Опыт по получению цветущих растений в зимний период

На первом занятии по общей биологии студенты не сумели ответить на вопрос преподавателя: «Почему в наших домах в качестве комнатных растений используют в основном растения тропических и субтропических зон?  Растения умеренной зоны, чтобы продолжить свой рост и развитие, некоторое время должны находится в условиях низких температур (осенний период). Так каковы же физиологические процессы в условиях перезимовки растений зон умеренного климата? ».

Приспособленность онтогенеза растений к условиям среды является результатом их эволюционного развития (изменчивости, наследственности, отбора). На протяжении филогенеза каждого вида растений в процессе эволюции выработались определенные потребности индивидуума к условиям существования и приспособленность к занимаемой им экологической нише. Адаптация (приспособление) растения к конкретным условиям среды обеспечивается за счет физиологических механизмов (физиологическая адаптация), а у популяции организмов (вида) – благодаря механизмам генетической изменчивости, наследственности и отбора (генетическая адаптация). Факторы внешней среды могут изменяться закономерно и случайно. Закономерно изменяющиеся условия среды (смена сезонов года) вырабатывают у растений генетическую приспособленность к этим условиям. В этих условиях урожайность сельскохозяйственных культур во многом определяется их устойчивостью к неблагоприятным факторам среды конкретного региона [1.с.3].

Для углубления представлений о биологической природе процессов размножения и распространения вида в тех или иных условиях среды,  исследование механизмов перехода растений от вегетации в генеративное состояние – к цветению и плодоношению необходимо рассмотреть понятие яровизация и изучить физиологию этого процесса. 

Яровизация — физиологическая реакция растений на охлаждение, вызванная адаптацией к сезонным изменениям умеренного климата. Для цветения и образования семян эти растения должны быть подвергнуты воздействию низких положительных температур (2—10 °C, в зависимости от вида и сорта растений). Яровизация присуща некоторым двухлетним и многолетним растениям, в частности, злакам (рожь, пшеница и другим), корнеплодам (свёкла, морковь), а также плодовым деревьям (например, яблоням). В рамках современной экологической физиологии это явление описывается как холодовая реактивация диапаузы. [2.с.38]. Один из таких приемов называется выгонкой - выведение растения из состояния покоя с помощью специальных приёмов.

Досрочное цветение при сокращении периода покоя, выведение растения из состояния покоя, продолжение роста и цветение с помощью специальных приёмов обеспечивает холодовая реактивация диапаузы при выгонке растений, например, луковичных. Для выгонки используют все луковичные растения, а также некоторые растения с толстыми корневищами, клубнями и т. д. [3.с.60-61] 

Выгонка луковичных декоративных растений – это досрочное цветение при сокращении периода покоя. Для выгонки используют все луковичные и растения.  Изменения, происходящие в тканях точки роста стебля, приводят к укорочению ряда вегетативных преобразований побега. Эти изменения происходят под действием природных внешних условий, а также при искусственно создаваемых условий прорастания семян и проростков. Выгонка цветочных культур помогает представить как происходят физиологические процессы в природе, обеспечивающие адаптацию растений к зимнему периоду. Низкие температуры сентября способствуют накоплению сахаров (повышает концентрацию сахара в цитоплазме клеток) в стеблях и луковицах растений, что понижает точку замерзания раствора. При понижении температурах у таких растений отмечаются повышение содержания сахаров и других веществ, защищающих ткани. На степень морозоустойчивости растений большое влияние оказывают сахара, регуляторы роста и другие вещества, образующиеся в клетках. Сахара защищают белковые соединения от коагуляции при вымораживании, предохраняя их от возможной денатурации цитозоля. [4.с.281-285.] 

Выгонка включает два этапа: первый – подготовительный (укоренение луковиц без света в холодном темном помещении или в снегу) второй – основой (выставление укоренившихся и тронувшихся в рост растений на свет в помещение с прохладной температурой).

Целью данной работы было: изучить метод выгонки растений и получить цветущие растения гиацинта в зимний период.

Методика проведения исследования:

Работа по осуществлению процесса выгонки проводили в школьном кабинете биологии и в теплице при школе. Период проведения:с октября (2020 г.) по февраль (2021 г.). 

Гиацинт - многолетнее луковичное растение семейства лилейных до 30 см высотой. Цветки душистые, самых разнообразных окрасок, в соцветии 13-35 шт. Размножается детками, чешуями. [5.с.1-3]. Родиной является Средиземноморье, Малая Азия. Название "гиацинт" означает "цветок дождей" и связано с периодом цветения. В России гиацинты появились в конце XIX века.

Для выгонки гиацинтов в домашних условиях используют большие луковицы (с окружностью 19+ см, 18/19 см или 17/18 см). Луковицы меньшего размера (16/17 см, 15/16 см) также зацветут, но уже не порадуют плотным соцветием.

В опыте использовали луковицы гиацинта сорта «Пинк Перл» в количестве 30 штук. Это популярный сорт раннего срока цветения, с плотным соцветием.

Для получения цветения к середине февраля рассчитали начало закладки луковиц гиацинта для выгонки.  После посадки горшочки необходимо перенести в холод (+4+5 градусов) на 10 недель. Затем - в тепло на свет. Период отрастания листьев до цветения – 1-2 недели.  Таким образом, на выгонку гиацинтов всего 12 недель.  Рекомендуемый срок посадки конец октября, время цветения декабрь, январь.

Результаты:

Перед посадкой луковицы проходили этап холодного укоренения. Для этого луковицы (в бумажных пакетах) помещали в холодильник, поддерживая температуру 7- 9°С, период холодного укоренения при среднем сроке выгонки составил 12 недель. [6.с.21-27] 

Перед посадкой в почву луковицы 5 минут выдерживали в растворе марганцовокислого калия для профилактики грибковых заболеваний.

10 января луковицы пересаживали в горшки (Ø 6-8 см) с почвой (1 часть перегноя, 2 части дерновой почвы, в качества дренажа использовали керамзит). При посадке необходимо верхнюю треть луковицы оставить над поверхностью почвы.  

Горшки выставляют в более теплое (до +12 градусов), теневое помещение (лаборатория биологии) на 4 дня.  14 января переместили в кабинет биологии, где температура воздуха выше. 17 января гиацинты переместили в помещение с ярким рассеянным освещением  и температурой +20-22°С. 

Для получения цветения к рассчитанному сроку процесс бутонизации гиацинта необходимо задержать. Для этого 22 января растения поместили в прохладное помещение (лабораторию биологии), а 27 января - переместили снова в кабинет. Для закаливания растений и продления цветения поверхность почвы присыпали снегом, поскольку высокая температура сокращает срок цветения и ослабляет луковицу.  Цветение гиацинта наступило 4 февраля 2021 г. К 14 февраля длина соцветий составила 15-20 см.

Таким образом, процесс роста и развития регулировали изменением температурного режима, а также уровнем освещенности и полива.

Выводы: Расчеты показывают, что в условиях Омской области для выгонки гиацинтов к Новому году посадку луковиц проводят в начале октября, к 14 февраля - в ноябре, а к 8 марта - в декабре.

Благодарности

Учителю географии и биологии Ербягиной Елене Васильевне. МБОУ «Новосельской средней общеобразовательной школы» Кормиловского района, Омская область.

Преподавателю общей биологии Еремеевой Валентине Георгиевне. Омский Государственный Медицинский Университет,  колледж.

1. Устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды : учеб. пособие / Ю. П. Федулов, В. В. Котляров, К. А. Доценко. – Краснодар: КубГАУ, 2015, С.3.
2. Корсукова А. В. Изменение холодоустойчивости и морозоустойчивости проростков злаков. Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук (специальность 03.01.05 – физиология и биохимия растений). Иркутск, 2016. с.38.
3. Дьяченко А. Д. Луковичные цветочно-декоративные  растения от­крытого грунта: Справ. /Отв. ред. А. А. Лаптев.- Киев: Наука, думка,1990. с.61-62.
4. Медведев С. С. Физиология растений: Учебник.- СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2004.-с.281-285.
5. Компаниец  Я.В. "Агротехника выращивания в открытом грунте гиацинта восточного".М.:МГУЛ. Кафедра декоративного растениеводства. С.1-3.
6. Выгонка луковичных. Тюльпаны, нарциссы, гиацинты, лилии. Красивый бизнес для ЛПХ, КФХ. Сост.: С.Лабзина, ведущий профконсультант МИКЦ «Сызранский».с.21-27.