Влияние физических факторов на всхожесть, рост и урожайность растений.

Введение.

С давних времен люди стремятся познать мир, в котором живут, с которым постоянно взаимодействуют. Человек все время разгадывает, открывает, изобретает. В настоящее время многое из того, что веками хранилось и укрывалось от человеческого взора, становится явным.
Человек неизменно связан с природой. Все мы обязаны своей жизнью ей - голубой от океанов, желтой от песков, зеленой от песков.
Природа - это тот единственный источник, откуда человек черпает энергию для жизни. Леса, поля, реки одаривают нас подарками - пищей для пропитания. Но зачастую заботы со стороны природы не хватает. Одними ее дарами жить невозможно. Остается один путь - научиться получать продукты своими руками. В настоящее время сельское хозяйство является основным поставщиком продовольствия. Самая древняя отрасль хозяйства, не потерявшая своего значения и в наше время - это земледелие. Вся история земледелия - непрерывная борьба за получение максимально высоких урожаев. Различны пути поиска, которые прокладываются в лабораториях ученых и на полях.
Достижения физики позволили использовать для интенсификации растеневодства такие факторы, как различные излучения, поля, ультразвук и др., которые приводят к активизации или угнетению жизнедеятельности биологических объектов (растений).
Например, ионизирующие излучения тормозят процессы роста и созревания сельскохозяйственных культур. Это свойство широко используется для сохранения продуктов растеневодства. Так,облученный картофель может храниться, не проростая и почти не теряя питательной ценности, от урожая до урожая при комнатной температуре.[3,стр.83]
Челябинский профессор А.Басов в 1975 году сделал некоторое наблюдение: трава, растущая под линиями электропередачи, значительно гуще и выше, чем на ближайших участках. Размышления над этим феноменом натолкнули его на мысль, что электрическое поле каким-то способом влияет на траву. Его догадки оправдались.
Выяснилось, что обработанные электричеством семена злаков повышают биологические свойства. Ученые подтвердили, что семена после электрического "душа" дают большую всхожесть, высокоурожайны, более стойки к засухе и морозам.[2,стр.125-127] Проводимая на школьных участках работа по данным исследованиям показала, что обработанные электрическим полем семена пшеницы, кукурузы, фасоли и др. на 15-17% давали больший урожай, чем необработанные, а сеянцы и саженцы груш и яблонь проявляли более высокую приживаемость.[1,стр.69]
В изучении вопроса о влиянии различных физических факторов на растения большой вклад может внести исследовательская работа школьников. Примерами возможных направлений такой работы могут служить исследования влияния солнечных лучей на скорость роста растений, света и силы тяжести на направление роста растений, различных полей на посевные качества семян и урожайность.[1,стр.68]
В нашей работе начато изучение влияния на растения магнитного и спинорного полей и рентгеновского и ультрафиолетового излучений.
Почему выбраны именно эти факторы? Во-первых, работа с этими физическими воздействиями возможна в школьных условиях. Во-вторых, влияние на растения некоторых из выбранных факторов слабо изучено и очень любопытно.
Итак, в своей работе мы пытаемся найти связующее звено между физикой и биологией посредством практических опытов, а также провести параллель между живым и неживым.

Влияние рентгеновского излучения на всхожесть, рост и урожайность свеклы и моркови.

1.Постановка задачи.
Цель этой части работы - выяснить как влияет на всхожесть, рост и урожайность свеклы обработка ее семян рентгеновским излучением.

Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитные волны с длиной волны более короткой, чем у ультрафиолетового излучения. Оно занимает на шкале электромагнитных волн участок от 8*10^-6см до 10^-10см. Рентгеновское излучение возникает в результате преобразования кинетической энергии быстрых электронов в энергию электромагнитных волн и является особым видом ионизирующего излучения.
Воздействие этого вида излучения на растения сильно зависит от глубины проникновения в облучаемый объект и от ионизирующей способности, поскольку ионизация служит своего рода катализатором дальнейших физико-химических реакций в клетках растений, что приводит к активизации или ,наоборот, способствует исскуственному угнетению.

2.Экспериментальная установка.
В данном опыте использовалась трубка Рентгена, подключенная к высоковольтному индуктору ИВ-100. Ток к индуктору подводился от источника постоянного тока.

3.Проведение эксперимента.
1)Воздействие рентгеновским излучением на семена свеклы сорта Бордо-237.
Высоковольтный индуктор питался током в 10-20В постоянного напряжения. Семена находились на расстоянии 8см от анода. Время воздействия - 30-45с. Масса семян - 0.5г.
2)Посадка.
Свеклой данного сорта были засеяны две грядки: обычными, необработанными семенами - контрольная; облученными - экспериментальная.
Плодородие почвы и качество ее обработки на обеих грядках были одинаковые.
3)Наблюдение.

Различий во всхожести контрольных и экспериментальных растений замечено не было. Дальнейшие наблюдения показали значительные различия в росте растений. На фотографиях, сделанных на 68-й день с момента посева видны явные отличия в размерах. Приведем данные измерений сделанных на 86-й день со дня посева (конец августа).
Контрольные: высота максимального экземпляра - 22 см, минимального - 11 см
Эксперимент: высота максимального экземпляра - 51 см, минимального - 18 см
Максимальный диаметр свеклы с экспериментального участка 0.11м.
Урожай:
контрольный: с площади 1кв.м убрано 0.9кг свеклы;
эксперимент: с площади 1кв.м убрано 3.4кг.
Масса самого крупного экземпляра составляла 0.6кг.

Средние данные за 3 года:
Контрольный участок - 8,6 кг

Экспериментальный - 19,4 кг

4.Выводы.
Сравнивая данные, полученные с контрольного и экспериментального участков, можно сделать вывод, что урожайность свеклы, выращенной из облученных семян в первый год в 3.8 раза больше, чем из обычных, за 3 года эксперимента урожайность больше в 2,3 раза. Кроме этого, облученные растения дали большую зеленую массу, что тоже полезно для сельского хозяйства. В одном из экспериментов проверялось влияние облучения на засухоустойчивость свеклы. Облуенные растения дали в 1,64 раза лучший урожай, т.е. засухоустойчивость свеклы можно повысить ос помощью облучения семян рентреновскими лучами.

В ходе эксперимента изучалось влияние рентгеновского излучения на урожайность моркови ( один год). Урожай облученной моркови в 2,4 больше обычной.

Влияние магнитного поля на всхожесть, рост и урожайность моркови.

1.Постановка задачи.
В данной части исследований ставилась задача выяснить, как влияет магнитное поле на всхожесть, рост и урожайность моркови.

2.Экспериментальная установка.
В этом опыте использовалась катушка для демонстрации магнитного поля тока. Диаметр провода катушки - 0.74мм; число витков - 160; внешний диаметр катушки - 140мм. Катушка была подключена к источнику постоянного тока напряжением 4В.

3.Проведение эксперимента.
1)Время воздействия - 5 минут; количество семян - 0.5г.
2)Посадка.
Морковью были засеяны две грядки:
обычными, необработанными семенами - контрольная; облученными - экспериментальная.
Плодородие почвы и качество ее обработки на обеих грядках были одинаковые.
3)Наблюдение.
Различий во всхожести и росте не было обнаружено.
С контрольного участка было собрано 0.6кг, - с экспериментального - 0.35кг моркови.

4.Выводы
Урожайность моркови, выращенной на контрольном участке приблизительно в 1.71 раза больше, чем на экспериментальном участке. Можно предположить, что в данном случае магнитное поле оказало отрицательное влияние на урожайность моркови. Возможно, отрицательный результат был вызван неучтенными нами факторами.

Влияние спинорных полей на всхожесть, рост и урожайность огурцов и лука репчатого.

1.Постановка задачи.
Мы поставили своей задачей выяснить, оказывают ли спинорные поля влияние на на всхожесть, рост и урожайность огурцов и лука.

2.Экспериментальная установка.
В данном исследовании для получения спинорного поля использовалась центробежная машина с червячной передачей, на вал которой была насажена дисковая сирена. Установка крепилась на универсальном штативе.
Масса вращающегося диска - 340г, диаметр - 230мм.

3.Проведение эксперимента (для огурцов).
1)Во время олучения расстояние от диска до семян было равно - 20см. Семена находились на оси вращения. количество семян - 7шт. Время обработки 3мин.
2)Посадка.
Посадка производилась обычным способом с предварительным замачиванием семян.
3)Наблюдение.
По сравнению с контрольными экземплярами облученные спинорным полем семена дали всходы несколько раньше и лучше. Растения отличались от обычных более темной окраской листьев и большими размерами листовой пластинки.
Плодоношение огурцов из облучанных семян началось на 6-7 дней раньше контрольных растений и закончилось несколько позже.

4.Выводы.
Сравнивая полученные данные, можно говорить об улучшении всхожести и увеличении сроков плодоношения огурцов с экспериментального участка на 1-2 недели. Лук, выращенный из облученных семян, рос лучше.

Эксперимент будет продолжен, и мы надеемся получить данные о влиянии спинорных полей не только на всхожесть и рост растений, но и обратить внимание на количество пустоцветов, вкусовые качества и другие показатели.

Заключение.

Занимаясь данным исследованием, мы пытались выяснить , какое влияние оказывает на всхожесть, рост и урожайность различных сельскохозяйственных культур, обработка их семян некоторыми физическими воздействиями.
Нам удалось выяснить обнаружить некоторые интересные факты. Так, обработка семян свеклы рентгеновским излучением дает урожай почти в 2, 3 раза больше, а моркови в 2,4 раза.
Обработка спинорным полем может продлить срок плодоношения огурцов на 1-2 недели.
Воздействие магнитным полем на семена моркови дало с точки зрения сельского хозяйства отрицательный результат, урожайность в 1.71 раза уменьшилась.
Но все это пока предварительные данные. Для окончательных выводов у нас еще слишком мало данных, но мы надеемся продолжить эту интересную работу и в будущем. Не меняя природы воздействий, мы собираемся изменить его интенсивность, время воздействия и другие параметры, найти оптимальные условия обработки для наилучшего роста растений.

Мы надеемся, что это исследование заинтересует некоторых из вас и вы присоединитесь к нам, это даст возможность говорить о более надежных результатах и выводах. Ждем ваших сообщений по адресу: makish1@yandex.ru(В "Теме" пишите "исследование")

Литература:
1. С.Д.Абдурахманов. Исследовательские работы по физике в 7-8 классах сельских школ. М.Просвещение,1990
2. Эврика-76. М.,Молодая гвардия, 1976
3.Физика в школе. М.,Педагогика, 2-1990
4. Ц.Б.Кац Биофизика на уроках физики. М., Просвещение,1974

Материал составлен и подготовлен учителем физики Малокибечской средней школы им. А.Я.Яковлева Канашского р-на Чувашской Республики Фоминой Татьяной Алексеевной