Методика разработки школьного проекта по биологии на примере темы: «Влияние ФАВ на посевные качества семян люцерны посевной»

Проектно-исследовательская деятельность обучающихся – деятельность учащихся, связанная с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением. Она предполагает наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере, нормированную исходя из принятых в науке традиций: постановку проблемы, изучение теории, посвященной данной проблематике, подбор методик исследования и практическое овладение ими, сбор собственного материала, его анализ и обобщение, научный комментарий, собственные выводы. Такая цепочка является неотъемлемой принадлежностью исследовательской деятельности, нормой ее проведения.

При проектировании исследовательской деятельности учащихся в качестве основы берется модель и методология исследования, разработанная и принятая в сфере науки за последние несколько столетий.

Главным смыслом исследования в сфере образования есть то, что оно является учебным. Это означает, что его главной целью является развитие личности, а неполучение объективно нового результата, как в «большой» науке. Рассмотрим постановку проблемы, его реализацию на примере проведенной исследовательской работы в МОУ «СОШ суглубленным изучением отдельных предметов № 18» г.о. Саранска ученицей 7 класса Гориновой Алёной. Для начала следует отметить, что работа была проведена в форме самостоятельных исследований при проведении факультативных занятий.

Сначала была поставлена задача, дать характеристику объекта проектной деятельности.

Проблеме покоя семян и способам его преодоления посвящено много работ. Однако они чрезвычайно разноплановы. Большая часть их содержит сведения о прорастании покоящихся семян под действием тех или иных факторов. Значительно меньше исследований посвящено углубленному изучению биохимической природы покоя семян какого-либо одного или нескольких видов, но и в таких работах, как правило, содержатся хотя бы краткие указания на условия нарушения покоя семян. В последние годы появилось довольно много работ, касающихся возможности ускоренного проращивания семян разных видов с помощью обработки гормонами и некоторыми другими веществами, стимулирующими прорастание, а также с помощью ряда физических воздействий [1,2,8].

В целях выявления влияния регуляторов роста на посевные качества семян нами были проведены исследования

Схема и методика исследований

Исследования велись путем постановки лабораторных опытов в кабинете биологии МОУ «Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов № 18».Изучалось влияние регуляторов роста и микроэлементов на посевные качества семян люцерны посевной сорта Вега 87. В связи с этим в опыте были приняты следующие варианты:

         1. Контроль (обработка водой);

         2. Обработка семян препаратам Альбит;

         3. Обработка семян препаратам Бороплюс;

         4. Обработка семян препаратам Лигногумат;

5. Обработка семян препаратом Циркон.

Концентрация рабочих растворов регуляторов роста составила: Альбит -50 мг рабочего раствора из рсчёта на 1 т семян; Бороплюс -30 мг рабочего раствора из рсчёта на 1 т семян; Лигногумат – 200 мг рабочего раствора из рсчёта на 1 т семян, Циркон 21 мл из рсчёта на 1 т семян.

Дозировка препаратов рассчитана исходя из рекомендаций по применению вышеперечисленных препаратов. Время экспозиции семян в рабочих растворах шесть часов. После обработки семена высушивались.

В процессе исследований были проведены наблюдения, учеты и анализы по общепринятым методикам. 

Энергия прорастания и всхожесть семян

Исследования показали, что энергия прорастания и всхожесть семян люцерны синей значительно зависит от стимуляторов роста микроэлементов.

Таблица 1 - Энергия прорастания семян люцерны посевной при обработке регуляторами роста 

Энергия прорастания характеризует дружность прорастания семян за определенный срок и выражается в процентах. При обработке регуляторами роста семян люцерны посевной энергия прорастания имела тенденцию к изменению. Наименьшей энергия прорастания была без обработок регуляторами роста и составила 63,4%. Обработка семян альбитом способствовала увеличению дружности прорастания семян на 1,0% и она составила на этом варианте 64,4%. Ещё более заметной увеличение энергии прорастания семян люцерны посевной наблюдалось при их обработка препаратом Бороплюс. На этом варианте энергия прорастания семян клевера была выше на 5,9 % относительно контроля и составила 69,3 %. Регулятор роста Лигногумат также оказал влияние на энергию прорастания семян люцерны. Она повысилась на 2,7 % и составила 66,1 %. Обработка семян цирконом способствовала увеличению энергии прорастания семян на 5,3 %. Аналогичные данные получены в опытах Е.В. Кирсановой и др. [5]. В их опытах обработка семян ячменя Альбитом повысило энергию прорастания на 3 %.

Лабораторная всхожесть семян в зависимости от регуляторов роста также значительно менялась. Под всхожестью семян понимают количество нормально проросших семян в пробе, взятой для анализа выраженное в процентах.

Всхожесть семян – один из важнейших показателей качеств семян. Проблема повышения всхожести семян всегда привлекала внимание многих исследователей, но особенно она стала актуальна в последние годы в связи формированием заданной густоты посевов по многим культурам. Были установлены важные факторы, вскрывающие некоторые причины низкой всхожести семян, и выявлены пути увеличения как лабораторной, так и полевой всхожести.

В наших исследованиях без обработки семян регуляторами роста (на контроле) лабораторная всхожесть семян люцерны посевной составила 79,9%. Согласно ГОСТ Р 52325-2005, это соответствует категории семян РС. Обработка семян Альбитом способствовало повышению лабораторной всхожести относительно контроля на 0,6%. И на этом варианте составила 80,5%. Бороплюс также оказал положительное влияние на показатели лабораторной всхожести семян. Она относительно контроля повысилась на 6,6 % и составила 86,5 %. Положительное влияние борсодержащего препарата Бороплюс объясняется тем, что бор принимает важнейшее участие в углеводном и белковом обмене веществ в растительной ткани. К тому же, Бороплюс обладает сниженным риском фитотоксичности.

В опытах А.Ф. Абрамовой и В.М. Губанова [3] наибольшее влияние на всхожесть семян и густоту стояния оказали препараты эпин, Росток. Так в их опытах при обработке эпином полевая всхожесть семян у люпина была 82,6% (в контроле 74%). Они отмечают, что изучаемые препараты влияли на выход сахаров в растениях

Аналогичная динамика зависимости показателей всхожести от альбита отмечена в исследованиях А.П. Троц на зерне яровой мягкой пшеницы [10], Н.В. Щукиной на посевах зерна озимой пшеницы [11].

По мнению некоторых ученых предпосевная обработка семян клевера микроэлементами (Cu, Mn, В, Mo) способствует усвоению и накоплению фосфора и кальция. Под влиянием микроудобрений существенным образцом изменяется и аминокислотный состав. Поэтому обогащение семян микроэлементами существенным образом изменяет обмен веществ в прорастающих семенах. По мнению К.Е. Овчарова [9] положительный эффект от предпосевной обработки семян солями марганца, бора и молибдена связан также с активированием размножения азотобактера, находящегося в почве [4.7].

Приведённые выше данные указывают на значительное влияние действия микро- и макроэлементов на семена. Обработка ими семян способствует усилению жизнедеятельности молодых растений, обеспечивая их на первых фазах роста необходимыми элементами питания. Метод предпосевного обогащения семян позволяет и при меньшем расходе удобрений получить больший эффект.

При сравнивании нескольких партий семян полевых культур одного сорта, репродукции важным показателем является сила роста семян, характеризующаяся количеством пробившихся всходов через определенный слой песка или почвы.

В наших исследованиях наибольшее число появившихся всходов было по вариантам, где семена обрабатывали регуляторами роста и микроудобрениями (табл.2).

Таблица 2 – Сила роста и масса зеленых ростков люцерны в зависимости от регуляторов роста 

Приведенные выше результаты наших исследований указывают на то, что обработка семян регуляторами роста содержащие микроэлементы способствует усилению жизнедеятельности молодых растений, обеспечивая их на первых фазах роста необходимыми элементами питания. Метод предпосевного обогащения семян, на наш взгляд, позволяет при меньшем расходе удобрений получить больший эффект.

Так, если на контроле число появившихся на поверхность песка всходов составило 51,2 штук из 100 высеянных семян, то при обработке семян Альбитом их число возросло до 54,7, Лигногуматом – 56,6 и Цирконом 59,5 штук. Результаты наших исследований о влиянии бор содержащих препаратов подтверждаются другими авторами.

Масса зеленных ростков (всходов) люцерны посевной в зависимости от обработки семян регуляторами роста и микроудобрениями также была различной (табл. 2).

В пересчете на 100 всходов наибольшей масса всходов была при обработке семян препаратом Бороплюс и составила 1,41 гр., а при обработке препаратом Альбит 1,32 гр. (на контроле 1,10).

Результаты наших исследований показывают, что наряду с повышением всхожести семян предпосевное обогащение семян микроэлементами способствует усилению роста проростков люцерны посевной. 

Таблица 3 - Длина проростков люцерны посевной и сила роста в зависимости от регуляторов роста 

Данные таблицы свидетельствуют о том, что все изучаемые регуляторы роста и микроудобрения положительно сказались на одном из важнейших показателей качества семян – длине проростков. Обработка семян в различной степени стимулировало ростовые процессы. Это выразилось в изменении длины проростка, зародышевых корешков. Без обработки препаратами (на контроле) длина проростков семян составила 24,3 мм. Наилучшие показатели по длине проростков семян (28,4 мм) отмечены при их обработке препаратом Бороплюс. На этом варианте длина проростков превышала длину проростков семян контрольного варианта на 4,1 мм.

Обработка семян препаратом Альбит также оказала положительное влияние на длину проростков люцерны посевной. На этом варианте длина проростков семян превысила контрольный вариант на 1,5 мм и составила 25,8 мм.

Из всех изучаемых регуляторов роста наименьшее стимулирующее действие на формирование проростков оказали регулятор роста Лигногумат. На этом варианте длина проростков составила 24,8 мм.

В опытах В.В.Лапиной, Н.В.Смолина [6] при обработке семян яровой пшеницы биологическими препаратами также менялась длина проростков в зависимости от препаратов. В их опытах использование препарата Альбит увеличило длину проростков на 1,8 см (35 %) относительно контрольного варианта.

Библиографический список

1. Аверкин П.М. Приемы технологии возделывания клевера красного в Мордовии. Монография // П.М.Аверкин В.В. Бутяйкин, М.П. Аверкина  - Саранск, Мордовский институт переподготовки кадров агробизнеса. – 90 с. Деп. ВИНИТИ РАН 27.02.15, № 44 – В 2015//Библ. указ. ВИНИТИ РАН «Депонир. науч. работы» № 2, 2015. б/о 49.

2. Аверкин П.М. Формирование урожая и качества люцерны в зависимости от регуляторов роста. Монография // Аверкин П.М., Бутяйкин В.В., Аверкина М.П. - Саранск, Национальный исследовательский Морд. Гос. ун – т им. Н.П.Огарева. – Саранск, 2017. – 80 с. Деп. ВИНИТИ РАН 10.07.2017, № 82 – В 2017. «Депонир. науч. работы» № 5, 2017. б/о.

3. Абрамова А.Ф. Влияние биостимуляторов роста растений на полевую всхожесть, густоту стояния и некоторые биологические показателя/А.Ф.Абрамова, В.М.Губанов//Успехи современного естествознания. – 2006. - №7. - С 48 – 49.

4. Бадмахалгаев А.Л. Влияние уровня минерального питания, режимов использования и орошения на урожайность семян люцерны в условиях нижнего Поволжья: автореф. дис. …. канд сельскохоз. наук  (06.01.12 -  луговодство)  / А.Л.Бадмахалгаев; рук. работы Н.Г.Андреев. – М.,1985. – 22 с

5. Кирсанова Е.В. Новые элементы технологии возделывания многорядного ячменя сорта Вакула в условиях Орловской области/Е.В.Кирсанова, Л.А.Тиняков, А.К.Золотников// Вестник ОрелГАУ. – 2010. - №3 (24). – С. 32 – 35.

6. Лапина В.В. Защита зерновых культур от корневых гнилей: монография / В.В.Лапина, Н.В.Смолин. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2014. – 268 с.

7. Малышева А.В. Урожайность и качество гороха при использовании регуляторов роста и ризоторфина на черноземах южных Оренбургского Предуралья: автореф дисс. … канд. сельскохоз. наук. – Оренбург, 2009. – 22 с.

8. Николаева М.Г. Справочник по проращиванию покоящихся семян/ М.Г.Николаева, М.В.Разумова, В.Н.Гладкова . – Ленинград. «Изд – во Наука», 1985. – С. 25 – 58.

9. Овчаров К.Е. Физиологические основы всхожести семян/К.Е.Овчаров. – М.: Наука, 1969. – 279 с.

10. Троц А.П. Формирование урожая и качества зерна яровой мягкой пшеницы в условиях Лесостепи Среднего Поволжья: авторф. дис. … канд сельск. наук/А.П.Троц. – Самара, 2008. – 20 с.

11. Щукина Н.В.Формирование урожая и качество зерна озимой пшеницы при  некорневом внесении микроэлементов,азотных удобрений и регуляторов роста : авторф. дис. … канд сельск. наук/Н.В.Щукина.- Оренбург – 2009. – 22 с.

Авторы: Аверкин Павел Михайлович

Учитель технологии, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, МОУ «Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов № 18», РФ, Республика Мордовия, г. Саранск

Филатова Наталья Владимировна

Учитель биологии, МОУ «Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов № 18», учитель высшей квалификационной категории, РФ, Республика Мордовия, г. Саранск

Голубовская Елена Викторовна

Учитель технологии МОУ «Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов № 18», РФ, Республика Мордовия, г. Саранск