ВЛИЯНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ СВЕТА И ТЕМПЕРАТУРЫ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ

ВЛИЯНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ СВЕТА И ТЕМПЕРАТУРЫ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ
ПРОРОСТКОВ НА ПРИМЕРЕ СЕМЯН РЕДИСА
Вихляева Анастасия Олеговна
Филиал Тюменского государственного университета
Тобольск, Россия
EFFECT OF LIGHT INTENSITY AND TEMPERATURE ON THE GROWTH AND
DEVELOPMENT OF SEEDLING SEEDS OF RADISH ON EXAMPLE
Vikhlyaeva Anastasiya Olegovna
Branch of Tyumen State University
Tobolsk, Russia
Прорастание семян считается одним из удивительнейших естественных процессов живой
природы. Этот процесс не имеет аналогов в живой природе, благодаря своей огромной
энергетической напряженности, скорости и разнообразию биохимических превращений.
Хотя по сравнению с долгой жизнью растения время прорастания семени - всего лишь миг,
но именно его можно назвать «вспышкой жизни»[1].
Основная задача проращивания семени - продление времени произрастания культуры и
получение из семени большего количества растений, которые гораздо более устойчивы к
перепадам температур, неблагоприятным погодным условиям и прочим отрицательным
факторам. В отдельных случаях проращивание применяется с целью получения более
раннего урожая [1]. Так как все растения по-разному реагируют на отсутствие света и
изменение уровня температуры, изучение влияния этих факторов на прорастание семян
редиса является актуальным и по полученным данным ранее не проводилось.
Объектом исследования является растение овощной культуры – редис. Предметом
исследования – семена сортов редиса Жара, Рубин, Дуро Краснодарское и их проростки.
Цель работы - изучение влияния внешних факторов - интенсивность освещения и уровень
температуры на всхожесть семян и рост проростков.
Для прорастания семян необходимы оптимальные условия, так как факторы внешней среды
оказывают непосредственное влияние на их рост и развитие. На растение в течение всей
жизни
влияют
множество
различных
факторов,
таких
как
вода,
интенсивность,
продолжительность и периодичность освещения, величина и периодичность температуры,
сила тяжести, газовый состав воздуха, магнитное поле, влажность, питательные вещества и
механические воздействия. Но кроме всего вышеперечисленного большое влияние
оказывают окружающие растения и продукты их жизнедеятельности [2].
Свет в первую очередь оказывает большое влияние на рост. Свет влияет на прохождение фаз
роста зародыша, тормозит фазу растяжения и ускоряет процесс дифференциации клеток, то
есть оказывает непосредственно прямое воздействие на развитие. Ночью рост происходит
значительно быстрее, чем днем. Так как остановки фазы растяжения клеток не происходит,
проростки развивающиеся в темноте всегда более вытянуты. С другой стороны, свет
необходим для фотосинтеза, то есть является источником органических веществ и
следовательно оказывает косвенное влияние. Именно по этому в темноте растения могут
расти только за счет запаса органических веществ в семени. Без света они лишены
хлорофилла, имеют светло-желтую окраску и недоразвитые листья и ткани. Без света
невозможно
нормальное
новообразование
структур
клетки
и
увеличение
массы
растительного организма [1].
Температурный диапазон прорастания очень широк. Например, семена огурца и тыквы
прорастают при температуре 15-18 °С, а семена перца - при 25 °С. Семена гороха, редиса,
льна, укропа прорастают при температуре 2-5 °С, а семенам клевера лугового достаточно
температуры в 0-0,5 °С. Эти особенности семян учитываются при определении сроков посева
[1]. Способность семян прорастать при определенных температурах связано у многих
растений с их географической родиной. Выходцы из северных районов прорастают при
более низких температурах, чем выходцы из южных, особенно тропических, районов [1].
Для проведения исследований были выбраны сорта редиса: Жара, Рубин и Дуро
краснодарское. Раннеспелые сорта высевают в открытом грунте или пленочной теплице рано
весной, пока световой день короткий. Сорта рекомендованы для выращивания почти во всех
регионах России [3].
В ходе первого исследования были определены посевные качества семян сортов Жара и
Рубин. В частности всхожесть и энергия прорастания. Определение энергии прорастания у
редиса следует проводить на 3-4 сутки после закладки семян, а всхожесть семян определяют
на 7 сутки. Для начала было отсчитано без выбора из чистой фракции 5 проб 20 семян (в
двух повторностях для каждого сорта). Затем поместили каждую пробу отдельно в растильни
– тарелки с увлажненными салфетками. На них поместили семена и накрыли пищевой
пленкой так, чтобы вода быстро не испарялась. Каждую пробу в двух повторностях на сорт
поместили в разные условия: 1) на свет (30°С), 2) в темное место при температуре 28°С, 3) в
условия повышенной температуры (°35С), 4) в темное место с пониженной температурой
(7°С) и 5) контрольная проба в оптимальных условиях света и температуры (26°С) [3].
Так как использование статистических методов в биологических исследованиях позволяет с
определенной степенью вероятности судить о достоверности полученных данных [5]. В ходе
второго исследования было произведено изучение влияния света на рост проростков, длину
корня и стебля путем статистического анализа. Для этого семена были разделены на 2 части,
каждая из которых помещена в растильни (аналогично первому опыту). Одна проба
помещена на свет, другая в темное место. Проращивали семена в течение семи дней,
аналогично первому опыту. После были сделаны выборки по 100 растений, у каждого
измерили корень и стебель. Результаты обработали методом корреляции [4]. Исходя из
полученных данных, представленных на рисунках 1,2,3 и 4, можно сделать выводы.
1. Свет (30°С); 2. Отсутствие света (28°С); 3. Повышенная температура (°35С); 4.
Пониженная температура (7°С);
Рисунок 1. Сравнительная диаграмма энергии прорастания редиса сортов Рубин и Жара
по отношению к контролю
Исходя из рисунка 1, наивысший процент прорастания проявил сорт Рубин в отсутствии
света (112,5%), наименьшая точка энергии прорастания у этого же сорта при интенсивном
воздействии света (6,25%). У сорта Жара энергия прорастания в контроле и в отсутствии
света совпадает (100%), в отсутствии света, энергия прорастания данного сорта равна
уровню контроля.
Под воздействием прямых солнечных лучей сорт Жара не проявил
никаких видимых признаков прорастания.
При температуре 7°С видимые признаки
прорастания отсутствуют у обоих сортов. Так же на диаграмме можно увидеть, что энергия
прорастания сорта Рубин в отсутствии света значительно выше, чем у сорта Жара, а в
условиях повышенной температуры все совершенно наоборот.
1. Свет (30°С); 2. Отсутствие света (28°С); 3. Повышенная температура (°35С); 4.
Пониженная температура (7°С);
Рисунок 2. Сравнительная диаграмма всхожести в различных условиях действия
абиотических факторов у сортов редиса Рубин и Жара по отношению к контролю
На диаграмме видно, что сорта по-разному реагируют на изменение уровня влияния
внешних факторов. Наивысший процент всхожести у сорта Жара в условиях повышенной
температуры (138,4%), а самый низкий у этого же сорта в условиях пониженной
температуры (3,8%). Условия интенсивного воздействия света сильно подавили уровень
всхожести семян данного сорта, а при отсутствии света сорт показал всхожесть немного
выше уровня контроля.
Всхожесть семян сорта Рубин выше всего в отсутствии света
(114,65%), ниже всего в условиях прямого воздействия солнечных лучей (38,25%). При
повышенном уровне температуры сорт проявил всхожесть на уровне контроля, тогда как в
условиях пониженной температуры напротив, не проявил никаких видимых признаков
всхожести. Совершенно отсутствует всхожесть в полном отсутствии света при температуре
7°С.
1. Свет (30°С); 2. Отсутствие света (28°С); 3. Повышенная температура (°35С); 4.
Пониженная температура (7°С); 5. Контрольная проба (26°С)
Рисунок 3. Сравнительная диаграмма воздействия внешних факторов на рост
корней проростков редиса сортов Рубин и Жара
Из рисунка видно, что интенсивность освещения оказала одинаковый подавляющий эффект
на длину корней обоих сортов. В случае с прорастанием семян в полном отсутствии света
стимулирующий эффект проявился сильнее у сорта Рубин. При нахождении проростков в
условиях постоянно повышенной температуры длина корней значительно выше у сорта
Жара. При пониженной температуре семена сорта Рубин не проявили никакой активности
прорастания, тогда как корни проростков сора Жара не остановили рост и при этой
температуре.
1. Свет (30°С); 2. Отсутствие света (28°С); 3. Повышенная температура (°35С); 4.
Пониженная температура (7°С);
Рисунок 4. Сравнительная диаграмма воздействия внешних факторов на рост
стеблей проростков редиса сортов Рубин и Жара
Судя по рисунку можно сказать о том, что интенсивное освещение оказало почти
одинаковый подавляющий эффект, но на сорт Жара немного сильнее. В полном отсутствии
света стебли проростков сорта Жара незначительно выше, чем у сорта Рубин. Воздействие
повышенной температуры оказало абсолютно одинаковый подавляющий эффект на оба
сорта. Пониженная температура полностью подавила рост стеблей проростков сорта Рубин,
и практически полностью у сорта Жара.
В ходе второго исследования была произведена аналогичная закладка опыта. Одна проба
семян редиса, сорта Дуро краснодарское, была помещена в условия с оптимальным
освещением, другая в условия с абсолютным отсутствием доступа света. По истечении семи
дней были сделаны выборки по 100 проростков из каждой пробы, у каждого были измерены
длина корня и стебля. По полученным данным были произведены расчеты согласно
методике статистического анализа. Исходя из данных, представленных на рисунках 6 и 7,
сделаны следующие выводы.
Рисунок 5. Сравнительная диаграмма частоты встречаемости вариант длины корня по
классам в двух вариантах опыта
Исходя из данных диаграммы, можно сказать, что у проростков, развивающихся на свету,
корни достигают средней длины 6,35 см. (1%), корни длиной 3,55 см. наиболее часто
встречаемые и составляют почти 50% от выборки. Так же встречаются корни длиной 4,95
см., они составляют 18% от общего числа вариант. Проростки, развитие которых проходило
без доступа света в большинстве случаев имеют корни средней длины 3,55 см. (43%), но так
же присутствуют корни длиной до 10,55 см. (1%). Корни длиной 2,15 см. и 4,95 см.
составляют по 15% от общего количества вариант. В общем, в обоих выборках преобладают
корни средней длиной 3,55 см.
f
Рисунок 6. Сравнительная диаграмма частоты встречаемости вариант длины стебля
по классам в двух вариантах опыта
На рисунке показано, наибольшая частота встречаемости наблюдается в классе со средним
значением 1,55 см. (59%). На втором месте, по частоте встречаемости, стебли длиной 2,75
см. (38%). Так же есть единицы, достигающие длины 3,95 см. (2%) и 8,75 см. (1%).
Совершенно отсутствуют экземпляры длиной 5,15 см., 6,35 см, и 7,55 см. У стеблей
проростков, развивающихся без доступа света ситуация обстоит наоборот. Наибольшая
частота встречаемости в этом варианте опыта наблюдается в классе со средним значением
3,95 см. (30%), так же она высока при значении в 5,15 см. (26%). Стебли длиной 2,75 см.,
встречаются в 16% случаев. По 12% объема выборки занимают стебли длиной 1,55 см. и 6,35
см. Меньше всего вариант длиной 7,55 см. (3%) и 8,75 см. (1%).
Вычисленные критерии различи (t) подтвердили достоверность выборок (таблица 1).
Таблица 1
Сравнение выборок одноименных параметров с помощью критерия Стьюдента
Критерий Стьюдента
Длина корня
Длина стебля
tM
0,83
12,94
tϬ
5,91
8,53
tV
3,93
10,69
Табличное
значение t0.1
1,98
Так как при числе степеней свободы (ѵ=98) табличное значение t 0,1=1,98, то есть
табличное значение критерия Стьюдента (t) меньше вычисленного по всем параметрам,
кроме tM между выборками длины корня. Согласно полученным данным по всем критериям,
кроме tM при сравнении выборок по критерию длины корня принимаем нон-нуль гипотезу,
которая гласит, что различие между выборками имеет место. В случае со значением tM по
критерию длины корня, различия нет, то есть принимается понятие нулевой гипотезы [5].
Список литературы:
1. Каюмов, М.К. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений: Учебное пособие /
ФГОУ ВПО Росс. гос. аграр. заоч. университет. / М.К. Каюмов. - Москва, 2004. - 190 с.
2. Полевой, В.В. Физиология растений: учеб. для биол. спец. Вузов / В.В. Полевой.– М.: Высш.
шк. 1989. – 464с.
3. Ващенко, И. М. Практикум По основам сельского хозяйства: учебное пособие для студентов
биологических специальностей педагогических институтов / И. М. Ващенко, К. П. Ланге, М.
П. Меркулов ; под ред. И. М. Ващенко. - Москва: Просвещение, 1982. - 399 с.
4. Трошина, А.И. Методическое пособие к проведению полевой практики по генетике. / А.И.
Трошина.– Тобольск: ТГПИ им. Д.И. Менделеева, 2004. – 74с.
5. Урбах, В.Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях. / В.Ю.
Урбах. - М.: Медицина, 1975. – 297 с.