Научно-практическая конференция
«Особо охраняемые природные территории России»
Научно-исследовательская работа
«Как лотосы Астраханского заповедника шагнули на Прикумье»
Направление: ботаника
Работу выполнила: Костюшина Марина
ученица 8 класса МОУ «Лицея №8
города Будённовска Будённовского района
Руководитель работы: Гурьянова Елена
Ивановна, учитель географии, МОУ
«Лицея №8 города Будённовска
Буденновского района»
2017 год
Г. Будённовск
Оглавление
Введение 3 стр.
Основная часть
1. Обзор литературы 4 стр.
2. Методика исследования и материал 5 стр.
3. Результаты исследования 6 стр.
3.1. Условия и способы посадки и выращивания лотоса каспийского 6 стр.
3.2. Почво-грунты для выращивания лотоса каспийского в открытой воде
3.3. Органолептическое исследование воды 7 стр.
3.4. Условия вегетации 7 стр.
3.5. Морфометрические характеристики популяции лотоса на Прикумье 8 стр
Выводы 9 стр.
Заключение 10 стр.
Литература 11 стр.
Приложение 12 стр.
Введение
В связи с тем, что 2017 год объявлен в России Годом экологии, Годом особо охраняемых природных территорий, наше пристальное внимание последнее время привлекают такого рода объекты. Текущий год выбран не случайно. Это 100-летняя годовщина основания самого первого российского заповедника – Баргузинского. Заповедное дело в нашей стране активно развивалось. В 1919 году, уже через два года после начала этого движения, для сохранения осетровых рыб, водоплавающих птиц, редких лотосов был создан Астраханский ордена Трудового Красного Знамени государственный природный биосферный заповедник. Для нас он интересен и актуален тем, что расположен примерно в тех же природных условиях, что и Прикумье. Ещё одним толчком к началу работы над этой темой стал тот факт, что уже несколько лет в нашем, Будённовском районе выращивают астраханскую жемчужину – каспийский лотос. Цель представленной работы: проведение исследований по введению лотоса каспийского в культуру, расширению его лекарственно-сырьевой базы в местных эколого-климатических условиях. Задачи решаемые исследованием: изучив биологические особенности лотоса, красно-книжного растения выяснить, какие благоприятные условия были созданы для его благополучного произрастания на Прикумье. Через распространение информации формировать активную гражданскую позицию школьников в сфере краеведческой экологии.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые в условиях Будённовского района проведено комплексное агроэкологическое изучение лотоса каспийского (nelumbo caspica). Исследованы почвенно-климатические условия роста, развития, изменения морфолого-анатомических характеристик лотоса каспийского. Значимость работы заключается в том, что предложены способы возделывания лотоса каспийского в открытых водоемах Прикумья.
Основная часть
1. Обзор литературы
Из различных научных печатных и электронных источников выяснили, что лотос каспийский, латинское название (Nelumbo caspica), народные названия: каспийская роза, астраханская роза, чулпанская роза - водное многолетнее травянистое растение. Очень похож на лотос орехоносный, основное его отличие заключается в том, что его лепестки имеют желтовато-белую окраску, а концы их розовые. Распространен этот вид в европейской части России, в дельте реки Волги. Точных данных, как и когда, появился лотос на Волге — нет. Бытует мнение, что семена растения попали с торговыми караванами из Индии или Китая в период существования Великого шелкового пути. Также есть предположение, что семена были занесены стаями перелетных птиц. Лотос каспийский внесен в Красную книгу. Редкий реликтовый вид. Растет небольшими зарослями по озерам, лиманам, заводям, старицам с илистым грунтом на глубинах до 2 м. Размножается делением корневищ и семенами. Семена требуют механического повреждения верхнего слоя при посадке.
В листьях и стеблях обнаружены флавоноиды, лейкоантоцианиды. Листья содержат алкалоиды, флавоноиды. В листьях и черешках найдены алкалоиды. Цветки содержат флавоноиды; плоды - флавоноиды, алкалоиды, пальмитиновую кислоту.
Отвар корневищ применяют в качестве седативного, освежающего, питательного средства при изнурении, нервных истощениях; как успокаивающее средство; как жаропонижающее средство, при пневмонии; как противоядие - при укусах змей и скорпионов. Отвар плодов применяют как стимулятор сердечной деятельности; как тонизирующее, возбуждающее, общеукрепляющее, антитоксическое, мочегонное, кровоостанавливающее средство.
2. Методика исследования и материал
Для изучений популяции лотоса каспийского был исследован искусственный водоём на участке индивидуального предпринимателя Москаленко Виктора Анатольевича, расположенного на старице реки Кумы в 5 км от поселка Катасон Будённовского района Ставропольского края. Площадь популяции: длина 40м, ширина 15м (600м2). Возраст популяции 7 лет. Появление первых растений в водоёме датировано 2009 годом. Наблюдения и морфометрические измерения производились в 2016 году с мая по сентябрь месяцы (Приложение 1).
При изучении ботанической характеристики лотоса каспийского применялись методы макроскопических исследований. На описанной площадке, проанализировано 6 количественных признаков: количество надводных листьев, длина и ширина листовой пластинки; количество бутонов; диаметр цветка; диаметр коробочки. Описание агротехники возделывания лотоса орехоносного, каспийского, в том числе, нормы посадки, операций и технологий по уходу за посадками, правила закладки и оформления водоёма, проведения наблюдений и учета в период вегетации, учета урожая проводились в соответствии с методиками, описанными в методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (Федин, 1985). Макроскопическое исследование проводили при помощи линейки и миллиметровой бумаги. Для изучения pH водной среды, использовали методы химических исследований по методике «Экологического практикума школьника». Материалами служили пробы воды из водоема и лакмусовая бумага.
3. Результаты исследования
3.1. Условия и способы посадки и выращивания лотоса каспийского
Информация о том, как лотос каспийский появился на участке , получена из интервью с предпринимателем. Исходные корневища лотоса в середине ноября 2007 года собраны в ерике Кашеванка дельты Волги, в ящиках со смесью песка и ила перевезены на Прикумье и затоплены в естественном водоёме до начала посадки весной следующего года. В конце марта, начале апреля, когда температура воды достигла +10 +14єС, произведена высадка корневищ в заранее подготовленном водоёме. Посадку осуществляли путём распределения корневищ на необходимую площадь. Для этого использовали их части с 2-3 узлами, в которых формируются почки с зачаточными листьями и цветами. Корневища распределяли таким образом, что в центре условного квадрата площадью 20-25 м2, высаживали по 3-4 корневища. Способ посадки состоит в том, что их погружают в ил. В заселяемом водоёме к тому времени слой ила был недостаточен для удачного укоренения, пришлось применить и другой прием расселения - семенами. Для первого посева использовали зрелые, здоровые орешки, собранные в октябре на Волге (Приложение 2). Чтобы обеспечить высокий показатель всхожести кожуру орешков раскалывали. Несмотря на рекомендации надпиливать скорлупу, практика показала, что это трудозатратно. Каждый орешек закатывали в шарик из влажной глины для обеспечения затопления, шарики с орешками подсушивали в течение нескольких часов. Пробовали и вариант выращивания лотоса из семян с предварительным проращиванием семян в мелкой емкости с водой. Это позволяет лучше контролировать качество посадочного материала и процесс выращивания в целом.
3.2. Почво-грунты для выращивания лотоса каспийского в открытой воде
Поскольку лотос является водным растением, для его качественного развития, нужны водоупорные почво-грунты, хорошо удерживающие воду. Глина, характерная материнская порода нашего района, как раз создает непроницаемый барьер и позволяет сохранить воду в исследуемом водоеме на нужном уровне весь сезон. Сама природа создала условия для распространения лотоса в нашей местности.
3.3. Органолептическое исследование воды
Органолептические исследования заключались в определении прозрачности, запаха, цвета. Они проводились в течение четырех месяцев. Забор воды производился из исследуемого водоема с лотосами: 15.05.2016, 15.06.2016, 20.07.2016, 20.08.2016 г. Результаты органолептических исследований показали, что вода в водоеме запаха не имеет, в пробах, взятых в мае-июне (0 баллов). В пробах, взятых в июле – августе он очень слабый (1 балл). Цвет природной воды обусловлен наличием в ней цветных водорослей. Определение цветности мы проводили, сравнивая пробы воды водоема, с эталонным раствором – дистиллированной водой. Вода бесцветна. Суммарное количество взвешенных частиц в воде влияет на её прозрачность, которая составляет 17 см. Данные, полученные в результате определения лакмусовыми индикаторами рН = 6,5-8,5 показали слабощелочную среду, что соответствует норме для выращивания культуры лотоса каспийского в естественных условиях дельты Волги.
3.4. Условия вегетации
Условия вегетации изучались и описывались по следующим ключевым параметрам: температура воды, проточность, глубина водоема. Весь водоем по характеристике глубины разделили на 3 сектора.
Показатели характеристик | Сектор №1 | Сектор №2 | Сектор №3 |
Глубина | 50-70 см | 70-120 см | 120-160 см |
Проточность | средняя | низкая | средняя |
Температура май | +18,2 | +18,0 | +17,4 |
Температура июнь | +21,2 | +21,0 | +20,2 |
Температура июль | +28 | +26,4 | +24 |
Температура август | +22 | +21,5 | +20,3 |
Температура сентябрь | +17 | +17,3 | +17,1 |
Первый сектор характерен небольшой глубиной 50-70 см, быстро прогревается весной. Второй сектор средней глубины, вода прогревается медленнее, на весь период вегетации глубина воды на участке составляет от 70 до 120 см. Третий сектор глубиной от 120 до 160 см, характерен большей проточностью, низкой температурой. Проточность создана хозяином водоёма за счет принудительного налива воды через систему водопадов и сброса её на противоположном конце в соседний водоем.
Для перехода от одного этапа развития к следующему, растениям необходимы определенные условия внешней среды. В начале развития для прохождения качественных изменений в точках роста, особое значение имеет температура среды. На первом участке ростки, а позже листья лотоса появились раньше, чем на других участках. На втором участке вегетация началась позже. Третий, глубокий участок показал среднюю продуктивность растительного сырья на 20-30% меньше, чем на первом и втором участках.
3.5. Морфометрические характеристики популяции лотоса на Прикумье
Для измерений и подсчетов выбран пробный участок размером 3 х 5м. Начало и протекание вегетационного периода зависят от климатических показателей сезона. В исследуемый период (май - сентябрь 2016 года) май и июнь выдались прохладными, что привело к задержке вегетационного периода, начало которого пришлось на середину мая. Среднемесячная температура в мае и в июне составила 18,2 °С и 24,4 °С соответственно. Первые листья на поверхности воды отмечены 2-5 июня. Температура воды при этом составляла +23єС, температура почвы на глубине 35см на расстоянии 0,5м от кромки воды + 19 "С. Листья плавающие, розовато-коричневого цвета, диаметр от 8 до 12см. Они крепятся к стеблю на черешках, имеют воронковидную форму. Это самые крупные листья. Летом разрастаются до 50 см в диаметре. Все надводные листья покрыты восковым налётом, мелкими шипиками, благодаря чему они не смачиваются водой и не тонут. Первые бутоны появились в конце июня (25-28 июня). Период массового цветения начался после 20 июля, закончился в конце августа. Цветки на длинных цветоножках, приподнятые над поверхностью воды, средний диаметр 23см, минимальный 20см, максимальный 26см. Количество цветков на пробной площадке (3x5м) колебался от 14 бутонов в начале цветения до 63 во время пика цветения (Приложение 3). Цветы обладают несильным, но приятным запахом. Продолжительность жизни одного цветка составляла 1-3дня, однако даже на одном растении цветков распускается всегда помногу и не одновременно, поэтому цветущим лотосом можно любоваться достаточно долго. Цветки обладают положительным гелиотропизмом, т. е. всегда повёрнуты к солнцу. На ночь они закрываются. По окончании цветения образуется плод обратноконической формы - многоорешек, состоящий из множества гнезд, а каждом из которых имеется семя коричневого цвета размером с арахис. В одном плоде их насчитывается около 25-30 штук. Семена лотоса длительное время способны сохранять всхожесть. Каждое из них находится внутри крепкой скорлупы, состоящей из двух слоев, тесно связанных между собой и не пропускающих влагу. Созревание плодов длилось до конца сентября.
Выводы
Выявлено преимущество способа размножения лотоса семенами-орешками, которое состоит в простоте высадки и значительно более простом хранении посадочного материала по сравнению с вегетативным способом (посадка корневищами). Местная глина – естественный водоупор, который сдерживает воду водоема от просачивания. Создать небольшой водоток для культуры лотоса позволяет нагнетание воды из старого русла реки Кумы, проходящего в шаговой доступности.
В изучаемой популяции, лотос произрастает в воде искусственного водоема на глубине 0,5-1,6м. Максимальных показателей проективного покрытия и морфометрических характеристик достигает на глубине 0,7-1,2м. Начало, и протекание вегетационного периода зависят от климатических показателей сезона. Температура верхнего слоя воды в период цветения (июль-август 2016 года) составляла 23-28°С, что является типичным для нашего района. Исследуемая популяция, характеризуется сплошным ленточным расположением шириной 15 м. Только самый глубокий сектор имеет разреженное покрытие. Таким образом, в условиях Прикумья есть много естественных предпосылок для введения в культуру открытого водоема, реликтового эндемика, растения Красной Книги России – лотоса каспийского.
Заключение
Ведь лотос уже так много лет живет на нашей планете, сумел пережить такие трудные времена - наверное, приобрёл «опыт выживания». А мы обрели практический опыт по выращиванию лотосов, который благодаря данному исследованию, окажется полезным для других.
Литература
1. , , «Экологический практикум школьника», 2005 г. – 179 с.
2. Пилипенко, комплексной переработки лотоса орехоносного / C. B. Пилипенко, , // Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования, Материалы II Международной научно-практической конференции, 25 - 30 августа - Астрахань: Астраханский государственный университет, 2009. - С. 86-87.
3.Федин государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Москва, 1985. - 263 с.
4. http://znaniemed. ru
5. https://www. syl. ru/article/292589/lotos-orehonosnyiy-foto-i-opisanie
Приложение.1
|
|
Водоём на участке индивидуального предпринимателя Москаленко Виктора Анатольевича, расположенного на старице реки Кумы в 5 км от поселка Катасон Будённовского района Ставропольского края. Площадь популяции: длина 40м, ширина 15м (600м2). Возраст популяции 7 лет.
Приложение 2
Корневища лотоса каспийского
| |
Коробочки с семенами – орешками лотоса каспийского на участке
| Проращивание семян – орешков лотоса каспийского
|
Приложение 3
| Листья покрыты тончайшим восковым налетом, капли воды быстро скатываются с них шариками. |
| Период активного цветения наблюдали с 10-15 июля по 5-10 сентября. Один цветок красуется 2-3 дня, меняя свое положение вслед за солнцем, закрываясь на ночь. Ему природа подарила столь восхитительный эффект - |
| Кубышки — цветоложе, с созревающими орехами лотоса. Их можно использовать в пищу для утоления голода, повышения содержания белка в организме и активности мозга. В октябре - ноябре, ветер сломает кубышку, и из неё посыпятся орешки, дающие жизнь новым росткам лотоса. |
