5. Мокрая почва: при сжатии рукой выделяется вода, стекающая между пальцами, почвенная масса текучая.
Лабораторный способ
Порядок определения
1. В бюкс, доведенный до постоянного веса в сушильном шкафу при 100 – 105 ºС, берут навеску почвы в 3 – 4 г, пропущенной через сито диаметром 1 мм. Бюкс перед работой не моют, а вытирают сухим полотенцем. На шлифованных частях стаканчика графитовым карандашом делают метку.
2. Сушильный шкаф нагревают до 105 ºС, ставят в него открытый бюкс и сушат в течение 4 часов, следя за температурой. (Примечание. Крышку кладут боком на стаканчик).
3. Через 4 часа бюкс вынимают щипцами с каучуковыми наконечниками, закрывают крышкой и ставят в эксикатор. Эксикатор с бюксом переносят в весовую комнату и оставляют на 30 минут для охлаждения.
4. Бюкс с высушенной почвой взвешивают на аналитических весах в закрытом состоянии, открывают и снова ставят в сушильный шкаф на 2 часа. Просушивание и взвешивание производят несколько раз до установления постоянной массы. Часто за убыванием массы наступает ее увеличение, обусловленное окислением органического вещества. За величину постоянной массы в этом случае принимают наименьшее значение массы.
5. Продолжительность высушивания зависит от химического и механического состояния почвы. Песчаные образцы высушиваются за 5 часов, а перегнойные – требуют большего времени сушки.
Пример вычисления:
,
где Х – влажность почвы, %;
А – масса пробы почвы до высушивания, г;
Б – масса пробы почвы после высушивания, г.
Запишите результаты в тетради, сравните их с результатами, полученными другими бригадами. Сделайте вывод.
Задача 4. Методы определения гумуса в почве.
Гумус (перегной) является важнейшей составной частью почвы. Химический состав и структурные формулы перегнойных кислот точно еще не установлены.
Перегной служит источником питательных веществ, создает структуру, влияет на такие свойства почв, как влагоемкость, температура, кислотность и т. д. От его содержания и качества в значительной степени зависит плодородие почвы, поэтому необходимо хорошо ознакомиться с методами его определения.
Прямых методов определения общего количества гумуса в почве нет. Косвенным приемом определения общего количества гумуса является вычисление содержания его по количеству углерода в почве.
Все методы определения перегноя по углероду делятся на прямые и косвенные. Прямые методы основаны на учете углекислого газа, выделяющегося при сгорании (сжигании) органического вещества почвы путем прокаливания (сухое сжигание) или окисления перегноя смесью хромовой и серной кислот (мокрое сжигание). Прямые методы более точны, но требуют много времени.
Косвенные методы определения гумуса основаны на учете кислорода, необходимого для его окисления, и исходя из предположения, что при окислении весь кислород расходуется только на окисление углерода.
Из косвенных методов определения гумуса наибольшим распространением пользуется метод , сущность которого заключается в окислении перегноя титрованным раствором хромовой кислоты и определении неизрасходованного остатка последней титрованием. По количеству израсходованного окислителя вычисляется количество углерода, находящегося в почве, а по содержанию последнего вычисляется процентное содержание гумуса.
Задача 5. Определение кислотности почвенного раствора.
Почвенный раствор – это вода, находящаяся в почве и содержащая растворенные в ней химические вещества. Почвенный раствор определяет реакцию почвы, ее рН: кислую, щелочную, нейтральную. Реакция почвы влияет на рост растений косвенно: изменяет подвижность питательных веществ и их доступность растениям, способствует накоплению в почве вредных веществ и т. д. Почвенный раствор с кислой реакцией угнетает жизнедеятельность полезных микроорганизмов, рост и развитие многих сельскохозяйственных культур. Кислую реакцию имеют главным образом подзолистые почвы. При рН = 5,6 – 6,0 почвы считаются слабокислыми, рН = 4,6 – 5,5 – среднекислыми и при рН ниже 4,5 – сильнокислыми. Избыточную кислотность почвы можно нейтрализовать, внося в нее известь, что в итоге повышает плодородие почвы.
Щелочная реакция почвенного раствора колеблется от 7,1 до 8,5. Высокая концентрация солей почвенного раствора угнетает процессы всасывания и также, как сильнокислая, угнетает рост микроорганизмов. Нейтральная реакция (рН = 6,7 – 7,0) почвенного раствора наиболее благоприятна для большинства культурных растений.
Задание. Установить кислотность раствора «универсальной» индикаторной бумагой.
Приготовьте почвенный раствор. Поместите 10 г просеянной через сито (с диаметром отверстий в 1 мм) почвы в химический стакан емкостью 50 мл, добавьте 20 мл свежей очищенной воды (вода должна иметь рН = 5,0 – 7,0), размешайте стеклянной палочкой и через 1 – 2 минут приступите к определению значений PH c помощью индикаторной бумаги. Точность определения ориентировочная. Для более точных показателей применяют другие методы, например рН-метрия, точность – 0,1 рН. Сравните полученные результаты с результатами, полученными другими бригадами.
ТАБЛИЦА 2
Оптимальные показания рН почвы
для выращивания некоторых растений
Растение | Оптимум рН | Растение | Оптимум рН |
Абрикос Вишня Земляника Капуста цветная Клевер красный Кукуруза Пастернак Петрушка Примула Рис Салат Смородина Табак Тыква Хлопчатник | 6,0-7,0 6,0-7,5 5,0-6,5 6,0-7,0 6,0-7,5 6,0-7,0 5,5-7,5 5,5-7,5 6,0-8,0 5,5-6,5 6,0-7,5 5,5-7,5 5,5-7,5 5,5-7,5 5,0-7,0 | Гречиха Дельфиниум Календула Каштан Клюква Лавр благородный Перец красный Подсолнечник Ревень Рододендрон Сельдерей Спаржа Томат Фасоль Эвкалипт | 5,5-7,0 6,0-7,5 6,0-7,0 6,0-6,5 4,3-5,3 4,5-6,0 6,5-8,0 6,0-7,0 6,0-7,0 4,5-6,0 6,5-7,5 6,0-7,5 6,0-7,5 6,5-7,8 6,0-8,0 |
Итог. Составьте отчет о проделанной работе в виде сводной таблицы по изученным показателям разных образцов почв, сделайте вывод об их свойствах и определите для конкретной культуры (по заданию преподавателя) критерии пригодности почвы для ее возделывания.
Контрольные вопросы
1. Что такое почва?
2. Назовите составляющие части почвы.
3. Что такое механический состав почвы?
4. Что такое гумус? Как он образуется?
5. Как влияет на содержание гумуса механический состав почвы?
6. Какие приемы обработки почвы влияют на содержание гумуса?
7. Какое значение имеет определение влажности почвы?
8. Как влияет pH почвенного раствора на питание растения?
9. Какие критерии характеристики почв являются ведущими для возделывания лекарственных культур?
ПРИЛОЖЕНИЕ
Подготовка образцов почвы к анализу
Для большинства рассматриваемых анализов образцы почв предварительно высушивают до воздушно-сухого состояния в хорошо проветриваемом и лишенном лабораторных газов (аммиака, бензола и т. д.) помещении. Цель высушивания – прекращение в почве микробной деятельности и связанного с ним изменения образца.
Для взятия средних и аналитических проб образец почвы рассыпают на чистый лист бумаги, разравнивают тонким слоем, удаляют из него корни, включения, новообразования, скелет. Крупные комочки почвы разламывают или дробят в фарфоровой ступке пестиком с резиновым наконечником до небольших комков 5 – 7 мм. Цель – получить более однородный образец мелкозема и иметь возможность тщательно перемешать его каждый раз перед взятием средних проб. Поскольку средняя проба должна характеризовать все свойства исследуемой почвы, на подготовку образца следует обращать особое внимание.
Среднюю пробу лучше брать квадратированием. Для этого почву на листе делят на небольшие 3х3 см квадратики (линейкой или шпателем вертикальными и горизонтальными линиями). Из каждого квадратика (или через один) берут небольшое количество почвы, захватывая ее на всю глубину слоя. Эти взятия объединяют в среднюю пробу.
Две противоположные части квадратов ссыпают в коробку для хранения. В коробку следует положить этикетку наименования образца, кроме того, наклеить вторую этикетку на стенку коробки (не на крышку!).
Из оставшейся на бумаге почвы берут лабораторные пробы для анализов, которые требуют дополнительного, более тщательного, отбора мелких корешков (вплоть до растирания в ступке!). Оставшуюся часть средней пробы (после отбора лабораторных проб, требующих отбора корешков) растирают в фарфоровой ступке пестиком с резиновым наконечником и пропускают через сито с диаметром отверстий 1 мм (с крышкой и поддоном). Открывать сито полагается через 1–2 минуты после просеивания, чтобы дать пыли осесть и не потерять самую активную часть почвы – илистую фракцию.
Цель просеивания – отделение мелкозема от скелета почвы. Поэтому то, что остается на сите (если это не хрящ или гравий, а агрегаты почвы), снова высыпают в фарфоровую ступку, растирают и вновь просеивают. Если есть скелет, вычисляют его проценты. Почву помещают в банку с притертой пробкой, коробку или пакет, где хранится просеянная почва (с этикеткой внутри и этикеткой, наклеенной на стенке).
Для определения физико-химических и агрохимических показателей почв чаще используют почву, подготовленную вышеописанным способом, т. е. пропущенную через сито диаметром 1 мм. Особая подготовка почвы к некоторым видам анализов приводится индивидуально в прописях по их выполнению.
Цель занятия
Получить представление о посевном материале лекарственных культур.
Задачи занятия
1. Выяснить разницу в понятиях: «семя», «плод», «посевной материал».
2. Изучить семена различных лекарственных культур.
3. Вспомнить (из курса ботаники) химический состав запасных питательных веществ.
4. Изучить семенную кожуру разных видов семян.
5. Записать условия хранения посевного материала.
6. Узнать, как определить всхожесть семян в лабораторных условиях.
7. Получить представление о глубине заделки семян.
Оснащение занятия
Справочная литература, демонстрационные таблицы и фотографии, образцы семян лекарственных культур, набор семян для проращивания, чашки Петри, пинцеты, фильтровальная бумага.
Введение
Под посевным материалом в растениеводстве понимают семена (лен, астрагал, мак), плоды (валериана, тмин, календула), соплодия (свекла) и части сложных плодов (малина), используемых для посева.
Семя (semen) – орган воспроизведения, расселения и переживания неблагоприятных условий у семенных растений. Обычно развивается из семязачатка после оплодотворения (иногда без оплодотворения).
В семени различают: зародыш, кожуру и у многих растений – запасающие ткани (эндосперм, перисперм), где откладываются жиры, белки, углеводы. При отсутствии этих тканей (например, у бобовых, астровых) запасные вещества откладываются в семядолях (первых листьях) зародыша.
В сформированном зародыше имеются корешок, стебелек, листочки (семядоли) и почечка. Иногда зародыш слабо дифференцирован на органы (орхидные, женьшень, лимонник). У некоторых растений (цитрусовые) в семени бывает несколько зародышей (полиэмбриония). Зародыш имеет гетеротрофный тип питания и расходует на свое развитие запасные питательные вещества.
Семенная кожура – многослойная ткань, состоящая из опробковевших или одревесневших клеток, которые защищают зародыш от высыхания, от света и нередко от преждевременного прорастания. В кожуре имеется небольшое отверстие – микропиле, через которое проникает вода и начинается набухание семени. Корешок при прорастании направляется к микропиле, а затем выходит из него.
Семенная кожура многих растений имеет бугорки, выросты или волоски, служащие распространению семян.
Размеры, масса, форма и цвет семян сильно варьируют. Например, семена орхидных с массой в тысячные доли миллиграмма и гигант в 20 килограммов – семена сейшельской пальмы.
Покой семян
В условиях, неблагоприятных для прорастания, семена длительное время находятся в состоянии глубокого покоя, сохраняя при этом жизнеспособность. После периода покоя семена могут дать нормальные всходы. Различают два типа покоя семян: вынужденный и органический. Вынужденный покой семян связан с отсутствием влаги или необходимой для прорастания температуры. Причины и длительность органического покоя более сложны. Он может быть неглубоким и глубоким. Первый связан с пониженной газопроницаемостью семенных покровов и может быть нарушен различными физиологическими воздействиями: сухое хранение, охлаждение набухших семян, воздействие света, повреждение покровов. Глубокий покой семян объясняется как пониженной газопроницаемостью семенных покровов, так и покоем самого зародыша.
У разных растений покой зародыша связан:
1. С морфологической незрелостью (неполным развитием), например у орхидей, некоторых видов ясеня и т. д.
2. С физиологической незрелостью, несмотря на полное развитие зародыша.
3. С наличием ингибиторов прорастания. Эти вещества могут находиться в самом зародыше, в эндосперме, в семенной кожуре, в околоплоднике, и действие их состоит в торможении ферментативных реакций. Ингибиторами часто являются производные бензойной и коричной кислот и кумарина или абсцизовая кислота.
4. Непроницаемость семенной кожуры для воды, например, у бобовых, или для газов, например, у дурнишника.
Прекращение покоя семян
Дозревание – дальнейшее развитие морфологически или физиологически
незрелых зародышей. Этот процесс происходит спонтанно, без внешних стимулов.
Устранение ингибиторов. Они могут вымываться водой или адсорбироваться почвой. При искусственном проращивании семена, разложенные густо, задерживают прорастание вследствие чрезмерной концентрации ингибиторов в субстрате. Освещение и холод могут привести к исчезновению ингибиторов.
Изменение семенной кожуры. В природе семенная кожура становится более проницаемой и менее устойчивой под влиянием многократного высыхания, замораживания и оттаивания. Она загнивает, разрушается под действием бактерий и грибов. При культивировании некоторых растений, например, из семейства бобовых, некоторых деревьев и кустарников, приходится подвергать их семена скарификации (scarifico – царапаю, подрезаю) – механическому повреждению семенной кожуры. В этом случае семена пропускают через специальные машины – скарификаторы, обрабатывая их крепкой серной кислотой или другими способами. Этот процесс следует проводить не раньше чем за месяц до посева, так как нарушение целостности семенной кожуры неблагоприятно влияет на жизнеспособность зародышей.
В лабораторных условиях скарифицировать семена можно, протирая их между двумя деревянными дощечками, обернутыми мелкозернистой стеклянной или наждачной бумагой, или, повреждая оболочку семян, напильником, ланцетом и т. п.
Для прерывания глубокого биологического покоя семена подвергают стратификации (stratum – настил, слой, facio – делаю). Для этого семена труднопрорастающих растений выдерживают во влажном субстрате для ускорения прорастания. Их переслаивают влажным песком, опилками, торфяной крошкой, мхом (на одну часть семян берут три-четыре части субстрата), а затем выдерживают их при температуре +3 - +5 °C и свободном доступе воздуха. Продолжительность стратификации семян различных культур неодинакова – от 30 дней до 5 месяцев.
Посев семян
Посев – это заделка семян в верхние слои почвы для их прорастания. Существует несколько способов посева семян. Их выбирают с учетом требований выращиваемой культуры к площади питания, освещению, влаге, к необходимому механическому уходу за посевами, и, прежде всего, к обработке междурядий. При разбросном посеве семена попадают на поверхность почвы и заделываются бороной (граблями) на разную глубину, вследствие чего всходы появляются неодновременно. Рядковый посев обеспечивает определенную глубину, укладывая семена в борозды и закрывая их рыхлым слоем почвы, что способствует дружному появлению всходов. Ширина междурядий может быть различной, в зависимости от вида культур. При обычном рядковом посеве она составляет 12,5 – 15 см; при узкорядном – 7 – 10 см, при широкорядном – 45 см и более.
Сроки сева
Время посева определяется задачами практики, а также условиями, необходимыми для прорастания семян. Различают весенний – до ухода влаги в глубокие слои почвы, подзимний – для получения ранних всходов и летний – для получения второго урожая.
Известно, что для прорастания семян необходимы вода, кислород, определенный температурный режим и для некоторых культур – свет. Ранней весной, после схода снега, в почве много воды, но почва еще холодная, и потому возможен посев только холодостойких культур. Для посева теплолюбивых растений необходимо дождаться прогрева почвы, но при этом резко убывает весенний запас влаги, что замедлит прорастание семян и снизит будущий урожай. По этим причинам семена теплолюбивых растений высевают при прогреве почвы до 10–12 °С. При подзимнем севе почву готовят заранее, а сеют за неделю до наступления морозов так, чтобы семена не успели прорасти. В этом случае отпадает необходимость в стратификации семян и получают ранние всходы.
Глубина заделки семян
Кроме сроков посева, важна глубина заделки семян в почву. При глубокой заделке всходам не хватит воздуха, и молодым проросткам трудно пробиться на поверхность почвы. При мелкой заделке – проросткам может не хватить влаги. Глубина заделки семян зависит от их размера и от механического состава почвы. Практикой установлено, что глубина заделки должна быть примерно в два-три раза больше размера семени. Обычно существуют рекомендации по глубине заделки для каждой культуры. Необходимо учитывать и механический состав почвы. На легких почвах, где влага быстро уходит из верхних слоев вниз, семена сеют несколько глубже, чем на тяжелых, глинистых. Глинистая почва содержит больше влаги, но в ней мало воздуха, поэтому посев должен быть менее глубоким, чем на песчаных почвах.
Организация посева семян
Эту работу начинают зимой с проверки качества семенного материала, очистки семян, проверки их на всхожесть. При необходимости проводят протравливание семян против вредителей и болезней, дражирование семян, подвергают стратификации или скарификации.
Всхожесть семян
Для определения пригодности посевного материала к севу проводят определение всхожести семян и энергии их прорастания. От этих показателей зависит норма высева семян.
Всхожесть семян – это способность их давать нормально развитые проростки за определенный отрезок времени при благоприятных для данной культуры условиях. Всхожесть принято выражать в процентах: число проросших семян к общему количеству, взятых для проращивания. Одновременно со всхожестью определяют и энергию прорастания семян, которая характеризует одновременность появления всходов за определенный срок. Различают всхожесть лабораторную и всхожесть полевую. Чаще всего лабораторная всхожесть семян выше, чем полевая. Соответствующим применением агротехнических мероприятий возможно повысить полевую всхожесть, приблизив ее к лабораторной всхожести.
Выполнение работы
Задача 1. Изучить семена различных лекарственных культур.
Прежде чем знакомиться с различными семенами растений, следует вспомнить из курса ботаники строение семени, а также наиболее распространенные типы семян. С этой целью рассмотрите предложенные в методических указаниях фотографии по строению семян. Отпрепарируйте размоченные семена тыквы, клещевины, хурмы, кукурузы или других крупных семян. Найдите у них и изучите главные части семени: зародыш с одной или двумя семядолями (листочками), наличие или отсутствие эндосперма, семенную кожуру. Используя образцы семян разных лекарственных растений, а также справочную литературу, составьте характеристику нескольких видов семян по следующим признакам: размеры и масса семян, форма, цвет, особенности строения семенной кожуры, особенности строения и развития зародыша, типы питательных веществ и место их отложения (в зародыше, эндосперме, перисперме). Запишите это в тетрадях.
Задача 2. Выяснить химический состав запасных питательных веществ.
Возьмите подготовленные семена, отпрепарируйте их, определите места отложения у них запасных питательных веществ. Приготовьте лезвием поперечный или продольный срез семени и с помощью показательных микрохимических реакций на крахмал, белок или жир определите химический состав запасных веществ этих семян. Запишите это в тетради. Вспомните, как эти вещества расходуются при прорастании семени.
Задача 3. Охарактеризовать семенную кожуру разных видов семян.
Изучите внешний вид семенной кожуры: конских бобов, гороха, тык-вы, яблони, боярышника по следующим признакам – цвет, поверхность, толщина, консистенция. Запишите в тетради вывод о проделанной работе.
Задача 4. Записать условия хранения посевного материала.
Вспомните из курса ботаники определение семени. Обратите внимание, что семя – это живая структура, находящаяся в состоянии покоя, и ему присущи все процессы жизнедеятельности организма, которые в семени протекают на минимальном уровне. Из этого следует, что семена должны находиться в условиях, обеспечивающих осуществление этих процессов, а также и продолжения их жизни, т. е. им необходим кислород воздуха для дыхания, определенная температура и степень влажности среды их нахождения. Потому при хранении семян необходимо обеспечивать семенам эти крайне необходимые условия. Запишите это в тетрадях. Запишите также, какие условия необходимы для пробуждения семян. Ответьте на вопросы: что такое покой семян, какие виды покоя семян существуют, с чем связано наличие покоя у семян?
Задача 5. Определить всхожесть семян в лабораторных условиях.
Для практических целей необходимо знать два свойства посевного материала: 1) сколько семян обладает жизненной способностью и дает нормальные всходы и 2) в какой минимальный срок прорастает максимальное количество данных семян. Первое свойство устанавливается определением процента всхожести, а второе – процентом энергии прорастания.
Для определения этих показателей отсчитывают без выбора три порции по 100 штук семян и помещают их в чашки Петри, на дно которых положена мокрая фильтровальная бумага. Проращивание проводят при комнатной температуре 18 – 25 °С. Чашки Петри закрываются стеклом и периодически проветриваются. К числу всхожих семян относят те, корешки которых достигли половины длины семени.
В течение 7 – 10 дней проводится наблюдение за появлением проростков и подсчитывают их число. По окончании наблюдений по результатам трех повторностей высчитывают всхожесть и энергию прорастания семян. Полученные данные заносят в таблицу по следующему образцу.
Динамика прорастания семян
Название растения и № повторности | Число проросших семян по суткам | Энергия прорастания, % | Всхожесть, % | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |||
Задача 6. Получить представление о глубине заделки и способах сева семян.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
