. «Растениеводство с основами селекции и семеноводства», Г. В. Коренев, П. И. Подгорный, С. Н. Щербак; Под ред. Г. В. Коренева. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1990. – 575с.

4. «Растениеводство». Учебное пособие. Под ред. В. А. Алабушева. - Ростов-на-Дону. Издательский центр «МарТ», 2001. – 384с.

5. Грушвицкий, И. В. Роль недоразвития зародыша в эволюции цветковых растений [Текст]: книга Комаровские чтения / И. В. Грушвицкий – Л.: Из-во АН СССР, 1961. - 166 с.

6. Грушвицкий, И. В. Вопрос об эволюции семени [Текст]: книга / И. В. Грушвицкий – Л.: - «Труды МОИП», 1965, т. 13, с. 43-51.

7. Серовайский, В. М. Растения, цветы, семена [Текст]: доклад, рукопись - М.: МГООП, 1987. -26 с.

8. Карпов А. Семеноводство зерновых культур. - М.: Колос, 1959.

9. ФАУНА кружок юных натуралистов http://fauna42.ru/lib/children/researcher09/sprouting/

18