Клубеньковые бактерии-это дар природы

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

Староюрьевская средняя общеобразовательная школа

Староюрьевского района Тамбовской области

Клубеньковые бактерии – это дар природы

Автор: Рыжинский Александр Сергеевич,9класс

Руководитель работы: Копылова Наталия Михайловна,

учитель биологии

2017 год

Содержание

Введение…………………………………………….2-4

Основная часть………………………………………5-8

Глава 1. Теоретическая часть…………………… …5-6

1.1Обзор литературы……………………………5-6

1.2 Многообразие бобовых растений...................6

1.3. Клубеньковые бактерии на корнях

бобовых растений…………………………..6

Глава 2. Экспериментальная часть………………....7-8

2.1.Исследование влияния предпосевной

бактеризации семян сои на развитие

и урожайность……………………………7-8

Выводы………………………………………………….9

Заключение……………………………………………..10

Источники информации……………………………....11

Приложение1……………………………………….....12

Приложение 2……………………………………..12-13

Приложение 3……………………………………..13-14

Приложение 4……………………………………..14-15

Приложение5…………………………………………15

Приложение 6………………………………………...16

Введение

Проблема, которую я хочу решить в своей исследовательской работе при помощи опытов и наблюдений – узнать о характерных особенностях бобовых образовывать на корнях клубеньки, которые являются маленькими подземными фабриками. Клубеньковые бактерии улавливают атмосферный азот и превращают в минеральные удобрения. То есть клубеньковые бактерии, благодаря своей деятельности, эффективно, экономично и экологично обогащают азотными удобрениями почву.. Клубеньковые бактерии и способность бобовых питаться азотом воздуха открыты не так давно. Это открытие сделало полный переворот в земледелии. Благодаря способности бобовых растений питаться азотом воздуха, сельское хозяйство получило возможность использовать громадные запасы воздушного азота непосредственно возделыванием бобовых растений.

Это есть биологический путь использования атмосферного азота наряду с заводским приготовлением из него аммиака и селитры. Исследования проводили по заданию ООО « Тамбовские фермы»

Актуальность темы

Клубеньковые бактерии-фабрики по производству азота. Ученые всего мира находятся в поисках открытий новых путей и средств для повышения урожайности возделываемых культур. Растения семейства бобовых образуют на корнях клубеньки, которые добывают азот из воздуха не только для себя, но и обогащают им почву для других растений своими корневыми и пожнивными остатками. Поэтому моя работа по исследованию влияния клубеньковых бактерий на рост, развитие и урожайность сои является актуальной. Почему именно сои? Потому что соя в настоящее время является королевой полей.

Научная новизна исследования заключается в исследовании симбиотической азотофиксации клубеньковых бактерий и влияние их на рост, развитие и урожайность сои.

Гипотеза: если обработать семена сои бактериальным препаратом-повысится урожай или нет.

Цель исследования: влияние предпосевной бактеризации семян сои на развитие и урожайность.

Объект исследования: клубеньковые бактерии

Предмет исследования: исследование клубеньковых бактерий, которые улавливают атмосферный азот и превращают в минеральные удобрения.

Задачи исследования:

-изучить литературу по данной теме

- изучить биологические особенности клубеньковых бактерий и сои;

-изучить методику полевого опыта ;

-заложить на учебно – опытном участке делянки: контрольные и опытные.

- провести фенологические наблюдения за развитием сои

- провести точный учет урожая и сравнить урожайность на делянках

-подготовить компьютерную презентацию

Методы исследования:

1.Наблюдение. 2. Сравнение. 3. Эксперимент

Основная часть

Глава 1. Теоретическая часть

1.1.Обзор литературы

Корневая система у бобовых растений стержневая. Для всех представителей бобовых характерно наличие на корнях особых клубеньков, в которых селятся азотофиксирующие бактерии. Как образуются клубеньки на корнях бобовых? Бактерии из почвы проникают в клетки корней бобовых растений через корневые волоски. Они вызывают деление и увеличение размеров клеток, в результате чего и образуются подобные видоизменения корней в виде клубеньков. Каждый вид бобовых связан с определенными бактериями. Так, бактерии, образующие клубеньки на корнях сои, не образуют их на люцерне. Люди очень давно заметили, что на корнях у люпина, клевера, арахиса, люцерны, донника, фасоли, гороха, сои, нута, в общем, у всех сельскохозяйственных растений появляются клубеньки. И давно было известно, что корнеплоды и зерновые истощают почву, а растения, посаженные на полях после бобовых, дают хороший урожай. Об этом писал еще древнегреческий ученый, философ и ботаник Теофраст.[6]

Но почему бобовые повышают урожай других культур? На этот вопрос ответил в 1838 г. французский ученый Дж. Буссенго. Он выяснил, что бобовые способны обогащать почву азотом. Почему это так важно? Дело в том, что азот из воздуха не могут усваивать ни люди, ни животные, ни растения. Усваивать атмосферный азот растениям помогают бактерии. Попав в ткань корня растения, они заставляют усиленно делиться его клетки, и образуются клубеньки. В них бактерии растут и размножаются. Они снабжают растения азотом, который забирают из воздуха, а растения дают бактериям вещества, необходимые им для роста и развития.Почему фиксирующие азот бактерии поселяются именно на корнях бобовых растений? Оказывается, что только корни бобовых обеспечивают эти бактерии подходящими для их жизни веществами. Выделения корней бобовых бактерии чувствуют на расстоянии до 3 см. [1]

12. Многообразие бобовых растений

Бобовые – одно из самых многочисленных семейств цветковых растений. К этому семейству относится около 17 000 видов растений. В природе насчитывается 700 родов. Бобовые распространены очень широко - от Арктики до антарктических островов, встречаются на всех континентах земного шара. По широте распространения представители бобовых в целом уступают только злакам.Семейства бобовых встречаются в самых разнообразных жизненных формах. Такие как деревья, кустарники, полукустарники, лианы, однолетние и многолетние травы.[1]

1.3 Клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений

Выкопайте из земли какое-нибудь хорошо развившееся бобовое растение (горох, бобы, вику, клевер и т. п.), отмойте осторожно корни его от почвы, и вы увидите на корнях клубеньки. Клубеньки у разных растений не одинаковые: у гороха и вики — в виде горошинок, висящих на тонких корешках; у клевера в виде маленьких шариков с булавочную головку, которыми усыпаны все корни; у бобов в виде крупных желваков на главном корне. У других растений не бобовых таких клубеньков нет. Уж это одно наводит на мысль о каком-то отличии бобовых растений от всех прочих. И действительно, этим клубенькам принадлежит громадная роль в жизни бобовых растений и вообще в жизни на земле. Благодаря им эта небольшая группа растений может питаться азотом прямо из воздуха, тогда как все другие растения требуют азотной пищи в самой почве и без нее, как мы видели, не растут, потому что из воздуха черпать азота не могут. Значение бобовых культур в повышении плодородия почвы совершенно ясно. Накапливая азот в почве, они препятствуют истощению его запасов. [3.4]

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1.Исследование влияния предпосевной бактеризации семян сои на развитие и урожайность.

Согласно рабочей программе исследования я начал работу над практической частью проекта с выбор и подготовки участка для закладки опыта. Делянки разбил на пришкольном участке. Провел обследование участка: по морфологическим признакам, гумусному слою, включениям, механическому составу почвы. Для этого на участке произвел несколько прикопок на глубину 50-70 см, убедился в том, что на всем участке одинаковые условия. сделал химический анализ почвы – определил РН, содержание Р,N и K .РН почвы нейтральный, содержание калия и фосфора в норме. Содержание азота недостаточно. Разбил три делянки: шириной 2 м и длиной 10 м. Делянки получились площадью 20 м2.-контрольная и две опытные. На контрольной делянке посеяли семена сои сорт «Максус» необработанные бактериальным препаратом, а на опытных-бактериальным препаратом «Нитрофикс-ж». Посев сделали 17 мая. Приложение 1 Фото.

После посева сои через определенное время проводил фенологические наблюдения за развитием сои. Данные наблюдения заносил в полевой дневник. Метеорологические условия 2017 года сложились относительно благоприятно для сои Температурные условия в марте отличались недобором тепловых ресурсов , что вызвало запоздалое время возобновления весенней вегетации растений. Май и июнь также отличились недобором тепловых ресурсов. Дефицит тепла был обусловлен выпадением значительного количества атмосферных осадков в апреле, в мае. В этой связи, влажность почвы не опускалась ниже предельно допустимых значений, и, не было необходимости в проведении вегетационных поливов на посевах. В летние месяцы июнь, июль и август, температурные условия находились в пределах 19,0-23,2 0 С, Атмосферные осадки в летний период были небольшие. Самые многочисленные осадки были в мае, июне и в начале июля месяце. Для сои повышенное увлажнение почвы в этот период совпало с фазами цветения и образования бобов, что положительно сказалось на урожайности. Сентябрь выдался сухим, что хорошо сказалось на созревании бобов сои. Всходы появились дружные на контрольной и опытных делянках через 10 дней. Приложение 2.

Продолжал наблюдения за ростом и развитием сои. Приложение 2. Фото. Рост и развитие сои на первом этапе не отличались. Во время ветвления растения сои на опытной делянки отличались увеличением надземной части, чем на контрольной. Таблица 2 .Приложение 3.Также отличалась и подземная часть. Подсчитал количество клубеньков на корнях сои с опытных и контрольной делянок. Количество клубеньков на корнях сои с опытных делянок было больше, чем на корнях сои с контрольной делянки. Приложение4.Таблица3Собрал урожай сои. Подсчитал количества бобов сои на растениях сои с опытных и контрольной делянок количество бобов на опытных делянках было больше. Приложение 5.Таблица 4.. Урожайность сои на контрольной делянке 18ц/га, опыной-20ц/.Приложение 6. Фото. Сравнил урожайность сои на учебно-опытном участке урожайностью ООО «Тамбовские фермы» Урожайность ООО «Тамбовские фермы» составила 25,8ц/га. «Тамбовские фермы» Аграном объяснил, что у них отработана технология возделывания сои и они вносят ещё азотные удобрения сои всегда обрабатывают бактериальнеым препаратом. ООО «Тамбовские фермы» поблагодарили нас за наш эксперимент. Он был удачным.

Выводы.

Изучив влияние предпосевной бактеризации семян сои на развитие и урожайность, проведя эксперимент, я доказал, что если обработать семена сои бактериальным препаратом, то урожай сои повысится. Клубеньковые бактерии на самом деле подарок природы.

Гипотеза доказана. Задачи реализованы

Заключение

Изучив различные литературные источники, используя консультацию агранома ООО «Тамбовские фермы» Чернышева Н.И. и выполнив полевой опыт, т.е. практическую часть проекта, я пришёл к следующим выводам:

1.Семейства бобовых растений - одно из многочисленных семейств, имеющие огромное практическое значение в жизни человека. Соя имеет большое применение в мире и занимает большие площади посевов.

2.Клубеньки с бактериями, образованные на корнях бобовых растений являются маленькими подземными фабриками, которые фиксируют азот из атмосферного воздуха и синтезируют минеральные удобрения, доступные для растений.

3. Выполнив полевой эксперимент, я убедился в том, что обработанные семена сои сорта « Максус» бактериальным препаратом «Нитрофикс-ж» повышают урожай сои. Урожай сои с опытной делянки составил -20ц/га, а с контрольной – 18ц/га. На опытных делянках наблюдалось интенсивное кущение растения, соответственно. образование большего количества клубеньков и бобов. Это повлияло на урожайность сои.

4.На основании тех знаний, которые я получил в результате эксперимента, разработал рекомендации и советы юным растениеводам, которые хотели бы серьезно заняться опытническим делом. Благодарю главного агранома ООО «Тамбовские фермы» Чернышева Н.И. за предложенную интересную тему эксперимента и хотел бы дальше продолжить работу по данной теме.

Приложение 6.Рекомендации.

Источники информации

1. Зотиков В.И., Наумкина Т.С., Грядунова Н.В, Сидоренко В.С., Наумкин В.В Зернобобовые культуры – важный фактор устойчивого экологически ориентированного сельского хозяйства. // Зернобобовые и крупяные культуры. 2016. № 1. – С. 6-13.

2.Вестник КазНУ. Серия экологическая. №2 (41). 2014

Влияние предпосевной обработки семян сои биологически активными веществами на урожайность

«Актуальные вопросы биологии, селекции, технологии возделывания и переработки масличных культур»,

посвященной 100-летию со дня основания ВНИИМК., Краснодар.- 2013.- С. 199-104.

3. Ващенко А.П., Дега Л.А., Логачев В.В., Демина Е.А., Анисимов М.М. Рост и продуктивность растений сои

при действии стимуляторов роста ДВ 47-4 и биостил // Сельскохозяйственная биология, 2008.- № 3.- С. 110-114.

5 Иванкина Н.Ф., Васюкова А.Н Влияние различных доз биологически активного препарата на прорастание семян сои / в сб. науч. Тр. «Естествознание и гуманизм» под редакцией проф., д.б.н. Ильинских Н.Н. – 2005.-Т. 2,

вып. 4.

5.Гурьев Г.П. К вопросу о симбиотической азотфиксации в условиях Орловской

области // Зернобобовые и крупяные культуры. 2012. № 2, – С.66-71. 7. Гурьев Г.П.

6. http://www.greenrussia.ru/pochva/1926-stadii-razvitiya-klubenkov.html

Приложение 1. Посев семян сои

Фото1 Фото2

Приложение 2 Высота растений в разные сроки наблюдений

Таблица 1

Развитие сои

Фото 1 Фото 2 Фото 3

Приложение 2. Развитие сои

Фото4 Фото 5

Приложение 3.Показатели развития растения (фаза начало цветения)

Таблица 2

Фото1 Фото2

Приложение 4.Влияние предпосевной обработки семян сои на количество и массу клубеньков на корнях

Таблица 3

Приложение 4 Клубеньки на корнях сои

Фото1 Фото2 Фото3

Фото4 Фото5

Приложение 5. Количество бобов и масса семян с одного растения

Таблица 4

Наш урожай

Фото1

Приложение6. Рекомендации

1.Чтобы получить хороший урожай, необходимо соблюдать севооборот.

2.Для хорошего урожая предшественниками должны быть растения из семейства бобовые, так как они содержат готовый азот, необходимый сельскохозяйственным растениям.

0