Исследовательская работа "Нетрадиционные способы использования дикорастущих растений в зоне экстремального земледелия"

Отдел образования Администрации Черноземельского районного муниципального образования

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение «Артезианская средняя общеобразовательная школа №1»

Республиканская конференция юных исследователей окружающей среды

Номинация: «Ботаника и экология растений»

ТЕМА РАБОТЫ:

«Нетрадиционные методы использования сорных растений в зоне экстремального земледелия»

Автор:

Немиев Лиджи Сергеевич,

учащийся 9 класса

МКОУ «Артезианская СОШ №1»

Адрес: 359231, Черноземельский район РК,

п.Буровой, ул.Б.Басангова, 22

тел.89371932001

Руководитель:

Горяева Кемя Ногалаевна,

учитель физики и технологии

МКОУ «Артезианская СОШ №1»

Адрес: 359231, Черноземельский район РК,

п.Буровой, ул.Б.Басангова, 35

тел.89374652428

п.Буровой

2016 год

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Введение…………………………………………………………………..…..3

1. Верблюжья колючка – «царица» калмыцкой степи…….……………….... 6

   1. Польза и вред ………………….............................................................7

2. А что, если?…….…………………………………………………………….8

   1. Использование особенностей ………………………………...8

   2. Методика прививки ……………………………………………8

   3. Анализ проведенного исследования …………………………9

   4. Основные выводы ……………………………………………..9

3. Заключение …………………………………………………………………….10

4. Список использованной литературы……………………………………….. 11

5. Приложения………………………………………………………………..... 12

1. Введение

1.1. Целью моего исследования является:

- изучить биологические особенности дикорастущих растений.

1.2. Задачи:

- исследовать способы применения биологических особенностей дикорастущих растений на приусадебном участке.

1. Степень изученности: в литературе верблюжья колючка рассматривается как ценный продукт в фитотерапии, источник эфирных масел и даже как медонос. Но, я считаю, что мало внимания уделено использованию биологических особенностей растения, а именно: корневой системе джантака. [2,3,4]

2. Актуальность исследования заключается в том, что в Черноземельском районе РК верблюжья колючка произрастает на больших территориях, в зоотехнии используется редко, т.к. кормовым сырьем является для верблюдов. В нашем районе выращивается, в основном крупный рогатый скот и овцы, в кормовую базу которых Alhági не входит. Но у нас есть проблема с водными ресурсами и таким образом, наш поселок – является зоной экстремального земледелия.

3. Место проведения исследования: приусадебный участок по адресу: РК, Черноземельский район, п.Артезиан, пер.Тихий, д.3

4. Сроки проведения исследования: июль-сентябрь 2016 года

5. Физико-географическая характеристика района исследования:

Географическое положение

Территория пос. Артезиан расположена между 45°40ʹ и 46°09ʹ с.ш. и 46°05ʹ и 46°33ʹ в.д. Артезиан - поселок, входящий в состав Черноземельского района Республики Калмыкия. Артезиан - самая южная точка Республики Калмыкия.

Граничит на юге с Республикой Дагестан, на севере - с Лаганским районом, на востоке и юге-востоке омывается Каспийским морем, на западе - с пос. Кумской. Образован 4 ноября 1956 года. Население - 3217

Климат.

Климат резко континентальный, засушливый. Гидротермический коэффициент равен 0,3-0,5; испаряемость 1019 мм/год.

Артезиан находится в полупустынной зоне, в сухом агроклиматическом подрайоне с жарким летом и умеренно холодной зимой. Самый теплый месяц в году июль. Среднемесячная температура - + 30 С. Абсолютный максимум температуры в отдельные годы ( именно в этом году) - + 45 С. Относительная влажность воздуха в летний период
равна 45-56%. Сумма активных температур составляет 3400-3600, продолжительность 178-181 дней (с ] 7 апреля по 16 октября). Количество атмосферных осадков 200-250 мм, из них 136-166 выпадает в теплый период. Зима малоснежная, умеренно-холодная. Снежный покров незначительный. Самый холодный месяц - январь со средне - месячной температурой - 5,1 С(-6 С). Абсолютный минимум температуры может снижаться до - 33°С. Средне - годовая температура воздуха -положительная, что составляет - минус 6°С. Продолжительность безморозного периода - 175 – 200 дней, что благоприятно для развития здесь теплолюбивых растений. Первые осенние заморозки бывают с 11 октября, а последние до 22 апреля.
Первые временное промерзание почвы бывает в ноябре. Оттепели - характерная особенность климата поселка, да и в районе целом, обычно
связанные с выносом теплых влажных масс воздуха с Каспийского моря.

Полностью оттаивает почва в среднем в конце марта. Количество осадков ничтожно мало в течение всего года. Сумма летних осадков
немного превышают зимние и составляют 51 - 60% годовой нормы. Сумма осадков за теплый период ( с апреля по октябрь) составляет 153-178 мм, а испаряемость за этот период равна 806 -1031 мм. Зимой осадки в виде снега редки. Летом осадки кратковременны, редки, носят порой ливневый характер.

Большое влияние на климат района оказывает ветровая деятельность. Влияние
азиатского антициклона обуславливает господство ветров восточных румбов, скорость ветра 3-5 м\ сек и более. Летом ветры приносят массы сухого горячего воздуха. Достигая высокой скорости (l5-20M\ сек), они иссушают и выдувают верхние слои почвы, что сопровождается пыльными бурями и суховеями.

Рельеф

Территория Черных Земель представляет собой низменную равнину, в основном лежащую ниже уровня океана. С запада на восток абсолютные высоты снижаются от О до 29 м. В Черноземельском районе проходят две крупные ложбины: Даван на северо - западе Адынская на юго-западе.

Мезо- и микрорельеф играет большую роль в формировании почвенного покрова.

На выровненных участках сформировались, в основном, бурые полупустынные
солонцеватые почвы, часто в комплексе с солонцами, на равнинных участках -
зональные бурые почвы, на бугристой равнине - пески разной степени закрепления.

Поселок Артезиан расположен на Прикаспийской низменности, в районе Морских Хвалынских и Новокаспийских равнин.

В геоморфологическом отношении это низменная слабоволнистая равнина с общим уклоном на юго-восток.

Абсолютные отметки высот отрицательные и колеблются в пределах от22м до 23м ниже уровня моря.

Характерной чертой рельефа является чередование обширных равнинных участков с небольшими возвышениями и незначительными понижениями, что явилось одной из причин комплексности почвенного покрова.

Мезорельеф в основном представлен западинами, потяжинами, приозерными впадинами, днищами высохших озер, также небольшими буграми, имеющими в большинстве своем вытянутую форму высотой 37 см.

Одна из главных природных богатств поселка - земельные ресурсы, которые составляют основу экономики Артезиана и обладают важнейшими хозяйственными функциями - обеспечение населения основными продуктами питания.

По структуре земельного фонда и развитию производства СПК «Цекерта» и ГУП «Артезианский» относятся к аграрной. Удельный вес земель сельскохозяйственного назначения - 73,1 %.

Сельхозугодья в границах СПК « Цекерта» занимают 115 470 гектаров, в т. ч. пастбищные угодья - 91809 гектаров, открытые пески - 6 734 гектаров.

Внутренние воды

Грунтовые воды залегают на глубине от 2-7м до 20 м с минерализацией от 10 до 40г/л и приурочены к отложениям хвалынского и хазарского ярусов. Артезианские воды приурочены к отложениям апшеронского яруса и залегают на глубине 180-200 м, минерализация их 10-14 г\л.

Топонимика поселка, где я родилась, зародилась из-за большого количества артезианских скважин. На территории Артезиана 9 действующих источников.

Артезианские скважины строятся на напорные артезианские (от Артуа - провинция Франции, где, как считается, впервые появились подобные сооружения) воды. Эти водынаходятся на глубине 80-200 метров между водоупорными слоями и относятся к природным ископаемым. Для артезианских скважин характерны:

- высокая производительность (как правило, не менее 1,5 куб.м/час);

- капитальность сооружения (срок службы измеряется десятками: лет);

- высочайшая, часто безупречная защита от биологического и техногенного

заражения;

- в большинстве случаев артезианская вода непригодна для потребления без дополнительных (и весьма дорогих) систем подготовки и очистки воды.

ПОЧВЫ

Согласно почвенно-географическому районированию территория поселка Артезиан расположена в Прикаспийской почвенной провинции в зоне бурых полупустынных и супесчаными почвами в сочетании с очагами сильнодефлированных песков. Зональные почвы имеют слабодифференцированный профиль и рыхлосвязное
строение. Вспашка этих почв приводит и интенсивной ветровой эрозии. Содержание гумуса от 0,2 до 0,8%, легкорастворимые соли и карбонаты встречаются с глубины 0,8м и глубже. В гидроморфных условиях распространены почвы: луговые выщелоченные, карбонатные и разной степени солончаковатости, а также солончакии солонцы. Засоленность этих почв находится в зависимости от уровня залегания минерализованных грунтовых вод и характера почвообразующих пород. Тип засоления почвогрунтов - хлоридный и хлоридно-сульфатный.

Бурые полупустынные почвы получили значительное распространение на
территории всего Черноземельского района, сформировавшись на слабоволнистой равнине. В гранулометрическом составе песков преобладают мелкозернистая и тонкозернистая фракция.

Основная часть земель поселка используется как пастбищные угодья. Мягкие
малоснежные зимы обеспечивают зимний запас овец и крупного рогатого скота.

1. Верблюжья колючка – «царица» калмыцкой степи

Верблю́жья колю́чка, или джантак, или янтак (лат. Alhági) — род растений семейства Бобовые, произрастающих в пустынях. Расти в пустыне верблюжьей колючке помогает уходящая вглубь на 20 м корневая система^[2]. Верблюжья колючка является одним из главных пастбищных растений в зоне пустынь. Верблюжья колючка персидская (Alhagi persarum) богата сахарами, которые в тёплую погоду выделяются у неё на стеблях в виде манны, широко используемой в Иране и Афганистане в качестве лекарственного средства и пищевого продукта. Колючие полукустарники, реже травянистые многолетние растения с глубоко проникающей корневой системой. Растения 30—100 см высотой.

Корень длинный, с глубоко расположенными горизонтальными ответвлениями.

Стебли ветвистые, в нижней части одревесневающие.

Колючки, представляющие недоразвившиеся ветви, в пазухах листьев, направлены вверх под острым углом, длиной 2—3 см. Листья простые цельные, очерёдные, продолговатые, тупые, 1—2 см длиной. Прилистники маленькие, шиловидные.

Цветки по три—восемь на колючке, красные или розовые, типичного мотылькового строения: чашечка колокольчатая, с пятью маленькими, почти равными зубчиками; парус обратно яйцевидный, назад отогнутый, наверху немного выемчатый; крылья продолговатые, короче лодочки или равны ей; лодочка тупая, короче паруса. Тычинки двубратственные (девять сросшихся и одна свободная). Цветёт с мая до глубокой осени, плоды начинают созревать с июля.

Бобы одностворчатые, линейные, почти деревянистые, вальковатые, нераскрывающиеся, неправильно перетянутые или почковидные, немного искривлённые или прямые, голые, с четырьмя—пятью почковидными или почти квадратными семенами.

Места обитания встречается на юге европейской части России и Западной Сибири, в Казахстане и Средней Азии, на Кавказе.

Растёт в сухих степях, глинистых и щебнистых полупустынях и пустынях, по берегам рек и каналов, на пустырях и залежах.

Химический состав содержатся флавоноиды, сапонины, сахара, дубильные вещества, витамины С, К и группы В, каротин, урсоловая кислота, следы алкалоидов, эфирное масло, красящие вещества, смолы.

На сегодняшний день известны следующие виды:

• Alhagi canescens (Regel) B.Keller & Shap.

• Alhagi graecorum Boiss.

• Alhagi kirghisorum Schrenk — Верблюжья колючка киргизская

• Alhagi maurorum Medik.

• Alhagi nepalensis (D.Don) Shap.

• Alhagi pseudalhagi (M.Bieb.) Desv. ex B.Keller & Shap. — Верблюжья колючка обыкновенная

• Alhagi sparsifolia Shap.

• Alhagi sparsifolium (Shap.) Shap.

Латинское название: Alhagi

Высшая классификация: Мотыльковые

2.1. Польза и вред

Хозяйственное значение и применение

Верблюжья колючка — ценный корм для верблюдов. Ее едят и овцы, но только в самом молодом состоянии, пока не огрубели еще колючки. Растение богато белком и углеводами.

В медицине используют надземную часть (траву) верблюжьей колючки, реже плоды и корни. Траву сушат под навесом, предварительно измельчив.

В народной медицине в качестве мочегонного и потогонного средства применяют настой или отвар из травы растения. Иногда их пьют для смягчения кашля при простудных заболеваниях. Чаще настои, отвары или свежий сок пьют при желудочно-кишечных заболеваниях, в основном при хронических поносах и дизентерии. Извлечения из надземной части верблюжьей колючки обладают антимикробным действием, причём выраженное бактерицидное действие они оказывают на стрептококки, стафилококки, дизентерийную палочку. Отвары успешно применяют в виде полосканий горла при острыхангинах. Порой отвар верблюжьей колючки в народной медицине применяют для лечения геморроя (ванночки, промывания), для наружного лечения экзем, гнойничков, нагноившихся ран и язв (обмывания, компрессы).

В клинических условиях отваром лечат больных колитом, дизентерией, применяют при язве желудка и гастритах, заболеваниях печени, как желчегонное, вяжущее, иногда назначают при простудных заболеваниях и неумеренном кашле.

Все виды верблюжьей колючки являются хорошими, высокопитательными кормовыми растениями. Их надземные части, особенно в молодом состоянии, богаты содержанием витамина C, что, принимая во внимание питательные свойства листьев и особенно их сахаристость, позволяет рассматривать их в качестве ценного витаминного продукта.

Верблюжья колючка в жаркое время года выделяет «манну» (сахаристое вкусовое вещество), широко используемую в Иране и Афганистане в качестве лекарственного средства и пищевого продукта. «Манну» употребляют как мочегонное и жаропонижающее средство, а также при сухом кашле.

Вредное действие колючки заключается, в основном в том, что является аллергеном во время цветения, агрессивным сорняком приусадебных участков, прорастает даже через бетонные покрытия и асфальт.

1. А что если?

3.1. Использование особенностей.

Мощная корневая система Alhagi уходит до 20 метров в глубину, питая растение из источников подземных и артезианских вод. В зоне экстремального земледелия (малое количество осадков, сильные иссушающие ветры) эту биологическую особенность можно использовать для прививки растения – паразита. Такими растениями могут служить бахчевые, например, арбуз.

Об этом способе использования колючки я услышал случайно. На участке моей родственницы джантак бушевал, не поддаваясь прополке. Срубленный вечером, утром он давал прирост в 3-4 сантиметра. Тогда то я и узнал, что в Средней Азии таким образом выращивают бахчевые.

3.2. Методика прививки

Приви́вка — вегетативный способ размножения растений путём объединения частей нескольких растений, применяющийся в садоводстве. Как правило, прививку проводят весной, в начале периода вегетации. В наших широтах – это апрель, май.

Я попробовал это сделать, не особо не надеясь на успех.

В качестве посадочного материала я взял семечко арбуза, которое моя родственница сушит каждое лето, обжаривает и использует в еду наряду с семенами подсолнечника. Сорт выбранного мною семени неизвестен. (Приложение №1).

20 июля 2016 года я высадил это семечко в подготовленное растение способом прививки. Обнажил ствол до уровня грунта с помощью секатора садового, расщепил подвой ножом, вложил в образовавшуюся щель семя арбуза острым концом вниз, вручную стянув щель, присыпал землей (Приложение №2,3,4,5).

15 сентября 2016 года я смог зафиксировать проросший побег арбуза.

Само растение колючки находилось в угнетенном состоянии, сбоку из-под земли выходил молодой побег колючки.

Получить плоды мне не удалось, т.к. я не выдержал сроки вегетации – слишком поздно высадил семя арбуза, оно успело только прорасти. Цветения не наблюдалось.

3.3.Анализ проведенного исследования

- проведя мониторинг погодных условий (температура воздуха, температура почвы, относительная влажность воздуха и почвы, количество выпавших осадков) согласно данным Гидрометеостанции п.Артезиан за период июль-сентябрь 2016 года, можно сделать вывод, что основные показатели соответствовали обычным климатическим условиям местности (Приложение №7) – высокие температуры воздуха и почвы, хорошая солнечная освещенность, количество осадков минимально;

- дополнительный полив участка не производился;

- никаких других агротехнических процедур не производилось.

3.4. Основные выводы

1. Корневая система Alhagi pseudalhagi  является уникальной биологической особенностью этого дикорастущего полукустарника. Уходя на многие метры в глубину, она дарует растению потрясающую живучесть. Некоторые побеги появляются у родственницы в доме, через цементную штукатурку, через кафель в местах стыков плиток.

2. В моём поселке можно использовать способ выращивания арбузов на верблюжьей колючке.

3. Для реализации этого способа есть несколько благоприятных факторов:

- наличие множества подвойных растений;

- подходящий почвенный состав;

- температурный режим выше среднего по РФ;

- подходящая для бахчевых культур климатическая зона;

- позволяет использовать минимальную агротехнику.

- в этом случае привитое растение (арбуз) «берёт» столько влаги, сколько ему нужно.

1. Заключение

Дальнейшие исследования могут быть продолжены в следующем году с учетом всех правил агротехники бахчевых культур, прежде всего сроков высадки семенного материала с целью получения созревших плодов.

Приношу благодарность начальнику Гидрометеостанции п.Артезиан Бадиевой Т.С. за предоставленные метеорологические сведения.

1. Список использованной литературы

1. Энциклопедический словарь лекарственных, эфирномасличных и ядовитых растений / Сост. Г. С. Оголевец. — М.: Сельхозгиз, 1951. — С. 58. — 584 с.

2. Верблюжья колючка // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.

3. Абдул Хафиз Абделати Иссам Йосеф, канд.биол.наук:
   «Исследования развития и выделение экстрактов и эфирных масел аира болотного и верблюжьей колючки, произрастающих в Астраханской области». Научная библиотека диссертаций.

4. Абдул-хафиз Иссам Йосеф, Егоров Михаил Алексеевич: «Биологические исследования роста верблюжьей колючки на различных почвах Астраханской области», журнал «Вестник Алтайского государственного аграрного университета», выпуск №5 / том 67 / 2010

5. Интернет-ресурсы

Приложение № 1 «Посадочный материал»

Приложение № 2 «Экспериментальное растение»

Приложение № 3 «Подготовка растения»

Приложение № 4 «Расщепление ствола»

Приложение № 5 «Высадка посадочного материала»

Приложение № 6 «Проросший побег»

12