Вегетаційні досліди на прикладі водних рослин

Вегетаційні досліди проводяться у різних вищих і середніх сільськогосподарських навчальних закладах, на дослідних станціях і в науково-дослідних інститутах.

Для захисту рослин від атмосферних опадів і від випадкових шкідливих впливів судини поміщають у вегетаційний будиночок, має скляний дах і стіни. Посудини з рослинами встановлюють на рухомих вагонетках, які в гарну погоду по рейках викочують на майданчик, влаштовану перед будиночком і захищену від птахів сіткою, а в погану погоду та на ніч закривають назад під захист скла. Конструкції вегетаційних будиночків різні: від великих павільйонів, що складаються з скла і заліза, що вміщають в себе сотні вагонеток і тисячі судин, до скромних «будиночків», улаштованих із засклених дерев'яних рам, вміщають в себе три-чотири десятки судин.

У вегетаційному методі розрізняють водні, піщані та ґрунтові культури. Для вирішення питань, які елементи потрібні для розвитку рослин, вживають водні і піщані культури, а в ґрунтових культурах відчувають різні ґрунти і дію на рослини різних добрив.

Результати, отримані при використанні вегетаційного методу, перевіряють в умовах польового досліду, де рослини вирощують у природних умовах, а тому вегетаційні та польові досліди доповнюють один одного.

Вегетаційні досліди, які з'ясовують роль мікроелементів (В, Mn, Си, Mg та ін.), вимагають ретельності в роботі дослідника, так як мікроелементи зустрічаються в якості домішок у звичайних поживних розчинах, вживаних для вирощування рослин, а також у воді і навіть у скляних стінках судин. Для цих дослідів потрібні хімічно очищені солі, ретельно перегнана вода і парафінові зсередини судини. При постановці звичайних вегетаційних дослідів для успішного росту рослин корисно в живильну суміш додавати незначна кількість найбільш важливих мікроелементів, наприклад бору і марганцю.

У водних культурах (див. додаток Д) рослини вирощують в скляних посудинах, які наливається чиста дистильована вода дистильована вода з розчинами досліджуваних солей. Розміри судин для водних культур беруть від 1 до 20 л, в залежності від розміру рослин і цілі досвіду. Частіше вживають п'ятилітрові судини. Скляні судини слід обов'язково затемнювати чохлами з матерії (всередині чорними, білими зовні), щоб не заводилися водорості і не нагрівалася вода. Молоді проростки рослин закріплюються в отворах пробки. Корінь проростка занурюють у воду, а росток направляють вгору. При щоденному продуванні повітря (за допомогою скляної трубки і пульверизатора) коренева система добре розвивається у воді, а паросток при сприятливих умовах швидко починає рости вгору. Так як рослини випаровують воду, її слід доливати в посудину у міру потреби, залишаючи між кришкою судини і водою вологе простір [1].

У водних культурах (див. додаток Е) рослини зацвітають і дають плоди і насіння. Якщо для досвіду взяти дистильовану воду без солей, то виростають карликові рослини, які хоча і можуть зацвісти, але в них незначна надбавка сухих речовин у порівнянні з тією кількістю, яке було в насінні. Можливість слабкого розвитку рослин у дистильованій воді пояснюється наявністю деякої кількості мінеральних солей у самому насіння. Якщо до дистильованої води додати всі необхідні солі, рослина пишно розвивається. Так, в одному досвіді з водної культурою японська гречка зросла у висоту до 2 м, мала 115 гілок, 946 листя, 521 кисть з 796 зрілими і 108 не цілком зрілими насінням. В іншому досліді на виросло з одного зерна вівса рослині було 60 пагонів з 570 нормально розвиненими зернами (за В. Р. Заленському).

Фортеця таких розчинів на початку досвіду дорівнює приблизно 0,1-0,2 %. Концентрація солей пізніше може бути збільшена до 0,5 %. Розчини повинні мати ледь відчутною кислою реакцією.

Існує багато й інших розчинів, в яких рослини добре розвиваються. Однак у всіх випадках необхідно, щоб серед солей були присутні як мінімум з металоїдів N, S і Р, а з металів Са, К, Mg і Fe.

Необхідність цих елементів для розвитку рослин доводиться вирощуванням рослин в розчинах, з яких виключається в послідовному порядку кожен з них. Відсутність хоча б одного із зазначених елементів спричиняє за собою або повне припинення і загибель рослини, або вкрай слабкий розвиток його, при якому воно недалеко йде вперед порівняно з тими карликовими рослинами, які розвиваються в чистій дистильованій воді.

Розчин солей, навколишній кореневу систему, піддається електролітичної дисоціації, і в рослину надходять у великій кількості або аніони чи катіони. Внаслідок цього відбувається зміна кислотності розчину.

Смокче сила кореневих волосків і електроосмотичні процеси є причинами надходження води в рослини. Кореневі волоски - це живі рослинні клітини, що мають велику площу зіткнення з частинками грунту і грунтовим розчином, з якого вони отримують, крім води, мінеральні речовини. У плазмалемі кореневих волосків адсорбуються іони мінеральних речовин, вступаючи в обмінну реакцію з відповідними іонами вугільної кислоти, яка з'являється в результаті кисневого дихання протопласта життєздатних клітин кореня [6].

Досліди (В. І. Колосова, 1940 р.) показують, що занурення коренів пшениці або кінських бобів в розчин метилового синього реактиву викликає не тільки майже миттєву адсорбцію катіона реактиву на поверхні протопластів кореневих волосків, але і проникнення його (протягом 3-3,5 хвилини) через товщу протоплазми багатьох шарів клітин кори кореня, ендодерми і перициклу до судин центрального циліндра кореня.

Всі поживні солі підрозділяють на фізіологічно кислі, фізіологічно лужні та фізіологічно нейтральні. Прикладом перших може служити сірчанокислий амоній (NH4)2SO4 з якого в рослину у великій кількості надходить катіон, а аніон накопичується в поживному розчині і посилює кислотність середовища. Прикладом фізіологічно лужної солі може служити селітра (СаNО3), з якої надходить в рослину аніон (NO-3) а катіон (Са+) споживається повільніше і залишається в розчині, посилюючи лужність середовища. Прикладом фізіологічно нейтральних солей для більшості рослин може служити сірчанокислий магній - MgSO4, з якого надходить в рослину і аніон SO-4 і катіон Mg+, в результаті чого кислотність розчину не змінюється. З усіх солей азотної кислоти до фізіологічної нейтральності найбільш близька амонійна селітра. Але й у цієї солі катіон NН+4 надходить у рослину швидше, і тому аніон NО-3 накопичується в розчині, роблячи його фізіологічно слабокислим.

Так як різні солі надходять у рослину з поживного розчину з різною швидкістю (навіть з однієї і тієї ж солі катіон (К+) і аніон (А-) надходять у корені з різною швидкістю), то можна вважати доведеним, що вода і солі надходять у кореневі волоски і інші клітини незалежно один від одного. Надалі струм води в судинах деревини захоплює солі і розносить їх по всьому рослині.

Кислотність живильного розчину, що грає виключно важливу роль в рості рослин, встановлюють визначенням показника водневих іонів рн. Збільшення кислотності живильного розчину посилює поглинання рослиною аніонів, а збільшення лужності підсилює поглинання катіонів. Для багатьох культурних рослин вегетаційними дослідами встановлено межі величини рН, при якій можливий ріст рослин, а також найкращий їх зростання. Так, одні рослини (буряк, пшениця, ячмінь, люцерна) краще ростуть в нейтральній або слабо лужному середовищі, а інші (картопля, жито) - у середовищі злегка кислому.

Нейтральне середовище позначається величиною pH-7, кисла - цифрами менше семи і лужна - цифрами більше семи. Величину рН визначають колориметричним методом (внутрішнє індикатором, що змінює колір залежно від реакції середовища), а також електрометричним методом (визначення електрорушійної сили іонів) [2].

Поиск по сайту: