III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ИССЛЕДОВАНИЯ УСЛОВИЙ ПРОРАСТАНИЯ СЕМЯН
Штоколова Н.А.
Автор работы награжден дипломом победителя второй степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение.

Выращивание растения и наблюдение за ним – это интересный процесс. Развитие растения от прорастания семечка до появления первых цветов или плодов – это волшебство природы. Требуется много времени и терпения, прежде чем вырастет полноценное растение.

Рост любого растения начинается с прорастания семени. Назначение семени – размножение и расселение семенных растений. Прорастание семян в природе должно происходить быстро, чтобы их не съели птицы или грызуны, чтобы их не повредили насекомые, грибы или неблагоприятные условия. Но некоторые семена не способны прорасти сразу. Чтобы они дали ростки, их нужно поместить в особые условия. Для прорастания семян необходимо чтобы были воды, тепло, свет и воздух.

Семена прорастают при выполнении всех четырех условий. Вот эту гипотезумы решили проверить.

Объект исследования - внешние факторы, влияющие на прорастание семян.

Предмет исследования: семена гороха - нута.

Актуальность нашего исследования в том, что для получения хорошего урожая какой-либо культуры необходимо знать условия, ускоряющие время прорастания и всхожесть семян.

Цель нашего исследования:Опытным путём установить, как влияют различные условия на прорастание и развитие семени нута.

Задачи следующие:

- изучить ботанико-биологические особенности нута;

-узнать из литературных источников о влиянии воды, тепла, света и воздуха (кислорода) на прорастание семени;

- опытным путём определить влияние этих факторов при проращивании семян;

При выполнении нашего исследования мы применяли следующие методы: изучение и анализ литературы, эксперимент, наблюдение,сравнение,обобщение.

1.Обзор литературы

1.1. Нут – растение семейства бобовых. [3,5,7] называют ещётуре́цкий горо́х, бара́ний горох. Нут очень древняя культура, люди знали о нем несколько тысячелетий назад до н.э., он имеет богатую всемирную историю. Впервые ввели его в рацион питания греки и египтяне.Веря в загробную жизнь, египтяне сопровождали своих правителей в мир иной с зернами этого растения. Археологинашлизерна нута в гробнице Тутанхамона. Унута очень обширная география. Распространён нут в Северной Америке, Иране, Индии, Италии, Австралии и многие других странах.

Нут - это однолетнее растение с прямостоячим стеблем (20-70 см), покрытом железистыми волосками. Листья непарнопериспые. Бобы короткие, вздутые, содержат по 1-2 семени. Семена жёлтого цвета, напоминают голову барана или совы, диаметром 0.5 – 1.5 см. ( Приложение I, фото 1,2,3)

Нут – культура теплолюбивая. Прорастание начинается при температуре 3—5 °C, всходы выдерживают кратковременные заморозки до 8—11 °C. Оптимальная температура в период цветения и формирования бобов — 24—28 °C. Для прорастания нут требует значительно больше влаги, чем другие зернобобовые культуры. В то же время он является высокозасухоустойчивой культурой, способной переносить высокие температуры [4].

Полезные и лечебные свойства нута известны давно. Польза нута заключается в способности укреплять сердечно-сосудистую систему, приводить в норму уровень сахара в крови. Регулярное употребление способно уменьшить риск возникновения инсульта. Нут способствует растворению камней в желчном и мочевом пузыре, чистит сосуды, нормализует давление. Как видим, нут помогает во множестве случаев, в том числе и при профилактике болезней, и что важно, он никому не принесет вреда [7].

1.2.Влияние окружающих условий на прорастание семян [3,5]

Вода. Вода необходима семенам для набухания, для того, чтобы у них возобновились физиологические процессы, связанные с прорастанием. 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.

Тепло (температура). Растениям для нормальной жизни требуется определенное количество тепла в окружающей среде. Количество тепла условно можно выразить температурой. Каждый вид произрастает там, где для него складываются благоприятные температурные условия. Семена многих видов растений хорошо прорастают при постоянной температуре. Семенам растений, растущих в умеренной зоне климата обычно нужны ниже температуры, чем тем, которые растут в тропическом климате. Главное для прорастания семян – тепло, не ниже +200С, а лучше +25оС.

Свет. Большое значение при посеве семян имеет освещение. Обычно при комнатных условиях растения высевают в январе-марте, чтобы за весну и лето они успели достаточно развиться и успешно пережить зимний покой. Поэтому при высеве семян зимой им необходимо дополнительное освещение. До первой пары настоящих листьев всходы содержаться при рассеянном свете. После появления ростков и листочков необходимость в свете возрастает. В листьях на свету происходит явление фотосинтеза, который можно назвать воздушным питанием растений. Если света растениям не хватает, фотосинтез в них протекает вяло, органических веществ образуется мало. Растения вырастают слабыми и бледными.

Воздух (кислород). Семенам для прорастания требуется больше кислорода, чем для последующего роста проростков, так как в это время резко усиливается дыхание зародыша. У семян некоторых видов растений, которые имеют кожуру, отмечается более высокая потребность в кислороде, так как кожура является барьером для поступления кислорода в семя. Семенам разных растений необходимо разное количество воздуха.

2. Проведение экспериментов

Опыты проводили в домашних условиях. В подготовке опытов принимали участие бабушка и дедушка, помогали подготовить некоторые необходимые приспособления для проведения наблюдений и измерений.

2.1. Вода при прорастании семян.

Опыт 1. Прыгающие горошины[6].

. При проведении опыта использовали : стаканчик, сухие семена нута, вода, тарелка- подставка.

Стаканчик до краёв наполнили сухим горохом. Поставили его на тарелку-подставку и налили воды, сколько вошло. Через час горошины стали выпрыгивать из стаканчика.

Результат опыта: сухие горошины проглощают воду, увеличиваются в размере и выталкивают из стаканчика верхние горошины. (Приложение II, фото 4,5)

Опыт 2. Определить, сколько воды впитывают семена нута при набухании.

. При проведении опыта использовали : весы, семена нута ( вначале сухие, затем через 6 часов –набухшие), чашка.

Были отсчитаны 100 семян сухого нута и взвешены. Их масса - 24 г. Затем семена нута залили водой и оставили. Через 6 часов семена взвесили, их масса стала 55 г. Семена нута впитали 31 г. воды.

Результат опыта: семена легко впитывают воду, увеличиваются в размере. Семена бобовых культур (нут, горох, фасоль, бобы) при набухании впитывают воды больше собственной массы ( Приложение III, фото 6 и7 , диаграмма 1)

Опыт 3. Сила, развивающаяся при набухании семян [1]

При проведении опыта использовали: стеклянная бутылочка, сухие семена, сухой песок, воду, специальное приспособления для зажима бутылочки, которое сделал дедушка.

В стеклянную бутылочку насыпали сухие семена нута, пересыпая для плотности сухим песком. Затем туда же до верха влили воду и завинтили пробку. Бутылочку с семенами и песком зажали между двумя дощечками. Через час с небольшим бутылочка лопнула.

Результат опыта: из раствора вода проникла в семена нута, которые набухли и увеличились в размере. Стекло не выдержало сильного давления увеличившихся семян и…лопнуло. (Приложение IV, фото 8,9,10)

Опыт 4. Зачем семенам вода.

При проведении опыта использовали: чашки Петри, сухие и набухшие семена нута, салфетки воду.

В одну чашку положили 10 штук сухих семян нута, салфетку в чащке не увлажняли. Во вторую - 10 штук набухших семян, салфетку увлажнили. Обе чашки накрыли и поставили для прорастания. Посмотрели через сутки. В первой чашке сухие семена остались без изменения, а во второй чашке у семян проклюнулись росточки.

Результат опыта: сухие семена находятся в состоянии покоя, они «спят». Когда семена в воде впитывают воду, питательные вещества, которые находятся внутри семени, растворяются, зародыш семени их поглощает, начинает развиваться. Появляется росток. который разрывает оболочку семени, начинают расти корешки (Приложение V , фото 11 и 12).

Опыт 5. Измерение температуры при прорастании семян [2]

При проведении опытов использовали: термос с широким горлом, вату, термометр (0о – 50оС), пенопластовая пробка, вода, помощь дедушки при сборе конструкции.

На дно термоса положили вату, залили водой, чтоб она намокла, засыпали туда 30 горошин сухого нута. В пенопластовой пробке сделали отверстие для термометра. Пробка должна плотно закрывать горловину термоса. Термометр плотно заходит в термос, его кончик достаёт до горошин нута (Приложение VI, фото13 и 14).

Ежедневно отмечали показания термометра.

Таблица 1. Показания термометра ( градусы Цельсия)

дата

температура в термосе (о С)

утром

вечером

3 декабря

20 о

20 о

4 декабря

21 о

23 о

5 декабря

24о

25о

6 декабря

25о

27о

Когда на 5-й день мы открыли термос, то увидели, что семена начали прорастать, показались белые росточки.

Результат опыта: семена во влажной среде набухли и начали прорастать. При прорастании семена «дышат» - поглощают кислород и выделяют углекислый газ. При этом выделяется тепло, которое мы увидели на показаниях термометра (ПриложениеVI, диаграмма 2).

2.2. Воздух при прорастании семян.

Опыт 6. Зачем семенам воздух.

При проведении опытов использовали: чашки Петри, семена нута, воду.

В две чашки отсчитали по 10 штук семян. Первую чашку с семенами полностью до краёв залили водой, а во второй чашке только смочили салфетку. Чашки закрыли и поставили в теплое место для прорастания. Через 3 дня посмотрели на результаты. В первой чашке, полностью наполненной водой семена набухли, но не проросли, а погибли, вода стала мутной с очень неприятным запахом. Во второй чашке семена дали проростки.

Результат опыта: Сухие семена «спят», не дышат. Набухшие семена начинают расти, они дышат, поглощают кислород, выделяют углекислый газ. В первой чашке, вода полностью вытеснила кислород, без кислорода семена погибли, загнили. Во второй чашке кислорода было достаточно, семена проросли.

2.3. Температура при прорастании семян.

Опыт 7.Тепло при прорастании.

При проведении опытов использовали: чашки Петри, семена нута, холодильник.

В три чашки положили по 10 штук набухших семян нута. Одну чашку для прорастания поставили в тёплое место, вторую - в прохладное, а третью – в холодильник на нижнюю полку. За прорастанием семян вели наблюдения.

Таблица 2. Изменение семян во время прорастания

День

наблюдения

Условия прорастания семян нута

Тёплое место

Прохладное место

Холодильник

Посев

набухшие

набухшие

набухшие

2-й день

Росток прорвал оболочку

-

-

3-й день

Росток разворачивается

-

-

4-й день

Появился корешок

Росток прорвал оболочку

-

5-й день

Росток и корешок заметно выросли

Росток разворачивается

-

Результат опыта: для прорастания семян необходимо тепло. В тепле все процессы происходят быстрее. В холоде растение погружается в спячку и может даже погибнуть. (Приложение VII, фото 15)

2.4. Свет при прорастании семян.

Опыт 8. Свет при прорастании.

При проведении опытов использовали: стаканчики, почву семена нута, воду.

В два стаканчика в почву посадилили по 6 набухших семян нута. Один стаканчик поместили в хорошо освещённое место (на окно), второй – в тёмное место (книжный шкаф). Сравнили, через какое время семена дадут всходы.

Таблица 3.Влияние света на прорастание семян

День наблюдения

Условия наблюдения

На подоконнике

В тёмном месте в шкафу

Посев

Набухшие семена

Набухшие семена

7-й день

Появился росток

Появился росток

10-й день

Зелёные ростки хорошо растут

Бледные ростки наклоняются к свету

15-й день

На ростках развернулись зеленые листочки

Ростки длинный, бледные, изогнутые, листочки не разворачиваются

На свету растения нута плотные, зеленого цвета. Проростки из шкафа тонкие, бледные, закрученные.

Результат опыта: на свету растения становятся зелёными, потому что в них образуется зелёный пигмент - хлорофилл, с помощью которого растения добывают себе пищу. (Приложение VIII, фото16)

3.Заключение.

Для проведения опыта по проращиванию семян нами были выбраны семена нута бараньего. Мы узнали, что за культура - нут, её особенности, полезные свойства.

Из литературных источников мы узнали о влиянии воды, тепла, света и воздуха (кислорода) на прорастание семени.

В результате проведенных исследований мы установили, что растения – живые организмы. Для жизни им необходимы определенные условия: вода, воздух, тепло и свет, что и подтверждает нашу гипотезу.

Опираясь на результаты проведенных исследований, мы сделали следующие выводы:

1. При прорастания семян необходима влага для набухания. Запас питательных веществ, находящихся в сухом семени, растворяется водой, зародыш семени может всасывать все необходимые питательные вещества только в жидком виде.

2. Прорастание семян невозможно без присутствия воздуха. Необходимость воздуха объясняется тем, что семена дышат. При прорастании семян дыхание резко усиливается, поэтому семенам необходим постоянный приток кислорода. Без доступа воздуха растение погибает.

3. Для успешного прорастания семян необходима благоприятная температура. В тепле все процессы роста происходят быстрее. В холоде растение погружается в спячку и может даже погибнуть.

4. Прорастание семян невозможно без света. Зелёный цвет стебельков и листьев растений - это цвет хлорофилла - удивительного зеленого вещества, которое поглощает солнечный свет и вырабатывают пищу растению.

Проведя своё исследование, мой кругозор стал шире в области проращивания семян растения и его взаимодействия с окружающей средой:

· ознакомилась со особенностями и полезными свойствами нута.

· были сделаны выводы о необходимости ухода и создания благоприятных условий для роста и развития растений;

· научились наблюдать, сравнивать, анализировать и делать выводы на основе эксперимента; (Приложение VIII, фото 17)

Создание благоприятных условий при проращивании семян позволит вырастить любое растение. Своими наблюдениями я поделюсь с одноклассникам на уроке окружающего мира.

4.Список литературы.

1.Бинас А.В., Маш Р.Д. и др. Биологический эксперимент в школе. – М.: Просвещение, 1990.

2.Гениальные эксперименты (серия «Опыты и эксперименты») Йоахим Геккель – М.: ЭКСМО, 2014

3.Какие бывают растения (библиотека школьника) – М.; ОЛМА Медиа Групп, 2013

4.Корчагина В.А. Ботаника 5-6 класс – М.: Просвещение, 1997

5.Лэм Э.К. Растения – М.: «Мир», 1998

6. 365 экспериментов на каждый день /А.ван Саан; пер. с нем. Л.В.Донской; илл. Д. Туст –

М.;БИНОМ, лаборатория знаний, 2014

7. http://www.botanichka.ru/blog/2015/01/13/goroh-nut/

Приложение I

Фото 1. Растение нут бараний ( семейство бобовые)

Фото 2. Бобы нута бараньего.

Фото 3. Семена нута бараньего.

Приложение II

Фото 4. Семена нута замоченные в воде.

Фото 5. Разбухшие семена нута выпадают их стакана.

Приложение III

Фото 6. Определение массы сухих семян нута.

Фото 7. Определение массы набухших семян нута.

Диаграмма 1.

Приложение IV

Фото 8. Подготовка к опыту

Фото 9. Опыт 3. Сила, развивающаяся при набухании семян

Фото 10. Результат опыта 3, бутылочка с набухшими семенами лопнула.

Приложение V

Фото 11. Семена нута сухие и набухшие.

Фото12. Проросшее семя нута.

Приложение VI

Фото 13. Подготовка опыта определения температуры при прорастании семян нута.

Фото 14. Измерение температуры в термосе.

Диаграмма 2

Приложение VII

Фото 15. На 3-й день после проращивания: 1- семена сухие; 2 - семена росли в прохладном месте; 3 – семена росли в тёплом месте.

Фото 16. Посев нута для опыта по влиянию света на рост растений.

Приложение VIII

Фото 17. Зелёные растения нута, которые росли на свету (слева),

длинные бледные растения нута, которые росли в темноте (справа) .

Фото 18. Какие ещё можно провести опыты?