«Изучение возможности использования микробного удобрения в гидропонной системе и его влияние на морфологические особенности проростков кресс-салата (Lepidium sativum L.) и руколы посевной (Eruca vesicaria)»

Изучение возможности использования микробного удобрения в гидропонной системе и его влияние на морфологические особенности проростков кресс-салата (Lepidium sativum L.) и руколы посевной (Eruca vesicaria)

Ахметшина Алсу Ильгизовна, 10А класс МБОУ «СОШ №30»,

г. Набережные Челны

Руководитель: Андрианова А.А., учитель биологии МБОУ «СОШ №30»

Актуальность

В гидропонной системе, в корневой зоне, микроорганизмы создают условия подобно почвенным. Так растения чувствуют себя более естественно. Но наличие полезных организмов сведено к минимуму, так как им там неоткуда взяться. А полное отсутствие их в растворе делает среду слабой и уязвимой. Поэтому необходимо самостоятельно заселять и размножать полезные бактерии. Поэтому поиск полезных микроорганизмов, подходящих для использования в гидропонных системах является весьма актуальным.

Сетевой проект «Всероссийский атлас почвенных микроорганизмов»

С 2021 года команда нашей школы сотрудничает с Фондом поддержки проектов в области Образования (г. Новосибирск), участвуя в сетевом проекте «Всероссийский атлас почвенных микроорганизмов». На сегодняшний день учеными ИХБиФМ СО РАН (г. Новосибирск) из различных образцов почв были отобраны перспективные штаммы микроорганизмов, которые показали высокую активность, и было изготовлено микробное удобрение.

Гипотеза: «если в составе микробного удобрения содержаться полезные бактерии, способствующие усвоению азота, фосфора, аммония, синтезирующие сидерофоры и ауксины, то такое удобрение может быть полезным и в гидропонной установке, так как будет обеспечивать растение дополнительно питательными веществами и фитогормонами»

Цель работы: оценить возможность использования микробного удобрения при гидропонном выращивании микрозелени и оценить его влияние на рост и развитие проростков.

Задачи:

1. Изучить литературу по данной теме.

2. Оценить влияние микробного удобрения на всхожесть и энергию прорастания семян кресс-салата и руколы посевной.

3. Оценить влияние микробного удобрения на морфометрические показатели кресс-салата и руколы посевной в процессе выращивания их на гидропонной установке без использования питательного раствора.

Бактериальное удобрение

Таблица 1. Видовой состав бактерий и их характеристика (информация любезно предоставлена Ворониной Е.Н., к.б.н., с.н.с., зав. группой молекулярной генетики Института химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН, руководитель сетевого проекта «Всероссийский атлас почвенных микроорганизмов»)

Рис. 1 Микробиологическое

удобрение из набора

Оборудование, материалы и методы исследований

В работе использовалась гидропонная установка Чудо_грядка (производитель НПО «Здоровья КЛАД», г. Пермь).

1. Посадочная площадка

2. Крышка-тепличка

3. Комплект гибких вкладышей (пробки)

4. Минераловатные пробки

5. Емкость для жидкости

6. Распылитель воздуха

7. Шланг для воздуха

8. Электрический компрессор (~220В)

Рис. 2. Комплектация гидропонной установки Чудо_грядка

Биологическое описание растений

Рукола культурная

индау (Eruca satíva)

сорта Диковина

Порядок: Капустоцветные

Кресс-салат микс

(Lepidium sativum)

Семейство: Капустные

Род: Индау

Вид: Eruca satíva

Подвид: Рукола

Порядок: Капустоцветные

Семейство: Капустные

Род: Клоповник

Вид: Кресс-салат

Стебель прямостоячий, сильноветвистый

(высотой 40–80 см).

Прикорневые листья черешковые, цельные или перисторассечённые, стеблевые — сидячие, линейные, цельные.

Цветки мелкие, главным образом белые или розовые, собраны в длинную кисть. Плод — стручочек.

Стебель высотой до 40 см, прямой, ветвистый, слабо опушенный.

Нижние листья лировидно-перистораздельные или рассечённые, с зубчатыми долями.

Соцветие — редкая длинная кисть. Цветки бледно-, реже ярко-жёлтые с фиолетовыми жилками. Плод — стручок.

Методы исследований

• Определение всхожести и энергии прорастания семян проводили по ГОСТ 12038-84 .
• В ходе эксперимента измеряли рН и удельную электропроводность
• Измерение морфометрических показателей длины корня и длины проростков проводили на 14-ый день эксперимента с использованием линейки.
• Морфологические особенности корешков и их бактеризацию ризосферными бактериями изучали с помощью бинокуляра Levenhuk 720B (объективы, х40, x90) с цифровой камерой Levenhuk M800 PLUS.

Рис. 3. Измерение рН

рабочего раствора

Рис. 4. Подготовка

семян

Рис. 5. Посев семян в

ватноминеральный блок

Рис. 7. Измерение

Рис. 6. Работа

длины корня и побега

установки

Результаты исследований и их обсуждение

Диаграмма 1. Энергия прорастания и всхожесть семян кресс-салата и руколы посевной в контроле и опыте

Диаграмма 2. Изменение значений рН в рабочем растворе в ходе эксперимента

Диаграмма 3. Динамика изменения удельной электропроводности в рабочем растворе в опыте и контроле

Диаграмма 4. Морфометрические показатели проростков в контроле и опыте

Рис. 8 Выросшие растения

на 14 день эксперимента

Рис. 9. Восьмой день эксперимента (контроль) Рис. 10. Десятый день эксперимента (опыт)

Рис. 11. Корневые системы в контроле Рис. 12. Корневые системы в опыте

Бактеризация корней растений

Рис. 12. Корни руколы (объектив х90). Рис. 13. Корни кресс-салата (объектив х90).

( бактерии на поверхности корневых (бактерии на поверхности корневых волосков волосков обозначены стрелками ) обозначены стрелками)

Выводы:

• 1. В ходе эксперимента был апробирован способ беспочвенного выращивания растений кресс-салата и руколы посевной методом гидропоники с целью оценки эффективности микробного препарата.
• 2. Микробный препарат увеличивает всхожесть семян кресс-салата и руколы посевной на 3%. Причем на 3 день эксперимента энергия прорастания семян ниже в опыте на 4-5% по сравнению с контролем. Микробный препарат разработан на основе ассоциативных бактерий, поэтому имеет отложенный эффект.
• 3. Микробный препарат не оказывает существенного влияния на поддержание рН и удельной электропроводности рабочего раствора на постоянном уровне. При длительной вегетации требуется постоянная смена рабочего раствора.
• 4. Микробный препарат может оказывать фитостимулирующее действие прирост стеблей и корней в гидропонной установке у некоторых растений. Требуется дальнейшее исследование по подбору концентрации микробного удобрения.

Спасибо за внимание!