Актуальность темы. Проблема повышения жизнеспособности растений, то есть успешного сочетания их высокой потенциальной продуктивности и эволюционной устойчивости требует комплексного подхода, включающего изучение растения как целостной саморегулирующейся системы. В основе этой координации лежит наличие у растений свойства полярности его отдельных органов и тканей, причем характер распределения метаболических градиентов вдоль целых частей и органов растений коррелирует с распределением градиентов их биоэлектрических потенциалов, обуславливающих протекание большинства физиологических процессов.
Регуляция физиологического состояния растений и повышение их продуктивности, являются биофизические факторы, в частности, слабые электрические токи. Вместе с тем, эффект влияния тока на растительный организм носит сложный характер и зависит от множества других факторов, вследствие чего полученные результаты носят зачастую противоречивый характер. В литературе мы нашли конкретные рекомендации по выбору параметров воздействий, но еще недостаточно изученные онтогенетические аспекты [3,4].
Цель и задачи исследования. Целью нашей работы является изучение влияния слабого электрического тока на рост и продуктивный процесс у домашних растений в оптимальных условиях среды.
Методика исследования. В вегетационных опытах использовали сосуды с почвой емкостью 5-6 кг (смесь почва-песок-торф 3:1:1), в которые на небольшую глубину помещали проросшие семена домашних растений, периодически поливали (рис. 1). В качестве критерия оценки электростимуляции использовали биометрический показатель проростков, а именно скорость роста листа в длину (г/мм в сутки). Опыты проводили в лаборатории физиологии растений кафедры лесных культур и лесопаркового хозяйства НИМИ.
Рис. 1. Схема установки постоянного тока
Известно, что вода изменяет свои свойства, меняет водородный показатель при сопротивлении ее с металлами, а слабый электрический ток, прошедший через почву, благотворно влияет на жизнедеятельность растений. А так же установлено, что это воздействие изменяет передвижение различных видов почвенной воды и способствует разложению труднодоступных растению веществ, которые быстро вступают в разнообразные химические реакции и тем самым изменяют реакцию почвенного раствора. В нашей стране и за рубежом проведено множество различных опытов по электризации почвы и выявлению данного фактора на развитие растений [1,2].
В настоящее время используют различные способы электростимуляции жизнедеятельности растений, с помощью создания кистевого электрического заряда в почвенном слое и в атмосфере высоковольтного слабого непрерывного долгового разряда переменного тока [1, с.112]. Для реализации этих способов используется электрическая энергия внешних источников переменного тока. Однако для реализации таких методов необходима совершенно новая технология выращивания культурных растений, что весьма сложно и дорого.
В современном мире есть способы электризации почвы, которые не используют внешние источники энергии. Например, способ, предложенный французскими исследователями [1, c.151]. Суть этого устройства состоит в том, что оно работает по типу электронной батарейки, где в качестве электролита используется почвенный раствор. Для этого в почву поочередно помещают положительные и отрицательные электроды, а выводы от них замыкают накоротко, вызывая нагревание электролита, возникает ток невысокой силы, этого достаточно, чтобы стимулировать энергию прорастания семян и ускорить их рост в дальнейшем (рис. 2).
Рис. 2. Проростки семян Росянки
Однако для внедрения данного способа необходимо иметь определенный почвенный раствор и электроды, которые предполагается помещать в строго определенном положении, в виде двух гребенок, соединенных между собой. Но авторы не показывают, как можно регулировать постоянный ток, его величину.
В то же время описанный способ без источников внешней электрической энергии может быть применен как для больших посевных площадей, так и для небольших земельных участков.
Результаты собственных исследований представлены в таблице.
Статистика роста Росянки
|
№ образца |
Размеры контрольных образцов, см |
Размеры опытных образцов, см |
||||||||||
|
Количество дней |
||||||||||||
|
2 |
6 |
10 |
14 |
16 |
20 |
2 |
6 |
10 |
14 |
16 |
20 |
|
|
1 |
0,3 |
1,2 |
3,2 |
4,4 |
5,2 |
6,0 |
0,4 |
1,9 |
4,0 |
5,8 |
6,8 |
7,5 |
|
2 |
0,2 |
1,3 |
3,2 |
4,5 |
4,9 |
6,1 |
0,3 |
1,8 |
3,8 |
6,0 |
6,9 |
7,1 |
|
3 |
0,4 |
1,3 |
3,1 |
4,1 |
5,0 |
6,5 |
0,6 |
2,0 |
4,2 |
5,8 |
7,2 |
7,6 |
|
4 |
0,3 |
1,5 |
3,4 |
4,1 |
5,3 |
6,2 |
0,5 |
2,0 |
4,3 |
5,6 |
7,5 |
8,0 |
|
5 |
0,4 |
1,2 |
2,8 |
4,2 |
5,1 |
5,9 |
0,5 |
2,0 |
4,3 |
6,0 |
7,1 |
7,6 |
|
6 |
0,4 |
1,3 |
3,2 |
4,3 |
5,2 |
6,2 |
0,6 |
2,2 |
4,1 |
6,1 |
6,9 |
7,3 |
|
7 |
0,2 |
1,0 |
2,6 |
3,8 |
4,6 |
5,0 |
0,6 |
2,3 |
4,5 |
5,7 |
6,9 |
7,4 |
|
8 |
0,4 |
1,3 |
3,0 |
4,0 |
4,8 |
6,3 |
0,4 |
1,8 |
3,9 |
5,9 |
7,2 |
7,6 |
|
9 |
0,5 |
1,4 |
3,1 |
4,2 |
5,0 |
6,6 |
0,5 |
2,0 |
4,1 |
6,0 |
6,8 |
7,8 |
|
10 |
0,3 |
1,3 |
3,0 |
4,1 |
5,1 |
5,9 |
0,5 |
2,1 |
4,2 |
6,0 |
6,9 |
7,5 |
|
Среднее |
0,3 |
1,3 |
3,1 |
4,2 |
5,0 |
6,1 |
0,5 |
2,0 |
4,1 |
5,9 |
7,0 |
7,5 |
Из таблицы делаем вывод, что среднее значение размеров контрольных образцов составляет 3,3 см, размеры опытных образцов – 4,5 см. Конечный прирост росянки составил в контрольных образцах 6,1 см, в опытном – 7,5 см.
Таким образом, электровоздействие благоприятно сказывается на процессах роста растений в оптимальных условиях среды. Выявлены параметры электрического воздействия растения, величина тока порядка нескольких микроампер, но не более 4-5 мкА, длительность воздействия от нескольких дней до нескольких недель и полярность подключения тока минус (-) на верхушке проростка, плюс (+) – у основания проростка. Варианты обратной полярности оказались не эффективны.