ДЕЙСТВИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА РАСТЕНИЯ
Министерство образования и науки Российской Федерации
федеральноЕ государственноЕ бюджетноЕ
образовательноЕ учреждениЕ высшего образования
«Башкирский государственный университет»
СТЕРЛИТАМАКСКИЙ ФИЛИАЛ
ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА БИОЛОГИИ
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА БАКАЛАВРА
ХАЙРЕТДИНОВА КРИСТИНА СЕРГЕЕВНА
ВЛИЯНИЕ СУПЕРФОСФАТА НА ЭНДОМИКАРИЗУ РАСТЕНИЙ
| Выполнила: | |
| студентка IV курса очной формы обучения | |
| Направление подготовки: | |
| Профиль: Общая биология |
| Допущено к защите в ГЭК и проверено на объем заимствования: | |
| Заведующий кафедрой: д.б.н., профессор | Руководитель: к.б.н., доцент |
| _____________/ Д.Н. Карпов | _______________/ З.М. Курамшина |
| «____»____________2016 г. |
СТЕРЛИТАМАК - 2016
ОГЛАВЛЕНИЕ
| ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................................... | 3 |
| 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ДЕЙСТВИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА РАСТЕНИЯ | |
| 1.2. Развитие арбускулярной микоризы............................................................ 1.3. Влияние минеральных удобрений на рост и развитие растений............. 1.3.1. Содержание минеральных элементов в растениях................................. 1.3.2 Азот.............................................................................................................. 1.3.3. Фосфор........................................................................................................ 1.3.4. Сера............................................................................................................. 1.3.5. Калий........................................................................................................... 1.3.6. Кальций....................................................................................................... 1.3.7. Магний........................................................................................................ | 9 11 11 13 15 17 19 20 21 |
| 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1 Объект и предмет исследования................................................................... 2.2. Методы исследования.................................................................................. 2.2.1. Методика посадки семян.......................................................................... 2.2.2. Методика обработки препаратом «суперфосфат».................................. 2.2.3. Методика сбора образцов.......................................................................... 2.2.4. Методика окрашивания корней................................................................ 2.2.5. Методика оценки колонизации арбускулярной микоризы растения.... 2.2.6. Статистическая обработка результатов................................................... | 23 23 23 23 24 24 24 26 |
| 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА РОСТ И БИОМАССУ РАСТЕНИЙ | |
| 3.1 Влияние суперфосфата на биомассу и ростовые показатели растений.... 3.2 Влияние регулятора роста растений «Суперфосфата» на микоризацию корней культурных растений.............................................................................. | 27 31 |
| ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................................ | 34 |
| СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ....... | 35 |
| ПРИЛОЖЕНИЕ | 41 |
|
|
|
|
|
|
Сокращения
ВАМ –везикулярно – арбускулярная микориза
АМГ –арбускулярные микоризные грибы
АМ –арбускулярная микориза
ВВЕДЕНИЕ
Эндомикоризные грибы - это грибы, которые тесно
взаимодействуют с корнями растений, образуя симбиотические отношения. Обеспечивая растения питательными веществами. Микоризные грибы могут впитывать, накапливать и транспортировать большое количество фосфатов в их
гифы. Микориза (“грибок – корень”) - это тип мутуалистических симбиозов, распространенных в многих культурных и природных экосистем. Существуют три основные группы микоризы: эктомикориза, эктоэндомикориза и эндомикориза. Эктомикориза и эндомикориза имеют важное значение для сельского хозяйства. Эндомикориза (везикулярно-арбускулярная микориза; ва
микориза; теперь известный как арбускулярная микориза, АМ) играет очень важную роль по повышению урожайности, благодаря увеличению поступления фосфора в растения. Микоризные растения могут поглощать
и аккумулировать в несколько раз больше фосфатов из почвы, чем немикоризные растения. Ученые считают, что они улучшают не только фосфорное питание растений, но и рост, который
может привести к увеличению устойчивости к засухе и некоторым заболеваниям. [Saito, Marumoto, 2009, c.273].
|
|
|
Эндомикориза – самая распространенная и древняя форма симбиотических связей в растительном мире. [Селиванов, Каратыгин, 2011, с. 12].
Значение микоризных грибов для растений заключается в улучшении водно-минерального питания и защите корневых систем от фитопатогенных организмов. Если имеется микориза, то растения более успешно развиваются, повышается их фитоценотический статус, снижается внутри- и межвидовая конкуренция и возрастает видовое богатство растительных сообществ [Мухин, Веселкин, 2014, с. 54].
Для целого ряда филогенетических групп растений, например, для псилотовидных и орхидных, микориза считается необходимым условием существования [Dittmer, 2014, с.173].
ВАМ образуют более 200 тысяч видов наземных растений, а в качестве микобионтов выступают гломовые грибы (пор.Glomales,кл. Zygomycetes). Появление эндомикоризы относят ко времени выхода растений на сушу (450-500 миллионов лет назад) и, вероятно, наземные растения с момента их выхода на эволюционную арену являются микотрофными [Каратыгин, 1993, с.49]. Некоторые авторы даже предполагают симбиогенное происхождение наземных растений [Jeffrey, Atsatt, 1989, с. 92].
|
|
|
Основное свойство растений - взаимодействие растений с симбиотическими микроорганизмами-, которое определяет их экологический потенциал и высокую продуктивность. Такие взаимодействия осуществляются путем перекрестной регуляцией генов – сигнальных взаимодействий. Эта генетическая интеграция приводит к развитию новых структур и к объединению метаболических систем партнеров симбиоза, изучение которых составляет предмет симбиогенетики [Тихонович, Проворов, 2014, с. 87].
Исходя из этого, вполне понятен интерес к микоризе, существующий с момента ее открытия в 19 веке. В последние десятилетие за рубежом идет активное изучение различных аспектов микоризных ассоциаций [Gianinazzi-Pearson, Kapulnic et al., 2004, с. 354].
В России за последние пятьдесят лет вышло всего несколько работ, которые раскрывают фундаментальные проблемы микоризных ассоциаций [Шемаханова, Лобанов, 2002, с. 13].
Большой вклад в изучение этой проблемы внес И.А. Селиванов с сотрудниками. Материалы их многолетних исследований отражены в монографии «Микосимбиотрофизм как форма консортивных связей в растительном покрове Советского Союза». В своей работе везикулярно-арбускулярной эндомикоризе уделено особое внимание и рассмотрен обширный круг вопросов, касающихся ее строения, ландшафтно-географического и филогенетического распространения.
Еще одним научным центром, где активно ведутся работы по изучению микоризы, является институт леса Карельского научного центра РАН [Шубин, Данилевич, 1965, с. 23].
К сожалению, до сих пор мало изучены такие важные аспекты, как функционирование микоризы. Прежде всего, это изучение роли микоризы как экологического фактора на популяционном и ценотическом уровнях. Хотя, как указывает [Каратыгин 1993, с. 41], «для общей оценки отношений, существующих в микоризе, с позиций коэволюционного развития организмов важен результат взаимодействия партнеров именно на популяционно-видовом и экосистемном уровнях, на которых разворачиваются основные эволюционные события».
В качестве перспективного способа повышения урожайности растений разрабатываются технологии, которые учитывают наличие и специфику эндомикоризы у сельскохозяйственных растений [Селиванов, 1981, с.15].
Микориза оказывает на растение благоприятное воздействие. За счёт развития мицелия увеличивается поглощающая поверхность корня и усиливается поступление в растение воды и питательных веществ [Кабата-Пендиас, 1989, с. 46]. Микориза помогает растениям переносить стрессы, засуху, недостаток питания. Вещества, выделяемые микоризой, способны противостоять множеству патогенов, вызывающих болезни растений. Микориза очень чувствительна к воздействию факторов внешней среды, к действию различных химических препаратов, фунгицидов, пестицидов [Жученко, 2001, с. 334]. Растения нуждаются в питательных веществах, чтобы расти. И удобрения являются хорошим источником питательных веществ, которые могут отсутствовать в почве. Они поглощают воду из почвы в корни посредством процесса, называемого осмоса.
На процесс микоризообразования большое влияние оказывают минеральные удобрения.
Минеральные удобрения – главный источник питательных элементов для растений. В большом количестве растения поглощают элементы, которые относятся к группе макроэлементов это азот, фосфор и калий, а затем кальций, магний, сера, железо. Если отсутствует любой элемент в почве, то растение не может полноценно расти и развиваться. Все минеральные элементы участвуют в сложных преобразованиях органических веществ, образующихся в процессе фотосинтеза. Растения используют минеральные питательные элементы в разных соотношениях.
Лабораторные опыты [Daft, 2006, с. 26] и опыты в полевых условиях [Хрущева, 1958, с.10] показали, что при высоких уровнях фосфорного питания стимулируется микоризообразование, а также рост и развитие гороха. Большие дозы фосфора в лабораторных условиях понижают степень инфекции и значительно улучшают рост микоризных растений по сравнению с безмикоризными. В полевых условиях высокие дозы фосфора (Р40), внесенные в лунки совместно с перегноем, повышают не только количество микориз у гороха, но и урожай. И. М. Коданев (1974) указывает на повышение урожая ячменя от рядкового внесения гранулированного суперфосфата в дозе 7,5 кг действующего вещества на гектар. Увеличение дозы суперфосфата вдвое не дало эффекта.
Минеральные удобрения (особенно высокие дозы NPK), стимулируя рост растений, снижают микоризообразование. В исследованиях Е. И. Александровой (1966) на светло-серых лесных почвах показана обратная зависимость между степенью микотрофности и урожаем ячменя под влиянием азотного (N60), фосфорного (Р60), азотно-фосфорного (N60Р60) и полного минерального удобрения (N60P60K60). По данным Н. Г. Сюзевой (1970), такая же закономерность наблюдается у пшеницы на легких дерново-подзолистых почвах [Хрущева, Булаева, и др. 1971, с. 43].
Актуальность темы исследования:В современном мире разрабатываются новые методы эффективного повышения продуктивности растений в сельском хозяйстве. Главная роль минеральных удобрений - сохранить и воспроизвести почвенное плодородие.
Арбускулярная микориза играет важную роль в вегетационном восстановлении симбиоза с корнем растения, они могут способствовать облегчить минеральное поглощение из растения, стабилизируют и улучшают почвенную структуру, влияют также на структуру и сохранения видового разнообразия [Bothe, 2010, с. 844 – 855].
Микроорганизмы увеличивают биомассу корней и их поглощающую поверхность, тем самым стимулируют поступление в корни NO3 и H2SO4 [Лукин, Кожевин, 1997, с. 70 – 78].
Микроорганизмы продуцируют такие фмзиологически активные вещества как ауксин, гиббереллин, цитокенин. Которые позволяют увеличивать растворимость почвенных фосфатов, ингибировать развитие патогенной микрофлоры через выделение антибиотиков; стимулировать прорастание семян, увеличивать их всхожесть и др. [Кравченко, 2000, с. 45].
Цель работы: определить влияние препарата «Суперфосфат» на рост и развитие арбускулярной микоризы культурных растений. В связи с поставленной целью были сформулированы следующие задачи:
1. Исследовать влияние препарата «Суперфосфата» на рост и биомассу сельскохозяйственных растений.
2. Определить влияние удобрения «Суперфосфат» на формирование арбускулярной микоризы в корневой системе сельскохозяйственных растений.
Новизна. Впервые было проведено исследование влияния стимулятора роста «Суперфосфат» на развитие арбускулярной микоризы в корневой системе гороха, пшеницы и овса.
Практическая значимость. Полученные результаты дополняют теоретические сведения о взаимоотношениях микоризы и растений. Данные могут быть учтены в практике сельского хозяйства, с целью повышения урожайности сельскохозяйственных растений.
Структура дипломной работы. Работа изложена на 41 страницах, включает 3 таблицы, 4 рисунка. Список литературы включает 71 источников, в том числе 26 иностранных.
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
ДЕЙСТВИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА РАСТЕНИЯ
Микориза
Слово «микориза» произошло от греческого «mycos» - гриб и «rhiza» -корень,впервые было использовано немецким исследователь Б. А. Франком в 1885 г. Микориза-это симбиоз, который образовался между растениями и грибами. Это наиболее распространенная группа микробно-растительных взаимодействий: способностью к образованию той или иной формы микоризы обладает 80-90% видов наземных растений. Большинству растений присутствует по крайней мере один тип микоризы. Такие растения как кукуруза, морковь, лук-порей, картофель, фасоль, соя, другие бобовые, помидоры, перец, лук, чеснок, подсолнечник, клубника, цитрусовые, яблоки,
персики, виноград, хлопок, кофе, чай, какао, сахарный тростник,
и даже сорняков. Для некоторых видов растений, микориза необходима. Степень зависимости изменяется с видами растений, в частности морфологии корней, условиями почвы и климата. Растения с толстыми корнями, которые слабо ветвятся и практически не имеют корневых волосков, как правило, более зависимы от микоризы для нормального роста и развития. Эти виды включают в себя лук, виноград, цитрусовые, маниока, кофе и тропических бобовых. Когда уровень плодородия почвы и влажность увеличиваются, тогда зависимость уменьшается. Конец формы
Микоризные симбиозы разделяют на два типа: эндомикоризу и эктомикоризу. Самой изученной формой эндомикоризы является арбускулярная микориза (АМ).
АМ (Рис. 1.1) – это экологически значимая форма растительно-микробных взаимодействий. В ее образовании участвуют грибы типа Glomeromycota и около 75% наземных растений [ C. Renker et al., 2003, с. 56].
Рисунок 1.1. Схема проникновения и развития эндомикоризного гриба в корне [E. Wegel et al., 1998, с. 63]
Из-за своей высокой адаптивной способности АМ распространена повсеместно. АМ является источником биоразнообразия фитоценозов [M.G.A. van der Heijden et al., 1998, с. 35]. По мнению И.В. Каратыгина (1993) на ее долю приходится не менее 20% объема круговорота веществ в наземных экосистемах.
В сельском хозяйстве АМ выступает в качестве биоудобрения, в первую очередь фосфорных и может быть использована для восстановления нарушенных естественных экосистем [Schьepp, 1994, с.72]. АМ имеет важное значение для продуктивности растений, а также играет ключевую роль в том, что мы сейчас называем “устойчивым сельским хозяйством” [Bethenfalvay, 2002, с. 47]. Ведение успешного сельского хозяйства на современном этапе развития предполагает селекцию растений с высокой симбиотической активностью, которая обуславливает высокие адаптивные способности симбионтов [Маршунова, 1988, с.72]. АМ защищает растения от патогеннов и оказывает оздоравливающий эффект [Dehne, 2001,с.56]. Также снижает заболеваемость растений за счет действия двух механизмов: 1.путем синтеза антибиотиков или во время конкуренции за субстрат происходит устранение патогенна; 2. индукция иммунных реакций у растения-хозяина [Linderman, 1994,с.456].
Арбускулярная микориза изменяет фитогормональный статус растений, влияя на содержание ауксинов, гиббереллинов, абсцизовой кислоты и цитокининов. Однако механизм этого влияния (синтез фитогормонов грибом или изменение их растительного синтеза) пока не известен. Исследования фотосинтетического аппарата показали влияние арбускулярной микоризы на активность фотоситемы II [Tsimilli-Michael, 2002, с. 36].
Таким образом, АМ следует считать полифункциональной структурой: в результате плейотропного действия на растение-хозяина у микоризных растений повышаются адаптивные и конкурентные качества по сравнению с растениями которые без АМ. Главной особенностью АМ является низкая специфичность по отношению к растению-хозяину. Один и тот же вид эндомикоризного гриба может вступать в симбиотические отношения с большим числом видов растений [S.E. Smith, 1997, с. 175].
По мнению D.J. Read (2002) АМ-грибы (АМГ) обладают высокой приспособляемостью к различным экологическим условиям. Они хорошо развиваются в широком интервале кислотности почвы, температуры, влажности и аэрации. Образование микоризы для большинства АМ-грибов является генетически облигатной стадией жизненного цикла: вне растения они стабильно существуют только в форме покоящихся спор. Прорастание этих спор может быть индуцировано ex planta (в том числе и на искусственных средах), однако возникающие гифы не формируют стабильный мицелий или споры [Муромцеву, 1992, с. 122].
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 433; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!