Алелопатичні властивості квіткових рослин роду Tagetes

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Департамент освіти і науки Дніпропетровської обласної держадміністрації

Дніпропетровське територіальне відділення МАН України

Відділення: хімії та біології

Секція: екологія

АЛЕЛОПАТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КВІТКОВИХ РОСЛИН РОДУ TAGETES

Роботу виконала:

Сапожникова Маргарита Сергіївна,

учениця 9 класу

Криворізького навчально-виховного комплексу №35 «Загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів - багатопрофільний ліцей «Імпульс»

Науковий керівник:

Риженко Лілія Михайлівна, учитель хімії КНВК № 35 «Імпульс»

Науковий консультант:

Комарова Ірина Олександрівна, асистент кафедри ботаніки та екології КПІ ДВНЗ КПУ

Дніпропетровськ - 2016

ЗМІСТ

Вступ

Розділ І. Теоретичні аспекти алелопатичної взаємодії

1.1 Загальні відомості про явище алелопатії

1.2 Фізіолого-біохімічні механізми алелопатії

1.3 Алелопатична активність рослин

1.4 Висновки до І розділу

Розділ ІІ. Об'єкти та методи дослідження

2.1 Процес водної екстракції рослинної сировини

2.2 Об'єкти досліджень та їх характеристика

2.3 Висновки до ІІ розділу

Розділ ІІІ. Експериментальне дослідження алелопатії за допомогою витяжки рослин

3.1 Результати досліджень по насінню культури цинія (Zinnia)

3.2 Результати досліджень по насінню культури айстри однорічної (Callistephus)

3.3 Висновки та рекомендації

Висновки

Список літератури

Додаток

ВСТУП

Актуальність теми. Сучасний рівень вивчення флори України потребує пошуку нових природних регуляторів росту і розробки ефективних біологічних способів їх захисту від шкідників, бур'янів, хвороб тощо.

Одним із актуальних напрямів сучасної біології є дослідження алелопатичних і біохімічних особливостей інтродукованих рослин, які започатковані А.М. Гродзинським (1965, 1973,1991) та його учнями (Биляновская,1992; Головко,1984; Горобец, Назаренко, 1992; Крупа, Дзюбенко,1982; Мороз,1990).

Алелопатія являє собою дуже складне і поширене в світі рослинне явище. Загальним для алелопатичних явищ є інтенсивність впливу одних видів рослин на інші, яка частково проявляється в конкретних екологічних механізмах.

У зв'язку з активною інтродукцією чорнобривців в Україні, важливим є вивчення їх алелопатичних особливостей, що визначають їх взаємовідносини з вищими рослинами, ґрунтовою та епіфітною мікрофлорою. Одним з ключових механізмів таких взаємовідносин є леткі та водорозчинні екзометаболіти рослин, які продукуються в навколишнє середовище.

У зв'язку з цим важливе науково-практичне значення мають представники родини Айстрових (Складноцвітих) - Astereaceae , зокрема роду Чорнобривці (Tagetes L.) - квітково-декоративні, ефіроолійні та лікарські рослини ландшафтної архітектури. Найважливішими їх характеристиками є тривалий період цвітіння, стійкість до фітопатогенів, невибагливість до грунтово-кліматичних умов, бактерицидні, фунгіцидні, нематоцидні властивості. Ці характеристики зумовлюють досить широке використання в рослинництві та зеленому будівництві, та на пришкільній території КНВК №35«Імпульс».

Теоретична і практична значущість зазначеної проблеми та її актуальність обумовила вибір теми дослідницької роботи.

Мета і завдання досліджень. Метою даної роботи було визначити вплив вегетативної частини чорнобривців на сусідні рослини клумбових насаджень, встановити швидкість та якість проростання і росту насіння айстри однорічної (Callistephus) та цинії (Zinnia).

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання:

- ознайомитись з теоретичною базою з досліджуваної проблеми;

- виділити екзометаболіти рослин виду Tagetes у вигляді водного екстракту;

- оцінити біологічну активність виділених колінів та їх вплив на проростання насіння айстри та цинії;

- обґрунтувати ефективність вирощування досліджуваних рослин у близькому сусідстві на клумбах пришкільної території та присадибних ділянках.

Об'єкти дослідження - вирощене та зібране на пришкільній ділянці КНВК № 35 «Імпульс» насіння рослин : айстра однорічна (Callistephus), цинія(Zinnia) та вегетативні частини рослин чорнобривці прямостоячі (Tagetes erecta L.).

Предмет дослідження: виділення вегетативної частини чорнобривців.

Методи досліджень: системний підхід у дослідженні з використанням теоретичних (аналіз літературних джерел), лабораторно-практичних (метод приготування водної витяжки), дослідно-експериментальних (закладка та спостереження за дослідними матеріалами), розрахункових (математична обробка отриманих результатів) методів.

Гіпотеза: виявляючи високу алелопатичну активність, рослини чорнобривців (Tagetes L.) будуть негативно впливати на інтенсивність проростання , росту та розвитку сусідніх рослин на клумбах, квітниках чи інших флористичних композиціях.

РОЗДІЛ І. ТЕОРЕТИЧНІ АСПЕКТИ АЛЕЛОПАТИЧНОЇ ВЗАЄМОДІЇ

1.1 Загальні відомості про явище алелопатії

Помітити у природі явище алелопатії складно. Для цього необхідно мати деяку спеціальну підготовку. Необхідно порівнювати біологічну активність виділень різних видів рослин. В останній час виникло декілька понять цього явища, які відрізняються між собою, але узагальнено можна сказати, що алелопатія-це оригінальний сучасний науковий напрямок, який трансформувався в наукову дисципліну, котра розглядає закономірності взаємодії видів рослин при груповому їх проростанні в біоценозах і агрофітоценозах на основі кругообігу фізіологічно активних речовин.

Було встановлено, що майже всі види рослин синтезують і виділяють у навколишнє середовище токсичні речовини, відрізняючись один від одного кількістю і активністю цих речовин. Мікроорганізми ґрунту синтезують антибіотики, гібереліни, маразміни (речовини, що викликають старіння і в'янення). Усі ці речовини змішуються з виділеннями вищих рослин і утворюють специфічне біохімічне середовище, характерне для кожного біоценозу (сукупність певних організмів). У алелопатіі мають значення всі виділення рослин. Багато з них було виділено і вивчено їх хімічну структуру. Більша частина цих робіт проводилася в лабораторних умовах в чашках Петрі або в судинах з водної культурою або штучним середовищем. У таких умовах важко було виділити сприятливі та несприятливі взаємодії різних видів рослин. Токсичні виділення були виявлені навіть на стадії набухання насіння.

Коліни: Алелопатія відбувається при нагромадженні в середовищі фізіологічно активних речовин, так званих колінів, що їх виділяють рослини під час життєдіяльності. Коліни відіграють значну роль у формуванні природних і штучних фітоценозів. Залежно від концентрації та хімічного складу коліни діють як стимулятори росту або інгібітори життєвих процесів. Вони значно впливають на проростання насіння, ріст, розвиток і хімічний склад рослин, їх стійкість проти хвороб та шкідників і несприятливих умов зовнішнього середовища. Вони посилюють або гальмують ростові процеси. Їх виділення можуть бути для одних рослин корисними, а для інших - шкідливими.

Грунтовтома: Алелопатія є також основною причиною ґрунтової втоми, через що овочеві культури вирощують у сівозмінах, які складають так, щоб ґрунт протягом усього періоду знаходився під культурними рослинами, а не під бур'янами. Цьому також сприяє сівозміна, насичена повторними культурами.

В агрофітоценозі домагаються, щоб у сівозміні попередня культура сприяла інтенсивному росту наступної. Так, бобові культури не тільки збагачують ґрунт на азот, але виділення їх сприяють інтенсивному росту таких культур, як огірок, помідор, капуста, морква столова.

Дія алелопатичної активності на тварин: Алелопатична активність є також дією кореневих та інших виділень на тварин, мікроорганізми, простіших, комах і теплокровних тварин. Вони можуть не лише відігравати роль колінів, а й бути наприклад репелентами для тварин або антибіотиками для мікроорганізмів, а й бути непристосованими.

Зокрема, леткі випари горіха грецького або пижма звичайного (Tanacetum vulgare L) відлякують мух та інших комах. Встановлено, що кореневі виділення пшениці, вики, гороху, вівса, ячменю, жита, сої гальмують розвиток яєць аскарид або навіть знищують їх, особливо влітку [11].

Нагідки лікарські (Calendula officinalis) виділяють коренями речовину, яка знищує нематоди й інших ґрунтових шкідників, і тому цю рослину рекомендують висівати для очищення ґрунту[9].

Ароматні якості: Багато рослин виділяють у повітря ароматичні речовини (фітонциди). Ми відчуваємо, як пахнуть квіти, бруньки, опале листя, нагріта на сонці глиця сосни тощо.

Доволі шкідливі газоподібні виділення волоського горіха. Про це добре знають у народі і вас завжди застережуть лягати спати влітку в тіні під горіхом.

Ефірні олії, їх компоненти, а також різні їх комбінації виконують важливу регуляторну роль у функціонуванні агрофітоценозу. Рослина не лише здатна виділяти леткі речовини. Вона може вбирати їх від інших видів, що ростуть близько біля неї.

1.2 Фізіолого-біохімічні механізми алелопатії

Алелопатична взаємодія рослин в природі проявляється неоднаково, з допомогою різних екологічних і біохімічних механізмів, при участі зовсім різних фізіологічно активних сполук з різною швидкістю і наслідками. Тому немає і не може бути єдиного підходу до оцінки і вимірювання алелопатії. На даний час досить добре вивчені і доведені такі способи хімічної взаємодії рослин [7,10].

Прижиттєвий обмін метаболітами через сусідні кореневі системи. З допомогою методу мічених атомів доведено наявність у природних умовах постійного зустрічного руху органічних продуктів від однієї рослини до іншої зі швидкістю 6 год. до 2-3 діб. Такий обмін може складати до 8-12%.

Вплив токсичних кореневих виділень, особливо речовин, які утворюються при розкладанні відмерлого коріння. Наприклад, біля коріння бур'янного соняшника накопичується хлорогенова кислота, яка затримує ріст його власного потомства і інших бур'янів на першій стадії заростання.

Виділення кущовими шавліями в жарку погоду летких терпенів, котрі поглинаються сухим ґрунтом і роблять його токсичним на проростання трав. Цей же механізм встановив К.Ч. Мулер для евкаліпта, і він поширений досить широко. Сильне зволоження ґрунту в момент виділення летких фізіологічно активних терпенів заважає їх поглинанню, вони розсіюються в природі і цей алелопатичний механізм виключається.

Накопичення колінів у мертвому листяному і інших опадах. Це дуже поширений механізм, властивий багатьом деревним і багаторічним трав'яним породам. Встановлений для бука, грецького горіха, берези і граба, кленів, персика і яблуні і багатьох інших дерев.

Вилужування з листя дощами і росою фізіологічно активних речовин, котрі поглинаються нижче розміщеного рослинністю.

Перелік можливих механізмів цим далеко не вичерпується, він буде і далі поповнюватися.

1.3 Алелопатична активність рослин

Важливими алелопатичними характеристиками будь-якої рослини є активність, тобто здатність накопичувати в своєму оточенні безпосередньо, або за допомогою відповідних гетеротрофних мікроорганізмів більш або менш високі концентрації колінів і толерантність, або здатність стійко переносити підвищені концентрації колінів і навіть відчувати необхідність в їх наявності в середовищі.

Внаслідок вивчення алелопатичної активності рослин України, всі види діляться на три великі групи залежно від сили алелопатичного впливу.

1. Алелопатично дуже активні рослини. Вони зустрічаються в ценозах поодинці, не утворюють зарости, домінантами ценозу не бувають. Через автоінтоксикацію (автопатію) вони не можуть залишатися на тому самому місці і з кожним поколінням вимушені кочувати все далі. До цієї групи ми відносим катран татарський ( Crambe tataria Sebeok), шавлію австрійську (Salvia austriaca L.), горицвіт волзький (Adonis volgeusis Stev.).

2. Рослини з менш активними виділеннями, але все ж достатньо сильними, щоб витісняти і пригнічувати інші види. Такі рослини утворюють “дернинки”, “латки”, “плями” і т.д. найчастіше - це рослини з вегетативним способом розмноження, які розселяються за допомогою пагонів, що стеляться або ростуть під землею. Завдяки інтенсивному вегетативному розмноженню у сполученні із здатністю до високої алелопатичної активності, ці види досить легко пригнічують своїх сусідів, розростаючись у вигляді більш-менш округлих плям. Проте внаслідок автопатії в центрі плями починається порідіння та випадання пагонів, у зв'язку з чим, деградуючі куртини мають вигляд кільця. Найбільш типові представники цієї групи: пирій повзучий (Agropyrym repeus P.B.), стоколос безостий (Bromus inermis Leyss), пирій волосистий (A. Trichophorum Link Richt).

3. Рослини з малотоксичними виділеннями, які діють вибірково на непристосовані, нестійкі види. Вони здатні сотні років зростати на одному місці, не спричинюючи грунтовтоми та автопатій. Типові приклади: костриця овеча (типчак) (Festuca sulcata Harck), тонконіг вузьколистий (Poa augustifolia L.), ковила волосиста (Stipa capillata L.) [10,12,14].

1.4 Висновки до І розділу

Людина повсюди втручається у природну рівновагу знищенням травоїдних тварин, виловом риби, застосуванням пестицидів та іншими заходами, які часом дуже важко контролювати, надзвичайно сильно змінює вигляд і внутрішній склад природних фітоценозів.

Носієм алелопатичної дії є фізіологічно активні речовини - коліни, хімічна природа яких дуже різноманітна і непостійна навіть у однієї рослини. Хімічна регуляція в рослинному угрупованні полягає в тому, що кожна рослина створює навколо себе певну алелопатичну сферу, тобто нагромаджує коліни. Алелопатичні сфери всіх рослин ценозу об'єднуються, утворюючи якийсь рівень колінів. Рослина численними способами регулює свій власний розвиток від проростання до цвітіння та достигання плодів і насіння.

Успішне вирощування вищих рослин в штучних умовах неможливе без врахування питань хімічної взаємодії рослин. Особливо вони виникають при беззмінному вирощуванні однієї культури.

Отже, алелопатія - оригінальний сучасний науковий напрямок, який трансформувався в наукову дисципліну, котра розглядає закономірності взаємодії видів рослин при груповому їх проростанні в біоценозах і агрофітоценозах на основі кругообігу фізіологічно активних речовин.

РОЗДІЛ ІІ. ОБ'ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

2.1 Процес водної екстракції рослинної сировини

Процес витягання діючих речовин з сировини - дуже складний і складається зі стадій набухання, утворення первинного соку всередині клітин і масообміну.

Процес екстрагування рослинного матеріалу являє собою не просте розчинення складових частин, рослини, а його слід розглядати як різноманітність фізико-хімічних процесів, що проходять як всередині клітини, так і на її поверхні. Поряд з процесами розчинення відбуваються явища дифузії, осмосу, адсорбції та ін. Для екстрагування найчастіше застосовується висушений матеріал, у якому внаслідок втрати вологи об'єм протоплазми зменшується і утворені пустоти в клітинній оболонці заповнюються повітрям.

У перші моменти стикання з екстрагувачем клітини сухої рослинної сировини набрякають. Тривалість цього процесу залежить переважно від гістологічної будови рослинного матеріалу, від ступеня його подрібненості, а також природи екстрагувача [8]. Через те, що процес екстрагування проводиться однією й тією ж кількістю екстрагувача, то діючі речовини з рослинного матеріалу ніколи повністю не екстрагуються, що є одним із недоліків існуючих методів.

З метою підвищення ефективності процесу витягання необхідно підтримувати максимально можливим перепад концентрації речовин всередині і зовні рослинного матеріалу шляхом подання більш «свіжих» порцій екстрагента до настання стану рівноваги. Це досягається перемішуванням суміші. Виходячи з цього, ДФ XI приписує при виробництві настоїв і відварів настоювання сировини проводити при частому перемішуванні.

Приготування водних витяжок проводять з використанням інфундирних /інфундирно-стерилізаційних/ апаратів. Матеріал, з якого зроблена інфундирка /від латинського infundio -- обливати, заварювати/ також може впливати на якість приготовлюваних настоїв і відварів. Він не повинен взаємодіяти з рослинним матеріалом і витягуваними діючими речовинами, мати достатню теплопровідність і механічну міцність.

Для віджимання сировини використовують прес-цідилку, яка має вигляд невеликого металевого сита з товкачиком і вставною сітчастою основою.

Приготування витяжок, одержаних з допомогою гарячої води, регламентується в спеціальній статті ДФ Х, яка визначає необхідну подрібненість вихідних матеріалів, конкретні способи приготування і концентрацію водних витяжок в тих випадках, коли вона не надана в рецептурі. Як правило, настої і відвари готують так: 1 частина рослинного матеріалу на 100 об'ємних частин готової витяжки. Настої і відвари із трави горицвіту, трави конвалії, з кореня валеріани готують в співвідно- шенні 1:30. Допустиме також співвідношення 1:50 для приготування розчинів для ополіскування чи змочування.

Коефіцієнт водопоглинення (Кв) показує кількість води, яка утримується 1.0 рослинної сировини стандартного ступеня подрібнення після його віджимання в перфоровану склянку інфундирки. Загальноприйняті коефіцієнти: для коренів - 1,5; кори, квіток і трав - 2,0; насіння - 3.0. Таким чином, кількість води, необхідна для приготування настою чи відвару, визначають підсумовуванням обсягу витяжки, необхідного об'єму, і додаткової кількості води , що розраховують множенням маси сировини на коефіцієнт водопоглинення[21].

Для одержання настоїв подрібнений матеріал поміщають у інфундирку, наперед прогріту 15 хв. на кип'ячій водяній бані інфундирного апарату, доливають розрахованою кількістю холодної води і екстрагують 15 хв. Потім інфурдирку знімають з водяної бані і залишають для охолодження на 45 хв., проціджують й віджимають, якщо його не дуже мало. В разі потреби доводять водою до певного об'єму.

2.2 Об'єкти досліджень та їх характеристика

алелопатія рослина цинія

Тагетеси відносяться до сімейства айстрових(Astereaceae) або складноцвітих. Всі сорти мають добре розвинену мичкувату кореневу систему. Ця рослина цвіте досить рясно. Листя у нього - перисторозсічені або роздільні, зубчасті, від світло-до темно-зеленого, розташовані в черговому порядку або супротивно і мають просвічують залізяки.

Плід чорнобривців являє собою чорну або червонувато-коричневу сильно сплюснутую сім'янку, що зберігає схожість чотирьох років. У його одному грамі від двохсот до семисот насіння.

Суцвіття у тагетеси являють собою махрові або прості кошики, пофарбовані в жовтий, оранжевий або коричневий кольори. Цвітуть чорнобривці рясно, починаючи з червня і до самих заморозків. Аромат, який оточує рослину в цей період, дуже своєрідний і важко сплутати з іншим.

Чорнобривці прямостоячі (Tagetes erecta) або африканські мають великі махрові суцвіття, що доходять в діаметрі до п'ятнадцяти сантиметрів. Забарвлення квітів починається з блідо-жовтою і кінчається темно-помаранчевою. Сорти розрізняються по висоті: є гігантські, що доходять у висоту до метра, високі (60-90 см), середні (45-60 сантиметрів) і низькі. Представники роду в дикій природі найчастіше зустрічаються в Центральній чи Південній Америці. У нашій країні в якості заносної рослини найчастіше зустрічаються чорнобривці прямостоячі. Вони культивуються в якості декоративних рослин.

Вважається, що квіти чорнобривці володіють позитивною енергетикою. У китайців вони є символом довголіття.

Квітникарям відомо, що помаранчеві та жовті чорнобривці досить невибагливі і не вимогливі до умов вирощування. Практично всі сорти віддають перевагу відкритій місцевості. Грунт для посадки та вирощування повинен бути нейтральним, суглинистим. При цьому обов'язково підтримувати оптимальну вологість.

З метою розмноження у відкритий грунт насіння чорнобривців висівають в кінці травня або на початку червня. Уже днів через десять з'являються перші сходи. Для розсади раніше інших сортів - в середині березня - висіваються чорнобривці прямостоячі, тоді як відхилені або тонколисті - з початку квітня. При оптимальному догляді цвітіння всіх трьох різновидів почнеться з червня. Пересадку рослина переносить легко навіть в квітучому стані.

Великою перевагою квітів чорнобривців вважається їх стійкість. Фітонциди, що виділяються їх листям, відмінно відлякують комах, в тому числі й тих, що живуть у грунті. І все ж час від часу на них може спостерігатися чорна ніжка або сіра гниль, які є результатом діяльності грибків, а також бактеріальних і захворювань.

Чорнобривці, якщо за ними правильно доглядати, віддячать своєму господарю не тільки рясним зростанням, але і красивим тривалим цвітінням. Щоб рослина благополучно росла й розвивалася навіть на бідних ґрунтах, необхідні регулярні підгодівлі: не рідше двох-трьох разів за період його вегетації. Але, крім своїх декоративних характеристик, чорнобривці мають ще й низку інших корисних властивостей. Вони , наприклад, здатні виліковувати грунт і рослини на ній від зараження нематодою, благополучно рятувати їх від таких шкідників, як попелиці, капустянки, капустяна муха і навіть бавовняна совка. Зелена маса цієї культури, закладена восени в компост, є чудовим добривом, збагачує і оздоровлює землю. Якщо ж вам не подобається їх запах, то цього можна легко уникнути, висадивши по периметру ділянки, там, де ростуть культурні рослини, квіти чорнобривці. І тоді на ділянці ніяких черв'яків не буде.

Мало хто знає, що чорнобривці є відмінними цілителями. Їх квітки допомагають від ряду захворювань. У першу чергу, вони сприяють збереженню зору, оскільки містять лютеїн. Якщо з'їдати перед їжею одну або дві невеликих квітки або суцвіття, то про візит до окуліста можна забути. Можна висушити чорнобривці і додавати в чай по одній столовій ложці сухої сировини. Такий натуральний напій надає сприятливу дію під час коліків і здуття живота.

Коли на дачі кусають комахи, а після залишаються дуже неприємні здуття, то допоможе свіжий сік з листочків чорнобривців. Їх потрібно, розтерти в руках і прикласти до проблемного місця.

Амйстра (Aster) -- рід трав'янистих рослин родини Айстрові (або Складноцвіті) (Asteraceae). Багаторічні трав'янисті рослини з дрібними квітками в поодиноких або зібраних у волоть кошиках з черепичастою обгорткою. Крайові квітки язичкові, голубі або лілові, плідні; серединні -- трубчасті, звичайно жовті. Всі айстри мають схожі на зірки квітки з жовтими серединками і зовнішніми променями (не пелюстками) різної форми від блакитного і фіолетового до білого кольору самого різного розміру. Плід - сім'янка з чубчиком із волосків.

Відомо близько 250 видів, поширених по всій земній кулі (крім Австралії).



В Україні -- 3 дикорослі і 3 декоративні види родом з Північної Америки. Айстрами називають і представників Callistephus (Китайська айстра).

Одна з найпопулярніших квіток - айстра однорічна, по-науковому - каллістефус, що означає «прекрасний вінок». До роду айстр (айстра у перекладі з латини «зірка») відносяться багаторічні рослини. Походить квітка з Китаю, звідки її насіння було таємно вивезене до Європи. Тут вона знайшла свою другу батьківщину, адже європейські квітникарі, в тому числі й українські, вивели багато нових сортів. Сьогодні ми маємо низько-, середньо- та високорослі рослини, що мають прості й махрові квіти різних форм і забарвлення.

Вирощують айстру однорічну розсадним та безрозсадним методом, висіваючи насіння у відкритий ґрунт восени (у листопаді) та весною. Одержати добре насіння пізніх сортів у наших умовах можна лише при розсадному способі вирощування. Грядки для айстр готують заздалегідь, для весняного посіву - восени. Рослина ця невибаглива, але потребує удобреного, не кислого ґрунту. Добре почувається на сонячних місцях, захищених від холодних осінніх вітрів. Кращі строки висіву насіння 15-20 квітня, адже необхідно, щоб у землі збереглося достатньо вологи. Проростає насіння айстри однорічної за температури 15-16°С. Сходи та загартована розсада витримують короткочасні приморозки до -3-5°С.

Найкращі попередники для айстри однорічної - нагідки та чорнобривці. Ґрунт перед посівом ретельно обробляють, роблять борозенки і висівають насіння на глибину 2-3 см. Відстань між рядками 0,2-0,5 м. Після посіву ділянку закатковують. Насіння айстри однорічної легко набухає та проростає. За сприятливих умов сходи можуть з'явитися на 3-4-й день. Коли з'являться 2-3 справжні листки, сходи проріджують на відстань 2-3 см, а у фазі 4-5 листків - на 10-15 см. Рослини, що видалені, використовують як розсаду. Висаджувати їх треба у вечірній час або в хмарну погоду. Після висадки деякий час рослини притіняють.

Цвітуть айстри з липня по жовтень. Ці гарні квіти широко використовують для декоративного оформлення території - висаджуючи на рабатках, бордюрах, клумбах, балконах.

Майори Квіти, рід яких в ботанічній номенклатурі називається цинією (Zinnia), в народі просто - майорами. Це однорічні красивоквітучі рослини придатні як для озеленення клумб, так і для зрізання в букет. Незвичайність форми пелюсток, яскравість забарвлення, витонченість і стрункість квітки приваблюють погляд.

Майори відносяться до сімейства Складноцвітих (Айстрових), в роду відомо 15 видів, які походять з Північної Америки, рослини ці представляють собою трав'янисті прямостоячі напівчагарники, але в наших краях майорці вирощуються як однорічна рослина. Майори відносять до світло- і теплолюбних рослин, які люблять помірно вологі грунти, багаті добривами.

Майорці характеризується великою різноманітністю сортів, що відрізняються висотою, махровістю, термінами цвітіння, розмірами і забарвленням суцвіть.

Цинію легко вирощувати з насіння. Це одна з небагатьох квіток, від якої легко отримати якісне насіння навіть в умовах північної частини України. Насіння майорів висівають в грунт, коли він вже добре прогріється. Цвітіння настає вже в липні і триває, поки не наступлять нічні заморозки. Тоді їх просто висмикують з коренем, спустошуючи землю для осінньої обробки.

Насіння майорів сходять протягом одного тижня. Висівають його просто в рядок, по 2-3 насінини на відстані 20-25 см одна від одної. Далі залишається тільки розпушувати грунт під ними. Добрив їм завжди вистачає, тому що влітку, підживлюючи троянди або інші культурні рослини, завжди дістається і майорцям. На насіння майори треба відбирати з найбільш ранніх перших квіток, тому що визріває насіння майорів майже 2 місяці.

Майорами можна обсадити кущі троянд і лілій, от тільки пересадку краще робити з грудкою землі і обов'язково полити після посадки, бо приживаються майори важко. Різноманітність забарвлень і форм суцвіття циній, а також висоти та форми куща дає рослині великі можливості в оформленні. З яскравих майорців виходять чудові групи і рабатки, низькі сорти прикрасять балкон, клумбу і альпійську гірку.

2.3 Висновки до ІІ розділу

Процес екстрагування рослинного матеріалу являє собою не просте розчинення складових частин, рослини, а його слід розглядати як різноманітність фізико-хімічних процесів, що проходять як всередині клітини, так і на її поверхні.

Для екстрагування найчастіше застосовується висушений матеріал.Як правило, настої і відвари готують так: 1 частина рослинного матеріалу на 100 об'ємних частин готової витяжки. співвідношенні 1:30. Допустиме також співвідношення 1:50, або 1:30 в залежності від виду сировини та призначення настою. Коефіцієнт водопоглинення (Кв) показує кількість води, яка утримується одиницею рослинної сировини стандартного ступеня подрібнення після його віджимання .

Для одержання настоїв подрібнений матеріал поміщають у інфундирку, заливають розрахованою кількістю холодної води і екстрагують 15 хв. Потім охолоджують протягом 45 хв., проціджують й віджимають.Таким чином, екстрагування складається з таких основних процесів: дифузії, десорбції, розчинення, діалізу та виливання.

Серед найбільш поширених рослин клумбових, садових, паркових та інших ділянок квітникарства в Україні зустрічаються представники сімейства айстрових(Astereaceae) : чорнобривці (Tagetes L.), майори (Zinnia) та айстри (Aster) .

Великою перевагою квітів чорнобривців вважається їх стійкість. Квітникарям відомо, що помаранчеві та жовті чорнобривці досить невибагливі і не вимогливі до умов вирощування. Фітонциди, що виділяються їх листям, відмінно відлякують комах, здатні виліковувати грунт і рослини на ній від зараження нематодою. Зелена маса цієї культури, закладена восени в компост, є чудовим добривом, збагачує і оздоровлює землю. Мало хто знає, що чорнобривці є відмінними цілителями.

Айстри цвітуть з липня по жовтень. Ці гарні квіти широко використовують для декоративного оформлення території - висаджуючи на рабатках, бордюрах, клумбах, балконах.

Майорами можна обсадити кущі троянд і лілій. Різноманітність забарвлень і форм суцвіття циній, а також висоти та форми куща дає рослині великі можливості в оформленні. З яскравих майорців виходять чудові групи і рабатки, низькі сорти прикрасять балкон, клумбу і альпійську гірку.

РОЗДІЛ ІІІ. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ АЛЕЛОПАТІЇ ЗА ДОПОМОГОЮ ВИТЯЖКИ РОСЛИН

3.1 Результати досліджень по насінню культури цинія (Zinnia)

Експериментальна частина роботи полягала в тому, що спочатку було зібрано вегетативні частини рослин чорнобривці (Tagetes erecta) для приготування витяжки. Для цього рослини подрібнили, зважили на електронних вагах 1 грам рослини та залили водою у співвідношенні 1:50, враховуючи коефіцієнт поглинання. Потім на водяній бані приготували розчин з витяжкою досліджуваних колінів. Після цього охолодили та відцідили витяжку .

Закладка рослин проводилася у чашки Петрі на два шари фільтрувального паперу по 20 насінин циній та айстр у кожну чашку з трикратною повторюваністю, зверху насіння було вкрите ще одним шаром фільтрувального паперу . Одночасно провела закладку насінин циній та айстр по 60 штук для контрольної частини досліду. Всі досліджувані об'єкти були поміщені у середовище з витяжкою чорнобривців. Для постійного підтримання впливу витяжки чорнобривців на досліджувані рослини, я слідкувала за вологістю у чашках Петрі і для цього доливала кожного дня по 1-2 мл витяжки чорнобривців з колінами. Теж саме я робила з контрольною частиною, але доливавши по 1 мл дистильованої води.

Насіння культури цинія (Zinnia) пророщувалося у чашках Петрі по 20 насінин у трикратній повторюваності. Для контрольної частини була виділена окрема чашка Петрі, де розміщувалося 60 насінин рослини.

При першій поливці було влито 4 мл настояної витяжки чорнобривців у кожну чашку Петрі. В контрольній частині використовувалася дистильована вода у такому ж самому об'ємі .Усі чашки Петрі було поміщено у кімнаті на підвіконні. Середня температура повітря становила 19-20є С.

Насіння почало проростати на третю добу після висадки. Проростки мали біле забарвлення та довжину в середньому 2-3 мм. (Дивись фото 3.1).

Кількість пророслих насінин була більшою, ніж у контрольній частині приблизно на 20-30%. Така тенденція зберігалася протягом всього періоду дослідження (Див. табл. 3.1). З зовнішнього вигляду було видно неозброєним оком, що якість проростків насіння, яке поливалося витяжкою чорнобривців, була значно кращою (товщина корінця і проростку), ніж проростків у контрольній частині. Починаючи з 5-тої доби, колір проростків зеленішав та вони вже повністю вивільнилися з насінини .

Кожного вечора я контролювала вологість у чашках Петрі. Фільтруючий папір, який містився у чашках Петрі, повинен був залишатися постійно зволоженим, а не вкритий розчином. Для цього кожної доби вносилося в середньому 1,5 мл витяжки, а у контрольній частині - дистильованої води .

Проростки експериментальних рослин кріпшали та зеленішали більшою мірою, ніж у контрольній частині. Вже на 14 день довжина коріння в середньому сягала 17-25 мм (Див. фото 3.2 ). Довжина коріння у контрольній частині становила 15-20 мм. Довжина надземної частини сягала до 75 мм .У контрольній частині в основному довжина надземних частин становила 50 мм. Для кращої наочності та сприйняття результатів наводимо гістограму до цієї відповідності (Див. додаток А).

Термін експериментального проростання тривав 14 діб.

Відношення довжин коріння до довжини надземної частини на 14 добу становило 1:2. Це означає, що довжина надземної частини в середньому у два рази більше довжини коріння.

У контрольній частині відношення довжини коріння до довжини надземної частини на 14 добу становило 1:2,7.Тобто довжина надземної частини була у 2,7 разів більшою довжини коріння.

Також я прорахувала коефіцієнт варіації. Коефіцієнт варіації -- відносна величина, що служить для характеристики коливання (мінливості) ознаки. Являє собою відношення середнього квадратичного відхилення ф до середнього арифметичного Х, виражається у відсотках: V = Q /Х.

Коефіцієнт варіації застосовується тоді, коли необхідно оцінити мінливість ознак об'єкта, які виражені в різних одиницях вимірювання.^.Варіювання вважається слабким, якщо н<10%, якщо н від 11-25%, то середнім і значним при н>25%.

V= ;

V - коефіцієнт варіації

X -середнє арифметичне;

Q - середнє квадратичне відхилення.

Q =;

Для надземної частини експериментальних росли циній він склав:

V_{(надземної частини циній)} = 72%, для коренів- V_{(коріння циній)} = 79%.

Для контрольних проростків він був майже таким :

V_{(надземної частини циній-контроль)} = 73%; V_{(коріння циній контроль)} = 77%.

3.2 Результати досліджень по насінню культури айстри однорічної (Callistephus)

Насіння культури айстра однорічна (Callistephus) було також висаджено у чашки Петрі, де містилося два шари фільтрувального паперу, по 20 насінин у трикратній повторюваності (Див. фото 3.3) Насіння накрили одним шаром фільтрувального паперу. Для контрольної частини була виділена окрема чашка Петрі, де розміщувалося 60 насінин цієї ж рослини. Схема висадки була ідентичною циніям.

Чашки Петрі розмістила на підвіконні, де середня температура повітря становила 19-20 градусів. Кожного вечора я спостерігала за поведінкою насінин.

Починаючи з третьої доби після висадки, насіння почало проростати. Проростки мали біле забарвлення та довжину в середньому 1-2 мм.

Кількість пророслих насінин була більшою, ніж у контрольній частині приблизно на 2-3%. Така тенденція зберігалася протягом всього періоду дослідження (Див. табл. 3.2 ).

Починаючи з 6-тої доби, колір проростків зеленішав та вони вже повністю вивільнилися з насінини (Див. фото 3.4).

Кожного вечора я контролювала вологість у чашках Петрі. Проростки кріпшали та зеленішали більшою мірою, ніж у контрольній частині. Вже на 14 день довжина коріння в середньому сягала 16-20 мм. Довжина надземної частини сягала до 35 мм .У контрольній частині в основному довжина становила 26 мм. Для наочності наводжу гістограму (Див. додаток Б).

Коефіцієнт варіації для рослин експериментальної та контрольної частин становив:

V_{(надземної частини айстри)} = 52%

V(_{коріння айстри)} = 62%

V_{(надземної частини айстр контроль)} = 38%

V_{(коріння айстр контроль)} = 38%

Відношення довжин коріння до довжини надземної частини на 14 добу становило 1:2, тобто +0.5. Це означає, що довжина надземної частини в середньому у два рази більше довжини коріння.

У контрольній частині відношення довжин коріння до довжини надземної частини на 14 добу становило також +0.5. Тобто довжина надземної частини була у 2 рази більшою довжини коріння, цей результат був однаковим для експериментальних та контрольних рослин.

3.3 Висновки та рекомендації щодо корисних властивостей чорнобривців (Tagetes erecta)

За результатами моєї експериментальної частини роботи можна зробити наступні висновки щодо алелопатичного впливу чорнобривців на сусідні рослини по клумбі:

1). Найбільш сприятливо впливають коліни чорнобривців на відсоток проростання насінин культури цинія та айстра, особливо у першому випадку, коли якість проростання збільшилася на 25-30%.

2). Співвідношення довжини кореня та надземної частини у всіх експериментальних рослинах зберігалося +0.5, що не відповідає нормі, але у контрольній частині рослин цинії це відхилення було ще більшим, тому можна зробити висновок , що цинія більш сприятливо реагує на сусідство чорнобривців.

3). Візуальний аналіз проростків насінин дає змогу однозначно впевнитися в тому, що алелопатичність чорнобривців (їх колінів) позитивно впливає на проростки як циній, так і айстр.

4). Швидкість проростання також збільшилася у насінин контрольної частини майже на добу у обох культурах.

В результаті виконаної роботи, я можу надати такі рекомендації.

Чорнобривці добре ростуть у затінених місцях, легко переносять засуху, невимогливі до грунту.

Чорнобривці знезаражують грунт і допомагають у боротьбі з шкідниками овочевих та квіткових рослин. Деякі городники спеціально розсаджують їх з цією метою по всій ділянці.

Клумба з чорнобривців є безцінною домашньою аптекою: сучасні наукові дослідження підтверджують цілющі властивості чорнобривців, відомі з легенд і переказів, тому вирощування чорнобривців не тільки приносить естетичне задоволення, а й приносить реальну користь здоров'ю людини. Лютеїн, наприклад, який в них міститься, знижує ймовірність розвитку катаракти. Також народна медицина лікує чорнобривцями цукровий діабет і запалення підшлункової залози. Чорнобривці лікувальні, висушені, а потім настояні, лікують стоматит, бронхіт, астму і застуду, очищають кров. Для приготування настою потрібно столову ложку подрібнених квіток залити літром окропу, три години настоювати, потім процідити і пити по склянці за півгодини до їжі протягом місяця.

Ось такі вони - звичні всім нам відомі чорнобривці: і на клумбі порадують, і город стережуть, і здоров'я лікують.

ВИСНОВКИ

Серед вегетативних органів найактивнішими виявились водорозчинні виділення листків, а найменш активними - коренів. Найнадійнішим засобом зниження ґрунтів від втоми є науково обґрунтоване чергування культур у сівозмінах у поєднанні з внесенням органічних і мінеральних добрив, засобів боротьби з бур'янами, хворобами та шкідниками й застосуванням ефективного обробітку ґрунту.

Алелопатія, безсумнівно, грає роль в ґрунтовтомі. Але в цьому випадку отруюються не конкуренти, а самі виділяють ці речовини рослини. При тривалому вирощуванні будь-якої культури на одному місці в ґрунті можуть накопичуватися її кореневі виділення, які в певній концентрації стають токсичними для неї.

Кожному зрозуміло: якщо навчитися регулювати вміст колінів у ґрунті, то найкращий врожай можна одержати тоді, коли їх кількість у ґрунті стимулює ріст рослин. Уся багатовікова практика землеробства доводить, що для оптимального росту рослин потрібний певний вміст у ґрунті органічних речовин, а відтак і їх активної частини -- колінів.

Кількість і склад речовин, що виділяються, а відповідно і ступінь алелопатичної активності, залежать від виду, сорту, органу, фази розвитку, фізіологічного стану рослини й екологічних умов.

У перспективі потрібно навчитися регулювати вміст колінів у ґрунті. Знаючи хімічну природу колінів, можна буде замінити їх хімічними аналогами і замість трудомістких процесів по виготовленню і внесенню великих мас органічних добрив обмежитися внесенням кількох кілограмів штучних колінів на гектар.

Що ж стосується штучно створених ценозів з квіткових одно- та багаторічних рослин, то тут також діє це правило. Правильно підібрані види рослин в угрупуванні будуть взаємно позитивно впливати на ріст та розвиток один одного та створювати сприятливі передумови для вирощування наступних рослин при сівозміні.

Наприклад, алелопатичні виділення чорнобривців активізують процеси проростання та якості пророщених особин для майорів та айстр однорічних. Проведені в результаті експериментальної роботи досліди та отримані результати це підтвердили.

Так як моя гіпотеза про те, що наслідки алелпатичного впливу чорнобривців будуть негативними не підтвердилася, я маю бажання навесні провести дослідження у відкритому ґрунті з цими рослинами та у наступному році продовжити та розширити свої знання в цій сфері. В моїх планах дослідити ґрунт, де буде проростати це насіння та якість росту самих рослин.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Айстра однорічна або китайська [Електронний ресурс]. - Режимдоступу:http://vilingstore.net/Zhivotnye-nasekomye-rasteniya-flora-i-fauna-c7/Aystra-odnorichna-abo-kitayska-i176983

2. Биляновская Т.М. Алелопатическое взаимодействие овощных культур витаминного комплекса через среду корнеобитания. -Минск, 1992 -16с.

3. Биляновская Т.М. Влияние температурного фактора на проявление алелопатического еффекта // Алелопатия и продуктивность растений: Сб.науч.тр. - Харьков: Харьк.с.х. ин-т. В.В.Докучаева, 1988 - с.115-119.

4. Богдан Г.П. Природа защитных реакций растений. - Киев: Наукова думка, 1981 - 208 с.

5. Возняковская О.М. Некоторые аспекты взаимодействия здоровых растений с микроорганизмами // Алелопатия и продуктивность растений. - Киев: Наукова думка, 1990. - 119.

6. Волкогон В.В. Особливості формування азотфіксуючих асоціацій бактерій з травами та регулювання їх активності : Автореф.дис. д-ра с.г. наук. - К., 1997. -36 с.

7. Головко Э.А. Микроорганизмы в алелопатии высших растений. - Киев: Наукова думка, 1984.-200 с.

8. Грецькій В.М., Хоменок В.С. Руководство к практическим занятиям по технологии лекарств. - М.: Медицина. - 1991. - 352с

9. Гродзинський А.М. Основи хімічної взаємодії рослин. - Київ: Наукова думка, 1973. - 205 с.

10. Гродзинский А.М. Алелопатия растений и почвоутомление: избр.тр. - Киев: Наукова думка, 1991. - 432 с.

11. Гродзинский А.М., Богдан Г.П., Головко Э.А. и др. Алелопатическое почвоутомление. - Киев: Наукова думка, 1979. - 248 с.

12. Гродзинский А.М., Головко Э.А., Горобец С.А. и др. Экспериментальная алелопатия. - Киев: Наукова думка, 1987 . - 226 с.

13. Гродзинский А.М., Головко Э.А., Безмелов А.Я. Взаимодействие летучих выделений в замкнутой экосистеме. - Киев: Наукова думка, 1992. - 125 с.

14. Грюммер Г. Взаимное влияние высших растенгий. Алелопатия. - М.: Изд-во илюстр.лит., 1957. -261 с.

15. Злобин Ю.А. Принципы и методы изучения ценотических популяций растений. - Казань: Изд-во Казан.ун-та, 1989 - 147 с.

16. Квіти чорнобривці. Види і сорти чорнобривців. Вирощування квітів[Електронний ресурс]. - Режим доступу:http://faqukr.ru/domashnij-zatishok/42954-kviti-chornobrivci-vidi-i-sorti-chornobrivciv.html

17. Крупа Л.И., Фигурская А.А. Фенольные соединения в почве под зерновыми культурами // Алелопатия и продуктивность растений. - Киев: Наукова думка, 1990. -с.46-50.

18. Майори, квіти [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://agrokraina. com.ua/souls/ 276-kvti-yak-mayut-vyskove-zvannya.html

19. Матвеев Н.М. Алелопатия как фактор экологической среды. - Самара: Самар.кл.изд-во, 1994. -206 с.

20. Миркин Б.М. Что такое растительные сообщества. - К.: Наукова думка, 1990. -208 с.

21. Настої та відвари з сировини, що містить глікозиди [Електронний ресурс]. - Режим доступу:http://www.bestreferat.ru/referat-122766.html

22. Райс Э. Алелопатия. М.: Мир, 1978. - 392 с.

ДОДАТОК

Фото 1. Проростання насіння цинії (Zinnia) на 3 добу

Фото 2. Паростки цинії (Zinnia)контрольної частини на 14 добу



Гістограма кількості пророслих насінин цинії (Zinnia), з певною довжиною коріння

Фото 3. 20 насінин айстри однорічної (Callistephus) у чашці Петрі. Висадка



Фото 4. Проростання насіння айстри однорічної (Callistephus) на 6 добу

Таблиця 1. Дослідження чисельності проростання насіння цинії (Zinnia)

День	Цинії (Zinnia)	Контроль
	1	2	3	?
3)	14	14	12	38\63%	18\30%
4)	15	15	12	42\70%	24\40%
5)	16	16	14	46\77%	27\45%
6)	16	17	15	48\80%	30\50%
7)	17	17	16	50\83%	33\55%
8)	17	17	16	50\83%	36\60%
9)	17	18	16	51\85%	39\65%
10)	18	18	17	53\88%	42\70%
11)	18	18	18	54\90%	45\75%
12)	19	18	20	57\95%	47\78%
13)	19	18	20	57\95%	48\80%
14)	19	18	20	57\95%	49\82%



Гістограма кількості пророслих насінин айстри однорічної (Callistephus) з певною довжиною коріння

Размещено на Allbest.ru

...