Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №7 г.Соль-Илецка» Оренбургской области

Центр детского творчества Соль – Илецкого раона

ДТО «Юный химик»

Исследовательская работа по биологии

Изучение влияния биопрепаратов на рост и развитие фасоли  сорта «Гармония»

Выполнила: ученица 11 класса

Музапарова Асемгуль

Руководитель:Сивожелезова Т.Г.

учитель химии и биологии

высшей категории

Оренбургская обл.

Г.Соль-Илецк

Ул.Вокзальная 79

8(35336) 2- 82-07

Email:[email protected]

2011

Содержание

1.Введение

2.Обзор литературных источников

3.Характеристика использованных регуляторов роста.

4.Методика исследования

4.1.Характеристика климатических условий и почвы

4.2. Схема опыта

4.3.Результаты исследований.

4.3.1.Фенологические наблюдения

4.3.2.Морфологические наблюдения

4.3.3.Экономическая эффективность

5.Заключение

5.1.Ввыводы

5.2 Рекомендации по использованию биостимуляторов в сельском хозяйстве

Список литературы

Введение

         В современных условиях повышения урожайности сельскохозяйственных культур можно достичь на основе высокой культуры земледелия путём научно обоснованного экологически безопасного применения удобрений и пестицидов, широкого внедрения прогрессивных технологий с минимальным использованием средств химизации. Овощеводство является одной из основных и наиболее трудоемких отраслей сельскохозяйственного производства. Этой отрасли принадлежит важная роль в снабжении населения продуктами питания, имеющими высокую биологическую ценность, содержащими ряд необходимых компонентов, минеральных веществ и витаминов.

         Поэтому важное значение имеет использование биопрепаратов ростостимулирующего действия для сокращения межфазных периодов и увеличения продуктивности и устойчивости растений к неблагоприятным факторам.

Гипотеза: если при выращивании сельскохозяйственных растений использовать биостимулирующие препараты, то сократится их вегетационный период и повысится урожайность.

Объект исследования:  растения фасоли сорт «Гармония».

Предмет исследования:  влияние биопрепаратов «Гумат +»,  «Альбит» и  «Бинорам»  на продолжительность фенологических фаз растений, на ассимиляционную площадь листа и урожайность.

Цель исследования: определить наиболее безопасный и надежный биостимулятор роста для растений.

Задачи:

1.Изучить литературу о современных биостимуляторах роста растений.

2.Опытным путем определить наиболее надежный стимулятор роста растений.

3. Выработать рекомендации по использованию биостимуляторов в сельском хозяйстве.

Методы исследования: экспериментальная проверка высказанной гипотезы исследования, сравнение опытных и контрольных растений между собой, сравнительная характеристика действия выбранных биостимуляторов роста растений.

Практическая значимость исследования: возможность использовать данные экспериментальной работы при выращивании различных растений в теплицах и открытом грунте на личном подворье  и фермерских хозяйствах.

2.Обзор литературных источников

 Регуляторы роста и развития растений - это обширная группа природных и синтетических органических соединений, которые в малых дозах активно влияют на обмен веществ высших растений. Стимулирование собственного иммунитета растений позволяет индуцировать у растений комплексную неспецифическую устойчивость ко многим болезням грибного, бактериального и вирусного происхождения и другим неблагоприятным факторам среды (засухе, температурному стрессу и др.).

В литературе описан механизм действия биологических препаратов, который заключается  в активизации микоризных и эндомикоризных грибов растений. В анализе агрономов отмечается, что регуляторы роста и развития растений способствуют повышению урожая сельскохозяйственных культур на 15-30% с использованием меньшего количества минеральных удобрений, нормализации минерального состава растительной биомассы, уменьшению потерь урожая от болезней.

Главная отличительная особенность препаратов этой группы от других средств защиты растений - это способность влиять на вредные организмы через стимулирование защитных свойств растений, заложенных в них в процессе эволюции. Использование этой особенности в практике растениеводства позволяет в более полной мере реализовать потенциал интегрированных программ защиты растений, обеспечив максимальную экологизацию агросистем.

Регуляторы или стимуляторы роста и развития растений (РРР) – это природные или синтетические вещества, стимулирующие рост и развитие растений путем ускорения деления клеток или их растяжения в длину. К природным стимуляторам роста растений относятся фитогормоны - ауксины, гиббереллины, цитокинины, а к синтетическим - их аналоги.

Регуляторы роста растений успешно используются для устранения периодичности плодоношения, ускорения цветения и созревания плодов. Опыт показывает, что для получения высокого эффекта регуляторы роста следует применять на различных стадиях роста и развития растений, тем более что каждый препарат имеет свою «специализацию».      

 Культура применения стимулирующих рост растений препаратов в личных хозяйствах, к сожалению, пока отсутствует. Это, по-видимому, связано с отсутствием профессиональных агрохимических знаний у населения, т.к. в отличие от частников все промышленные сельхозпроизводители активно используют стимуляторы роста.   

 Применение препаратов, стимулирующих рост растений, приводит к увеличению урожайности на 20-30%. При этом в стоимостном выражении стимуляторы роста являются самыми дешевыми из всех продаваемых средств защиты растений.

           Стимуляторы роста растений можно условно разделить на три группы:

           1) препараты, повышающие иммунную устойчивость растений при различных внешних неблагоприятных факторах (Альбит, Амбиол, Биосил, Гетероауксин, Иммунноцитофит, Корневин, Крезацин, Новосил, Нарцисс, Новосил, Ортон, Силк, Фитоспорин, Фитохит, Циркон, Эль, Энергия, Эпин, гуминовые препараты);

            2) препараты, способствующие цветению и образованию завязей и плодов (Завязь, Гибберсиб, Бутон, Циркон, Экост, Энергия, Атлет, Цветень и др);

            3) препараты, стимулирующие корнеобразование (Гетероауксин, Корневин и гуминовые препараты).

3.1.Характеристика использованных регуляторов роста.

«Альбит», ТПС (д.в. поли-бета-гидроксимасляная кислота + магний сернокислый + калий фосфорнокислый + калий азотнокислый + карбамид)  – комплексный препарат, обладающий свойствами регулятора роста, биофунгицида, удобрения и антистрессанта (антидота). Это биопрепарат, в состав которого входит продукты жизнедеятельности полезных бактерий, обитающих на корнях растений, и стартовый набор элементов питания. Альбит активизирует все жизненные процессы в растениях. Замачивание семян в растворе препарата ускоряет прорастание семян, а опрыскивание растений в период вегетации способствует получению более раннего урожая овощных и ягодных культур. Альбит повышает иммунитет растений к болезням, помогает в стрессовых ситуациях весенних заморозков и летней засухи.

Использование Альбита позволяет при небольших затратах решить основные проблемы растениеводства: повысить урожай и его качество, защитить растения от болезней и засухи, увеличить эффективность и снизить расход используемых традиционных химических пестицидов и удобрений. Биопрепарат Альбит используется для:

           - увеличения урожайности сельскохозяйственных культур (в среднем на 12-23 %);

           - повышения качества урожая (клейковины у пшеницы в среднем на 2,3 %, сахаристости у сахарной свеклы, витаминов в овощах);

           - защиты растений от болезней (биологическая эффективность в среднем 40-80 %);

           - повышения засухоустойчивости растений (на 10-60 %);

           - повышения эффективности обработок семян и посевов фунгицидами (с возможностью снижения норм расхода фунгицидов на 50 %);

           - повышения эффективности минеральных удобрений (с возможным снижением норм расхода удобрений на 10-30 %); 

           - снятия стрессового эффекта гербицидов и инсектицидов (с сохранением до 40 % урожая) и др.

Ростостимулирующий эффект у обработанных растений сохраняется в течение 2-3 месяцев. Альбит безопасен для людей, животных и растений (IV класс опасности).

Производитель:  ООО НПФ «Альбит» (г. Пущино, Московская обл.). Номер государственной регистрации 

№ 09-00496-0378-1.

«Бинорам»  (микробиологический фунгицид с ростостимулирующим действием) - это протравитель семян и фунгицид для обработки вегетирующих растений с ростостимулирующим действием. «Бинорам» подавляет только патогенную микрофлору, преимущественно низшие грибы; не действует на азотфиксирующие клубеньковые бактерии. Улучшает фитосанитарную обстановку почвы.

Действующее вещество препарата представляет собой комплекс штаммов ризосферных бактерий Pseudomonasspp., выделенных в процессе многолетних исследований учеными института цитологии и генетики сибирского отделения РАН из ризосферы диких злаковых растений. В состав препарата входят 3 штамма, которые обеспечивают высокую биологическую активность в различных почвенно-климатических условиях. По заключению "НИЦ ТБП" штаммы являются невирулентными, нетоксичными и нетоксигенными. «Бинорам» является непатогенным препаратом и относится к IV классу опасности.

Производитель:  ООО «МЕОТИДА» (г. Новосибирск; тел./факс (383)236-13-35; 225-36-15). Технические условия  ТУ 9291-001-56713841-02. Номер государственной регистрации 02-2713-0571-0.

«Гумат натрия», РП и ТАБ (д.в. гуминовых кислот натриевые соли, 300 г/кг).   Усиление роста растений, адаптация к неблагоприятным воздействиям погоды. Снижение содержания нитратов, повышение урожайности и качества зерна, повышение устойчивости к заболеваниям.

Производитель:  ЗАО «ТПК Техноэкспорт». Номер государственной регистрации: №09-859-0143-1.

4.Методика исследований.

4.1.Характеристика климатических условий и почвы

Полевые опыты закладывались на песчаных  почвах. Данные почвы средне- и сильнозасоленные. Тип засоления в основном сульфатный и с хлоридно-сульфатным соотношением ионов. рН почвы колеблется от 8,0 до 8,2.

 За время проведенных исследований метеорологические условия отличались острым недостатком влаги и высокими температурами, характерными для нашего региона. Температура воздуха за вегетационный период изменялась в среднем от 25 до 38С, при средней многолетней 25,5ºС. Самая высокая температура воздуха отмечена в июле. В отдельные дни температура воздуха повышалась до +40ºС, влажность воздуха падала до 20% и ниже. Анализируя количество осадков и их распределение за период исследований, следует отметить неравномерность их распределения по фазам развития растений. Менее всего осадков выпало в период цветения и наливания плодов.

Исследования проводились на личном дачном  участке   в период июнь-сентябрь 2011г. Объектом исследований служили растения фасоли сорта «Гармония»

«Гармония» cреднеспелый сорт вьющейся фасоли. Период от всходов до технической спелости 65 - 85 дней. Растение, длиной 3 - 3,5 м, требует опору для роста. Бобы длинной 20 - 25 см, округлые, слабоизогнутой формы, без пергаментного слоя, желтые. Зрелые семена удлиненной почковидной формы, белые.

Агротехника в опыте была общепринятой для данной зоны. Основная обработка почвы состояла из осенней вспашки на глубину 27 - 30 см. Под вспашку вносили комплексные минеральные удобрения. Ранней весной проводилась повторная вспашка и боронование. Посев осуществлялся вручную. Уход за посевами состоял в ручной прополке сорняков и проведении вегетационных поливов, число которых зависело от метеорологических условий года и составило в среднем 4-5  поливов в неделю. Уборку урожая проводили вручную.

4.2Схема опыта

          Для  каждого биостимулятора была заложена отдельная грядка. А так же грядка с контрольными растениями. Схема посадки растений : 50х20 . 

  Опыты закладывались в 3-х кратной повторности. Количество модельных растений в каждой повторности 10 шт. при общем числе растений в вариантах 120 шт.

    На контроле предпосевную и некорневую обработки проводили чистой водой. Семена замачивали в течение 16 часов непосредственно перед посевом. Обработанные семена затем просушивали на воздухе и в таком  виде высевали в почву. 

Семена фасоли  в опыте  замачивались  в рабочем растворе препарата «Бинорам». Доза применения «Бинорама» составляла 1 мл/л, с титром (2,5-5,0)-1010 мл/мл, титр рабочего раствора - (1-2) -108.  «Гумат +»  и «Альбит» вносились в почву в рекомендованных дозах для культур открытого грунта. Некорневую подкормку растений проводили в фазу 5 - 6 листьев и в фазу цветения.

В процессе проведения исследований проводили:

1. Фенологические наблюдения (протекание основных межфазных периодов развития растений фасоли).
2. Морфологические наблюдения (определение высоты растений, количества листьев, и их площади).
3. Учет урожая

4.3.Результаты исследований.

4.3.1.Фенологические наблюдения

         В течение вегетационного периода проводили наблюдения за ростом и развитием растений. Отмечали появление первых всходов, образование первого настоящего листа, появление бутонов - начало цветения и массовое цветение, при этом учитывалось количество цветков, т. е. оценивалось формирование генеративной сферы. Фиксировали начало плодоношения. Подсчитывали 4 раза за вегетацию число листьев на растениях. Определяли число листьев на главном и боковых побегах, а также число боковых побегов. Проводился учет нарастания ассимиляционной поверхности растений по повторностям: определялась площадь листьев всего растения с дифференциацией показателей на главном и боковых побегах.

    При обработке семян препаратом «Бинорам» и обработке грунта препаратом «Альбит», установлено, что появление всходов и появление первого настоящего листа было одинаковым по всем трем вариантам и наблюдалось соответственно 8 и 10 июня. Определено, что появление бутонов, начало цветения и массовое цветение под действием «Бинорам»  наступало в более ранние сроки, чем в варианте с обработкой водой (Табл. 1).

Таблица 1. Фенологические наблюдения за растениями фасоли

       Как следует из таблицы 1, обработка растений биопрепаратами ускоряет появление всходов и образование первого настоящего листа на 2 дня по сравнению с контролем. Использование  «Биорам» ускоряет появление всходов, бутонов и цветение на 4 – 5 дней по сравнению с контролем и другими биопрепаратами. Наибольшее ускорение формирования генеративной сферы фасоли оказали «Альбит» и «Биорам». В этих вариантах наблюдалось появление бутонов на 2 дня раньше, а начало цветения и массовое цветение — на 3 и 4 дня соответственно раньше, чем при обработке водой и «Гуматом натрия».

4.3.2.Морфологические наблюдения

1. Определение площади листового аппарата

            Обработка биопрепаратами влияет на развитие ассимиляционного аппарата растений, о чем свидетельствует увеличении площади листьев на растении, по сравнению с контролем (табл. 2).

Для определение площади листового аппарата использовался метод, основанный на принципе измерения простых геометрических фигур (четырехугольник, квадрат, треугольник, круг и т. д.). Он выгодно отличается от весового тем, что определение площади листьев (не обрывая их) можно проводить на одних и тех же растениях в течение всей вегетации.

Площадь листа (л) вычисляют по формуле:

л = фХк,

где ф — площадь простой геометрической фигуры,  к — поправочный коэффициент, который отражает средние отклонения действительной конфигурации листа от простой геометрической фигуры (для сельскохозяйственных культур в абсолютном большинстве случаев он соответствует 0,65—0,68, или в дробном выражении равен 2/3).

Таблица 2. Определение площади листового аппарата

Анализ данных таблицы 2 показывает, что применение стимуляторов роста растений всех указанных марок дало увеличение площади листового аппарата на 12% в среднем за вегетацию по сравнению с контролем.

     Результаты эксперимента показали, что растения, обработанные «Биорам», имели более развитый листовой аппарат, площадь ассимиляционной поверхности одного растения  составила– 180.6см² , что позволяло растениям фасоли этого варианта более интенсивно аккумулировать углекислоту из воздуха и использовать продукты фотосинтеза на создание биомассы и продуктивность растений.

     В варианте с препаратом «Гумат натрия» суммарная площадь листьев одного растения достигала 170.12см², тогда как на контроле и варианте с «Альбит» составляла 150,75 и 168.9 см²  соответственно.

     Таким образом, использование биопрепаратов фунгицидного и ростостимулирующего действия позволяет сократить количество дней послевсходового развития растений, увеличивается количество листьев и боковых побегов, формируется лучший ассимиляционный аппарат - что позволяет растениям лучше использовать углекислый газ и фотосинтетическую радиацию.

       Анализируя действие биопрепаратов на формирование генеративной сферы растений фасоли, можно сделать вывод, что в начале цветения наилучший результат был у растений, обработанных «Альбит», так число цветков в этом варианте превышало контроль на 43%, а растения, выращиваемые с использованием  препарата «Гумат натрия» на 18%. В начале и в конце плодообразования более стимулирующий эффект оказал препарат «Гумат натрия», он превзошел контроль и вариант с «Альбит» в среднем на 20% и 40 % соответственно (табл. 3).

Таблица 3. Действие биопрепаратов на формирование генеративной сферы растений фасоли (число цветков).

       Использование препарата  «Бинорам» приводит к увеличению количества цветков по сравнению с контролем на 56 %, что выше по сравнению с «Альбит»  – на 26%, в конце цветения. В начале плодообразования и особенно к окончанию вегетации использование «Бинорам»  увеличивает количество цветков на 56% по сравнению с контролем. Увеличение количества цветков к концу вегетации связано с увеличением продолжительности плодоношения на 2 – 3 недели по сравнению с контролем и обработкой другими препаратами.

      Действие биопрепаратов на продуктивность фасоли свидетельствует о положительном влиянии используемых препаратов по сравнению с контролем (табл. 4).

2.Учет урожая

По мере созревания плодов был произведен учет урожайности фасоли.

Таблица 4. Влияние изучаемых биопрепаратов на продуктивность фасоли

     Анализ данных показывает, что обработка биопрепаратами способствует значительному повышению урожайности фасоли. Так у растений, обработанных «Альбит», урожайность составил 1,3 кг/м2, что на 10% процентов меньше, чем у растений, произрастающих на грунтах, обработанных биостимулятором «Бинорам».

 В  варианте с использованием  биостимулятора «Биорам»  урожайность почти на 80% выше по отношению к контролю, способствует практически 100% образованию плодов.

4.3.3. Экономическая эффективность   применения  биостимуляторов роста

Табл.5   Экономический эффект применения  биостимуляторов роста

Анализ данных показывает, что применение указанных стимуляторов роста растений дает положительный экономический эффект. Наилучший результат дает использование препарата «Бинорам» для увеличения урожая.

Заключение

              Подводя итоги  исследования надо отметить, что вопросы повышения урожайности, а в некоторых регионах страны и сокращению периода вегетации, остро стоят пред работниками сельского хозяйства и фермерами. Умелое использование биостимуляторов роста и защиты растений позволит облегчить пути решения данной проблемы.

           Использование большинства химических препаратов для защиты растений, во-первых, нежелательно в домашних условиях, во-вторых, при температурном режиме в открытом грунте  и теплицах большинство химических препаратов не активно.

     В то время как биопрепараты прекрасно справляются со своей задачей при температуре от + 16-ти до +30 град.

     В зависимости от возбудителя болезни,  желаемого результата, выращиваемой культуры биостимуляторы роста растений     «Гумат натрия»,  «Альбит» и  «Бинорам»  можно использовать несколькими способами:

1.Предпосевное возделывание семян за 1—3 дня до посева.

2.Внесение в почву за 5—6 дней, или непосредственно перед посевом или высадкой рассады на постоянное место. После внесения препарата нужно провести боронование почвы легкими боронами. Рабочий раствор следует использовать в день изготовления.

По результатам проделанной работы можно сделать следующие выводы:

1.Применение биопрепаратов сокращает продолжительность межфазных периодов в сравнении с контролем на 2-3 дня, а в некоторых случаях до 5-7 дней.

2. Использование  «Биорам» ускоряет появление всходов, бутонов и цветение на 4 – 5 дней по сравнению с контролем и другими биопрепаратами. Наибольшее ускорение формирования генеративной сферы фасоли оказали «Альбит» и «Биорам»

3.Растения, обработанные «Биорам», имели более развитый листовой аппарат, площадь ассимиляционной поверхности одного растения  составила– 180.6см² , что позволяло растениям фасоли этого варианта более интенсивно аккумулировать углекислоту из воздуха и использовать продукты фотосинтеза на создание биомассы и продуктивность растений.

3.Обработка биопрепаратами способствует значительному повышению урожайности фасоли по сравнению с контролем.

4.Использование препарата  «Бинорам» приводит к увеличению количества цветков по сравнению с контролем на 56 %, что выше по сравнению с «Альбит»  – на 26%, в конце цветения.

5.В  варианте с использованием  биостимулятора «Биорам»  урожайность почти на 80% выше по отношению к контролю, способствует практически 100% образованию плодов.

6.Наилучший экономический эффект дает использование препарата «Бинорам» для увеличения урожая.

Рекомендации по использованию биостимуляторов в сельском хозяйстве

     В современных условиях применение биостимуляторов роста растений является залогом повышения качества и количества урожая. Проведенный эксперимент показал, что наиболее

надежным  является препарат «Бинорам». Для предпосевной обработки семян достаточно использовать дозировку препарата  0. 25 мл на 1 литр воды. За вегетационный период необходимо сделать 2-3 подкормки в дозировке 0. 75 мл \ л. Во время цветения возможно опрыскивание бутонов 0. 25 мл\л. Препарат имеет большой срок годности (до 3 лет), экономичен в использовании.

Список литературы

1.Белик В.Ф. Методика физиологических исследований в овощеводстве и бахчеводстве. М.., 1970.

2.Брызгалов В.Л., Советкина В.Е., Савинова Н.И. Овощеводство защищенного грунта. Л., «Колос», 1983, с. 352.

3. Л. Г. Мамонова Изучение эффективности препарата «Байкал ЭМ1» при выращивании томатов и огурцов в теплицах.

4.Петрова Л.Н. Влияние регуляторов роста на развитие и продуктивность растений. М. СНИИСХ, 1988г, с. 104-110.

5.Тараканов Г.И.., Мухин В.Д., Шуин К.А. и др. Овощевод

Интернет-ресурсы:

 http://www.albit.ru/3/2_01_03.php

http://sotkazeleni.ru/download/otechestvennie.doc

http://www.ussr-forever.ru/sx/2-op/31-22.html

http://baykal.argonet.ru/s06.htm

http://www.greenhouses.ru/vliyanie-biopreparatov-na-rost-ogurca

http://www.sportexpo.ru/sport_expo/index.php?do=list2&id=45079

http://plodorodny.ru/index2.php?option=com_content&task=view&id=966&pop=1&page=0