Учебное пособие: Учебно-методическое пособие для студентов биологических и экологических специальностей Балашов

Балашовский филиал

Саратовского государственного университета

им. Н.Г.Чернышевского

Полевые практики

по экологии и биологии

Учебно-методическое пособие

для студентов биологических и экологических специальностей

Балашов

2008

УДК 58

ББК 28.5я73

П49

Авторы-составители:

М. А. Занина — зав. кафедрой биологии и методики ее преподавания,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент;

С. В. Кабанина — кандидат биологических наук, доцент;

Н. Ю. Семенова — кандидат биологических наук, старший преподаватель;

Е. М. Сулига — кандидат биологических наук, доцент.

Рецензенты:

Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Балашовского филиала
Саратовского государственного социально-экономического университета

А. Ф. Штурбабин;

Кандидат биологических наук, доцент Балашовского филиала
Саратовского государственного университета им. Н. Г. Чернышевского

В. А. Обидина.

Рекомендовано к изданию Научно-методическим советом
Балашовского филиала Саратовского государственного университета
им. Н. Г. Чернышевского.

П49 Полевые практики по биологии и экологии : учеб.-методич. пособие для студентов фак-та экологии и биологии / М. А. Занина, С. В. Кабанина [и др.]. — Балашов : Николаев, 2008. — 84 с.

ISBN 978-5-94035-341-6

В учебно-методическом пособии изложены методические рекомендации и задания к прохождению полевых практик студентами факультета экологии и биологии.

Пособие предназначено для студентов биологических и экологических специальностей, преподавателей, аспирантов, учителей школ.

УДК 58

ББК 28.5я73

ISBN 978-5-94035-341-6 © Занина М. А., Кабанина С. В. [и др.], 2008

О г л а в л е н и е

Введение......................................................................................................... 4

Полевая практика по ботанике с основами фитоценологии (2 курс)........ 6

Полевая практика по общей экологии (3 курс)......................................... 20

Полевая практика по биологическим основам
сельского хозяйства (3 курс)...................................................................... 29

Полевая практика по физиологии растений (3 курс)................................. 51

Полевая практика по теории и методике
обучения биологии (3 курс)........................................................................ 67

ВВЕДЕНИЕ

Практика — одно из важнейших звеньев системы профессиональной подготовки будущего специалиста. Она является связующим звеном между теоретическим обучением студента и его будущей самостоятельной деятельностью. Организация и проведение практики — это целостный процесс, характеризующийся интегрированностью, взаимосвязанностью всех компонентов, что обеспечивает высокий уровень развития и функционирования. Обязательность организации практики — это подчинение всех ее частей, этапов, компонентов, функций основной цели — развитию индивидуальности студента как будущего специалиста, совершенствованию его компетентности как интегральному показателю.

Целью проведения практик на факультете биологии и экологии является обеспечение практической реализации знаний будущего специалиста
в соответствии с видами его профессиональной деятельности.

Факультет биологии и экологии обеспечивает проведение:

— полевых практик на собственной лабораторно-экспериментальной базе, на базах предприятий и организаций, с которыми заключены договора, в полевых условиях в окрестностях г. Балашова и Балашовского района;

— педагогических практик на базе образовательных учреждений, способных обеспечить высокий организационный уровень их реализации.

Полевые практики — обязательное звено учебного процесса в системе высшего образования естественно-научного направления. Данное учебно-методическое пособие посвящено организации полевых практик на факультете экологии и биологии.

В основные задачи полевых практик входят:

— развитие целостного научного мышления согласно сложившейся современной естественно-научной концепции о взаимосвязях и уровневой организации всех компонентов природы, о зависимости хозяйственной деятельности человека от окружающей природной среды и об антропогенном влиянии на среду;

— закрепление теоретических знаний, полученных студентами во время аудиторных занятий;

— изучение и распознавание существующего в природе биоразнообразия с учетом влияния местных условий;

— выработка навыков ведения наблюдений за природными процессами и явлениями;

— освоение методик проведения полевых исследований;

— овладение умениями и навыками, необходимыми для ведения самостоятельной исследовательской работы с природными объектами.

В пособие включены задания, методические рекомендации к их выполнению, рекомендуемая литература и т. д. по ряду полевых практик: по ботанике с основами фитоценологии, общей экологии, биологическим основам сельского хозяйства, физиологии растений, теории и методике преподавания биологии. Пособие может быть полезным для студентов биологических специальностей, преподавателей, аспирантов, учителей школ.

ПОЛЕВАЯ ПРАКТИКА ПО БОТАНИКЕ
С ОСНОВАМИ ФИТОЦЕНОЛОГИИ (2 курс)

Программа включает сезонную и летнюю полевые практики, которые проводятся после завершения лекционно-лабораторного периода работ, как правило, в июне. Такая структура позволяет ознакомить студентов
не только с летней растительностью, но и с состоянием растительного покрова в другие сезоны.

Летняя учебная практика студентов биологов является одной из важных и необходимых форм их подготовки. Она способствует глубокому
и сознательному изучению биологии растений, знакомит студентов с методами полевых исследований, прививает навыки самостоятельной научной работы.

Основная цель практики состоит в том, чтобы показать взаимосвязь
и единство как отдельных растительных организмов, так и фитоценозов
с условиями среды, всех элементов природного комплекса (биоценоза).
В связи с этим летняя учебная практика по систематике растений имеет большое значение для общебиологического образования студентов — биологов всех специальностей.

В период полевой практики по ботанике на 2 курсе студенты знакомятся с растительным покровом как компонентом биосферы. Следует обратить внимание на те особенности растительного покрова, которые рассматриваются в курсе ботаники и общей биологии в средней школе. Изучение растительности начинается с флоры как ее органической
составной части.

Особое внимание следует обратить на трудные для определения семейства (злаки, осоки, сложноцветные). Кроме того, необходимо углубить знания по систематике низших и высших растений, так как мхи, папоротники, а иногда и лишайники играют важную роль в сложении фитоценозов.

В ходе полевой практики на 2 курсе, которая завершает двухлетнюю работу студентов по ботанике, должны использоваться, конкретизироваться и пополняться все ботанические знания студентов, поэтому задачи ее многообразны.

В результате летней практики студент должен:

— уметь отличать основные типы растительного покрова;

— изучить флору и закономерности распределения и состав ведущих растительных сообществ (Саратовской области);

— усвоить методы флористических, исследований и выработать соответствующие практические навыки в определении растений по репродуктивным и вегетативным признакам;

— приобрести твердые знания об основных видах местной флоры
(200 видов), знать их латинские названия (100 видов);

— иметь представления о влиянии растительных сообществ на окружающую среду и об антропогенном воздействии на растительные сообщества, а также знать предохранительные меры для каждого типа фитоценозов;

— приобрести навыки хозяйственной приблизительной оценки растительного покрова (смена пород, заболачивание лугов и т. д.);

— уметь оценивать роль и состояние отдельных видов и фитоценозов, хозяйственно ценных растений: кормовых, технических, лекарственных, медоносных, редких, исчезающих видов.

Для зачета студент должен представить:

— гербарий (30 листов);

— аннотированный систематический список известных студенту растений района практики (флористическая тетрадь);

— письменный отчет о выполнении индивидуальной темы.

Успешное решение поставленных задач предполагает самостоятельное ознакомление студентов с вопросами систематики, основными понятиями биогеоценологии.

Наряду с групповыми экскурсиями проводится и самостоятельная работа студентов.

Примерное распределение дней полевой практики

Введение

Понятие о растительном покрове.

Общая характеристика топологических и экологических условий района практики. Размещение главнейших угодий в зависимости от топологических значений природных угодий в народном хозяйстве. Влияние антропогенных факторов на растительность в районе практики. Понятие
о растительном сообществе.

Основные структурные элементы фитоценоза. Знакомство с методикой описания фитоценозов.

1. Лесная растительность

Ярусное строение лесного сообщества. Состав и строение древесных ярусов, их сомкнутость и высота, формы крон, стволов. Роль животных
в возобновлении деревьев. Проростки и сеянцы древесных пород.

Подлесок (флористический состав, покрытие). Зависимость кустарникового яруса от древесного полога.

Кустарниковый и травяной ярусы: состав, сомкнутость, фенофазы. Биология доминантов (кустарники и травянистые растения): способы размножения, перезимовка, цветение, плодоношение, распространение.

Влияние травяного и кустарникового яруса на возобновление древесных пород.

Напочвенный покров. Главнейшие мхи и лишайники, их влияние на возобновление древесных пород.

Отмершие листья и другие элементы опада, их участие в подстилке, ее разрушение. Паразитная и сапрофитная грибная флора. Ее значение
в жизни леса. Микоризообразователи.

Основные типы леса района практики. Коренные и временные типы леса. Хозяйственная ценность лесных угодий. Растительность вырубок. Рекреационные воздействия на лесную растительность. Естественное
и искусственное возобновление леса. Охрана лесных сообществ.

2. Луговая растительность

Понятие о луге. Луга пойменные и материковые. Основные черты строения и формирования поймы, экологические условия.

Роль злаков в составе растительности пойменных лугов. Их видовое разнообразие, жизненные формы.

Бобовые растения в составе луговой растительности, их значение
в жизни луга, элементы разнотравья.

Развитие луга. Заселение свежего аллювия. Биологические типы растений пионеров.

Смена луговой растительности. Луг как покосное и пастбищное угодье. Влияние вытаптывания скотом и распашки на луга. Охрана пойм.

Разнообразие лугов, отличительные признаки растительности лугов. Влияние выпаса, рекреационные воздействия.

3. Степная растительность

Понятие о степи. Разнотравно-ковыльные степи, ритмика развития, зависимость от погодных условий и увлажнения почвы, видовая насыщенность. Почвы степей, климат, его континентальность, сезонные колебания температуры.

Ксероморфная организация степной растительности: опушение, мощная кутикула, небольшая листовая пластинка, глубоко уходящая корневая система.

Характерные растения степей, узколистные дерн и злаки, многолетние травы с сокращенным периодом вегетации — эфемероиды и эфемеры.

Изменение травостоя, урожайность степей. Влияние вытаптывания скотом и распашки. Охрана степей.

4. Агрофитоценозы

Понятие об агрофитоценозе. Видовой состав и жизненные формы сорняков в сочетании с важнейшими культурами района практики. Ярусное строение агрофитоценозов. Взаимоотношение культурных растений
и сорняков. Засоренность посевов. Биологические предпосылки борьбы
с сорняками в районе практики.

5. Растительность водоемов и прибрежий

Распределение растительных сообществ по берегам проточных и непроточных водоемов, экологическая обусловленность. Причины и закономерности зарастания водоемов.

Альгофлора водоемов. Различные группы водорослей, их значение
в жизни водоема.

Сезонная практика

Цель сезонной практики — ознакомление с сезонными явлениями, характерными для растений и растительного покрова умеренной зоны. Это имеет важное значение для общего биологического образования будущего учителя, для более глубокого понимания им структурных и приспособительных особенностей отдельных растений, а также умения проводить в любое время года экскурсии со школьниками.

Сроки сезонной практики и число экскурсий варьируется в зависимости от местных условий. Желательно выполнение индивидуальных занятий в разные сезоны.

Зимние экскурсии

Цель экскурсий — ознакомить студентов с зимним состоянием растений разных жизненных форм в различных условиях и фитоценозах.

Деревья и кустарники. Распознавание их в безлистном состоянии по коре, почкам и другим признакам. Строение зимующих почек, степень сформирования в них побега будущего года. Структура побегов и их систем в безлистном состоянии. Вечнозеленые деревья и кустарники, строение их листьев. Выявление растений, у которых плоды и семена опадают зимой. Типы этих плодов. Приспособление к их распространению.

Кустарнички и травянистые растения. Изучение их подснежного состояния в разных сообществах. Связь с особенностями снегового покрова и характера промерзания почв. Морфология растений, собранных из-под снега: типы почек, характер облиственности, строение и состояние почек. Подснежное развитие побега (особенно у эфемероидов). Проростки.

Зимнее состояние мхов, лишайников, зимнее состояние эпифитов (водоросли, лишайники, грибы).

Растение как пища для животных в зимний период.

Весенние экскурсии

Цель экскурсий — ознакомить студентов с весенним состоянием сообществ, с переходом многолетних растений от состояния покоя к активной вегетации, цветением ранневесенних растений, весенним прорастанием семян.

Деревья и кустарники. Сроки набухания и развертывания почек у разных видов в разных условиях. Морфология почек и молодых побегов, характер почечных чешуй, степень сформированности побега, заложение новых почек. Раннее цветение деревьев и кустарников.

Кустарнички и травянистые растения. Состояние листьев при выходе из-под снега (вечнозеленые, зимне-зеленые и летне-зеленые растения). Перезимовка мохообразных.

Состояние почек, морфология развертывающихся побегов. Раннецветущие кустарнички и травы. Биология их цветения и опыления. Характеристика эфемероидов.

Основным методом работы на полевой практике является экскурсия
с последующей камеральной обработкой материала.

По учебному плану на полевую практику отводится на дневном отделении 18 рабочих дней, на заочном отделении — 6 дней. За это время на дневном отделении проводится 6 экскурсий, на заочном отделении — 3.

Для проведения полевой практики необходимы следующее экскурсионное снаряжение и оборудование: 1) копалка или лопата; 2) нож; 3) гербарная папка с запасом бумаги для укладки растений (сложенные пополам газетные листы); 4) черновые этикетки, шариковая ручка или карандаш;
5) лупа, фотоаппарат (желателен).

На бригаду берется ботанизирка и, если предполагается знакомство
с водными и болотными растениями, — небольшое закрывающееся экскурсионное ведерко. Для ведения дневника практики, записей по самостоятельным наблюдениям необходим полевой блокнот или общая тетрадь. Для составления отчета и зарисовки растений — цветные карандаши, тушь, альбом или тетрадь для рисования. Бланки геоботанических описаний готовятся членами бригады.

Необходимы также простейшие приспособления и приборы для геоботанических наблюдений (компас, рулетка, эклиметр).

Организация практики

Объектами изучения на полевой практике являются флора и растительность. На каждой экскурсии изучаются растения, их сообщества, обсуждаются признаки отдельных систематических групп, биологические и экологические особенности видов. Изучаются состав, строение, экология фитоценозов. Под руководством преподавателя на экскурсиях выполняются простейшие наблюдения и обосновываются соответствующие методики.

На экскурсию отводится обычно большая часть дня (с 9 до 14 ч), вторая часть рабочего дня (с 15 до 17 ч) предоставляется для лабораторной работы: систематизации собранного гербария, обработки полевых дневников, приведения в порядок полевых записей.

Время, отведенное на проведение летней полевой практики, распределяется следующим образом:

1-й день. Вводная беседа и экскурсия.

Тема «Флора степей».

Задание — собрать и загербаризировать 50 видов растений степей. Собрать материал по самостоятельным индивидуальным темам.

2-й день. Камеральная обработка собранного материала и оформление дневника практики.

Под камеральной обработкой подразумевается определение растений, оформление гербария, написание чистовых этикеток, составление списков растений по семействам с указанием фенологии, жизненной формы, места обитания, хозяйственного значения.

3-й день. Отчет.

Необходимо знание не менее 50 видов научных названий растений степных участков с указанием семейства, к которому они относятся. Кроме того, каждый студент должен уметь дать полную характеристику следующим семействам с указанием представителей, собранных на экскурсии: злаковые, губоцветные, бурачниковые, сложноцветные, норичниковые, розоцветные, молочайные.

4-й день. Экскурсия.

Тема «Растительность степей».

Описание ассоциаций на специальных бланках, заранее вычерченных в полевых дневниках. Знакомство с методами геоботанических исследований: заложение площадок и их описание. Необходимо описать не менее 3-х растительных ассоциаций: 1) типчаково-полынковую, 2) типчаково-тырсовую, 3) разнотравную или другие. Сбор материала по самостоятельным индивидуальным темам.

5-й день. Обработка материала геоботанической экскурсии и отчет.

Уточнение и запись научных названий описанных видов растений, вычисление отношения различных групп растений в фитоценозе и установление хозяйственной ценности описанных ассоциаций, проверка
полевых записей. Необходимо четкое знание методов геоботанических исследований степей. Представление обработанных дневников со списками и описанием ассоциаций.

6-й день. Экскурсия.

Тема «Флора пойменных лесов».

Необходимо загербаризировать 50 видов растений леса. Сбор материала по самостоятельным индивидуальным темам.

7-й день.

Камеральная обработка собранного материала и оформление дневника практики. Составление списков растений пойменных лесов.

8-й день. Отчет.

Необходимо знание не менее 50 видов растений пойменных лесов,
с указанием семейств, к которым они относятся. Кроме того, каждый студент должен уметь дать характеристику следующим семействам: лилейные, осоковые, гвоздичные, бобовые, буковые, березовые.

9-й день. Экскурсия.

Тема «Растительность водоема».

Необходимо знать не менее 50 видов растений водоема с указанием семейств, к которым они относятся. Кроме того, каждый студент должен уметь дать характеристику следующим семействам: лютиковые, губоцветные, осоковые, злаковые, нимфейные, рясковые.

10-й день.

Камеральная обработка собранного материала и оформление дневника практики. Составление списков растений.

11-й день. Экскурсия.

Тема «Флора и растительность пойменных лугов».

Сбор гербария (50 видов растений) и описание луговых ассоциаций. Сбор материала по самостоятельным индивидуальным темам.

12-й день.

Камеральная обработка собранного материала. Составление списка растений пойменных лугов.

13-й день. Экскурсия.

Тема «Сорная флора». Сбор гербария.

14 и 15-й дни.

Камеральная обработка собранного материала и оформление дневника практики.

16-й день. Общий отчет.

Представляется отчет о самостоятельной работе студента и дневники практики.

Отчетность студентов о работе

Студент, выполнивший всю работу по программе практики, должен представить:

1. Отчет о летней полевой практике, составленный на основе дневника, где ежедневно делаются записи о проведенных экскурсиях, итогах выполненных работ.

2. Гербарий (не менее 200 видов), собранный группой в ходе практики, правильно определенный и этикетированный. Растения, собранные по индивидуальным планам, монтируются (число видов, тематическая направленность зависят от темы самостоятельной работы и устанавливаются преподавателем).

3. Устные отчеты по гербарию и характеристике семейств (принимаются в специально отведенные дни). В конце практики каждый студент отчитывается за весь собранный материал.

4. Выполненную самостоятельную работу по индивидуальной теме.

Примерный план отчета о летней полевой практике

Введение.

Цель и задачи летней учебно-полевой практики.

Краткая характеристика района практики (по литературным источникам и личным наблюдениям).

Методы изучения флоры.

Список растений, встреченных в период практики (в систематическом порядке), и его краткий анализ.

Методы изучения растительности.

Характеристика флоры и растительности всех исследованных мест обитания.

Влияние хозяйственной деятельности человека на растительный покров.

Общие выводы. Возможность использования материалов практики
в краеведческой школьной работе.

Семейства цветковых растений, обязательные для изучения во время летней полевой практики:

1. Лютиковые — Ranuncuaceae.

2. Розоцветные — Rosaceae.

3. Бобовые, или Мотыльковые — Fabaceae, или Papilionaceae.

4. Гречишные — Polygonaceae.

5. Гвоздичные — Caryophyllaceae.

6. Крестоцветные — Cruciferae.

7. Зонтичные — Umbelliferae.

8. Первоцветные — Primulaceae.

9. Пасленовые — Solanaceae.

10. Норичниковые — Scrophulariaceae.

11. Бурачниковые — Boraginaceae.

12. Губоцветные — Labiatae.

13. Колокольчиковые — Campanulaceae.

14. Сложноцветные — Compositae.

15. Лилейные — Liliaceae.

16. Осоковые — Cyperaceae.

17. Злаковые — Gramineae.

План анализа растения в природе

1. Однолетнее или многолетнее растение (по толщине подземных
органов, их перезимовыванию).

Травянистое растение, полукустарник, кустарничек, кустарник или дерево.

Размножение. Вегетативное и половое. Специализированные приспособления для вегетативного размножения.

Способ питания. Автотрофное, сапрофит, полупаразит, паразит, насекомоядное растение, явление симбиоза.

Местообитание и рельеф местности. Лес, луг, болото, берег реки, водоем, вытаптываемые места, обработанная почва. Степень освещенности и влажности. Пойма, водораздел, склон водораздела. Низкие места, холмы, горы.

Экологическая группа по отношению к свету и воде. Теневыносливое, светолюбивое. Растение с признаками ксероморфной структуры. Суккулент. Склерофит. Гидрофит. Гигрофит. Психрофит. Мезофит.

План морфологического анализа растения в лаборатории

Расположение побега в пространстве. Прямостоячий, восходящий, вьющийся, цепляющийся.

Стебель. Форма и наличие или отсутствие полости. Цилиндрический, трех-, четырех- или многогранный. Сплюснутый, крылатый.

Расположение листьев и характер опушения побега. Листорасположение: очередное, супротивное, мутовчатое, прикорневая розетка. Растение голое, опушенное: волоски простые, железистые, прижатые, оттопыренные.

Листья простые: цельные, лопастные, разделенные, рассеченные. Листья сложные: пальчато-сложные, тройчатосложные, перисто-сложные. Листья черешковые, сидячие, влагалищные, низбегающие. Наличие и форма прилистников. Форма листовой пластинки и ее край, верхушка и основание. Тип жилкования. Особенности верхушечных и низовых листьев.

Подземные органы — однолетние и многолетние. Подземные побеги: корневище, клубень, луковица, их характеристика.

Корневая система. Стержневая, вильчатая, мочковатая. Придаточные корни. Степень развития корневой системы.

Соцветие. Завиток, развилина, кисть, колос, щиток, зонтик, головка, корзинка. Простое или сложное.

Цветок. Обоеполый, однополый, правильный (актиноморфный), неправильный (зигоморфный). Растение однодомное или двудомное. Околоцветник простой (P), венчиковидный, чашечковидный. Раздельнолистный, спайнолистный. Околоцветник двойной — чашечка (К), свободнолистная, спайнолистная. Венчик (С) спайнолепестный, раздельнолепестный, окраска, число лепестков. Андроцей (А). Число тычинок, срастание, наличие стаминодиев. Расположение тычинок против лепестков или между лепестками. Гинецей (G). Апокарпный, синкарпный. Число плодолистиков. Число гнезд в завязи. Число столбиков и рылец. Тип завязи. Завязь верхняя, нижняя, средняя, полунижняя. Расположение частей цветка (спиральное, круговое), формула и диаграмма цветка.

Плод. Коробочка, боб, стручок, листовка, орех, семянка или зерновка, костянковый или ягодообразный.

Семя. Форма, размеры, окраска. Способ распространения плодов и семян: вода, ветер, животные, человек, саморазбрасывание. Специальные приспособления к распространению плодов и семян.

Примерные темы самостоятельных работ

1. Анализ флоры места проведения практики.

2. Списки нуждающихся в охране редких и исчезающих растений, места изучения.

3. Составление «ключей» для определения растений отдельных систематических групп (по разным признакам).

4. Характеристика водорослей во флоре места проведения практики.

5. Характеристика лишайников, их флористический состав.

6. Описание флористических мхов и экология.

7. Характеристика хвощей, их флористический состав.

8. Папоротники, их флористический состав.

9. Спектры жизненных форм в отдельных систематических группах.

10. Последствие антропогенного воздействия на различные фитоценозы (влияния рубок, сенокошение, рекреационных воздействий и т. д.).

Примерные темы докладов и рефератов

1. Представление о положении царства грибов в системе организмов.

2. Особенности строения клеток грибов.

3. Эволюционные тенденции полового и бесполого размножения грибов.

4. Направления эволюции паразитизма у грибов.

5. Экологические группы грибов.

6. Характеристика основных отделов водорослей.

7. Экологические группировки водорослей.

8. Лишайники как симбиотические организмы.

9. Проблема происхождения высших растений и возможные пути их эволюции.

10. Характеристика основных отделов высших растений.

11. Экология и биология опыления у цветковых растений.

12. Проблема происхождения цветка.

13. Характеристика основных семейств цветковых растений.

Список литературы

Основная

1. Алексеев, Ю. Е. Осоки (морфология, биология, онтогенез, эволюция) /
Ю. Е. Алексеев. — М. : Аргус, 1996.

2. Артюшенко, З. Т. Атлас по описательной морфологии высших растений / З. Т. Артюшенко, Д. Д. Федоров. — Л., 1986.

3. Васильев, А. Г. Ботаника. Анатомия и морфология растений / А. Г. Васильев [и др.]. — М. : Просвещение, 1999.

4. Воронин, Н .C. Руководство к лабораторным занятиям по анатомии
и морфологии растений / Н. C. Воронин. — М. : Просвещение, 1981.

5. Горбунова, Н. П. Альгология : учеб. пособие для вузов по специальности «Ботаника» / Н. П. Горбунова. — М. : Высш. шк., 1991.

6. Гордеев, Т. Н. Практический курс систематики растений / Т. Н. Гордеев [и др.]. — 3-е изд. — М., 1986.

7. Горышина, Т. К. Экология растений / Т. К. Горышина. — М. : Высш. шк., 1979.

8. Гуленкова, М. А. Учебно-полевая практика по ботанике / М. А. Гуленкова [и др.] — М. : Просвещение, 1975.

9. Жизнь растений / под ред. А. Л. Тахтаджян. — М. : Просвещение, 1974—1982. — Т. 1—6.

10. Комарицкий, Н. А. Ботаника. Систематика растений / Н. А. Комарицкий. — М. : Просвещение, 1975.

11. Левина, Р. Н. Репродуктивная биология семенных растений / Р. Н. Левина. — М. : Наука, 1981.

12. Михайловская, И. С. Строение растений в связи с условиями их жизни /
И. С. Михайловская. — М. : Просвещение, 1977 ; Наука, 1981.

13. Серебряков, И. Г. Экологическая морфология растений / И. Г. Серебряков. — М. : Высш. шк., 1962.

14. Серебрякова, Т. П. Морфогенез побегов и эволюция жизненных форм злаков / Т. П. Серебрякова. — М. : Наука, 1971.

15. Фегри, К. Основы экологии опыления / К. Фегри, А. Ван дер Пейл. — М. : Мир, 1982.

Дополнительная

1. Голубкова, П. С. Определитель лишайников средней полосы Европейской части СССР / П. С. Голубкова. — М. ; Л. : Наука, 1996.

2. Губанов, И. А. Определитель сосудистых растений центра Европейской России / И. А. Губанов [и др.]. — М. : Аргус, 1975.

3. Маевский, П. Ф. Флора средней полосы Европейской части СССР / П. Ф. Маевский. — Л. : Колос, 1964.

4. Мельничук, В. М. Определитель лиственных мхов средней полосы и юга Европейской части СССР / В. М. Мельничук. — Киев : Наукова думка, 1970.

5. Рычин, Ю. В. Флора гигрофитов / Ю. В. Рычин. — М. : Сов. Наука, 1948.

6. Рычин, Ю. B. Сорные растения / Ю. В. Рычин. — М. : Учпедгиз, 1952.

7. Слуке, З. А. Зеленые мхи / З. А. Слуке. — М. : Изд-во МГУ, 1980.

8. Фисунов, А. В. Определитель всходов сорняков / А. В. Фисунов. — Киев : Урожай, 1987.

9. Хомякова, И. М. Лесные травы. Определитель по вегетативным признакам / И. М. Хомякова. — Воронеж : Изд-во Воронеж. ун-та, 1974.

Список русских и латинских названий растений, необходимых
к сдаче зачета по полевой практике по ботанике с фитоценологией

1. Семейство КОЧЕДЫЖНИКОВЫЕ — ATHYRIACEAE

Кочедыжник женский, или Женский папоротник — Athyrium filix - femina ( L .) Roth .

2. Семейство ЩИТОВНИКОВЫЕ — DRYOPTERIDACEAE (Aspidiaceae)

Щитовник мужской, или Мужской папоротник — Dryopteris filix - max ( L .) Schott.

3. Семейство ТЕЛИПТЕРИСОВЫЕ — THELYPTERIDACEAE

Телиптерис болотный — Thelypteris palustris Schott.

4. Семейство ОРЛЯКОВЫЕ — HYPOLEPIDACEAE

Орляк обыкновенный — Pteridium aquilinum (L.) Kuhn .

5. Семейство САЛЬВИНИЕВЫЕ — SALVINIACEAE

Сальвиния плавающая — Salvinia natans (L.) All.

6. Семейство ХВОЩЕВЫЕ — EQUISETACEAE

Хвощ речной — Equisetum fluviatile L.

Хвощ болотный — Equisetum palustre L.

Хвощ полевой — Equisetum arvense L.

Хвощ лесной — Equisetum sylvaticum L.

Хвощ луговой — Equisetum pratense Ehrn.

7. Семейство СОСНОВЫЕ — PINACEAE

Cосна обыкновенная — Pinus sylvestris L.

Лиственница сибирская — Larix sibirica Ledeb .

8. Семейство КИПАРИСОВЫЕ — CUPRESSACEAE

Можжевельник казацкий — Juniperus sabina L .

Туя — Thuja occidentalis L.

8. Семейство ЛЮТИКОВЫЕ — RANUNCULACEAE

Лютик ползучий — Ranunculus repens L.

Купальница европейская — Trollius europaeus L .

9. Семейство ГВОЗДИЧНЫЕ — CARYOPHYLLACEAE

Гвоздика пышная — Dianthus superbus L.

Звездчатка средняя, или Мокрица — Stellaria media ( L .) Vill.

10. Семейство ГРЕЧИШНЫЕ — POLYGONACEAE

Почечуйная трава — Polygonum persicaria L .

Горец птичий, или Спорыш — Polygonum aviculare L . s . l .

Гречиха съедобная — Fagopyrum esculentum Moench .

11. Семейство БУКОВЫЕ — FAGACEAE

Дуб обыкновенный — Quercus robur L .

12. Семейство БЕРЕЗОВЫЕ — BETULACEAE

Береза бородавчатая — Betula pendula Roth .

Ольха клейкая, или Черная — Alnus glutinosa (L.)Gaertn.

Орешник, или Лещина обыкновенная — Corylus avellana L .

13. Семейство ИВОВЫЕ — SALICACEAE

Ива трехтычинковая — Salix triandra L .

Ива ломкая, или Ракита — Salix fragilis L .

Ива остролистная, или Верба — Salix acutifolia Willd .

Ива козья — Salix caprea L.

Тополь черный, или Осокорь — Populus nigra L .

Тополь белый, или Серебристый — Populus alba L .

Тополь дрожащий, или Осина — Populus tremula L .

14. Семейство КРАПИВНЫЕ — URTICACEAE

Крапива жгучая — Urtica urens L.

Крапива двудомная — Urtica dioica L.

15. Семейство КРЕСТОЦВЕТНЫЕ — CRUCIFERAE (Brassicaceae)

Дикая редька — Raphanus raphanistrum L.

Ярутка полевая — Thlaspi arvense L.

Гулявник лекарственный — Sisymbrium officinale (L.)Scop.

Клоповник мусорный — Lepidium ruderale L.

Пастушья сумка обыкновенная — Capsella bursa-pastoris (L.)Medik.

Икотник серо-зеленый — Berteroa incana (L.) DC.

16. Семейство РОЗОЦВЕТНЫЕ — ROSACEAE

Таволга степная — Filipendula stepposa Juz.

Яблоня домашняя — Malus domestica Borkh.

Терн степной — Prunus spinosa L.

Роза собачья — Rosa canina L.

Лапчатка гусиная, или Гусиная лапка — Potentilla anserina L.

Гравилат городской — Geum urbanum L .

17. Семейство ЗОНТИЧНЫЕ — UMBELLIFERAE (Apiaceae)

Синеголовник плосколистный — Eryngium planum L .

Болиголов крапчатый — Conium maculatum L .

Морковь дикая — Daucus carota L .

Укроп огородный — Anethum graveolens L .

Дудник лесной — Angelica sylvestris L.

18. Семейство МОТЫЛЬКОВЫЕ (Бобовые) — PAPILIONACEAE (Fabaceae)

Люцерна посевная — Medicago sativa L.

Клевер луговой — Trifolium pratense L.

Горох посевной — Pisum sativum L.

19. Семейство БУРАЧНИКОВЫЕ — BORAGINACEAE

Синяк обыкновенный — Echium vulgare L .

Липучка обыкновенная — Lappula squarrosa ( Retz .) Dumort .

Нонея темная — Nonea pulla (L.)DC.

20. Семейство ПАСЛЕНОВЫЕ — SOLANACEAE

Паслен черный — Solanum nigrum L .

Картофель — Solanum tuberosum L .

Помидор, или Томат — Solanum lycopersicum L .

Белена черная — Hyoscyamus niger L .

21. Семейство НОРИЧНИКОВЫЕ — SCROPHULARIACEAE

Коровяк медвежье ухо — Verbascum thapsus L .

Льнянка обыкновенная — Linaria vulgaris Mill.

Вероника дубравная — Veronica chamaedrys L.

22. Семейство ГУБОЦВЕТНЫЕ — LABIATAE (Lamiaceae)

Яснотка белая, или Глухая крапива — Lamium album L .

Будра плющевидная — Glechoma hederacea L .

Душица обыкновенная — Origanum vulgare L .

23. Семейство ЛИЛЕЙНЫЕ — LILIACEAE

Гусиный лук желтый — Gagea lutea ( L .) Ker - Gawl .

Пролеска сибирская — Scilla siberica Haw .

Тюльпан Биберштейна — Tulipa biebersteiniana Schult .

Рябчик русский — Fritillaria ruthenica Wikstr.

24. Семейство СЛОЖНОЦВЕТНЫЕ — COMPOSITAE (Asteraceae)

Одуванчик лекарственный — Taraxacum officinale Wigg . s . l .

Ромашка лекарственная — Chamomilla recutita ( L .) Rausch .

Подсолнечник однолетний — Helianthus annuus L .

Тысячелистник обыкновенный — Achillea millefolium L .

25. Семейство ОСОКОВЫЕ — CYPERACEAE

Осока пузырчатая — Carex vesicaria L .

Осока черная — Carex nigra (L.)Reichard.

Камыш озерный — Scirpus lacustris L.

Камыш лесной — Scirpus sylvaticus L.

26. Семейство ОРХИДЕИ — ORCHIDACEAE

Венерин башмачок настоящий — Cypripedium calceolus L .

Ночная фиалка, или Любка зеленоцветковая — Platanthera chlorantha ( Cust .) Reichenb .

Гнездовка обыкновенная — Neottia nidas - avis ( L .)R ich .

27. Семейство ЗЛАКИ — GRAMINEAE (Poaceae)

Мятлик однолетний — Poa annua L .

Овес посевной — Avena sativa L .

Кукуруза обыкновенная — Zea mays L .

Просо посевное — Panicum miliaceam L .

ПОЛЕВАЯ ПРАКТИКА ПО ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ
(3 курс)

Полевая практика по общей экологии предназначена для углубленного изучения основ экологии студентами педвузов, учащимися старших классов общеобразовательных школ, учащимися специализированных (медико-биологических) лицеев. Практика помогает приобрести навыки работы в природе, углубить и закрепить теоретические знания, может использоваться как дополнение к учебнику экологии.

Тематическое планирование

Практическая работа № 1.
Тема «Морфоэкологическая разнокачественность ценопопуляций растений (на примере ценопопуляций подорожника большого)»

Оборудование: мерная рулетка, линейка, микрокалькулятор, авторучка, карандаш, тетрадь для записей.

Выполнение работы

1. Опишите место, которое занимает популяция, и условия ее существования. Какова площадь данной территории?

2. Разделитесь на несколько групп. Заложите произвольно по одной площадке (1×1) в любом месте территории, занимаемой популяцией.

3. Подсчитайте количество экземпляров подорожника большого на своей площадке. Обменяйтесь этими данными между группами и вычислите среднее число особей, приходящихся на 1 м² .

4. Зная площадь территории, занимаемой популяцией, и ее плотность на 1 м² , определите численность популяции.

5. Нанесите все растения изучаемой популяции на план своей учетной площадке и определите тип распределения особей в пространстве.

6. Разделите растения подорожника большого на три возрастные периода (прегенеративный, генеративный, постгенеративный). Подсчитайте число особей, находящихся в каждом из трех периодов. Обменяйтесь полученными данными между группами и вычислите средние величины числа особей в возрастных периодах. Перенесите результаты подсчетов на всю площадь популяции и постройте ее возрастную пирамиду.

7. Выберите по 5 растений из трех возрастных периодов. Не срезая их, определите число листьев, длину и ширину листовой пластинки, длину листового черешка, а у генеративных особей еще длину цветоноса. Вычислите средние арифметические величины проявления вышеназванных признаков, а также укажите их минимальные и максимальные значения.

8. Сделайте вывод по работе, в котором оцените способность популяции к самоподдержанию и развитию.

Практическая работа № 2.
Тема «Лес как экосистема»

Оборудование: термометр, люксметр, анемометр, гигрометр, бинокль, энтомологический сачок, мерная рулетка, колышки, определители растений, животных и грибов, лопата, равнобедренный прямоугольный треугольник, миллиметровая бумага, планшет, булавки, шнуры, учебные принадлежности (тетрадь для записей, авторучка, цветные и простые
карандаши, линейка и т. п.), вата.

Выполнение работы

1. Выберите однородный участок лесной изучаемой лесной экосистемы. Заложите на нем площадку размером 400 м² (20×20 м), отмерив мерной рулеткой стороны, по углам вбейте ограничивающие колышки.

2. Определите тип леса по основной лесообразующей породе. Укажите его название и местоположение.

3. При помощи простейших метеорологических приборов (термометр, люксметр, анемометр, гигрометр) изучите микроклимат данной территории. Подобные измерения проведите на открытом пространстве. Сравните полученные результаты и сделайте вывод об особенностях действия климатических факторов в лесу.

4. Дайте качественную оценку загрязнения воздуха на данном участке с помощью лишайников. Для этого выберите 10 отдельно стоящих старых, но здоровых, вертикально растущих деревьев, на каждом из которых подсчитайте количество видов лишайников. При этом не обязательно знать точное название видов, надо лишь различать их по цвету и форме слоевища. Все обнаруженные виды разделите на 3 группы: кустистые, листоватые, накипные.

Степень загрязнения воздуха определите по таблице 1.

Таблица 1

Определение степени загрязнения воздуха по наличию лишайников

(по С. В. Алексееву и др., 1996)

5. Установите видовой состав беспозвоночных животных в лесной подстилке, в травяно-кустарниковом ярусе, на стволах и в кроне деревьев.

6. Найдите следы деятельности других позвоночных животных и определите их принадлежность.

7. Вспомните основные типы биотических отношений (мутуализм, комменсализм, паразитизм, хищничество, конкуренция), приведите примеры таких отношений в лесу.

8. Выберите два хорошо вам известных организма и опишите их
экологические ниши, указав абиотические условия среды, биоценотическое окружение, пищевые ресурсы, образ жизни и средообразующую деятельность, а также выявите у них адаптации к условиям обитания и образу жизни в лесу.

9. Составьте схему пищевой сети лесной экосистемы.

10. Приведите примеры продуцентов, консументов разных порядков
и редуцентов леса.

11. Сделайте вывод по работе, в котором коротко докажите, что лес — целостная система.

Практическая работа № 3.
Тема «Луг как экосистема»

Оборудование: термометр, люксметр, анемометр, гигрометр, бинокль, энтомологический сачок, мерная рулетка, колышки, определители растений, животных и грибов, лопата, равнобедренный прямоугольный треугольник, миллиметровая бумага, планшет, булавки, шнуры, учебные принадлежности (тетрадь для записей, авторучка, цветные и простые
карандаши, линейка и т. п.), вата, серп, весы (безмен), пакет для взвешивания растений, пробирки.

Выполнение работы

1. Определите тип луга и укажите его месторасположение.

2. Дайте общую характеристику рельефа. Опишите микрорельеф. Каково его происхождение?

3. Определите видовую принадлежность растений данного участка. Укажите их ярус, высоту, фенофазу, обилие, жизненную форму, экологическую группу по отношению к воде (гигрофиты, гелофиты, гигрофиты, мезофиты, ксерофиты).

4. Растения из каких семейств преобладают на лугу? Вспомните
основные черты строения злаков и представителей семейства бобовых. Возьмите 2 растения из вышеназванных семейств и сделайте их биоморфологическое описание.

5. Установите видовой состав беспозвоночных животных в надпочвенном слое, среди растений и летающих над ними.

6. Найдите следы деятельности других позвоночных животных и определите их принадлежность.

7. Вспомните основные типы биотических отношений и приведите примеры таких отношений в лугу.

8. Выберите 2 хорошо вам известных организма и опишите их экологические ниши, указав абиотические условия среды, биоценотическое окружение, пищевые ресурсы, образ жизни и средообразующую деятельность, а также выявите у них адаптации к условиям обитания и образу жизни на лугу.

9. Составьте схему пищевой сети луговой экосистемы.

10. Приведите примеры продуцентов, консументов разных порядков
и редуцентов луга.

11. Определите степень антропогенного влияния (низкая, средняя, высокая) на изучаемую экосистему и предложите меры рационального
использования и охрана луга.

12. Сделайте вывод по работе, в котором коротко докажите, что луг — целостная система.

Практическая работа № 4.
Тема «Степь как экосистема»

Оборудование: термометр, люксметр, анемометр, гигрометр, бинокль, энтомологический сачок, мерная рулетка, колышки, определители растений, животных и грибов, лопата, равнобедренный прямоугольный треугольник, миллиметровая бумага, планшет, булавки, шнуры, учебные принадлежности (тетрадь для записей, авторучка, цветные и простые карандаши, линейка и т. п.), вата, пробирки.

Выполнение работы

1. Определите тип степи и укажите его месторасположение.

2. Дайте общую характеристику рельефа. Опишите микрорельеф. Каково его происхождение?

3. Определите видовую принадлежность растений данного участка. Укажите их ярус, высоту, фенофазу, обилие, жизненную форму, экологическую группу по отношению к воде (гигрофиты, гелофиты, гигрофиты, мезофиты, ксерофиты) и хозяйственное значение.

4. Растения каких семейств преобладают в степи? Вспомните основные черты их строения. Возьмите 2 растения из вышеназванных семейств
и сделайте их биоморфологическое описание.

5. Установите видовой состав беспозвоночных животных в надпочвенном слое, среди растений и летающих над ними.

6. Найдите следы деятельности других позвоночных животных и определите их принадлежность.

7. Вспомните основные типы биотических отношений и приведите примеры таких отношений в степи.

8. Выберите 2 хорошо вам известных организма и опишите их экологические ниши, указав абиотические условия среды, биоценотическое окружение, пищевые ресурсы, образ жизни и средообразующую деятельность, а также выявите у них адаптации к условиям обитания и образу жизни в степи.

9. Составьте схему пищевой сети луговой экосистемы.

10. Приведите примеры продуцентов, консументов разных порядков
и редуцентов степи.

11. Определите степень антропогенного влияния (низкая, средняя, высокая) на изучаемую экосистему и предложите меры рационального использования и охраны степей.

12. Сделайте вывод по работе, в котором коротко докажите, что степь — экосистема.

Практическая работа № 5.
Тема «Водоем как система»

Оборудование: термометр, колба с пробкой, пробирки, диск Секи
с тросом, рН-тест «экопротект» или универсальный индикатор, банка, водный сачок, ведро (5 л), шумовка, полиэтиленовый пакет, определители растений и животных, учебные принадлежности (тетрадь для записей, авторучка, цветные и простые карандаши, линейка и пр.), миллиметровая бумага, планшет, мерный шнур, микроскоп, предметные и покровные стекла.

Выполнение работы

1. Определите тип водоема (пруд, озеро, река, водохранилище и т. п.). Охарактеризуйте его берега, воду (температуру, характер и интенсивность запаха, цветность, прозрачность, кислотность) и грунт (илистый, глинистый, песчаный и т. п.).

1.1. Определение температуры воды . Погрузите термометр непосредственно в водоем не менее чем на одну треть шкалы и выдержите в погруженном состоянии не менее 5 мин. Не вынимая термометра из воды, произведите отсчет показаний.

1.2. Определение характера и интенсивности запаха. Заполните колбу водой на 1/3 объема и закройте пробкой. Сильно взболтайте содержимое колбы. Откройте колбу и осторожно, неглубоко вдыхая воздух, сразу же определите характер и интенсивность запаха.

Характер запахов в воде может быть естественным (неотчетливый, землистый, гнилостный, плесневый, торфяной, рыбный) и искусственный (бензиновый, нефтяной, хлорный, уксусный, фенольный).

1.3. Определение цветности воды . Заполните пробирку водой до высоты 10—12 см. Определите цветность воды, рассматривая пробирку сверху на белом фоне при достаточном боковой освещении. Выберите из приведенных ниже вариантов цветности воды наиболее подходящий вашему случаю. Варианты цветности воды: бесцветная, слабо-желтая, светло-желтая, желтая, интенсивно-желтая, коричневая, красно-коричневая, другая.

1.4. Определение кислотности воды. В пробирку налейте 5 мл анализируемой воды. Добавьте в нее 4—5 капель раствора универсального индикатора. Обратите внимание: раствор в пробирке сразу приобретает
окраску. Содержимое пробирки перемешайте, покачивая ее. Окраску раствора сразу же сравните с контрольной шкалой, выбирая ближайший по характеру окраски образец шкалы.

2. Установите видовой состав прибрежно-водный и водных растений. Определите их ярус (первый ярус занимают надводные растения, второй — растения с листьями, плавающими на поверхности воды, третий — крупный погруженные в воду растения, четвертый — низкие придонные растения), высоту (для надводных растений), глубину, на которую заходят растения в воду, фенофазу, обилие, жизненную форму, экобиоморфологический тип, группу и хозяйственное значение.

3. Определите видовой состав позвоночных и беспозвоночных животных водоема. Для этого понаблюдайте за животными, движущимися на поверхности воды, в ее толще и у дна. Обратите внимание на особенности их передвижения. В нескольких местах погрузите водный сачок на дно, сделайте скребок по нему, зачерпнув ил вместе с обитающими в нем животными. Освободите животных от ила, промыв сачок водой, и поместите их в банку. Рассмотрите пойманных обитателей водоема, установите их видовую принадлежность и отпустите обратно в водоем.

4. Выберите 2 хорошо вам известных организма и опишите их экологические ниши, указав абиотические условия среды, биоценотическое окружение, пищевые ресурсы, образ жизни и средообразующую деятельность, а также выявите у них адаптации к условиям жизни в воде.

5. Приведите примеры основных типов (мутуализм, комменсализм, паразитизм, хищничество, конкуренция) биотических отношений в водоеме.

6. Составьте схему пищевой сети водной экосистемы.

7. Назовите основные продуценты, консументы разных порядков и редуценты водоема.

8. Предложите меры по более рациональному использованию водных ресурсов и сохранению их от загрязнения.

8. Сделайте вывод по работе, в котором коротко докажите, что водоем — экосистема.

Практическая работа № 6.
Тема «Сравнение анатомических особенностей растений
из разных мест обитания»

Материал: рдест курчавый — Potamogeton cripus L . (подводный стебель и листья), клевер луговой — Trifolium pratense L ., ковыль — Stipa capillata L . , алоэ — Alöe (листья).

Выполнение работы

1. Приготовить поперечные срезы частей растений. Для рдеста выбирать участки в центральной части листа. У листа рдеста, алоэ срезать краевую часть с участком прилегающих мягких тканей. Для занятия можно использовать также набор готовых препаратов.

2. Последовательно рассмотреть поперечные срезы, обращая внимание на степень развития указанных ниже признаков.

Практическая работа № 7.
Тема «Сравнение анатомического строения растений
одного вида в разных условиях обитания

Материал : лютик ползучий — Ranunculus repens L . , гусиная лапка — Potentilla anserine L . , собранные с открытых мест, освещаемых солнцем мест на плотной почве и из затененных влажных местообитаний.

Выполнение работы

1. Приготовить поперечные срезы листьев каждого растения из двух разных местообитаний. Дополнительно снять пинцетом кусочки эпидермиса с нижней поверхности листьев, поместить в каплю воды на предметном стекле, накрыть покровным.

2. Рассмотреть препараты под микроскопом, отметив степень развития признаков. В эпидермисе подсчитать общее число устьиц в поле зрения микроскопа, отметить форму эпидермальных клеток.

3. Сравнить детали строения листьев одного вида растения из разных мест обитания, разных видов растений в сходных условиях. Сравнить гербарные экземпляры тех же растений.

4. Отметить сходство и различия во внешней морфологии и анатомии листьев.

Практическая работа № 8.
Тема «Сравнение структуры листьев гелиофитов и сциофитов»

Материал: зафиксированные в спирте листья мать-и-мачехи — Tussilago farfara L . , пижма — Tanacetum vulgare L .

Выполнение работы

1. Приготовить поперечные срезы, рассмотреть под микроскопом. По анатомическому строению листа выделить гелиофиты и сциофиты.

2. Связать строение листьев с условиями мест обитания растений. Найти сходные черты у растений одной экологической группы и черты различий у этих же представителей. Сравнить детали строения эпидермы у листьев пижмы и мать-и-мачехи. Объяснить, в чем их адаптивность. Какие еще особенности строения эпидермиса могут быть у растений — гелиофитов? Какую экологическую роль они выполняют?

3. Составить и заполнить таблицу, внеся в нее названия исследованных признаков строения листьев: толщины листа, строения эпидермы, губчатой, палисадной, механической ткани, межклетников, развития жилок
и других деталей строения листьев.

Практическая работа № 9.
Тема «Анализ жизненных форм многолетних трав»

Материал : многолетние травы.

Выполнение работы

1. Внимательно рассмотреть внешний облик растений. Особое внимание обратить на строение подземных органов.

2. На основе внешнего строения распределить исследуемые виды по категориям жизненных форм, указанных ниже (классификация по И. Г. Серебрякову).

Стержнекорневые травянистые поликарпики: одноглавые, многоглавые, перекати-поле, подушковидные.

Кистекорневые и короткокорневищные травянистые поликарпики: кистекорневые, короткокорневищные.

Дерновинные травянистые поликарпики: плотнокустовые, рыхлокустовые, длиннокорневищные.

Столонообразующие и ползучие травянистые поликарпики: столонообразующие, ползучие.

Клубнеобразующие травянистые поликарпики.

Корнеотпрысковые травянистые поликарпики.

Вопросы

1. Какие принципы положены в основу разделения на жизненные формы травянистых многолетних растений по данной системе?

2. Каковы адаптивные преимущества растений с вегетативным размножением при помощи надземных и подземных столонов или стелющихся побегов?

3. В каких условиях адаптивна форма растений перекати-поле?

4. Почему плотнодерновинные злаки характерны в основном для степей и болот?

5. В каких условиях проявляется преимущество длинностержнкорневых растений?

6. В каких условиях водоноснабжения обитают обычно кистекорневые растения?

7. Какие почвы наиболее удобны длиннокорневищные трав — рыхлые и увлажненные или плотные и сухие?

Практическая работа № 10.
Тема «Сравнительный анализ жизненных форм саранчовых»

Материал : набор саранчовых разных жизненных форм.

Выполнение работы

Выявить наборы признаков у саранчовых — злакового травостоя, кустарников, открытого оголенного грунта и мест с разряженной растительностью. Использовать следующие признаки:

1) индекс Ш/В — отношение ширины тела к высоте в области заднегруди. Индекс отражает стройность или приземистость тела;

2) угол наклона лба к темени. Мысленно проводятся две линии: одна — параллельная вершине темени, другая — параллельная лбу. Получившийся угол оценивается как прямой, острый или тупой;

3) окраска тела и задних крыльев;

4) наружная структура покровов;

5) форма заднего бедра. Определяется с помощью проекции на миллиметровую бумагу индекс бедра — отношение его длины к наибольшей ширине;

6) величина присоски между коготками лапок (рассматриваются с помощью оптики).

Вопрос. В чем проявляется адаптивный характер набора признаков жизненных форм у саранчовых?

Практическая работа № 11.
Тема «Сравнение теневых и световых листьев одного растения»

Материал: живые листья сирени, липы, вяза.

Выполнение работы

Сравнить внешний вид теневых и световых листьев, обратить внимание на степень развития жилок, толщину и окраску листа.

Вопросы

1. В чем адаптивный смысл наличия у одного и того же древесного растения одновременно и теневых, и световых листьев?

2. У каких видов деревьев можно предполагать больший диапазон различий между теневыми и световыми листьями — дуба, сирени? Объясните почему.

3. Можно ли ожидать таких же различий в структуре листьев травянистых растений? У каких в большей мере?

4. Станут ли теневые листья световыми, если удалить затеняющую их часть кроны дерева?

5. Когда и чем определяется световая или теневая структура в онтогенезе листа?

Список литературы

Основная

1. Одум, Ю. Экология : в 2 т. / Ю. Одум. — М. : Мир, 1986. — Т. 1, 2.

2. Вернадский, В. И. Биосфера / В. И. Вернадский. — М. : Мысль, 1967.

3. Небел, Б. Наука об окружающей среде. Как устроен мир / Б. Небел. — М. : Мир, 1993. — Т. 1, 2.

4. Гиляров, A. M. Популяционная экология / А. М. Гиляров. — М. : Изд-во Моск. ун-та, 1990.

5. Шилов, И. А. Экология / И. А. Шилов. — М. : Высш. шк., 1997.

Дополнительная

1. Вернадский, В. И. Химическое строение биосферы и ее окружения / В. И. Вернадский. — М. : Наука, 1987.

2. Об охране окружающей природной среды : Закон Российской Федерации // Ведомости Верховного Совета РФ. 1992. № 10.

3. Реймерс, Н. Ф. Экология: Теория, законы, правила, принципы и гипотезы / Н. Ф. Реймерс. — М. : Россия, 1994.

4. Акимова, Т. А. Основы экоразвития / Т. А. Акимова, В. В. Хаскин. — М., 1994.

ПОЛЕВАЯ ПРАКТИКА ПО БИОЛОГИЧЕСКИМ ОСНОВАМ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА (3 курс)

Цель практики: получение практических навыков по организации пришкольного учебно-опытного участка, проведение опытов с плодовыми, овощными и цветочными культурами, ознакомление с предприятиями переработки молочной и мясной продукции.

Тематическое планирование

Тема «Планирование учебно-опытного участка»

Основная задача пришкольного учебно-опытного участка — содействовать обучению и воспитанию учащихся. В связи с введением новых программ в средней школе пришкольный участок становится базой
углубленного изучения курса общей биологии, экологии.

Учебно-опытный участок школы должен включать в себя плодово-ягодный сад с питомником, полевые и овощные культуры, цветочно-декоративный отдел, дендрарий, участок закрытого грунта, географическую площадку, отдел биологии, отдел экологии.

Планировка участка (примерный вариант для условий Саратовской области представлен в источнике [3]).

Тема «Проведение опытов с полевыми культурами»

Опыт 1. Сортоиспытание яровой пшеницы

В Саратовской области высевается большое количество сортов яровой пшеницы. От того, насколько правильно выбран сорт, в значительной мере зависит судьба урожая.

Цель опыта: проверить, лучше или хуже новый сорт по сравнению
с районированным.

Методика проведения опыта. В опытах по сортоиспытанию важно соблюдение двух условий:

1) осуществление наибольшей точности опытов, то есть, чтобы та или иная единица опыта, тот или иной сорт изучался в совершенно одинаковых условиях;

2) обеспечение полноты исследований в заданном направлении: изучаемому сорту надо предоставить оптимальные условия, чтобы полностью выявить его потенциальные возможности.

Методика сортоиспытания яровой пшеницы сводится к выполнению следующих операций:

I. Выбор участка

1. Участок выбирается выровненный по всей площади.

2. Следят, чтобы под всем опытом был один предшественник.

3. Почва должна быть одинаковая, без солонцовых пятен, промоин, затеков.

4. Обработка участка — равномерная и по глубине и по направлению, то есть, если пахота и культивация делались в одном направлении, то посев — в поперечном; свал, развал и другие неровности участка должны проходить через все делянки повторности.

5. Обработку участка следует провести в оптимальные сроки и на высоком уровне.

6. При необходимости применяются средние нормы полного минерального удобрения, которые вносятся обязательно по всему опытному полю равномерно.

7. Участок должен быть удален от строений и лесных насаждений, чтобы избежать неравномерности в солнечном освещении и порчи посевов воробьями.

II. Размещение сортов на участке

Если даже все видимые неровности участка устранены, то все равно семена одного и того же сорта, разделенные на отдельные порции, должны высеваться в наиболее отдаленных друг от друга местах. Сорт должен попадать во всевозможное разнообразие данного участка. Не следует допускать, чтобы один сорт оказался в лучших по сравнению с другим условиях.

С этой целью набор сортов (например, 10) размещается на отведенном участке в шахматном порядке.

План размещения сортов при четырехкратной повторности

Повторность в опыте минимально должна быть двукратная. Более достоверные данные обеспечивает четырехкратная повторность.

В каждой повторности обязательно должен быть стандартный сорт, но если в сортоиспытании всего два сорта, то один из них будет стандартом.

III. Посев

1. Семена испытываемых сортов должны быть из одних и тех же условий. Если семена получены из разных районов или областей, то перед посевом для сортоиспытания необходимо провести уравнительный посев.

2. На одну и ту же отведенную под каждый сорт площадь должно быть высеяно одинаковое количество всхожих семян.

3. Посев всего опыта должен производиться в один день.

4. Сеять надо на одну и ту же глубину и на одних и тех же машинах.

5. При посеве важно следить за равномерностью работы всех частей сеятельных агрегатов. Недопустима остановка сеялки на делянке или
ускорение хода.

6. Включать и выключать сеялку следует на защитной площади, чтобы учетная площадь засевалась равномерно.

IV. Фенологические наблюдения и оценки

1. Отмечаются даты всходов.

2. Подсчет густоты стояния производится путем накладывания вымеренной рамки (1 м² ) во время всходов (обязательно до кущения) на учетную делянку. Рамка накладывается в трех местах, данные подсчета берутся с двух накладок (более близких по результатам).

3. Отмечаются даты кущения (когда 50 % растений дадут придаточные стебли).

4. Даты колошения отмечаются, когда колос появится у 50 % растений. Причем у остистых выход остей без появления колоса не считается колошением.

V. Взятие пробных снопов

Перед уборкой берется пробный сноп для анализов на структуру урожая: с закрепленных при подсчете густоты стояния и обтянутых шпагатом площадок в 1 м² все растения перед уборкой выдергиваются с корнем, связываются в снопики, этикируются, завертываются в бумагу и отвозятся на хранение.

VI. Уборка

1. Уборка делянок производится по мере поспевания сортов одними
и теми же машинами. Важно не допускать засорения одного сорта другим, поэтому необходима тщательная очистка агрегата.

2. Необходимо строго следить за правильностью этикирования сортов.

3. При обмолоте нельзя допускать, чтобы зерно «уходило» в солому
и билось.

VII. Взвешивание зерна

Это самая ответственная операция. Весы должны быть проверены
и установлены в защищенном от ветра месте. Как смешивание, так и потеря (рассыпание) зерна до взвешивания недопустимы.

Взвешивать зерно следует только при влажности 13—14 %, по каждой повторности отдельно. После взвешивания зерно со всех повторностей по каждому сорту объединяется. Определяют физические свойства зерна: абсолютный вес (вес 1 000 зерен), натура зерна (т. е. вес 1 л зерна).

VIII. Обработка полученных данных

Данные по каждому сорту со всех повторностей суммируются и делается пересчет на 1 га.

Интересно изучить по твердым пшеницам — Саратовскую 41, Саратовскую 40, Харьковскую 51, Харьковскую 46, Гордеиформе 5695, Гордеиформе 432 в сравнении с Мелянопус 26; по мягким пшеницам — Саратовскую 36, Саратовскую 38, Саратовскую 42 в сравнении с Саратовской 29.

Опыт 2. Влияние нормы высева на урожай яровой
и озимой пшеницы

Пшеница — главная культура Саратовской области. Возделывается здесь она давно, однако до сих пор нет единого мнения, относительно норм высева яровой и озимой пшеницы.

Существуют две принципиально различные точки зрения на густоту посева пшеницы на полях с высоким плодородием почвы: одна — высевать гуще и получать высокий урожай за счет главного побега, устраняя кущение пшеницы, другая — высевать пшеницу реже и добиваться высокого урожая за счет лучшего индивидуального развития растений, то есть хорошего кущения. Решить этот спор в биологии и агрономии можно только путем тщательного изучения продуктивности растений и урожая
с единицы площади при различном размещении растений.

Цель опыта: изучить продуктивность растений и урожай пшеницы при одинаковой ширине междурядий, но при разном количестве растений в рядке.

Методика проведения опыта. В опыте проверяются три нормы высева семян пшеницы из расчета:

1) 100 всхожих семян на 1 м² ;

2) 200 всхожих семян на 1 м² ;

3) 400 всхожих семян на 1 м² .

Опыт проводится на делянках площадью 1 м² при десятикратной повторности. Пшеница высевается вручную, ширина междурядий — 10 см; т. е. на 1 погонный м размещается 10 рядков.

В варианте с высевом 100 семян на 1 м² зерна в рядке размещаются на расстоянии 10 см друг от друга, 200 семян — 5 см и 400 семян — 2,5 см друг от друга.

Для опыта используются районированные сорта яровой (твердой
и мягкой) и озимой пшеницы.

Срок посева ранний, глубина заделки семян 5—6 см. Опыт желательно проводить на удобренном фоне, внося перед посевом следующее количество минеральных удобрений на 1 га (в туках): азотных 1—1,5 ц, суперфосфата 3—4 ц, калийных 1 ц. Сорняки из посева выпалываются
и взвешиваются в сыром и сухом виде.

В опытах проводятся фенологические наблюдения и лабораторный анализ растений по вариантам.

Для лабораторного анализа при созревании с каждой делянки берется без выбора 10 растений, а всего при десятикратной повторности — 100 растений с каждого варианта. Определяются следующие показатели продуктивности растений: средняя продуктивная кустистость (число стеблей с колосьями на 1 растение), средняя высота растений в сантиметрах, среднее количество зерен с одного растения, средний вес зерна с одного растения, абсолютный вес зерна.

Урожай растений, поступивших в анализ, приплюсовывается к общему урожаю с каждой делянки, который производится по зерну и соломе. То есть сначала взвешивается вся масса урожая, после обмолота — зерно,
и уже по разности общего урожая и зерна определяется урожай соломы,
а затем вычисляется отношение зерна к соломе по каждому варианту.

Фенологические наблюдения ведутся по следующей форме:

Характеристика урожая складывается из четырех показателей:

1) урожай с делянки;

2) урожай в центнерах в пересчете на 1 га;

3) прибавка урожая в центнерах на 1 га;

4) прибавка урожая в процентах на 1 га. Выводы рекомендуются хозяйству.

Опыт 3. Оптимальные дозы минеральных удобрений
под яровую пшеницу

Пшеница — одна из самых требовательных к питательным веществам культур. Она выносит их из почвы в больших количествах, поэтому нуждается в дополнительном внесении удобрений. Особенно хорошо пшеница реагирует на совместное внесение минеральных удобрений.

Цель опыта: определить лучшую комбинацию удобрений для пшеницы в местных условиях.

Методика проведения опыта предполагает несколько вариантов:

1) контроль (посев без удобрений);

2) посев с внесением аммиачной селитры — 1 ц на 1 га;

3) то же с внесением суперфосфата — 3 ц на 1 га;

4) то же с внесением аммиачной селитры— 1 ц и суперфосфата — 3 ц на 1 га;

5) то же с внесением суперфосфата — 3 ц и калийной соли — 1 ц на 1 га;

6) то же с внесением аммиачной селитры — 1 ц и калийной соли — 1 ц на 1 га;

7) то же с внесением аммиачной селитры — 1 ц, калийной соли — 1 ц и суперфосфата — 3 ц на 1га;

8) то же с внесением гранулированного суперфосфата — 0,5 ц на 1 га.

Опыт проводится в двух повторностях, площадь под каждой делянкой — от 0,5 до 1 га. Всего под опытом — от 8 до 16 га. Удобрения (вариант 2—8) вносятся осенью под вспашку зяби, гранулированный суперфосфат —
в рядки при посеве, для чего смешивается с зерном.

Норма высева пшеницы — 3,5—4 млн зерен, т. е. 110—120 кг на 1 га.

Проводятся фенологические наблюдения. Отмечаются следующие фазы: всходы; кущение; колошение; цветение; молочная, восковая и полная спелость. За начало фазы считается тот день, когда в нее вступило не менее 10—15 % растений, за полную — день, когда наступление фазы наблюдается не менее чем у 75 % растений.

Для наблюдений в четырех местах каждой делянки отсчитывают (без выбора) 10 растений, из которых определяют число растений, вступивших в фазу, и затем этот показатель вычисляют в процентах. Наблюдения за фазой прекращают при показателе, равном 75 %.

Учет густоты стояния растений проводится после появления полных всходов и перед уборкой на пробных площадках в четырех местах каждой делянки — на двух смежных рядках длиной 83 см (0,925 м² ). Пробные площадки размещаются по диагонали учетной площадки делянки. Общая площадь проб на делянке 1 м² .

Пробы для определения элементов питания в почве берутся в пяти точках каждой делянки: осенью перед внесением удобрений, затем в момент появления всходов, в фазах кущения, колошения и уборки в слое 0—30 см. Из пяти проб составляются смешанные образцы, которые анализируются на нитратный азот (метод дисульфофеноловой кислоты), подвижный фосфор (метод Чирикова или Мачигина) и усвояемый фосфор (метод Францесона).

Пробы для определения прироста сухого вещества в фазах кущения, колошения и уборки отбираются с площади 0,25 м² с двух смежных рядков длиной 83 см в пяти точках делянки. На каждой пробной площадке растения подкапывают лопатой, осторожно выдергивают и связывают
в снопы. Верхнюю часть снопа обвязывают. Сноп с этикеткой подвешивают в сухом помещении и доводят до воздушно-сухого состояния. Перед взвешиванием у растений обрезают корни на уровне узла кущения. Пробы, отобранные в фазу уборки, используются также для определения структуры урожая.

Определение структуры урожая проводится в растительных пробах, отобранных за один-два дня до уборки. Сноп после просушки используют для определения: 1) общего числа растений, 2) числа плодоносящих стеблей, 3) общей и продуктивной кустистости, 4) высоты растений, 5) длины колоса, 6) количества колосков в колосе, 7) числа зерен в колосе и их веса, 8) биологического урожая и соломы.

Показатели 3—6 выводят по 10 растениям, отобранным методом средней пробы из каждого снопа.

Определяют биологический урожай зерна и соломы следующим образом. После обрезания корней на уровне узла кущения у снопа его взвешивают. Вымолачивают и взвешивают зерно. Вес соломы находят по разности: общий вес снопа минус вес зерна. Зная вес зерна и соломы с 1 м² , подсчитывают урожай с 1 га. Данные биологического учета урожая
используют для определения соотношения зерна и соломы.

Определение влажности почвы перед посевом и в уборку проводится
в трех местах опытного участка послойно, через 10 см, до глубины 1 м. Учет урожая ведется поделяночно.

Опыт 4. Значение микроэлементов
для урожая сельскохозяйственных культур

Удобряя растения микроэлементами, можно повысить урожай и качество сельскохозяйственных культур. Отдельные микроэлементы благоприятно влияют на повышение засухоустойчивости, солеустойчивости растений, устойчивости их к грибным и бактериальным болезням, а также на другие факторы роста и развития растений.

Цель опыта: испытать действие на сельскохозяйственные культуры марганца, кобальта, цинка и молибдена в конкретных условиях отдельных хозяйств.

Методика проведения опыта включает несколько вариантов испытания различных форм микроудобрений:

1) контроль (без удобрений);

2) вариант с внесением марганцевого удобрения;

3) вариант с внесением цинкового удобрения;

4) вариант с внесением кобальтового удобрения.

Во всех вариантах удобрения вносятся одним и тем способом: или внекорневой подкормкой, или путем предпосевной обработки семян.
В контрольном варианте вместо растворов удобрений используется чистая вода в том же количестве, что и растворы удобрений.

Схема опыта может быть дополнена вариантами с применением микроудобрений, обработкой семян раствором какого-либо микроэлемента, внекорневой подкормкой раствором того же микроудобрения.

Предпосевную обработку семян следует производить дважды, с часовыми промежутками, расходуя каждый раз на 1 ц семян 3—4 л раствора удобрений.

При внекорневой подкормке производится опрыскивание растений растворами удобрений из расчета 600—700 л раствора на 1 га.

Марганцевые удобрения наибольший эффект дают при внесении их под сахарную свеклу, кукурузу, овощные культуры. Для предпосевной обработки семян и внекорневой подкормки растений можно использовать 0,05—0,1%-й раствор сернокислого марганца. Семена также можно опудривать сернокислым марганцем. Для лучшего прилипания соли ее хорошо просушивают, тонко растирают и смешивают с тальком.

Расход сернокислого марганца и талька на 10 кг семян

Цинковые удобрения более эффективны при внесении их под кукурузу, бахчевые культуры. Среднюю чувствительность по отношению к цинку проявляют картофель, люцерна, сахарная свекла. Для внекорневой подкормки можно использовать 0,01—0,02%-е растворы сернокислого цинка, а для предпосевной обработки семян 0,05—0,1%-е растворы того же удобрения.

Молибденовые удобрения особенно эффективны при использовании их под бобовые культуры. Для удобрения можно брать молибденовокислый аммоний. Обработка семян проводится 0,05—0,1%-ми растворами внекорневая подкормка 0,03—0,05%-ми растворами этой соли. Для опудривания семян удобно использовать порошкообразный молибдат аммония натрия. На 1 ц семян зернобобовых берут 50—70 г молибдата аммония натрия.

Кобальтовые соли используются в тех же концентрациях, что и соли цинка.

За посевами ведутся фенологические наблюдения, отмечается дата наступления фаз роста (см. методику опытов с соответствующими культурами). Учет урожая проводится поделяночно, затем по вариантам опыта определяется средний урожай.

Тема «Проведение опытов с плодовыми деревьями»

Опыт 1. Роль цинка и меди в борьбе
с розеточностью и подсыханием верхушек яблонь

Розеточность (мелколиственность) и подсыхание почек роста — опасная болезнь, наносящая большой ущерб яблоневым садам. Розеточность проявляется в том, что верхние листья побегов подсыхают с краев, изгибаются кверху, приобретая форму лодочки, а затем вместе с верхушкой побега засыхают. Болезнь поражает как старые, так и молодые деревья,
а также саженцы в питомнике и дички в школах сеянцев.

Цель опыта: найти способы лечения яблонь, больных розеточностью.

Методика проведения опыта. Ученые пришли к выводу, что розеточность (мелколиственность) на яблонях есть результат цинкового голодания растений, а подсыхание верхушек — медного голодания. Опыт ставится
в нескольких вариантах:

1) введение порошка сернокислого цинка в древесину;

2) то же — сернокислой меди:

3) внекорневая подкормка раствором сернокислого цинка;

4) то же — раствором сернокислой меди;

5) контроль.

Для опыта берутся яблони 10—15-летнего возраста с ярко выраженной розеточностью или подсыханием верхушек.

В древесину больной розеточностью яблони вводят порошкообразный цинк (сульфат цинка). Делается это так: буравчиком (диаметр 0,5 см)
в штамбе сверлят отверстия глубиной 3—4 см на расстоянии (по прямой) 5 см друг от друга, по спирали вокруг штамба, затем в отверстия вносят порошкообразный сульфат цинка по 0,3—0,5 г и с поверхности закрывают пластилином.

Яблоне, больной подсыханием верхушек, по той же методике вводят медный купорос в порошкообразном виде.

Контролем могут служить растущие по соседству деревья. Если опыт проводится лишь на одном больном дереве, то за контроль берут одну из скелетных ветвей, все же другие делают опытными.

Растениям дается внекорневая подкормка путец опрыскивания водным раствором цинка или меди из расчета 20 г сернокислого цинка на 10 л воды или 9 г медного купороса на то же количество воды. Опрыскивание проводится:

1) в период набухания почек;

2) после появления листьев;

3) через две недели после второго опрыскивания.

За контрольными и опытными деревьями (ветвями) ведутся фенологические наблюдения: подсчитывается количество здоровых и больных
листьев, отмечается начало листопада.

Урожай определяется по каждому подопытному дереву, высчитывается средний размер плодов.

Опыт 2. Диагностика известкового хлороза плодовых деревьев
и меры борьбы с этим заболеванием

Известковый хлороз плодовых растений — распространенное заболевание в садах Поволжья. Внешним признаком этого заболевания является пожелтение листьев и, соответственно, замедление или полное прекращение фотосинтеза.

Хлороз плодовых растений вызывается недостатком в почве азота, калия, а чаще всего железа в удобоусвояемой форме.

Хлорозные деревья имеются почти во всех колхозных, совхозных садах и на пришкольных участках.

Цель опыта: установить причины, вызывающие хлороз плодовых деревьев в местных условиях, и наметить меры борьбы с этим заболеванием.

Методика проведения опыта. Вначале лучше всего поставить опыт на одном 10—15-летнем дереве с ясно выраженным признаком заболевания. Для быстрейшей диагностики причины заболевания выбирают четыре скелетные ветви на дереве и определяют степень заболевания в баллах каждой из них: пожелтение листьев (от общего количества на ветви) до 25 % — 1 балл, то же до 50 % —2 балла, пожелтение листьев свыше 50 %, сопровождаемое подсыханием листьев с краев — 3 балла, здоровая ветвь — 0 баллов.

Установив степень заболевания, выясняют причину поражения растений хлорозом. Опыт закладывается весной. Исключительно эффективным в установлении причины заболевания яблони от недостатка питания является метод ввода питательного вещества в порошкообразном виде в древесину по схеме:

1-й вариант — введение в древесину азота (мочевина);

2-й вариант — введение калия (хлористый калий);

3-й вариант — введение железа (железный купорос);

4-й вариант — контроль.

Техника ввода питательного вещества в древесину следующая: на опытных ветвях делается 5—7 отверстий с помощью буравчика диаметром 0,5 см и глубиной до 3 см под некоторым углом к ветви. Отверстия должны располагаться по спирали на расстоянии 5—7 см друг от друга.
В каждое отверстие одной ветви закладывается 0,5 г мочевины, в отверстие другой — 0,5 г железного купороса и третьей — 0,5 г хлористого калия. Отверстия закрываются пластилином, и на каждую ветвь вешается этикетка с названием варианта опыта.

За опытным деревом ведется постоянное наблюдение, отмечается
изменение окраски листьев на каждой ветви.

Если лучший результат будет получен от применения железного купороса, тогда можно смело рассчитывать на излечение остальных хлорозных деревьев с помощью двух-, трехкратного опрыскивания 0,1%-м раствором (перед цветением, после цветения и через 10—15 дней после второго опрыскивания) или же с помощью ранневесеннего опрыскивания уже 8%-м раствором.

Так же поступают в вариантах с мочевиной и калием.

Опыт 3. Влияние калиевой соли гетероауксина
и натриевой соли 2,4-Д на приживаемость древесных растений

В настоящее время установлена возможность широкого применения искусственных стимуляторов роста, оказывающих на растение действие, подобное природным ростовым гормонам.

Стимуляторы роста, усиливая обмен веществ, способствуют притоку пластических и физиологически активных веществ к местам образования новых корней, ускоряя тем самым процесс корнеобразования.

На этом и основано практическое применение физиологически активных веществ.

В плодоводстве и лесоводстве физиологически активные вещества могут быть использованы для повышения интенсивности роста и увеличения процента приживаемости сеянцев древесных пород. Наиболее широкое применение находят ИУК (калиевая соль гетероауксина) и 2,4-Д (натриевая соль 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты). Этими веществами обрабатывают корневую систему сеянцев перед посадкой.

Цель опыта: выявить, какое влияние оказывают ИУК и 2,4-Д на приживаемость и рост сеянцев древесных пород.

Методика проведения опыта. Исследуются два способа применения физиологических активных веществ.

1. Обработка корневой системы сеянцев калиевой солью гетероауксина.

Для обработки корневой системы одно-, двухлетних сеянцев древесных растений используют водный раствор препарата.

Продолжительность обработки и концентрация калиевой соли гетероауксина устанавливаются в зависимости от породы растения:

Для получения 10 л раствора калиевой соли гетероауксина в случае
с сеянцами сосны обыкновенной требуется 1 г препарата (8 таблеток). Вначале указанное количество вещества растворяют в небольшом объеме (0,5 л) питьевой воды комнатной температуры, затем раствор доводят до 10 л.

Перед обработкой корневую систему сеянца освобождают от почвы
и подрезают с целью освежения корешков. Затем корни сеянцев погружают до корневой шейки в приготовленный раствор на 60 с. Растения обрабатывают кучками по 50 штук.

После обработки корни обмакивают в земляную болтушку и высаживают в грунт.

В 10 л раствора можно обработать 1—2 тыс. растений.

2. Обработка корневой системы сеянцев натриевой солью 2,4-Д.

Для получения 10 л раствора натриевой соли 2,4-Д в случае с сеянцами ясеня зеленого требуется 300 мг препарата. Указанное количество вещества необходимо взвесить на аналитических весах, растворить в небольшом объеме (200 мл) горячей питьевой воды и затем довести до 10 л той же водой.

Обработка сеянцев проводится так же, как и в первом случае. Необходимо помнить, что препарат 2,4-Д действует сильно, поэтому нужно строго соблюдать концентрацию вещества и время обработки.

Контрольные сеянцы высаживаются без обработки. Ведется учет
и измерение следующих показателей:

1) время и количество распустившихся почек:

2) прирост сеянцев в высоту и в толщину:

3) подход сеянцев к окулировке (для плодовых);

4) приживаемость.

Данные датируются началом сентября. Толщина сеянца измеряется на расстоянии 5 см от почвы штангенциркулем, а прирост побега — линейкой.

Опыт 4. Влияние органических и минеральных удобрений
на урожаи смородины

Черная смородина занимает первое место среди ягодных культур по содержанию витаминов, поэтому в питании человека она играет большую роль. Смородина рано вступает в пору плодоношения и плодоносит ежегодно, тем не менее, еще не всегда в условиях засушливого Юго-Востока можно получить высокие урожаи полноценных ягод. Поэтому опытная работа со смородиной является необходимым и важным делом. Под смородину удобрения применяют как основные, так и в виде подкормок. Осенью вносят навоз из расчета 30—40 т, суперфосфат 1,6—2,0 ц, калийную соль 0,6—0,9 ц на 1 га. Азотистые удобрения вносят весной: 0,5 ц — под первое рыхление, 0,5 ц — в период формирования завязи. Смородина сильно реагирует на подкормки органическими и минеральными удобрениями.

Цель опыта: изучить действие корневых подкормок органическими
и минеральными удобрениями на повышение урожайности смородины.

Методика проведения опыта. В опыте проверяются несколько вариантов внесения удобрений:

1) подкормка раствором навозной жижи или куриным пометом;

2) то же — раствором навозной жижи и минеральными удобрениями;

3) то же — минеральными удобрениями;

4) контроль (без подкормки).

Для проведения опыта на пришкольном участке отбирают по 5 кустов смородины в каждом варианте, а в ученической бригаде по 20 кустов. Опыт проводится в двукратной повторности. Опытные кусты подкармливают в следующие сроки: 1) в период развития листочков, 2) через 2 недели после первой подкормки, 3) в период налива ягод.

Для подкормки используют навозную жижу, которую разводят водой в соотношении 1:4, или куриный помет — в соотношении 1:12. Разведенный раствор выливают в лунку (ведро на куст), предварительно политую водой до полного насыщения. Минеральные удобрения вносят в растворенном виде: аммиачной селитры на ведро воды берется 30 г, суперфосфата 50—60 г, калийной соли 20—30 г. При совместном внесении органических удобрений дозы минеральных удобрений уменьшаются в 2 раза.

За опытными и контрольными кустами ведутся наблюдения, и через каждые 15 дней отмечается рост побегов, количество листьев, число побегов. Кроме того, ведутся фенологические наблюдения по фазам:

Урожай ягод собирают с опытных и контрольных кустов отдельно по каждому варианту, по окончании сборов подсчитывают общий урожай
с кустов, а затем определяют средний урожай с куста и делают выводы по опыту.

Тема «Проведение опытов с цветочными культурами»

Опыт 1. Влияние микроэлементов
на рост и развитие цветочно-декоративных растений

Потребность растений в микроэлементах невелика, но так как некоторые из них в почве отсутствуют или их недостаточно, подкормка растений микроэлементами часто дает большой положительный эффект.

Цель опыта: выяснить, как в местных условиях микроэлементы влияют на рост и развитие декоративных растений.

Методика проведения опыта. В опытах следует изучить влияние
бора, цинка, меди и марганца применительно к трем вариантам подкормок:

1) внекорневая подкормка одним из микроэлементов;

2) корневая подкормка тем же микроэлементом;

3) контроль.

Опыт закладывается в открытом грунте рядками. В каждом варианте необходимо иметь не менее 100 подопытных растений.

Опыты следует проводить с внесением основных удобрений во время перекопки почвы из расчета на 1 м² : азотных туков 20—30 г, калийных 20—30 г и суперфосфата 30—40 г. Микроэлементы вносятся в следующих дозах:

За 1—2 дня до посева семена замачивают в растворах микроэлементов в течение 12 ч, затем доводят до воздушно-сухого состояния и высевают. Контрольные семена на тот же срок замачивают в воде.

Внекорневая подкормка. Эффективность опрыскивания в значительной мере зависит от сроков использования микроэлементов. Хорошие результаты можно получить, если опрыскивание проводить в начале вегетации растений и перед их цветением.

После опрыскивания в период цветения прием повторяется еще 2—4 раза с интервалами в 10 дней.

Чтобы распыливание было мелким и все растения хорошо увлажнялись, необходимо использовать ручные опрыскиватели.

Внекорневое питание лучше всего проводить ранним утром либо в конце дня, перед заходом солнца.

Для выявления декоративных качеств внекорневое питание можно проводить 2—3 раза: в фазе 4—5 листочков, через 10 дней после первого опрыскивания и в период бутонизации.

Контрольные растения опрыскиваются водой.

Корневая подкормка микроэлементами производится перед поливом из лейки в те же сроки, что и при внекорневой подкормке.

В течение вегетационного периода производятся фенологические наблюдения по нижеприведенной форме 1:

Форма 1

С начала цветения и до конца вегетации по вариантам опыта ведется описание растений в соответствии с формой 2.

Подсчет урожая семян подопытных растений производится следующим образом: берется по 10 растений каждого варианта, семена каждого вида взвешиваются, определяется средний вес семян с одного растения каждого варианта (в том числе и контроля) и выявляется эффективность действия микроэлементов на урожай семян.

Форма 2

Мощность надземной и подземной массы подопытных растений каждого варианта определяется путем взвешивания в сыром виде в среднем 10 растений каждого варианта и каждого вида.

Опыт 2. Изучение различных способов размножения
черенками многолетних флоксов

Многолетние флоксы ценятся за продолжительное и обильное цветение, красоту и тонкий аромат соцветий, высокий коэффициент размножения. Это одно из лучших растений для школьных цветников.

Многолетние флоксы относятся к мелкокорневищным растениям. Рано весной от корневища отрастают надземные стебли, количество которых бывает в 2—3 раза больше, чем в предыдущем году.

Обилие стеблей ослабляет куст, цветки и соцветия мельчают, поэтому целесообразно часть новых стеблей (до 50 %) каждый год срезать на
черенки для размножения.

Цель опыта: изучить различные сроки и способы черенкования с целью получить возможно больше растений от одного маточного куста.

Методика проведения опыта. В опыте проверяется несколько вариантов размножения флоксов:

1) весенними побегами;

2) летними черенками;

3) осенними черенками;

4) зимними черенками.

Для опыта отбирают 3—4-летние здоровые флоксы с яркой окраской цветков, помечают этикетками, на которых указывается номер куста. Взятые для размножения черенки, а в дальнейшем и молодые растения получают те же номера.

1. Размножение молодыми побегами . В начале мая необлиственные молодые побеги высотой 4— см осторожно вместе с «пяткой» выламывают из корневища.

Для укоренения черенков берут рассадный ящик, в который до половины насыпают питательной почвы, а сверху чистого песка слоем 3 см. Черенки сажают под колышек на глубину 2 см, на расстоянии 4—5 см друг от друга.

Ящик с посадками обильно поливают и накрывают стеклом. Чтобы установить лучший срок черенкования, весенние побеги берут с интервалами в 10 дней. Через месяц укорененные черенки высаживают в открытый грунт, где они в конце августа зацветают.

2. Размножение летними черенками дает возможность еще раз взять черенки с тех кустов, которые оставлены на цветение. Черенкование проводится с середины июля до конца августа.

Побеги срезаются без соцветий или в начале их формирования.
В срезку идут также боковые побеги-пасынки. Материал сортируется по группам: 1) черенки с 2—3 междоузлиями, 2) черенки с 1 междоузлием, 3) черенки с 1 парой листьев, 4) черенки с 1 листом.

Нижние листья у черенков с 1—3 междоузлиями срезают таким образом, чтобы не повредить пазушных почек, листья укорачивают наполовину и сажают до середины нижнего междоузлия. У черенков с одним листом и одной парой листья укорачиваются наполовину и при посадке закрепляются в песке соломками.

Летние черенки остаются на зиму в ящике в непромерзаемом помещении; высаженные в грунт весной, они зацветают в середине лета, и на следующий год от них можно ожидать 4—5 цветущих веток.

3. Размножение осенними черенками проводится в середине сентября. К этому времени флоксы могут дать обильный материал для размножении. После отцветания кустов, в середине августа, большинство побегов на высоте 10 см от земли срезается. Появившиеся к началу сентября побеги являются прекрасным материалом для черенкования. Черенки срезаются так же, как и весной, и высаживаются в ящик или парник, где они зимуют под снегом. Укореняются черенки в апреле, в мае высаживаются в грунт, в августе зацветают.

4. Зимнее черенкование . Стеблевые черенки укореняют в конце зимы в теплицах или комнатах. Отцветшие кусты флокса осенью выкапывают из грунта и сажают в ящики или горшки, где содержатся при температуре 4—5 °С. Растения необходимо изредка поливать. В январе температуру нужно повысить до 8—10 °С, применять частые поливы и опрыскивания. Побеги, достигшие 8—10 см, срезают, оставляя на каждом одну пару листьев для новых образований. Черенки нарезают с одним междоузлием
и высаживают в ящик на расстоянии 2—3 см друг от друга. Чтобы ускорить корнеобразование и избежать возможного загнивания черенков, глубина посадки выбирается небольшой.

Укоренившиеся черенки высаживают в грунт. Наблюдения записываются по форме:

Опыт 3. Влияние минеральных подкормок
на рост и развитие комнатных растений

Комнатные растения возделываются в относительно небольшом объеме почвы, поэтому содержащиеся в ней питательные вещества, быстро расходуются. Замена почвы и связанная с этим пересадка приводят к задержке в развитии растений. Следовательно, необходимо систематически пополнять использованные растением питательные вещества путем внесения удобрений в виде подкормок.

Цель опыта: установить лучшие рецепты минеральных подкормок
и сроки их внесения для декоративно-лиственных и цветущих комнатных растений.

Методика проведения опыта. Опыт можно провести с традесканцией, аспидистрой, бегонией, бальзамином, пеларгонией и колеусом, включая несколько вариантов:

1) контроль (растения не получают подкормок);

2) подкормка 1 раз в неделю раствором NPK;

3) то же — 1 раз в 2 недели тем же раствором;

4) то же — 1 раз в неделю полной питательной смесью.

В каждом варианте должно быть не менее 3—5 одинаковых растений.

Опыт проводится в весенне-летний период (апрель — август). Для опыта нужно брать молодые, хорошо укоренившиеся растения.

Полная питательная смесь составляется из следующих удобрений
(в граммах на 10 л воды): азотнокислого аммония 3,4, азотнокислого калия 1,7, фосфорнокислого кальция 7, сернокислого железа 2,5, хлористого калия 6, сернокислого магния 5 и сернокислого кальция 5. Когда подкормки производятся только Р и К, все другие виды удобрений, содержащие эти элементы, в раствор не включаются.

В течение опытного периода за растениями ведутся систематические наблюдения и измерения по форме:

Цветущим растениям дается глазомерная оценка по цветам (цвет, яркость, строение цветка и т. п.).

Тема «Проведение опытов с овощными культурами»

Опыт 1. Выращивание помидоров и капусты
безрассадным способом

Выращивание помидоров и капусты безрассадным способом, то есть посевом семян непосредственно в грунт, давно привлекает внимание практиков. Положительное решение этой проблемы позволяет во много раз снизить затраты на производство помидоров и капусты.

Цель опыта: изучить возможность и эффективность выращивания помидоров и капусты безрассадным способом.

Методика проведения опыта предусматривает два варианта посева:

1) посев семян в грунт;

2) выращивание помидоров и капусты рассадой.

Опыт проводится на делянках (не менее 20 м² каждая) в двух- или трехкратной повторности на школьном опытном участке.

Семена сеют в грунт из расчета 4—5 семян в гнездо (50—70 см). С такой же площадью питания высаживается и рассада. Для грунтового способа выращивания помидоры берутся ранних сортов (Колхозный 34, Талалихин 186 и др.), а капуста — среднеспелых и поздних сортов (Амагер, Белорусская, Слава и др.). Для рассадного способа выращивания используются те же сорта овощей. Посев в грунт производится в конце апреля — начале мая, а высадка рассады — в принятые агротехнические сроки для данного района.

Семена перед их высевом замачивают, дают им набухнуть, а затем оставляют в теплом помещении, чтобы они «наклюнулись».

Семена помидоров наряду с намачиванием полезно подвергать воздействию переменных температур (от 18 °С до близких к 0 °С) в течение 10—15 дней, что способствует повышению холодостойкости растений, ускорению созревания плодов. Температура меняется через каждые 10—12 ч. За семенами внимательно следят, не допуская появления на них плесени.

При грунтовом посеве всходы и капусты и помидоров систематически прореживают, оставляя в гнездах наиболее мощные. Когда на всходах появляются 4—5 листьев, производится окончательная прорывка —
в гнезде оставляется по одному здоровому наиболее развитому растению. Участок опытных посевов удобряют. Растениям дается подкормка по нормам, установленным для каждой культуры. Полив производится по мере надобности. Все другие приемы ухода за опытными посевами — такие же, как и на производственных площадях.

В опытных посевах отмечается время высева семян в грунт, появления всходов, прореживания, высадки рассады начала цветения, массового цветения помидоров, появления первых плодов бурой спелости, первого и последнего сбора плодов помидоров. Каждый сбор учитывается отдельно, а затем подсчитывается общий урожай по каждому варианту.

По капусте следует учесть средний вес кочанов и общий урожай на делянке каждого варианта опыта.

Опыт 2. Влияние предпосевного прогревания семян огурцов
на повышение урожайности

Свежие одногодичные семена огурцов дают сильные растения с хорошо развитыми стеблями и листьями, но на таких растениях женские цветки появляются поздно. Семена 2—4-летние, как правило, дают растения менее мощные, но зацветают они раньше, быстрее, и в большом количестве появляются на них женские цветки.

Предпосевное прогревание семян огурцов стимулирует скорость образования женских цветков и оказывает влияние на повышение урожайности.

Цель опыта: выяснить эффективность предпосевного прогревания семян при различном температурном режиме.

Методика постановки опыта предполагает три варианта посева:

1) посев семенами огурцов, прогревавшимися при температуре
50—155 °С в течение 3—3,6 часа:

2) посев семенами огурцов, прогревавшимися при температуре 40 °С
в течение 18 ч:

3) контрольный посев (без прогревания).

Семена прогревают в термостате или сушильном шкафу.

Опыт проводится в двух повторностях. Размер делянок в каждом варианте — не менее 20 м² .

Фенологические наблюдения осуществляются по следующей схеме:

Уборка урожая проводится регулярно, через день, отдельно с опытных и контрольных делянок.

Плоды делятся на стандартные и нестандартные (больные, крючки
и т. д.), учитываются темпы поступления урожая, а в конце плодоношения подсчитывается общий урожай с каждой делянки; затем вычисляется средний урожай и делается пересчет в центнерах на 1 га.

Опыт 3. Что дают подзимние посевы моркови

Морковь, посеянная весной, прорастает медленно, забивается сорняками. И напротив, подзимний посев дает ранние дружные всходы, которым сорняки угрожают в меньшей степени. Урожай с подзимних посевов собирают в значительно более ранние сроки, до массовой уборки моркови при весенних посевах.

Цель опыта: установить в местных условиях эффективность подзимнего посева моркови и его оптимальные сроки.

Методика проведения опыта включает в себя два варианта посева:

1) весенний посев — контроль;

2) подзимний посев (2 или 3 срока).

Опыт проводится в двух повторностях. Участки для подзимних посевов выбирают на глубоко вспаханной зяби, ровные, чистые от сорняков.

Для посева следует брать сорта Нантская 04 или Шантане 2460. Норма высева 4—5 кг на 1 га. Глубина заделки на тяжелых почвах 2 см, на легких, супесчаных 3 см. Посев проводится двухстрочными лентами в несколько рядков: 20 октября, 1 ноября и 10 ноября.

В зависимости от метеорологических условий эти сроки могут быть сдвинуты в ту или иную сторону.

Зимой на посевах следует организовать снегозадержание, а весной — защиту от размыва.

Список литературы

Основная

1. Ващенко, И. М. Основы сельского хозяйства / И. М. Ващенко [и др.] —
М. : Просвещение, 1987.

2. Ващенко, И. М. Практикум по основам сельского хозяйства / И. М. Ващенко [и др.]. — М. : Просвещение, 1991.

3. Ващенко, И. М. Биологические основы сельского хозяйства / И. М. Ващенко [и др.]. — М. : Изд. центр «Академия», 2004. — 544 с.

Дополнительная

4. Бакий, А. В. Животноводство / А. В. Бакий [и др.]. — М., 1991 — 399 с.

5. Воробьев, С. А. Земледелие / С. А. Воробьев, А. Н. Каштанов, А. М. Лыков ; под ред. С. А. Воробьева. — М. : Агропромиздат, 1991.

6. Гатаулина, Г. Г. Практикум по растениеводству / Г. Г. Гатаулина, М. Г. Объедков. — М. : Колос, 2000. — 216 с.

7. Дмитриев, П. С. Урожайные грядки / П. С. Дмитриев. — Ярославль : ЛИЯ, 1996.

8. Ермилов, Г.Б. Определитель сорных растений / Г. Б. Ермилов. — М. : Россельхозиздат, 1978.

9. Залыгин, А. Г. Беседы о животноводстве/ А. Г.Залыгин. — М. : Просвещение, 1986.

10. Кирюшкин, В. И. Экологические основы земледелия / В. И. Кирюшкин. — М. : Колос, 1996.

11. Минеев, В. Г. Агрохимия / В. Г. Минеев. — М. : Изд-во МГУ, 1990.

12. Муха, В. Д. Агропочвоведение / В. Д. Муха, Н. И. Картамышев [и др.] ; под ред. В. Д. Мухи. — М. : Колос, 1994.

13. Муханова, Ю. И. Зеленые и пряные овощные культуры / Ю. И. Муханова, К. А. Требухина, А. Г. Туленкова. — М. : Россельхозиздат, 1978. — 199 с.

14. Мухин, В. Д. Приусадебное хозяйство. Овощеводство / В. Д. Мухин. — М. : ЭКСМО-Пресс ; Лик-пресс, 2000. — 368 с.

15. Оверчук, В. И. Картофель в Среднем Поволжье / В. И. Овчук. — Саратов : Приволж. книж. изд-во, 1982.

16. Овощеводство / под ред. Г. И. Тараканова, В. Д. Мухина. — М. : Колос, 1993.

17. Основы агрономии / Н. Н. Третьяков, Б. А. Ягодин, А. М. Туликов [и др.]. — М. : ИРПО ; Изд. центр «Академия», 200. — 360 с.

18. Основы животноводства / под ред. А. П. Солдатова. — М. : Колос, 1988.

19. Плодоводство и овощеводство / под ред. В. А. Потапова. — М. : Колос, 1997.

20. Почвоведение с основами растениеводства / под ред. А. П. Щербакова. — Воронеж, 1996.

21. Растениеводство / под ред. П. П. Вавилова. — М. : Агропромиздат, 1986.

22. Смирнов, П. М. Агрохимия / П. М. Смирнов, Э. А. Муравин. — М. : Агропромиздат, 1991.

23. Федотов, В. А. Растениеводство : практикум / В. А. Федотов [и др.]. — Воронеж, 1996.

24. Черепахин, В. И. Плодоводство / В. И. Черепахин, В. И. Бабук, Г. К. Карпенчук. — М. : Агропомиздат, 1991.

ПОЛЕВАЯ ПРАКТИКА ПО ФИЗИОЛОГИИ РАСТЕНИЙ
(3 курс)

Цель практики: получение практических навыков определения физиологических свойств растений в природной обстановке.

В ходе полевой практики предполагается решить следующие задачи :

— закрепить и углубить теоретические знания по физиологии растений;

— освоить методы постановки полевых и вегетационных опытов;

— изучить сезонный ритм растений и оценить их состояние с использованием полевого оборудования и экспериментальных методов анализа;

— ознакомиться с последними достижениями в области повышения урожайности и выращивания экологически чистых продуктов;

— изучить влияние различных экологических факторов в естественных условиях на физиологические процессы растений.

Сроки практики: май-июнь.

Тематическое планирование

Тема «Методы исследования»

Однородность пробы

При проведении опытов, измерений, расчетов и статистической обработки необходима однородность используемых проб. Достигнуть этого можно, например, при выращивании большого количества растений,
необходимых для опыта. Как правило, повторность при этом составляет 100—200 семян. Число повторностей можно сократить, если просеять пробу семян через сито. В любом случае ошибка не должна превышать 1—2 %.

Для успешного планирования физиологических опытов необходимо знание анатомии растений. В культурах тканей имеются нетипичные сосудистые элементы, которые ведут себя иначе, чем основная масса тканей.

Для приготовления одинаковых срезов следует пользоваться новыми лезвиями для безопасной бритвы, так как ножницы или даже скальпель
в значительной степени повреждают ткани. По возможности следует использовать прочное режущее приспособление с двумя или несколькими лезвиями.

Выращивание проростков растений

При проведении опытов желательно отбирать сходные по виду и массе семена определенного сорта с известными сроками сбора урожая
и всхожестью. Семена перед проращиванием необходимо простерилизовать, чтобы предохранить проростки от инфекции. С этой целью используют, например, 1%-й раствор перманганата калия. После стерилизации семена отмывают водой и проращивают. Простерилизовать семена можно также облучением их ультрафиолетовым светом в течение 30 мин. Проращивание семян в чашках Петри — самый простой, доступный и используемый метод. На ее дно укладывают соответствующего диаметра фильтровальную бумагу и равномерно распределяют семена — от 7 до 100 штук. С наружной стороны нижней чашки фломастером обозначают вариант опыта. Затем вносят 10 мл раствора, закрывают крышкой, под которую также укладывают влажную фильтровальную бумагу для большей увлажненности, и ставят в термостат при 26 °С.

Применяют также метод «тряпичной куклы», который удобен для выращивания проростков в течение более продолжительного времени и до стадии зеленения листьев. На пленку шириной 10—15 см укладывают фильт-ровальную бумагу, чистую ткань. На подложку с расстоянием 1,0—1,5 см друг от друга раскладывают семена. Пленку вместе с подложкой и семенами скатывают в рулон, перевязывают и помещают в стакан, наполненный на 1/3—1/4 водой. Стакан ставят в термостат с температурой 26 ºС.

Варианты и повторности

Количество вариантов опыта зависит от цели исследования. Каждый вариант отличается от другого только одним параметром. Например, при изучении зависимости интенсивности фотосинтеза от освещенности меняться должен только один параметр — освещенность; все остальные — температура окружающей среды, влажность, минеральное питание и т. д. — должны быть абсолютно одинаковыми. Каждый вариант опыта имеет несколько повторностей — от 2 до 100 и более. При выполнении лабораторной работы в связи с ограниченностью во времени число повторностей невелико (2—3). При выполнении курсовой, дипломной работ число повторностей в опыте и число опытов должно быть значительно больше, чтобы результат был достовернее.

Измерение длины и площади

При измерении линейной протяженности корней или побегов или длины и ширины листьев, как правило, надо нанести на исследуемый орган метки на определенном расстоянии. При достаточно прямых стеблях и отсутствии несущих листья узлов или при их немногочисленности, проще всего воспользоваться дешевым пластмассовым гребешком. Зубцы гребешков, изготовленных машинным способом, совершенно одинаковы, и, поскольку гребни делают разных размеров, можно иметь хороший набор шаблонов для маркировки. Кончики зубцов гребешка прижимают
к свежесмоченной штемпельной подушке, затем к стеблю или корню. Чернила окрасят орган растения, и, если дать им высохнуть, они сохранятся и после осторожного полива. Промеры всегда должны производиться по стандарту на протяжении всего исследования. Поскольку растения часто погружены в субстрат на разную глубину, за основу измерений можно взять длину стебля от семядольного или первого узла. Диаметр стебля, который отражает его вторичное утолщение, следует замерять
в строго определенном месте; обычно это середина выбранного междоузлия. Точные измерения можно сделать кронциркулем с микрометром.

Для определения площади листа можно использовать весовой метод. Он состоит в следующем: из бумаги вырезают контур листовой пластинки и взвешивают на торсионных или аналитических весах. Из такой же бумаги вырезают три квадрата с определенной площадью, например 100 см² (10×10 см). Затем квадраты взвешивают и вычисляют среднюю массу одного квадрата. Площадь исследуемого листа находят по формуле

S = (a · C )/ b ,

где а — масса контура листа, мг; b — средняя масса квадрата бумаги, мг; С — площадь квадрата бумаги, см² .

Наиболее доступным и продуктивным является метод высечек. Поэтому он является ценным в полевых опытах. Отбирают среднюю пробу растений, быстро срезают листья и определяют их массу. Затем из каждого листа сверлом определенного диаметра выбивают несколько высечек, объединяют вместе и устанавливают массу. Диаметр сверла выбирают
в зависимости от размеров листовой пластинки и ее поверхностной плотности. Площадь листьев определяют по формуле

S = (a · C )/ b ,

где а — общая масса сырых листьев, г; b — общая масса сырых высечек, г; С — общая площадь высечек, см ² .

Однако этот метод относительно неточен.

Определение массы

В эксперименте проводят определение «сырой» и «сухой» масс. Ткани сначала слегка просушивают фильтровальной бумагой, чтобы удалить воду с поверхности, и затем сразу же взвешивают. Поскольку вегетативные части растения, по меньшей мере, на 9 % состоят из воды, данные
о массе сырого вещества отражают, в основном, содержание свободной воды в тканях. Масса сырого вещества может сильно изменяться независимо от фактического роста и увеличения биомассы, например, в результате увядания, высокой тургесцентности и т. д. Изменения в содержании воды можно устранить путем отбора проб в строго определенное время суток при одних и тех же условиях. Для стандартизации условий полезно поливать растения за 3—5 ч до сбора образцов. Результаты рассчитывают в граммах (масса сырого вещества одного растения или органа, например, лист, плод и т. д.).

При определении массы сухого вещества критическим моментом является способ сушки тканей. Рекомендуется использовать сушильный шкаф под вакуумом с температурой 60—70 ºС или с принудительной тягой с температурой порядка 90—105 ºС. Следует убедиться, что вода удаляется полностью. Сушку рекомендуется проводить в течение 18—24 ч; если есть сомнения по поводу степени высушивания пробы, ее следует взвесить, а затем снова на некоторое время поместить в сушильный шкаф. Это называется доведением до постоянной массы. Результаты подсчитывают так же, как и для массы на сырое вещество.

Тема «Минеральное питание растений»

Практическая работа № 1.
Значение различных элементов для растений

Задание: изучить значение различных минеральных элементов для роста гриба аспергилла.

Материалы и оборудование: весы, термостат, ватные пробки, фильтры, пять колб по 100 см³ , пробирки, пипетка, два стакана, воронка, минеральные соли, сахароза, органическая кислота (лимонная), культура гриба аспергилла, выращенная на кусочках картофеля или хлеба в течение 3—4 дней.

Ход работы

1. Вырастить гриб на питательных смесях.

Установлено, что аспергилл предъявляет к условиям минерального питания примерно такие же требования, как высшие растения. Из минеральных элементов гриб не нуждается только в кальции. Питательные смеси готовят в колбах на 100 см³ и составляют по определенной схеме (табл. 1). Нумерация колб соответствует нумерации вариантов опыта. Внизу записывают результаты опыта.

Таблица 1

Схема составления питательных смесей

Лимонную кислоту добавляют для создания кислой среды, благоприятной для аспергилла, но подавляющей развитие других микроорганизмов.

2. В пробирку или колбочку налить стерильную воду и поместить
в нее мицелий гриба, взятый стерильной петлей, размешать содержимое вращением между пальцами или ладонями.

Полученную суспензию внести стерильной пипеткой во все колбы.

Закрыть колбы ватными пробками и поставить в термостат при температуре 30—35 °С. Наблюдение провести через неделю.

Сущность опыта заключается в том, что, определяя массу мицелия гриба, выращенного на различных питательных смесях, можно узнать его потребность в отдельных элементах.

3. Произвести взвешивание. Для этого взять два чистых стакана, одну воронку и несколько одинаковых бумажных фильтров. Взвесить один стакан (№ 1) с воронкой и фильтром и записать массу. Затем поставить воронку в другой стакан (№ 2), перенести на фильтр мицелий гриба из первой колбы, промыть водой и после стенания воды перенести воронку обратно в стакан № 1. Снова произвести взвешивание. Ясно, что результат будет больше, так как добавился мицелий гриба.

Вычесть из второго результата первый и узнать массу мицелия гриба. Так поступить со всеми колбами.

4. Записать результаты наблюдения.

Таким образом, будет установлено, как влияет отсутствие N, Р, К
и всех элементов минерального питания на развитие мицелия гриба.

Практическая работа № 2.

Определение общей и рабочей поверхности корней

Материалы и оборудование: 1) растения с корневой системой;
2) 0,0002 н. раствор метиленовой синей (64 мг в 1 л дистиллированной воды); 3) дистиллированная вода; 4) салфетка; 5) бюретки с воронками
(2 шт.); 6) стаканы стеклянные (3 шт.); 7) чистые сухие колбочки (4 шт.); 8) пипетка градуированная на 2—5 мл; 9) ФЭК; 10) кристаллизатор;
11) фильтровальная бумага; 12) карандаш по стеклу.

Способ определения поверхности корней, предложенный Д. А. Сабининым и И. И. Колосовым, основан на представлении об адсорбционном характере начального этапа поглощения веществ корнями растений.

Растительные клетки имеют свободное пространство — межфибриллярные и межмицеллярные поры в стенках, доступные для свободной диффузии растворенных веществ. При погружении корней в какой-либо раствор происходит его диффузия по свободному пространству периферических клеток и адсорбция молекул и ионов, как на наружной поверхности клеток, так и на стенках пор. Если допустить, что при этом поверхность равномерно покрывается мономолекулярным слоем адсорбируемого вещества, то можно определить размеры адсорбирующей поверхности.

В качестве адсорбируемого вещества служит метиленовая синяя, поглощение которой можно точно определить колориметрически по изменению ее концентрации. При этом известно, что 1 мг метиленовой синей при мономолекулярной адсорбции покрывает 1,1 м² поверхности адсорбента.

При погружении корней в раствор метиленовой синей она через
1,5—2 мин появляется внутри первого слоя клеток. Колосов установил, что при двухкратном полутораминутном погружении корневой системы
в 0,0002 н. раствор метиленовой синей происходит адсорбционное насыщение как деятельной, так и недеятельной поверхности корневой системы. Деятельная, или рабочая, часть корневой системы поглощает питательные вещества из почвы, снабжая ими надземные органы; недеятельная часть покрыта пробковой тканью и способна только к адсорбции растворенных веществ. После достижения адсорбционного насыщения клетки деятельной части корня поглощают адсорбированные ранее вещества, освобождая места для дальнейшей адсорбции.

Следовательно, общую адсорбирующую поверхность корней можно определить по изменению концентрации метиленовой синей при первых двух полутораминутных погружениях, а рабочую поверхность — по уменьшению количества краски в растворе при третьем погружении.

Ход работы

Налить из бюретки в три стакана одинаковое количество 0,0002 н. раст-вора метиленовой синей. Объем раствора в стакане должен быть в 10 раз больше объема корневой системы. Стаканы необходимо пронумеровать. Записать объем налитого раствора в таблицу.

Корни, извлеченные из сосуда с водой, осторожно обсушить фильтровальной бумагой, последовательно погрузить в каждый из трех стаканов
с метиленовой синей на 1,5 мин. При этом растворы необходимо перемешивать, осторожно поворачивая корни.

Определить при помощи ФЭКа концентрацию метиленовой синей
в стаканах после пребывания в них корней, используя в качестве стандартного раствора исходный раствор метиленовой синей, разбавленный
в 10 раз (1 часть раствора + 9 частей дистиллированной воды). Опытные растворы также необходимо развести в 10 раз. Готовить разбавленные растворы следует в чистых сухих пронумерованных колбах.

Определить концентрацию растворов на фотоэлектро-колориметре.

При использовании ФЭКа необходимо построить калибровочный график. Для этого в сухих колбах готовят серию (не менее четырех) разведений стандартного раствора и колориметрируют. На миллиметровой бумаге вычерчивают систему координат, откладывая по оси абсцисс концентрацию растворов, а по оси ординат — показания колориметра (оптическую плотность). Если растворы приготовлены точно, то все точки окажутся лежащими на одной прямой, которую и вычерчивают.

Для определения концентрации испытуемого раствора найти на оси ординат соответствующую точку, провести от нее горизонтальную линию до пересечения с графиком и опустить перпендикуляр на ось абсцисс.

Результаты колориметрирования записать в таблицу:

Расчет поверхности корня. Умножая объем раствора в стакане на концентрацию соответствующего раствора, вычислить количество метиленовой синей до и после погружения корней, а по разности полученных величин — количество краски, адсорбированной корневой системой. Поглощение метиленовой синей в первых двух стаканах характеризует общую адсорбирующую поверхность корня, поглощение в третьем стакане — рабочую поверхность.

Умножая количество миллиграммов поглощенной метиленовой синей на 1,1, получаем величину поверхности в квадратных метрах. Полученные данные занести в таблицу:

Тема «Водный режим растений»

Практическая работа № 1.
Определение интенсивности транспирации
по уменьшению массы срезанных листьев

Материалы и оборудование: 1) комнатные растения (пеларгония, примула и др.); 2) торзионные весы; 3) технические весы с разновесом;
4) ножницы; 5) скальпель; 6) крышка чашки Петри; 7) нитки; 8) миллиметровая бумага; 9) фильтровальная бумага.

Транспирация — процесс испарения воды надземными частями растений. Интенсивность транспирации — это количество воды, испаренной
в единицу времени единицей листовой поверхности. Отношение интенсивности транспирации к интенсивности эвапорации (испарения со свободной водной поверхности) при тех же условиях называется относительной транспирацией; этот показатель характеризует способность растений регулировать транспирацию и выражается в виде десятичной дроби.

Наиболее простой и достаточно точный метод учета транспирации — метод быстрого взвешивания, предложенный Л. А. Ивановым: побег или отдельный лист срезают и дважды взвешивают с интервалом не более
5 мин, так как при более длительной экспозиции может начаться завядание листьев, снижающее транспирацию. Установленное этим методом уменьшение массы листьев соответствует количеству испаренной воды (увеличением массы в процессе фотосинтеза можно пренебречь, поскольку интенсивность фотосинтеза во много раз меньше интенсивности транспирации).

Ход работы

Установить торзионные весы в вертикальное положение (по уровню)
и проверить их нулевую точку, после чего закрыть арретир и снять с крючка корзиночку. Срезать лист с небольшим отрезком черешка, немедленно подвесить его к крючку весов при помощи нитки с петлей на конце (привязав другой конец за черешок), быстро взвесить и записать время уравновешивания весов. Через 3—4 мин сделать второе взвешивание, также отметив время. Если испарение идет слабо, можно увеличить экспозицию до 5 мин. Закрыть арретир и снять лист с крючка.

Для определения поверхности листа взвесить на технических весах квадрат миллиметровой бумаги известной площади (например, 100 см² ), наложить на этот квадрат исследуемый лист, тщательно обвести карандашом листовую пластинку, вырезать и взвесить полученную бумажную фигуру. Площадь листа вычислить по пропорции a / b – c / s , где а — масса квадрата, b — масса бумажной фигуры, с — площадь квадрата, s — площадь листа.

Одновременно определить при тех же условиях интенсивность эвапорации (свободного испарения). Для этого взвесить чашку, наполненную почти до краев водой комнатной температуры (наружная поверхность чашки должна быть совершенно сухой), и через любое время, например через 30 мин, сделать второе взвешивание. Определить испаряющую поверхность, измерив внутренний диаметр чашки. Результаты записать
в таблицу, указав вид исследованного растения:

Интенсивность транспирации I_T (г/м² ∙ ч) вычислить по формуле

I_T = п ·10 000 · 60/(s ∙ t ),

где п — количество испарившейся воды, г; s — площадь, см² ; t — экспозиция, мин; 10 000 — коэффициент перевода см² в м² ; 60 — коэффициент перевода минут в часы.

Вычислить интенсивность эвапорации (1_Е ) по той же формуле. Найти относительную транспирацию 1 _T /1 _E .

Практическая работа № 2.
Определение водопроводимости древесины

Материалы и оборудование: 1) облиственные побеги лиственных древесных растений (липа, тополь, береза и т. д.) и хвойных (сосна, ель); 2) раствор эозина 30 мг/л; 3) банки емкостью 1 л с пробками и этикетками (2 шт.); 4) мерный цилиндр; 5) кристаллизатор; 6) чашка с парафином;
7) скальпель; 8) электроплитка; 9) пробочные сверла; 9) лупа; 10) миллиметровая линейка; 11) кипяченая охлажденная вода.

Вода и растворенные в ней вещества передвигаются от корней к испаряющей поверхности листьев (восходящий ток) по древесине, основными элементами которой являются сильно вытянутые в продольном направлении мертвые одревесневшие клетки. У голосеменных они представлены трахеидами длиной 1—5 мм. Покрытосеменные, кроме того, имеют сосуды, длина которых составляет от 10 см до нескольких метров.

Водопроводимостью называют количество миллилитров воды, прошедшей через единицу поперечного сечения водопроводящих элементов древесины, в единицу времени (час или сутки). У молодых стеблей воду проводят все сосуды и трахеиды, тогда как в многолетних стеблях древесных растений внутренние годичные кольца древесины водопроводимость теряют.

Ход работы

Взять два побега: один лиственной, другой — хвойной породы (диаметр стебля должен быть около 1 см), очистить нижние части стеблей от листьев и закрепить побеги в отверстиях пробок. Обновить срезы стеблей под водой и вставить в банки с точно отмеренным объемом воды, подкрашенной эозином.

Записать объем налитой жидкости и время начала опыта на этикетке. Залить пробки расплавленным парафином. Поставить банки с побегами
в хорошо освещенное место.

Через 1 неделю вынуть из банок пробки с побегами и измерить мерным цилиндром объем оставшейся воды. Вычислить количество поглощенной побегами воды (т). Для определения площади поперечного сечения древесины сделать поперечный срез участка стебля, который был расположен немного выше уровня воды в банке, и, пользуясь лупой, измерить радиус ( R ) древесины и сердцевины (от центра стебля до камбия) и неокрашенной средней части стебля (r ), представленной сердцевиной. Вычислить площадь поперечного сечения древесины (S ) по формуле
S = n – ( R ² – r ² ). Результаты записать в таблицу.

Рассчитать водопроводимость древесины ( W ) по формуле

W = m ∙100/S – T .

В выводах сопоставить водопроводимость древесины разных растений и объяснить причины различий.

Тема «Фотосинтез»

Практическая работа № 1.
Определение содержания хлорофилла в листьях

Материалы и оборудование: 1) свежие листья различных растений; 2) ацетон; 3) CaCO₃ ; 4) кварцевый песок или толченое стекло; 5) весы;
6) ножницы; 7) ступка малого размера; 8) колба Бунзена с пробкой, в которую вставлен стеклянный фильтр № 2 или 3; 9) насос Камовского;
10) стеклянная палочка; 11) мерная колба на 25—50 мл с пробкой;
12) фотоэлектрический колориметр (ФЭК); 13) калька; 14) вазелин;
15) салфетка.

Содержание хлорофилла в листьях зависит от условий освещения
и минерального питания, возраста листьев и ряда других внешних и внутренних факторов. При точных определениях сначала выделяют хлорофилл хроматографическим методом или путем его омыления. При сравнительных исследованиях можно определить содержание хлорофилла
в спиртовой или ацетоновой вытяжке без предварительного разделения пигментов.

Известно, что хлорофиллы имеют максимум поглощения в красной части спектра, тогда как сопутствующие им пигменты не поглощают длинноволновые лучи. Поэтому при работе на ФЭКе с использованием красного светофильтра или на спектрофотометре можно достаточно точно определить содержание хлорофиллов, не отделяя их от каротиноидов.

Во избежание потерь хлорофилла все операции необходимо проводить быстро, в затененном помещении, желательно на холоде.

Ход работы

Измельчить листья ножницами, отбросив черешки и крупные жилки,
и отвесить на куске кальки 300—500 мг. Поместить навеску в ступку, добавить толченого стекла и немного СаСО₃ , прилить 4—5 мл 96 % спирта (80%-го ацетона) и тщательно растереть. Смазать снизу носик ступки вазелином и слить вытяжку по палочке в воронку с фильтром, вставленным
в колбу на 25 или 50 мл. Прилить в ступку еще немного спирта (ацетона), растереть, снова профильтровать. Повторить эту операцию 2—3 раза, т. е. добиться полного извлечения пигментов. Довести спиртом (ацетоном) объем вытяжки до метки на колбе. Закрыть колбу пробкой, тщательно перемешать и хранить до определения в темноте на холоде.

Определить концентрацию хлорофилла на ФЭКе. Для этого за 20 мин до определения включить ФЭК, установить гальванометр на нулевое деление, поставить красный светофильтр, открыть шторки (предварительное освещение фотоэлементов необходимо потому, что в первые минуты после включения ФЭК дает неустойчивые показания). Определить оптическую плотность раствора относительно чистого растворителя (спирт, ацетон), используя кюветы с расстоянием между гранями 10 мм.

Надежные результаты получаются при показаниях ФЭКа от 0,1 до 0,4. Если оптическая плотность более 0,5, то вытяжку следует разбавить, отмерив в чистую сухую посуду определенные объемы вытяжки и растворителя (спирт, ацетон); если же показание ФЭКа окажется ниже 0,08,
необходимо выполнить всю работу сначала, взяв большую навеску.

Повторить измерение и из полученных отсчетов взять среднее арифметическое. Определить концентрацию вытяжки по калибровочному графику: найти на оси ординат соответствующую оптическую плотность, провести от нее горизонтальную линию и от точки пересечения с калибровочным графиком опустить перпендикуляр на ось абсцисс. Для построения калибровочного графика готовят серию стандартных растворов хлорофилла возрастающей концентрации и находят оптическую плотность каждого из них. Затем строят график: на оси абсцисс откладывают значения концентрации, а на оси ординат — соответствующие им значения оптической плотности. Точки пересечения соединяют и получают калибровочный график.

Стандартные растворы для калибровочного графика готовят в мерных колбах на 25(50) мл; концентрацию исходного раствора хлорофилла обычно определяют на спектрофотометре по формуле (для 96%-го раствора этанола: Схл. а + Схл. б = 6,10 D₆₆₅ + 20,04D₆₄₉ = 25,lD₆₅₄ ). В качестве стандартного раствора можно использовать также раствор Гетри (для приготовления раствора Гетри в мерную колбу на 100 мл наливают 28,5 мл 1%-го раствора CuS0₄ ×5H₂ 0, 50 мл 2%-го раствора К₂ Сг₂ O₇ и 10 мл 2 н раствора NH₄ OH; доливают дистиллированной водой до метки и тщательно взбалтывают; при правильном приготовлении концентрация раствора Гетри соответствует 85 мг/л).

Вычислить процентное содержание хлорофилла в листьях. Результаты анализов всех объектов, исследованных группой, записать в таблицу.

В выводах сопоставить содержание хлорофилла в разных объектах.

Тема «Дыхание растений»

Практическая работа № 1.

Обнаружение дыхания растений

Дыхание — это сложный, многоступенчатый, ферментативный процесс, протекающий в каждой живой клетке растения и являющийся источником энергии и метаболитов для нее. Дыхание характеризуется постепенным окислением органических веществ — субстратов дыхания. Одновременно происходит поглощение кислорода и выделение углекислого газа. Поэтому большинство методов обнаружения дыхания основаны на учете изменения состава воздуха в замкнутом сосуде после выдерживания в нем живых растений. Содержание углекислого газа, выделяемого при дыхании, определяют по помутнению баритовой воды:

Ва(ОН)₂ + СО₂ = ВаСО₃ 4 + Н₂ О.

Отсутствие кислорода в сосуде с растениями проверяют введением
в сосуд горящей лучинки, которая в данных условиях гаснет.

Материалы и оборудование: 1) 2 стеклянные банки вместимостью 300—400 мл; 2) 2 резиновые пробирки с отверстиями для воронки и трубки; 3) 2 воронки; 4) 2 изогнутые в виде буквы «П» стеклянные трубки длиной 18 —20 см и диаметром 4—5 мм; 5) 2 пробирки, химический стакан, раствор Ва(ОН)₂ ; 6) растения: проросшие семена пшеницы, подсолнечника, кукурузы, гороха и др.

Ход работы. В стеклянную банку насыпают 50—60 г проросших семян, плотно закрывают ее пробкой, в которую вставлены воронка и изогнутая стеклянная трубка (см. рис.) и оставляют на 1—1,5 ч. За это время
в результате дыхания семян в банке накопится диоксид углерода. Он тяжелее воздуха, поэтому сосредоточен в нижней части банки и не попадает в атмосферу через воронку или трубку. Одновременно берут контрольную банку без семян, также закрывают ее резиновой пробкой с воронкой и стеклянной трубкой и ставят рядом с первой банкой.

Рис. Обнаружение углекислого газа, выделившегося при дыхании растений:
1 — банка с проросшими семенами; 2 — резиновая пробка; 3 — воронка; 4 — изогнутая трубка; 5 — пробирка с баритовой водой; 6 — стакан с водой

По окончании опыта свободные концы стеклянных трубок опускают
в две пробирки с баритовой водой. В обе банки через воронки начинают понемногу наливать воду. Вода вытесняет из банок воздух, обогащенный СО₂ , который поступает в пробирки с раствором Ва(ОН)₂ . В результате баритовая вода мутнеет. Сравнить степень помутнения Ва(ОН)₂ в обеих пробирках.

Тема «Рост и развитие растений»

Практическая работа № 1.
Биологический контроль за ростом и развитием растений
(по Куперман)

Материалы и оборудование: 1) проростки злаковых растений; 2) бинокулярная лупа; 3) препаровальные иглы (2 шт.); 4) предметное стекло.

У одно- и двулетних растений выделяют 12 последовательных этапов органообразования (органогенез). Показано, что, воздействуя на определенные этапы органогенеза температурой, освещенностью, изменяя режим водного питания, можно изменить число междоузлий, строение цветка и другие важные признаки у злаков.

Этапы органогенеза в онтогенезе высших растений

Фенологическими наблюдениями регистрируются основные фазы роста и развития растений, но они не отражают всего хода формирования органов растений, всех сложных органообразовательных процессов, протекающих в межфазные периоды. Установлено, что формирование каждого органа, как и растения в целом, проходит этапами. На каждом из этапов органогенеза происходит формирование характерных для данного этапа одноименных органов.

I этап органогенеза проходит в недифференцированном конусе нарастания. При прорастании семени либо в начале развития вегетативной почки конус нарастания несколько увеличивается в размерах и имеет вид небольшой округлой выпуклости. На этом этапе в конусе нарастания, морфологически еще не дифференцированном, идут активные процессы анатомической дифференциации первичной меристемы на основные ткани будущего стебля и листьев. У основания конуса нарастания можно различить зародышевые листья.

II этап характеризуется дифференциацией конуса нарастания на узлы и укороченные междоузлия зачаточного стебля, а также формированием листовых зачатков. В пазухах листовых валиков закладываются точки роста боковых побегов. На каждом побеге дифференцируется относительно определенное для того или иного сорта число узлов, междоузлий
и листовых валиков. На этом этапе частично предопределяется типичная форма растения и возможные отклонения в строении растения в целом.

III этап характеризуется вытягиванием и сегментацией конуса нарастания — зачаточной оси соцветия. Идет процесс закладки и дифференциации оси соцветия.

IV этап характеризуется формированием боковых осей, так называемых лопастей соцветия, зачаточных веточек соцветия или колосковых бугорков у злаков.

V этап — формирование цветков. Определяется число цветковых бугорков в каждом колоске. Цветковые бугорки дифференцируются сначала на чашечку и венчик, а затем образуются генеративные бугорки (будущие тычинки и пестики).

VI этап — формирование пыльниковых мешков и завязи пестика, материнских клеток пыльцы.

VII этап характеризуется завершением процесса формирования пыльцы.

VIII этап — выметывание, выколашивание, что совпадает с одноименной фазой, обычно регистрируемой фенологическими наблюдениями.

IX этап — период цветения, оплодотворения, образования зиготы.

X этап — формирование плодов и семян.

XI этап — накопление питательных веществ в плодах и семенах.

XII этап — превращение накопленных в плодах и семенах питательных веществ в запасные вещества.

Ход работы

Проведение биологического контроля складывается из следующих работ:

1. Выбор растений для анализа и взятия проб.

2. Регистрация пробы.

3. Описание растений и измерение их органов.

4. Определение этапа органогенеза.

5. Документация и анализ хода органогенеза.

Для биологического контроля берутся растения, состояние которых
и фаза роста являются типичными для данного поля и отражают состояние большинства растений. Если наблюдения ведутся за яровыми, пробы берутся через день, начиная с прорастания семян и до наступления V этапа органогенеза; на VI—IX этапах органогенеза пробы берутся ежедневно, на X—XII этапах интервалы составляют 3—5 дней. Каждую пробу снабжают этикеткой, в которой указываются дата взятия пробы, сорт (вид), варианты опыта и т. д.

Определение этапов органогенеза

Для того чтобы определить этап органогенеза, конус нарастания необходимо отпрепарировать. У злаков, находящихся в фазе кущения (на I—III этапах), конус нарастания помещается вблизи узла кущения. Перед препарированием у самого основания стебля подрезают листья, которые затем удаляют. На первых этапах органогенеза размеры всего конуса нарастания колеблются от долей миллиметра до 15—20 мм. Зачатки последних (верхних) листьев также очень малы. Поэтому окончательное препарирование конуса нарастания приходится производить при увеличении (бинокулярная лупа). Для определения этапа органогенеза в начале развития растения (I—IV этапы) при быстром просмотре достаточно отпрепарированный конус нарастания поместить на сухое предметное стекло и без покровного стекла рассматривать при малых увеличениях.

При переходе злаков к стеблеванию конус нарастания у них находится над самым верхним узлом побега, и листья в этом случае подрезают именно здесь. С наступлением V этапа органогенеза производится уже более дробное препарирование самого конуса нарастания. Поместив его на предметном стекле под лупой и придерживая у основания одной препаровальной иглой, другой отделяют один, наиболее развитый, зачаточный цветок, раздвигают или удаляют его покровы иглой и определяют степень дифференциации тычинок и пестика. Для определения этапов дифференциации пыльцы выделенные из цветка пыльники (тычинки) погружают в каплю жидкой среды на предметное стекло и накрывают покровным стеклом. При легком надавливании иглой на покровное стекло пыльники лопаются и генеративная ткань высвобождается в среду.

Каждый этап органогенеза зарисовывается в рабочей тетради. По окончании работы на основе имеющихся рисунков составляется схема прохождения всех XII этапов органогенеза.

Практическая работа № 2.
Движения растений. Настии

Растительный организм обладает способностью к определенной ориентировке своих органов в пространстве. Реагируя на внешние воздействия, растения меняют ориентировку органов.

Ростовые движения бывают двух типов: тропические движения, или тропизмы, — движения, вызванные односторонним воздействием какого-либо фактора внешней среды (света, силы земного притяжения и др.); настические движения, или настии, — движения, вызванные общим диффузным изменением какого-либо фактора (света, температуры).

Задание

1. Выявить растения, для которых характерны термонастии, фотонастии и никтинастии.

2. Провести наблюдения, сделать выводы.

Список литературы

Основная

1. Викторов, Д. П. Малый практикум по физиологии растений / Д. П. Викторов. — М. : Высш. шк., 1983. —135 с.

2. Гродзинский, А. М. Краткий справочник по физиологии растений / А. М. Грод-зинский, Д. М. Гродзинский. — Киев : Наукова думка, 1973. —592 с.

3. Полевой, В. В. Физиология растений : учеб. для биол. спец. вузов / В. В. Полевой. — М. : Высш. шк., 1989. — 464 с.

4. Практикум по физиологии растений : учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / И. В. Плотникова, Е. А. Живухина, О. Б. Михалевская [и др.] ; под ред. В. Б. Иванова. — М. : Изд. центр «Академия», 2001, — 144 с.

5. Рубин, Б. А. Курс физиологии растений / Б. А. Рубин. — М. : Высш. шк., 1971. — 672 с.

6. Якушкина, Н. И. Физиология растений : учеб. для студентов вузов, обучающихся по спец. 032400 «Биология» / Н. И. Якушкина, Е. Ю. Бахтенко. — М. : ВЛАДОС, 2005. — 463 с.

Дополнительная

1. Дибберт, Э. Физиология растений / Э. Дилберт. — М. : Мир, 1976.

2. Максимов, Н. А. Краткий курс физиологии растений / Н. А. Максимов. — М. : Сельхозгиз, 1958.

3. Беликов, П. С. Физиология растений / П. С. Беликов, Г. А. Дмитриева. — М. : Изд-во Российского ун-та дружбы народов, 1992.

4. Жолкевич, В. Н. Водный обмен растений / В. Н. Жолкевич [и др.] — М. : Наука, 1989.

5. Иванов, В. Б. Клеточные основы роста растений / В. Б. Иванов. — М. : Наука, 1974.

ПОЛЕВАЯ ПРАКТИКА ПО ТЕОРИИ И МЕТОДИКЕ ОБУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ (3 курс)

Полевая практика по теории и методике обучения биологии является одним из элементов, обеспечивающих связь между теоретическими знаниями и практическими умениями будущих учителей в системе дисциплин профессионально-педагогического цикла. Ее роль возрастает в связи с необходимостью подготовки студентов к работе в основной школе
в условиях решения задач модернизации отечественного образования. Она способствует глубокому сознательному изучению разделов «Школьный учебно-опытный участок», «Кабинет биологии», «Уголок живой природы», знакомит студентов с методами исследований, прививает навыки самостоятельной научной работы.

Цель практики: освоение методик организации исследовательских работ учащихся на учебно-опытном участке, уголке живой природы,
в кабинете биологии, во время проведения экскурсий, полевого практикума; овладение приемами предпрофильной подготовки школьников
к освоению профессий, связанных с сельским хозяйством; формирование у студентов готовности к решению задач экологического воспитания подрастающего поколения.

Будущие учителя биологии должны уметь планировать и организовать учебно-опытный пришкольный участок; проводить опытническую работу со школьниками, организовать фенологические наблюдения, освоить методы натуралистической и экскурсионной работы; научиться составлять коллекции и раздаточный материал, использовать итоги работы на участке для оборудования кабинета биологии; организовать экологический практикум.

Содержание учебно-полевой практики отвечает поставленным задачам, имеет педагогический характер, проводится с обязательным привлечением учащихся школ, лицеев, гимназий, станции юннатов, загородных лагерей отдыха; является сезонной, что связано с сезонными школьными экскурсиями, а также полевыми работами на участках.

Виды учебной работы: изучение школьной документации по организации пришкольно-опытного участка; работа со школьниками на участках школ, станции юннатов и опытного участка вуза; проведение фенологических наблюдений, экологического практикума, экскурсий по школьной тематике, практических уроков на участке.

Место проведения практики: опытный участок вуза, пришкольные учебно-опытные участки школ и внешкольных учреждений, окрестности города.

Основные этапы организации полевой практики

1. Подготовительный:

1) составление и утверждение графика проведения практики;

планирование видов работ студентов;

2) приобретение необходимого материала для практических работ.

2. Организационный:

1) проведение установочной конференции;

2) распределение тем индивидуальных заданий по направлениям: организация и структура учебно-опытного участка школы, материальная база кабинета биологии, уголок живой природы, фенологические наблюдения, школьные экскурсии по биологии, экологический практикум, практические уроки на участке.

3. Процессуальный:

1) Теоретическая часть: изучение и анализ положения о школьном учебно-опытном участке, школьных программ по биологическим дисциплинам и сельскохозяйственному труду, инструктивных писем органов образования, документации по организации летней полевой практики школьников; методической литературы по вопросам организации натуралистической, исследовательской, проектной, природоохранительной деятельности учащихся.

2) Самостоятельная работа студентов по выполнению индивидуальных заданий и обобщению опыта учителей.

3) Практическая часть: проведение школьных экскурсий по биологии, фенологических наблюдений; руководство натуралистической, исследовательской, проектной, природоохранительной деятельностью учащихся; проведение практических уроков или участие в работах по уходу за объектами школьного учебно-опытного участка и уголка живой природы; изготовление наглядных пособий для кабинета биологии.

4) Контролирующий и зачетный: проведение зачетных уроков и экскурсий, выступление на итоговой конференции, отчет студентов по результатам практики, проверка материалов выполненной самостоятельной работы.

Темы самостоятельных работ, а также материалы по результатам практики могут быть использованы для дальнейшей разработки курсовых или дипломных проектов.

В результате практики студент должен:

— иметь представление об организации и оборудовании кабинета биологии;

— знать принципы подбора и хранения наглядных пособий;

— распознавать основные виды комнатных растений, ухаживать за ними, осуществлять их вегетативное размножение;

— распределять комнатные растения по экологическим группам;

— составлять экологические паспорта комнатных растений;

— составлять проект пришкольного участка;

— уметь планировать исследовательскую работу на учебно-опытном участке;

— прогнозировать развитие экологической ситуации на школьной территории.

Для зачета студент должен предоставить:

— письменный отчет о выполнении индивидуальной темы;

— проект пришкольного участка;

— проект кабинета биологии с учетом современных требований к его оснащению.

Успешное выполнение поставленных задач предполагает предварительное знакомство студентов с предметом и задачами практики.

Задания могут выполняться как индивидуально, так и отдельными группами.

Примерное распределение дней учебно-полевой практики

Содержание практики

1. Введение. Задачи практики.

Кабинет биологии, его организация и оборудование. Современные требования к оснащению кабинета биологии. Принципы подбора и хранения наглядных пособий. Лабораторное оборудование кабинета биологии. Технические средства обучения. Комплекты учебного оборудования.

2. Уголок живой природы. Принципы подбора комнатных растений
и животных. Размещение живых объектов в уголке живой природы, организация ухода и наблюдений за ними. Внеурочные и внеклассные занятия в уголке живой природы.

3. Школьный учебно-опытный участок. Организация пришкольного участка в современных условиях. Биоэкологическая оценка состояния ландшафта. Составление проекта пришкольного участка. Подбор растений для пришкольного участка с учетом экологии. Методика организации работ учащихся на пришкольном участке.

4. Отчет о самостоятельной работе, сдача зачета.

Темы самостоятельных работ

1. Организация и оборудование кабинета биологии.

2. Учебное оборудование и оформление кабинета биологии.

3. Принципы подбора и хранения наглядных пособий.

4. Лабораторное оборудование кабинета биологии.

5. Технические средства обучения кабинета биологии.

6. Комнатные растения кабинета биологии.

7. Принципы подбора комнатных растений и животных.

8. Размещение живых объектов в уголке живой природы, организация ухода и наблюдений за ними.

9. Экскурсия в уголок живой природы.

10. Внеурочные и внеклассные занятия в уголке живой природы.

11. Изучение поведения птиц в уголке живой природы.

12. Изучение поведения млекопитающих в уголке живой природы.

13. Составление проекта пришкольного участка.

14. Подбор растений для пришкольного участка с учетом экологии.

15. Организация и проведение фенологических наблюдений на пришкольном участке.

16. Организация и проведение экскурсий на учебно-опытный участок.

17. Методика организации работ учащихся на пришкольном участке.

18. Использование учебно-опытного участка в обучении биологии.

Составление проекта пришкольного участка

Насаждения на пришкольном участке должны занимать не менее 40 % общей площади.

Изображаем участок на бумаге в максимально крупном масштабе, например 1:100 или 1:300. К эскизу обычно делаются наброски основных элементов ландшафтного проектирования: газоны, группы, массивы, солитеры, клумбы, рабатки, бордюры, рокарии, альпинарии, бассейны, миксбардеры, перголы, беседки, игровые площадки (их желательно расположить подальше от элитных сортов цветочных растений).

Для защиты от ветра, пыли и шума по периметру территории высаживаем несколько рядов деревьев и кустарников. Защитные зеленые полосы должны также отделять участок от хозяйственного двора и проездов. Зелеными насаждениями отделяют друг от друга площадки различного назначения. В ассортимент растений включаем оригинальные по форме, цветению и окраске виды деревьев и кустарников, широко используем цветы, овощные растения, злаковые и технические, лекарственные культуры и дикорастущие растения. Нельзя применять ядовитые и колючие растения.

Проектирование участка целесообразнее проводить осенью. Последовательность его такая:

1. Обозначаем север, юг, запад, восток. Стороны, обращенные на запад и юг, обычно солнечные и открытые, северная сторона — теневая, а восточная — смешанная, т. е. на участке имеется несколько микроклиматических зон.

2. Наносим план территории на миллиметровку, отображаем здания, хозяйственные строения, дороги, тропинки, метеоплощадку.

3. Накладываем на план кальку и прорисовываем детали: точки наилучшего обзора, крупные деревья, изгороди, большие камни.

4. На другом листе кальки показываем, что мы хотим посадить.

5. Продолжаем экспериментировать с помощью кальки до тех пор, пока не будем удовлетворены результатом.

Методика организации работ на пришкольном участке

Тщательно продуманное планирование работ в соответствии с программно-методическими требованиями — важное условие успеха в организации и содержании опытно-практических работ учащихся на участке.

Основные разделы планирования работ на учебно-опытном участке:

1. Постановка цели и задач работы учащихся на учебно-опытном участке.

2. Итоги работы на учебно-опытном участке за прошлый год.

3. Организация земельной площади.

4. Отделы учебно-опытного участка и их площадь (чертеж).

5. Тематика опытов (по классам).

6. Общественно полезный труд на учебно-опытном участке.

7. Агротехнический план работы по отделам учебно-опытного участка.

8. Необходимые для работы инвентарь, удобрения, посевной и посадочный материал.

9. График летних работ учащихся на учебно-опытном участке.

10. План сбора растений и изготовления наглядных пособий по биологии.

Основные требования к постановке опыта следующие:

1. Тема опыта должна отвечать требованиям программы, в соответствии с которой проводится опыт, обязательным условием закладки сельскохозяйственного опыта является его хозяйственная ценность.

2. Участок, выделенный под опыт, должен быть выровненным,
с одинаковой почвой по своему составу и плодородию. Для выравнивания почвы по плодородию необходимо проводить уравнительные посевы, особенно после опытов с применением удобрений.

3. Нельзя закладывать опыт на участках, засоренных многолетними сорняками.

4. На участке, выделенном под опыт, должен быть один и тот же предшественник. Разные предшественники на делянках одного опыта не допустимы. Это снизит его достоверность.

5. Необходимо четко определить варианты опыта. При этом для учащихся среднего и тем более младшего возраста целесообразно закладывать опыт в двух вариантах: опыт и контроль.

6. Обязательным условием постановки опытов является наличие опытной и контрольной делянок. На опытной делянке изучается влияние нового агротехнического приема, новый перспективный сорт, на контрольной отсутствует исследуемый прием выращивания районированного сорта.

7. Для постановки опыта должна быть выделена достаточная площадь. Минимальная площадь для сельскохозяйственных опытов под делянкой 20 м² , однако посевы новых культур и сортов при небольшом количестве семян могут быть произведены и на меньшей площади.

8. Чтобы опыты были более достоверными, необходимо ставить их не менее чем в трех повторностях, т. е. иметь две опытные и две контрольные делянки.

9. Для своевременного проведения всех работ на опытных и контрольных делянках с соблюдением агротехнических требований нужно разработать четкий агротехнический план с указанием видов и сроков проведения работ.

10. Посевной и посадочный материал для закладки опытов должен быть сортовым и одинакового высокого качества как для посева (посадки) на опытных, так и контрольных делянках, если различие его не обусловлено темой опыта.

11. Все работы на контрольных и опытных делянках должны проводиться на высоком агротехническом уровне в одни и те же сроки на опытной и контрольной делянках, если срок проведения какой-то работы не является целью исследования.

12. За растениями на контрольных и опытных делянках нужно систематически вести фенологические наблюдения, проводить необходимые измерения учеты

13. Сбор урожая с контрольных делянок надо проводить одновременно. Перед уборкой урожая растения на делянках осматриваются и при наличии выпадов и повреждения растений на делянках отмечаются места «выключен» и защитных полос. На выключенных из учета площадях делянок урожай убирается отдельно.

14. После учета урожая с опытных и контрольных делянок подводятся итоги по схеме, данной в приложении к дневнику опытнической работы.

Дневник является первичной формой планирования и учета опытнической работы учащихся. Записи в нем делают члены звена, проводящего опыт.

В дневник должны быть записаны:

1. Культура, сорт, тема опыта.

2. Цель проведения опыта.

3. Размер делянок, число повторностей, варианты опыта.

4. Описание биологических особенностей подопытной культуры.

5. Календарный план работы по проведению опыта.

6. Содержание выполненных учащимися работ по уходу за растениями.

7. Наблюдения за ростом и развитием растений.

8. Сроки уборки и учет урожая с опытных и контрольных делянок, пересчет урожая на гектар.

9. Выводы по итогам опытной работы

10. Перечень учебно-наглядных пособий, изготовленных в результате проведения опыта.

В дневник записывают также фенологические наблюдения за опытными и контрольными растениями:

— зерновые культуры — время сева, появления всходов, появление третьего листа, кущения, выхода в трубку, колошения или выметывания, цветения, наступления молочной, восковой и полной спелости;

— овощные, бобовые, технические культуры — время посева или посадки, появление единичных всходов (10 %), массовых всходов (75 %), появление первого и третьего листа, начала цветения, начала образования плодов, начала созревания плодов, конца плодоношения;

— плодовые деревья и ягодные кустарники — время набухания почек, распускания почек, появления листьев, обособление бутонов, начала цветения, образования завязи, созревания плодов, пожелтения листьев, листопада;

— цветочно-декоративные растения — время посева, появление всходов, время посадки рассады в грунт, начало цветения, конец цветения, продолжительность цветения, начало созревания семян, время уборки семян, конец вегетации.

Фенологические наблюдения: задачи, значение,
организация и программа

Весь комплекс сезонных явлений природы изучает фенология — наука о явлениях, учитывающая, систематизирующая закономерности порядка и сроков наступления сезонных явлений, т. е. изучающая закономерности сезонного развития природы. Фактическую основу фенологических знаний составляют фенологические наблюдения, содержащие сведения о сроках (календарных датах) наступления конкретных сезонных явлений.

Любой процесс характеризует продолжительность затрачиваемого на него времени. Мера времени, учитываемая практически во всех случаях изучения развития, в фенологии становится предметом специального изучения. Фенологию интересует время, требуемое для развития того или иного природного объекта, в его точной привязке к календарным датам.

Процессы развития в фенологии описываются датами наступления
определенных стадий и фаз, устанавливаемых по внешнему их проявлению. Главное в фенологическом освещении развития природных объектов — это точная привязка как развития в целом, так и каждого из его этапов к определенной календарной дате (календарному времени). Сведения о поэтапном календаре развития растений и животных составляют существенную часть их общей характеристики. Так, каждый биологический вид отличается присущей только ему привязкой развития к календарному времени. Занимаясь календарем развития биологических видов, фенология исследует, таким образом, одну из присущих всему живому форму их адаптации (приспособления) к среде обитания.

В зависимости от изменений условий существования календарь развития биологических видов может существенно изменяться. При этом очень часто влияние среды становится доминирующим. Внешне это проявляется в том, что одно и то же сезонное явление наступает по годам в несовпадающие сроки. Причем это присуще всем сезонным явлениям.

Изменчивость сроков наступления сезонных явлений, ее закономерности составляют главный предмет изучения фенологии, а каждое из сезонных явлений может считаться изученным в фенологическом плане, если известно, в каких пределах изменяются (варьируют) сроки его наступления по годам и чем обусловлена изменчивость этих сроков. Для получения таких сведений необходимы многолетние наблюдения, поэтому многолетняя повторяемость наблюдений и составляет основу метода фенологических исследований.

Задачи фенологии тесно связаны с проблемами рационального использования биологических и климатических ресурсов. Совместно с другими науками она участвует в разработке вопросов природно-экономи-ческого районирования, размещения и специализации различных отраслей хозяйства. Для решения этих вопросов необходимо глубокое знание географической среды и многосторонняя характеристика территории, которая будет неполной без сведений о ходе сезонного развития компонентов живой и неживой природы, составляющих эту среду. Ее назначение — дать ответ на множество касающихся сроков практических вопросов, связанных с освоением новых земель, с развитием и размещением отраслей сельского хозяйства, туризма и отдыха. В бесконечном множестве случаев необходимо знать, как вписывается годовой цикл развития интересующих нас объектов природы в рамки астрономического календаря и в каких пределах могут меняться сроки их сезонного развития.

Центральной и в известной степени самостоятельной частью фенологической характеристики является ее фенологический календарь. Это разделение года на качественно различающиеся фенологические периоды — сезоны и подсезоны, каждому из которых свойственно специфическое состояние объектов живой и неживой природы и их особое взаимодействие. Фенологическую периодизацию называют естественной, подчеркивая тем самым ее принципиальное отличие от универсального для всей территории гражданского календаря. В фенологическом календаре для каждой конкретной территории даются не условные, а реальные сроки перехода природы из одного сезонного состояния в другое. Естественная фенологическая периодизация исходит из того, что каждому времени года (сезону, подсезону) присущ строго определенный специфический набор сезонных явлений. Эта определенность позволяет использовать сезонные явления в качестве индикаторов времен года и строить на этой основе естественный календарь природы конкретных территорий, при этом по срокам наступления феноиндикаторов времен года очень четко
и соизмеримо выявляются различия между отдельными природными районами.

Система фенологической периодизации как часть комплексной фенологической характеристики территории имеет важное значение в связи
с другой главной задачей фенологии, заключающейся в определении
и прогнозировании наилучших (оптимальных) сроков проведения сезонных работ.

Поскольку сроки сезонного развития природы изменчивы, оптимальное планирование производственных календарей становится в зависимость от возможностей своевременного определения и прогнозирования хода сезонного развития природы. Эти возможности заложены в индикационной фенологии — учении о временной сопряженности сезонных явлений. Принципы ее довольно просты. Если путем наблюдения мы устанавливаем, что какая-то группа сезонных явлений ежегодно наступает практически одновременно (синхронно), мы можем говорить об общности условий, определяющих срок наступления явлений этой группы, а в ряде случаев и о причинно-следственных связях между отдельными явлениями. В данном случае важен не характер связей, а сам факт синхронности. Если он установлен, то очевидно, что срок наступления одного из явлений синхронной группы может служить индикатором, сигнализирующим о наступлении прочих явлении этой группы.

Сезонные явления, служащие индикаторами естественных фенологических периодов, вместе с тем приобретают значение синхронизаторов наступления времени проведения связанных с тем или иным периодом сезонных работ. Уже известно много сезонных явлений, используемых
в качестве указателей оптимальных сроков проведения работ и мероприятий в сельском хозяйстве, в области защиты растений, в лесном хозяйстве. Однако возможности фенологической индикации на основе синхронности явлений далеко еще не исчерпаны. Дальнейшие поиски надежных систем фенологической сигнализации остаются одной из важнейших задач фенологии.

Многочисленными исследованиями доказано, что развитие растений
и холоднокровных животных во многом определяется температурным режимом. Активные процессы их развития начинаются лишь при достижении определенного порога положительных температур. В зависимости от того, как распределяется тепло во времени, развитие может ускоряться или замедляться. На этой зависимости основано фенопрогнози-рование по данным о потребности организма в тепле на разных стадиях его развития. Зная потребности организма в тепле и то, как будет складываться температурный режим согласно метеорологическому прогнозу, можно предсказать сроки наступления интересующих нас фаз и связанных с ними работ.

Температурные условия — очень важный, но не единственный среди факторов среды, определяющий сроки сезонного развития живых организмов. Из метеофакторов большое значение имеют влажность и освещенность, а из биологических — условия питания. Фенологический прогноз будет тем точнее, чем полнее учитывается влияние этих факторов
в их взаимодействии.

Из всего сказанного выше следует, что задачи фенологической индикации и прогнозирования решаются на основе анализа связей и зависимостей между сезонными явлениями. Так как каждое явление по сроку его наступления изменчиво и, выражаясь математическим языком, представляет собой переменную величину, анализ сводится к выяснению характера связей между рядами переменных величин, которые представляют собой многолетние ряды дат наступления сезонных явлений. Чем длиннее эти ряды, тем точнее может быть охарактеризована степень прочности связей между явлениями. Поэтому для решения задач фенологической индикации и прогнозирования требуется создание широкой сети долгодействующих пунктов фенологических наблюдений.

Детальное изучение конкретных объектов составляет задачу частной фенологии. Получение информации, дающей представление об особенностях сезонного развития природы в различных природных зонах и районах, составляет предмет обшей фенологии. К отбору объектов и явлений, включаемых в программы общих фенологических наблюдений, предъявляются определенные требования:

1. Объекты наблюдений должны быть широко распространены, что диктуется необходимостью получения однотипных наблюдений на больших территориях.

2. Объекты наблюдений должны быть хорошо известны и безошибочно узнаваемы.

3. Отмечаемые явления должны относиться к наиболее характерным для отдельных сезонов и подсезонов года, так как одна из главных задач общих фенологических наблюдений заключается в разработке фенологической (биоклиматической) периодизации года применительно к различным природным зонам и районам.

Наблюдения за сезонным развитием объектов живой и неживой природы в течение нескольких лет дают возможность составить естественный календарь природы своего района.

Организация фенологических наблюдений обычно начинается с выбора участка и маршрутов наблюдений. Следует иметь в виду, что проводить фенологические наблюдения можно практически везде, где имеются указанные в программах объекты — обычные и широко распространенные виды растений и животных. Участки и маршруты наблюдений необходимо выбирать так, чтобы их можно было часто посещать в течение многих лет.

Выбору участков (маршрутов) предшествует ознакомление с окружающей природой. Надо обратить внимание на древесные растения. Они должны быть представлены не одиночными экземплярами, а достаточно большими группами (не менее 5—10). Предпочтение следует отдать средневозрастным группам нормально развивающихся деревьев и кустарников. Травянистые растения также должны быть представлены достаточно большим количеством экземпляров. Для наблюдения за сельскохозяйственными растениями предпочтительны крупные массивы отдельных культур. В городах местами наблюдений обычно являются окраины, парки, скверы, хорошо озелененные улицы.

После того, как выбраны участки и намечены маршруты наблюдений, необходимо детально их описать. Описание целесообразно дополнить схематической картой с обозначением местонахождения основных растительных объектом. Это обеспечивает преемственность в наблюдениях, продолженных другим лицом.

Регулярность наблюдений — важнейшее условие получения надежных фенологических данных. Научная и практическая ценность наблюдений зависит от того, насколько точно определены даты наступления сезонных явлений. А это значит, чем чаще проводятся наблюдения, тем вероятность ошибки и определении даты наступления явления становится меньше.

Наиболее точные результаты дают ежедневные наблюдения. Однако это удается далеко не всегда. В разное время года темп сезонного развития неодинаков. В весеннее время сезонные явления сменяются быстро,
и поэтому весной наблюдения необходимо проводить как можно чаще — не реже одного раза в 2—3 дня. По возможности постоянным должно быть и время суток, в которое проводятся наблюдения. Рекомендуется проводить их в утренние часы. В это время зацветает большинство растений и наиболее жизнедеятельны птицы. Однако строгой регламентации здесь нет.

Правила регистрации фенологических наблюдений в целом должны обеспечивать накопление безошибочных фенологических данных, хорошо сопоставимых по годам и четко оформленных, чтобы в дальнейшем
не возникло трудностей при их использовании. В дневнике по каждому дню выхода после указания даты и часов наблюдения следует отмечать:

а) состояние погоды и явлений в неживой природе;

б) изменения (явления) в растительном и животном мире.

В дневник следует заносить не только данные, рекомендуемые программой, но и сведения о других явлениях, которые привлекли к себе внимание. Записи должны быть достаточно полными, с необходимыми пояснениями, чтобы не только по свежей памяти, но и много лет спустя их можно было легко прочесть и понять.

Основным документом длительно действующего фенопункта должен быть календарь природы. Для него лучше всего взять альбом для рисования большого формата. На первых страницах даются краткие сведения
о пункте (местонахождение, рельеф, растительность, степень освоенности ландшафта и т. п.). Приводится картосхема участка, выбранного для наблюдения, с указанием пути, по которому идут наблюдатели, местонахождения выбранных растительных объектов и животных (дуплянки, норы, гнезда, тропы и т. д.). На следующей странице таким же образом должны быть нанесены дополнительные маршруты. Все эти сведения нужны для обеспечения преемственности работы на последующие годы. Далее
в хронологическом порядке записываются явления, за которыми ведутся наблюдения (отдельно метеорологические, ботанические и зоологические), а в правой части страницы, разделенной вертикальными линиями, наблюдения за год. Последняя, шестая графа оставляется для записи средних дат. Последующие страницы отводятся для характеристики климатических особенностей года, отметки о необычных явлениях природы
и прочих сведений из записных книжек.

Программа фенологических наблюдений

Весна

Появление первых воронок около деревьев в лесу. Начало рассеивания семян ели европейской. Первая песня большой синицы. Первая барабанная дробь дятла.

Появление первых проталин на полях. Прилет передовых грачей. Начало сокодвижения у клена остролистного. Прилет передовых скворцов.

Первая песня полевого жаворонка.

Начало сокодвижения у березы бородавчатой. Первое появление
бабочки крапивницы.

Исчезновение сплошного снежного покрова. Прилет первых белых трясогузок. Начало цветения мать-и-мачехи.

Первая подвижка льда на реке. Прилет первых уток-крякв. Начало
ледохода. Первые стаи гусей. Конец ледохода. Первые стаи журавлей.

Исчезновение ледяного покрова на стоячих водоемах. Начало цветения ольхи серой, лещины (орешника), ольхи черной. Начало выставки ульев на пасеку. Первое появление муравьев на муравейниках.

Установление мягко-пластичного состояния почвы. Начало цветения красной вербы, осины. Начало весенней пахоты. Первое появление шмелей. Начало выхода сусликов из нор.

Начало цветения ивы бредины, ветреницы лютичной. Первое кукование кукушки. Начало сева ранних зерновых культур.

Начало цветения вяза обыкновенного, калужницы. Прилет первых
деревенских ласточек.

Начало развертывания первых листьев у черемухи обыкновенной, зеленение лиственницы сибирской. Прилет первых городских ласточек.

Начало цветения лиственницы сибирской. Начало рассеивания семян сосны обыкновенной.

Распускание цветочных почек у садовой яблони. Первый выгон скота (стада) на пастбище.

Распускание цветочных почек у вишни садовой. Начало развертывания первых листьев у березы бородавчатой.

Первая гроза. Начало цветения березы бородавчатой. Первое появление сморчков и строчков. Начало посадки картофеля в поле. Первый вылет майских жуков.

Начало цветения тополей (душистого и черного), одуванчика, клена ясенелистного.

Начало цветения ивы ломкой, сурепки, клена остролистного.

Начало развертывания первых листьев у осины. Первая песня соловья.

Начало развертывания первых листьев у липы мелколистной, дуба летнего (ранняя форма). Начало цветения смородины красной.

Начало цветения черемухи обыкновенной, лесной земляники. Прилет первых черных стрижей.

Начало цветения смородины черной, черники, ели европейской.

Начало цветения садовой вишни, купальницы европейской.

Последние заморозки в воздухе. Начало цветения садовой яблони, вахты трехлистной.

Начало цветения, каштана конского, ландыша майского.

Последний заморозок на почве. Начало цветения желтой акации, дуба летнего (ранняя форма).

Начало цветения сирени обыкновенной. Начало колошения озимой ржи.

Начало цветения рябины обыкновенной. Первое появление подберезовиков.

Начало цветения брусники. Первое появление белых грибов.

Начало цветения сосны обыкновенной, герани лесной. Начало высадки рассады томатов.

Начало цветения жимолости татарской. Первое появление подосиновиков.

Лето

Начало рассеивания зрелых плодов вяза обыкновенного. Начало цветения лесной малины, поповника (нивяника). Первое появление маслеников зернистых.

Начало цветения шиповника (указать вид), калины обыкновенной.

Начало цветения акации белой, ежи сборной, озимой ржи. Первые зрелые ягоды лесной земляники.

Начало цветения донника лекарственного. Первое появление лисичек. Начало цветения иван-чая.

Начало цветения тимофеевки луговой. Начало сенокоса: на суходольных лугах, на заливных лугах.

Начало цветения липы крупнолистной, таволги вязолистной.

Начало цветения цикория.

Первые зрелые плоды черники. Начало цветения золотой розги.

Начало цветения липы мелколистной. Первые зрелые плоды лесной малины, черной смородины.

Первые зрелые плоды черемухи обыкновенной. Первое появление рыжиков, груздя настоящего.

Начало восковой спелости озимой ржи.

Первые зрелые плоды садовой вишни. Начало рассеивания зрелых семян березы бородавчатой. Начало уборки озимой ржи.

Первые зрелые плоды брусники. Массовое появление подберезовиков, подосиновиков, белых грибов.

Начало рассеивания зрелых семян желтой акации.

Осень

Начало раскраски листьев у липы мелколистной. Начало сева озимой ржи. Массовый отлет черных стрижей.

Начало раскраски листьев у вяза обыкновенного, березы бородавчатой.

Первый заморозок на почве. Начало раскраски листьев у клена остролистного. Начало опадения зрелых плодов у лещины.

Начало раскраски листьев у осины. Начало пролета журавлей.

Начало листопада у осины. Начало уборки картофеля в полях. Массовый отлет деревенских ласточек.

Начало раскраски листьев дуба летнего.

Первый заморозок в воздухе. Начало опадения зрелых желудей у дуба летнего.

Первые зрелые плоды у калины обыкновенной. Начало листопада
у луба летнего. Начало пролета гусей (серых).

Начало пожелтения хвои у лиственницы сибирской. Полная раскраска листьев у клена остролистного.

Полная раскраска листьев у липы мелколистной. Первое появление снегирей.

Полная осенняя раскраска листьев у осины, вяза обыкновенного.

Начало опадения зрелых крылаток у клена остролистного.

Полная раскраска листьев у березы бородавчатой. Первое появление свиристелей.

Полная раскраска листьев у дуба летнего. Полное пожелтение хвои
у лиственницы сибирской. Конец листопада у липы мелколистной, осины.

Первый снег. Конец листопада у клена остролистного. Массовый отлет грачей.

Конец листопада у вяза обыкновенного, каштана конского, тополя душистого, черного, дуба летнего.

Уход сусликов в спячку.

Конец листопада у ольхи серой и черной, березы бородавчатой.

Конец опадения хвои у лиственницы сибирской. Конец листопада
у яблони и вишни садовой.

Конец листопада у сирени обыкновенной. Конец выпаса скота.

Случаи повторного цветения. Уборка ульев на зиму.

Появление льда на стоячих водоемах. Ледостав на реке. Образование устойчивого снежного покрова.

Список литературы

1. Гесдерфер, М. Комнатное садоводство / М. Гесдерфер. — М. : Молодая гвардия, 1994.

2. Гратиас, Я. Кактусы и другие суккуленты / Я. Гратиас. — М. : Кладезь, 1997.

3. Жданов, B. C. Аквариумные растения / В. С. Жданов. — М. : Лесная промышленность, 1973.

4. Зверев, И. Д. Общая методика преподавания биологии / И. Д. Зверев, А. Н. Мягкова. — М., 1985.

5. Клинковская, Н. И. Комнатные растения в школе : книга для учителя /
Н. И. Клинковская, В. В. Пасечник. — М. : Просвещение, 1986.

6. Комнатные растения / под ред. Б. Н. Головкина. — М. : Лесная промышленность, 1990.

7. Мир комнатных растений / пер. с исп. С. Субботиной. — М. : Радуга, 1998.

8. Папорков, М. А. Учебно-опытная работа на пришкольном участке : пособие для учителей / М. А. Папорков. — М. : Просвещение, 1974.

9. Пономарева, И. Н. Экология растений с основами биогеоценологии / И. Н. Пономарева. — М., 1978.

10. Пономарева, И. Н. Общая методика обучения биологии : учеб. пособие для студентов вузов / И. Н. Пономарева. — м. : Академия, 2003. — 272 с.

11. Сосновский, И. П. Уголок природы в школе : книга для учителя / И. П. Сосновский. — М. : Просвещение, 1986.

12. Трайтак, Д. И. Кабинет биологии/ Д. И. Трайтак. — М. : Просвещение, 1976.

13. Трайтак, Д. И. Кабинет биологии / Д. И. Трайтак ; Сер. «Школьный кабинет». — М. : Владос, 2000.

14. Хессайон, Г. Все о комнатных растениях / Г. Хессайон. — М. : Кладезь, 1995.

15. Церлинг, М. Б. Аквариум и водные растения / М. Б. Церлинг. — СПб. : Гидрометеоиздат, 1991.

16. Шклярова, М. М. Лианы и комнатные растения для интерьера / М. М. Шклярова, Т. В. Якимова. — М. : Наука, 1975.

17. Янтра, Г. Цветы в нашем доме / Г. Янтра. — М. : Интер-бук-бизнес, 1994.

Учебно-методическое издание

Авторы-составители:

Занина Марина Анатольевна,

Кабанина Светлана Владимировна

и др.

Полевые практики по экологии и биологии

Учебно-методическое пособие

для студентов биологических и экологических специальностей

Редактор М. Б. Иванова

Корректор Н. Н. Дробышева

Подписано в печать 04.07.08. Формат 60×84/16.

Уч.-изд. л. 4,2. Усл.-печ. л. 5,5.

Тираж 100 экз. Заказ №

Издательство «Николаев»,

г. Балашов, Саратовская обл., а/я 55.

Отпечатано с оригинал-макета,

изготовленного издательской группой
Балашовского филиала

Саратовского государственного университета

им. Н. Г. Чернышевского.

412300, г. Балашов, Саратовская обл., ул. К. Маркса, 29.

Печатное агентство «Арья»,

ИП «Николаев», Лиц. ПЛД № 68-52.

412340, г. Балашов, Саратовская обл.,

ул. К. Маркса, 43.

E-mail: arya@balashov.san.ru

Полевые практики

по экологии и биологии