Работа 2. Выращивание растений в водной культуре на полной питательной среде и с исключением отдельных ЭМП (постановка опыта, наблюдение и уход за растениями)
Это вегетационный метод, с помощью которого растения выращивают в сосудах в строго контролируемых условиях снабжения водой и корневого питания: все необходимые элементы минерального питания даются в виде питательной смеси. Последняя должна содержать полный набор необходимых ЭМП в усвояемой форме и концентрации, не оказывающей вредного воздействия на растение.
В настоящее время известно, что нормальное развитие высших растений возможно лишь при наличии в питательных смесях всех необходимых макроэлементов (азот, фосфор, калий, сера, кальций, магний) и микроэлемента железа. Питательные смеси, составленные Н.Кнопом, П.Гельрогелем, Д.Н.Прянишниковым и др., не содержат микроэлементов, так как для роста многих растений их оказывается достаточно в примесях, которые содержат используемые соли.
Насколько необходим тот или иной элемент для роста и развития растения можно выяснить, выращивая растение на искусственно составленных смесях, исключая его из смеси при неизменном количестве всех остальных элементов.
Материалы и оборудование. 7-дневные проростки пшеницы, ячменя, кукурузы, дистиллированная вода, соли нитрата кальция, дигидрофосфата калия, 7-водного кристаллогидрата сульфата магния, хлорида калия, 1-водного кристаллогидрата хлорида железа, 2-водного кристаллогидрата сульфата кальция, хлорида натрия, 2-водного кристаллогидрата дигидрофосфата натрия, стеклянные банки объемом 0,25 дм3 (4 шт.), стеклянные трубочки (4 шт.), парафин, марля размером 15
15 см (8 шт.), канцелярские резинки, портняжные нитки, темная бумага, светлая бумага, пинцет анатомический (2 шт.), шпатель малый, калька, торсионные весы, «Флора» ТКШ-1.
Ход работы. 1. Постановка опыта. Пропарафиньте сложенную вдвое марлю, чтобы она не смачивалась раствором и на ней не росли грибы, и оставьте до застывания парафина. Затем по схеме, предложенной в таблице 25, приготовьте опытный водный раствор полной смеси Н.Кнопа и залейте его в банку, объемом 0,25 дм3.
Таблица 25
Схема приготовления 1 л питательной смеси Н.Кнопа
Остальные три раствора приготовьте аналогично, исключая один из основных элементов минерального питания: в первом растворе – азот (вместо Ca(No3)2 используйте CaSO42H2O), во втором – калий (KCl замените на NaCl), в третьем – фосфор (вместо KH2PO4 внесите NaH2PO4H2O). При этом вам необходимо учитывать следующее:
1. Составление питательных смесей с исключением отдельных элементов производится так, чтобы было сохранено определенное для полной питательной смеси соотношение основных элементов в растворе. Для этого соль, содержащую исключаемый элемент, замените другой солью, не содержащей его, в эквивалентном количестве.
2. Необходимо произвести расчет солей заменителей. Например, вариант с исключением серы. Вместо MgSO47H2O вносится MgCl3. При этом магний необходимо оставить в неизменном количестве. Для этого сначала определите количество магния, содержащегося в 0,25 г MgSO47H2O:
240 г MgSO47H2O – 24 г Mg,
0,25 г MgSO47H2O – X г Mg.
Отсюда X = (0,25 24) : 240 = 0,025 г.
Затем определите, какое количество MgCl2 необходимо внести в питательную смесь, чтобы сохранить количество магния, эквивалентное его содержанию в MgSO47H2O:
95 гMgCl2 – 24 г Mg,
Y г MgCl2 – 0,025 г Mg.
Отсюда Y = (95 0,025) : 24 = 0,099 г.
Накройте банки с готовыми растворами пропарафиненной марлей, закрепив ее с помощью нитки или резинки. Снаружи банки оберните сначала темной (предотвращает попадание света), а затем светлой бумагой (предотвращает нагревание раствора), закрепив ее резинкой или ниткой.
Отберите 8 одинаковых проростков. В пропарафиненой марле сделайте по 3 отверстия. В одно из них поместите стеклянную трубку для продувания среды воздухом, в две другие – по одному растению так, чтобы они были погружены в раствор до уровня корневой шейки.
Подготовленные таким образом вегетационные сосуды поместите в комнатную теплицу «Флора» и ежедневно с помощью резиновой груши продувайте питательные растворы.