Лиственница даурская как вечнозелёное карликовое дерево. Попытки создания.
Лиственница даурская как вечнозелёное карликовое дерево. Попытки создания.
На Сахалине лиственница является основным деревом, используемым в лесовосстановлении, поэтому очень важно уметь спрогнозировать её рост и развитие при влиянии различных факторов. Актуально получение комнатного растения лиственницы даурской, которое в течение года будет радовать своими зелёными хвоинками. Получение комнатной лиственницы с вечнозелёной кроной на Сахалине может стать увлекательным занятием для многих людей.
Проблема: ежегодно лиственница сбрасывает хвоинки.
Цель исследовательской работы: Изучить особенности роста лиственницы в зависимости от экологических факторов среды.
Объект исследования: лиственница.
Предмет исследования: экологические факторы, влияющие на рост и развитие лиственницы.
Гипотеза: При определённых условиях лиственница – вечнозелёное карликовое дерево.
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Просмотр содержимого документа
«Лиственница даурская как вечнозелёное карликовое дерево. Попытки создания.»
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа с. Буюклы
муниципального образования городской округ «Смирныховский»
Сахалинской области
Естественно-научное направление
ТЕМА проектноЙ/научно-исследовательской работы
«Лиственница даурская как вечнозелёное карликовое дерево. попытки создания»
Авторы: Лысенко Родион Евгеньевич, 9 класс,
Мкоян Миа Татуловна, 6 класс
Научный руководитель: Червонная Василина Владимировна,
учитель биологии и химии,
МБОУ СОШ с. Буюклы
с. Буюклы, 2019 год
Содержание
Введение ……………………………………………………………………..…3
Исследовательская часть…………………………………………………..….4
Заключение…………………………………………………………….………8
Список литературы……………………………………………………………9
ПРИЛОЖЕНИЕ 1…………………………………………………………..…10
ПРИЛОЖЕНИЕ 2…………………………………………………………..…11
ПРИЛОЖЕНИЕ 3……………………………………………………………..14
Введение
Данная работа представляет собой продолжение исследования роста и развития лиственницы даурской (2 год).
Вечнозелёные растения – это растения, которые в течение всего года сохраняют листву [3]. К таким растениям относят хвойных. Исключением является лиственница, которая ежегодно осенью сбрасывает листья, а восстанавливает их только весной, в мае.
Традиционно лиственница закрепилась на неприемлемых для других деревьев заболоченных участках долины реки Поронай, сырые экотопы Тонино-Анивского полуострова, и Сусунайской долины юга острова. После лесных пожаров светлохвойные лиственничные леса замещают темнохвойную тайгу из ели аянской и пихты сахалинской. Лиственница обладает устойчивостью к низовым пожарам благодаря особому строению коры в нижней части ствола. (Древесные растения северного Сахалина. https://helpiks.org/9-27692.html)Широкий диапазон выносливости обусловлен широкой нормой реакции этого организма, а, значит, в при изменении условий будут меняться и признаки этого растения. Японцам удаётся японскую лиственницуиспользовать для бонсая.
Из семян лиственницы даурской, которые нам подарили сотрудники Смирныховского лесничества, в 2018 году были получены всходы, которые после окончания опыта из открытого грунта на территории школы будут использованы для лесовосстановления. Наблюдения за ростом и развитием лиственницы в разных условиях, вызвало интерес к изучению нормы реакции и возможности управлять этими изменениями.
Актуальность:На Сахалине лиственница является основным деревом, используемым в лесовосстановлении, поэтому очень важно уметь спрогнозировать её рост и развитие при влиянии различных факторов. Актуально получение комнатного растения лиственницы даурской, которое в течение года будет радовать своими зелёными хвоинками. Получение комнатной лиственницы с вечнозелёной кроной на Сахалине может стать увлекательным занятием для многих людей.
Проблема: ежегодно лиственница сбрасывает хвоинки.
Цель исследовательской работы: Изучить особенности роста лиственницы в зависимости от экологических факторов среды.
Объект исследования: лиственница.
Предмет исследования: экологические факторы, влияющие на рост и развитие лиственницы.
Гипотеза: При определённых условиях лиственница – вечнозелёное карликовое дерево.
Задачи:
1. Заложить опыт с лиственницей, создав в разные условия существования.
2. Провести наблюдение за ростом и развитиемлиственницы в открытом и закрытом грунте, полученной из семян год назад, производить фенологические наблюдения.
3. Произвести измерение биометрических параметров лиственницы, метеорологических параметров среды в период наблюдения.
4.Произвести анализ и сравнение полученных данных.
Исследовательская часть
Для изучения особенностей роста всходов лиственницы был заложен опыт. Для опыта использовались семена лиственницы, полученные от Смирныховского лесничества. Опыт был начат в июне 2018 года и продолжается на сегодняшний день.
Высота лиственницы при благоприятных условиях может достигать 50 м, максимальный возраст до 300-400 лет, зарегистрированы лиственницы возрастом 800 лет. Крона лиственницы при постоянных ветрах может иметь ассиметричную фагообразную форму. Хвоя однолетняя, мягкая. Сплюснутая, ярко-зелёная, расположена на удлинённых побегах спирально и поодиночке, а на укороченных — пучками, по 20—40 (50) штук в каждом. (Лиственница. https://ru.wikipedia.org/wiki/Лиственница). Лиственница — однодомное растение. Семена мелкие, яйцевидные, с плотно прикреплёнными крылышками. Плодоношение начинается в возрасте около 15 лет. Лиственница — чрезвычайно светолюбивое дерево, в затенении не возобновляется и не растёт.(Лиственница в ландшафтном дизайне: виды и правила выращивания. https://lovely-dom.ru/2017/09/listvennitsa-v-landshaftnom-dizayne-vidyi-i-pravila-vyirashhivaniya)
Семена были посеяны в июне 2018 и, начиная с этого времени, производился мониторинг состояния всходов лиственницы и вёлся дневник фенологических наблюдений (ПРИЛОЖЕНИЕ 2).
Во второй год наблюдений, проанализировав изменение биометрических параметров, а также фенологические наблюдения, мы выявили следующие закономерности:
На опадение хвои лиственницы влияют два фактора: длина светового дня и температура. Отсутствие одного из факторов замедляет процесс опадения, делает его не полным.
Это подтверждается фенологическими наблюдениями в течение двух осенних периодов. Лиственница, растущая в открытом грунте, сбросила хвоинки к 15 октябрю в 2019 году почти полностью. В 2018 году это явление произошло к ноябрю. А лиственница, растущая в закрытом грунте в двух контейнерах (с торфяной и с комбинированной почвой) на этот момент времени листья желтеют частично, сохраняясь на побеге (ПРИЛОЖЕНИЕ 1рис. 1, 7). Опадение листьев происходит редко. К зимнему периоду формируются зимующие почки в обоих случаях, однако, как было обнаружено, в зимний период в 2018-2019 году лиственница в закрытом грунте уже в декабре выбрасывает пучок зелёных листьев небольшой длины светло-зелёного цвета, который сохраняется до самой весны, не увеличиваясь в размерах (ПРИЛОЖЕНИЕ 1 рис. 2). Несколько побегов в закрытом грунте находились в состоянии покоя зимой. Часть из них погибли, а часть выпустила пучок зелёных листьев весной.
На прирост лиственницы в летний и весенний период в закрытом грунте влияет, возможно, один из двух факторов: период зимнего покоя или размеры контейнера, в которых выращивается лиственница.
Нами было замечено, что удлинение побега лиственницы в закрытом грунте не происходит, за исключением 2-3 побегов. В открытом грунте побег лиственница растёт в длину. Увеличение размеров лиственницы в открытом грунте недружно, но имеется.
Наиболее активно прибавляют в росте побеги лиственницы в течение июня (ПРИЛОЖЕНИЕ 3 таблица 1, диаграмма 1). В течение первого года наблюдений было отмечено, что у растений закрытого грунта сильно вытягивается гипокотиль, поэтому они превосходили в росте (ПРИЛОЖЕНИЕ 3 таблица 3, диаграмма 3).
В августе меняется цвет приросшего за год стебля с зелёного на светло-коричневый, то есть происходит его одревеснение.
И сследование и сравнение анатомической структуры побегов лиственниц, произрастающих в открытом и закрытом грунте, не выявило изменений и различий в строении стебля.
Фотографии 1-2. Срез стебля и листа лиственницы, растущей в закрытом грунте.
Листья лиственницы, произрастающей в открытом грунте, направлены вверх, а листья лиственницы в закрытом грунте растут в стороны.Размеры листьев не зависят от условий произрастания (ПРИЛОЖЕНИЕ 3 таблица 2, диаграмма 2).
Лиственница, растущая над травяным покровом в открытом грунте, дольше сохраняет листья осенью, чем лиственница, оказавшаяся под пологом травяного покрова.
Пронаблюдав за растениями, которые оказались в разных условиях освещённости, изучив их реакцию на такие изменения, можно утверждать, что на опадение листьев лиственницы влияет длина светового периода.
Форма лиственницы, произрастающей в комнатных условиях, сильно отличается от формы лиственницы, произрастающей в открытом грунте.
Комнатные лиственницы похожи на пальмы, рост листьев происходит из одной точки роста, но есть исключения. В то же время, лиственница открытого пространства на молодых побегах имеет листья, расположенные по спирали.
К моменту наступления периода покоя на лиственницах формируются не только верхушечные зимующие почки, но и боковые, давая начало боковым побегам в начале зимы у лиственницы закрытого грунта или весной у лиственницы открытого грунта. То есть, на второй год жизни начинается ветвление лиственницы.
Влияние изменения освещённости на пожелтение листьев объясняется разрушением хлорофилла в листьях.
Влияние изменения температуры на опадение листьев заключается в том, что с понижением температуры воздуха начинает промерзать почва, вода в почве замерзает, становится недоступной для растения. Лиственница испытывает недостаток влаги и сбрасывание листьев в таком случае является важным приспособлением в условиях умеренного климата. Листья лиственницы не обладают таким толстым слоем воска на их поверхности, как остальные хвойные. Их устьица не погружены вглубь листа, как у других хвойных, а значит, уменьшить транспирацию в условиях нехватки доступной влаги не могут. В закрытом грунте есть возможность создать условия тропиков, в которых, вероятно, лиственнице непришлось бы сбрасывать листья.
Однако, лиственница, растущая в закрытом грунте, почти не прибавляет в росте. Есть две вероятные причины, которые ещё предстоит изучить:
Наступление периода покоя, вероятно, влияет на рост лиственницы.
Возможно, на рост лиственницы влияют размеры контейнера, в котором выращивается лиственница. Малые размеры контейнера не дают развиваться корневой системе, что влияет на рост надземной части растения.
В течение периода с октября 2019 года по 15 декабря 2019 мы изучали влияние досвечивания искусственным светом на лиственницу даурскую.Досвечивание осуществлялось с 8:00 часов до 18:30 часов.
Результат (таблица 4): листья лиственницы зимней вегетации (декабрь, 2019 год) длиннее, чем листья зимней вегетации прошлого года (ноябрь, 2018 г. –март, 2019 г.).
Таблица 4. Сравнение длины листьев лиственницы даурской зимней вегетации (среднее значение, размер выборки 30 шт).
Длина листьев без досвечивания (4.04.2019 г.)
Длина листьев с досвечиванием искусственным светом (9.12.2019 г.)
1,17 см
1,58 см
Следовательно, можно сделать вывод, что длина светового дня влияет на рост и развитие лиственницы даурской, а именно способствует росту листьев.
Также отмечается ветвление главного побега лиственниц и образование укороченных побегов.Тоже самое явление (ветвление) наблюдалось в ноябре 2018 года у лиственниц закрытого грунта. В прошлом году лиственницы не освещались дополнительно искусственным светом, а температура воздуха была от 16 до 24 градусов по Цельсию. Таким образом, на пробуждение зимующих почек влияет температура окружающей среды.
Заключение
Лиственница является важным лесообразующим видом для сахалинской светлохвойной тайги. Это удивительное растение, которое обладает широкой нормой реакции. Изменение освещённости, температуры среды, влажности сопровождается изменением внешнего вида и физиологии лиственницы.
В процессе исследования наша гипотеза почти подтвердилась. В условиях закрытого грунта лиственница почти не выросла за вегетативный период и состояние полного покоя не наступает. При дальнейшем продолжении опыта возможно получение вечнозелёной карликовой лиственницы.
Дальнейшие перспективы данного эксперимента заключаются в продолжение наблюдений за ростом и развитием лиственницыс применением досвечивания искусственным светом, которое ранее не использовалось. Также следует изучить влияние размеров контейнера на прирост лиственницы в длину в закрытом грунте.
Над научно-исследовательской работой трудились Лысенко Родион (измерение лиственницы, обработка полученных результатов) и МкоянМиа (измерение лиственницы, обработка полученных результатов) (ПРИЛОЖЕНИЕ 1 рис. 3-6).
В скором времени нами будутразработана технологияполучения красивых комнатных растенийвечнозелёной карликовой лиственницы даурской.
Список литературы
Абатуров А. В., Абатурова Г. А. Лиственница на Камчатке // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. 2010. №3. URL:https://cyberleninka.ru/article/n/listvennitsa-na-kamchatke;
Баркалов В.Ю., Таран А.А. Список видов сосудистых растений острова Сахалин. http://biosoil.ru/files/00000309.pdf;
Лиственница в ландшафтном дизайне: виды и правила выращивания. https://lovely-dom.ru/2017/09/listvennitsa-v-landshaftnom-dizayne-vidyi-i-pravila-vyirashhivaniya;
Гипокотиль коричневого цвета, листья светло-зелёные.
10 сентября
Много пожелтевших листьев. Гипокотиль коричневого цвета. Облиственная часть бледно-зелёного цвета.
Гипокотиль коричневого цвета, листья светло-зелёные, жёлтые листьяприсутствуют.
12 октября
Листья желтеют, высыхают, но остаются на побеге. Зелёных листьев мало. На побеге сформировалась крупная почка.
Гипокотиль коричневого цвета, листья желтеют.
12 ноября
Распустились пучки молодых листьев, намечается ветвление у некоторых побегов, листья первого года высыхают, светло-жёлтого цвета, остаются на побеге, некоторые опадают.
Гипокотиль коричневого цвета, листья светло-жёлтые, некоторые отрываются от стебля.
12 декабря
Молодые листья растут плохо, постепенно желтеют. Температура опускается до +10°С, подсвечивания искусственным светом не происходит.
Под снегом в течение зимы, глубина снежного покрова около 30 см
2019 год
Январь, февраль
Всю зиму на стебле сохранялись зелёные листочки в небольшом количестве, у некоторых хвоя пожелтела, на верхушке образовалась крупная почка светло-зелёного цвета, наблюдается
Под снегом в течение зимы, глубина снежного покрова около 30 см (по состоянию на 28 февраля).
12 апреля
Количество зелёных листочков на верхушках побегов увеличилось, они стали длиннее, но некоторые только распустились и пока короткие, у некоторых побегов прослеживается начало ветвления, образуются боковые пучки листьев, часть побегов погибли.
Снежный покров отсутствует, стебель светло-коричневый, на верхушке побега крупная почка светло-коричневого цвета.
6 мая
Продолжается распускание, рост зелёных листьев в пучках.
На побегах появились пучки молодых зелёных листьев (по 1-2 пучка), около 1 см длиной.
13 июня
Удлинение листьев, рост побегов отсутствует за единичными исключениями.
Активный рост побегов, удлинение листьев.
18 июля
Прирост в длину незаметен у большинства побегов, растут листья зелёного цвета
Рост побегов в длину, листья зелёные.
15 августа
Нет прироста.
Замедлился прирост в длину.
12 сентября
Нет прироста, листья зелёные
Стебель светло-коричневый, единично начинают облетать хвоинки, формируются зимующие почки.
15 октября
Нет прироста, некоторые листья начинают желтеть, сохраняясь на побеге.
Листья опадают, некоторые высокие побеги ещё сохраняют жёлтые листья.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Таблица 1. Динамика прироста стебля в длину
закрытый грунт № 1
закрытый грунт № 3
Открытый грунт
03 апреля
0,361538
0,223077
0
13 июня
0,911765
0,69
1,756667
18 июля
0,911765
0,793333
2,726667
12 сентября
0,911765
0,793333
2,86875
Диаграмма 1. Динамика прироста стебля в длину
Таблица 2. Изменение длины листьев
закрытый грунт № 1
закрытый грунт № 3
Открытый грунт
3 апреля
1,3125
0,972222
0
13 июня
1,22
1,196667
1,624138
15 августа
1,383871
1,524138
1,631429
Диаграмма 2. Изменение длины листьев
Таблица 3. Длина стебля общая на 13 июня
закрытый грунт № 1
закрытый грунт № 3
открытый грунт1
длина стебля общая
4,456667
4,45625
4,019355
1 В первый год жизни растения закрытого грунта по превосходили по высоте растения открытого грунта из-за вытягивания гипокотиля в комнатных условиях.
сследование и сравнение анатомической структуры побегов лиственниц, произрастающих в открытом и закрытом грунте, не выявило изменений и различий в строении стебля.
ис. 3-5. Измерениебиометрических параметров лиственницы.
