Удивительный мир растений

Значение растительного мира в жизни человека и животных

ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА

Хранение цветов

Помидоры

Грибы

Ядовитые растения

Ягодные растения

Статьи на разные темы

 

 

 

 

Вегетационный метод исследований растений

Вегетационный метод исследований растений помогает выяснить различные вопросы питания растений, имеющие как теоретическое, так и практическое значение. С помощью этого метода учеными не только было выяснено, в каких элементах нуждается растение, откуда берет оно эти элементы, но и была изучена роль многих удобрений в развитии отдельных органов растений. Кроме того, вегетационный метод помогает изучать почвы, с которыми приходится иметь дело на практике, а также природу различных сельскохозяйственных растений.

Вегетационные опыты проводятся в различных высших и средних сельскохозяйственных учебных заведениях, на опытных станциях и в научно-исследовательских институтах.

Для защиты растений от атмосферных осадков и от случайных вредных влияний сосуды помещают в вегетационный домик, имеющий стеклянную крышу и стены. Сосуды с растениями устанавливают на подвижных вагонетках, которые в хорошую погоду по рельсам выкатывают на площадку, устроенную перед домиком и защищенную от птиц сеткой, а в плохую погоду и на ночь вкатывают обратно под защиту стекол. Конструкции вегетационных домиков различны: от обширных павильонов, состоящих из стекла и железа, вмещающих в себя сотни вагонеток и тысячи сосудов, до скромных «домиков», устроенных из застекленных деревянных рам, вмещающих в себя три-четыре десятка сосудов.

В вегетационном методе различают водные, песчаные и почвенные культуры. Для решения вопросов, какие элементы нужны для развития растений, употребляют водные и песчаные культуры, а в почвенных культурах испытывают различные почвы и действие на растения разных удобрений.

Результаты, полученные при использовании вегетационного метода, проверяют в условиях полевого опыта, где растения выращивают в естественных условиях, а поэтому вегетационные и полевые опыты дополняют друг друга.

Вегетационные опыты, выясняющие роль микроэлементов (В, Mn, Си, Mg и др.), требуют тщательности в работе исследователя, так как микроэлементы встречаются в качестве примесей в обычных питательных растворах, употребляемых для выращивания растений, а также в воде и даже в стенках стеклянных сосудов. Для этих опытов требуются химически очищенные соли, тщательно перегнанная вода и парафинированные изнутри сосуды. При постановке обычных вегетационных опытов для успешного роста растений полезно в питательную смесь добавлять ничтожное количество наиболее важных микроэлементов, например бора и марганца.

В этой статье мы остановимся только на водных культурах (рис.1 и 2).

Вегетационный метод исследований растений (водная культура тыквы)
Рис.1. Водная культура тыквы:
В сосуде 1 выращивали тыкву в растворе питательной смеси, в сосуде 2 – такая же тыква, но в дистиллированной воде.

Растения выращивают в стеклянных сосудах, в которые наливается чистая дистиллированная вода и дистиллированная вода с растворами испытуемых солей. Размеры сосудов для водных культур берут от 1 до 20 л, в зависимости от размера растений и цели опыта. Чаще употребляют пятилитровые сосуды. Стеклянные сосуды следует обязательно затемнять чехлами из материи (внутри черными, снаружи белыми), чтобы не заводились водоросли и не нагревалась вода. Молодые проростки растений закрепляются в отверстиях пробки. Корень проростка погружают в воду, а росток направляют вверх. При ежедневном продувании воздуха (с помощью стеклянной трубки и пульверизатора) корневая система хорошо развивается в воде, а росточек при благоприятных условиях быстро начинает расти вверх. Так как растения испаряют воду, ее следует доливать в сосуд по мере надобности, оставляя между крышкой сосуда и водой влажное пространство.

В водных культурах растения зацветают и дают плоды и семена. Если для опыта взять дистиллированную воду без солей, то вырастают карликовые растения, которые хотя и могут зацвести, но в них ничтожна прибавка сухих веществ по сравнению с тем количеством, которое было в семени. Возможность слабого развития растений в дистиллированной воде объясняется наличием некоторого количества минеральных солей в самом семени. Если к дистиллированной воде прибавить все необходимые соли, растение пышно развивается. Так, в одном опыте с водной культурой японская гречиха выросла в высоту до 2 м, имела 115 ветвей, 946 листьев, 521 кисть с 796 зрелыми и 108 не вполне зрелыми семенами. В другом опыте на выросшем из одного зерна овса растении было 60 побегов с 570 нормально развитыми зернами (по В. Р. Заленскому).

Обычно для водных культур употребляют одну из смесей солей, имеющих такой химический состав:

Компонент Смесь № 1  Смесь № 2
Азотнокислый кальций – Са (NO3)2

Кислый фосфорнокислый калий – КН2РO4
 
Азотнокислый калий – KNО3

Хлористый калий – КСl

Сернокислый магний – MgSO4

Фосфорнокислое железо – FePO4

Хлорное железо – Fe2Cl6

Дистиллированная вода – Н2О
1,00 г

0,25 г


0,25 г



0,25 г

0,01 г




1 л
0,492 г

0,136 г




0,075 г

0,060 г




0,025 г

1 л

Крепость таких растворов в начале опыта равна примерно 0,1-0,2 %. Концентрация солей позднее может быть увеличена до 0,5 %. Растворы должны обладать едва уловимой кислой реакцией. 

Существует много и других растворов, в которых растения хорошо развиваются. Однако во всех случаях необходимо, чтобы среди солей присутствовали как минимум из металлоидов N, S и Р, а из металлов Са, К, Mg и Fe.

Необходимость этих элементов для развития растений доказывается выращиванием растений в растворах, из которых исключается в последовательном порядке каждый из них. Отсутствие хотя бы одного из указанных элементов влечет за собой или полное прекращение и гибель растения, или крайне слабое развитие его, при котором оно недалеко уходит вперед по сравнению с теми карликовыми растениями, которые развиваются в чистой дистиллированной воде (рис.1-2).

Вегетационный метод исследований растений (водные культуры растений)
Рис.2. Водные культуры растений:
1 – фасоль на полной питательной смеси; 2 – фасоль на дистиллированной воде; 3 – кукуруза на полной питательной смеси; 4 – то же, но без фосфора; 5 – то же, но без калия; 6 – то же, но без азота.

Раствор солей, окружающий корневую систему, подвергается электролитической диссоциации, и в растение поступают в большом количестве или анионы, или катионы. Вследствие этого происходит изменение кислотности раствора.

Сосущая сила корневых волосков и электроосмотические процессы являются причинами поступления воды в растения. Корневые волоски – это живые растительные клетки, имеющие обширную площадь соприкосновения с частицами почвы и почвенным раствором, из которого они получают, помимо воды, минеральные вещества. В плазмалемме корневых волосков адсорбируются ионы минеральных веществ, вступающие в обменную реакцию с соответствующими ионами угольной кислоты, появляющейся в результате кислородного дыхания протопласта жизнедеятельных клеток корня.

Опыты (И. И. Колосова, 1940 г.) показывают, что погружение корней пшеницы или конских бобов в раствор метилового синего реактива вызывает не только почти мгновенную адсорбцию катиона реактива на поверхности протопластов корневых волосков, но и проникновение его (в течение 3-3,5 минуты) через толщу протоплазмы многих слоев клеток коры корня, эндодермы и перицикла до сосудов центрального цилиндра корня.

Все питательные соли подразделяют на физиологически кислые, физиологически щелочные и физиологически нейтральные. Примером первых может служить сернокислый аммоний (NH4)2SO4 из которого в растение в большом количестве поступает катион, а анион накопляется в питательном растворе и усиливает кислотность среды. Примером физиологически щелочной соли может служить селитра (СаNО3), из которой в растение поступает анион (NO3) а катион (Са+) потребляется медленнее и остается в растворе, усиливая щелочность среды. Примером физиологически нейтральных солей для большинства растений может служить сернокислый магний – MgSO4, из которого в растение поступает и анион SO4 и катион Mg+, в результате чего кислотность раствора не изменяется. Из всех солей азотной кислоты к физиологической нейтральности наиболее близка аммонийная селитра. Но и у этой соли катион NН+4 поступает в растение быстрее, и потому анион NО3 накопляется в растворе, делая его физиологически слабокислым.

Так как различные соли поступают в растение из питательного раствора с различной быстротой (даже из одной и той же соли катион (К+) и анион (А) поступают в корни с различной скоростью), то можно считать доказанным, что вода и соли поступают в корневые волоски и другие клетки независимо друг от друга. В дальнейшем ток воды в сосудах древесины увлекает соли и разносит их по всему растению.

Кислотность питательного раствора, играющего исключительно важную роль в росте растений, устанавливают определением показателя водородных ионов pH. Увеличение кислотности питательного раствора усиливает поглощение растением анионов, а увеличение щелочности усиливает поглощение катионов. Для многих культурных растений вегетационными опытами установлены пределы величины рН, при которой возможен рост растений, а также наилучший их рост. Так, одни растения (свекла, пшеница, ячмень, люцерна) лучше растут в нейтральной или слабощелочной среде, а другие (картофель, рожь) – в среде слегка кислой.

Нейтральная среда обозначается величиной pH-7, кислая – цифрами меньше семи и щелочная – цифрами больше семи. Величину рН определяют колориметрическим методом (подкраской индикатором, изменяющим цвет в зависимости от реакции среды), а также электрометрическим методом (определение электродвижущей силы ионов).


Смотрите также:
Тайны мира растений
Индивидуальное развитие растений (онтогенез)
Выращивание семян помидоров для защищенного грунта
Влияние гиббереллина на рост и цветение растений

 



 

 

вегетационный метод

Rambler's Top100