Тема: Влияние условий микрогравитации на рост и развитие растений на примере репчатого лука
Актуальность:
´ Питание в космосе – одна из важнейших составляющих жизни. В невесомости, в тесном пространстве космического корабля, изменяются чувства человека и просто необходимы элементы комфорта, которые напоминали бы ему о Земле. Именно потому качественной и полноценной еде уделяется большое внимание.
´ Продуктивные космические оранжереи должны в космических полетах давать космонавтам кислород и пищу, а также перерабатывать отходы их жизнедеятельности.
´ Первое растение, выращенное и съеденное в космосе — это обычный зелёный лук. Питательные вещества для роста зелени находятся в самой луковице, в ней сосредоточен почти полный запас необходимых для развития веществ.
Первым идею — выращивать растения в космосе — выдвинул основоположник космонавтики Константин Циолковский. Задолго до начала пилотируемых полетов он заявил, что в будущем растения станут главным источником питания и поддержания атмосферы на космических кораблях.
В этой работе К. Э. Циолковский подробно описал не только, как можно искусственно создать гравитацию для растений, но и продумал, какие это должны быть растения: плодовитые, мелкие, без толстых стволов. По его задумке такие растения смогут обеспечивать колонизаторов космоса биологически активными веществами и микроэлементами, а также регенерировать кислород и воду.
За много десятилетий до полётов в космос Константин Эдуардович понял проблему с которой в будущем столкнулись космонавты — от консервированной и сублимированной пищи многие из них теряли аппетит, начиналась депрессия и ели только потому, что это было необходимо для поддержания сил.
Первый выращенный в космических условиях зелёный лук в 1978 году на космической станции «Салют-4». Космонавтам Владимиру Ковалёнку и Александру Иванченкову удалось вырастить перья лука в установке «Оазис».
Эксперимент предусматривал не только вырастить растение, но и добиться процесса цветения и получение семян. Сейчас эта установка «Оазис-1» находится в Мемориальном музее космонавтики.
«Космические растения живут в специальной оранжерее с искусственным субстратом. Она снабжена автоматическим поливом: там стоят датчики влажности, которые проводят измерения через определённые промежутки времени. Система сама подсчитывает, сколько воды нужно добавить, и сама поливает. При этом в поливную воду ничего не добавляется: питаются растения за счёт удобрений пролонгированного действия, внесённых в субстрат. С невесомостью «зелёные космонавты» справляются так: корни удерживаются субстратом, а надземные части всегда тянутся к искусственному свету».
Мы попытались имитировать состояние невесомости и вырастить лук в условиях лаборатории. Чтобы сравнить процесс роста с обычной высадкой лука мы взяли 6 образцов, которые посадили в стаканчики с кокосовым субстратом, накрыв марлей корни. Процесс начался 21 января.
Репчатый лук, выбранный в качестве посадочного материала должен соответствовать ряду характеристик:
· Головки отбирают ровные, без признаков гнили, болезней и механических повреждений;
· Диаметр репки должен составлять не менее 3 см
· Освободить луковицы от верхнего слоя шелухи;
· Чтобы ускорить прорастание перьев и защитить репки от гнили, рекомендуется принять следующие меры: Аккуратно обрезать верхушку на несколько миллиметров у мелких репок, на 1-1,5 см у более крупных экземпляров. Это позволит отрастить более ровные перья и облегчит срезку. Если его сверху не обрезать, то он начинает гнить, а если подрезать, растет хорошо, не гниет. (с этим мы столкнулись в ходе исследования)
Мы высадили лук и поместили в контейнер в подвешенном состоянии и подготовили лук в стаканчиках, используя ту же методику посадки на кокосовом субстрате. Лук экспериментальным путём отправили в условия невесомости. Высадка осуществлялась в зимний период, поэтому дополнительно использовали свет лампы для создания постоянной температуры и освещенности. Для нормального развития растений требуется хорошая освещенность. Поэтому установка имеет светильник, заменяющий растениям Солнце. Недостаток света приведет к формированию слабых, тонких перьев бледного цвета.
В космических условиях движение воздуха создает вентилятор- без этого в невесомости не обойтись. Полив на станции-процедура особая. Вода храниться в специальном баке, из которого насосом подается к корням.
Перо первой проросшей луковицы у невесомого лука появился 30.01.23, обычного лука 27.01(по таблице)
У листьев проросшей луковицы наблюдается отрицательный геотропизм и положительный гелиотропизм. Фактором, вызывающим геотропизм, является земное притяжение, фактором, вызывающим положительный гелиотропизм, является солнечный свет
´ В ходе исследования, выяснили, что для появления первых ростков зеленого лука в состоянии невесомости потребовалось достаточно много времени. Первый росток появился -30.01 и достиг длины 35,8 см. 17.02 -38 см, 22.02-30,5 см., 25.02 -57,8, 27.02 – 41 см., поздно появившейся зеленый лук (6.03) засох. Лук, произрастающий в обычных условиях самый ранний росток дал 27.01, поздний 7.02.
´ Результаты нашего эксперимента позволили определить, насколько стресс из-за микрогравитации снижает процесс роста и развития растения. Уменьшается активность деления клеток. Необходимо достаточно времени, чтобы адаптироваться к условиям, затормозив свое развитие на определенном уровне.
´ Наблюдения показали, что количество перьев у лука в обычных условиях выросло в 2 раза больше, чем у лука в измененном состоянии и перышки лука были более сочные, в отличии от лука, находящегося в невесомом состоянии, которые были очень тонкими, длинными и кончики лука постепенно высыхали. Положительная динамика в росте наблюдалась у лука, выращенного в обычных условиях. Луковицы достигли значительного роста.
´ Все перья лука, достигли 15 см и готовы к употреблению. Перья лука в невесомости достигли мах -57,8 см, в обычных условиях – 42,4 см.
По вкусовым особенностям образцы не отличались.
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 2.87 МБ |
Слайд 1
Тема : Влияние условий микрогравитации на рост и развитие растений на примере репчатого лука Направление: космическая биология Выполнила: Люй Лия, Макарова Таисия Руководитель: Шоть Людмила ДмитриевнаСлайд 2
Актуальность: Питание в космосе – одна из важнейших составляющих жизни. В невесомости, в тесном пространстве космического корабля, изменяются чувства человека и просто необходимы элементы комфорта, которые напоминали бы ему о Земле. Именно потому качественной и полноценной еде уделяется большое внимание. Продуктивные космические оранжереи должны в космических полетах давать космонавтам кислород и пищу, а также перерабатывать отходы их жизнедеятельности . Первое растение, выращенное и съеденное в космосе — это обычный зелёный лук. Питательные вещества для роста зелени находятся в самой луковице, в ней сосредоточен почти полный запас необходимых для развития веществ.
Слайд 3
Цель: Исследовать рост и развитие репчатого лука в условиях микрогравитации Задачи : Имитировать невесомость в условиях лаборатории для проращивания репчатого лука Высадить лук в обычных условиях и условиях имитированной невесомости Сравнить полученные результаты. Сделать выводы. Методы: Фотофиксация Наблюдение Сравнение Измерение
Слайд 4
Оборудование: В работе мы использовали: кокосовый субстрат, стаканчики бумажные, лук репчатый, вода, искусственный свет.
Слайд 6
Установка «Оазис-1 » Первое растение, выращенное и съеденное в космосе — это обычный зелёный лук. Это произошло в 1978 году на космической станции «Салют-4». Космонавтам Владимиру Ковалёнку и Александру Иванченкову удалось вырастить перья лука в установке «Оазис». Эксперимент предусматривал не только вырастить растение, но и добиться процесса цветения и получение семян. Сейчас эта установка «Оазис-1» находится в Мемориальном музее космонавтики.
Слайд 7
Проведение эксперимента Чтобы сравнить процесс роста с обычной высадкой лука мы взяли 6 образцов, которые посадили в стаканчики с кокосовым субстратом, накрыв марлей корни. Процесс начался 21 января. Для наращивания зеленой массы необходим рассеянный солнечный свет. Емкости с луковицами расположили на максимально освещенном месте. В зимний период потребовалось досвечивание посадок с помощью специальной лампы. Недостаток света приводит к формированию слабых, тонких перьев бледного цвета.
Слайд 8
Измерение длины перьев зеленого лука Количество перьев у лука в обычных условиях выросло в 2 раза больше, чем у лука в измененном состоянии и перышки лука были более сочные, в отличии от лука, находящегося в невесомом состоянии . Они были очень тонкими, длинными и кончики лука постепенно высыхали. Положительная динамика в росте наблюдалась у лука, выращенного в обычных условиях .
Слайд 9
Лук Таисии Лук Лии Лук Андрея Лук Альберта Лук Димы Лук Артура Дата посадки 21.01.2023 Появление первых перьев 25.02 22.02 30.01 17.02 6.03 27.02 Длина пера лука 21.02 - - 13,2/5 см 3,2/1,1 см - - 1.03 6,2/2,1 см 7,3/4,2 см 22,3/11,2 см 10,3/3 см - 1,2 см 27.03 32,1/12 см 27,6/6,8 см 32,1/18 см 24,2/17,5 см 14,5/9,8 см 35,3/12,8 см 15.04 57,8/24,2 см 30,5/12 см 35,8/15,2 см 38/21,2 см засох 41/15,6 см Таблица наблюдений за прорастанием репчатого лука в состоянии невесомости:
Слайд 10
Лук Таисии Лук Лии Лук Андрея Лук Альберта Лук Димы Лук Артура Дата посадки 21.01.2023 Появление первых перьев 28.01 2.02 5.02 27.01 30.01 7.02 Длина пера лука 21.02 23,1/15,2 см 16,3/7,1 см 9,8/5,8 см 25,3/15,6 см 18,5/10,3 см 15,3/4,5 см 1.03 28,3/16,1 см 19,5/10,0 см 15,2/8,3 см 30,5/18,7 см 23,7/14,1 см 18,3/8,2 см 27.03 34,2/18,5 см 22,3/16,1 см 20,2/13,5 см 35,6/21,8 см 28,0/18,2 см 25,4/12,2 см 15.04 37,6/21,5 см 31,5/19,8 см 25,6/17,3 см 42,4/20,3 см 35,2/22,1 см 29,3/18,5 см Таблица наблюдений за прорастанием репчатого лука
Слайд 11
У листьев проросшей луковицы наблюдается отрицательный геотропизм и положительный гелиотропизм. Фактором, вызывающим геотропизм, является земное притяжение, фактором, вызывающим положительный гелиотропизм, является солнечный свет.
Слайд 12
Вывод: В ходе исследования, выяснили, что для появления первых ростков зеленого лука в состоянии невесомости потребовалось достаточно много времени. Первый росток появился -30.01 и достиг длины 35,8 см. 17.02 -38 см, 22.02-30,5 см., 25.02 -57,8, 27.02 – 41 см., поздно появившейся зеленый лук (6.03) засох. Лук, произрастающий в обычных условиях самый ранний росток дал 27.01, поздний 7.02. Результаты нашего эксперимента позволили определить, насколько стресс из-за микрогравитации снижает процесс роста и развития растения. Уменьшается активность деления клеток. Необходимо достаточно времени, чтобы адаптироваться к условиям, затормозив свое развитие на определенном уровне. Наблюдения показали, что количество перьев у лука в обычных условиях выросло в 2 раза больше, чем у лука в измененном состоянии и перышки лука были более сочные, в отличии от лука, находящегося в невесомом состоянии, которые были очень тонкими, длинными и кончики лука постепенно высыхали . Положительная динамика в росте наблюдалась у лука, выращенного в обычных условиях. Луковицы достигли значительного роста. Все перья лука, достигли 15 см и готовы к употреблению. Перья лука в невесомости достигли мах -57,8 см, в обычных условиях – 42,4 см. По вкусовым особенностям образцы не отличались.
Слайд 13
Спасибо за внимание!
Домик зимней ночью
Андрей Усачев. Пятно (из книги "Умная собачка Соня")
Рукавичка
Пятёрки
Мальчик и колокольчики ландышей