Опыт стимуляции растений электричеством и прибор для него. Электричество и растение

Опыт стимуляции растений электричеством и прибор для него

Иван Васильевич меняет профессию

Токи при этом, обычно микроамперные, напряжение не слишком важно, обычно доли вольт…вольты. В качестве источника питания, используют гальванические элементы – при рабочих токах, емкости даже небольших батареек хватает очень на долго. Параметры питания, хорошо подходят и для солнечных элементов, причем, некоторые авторы рекомендуют запитываться именно от них, чтоб стимуляция происходила синхронно с солнечной активностью.

Однако существуют также способы электризации почвы, которые не используют внешние источники энергии.

Так, известен способ, предложенный французскими исследователями. Они запатентовали устройство, которое работает по типу электрической батареи. Только в качестве электролита используется почвенный раствор. Для этого в его почву поочередно помещают положительные и отрицательные электроды (в виде двух гребенок, зубья которых расположены друг между другом). Выводы от них замыкают накоротко, вызывая тем самым нагревание электролита. Между электролитами начинает проходить ток невысокой силы, которого вполне достаточно, как убеждают авторы, для того, чтобы стимулировать ускоренное прорастание растений и ускоренный их рост в дальнейшем. Способ можно применять как на больших посевных площадях, полях, так и для электростимуляции отдельных растений.

Другой способ электростимуляции был предложен сотрудниками Московской сельскохозяйственной академии им. Тимирязева. Он состоит в том, что в пределах пахотного слоя располагаются полосы, в одних из которых преобладают элементы минерального питания в виде анионов, в других - катионов. Создаваемая при этом разность потенциалов стимулирует рост и развитие растений, повышает их продуктивность.

Следует отметить еще один способ электризации почвы без внешнего источника тока. Он для создания электролизуемых агрономических полей предполагает использование электромагнитного поля Земли, для этого укладываются на небольшой глубине, такой, чтобы не мешать проведению обычных агрономических работ, вдоль грядок, между ними, через определенный интервал стального провода. При этом на таких электродах наводится небольшая ЭДС, величиной 25-35 мВ.

В описанном ниже опыте, все же используется внешний источник питания. Солнечную батарею. Такая схема, возможно являясь менее удобной и более затратной в смысле материалов, тем не менее, позволяет весьма четко отслеживать зависимость роста растений от различных факторов, имеет синхронную с солнцем, вероятно, более приятную для растения, активность. Кроме того, позволяет легко контролировать и регулировать воздействие. Не предполагает внесение в почву дополнительных химикатов.

Итак. Что было использовано.

Материалы. Провод монтажный, сечение любое, но слишком тонкие будут уязвимы для случайных механических воздействий. Кусочек нержавеющей стали для электродов. Светодиоды для элементов солнечной батареи, кусочек фольгированного материала для ее основания. Химикаты для травления, но можно и обойтись. Акриловый лак. Микроамперметр. Кусочек листовой стали для его крепления. Сопутствующие мелочи, крепеж.

Инструмент.

Набор слесарного инструмента, паяльник 65Вт с принадлежностями, инструмент для радиомонтажа, нечто для сверления, в том числе и отверстий для выводов светодиодов (~1мм). Стеклянный рейсфедер для рисования дорожек на плате, но можно обойтись и толстой иглой от шприца, пустой ампулой от шариковой ручки с размягченным и оттянутым носиком. Пригодился и мой любимый инструмент – ювелирный лобзик. Немного аккуратности.

Электроды - нержавеющая сталь. Разметил, выпилил, опилил заусенцы. Отметки глубины погружения, это пожалуй лишнее – недавно приобрел набор клейм с циферками и руки чесались попробовать.

Провода паял хлористым цинком (флюс «кислота паяльная») и обычным ПОС-60. Провода взял потолще с силиконовой изоляцией.

Солнечный элемент решено было изготовить самостоятельно. Существует несколько конструкций самодельных солнечных элементов. Элемент из закиси меди был, отвергнут как низко надёжный, оставался вариант из готовых радиоэлементов. Вскрывать диоды и транзисторы в металлических корпусах было жалко, долго и муторно, к тому же их потом опять герметизировать придется. В этом смысле, чудо как хороши светодиоды. Кристалл насмерть залит прозрачным компаундом, хоть под водой будет работать. Как раз валялась пригоршня не особенно удобных светодиодов, приобретенных за бесценок по случаю, аж во времена «первоначального накопления капитала». Неудобны они, относительно слабым свечением и очень длиннофокусной линзочкой на торце. Угол поля зрения довольно узкий и со стороны да при свете, порой вообще не видно, что светится. Ну вот из них и набрал батарейку.

Предварительно конечно, проведя ряд простейших экспериментов – подключил к тестеру и повертелся на улице, в тени, на солнце. Результаты показались вполне обнадеживающие. Да, следует помнить, что если подключить мультиметр просто к ножкам светодиода, результаты будут не особенно достоверны – такой фотоэлемент будет работать на входное сопротивление вольтметра, а у современных цифровых приборов оно весьма высоко. В реальной схеме, показатели будут не столь блестящи.

Заготовка для печатной платы. Батарея предназначалась для установки внутри теплицы, микроклимат там, порой, довольно влажный. Большие отверстия, для лучшего «проветривания» и стекания возможных капель воды. Следует сказать, что стеклотекстолит – материал, весьма абразивный, сверла тупятся очень быстро, а мелкие, если сверлить ручным инструментом, еще и ломаются. Покупать их нужно с запасом.

Печатная плата нарисована битумным лаком, вытравлена в хлорном железе.

Светодиоды на платке, включение параллельно-последовательное.

Светодиоды отогнуты несколько в стороны, с востока на запад, чтоб равномерней ток вырабатывался в течение светового дня.

Линзочки на светодиодах сточены для устранения направленности. Все под три слоя лака, правда, уретанового, как положено, не нашлось, пришлось акриловым.

Вырезал и выгнул по месту крепление для микроамперметра. Посадочное место выпилил ювелирным лобзиком. Покрасил из баллончика.

Ну и вот, монтаж на объекте.

Микроамперметр в цепь, на кронштейне, на уровне глаз. А то как понять, что провода все целы, ничего нигде не отвалилось? А тут значит, смотришь на него, а он тебе, - «Все в порядке товарищ генерал, проишествий нет, службу значит, несем, в будущее смотрим со сдержанным оптимизмом…».

Подопытный – саженец табака сорта Walkers Broadleaf. Примерно четверть вольта под нагрузкой. Вечером.

Сейчас, лето спустя, могу подвести итоги – метод работает, но результаты не выдающиеся – подопытное растение было крупнее соседей на 10…15%, зацвело раньше на 4…5дней. Ток доходил до 35…38 мкА, что пожалую многовато. В литературе встречались рекомендации американских табаководов экспериментировавших с электростимуляцией, они советовали пропускать через растение около 20 мкА. Снизить ток можно было, включив переменный резистор в цепь, либо, чуть затенив солнечную батарейку. В следующем сезоне попробуем на помидорах, табак выращивать в теплице кажется не стоит.

Влияние электрического поля на живые организмы

Влияние электрического поля на живые организмы до сегодняшнего дня по существу недостаточно изучено и выявлено.

Знакомство человека с электричеством

С проявлениями электричества человек встретился на самой ранней ступени своей истории. Тогда, так же как и сейчас полыхали молниями грозы.

И сухие и чистые кошки фонтанировали искрами, если их гладили против шерсти. Но долго еще таинственной и непокорной оставалась стихия электрической энергии.

Первые практические применения электричества были найдены лишь в 20-х годах ХIХ века. И только открытия ХХ столетия позволили заключить молнию в стеклянный пузырек электрической лампочки.

Но чего только не делает  электричество сегодня! Оно движет троллейбусы и оживляет экраны телевизоров, сваривает металлы, и обрабатывает сверхтвердые сплавы, и алмазы, разгоняет элементарные частицы в вакуумных камерах сверхмощных ускорителей.

Не перечислить сегодня, всех его применений! Но все ли возможные применения электричества уже открыты?

Влияние электрического поля на жизнедеятельность организма

Что электрическое поле оказывает влияние на жизнедеятельность организма, люди догадывались очень давно. Лет двести назад начали понимать, что и в жизненных процессах в организме электричество тоже играет немалую роль.

И все-таки эта роль до сегодняшнего дня по существу недостаточно изучена и не выявлена.

Растение в электрическом поле

1 опыт. Помещаем растение в электрическое поле, по своим параметрам отличающееся от существующих в природе полей.

Проходит всего двадцать минут — и растение начинает увядать. А через два часа — перед вами уже мертвый стебель со свернувшимися листьями, упавшими ветвями. Как будто бы все ясно.

Но бывает, что этот опыт идет совсем по-другому. Растение не только не увядает, оно начинает стремительно развиваться и дает урожай в 4—6 раз больший, чем контрольное растение.

2 опыт. Ученые пропускали по поверхности земли, на которой развивались те или иные растения, электрический ток. Как правило, большинство растений гибло. Но и в этом случае были внезапные отклонения опыта — вдруг вырастали растения-гиганты. Редис диаметром в 130 миллиметров, морковь диаметром в 310 миллиметров весом в 5,5 килограмма.

Чем объясняется тот или иной результат, ученые пока ответить не могут. Дело в том, что никто еще по-настоящему не занимался изучением живого организма как единой электрической системы. А ведь управлять природой можно только постигнув ее законы.

Сколько волшебных возможностей таится в изучении электрической стороны биологических процессов! С полной достоверностью можно утверждать, что работы в этом направлении позволят перевести сельскохозяйственное производство на новый высший уровень. С полной достоверностью можно утверждать, что здесь скрываются принципиально новые открытия.

Проращивание семян в электрическом поле

Одним из первых был поставлен и такой простой опыт. Семена горчицы проращивали на увлажненной ткани, находившейся между двумя электродами. Уже на вторые сутки семена, находящиеся у положительного полюса, начинают прорастать. На седьмые сутки они достигают высоты 25 миллиметров. А семена, находящиеся у отрицательного полюса, едва дают первыеростки…

Проращивали семена различных растений  и в магнитном поле. Оказалось, что семена, которые были обращены корешком зародыша к Южному полюсу, быстро прорастают и образуют хорошо развитые корень и стебель. Если же их ориентировать к Северному полюсу, прорастают медленно, и все равно, образовав петлю, корень изгибается к Южному полюсу.

Но ведь и Земля имеет постоянное магнитное поле! Опыты подтвердили: и оно оказывает влияние на прорастание семян! Очередная задача: создать машины, которые опускали бы семена в землю ориентированными так, чтобы они прорастали быстрее и энергичнее. Это повысит урожай.

(Магнитотропизм у растений открыл советский ученый А. В. Крылов. Он показал, что корни растений растут вдоль силовых линий магнитного поля Земли.)

Фотосинтез в условиях электрического поля

Очень старая проблема! Сколько институтов, лабораторий, ученых работают над ней, стремясь разгадать биохимическую сущность фотосинтеза, (подробнее: Какая вода в водоеме)  процесса творения сложных органических молекул из углекислого газа, воды, солей и лучей солнца! И до сих пор еще не разгадан его секрет, который природа поистине несчетное количество раз осуществляет в каждой клетке зеленого листа любого растения!

Расшифровать этот процесс — и, может быть, мы перенесем производство жиров и сахаров, белков и углеводов с полей в здания фабрик и заводов. Но секрет еще не разгадан. И не будет разгадан до тех пор, пока не перестанут пренебрегать электрической стороной этого процесса.

Известно уже давно, что каждая клетка имеет свой электрический потенциал, что в ней протекают ионные процессы. Но лишь совсем недавно удалось установить, в чем же источник электрической энергии, порождающий эти процессы.

Оказалось, что сам лист растения является своеобразной электрической батареей, что между затененной и освещенной его стороной существует довольно значительная разность потенциалов, что представляет собой нечто вроде многослойной солнечной батареи.

Вот, оказывается, с каких позиций надо подходить к изучению фотосинтеза! И, возможно, скоро будет разгадан и, вероятно, описан в виде математических уравнений квантовой механики весь процесс фотосинтеза!

Именно в уравнениях квантовой механики, ибо в них действуют кванты света, электронные и ионные взаимодействия. Вот на каком глубинном уровне вершит природа свои реакции, создающие живое вещество.

Познав электрический механизм всего растения, мы сможем и управлять им. И тогда пятикилограммовая морковь и редис величиной с дыню перестанут быть уникальной редкостью не поддающегося повторению случайного опыта.

Электрическое поле на службе у виноградарей

Вот еще одно из применений электрического поля — производство привитых саженцев винограда. Каждый год за два-три весенних месяца необходимо сделать около миллиарда таких прививок, (подробнее: Размножение винограда).

Сложный процесс в жизни растения — такая прививка! Особенно важно соблюсти при этом точный температурный режим, причем многие сорта саженцев необходимо после прививки держать так, чтобы верхняя и нижняя части черенка находились под воздействием разных температур. Разница в два-три градуса уже меняет процент выхода саженцев первым сортом.

Разработан аппарат, который позволяет обеспечивать 24 градуса в верхней части саженца и 22 — в его нижней части. Именно этот перепад температур вызывает усиленное поступление питательных веществ к месту привоя и как следствие очень хорошее качество саженцев.

Электричество защищает сады от насекомых и вредителей

Электричество может защищать сады от насекомых и вредителей. Большинство из них в какой-то период превращаются в бабочек и летают, и летят на свет, если вспомнить поговорку о мотыльке. Этим и воспользовались ученые при проведении опыта.

Установили в контрольных садах специальные светильники, излучающие световые волны разной длины на разной высоте от почвы. Ведь главная часть садовых вредителей — вечерние и ночные бабочки. Выяснилось, что для каждого вида вредителей нужна своя оптимальная длина световой волны, своя наилучшая высота расположения, наиболее подходящие параметры для всех деталей опытной установки.

Установку снабдили крестообразными сетками, на которые подали высокое напряжение. Попадая между сетками,— а насекомое, прилетев на зов луча, неизбежно начинает кружиться вокруг источника света,— они замыкают контакт, и крохотная искра уничтожает вредителя.

По утрам, выходя в сады к установкам, исследователи находили около них на земле тысячи убитых вредителей. Оказалось, что каждая из этих установок привлекает к себе вредителей садов с расстояния до двух километров. Что они уничтожают около 500 видов различных вредных насекомых.

При этом они абсолютно безвредны, например, для пчел, которые летают днем, а не ночью. За короткие часы летней ночи каждый такой фонарь уничтожает несколько тысяч насекомых. Кстати, очень скоро ученые перестали находить утром их останки: установленные ловушки пристрастились навещать лягушки, мыши, ежи — природные союзники человека. Им понравился даровой обед, поставляемый светильниками.

Такой электрический способ борьбы с садовыми вредителями чрезвычайно выгоден с экономической точки зрения.

Микроорганизмы в электрическом поле

Первые опыты помещения различных микроорганизмов в электрическое поле очень просты.

Оказалось, что интенсивное их размножение происходит вблизи отрицательного полюса, а вблизи положительного они практически не размножаются и даже гибнут. Но ведь из этого элементарного опыта уже вырастает целый ряд практических направлений использования.

Можно заставлять особенно интенсивно размножаться полезные бактерии. Можно уничтожать вредные бактерии. Например, в лабораториях месяцами лежат на открытом воздухе фрукты, мясо, внутренности животных, купленные на базаре и подвергнутые обработке электрическим полем. Гниение не коснулось их.

Несколько лет стоит на воздухе тушка кота, убитого, вскрытого и обработанного этим же способом — ни следа тления не найдете вы на ней. В дальнейшем были разработаны  установки для стерилизации молока и других продуктов. Облучение плодов, сохраняет их от гниения, а в мясных и остальных продуктовых магазинах обеспечивает свежесть продукта.

Установки для изготовление силоса

Были созданы установки для изготовление силоса. Естественный процесс его созревания длится от 15 до 60 дней. Сначала в силосе, (подробнее: История кукурузы) стремительно развиваются гнилостные бактерии, портящие силос, затем их деятельность подавляется бактериями, производящими молочно-кислое брожение, в результате которого и возникает съедобная для животных силосная масса.

Внесением в силосную массу этих полезных бактерий можно сократить это время до 8—10 дней, однако даже за этот срок гнилостные бактерии успевают уничтожить значительную часть полезных веществ.

Поэтому перед закладкой в силосную башню осуществляют электрическую стерилизацию силоса. Убивают в нем все бактерии, в том числе и гнилостные, и уже в чистый силос вносят полезные бактерии, вызывающих молочно-кислое брожение. В этом случае удастся избежать малейших потерь полезных веществ. Качество силоса заметно улучшится.

Установки для электрического консервирования в массовом производстве не являются сложными или дорогими и несложны в управлении. В их основе используется влияние электрического поля на живые организмы.

libtime.ru

Влияние электричества на рост растений

Цель градоотводов не ограничивалась предотвращением гроз. Они служили источниками электрического тока в опытах ученого по изучению влияния электричества на растения: в почве циркулировали токи, а в воздухе посредством тихих разрядов вблизи медного острия шло образование озона.

Признавая аналогию между градоотводом и молниеотводом, исследователь уточнял: «Не могу, однако, воздержаться, чтобы не отметить, что такой прибор чрезвычайно подобен тому, который бессмертный Франклин использовал в своих исследованиях атмосферного электричества, хотя, понятно, он менее всего имел в виду «электрокультуру»». Особенностью громоотводов Наркевича-Иодко была рассчитанная под электрокультуру разветвлённая под землёй в почве специальная сеть для «разводки» привлечённого из атмосферы электричества.

Градо- и молниеотводы были известны на Игуменщине и до изысканий Наркевича-Иодко, однако новым стало привлечение атмосферного электричества в почву для сельскохозяйственных целей и снижения вероятности возникновения гроз с выпадением града на «электрокультурных наднёманских землях».

Кроме того, на полях имения учёный проводил эксперименты с применением природного гальванического элемента по принципу действия элемента Грене. Электричество в почве образовывалось между заглублёнными в почву разнополярными медно-цинковыми или медно-графитовыми пластинами при замыкании над поверхностью почвы соединённых с ними проводников. Урожайность растений также повышалась.

Для Наркевича-Иодко, землевладельца и ученого-исследователя, изучение влияния электричества на растения представляло большой интерес. С целью проведения систематических исследований в этой области он оборудовал в имении Наднеман опытные участки электрокультивирования. Если в 1891 году под электрокультурой было занято 10 га, то в последующие годы площадь увеличилась в 20 раз. Таких масштабов опытных работ на то время нигде не было. Во время опытов под электричеством исследовались посевы ржи, овса, ячменя, кукурузы, гороха, боба, а также плодово-ягодных растений, хмеля. Электрокультивация проводилась и в парниках, и в оранжереях. Учёный особо заботился о чистоте, точности и корректности опытов.

Изучая влияние электричества на растения, ученый пришел к выводу, что электричество оказывает на растения благотворное влияние. Из отчётов следовало, что под воздействием электричества урожайность сельскохозяйственных культур повышалась в сравнении с контрольными замерами на 6-10 процентов. Электричество способствовало ускорению химических процессов, происходящих в почве.

С результатами работ исследователя ознакомились известные ученые А.И. Воейков и А.В. Советов, которые посетили имение Наднеман и дали положительную оценку результатам работ.

В январе 1892 г. на заседании Собрания сельских хозяев в Санкт-Петербурге Наркевич-Иодко сделал официальное сообщение о результатах опытов по использованию электричества в сельском хозяйстве. Было отмечено, что его опыты по электрокультуре не дублируют уже известные факты, потому что в схему эксперимента внесены существенные изменения: впервые гальванический элемент как источник тока был исключён из опыта. Как писал учёный: «Мои последние опыты 1891 года выполнены над атмосферным электричеством. Как выяснилось, пропускание тока определённой силы через почву не только улучшало качество посевного материала, но и ускоряло рост».

В настоящее время вопросам влияния электрических токов на растения посвящены многочисленные исследования учёных. Установлено, что при пропускании тока через стебель растения линейный рост побегов увеличивается на 5-10%, ускоряется срок созревания плодов томата. Отмечена зависимость между интенсивностью фотосинтеза и значением разности электрических потенциалов между землёй и атмосферой. Однако ещё не исследован механизм, лежащий в основе этих явлений.

Несмотря на столь убедительные и неоспоримые положительные результаты, электростимуляция растений так и не нашла широкого применения в сельскохозяйственной практике, хотя интерес к электрокультивированию растений сохраняется и в наше время.

goldname.by

Влияние электрического тока на растения

VII Поволжская

юношеская научно-исследовательскя

конференция «Я – исследователь»

Город Нижнекамск

Республика Татарстан

Школа № 11

Секция: Общая экология

Научно-исследовательская работа

Тема: «Влияние электрического тока на растения»

Научный руководитель

Руководитель

Учащаяся

Синявина М.Р., преподаватель физики, высшей квалификационной категории

_______________

Моряшова О.П., преподаватель биологии, первой квалификационной категории

_______________

Е.И.Власова

________________

2017 год

ОГЛАВЛЕНИЕ

1.Введение………………………………………………………………. 3

2.Обзор литературы…………………………………………………… 4

2.1.Немного истории……………………………………………………. 4

2.2. Влияние тока на определённые части растения и ток растений…. 9

2.3 Электроток против мутации…………………………………………. 16

3. Исследование и обсуждение результатов…………………………. 17

3.1.Исследование…………………………………………………………. 17

4.Заключение…………………………………………………………….. 19

5. Список использованных источников и литературы…………….. 20

1.Введение

В кабинете биологии на стене висел маленький чахлый цветок. Учительница принесла его из коридора «на лечение». Через полгода цветок было не узнать, он стал пышным, красивым, с большим количеством листьев. Нам стало интересно, что же произошло, и мы подошли с вопросом к нашему преподавателю биологии. Она сказала, что землю не меняла, поливала, как и другие цветы, обыкновенной водой. Чем же был вызван такой рост? Тут мы обратили внимание на то, что горшок висит практически в плотную к выключателю, а на физике нам рассказывали о воздействии электричества на живые организмы. У нас возникло предположение, что именно близость к электричеству и способствовала столь сильному росту растения.

Цель работы:Изучить влияние электрического тока на рост и развилие растений. Проверить способ более быстрого роста растений

Задачи:

1. Изучить литературу по данному вопросу

2. Отследить основные этапы развития растений.

3. Сравнить рост и развитие трех растений монстеры, посаженных в горшки на разном расстоянии от электрических приборов при прочих равных условиях.

4. Проверить способ более быстрого роста растений

5. Выявить положительные качества и недостатки.

6. Сделать выводы и дать рекомендации об использовании электричества в выращивании растений.

2. Обзор литературы

2.1.Немного истории.

Электрические явления играют важную роль в жизни растений. В ответ на внешние раздражения в них возникают очень слабые токи (биотоки). В связи с этим можно предположить, что внешнее электрическое поле может оказать заметное воздействие на темпы роста растительных организмов. Еще в XIX веке ученые установили, что земной шар заряжен отрицательно по отношению к атмосфере. В начале XX столетия на расстоянии 100 Километров от поверхности земли была обнаружена положительно заряженная прослойка - ионосфера. В 1971 году космонавты увидели ее: она имеет вид светящейся прозрачной сферы. Таким образом, земная поверхность и ионосфера представляют собой два гигантских электрода, создающих электрическое поле, в котором постоянно находятся живые организмы. Заряды между Землей и ионосферой переносятся аэроионами. Носители отрицательных зарядов устремляются к ионосфере, а положительные аэроионы движутся к земной поверхности, где вступают в контакт с растениями. Чем выше отрицательный заряд растения, тем больше оно поглощает положительных ионов Можно предположить, что растения определенным образом реагируют на изменение электрического потенциала окружающей среды. Более двухсот лет назад французский аббат П.Берталон заметил, что возле громоотвода растительность пышнее и сочнее, чем на некотором расстоянии от него. Позднее его соотечественник ученый Грандо выращивал два совершенно одинаковых растения, но одно находилось в естественных условиях, а другое было накрыто проволочной сеткой, ограждавшей его от внешнего электрического поля. Второе растение развивалось медленно и выглядело хуже находящегося в естественном электрическом поле. Грандо сделал заключение, что для нормального роста и развития растениям необходим постоянный контакт с внешним электрическим полем. Однако до сих пор в действии электрического поля на растения много неясного. Давно замечено, что частые грозы благоприятствуют росту растений. Правда, это утверждение нуждается в тщательной детализации. Ведь грозовое лето отличается не только частотой молний, но и температурой, количеством осадков. А это факторы, оказывающие на растения весьма сильное воздействие. Противоречивы данные, касающиеся темпов роста растений вблизи высоковольтных линий. Одни наблюдатели отмечают усиление роста под ними, другие - угнетение. Некоторые японские исследователи считают, что высоковольтные линии негативно влияют на экологическое равновесие. Более достоверным представляется тот факт, что у растений, произрастающих под высоковольтными линиями обнаруживаются различные аномалии роста. Так, под линией электропередач напряжением 500 киловольт у цветков гравилата увеличивается количество лепестков до 7-25 вместо привычных пяти. У девясила - растения из семейства сложноцветных - происходит срастание корзинок в крупное уродливое образование. Не счесть опытов по влиянию электрического тока на растения. Еще И В. Мичурин проводил эксперименты, в которых гибридные сеянцы выращивались в больших ящиках с почвой, через которую пропускался постоянный электрический ток. Было установлено, что рост сеянцев при этом усиливается. В опытах, проведенных другими исследователями, были получены пестрые результаты. В некоторых случаях растения гибли, в других - давали небывалый урожай. Так, в одном из экспериментов вокруг делянки, где росла морковь, в почву вставили металлические электроды, через которые время от времени пропускали электрический ток. Урожай превзошел все ожидания - масса отдельных корней достигла пяти килограммов! Однако последующие опыты, к сожалению, дали иные результаты. По-видимому, исследователи упустили из виду какое-то условие, которое позволило в первом эксперименте с помощью электрического тока получить небывалый урожай. Почему же растения лучше растут в электрическом поле? Ученые Института физиологии растений им. К. А. Тимирязева АН СССР установили, что фотосинтез идет тем быстрее, чем больше разность потенциалов между растениями и атмосферой. Так, например, если около растения держать отрицательный электрод и постепенно увеличивать напряжение (500, 1000, 1500, 2500 вольт), то интенсивность фотосинтеза будет возрастать. Если же потенциалы растения и атмосферы близки, то растение перестает поглощать углекислый газ. Создается впечатление, что электризация растений активизирует процесс фотосинтеза. Действительно, у огурцов, помещенных в электрическом поле, фотосинтез протекал в два раза быстрее по сравнению с контрольными. В результате этого у них образовалось в четыре раза больше завязей, которые быстрее, чем у контрольных растений, превратились в зрелые плоды. Когда растениям овса сообщили электрический потенциал, равный 90 вольт, масса их семян увеличилась в конце опыта на 44 процента по сравнению с контролем. Пропуская через растения электрический ток, можно регулировать не только фотосинтез, но и корневое питание; ведь нужные растению элементы поступают, как правило, в виде ионов. Американские исследователи установили, что каждый элемент усваивается растением при определенной силе тока. Английские биологи добились существенной стимуляции роста растений табака, пропуская через них постоянный электрический ток силой всего в одну миллионную долю ампера. Разница между контрольными и опытными растениями становилась очевидной уже через 10 дней после начала эксперимента, а спустя 22 дня она была очень заметной. Выяснилось, что стимуляция роста возможна только в том случае, если к растению подключался отрицательный электрод. При перемене полярности электрический ток, напротив, несколько тормозил рост растений.В 1984 году в журнале "Цветоводство" была опубликована статья об использовании электрического тока для стимуляции корнеобразования у черенков декоративных растений, особенно укореняющихся с трудом, например у черенков роз. С ними-то и были поставлены опыты в закрытом грунте. Черенки нескольких сортов роз высаживали в перлитовый песок. Дважды в день их поливали и не менее трех часов воздействовали электрическим током (15 В; до 60 мкА). При этом отрицательный электрод подсоединялся к растению, а положительный погружали в субстрат. За 45 дней прижилось 89 процентов черенков, причем у них появились хорошо развитые корни. В контроле (без электростимуляции) за 70 дней выход укорененных черенков составил 75 процентов, однако корни у них были развиты значительно слабее. Таким образом, электростимуляция сократила срок выращивания черенков в 1,7 раза, в 1,2 раза увеличила выход продукции с единицы площади. Как видим, стимуляция роста под воздействием электрического тока наблюдается в том случае, если к растению присоединяется отрицательный электрод. Это можно объяснить тем, что само растение обычно заряжено отрицательно. Подключение отрицательного электрода увеличивает разность потенциала между ним и атмосферой, а это, как уже отмечалось, положительно сказывается на фотосинтезе. Благоприятное действие электрического тока на физиологическое состояние растений использовали американские исследователи для лечения поврежденной коры деревьев, раковых образований и т. д. Весной внутрь дерева вводили электроды, через которые пропускали электрический ток. Продолжительность обработки зависела от конкретной ситуации. После такого воздействия кора обновлялась. Электрическое поле влияет не только на взрослые растения, но и на семена. Если их на некоторое время поместить в искусственно созданное электрическое поле, то они быстрее дадут и дружные всходы. В чем причина этого явления? Ученые предполагают, что внутри семян в результате воздействия электрическим полем разрывается часть химических связей, что приводит к возникновению осколков молекул, в том числе частиц с избыточной энергией - свободных радикалов. Чем больше активных частиц внутри семян, тем выше энергия их прорастания. По мнению ученых, подобные явления возникают при действии на семена и других излучений: рентгеновского, ультрафиолетового, ультразвукового, радиоактивного. Возвратимся к результатам опыта Грандо. Растение, помещенное в металлическую клетку и тем самым изолированное от естественного электрического поля, плохо росло. Между тем в большинстве случаев собранные семена хранятся в железобетонных помещениях, которые, по существу, представляют собой точно такую же металлическую клетку. Не наносим ли мы тем самым ущерб семенам? И не потому ли хранившиеся таким образом семена столь активно реагируют на воздействие искусственного электрического поля? Дальнейшее изучение влияния электрического тока на растения позволит еще более активно управлять их продуктивностью. Приведенные факты свидетельствуют о том, что в мире растений еще много непознанного.

2.2. Влияние тока на определённые части растения и ток растений

Среди многочисленных физиологических процессов, постоянно протекающих в тканях и органах растений, пожалуй, наиболее загадочны биоэлектрические явления. Еще со времени открытия Л. Гальвани электрических процессов в живых тканях электрофизиологам были известны так называемые токи повреждения. При разрезании поперек волокон мышечного аппарата животного и подведении одного контакта гальванометра к срезу, а другого - к продольной неповрежденной поверхности, прибор зафиксировал разность электрических потенциалов в 0,1 В. Последующие измерения токов повреждения на растительных тканях показали аналогичные результаты. Причем поверхности срезов стеблей, листьев, репродуктивных органов и корней всегда по отношению к неповрежденной ткани имели отрицательный заряд. Выяснилось также, что в момент гибели некоторых растительных тканей резко возрастает электрический потенциал. Когда, например, индийский ученый Д. Бос соединил с гальванометром посредством игольчатых микроэлектродов внешнюю и внутреннюю части зеленой горошины, а затем нагрел ее до 60оС, было зарегистрировано напряжение в 0,5 В. Тогда удивленный исследователь подсчитал, что если 500 пар половинок горошин собрать в определенном порядке в серии, то электрическое напряжение составит 500 В. Хорошо, что повар не знает об опасности, которая ему угрожает, когда он готовит это особенное блюдо. К счастью для него, горошины сами не соединяются в упорядоченные цепи! Некоторая разность потенциалов была установлена и между различными частями тканей в различных органах неповрежденных растений. Но наблюдавшие за поведением растений исследователи заметили, что в зависимости от ряда обстоятельств природа образования в них электрического тока неодинакова. Поэтому токи, возникающие в естественных условиях в неповрежденных органах растений и их тканях, а также токи, образующиеся в результате повреждения тканей, стали называть токами покоя. А токам, возникающим в живых тканях под влиянием различных раздражителей, дали название токов действия. Прекрасным наглядным доказательством проявления токов действия у растений является механизм складывания листьев под влиянием внешних раздражителей у мимозы стыдливой и венериной мухоловки, имеющих ткани, способные резко сокращаться. К настоящему времени получена достаточная информация об электрических явлениях, сопровождающих в растениях процессы фотосинтеза, дыхания, передвижения веществ по их тканям. Открыты электрические ритмы растений. Если, к примеру, поместить в воду кончик корня молодого растения гороха посевного и между различными точками корня и наружной средой (водой) измерять разность потенциалов, этот показатель будет периодически изменяться с интервалом 5-20 мин. Амплитуда этих колебаний снижается по мере удаления от кончика корня, а их частота сильно зависит от температуры окружающей среды. Важна и очень интересна роль электрических явлений и в жизни цветков. Процессы опыления и оплодотворения у них зависят от содержания электрических зарядов как в женских генеративных органах, так и в пыльце. Электрический потенциал пыльцевых зерен обусловливает их жизнеспособность и активность. Электризация пестиков, в свою очередь, обеспечивает успешное прорастание родственной пыльцы и образование завязи. У некоторых перекрестноопыляемых растений электрические импульсы цветков способствуют их переопылению, приводя в движение тычинки даже при легком прикосновении к цветку. Это явление можно наблюдать у цветков василька посевного (синего), подсолнечника однолетнего, барбариса обыкновенного. Очень хорошо видны такие движения у артишока. При встряхивании его цветка движение тычинок напоминает ритуальный танец: верхние концы тычиночных нитей с пыльниками сначала склоняются в одну сторону, а затем - в другую. При этом тычинки быстро укорачиваются, а из каждого пыльника выделяется капля жидкости, содержащая пыльцу. Теперь насекомое - возмутитель спокойствия - не в состоянии пробраться между изгибающимися тычинками, не измазавшись основательно в этой жидкости. Вот так и переносится пыльца с одного цветка на другой. А "танцовщицы"-тычинки после оплодотворения утрачивают свою подвижность, сколько ни встряхивай растение! Своеобразно устроен опылительный механизм и у барбариса обыкновенного. У основания каждого лепестка находится по 2 желёзки, выделяющие много нектара. В нормальном состоянии тычинки плотно прижаты к несколько загнутым лепесткам, но как только насекомое, желающее полакомиться нектаром, прикоснется к их внутренней стороне, обладающей высокой чувствительностью, тычинки резко изгибаются внутрь, ударяют пыльниками по телу насекомого и выбрасывают на него пыльцу. При посещении другого цветка насекомое оставляет эту пыльцу на его рыльце. Аналогичную картину можно наблюдать и на цветках люцерны. Сорвав небольшую веточку этого цветущего растения, осторожно введите тонкий стебелек какого-либо злака внутрь цветка. Если в нем еще не побывал хоботок пчелы, шмеля или другого насекомого, по соломинке мгновенно ударят похожие на длинный язык сросшиеся в одну трубочку тычинки, а из созревших пыльников высыплется пыльца. Когда эту роль выполняет насекомое, оно неизбежно становится переносчиком пыльцы с одного цветка на другой. У некоторых растений посещения цветков насекомыми вызывают движение пестиков, а у липы мелколистной и крупнолистной даже стимулируют усиленное выделение нектара. 

В целях сохранения пыльцы в сухом виде цветки многих растений перед дождем своевременно закрываются и наклоняются вниз. Встретив чистотел большой, вы сами можете понаблюдать это явление: как только слегка ударите по его цветоносу (имитируя удар капли дождя), лепестки сразу же поднимутся кверху, закрыв тычинки и пестик. При длительной ненастной погоде цветки чистотела, как и многих других растений, остаются закрытыми и самоопыляются. А у перекрестноопыляемых обитателей водоемов - наяды малой и роголистника темно-зеленого - оплодотворение происходит под водой. Разумеется, что в такой среде без помощи разноименных электрических зарядов попасть пыльце на рыльце пестика другого растения вряд ли представилось бы возможным. В опылении растений имеется еще одна феноменальная особенность: крылатые охотники за нектаром - насекомые - способны виртуозно брать пыльцу с цветков на лету, даже не прикасаясь к ним. На примере опыления цветущих растений пчелами разгадать их многие секреты помогли исследования энтомолога Э. Эриксона. Оказывается, что вылетающие утром за взятком пчелы уже наэлектризованы и несут вначале отрицательный заряд, который в полете сменяется на положительный. При этом величина заряда зависит от интенсивности солнечной радиации. В солнечный ясный день она обычно достигает максимума к 11-12 ч дня. В это время разность потенциалов между пчелой, возвратившейся в улей, и сотами даже несколько превышает 1 В. Еще большее напряжение (до 1,5 В) создается между пчелой и цветком, с которого она берет нектар. Электрический потенциал растений (но с отрицательным значением) при интенсивном фотосинтезе тоже достигает наибольшей величины в полдень. Поэтому чем значительнее разница в зарядах цветка и пчелы, тем больше притягивается к ее мохнатому тельцу пыльцевых зерен, тем прочнее они удерживаются и лучше переносятся с одного растения на другое. Электрический феномен пчелы влияет, очевидно, не только на сбор пыльцы и переопыление растений. Его сфера действия, по утверждению ряда ученых, затрагивает также взаимосвязи между "членами" пчелиной семьи. Не исключено, к примеру, что электрический заряд возвратившейся в улей пчелы служит информацией о расположении места взятка. Способность этих "детей солнца" предчувствовать приближение грозы или ненастья тоже объясняется повышением статического заряда, служащего сигналом тревоги; по которому они должны возвращаться домой. Если в самих растениях работают "микроэлектростанции", а иногда даже возникают миниатюрные "электрические бури", возможно, и внешнее электрическое или электромагнитное поле будет влиять, на их жизнедеятельность. Отчасти это уже подтверждается. Учеными-агрохимиками, например, доказана существенная польза поверхностного покрытия (мульчирования) почвы низинным торфом или торфонавозными компостами, усиливающими при этом на фоне солнечного облучения электрический потенциал поля, благотворно влияющий на культивируемые растения. Имеются и другие данные о положительном влиянии электризации почвы на физиологические процессы в произрастающих на ней культурах. В заключение можно отметить, что электрические явления, происходящие в растениях, играют определенную роль в их взаимосвязи с окружающей средой и заслуживают настойчивого изучения. Ограниченность наших знаний об электрическом управлении жизненными процессами растений в первую очередь заключается в отсутствии конкретных представлений о самой системе сигнализации. Ведь пока еще мы не можем объяснить, почему в одном случае импульс возбуждения, идущий из корневой системы, повышает интенсивность фотосинтеза, а в другом - снижает и т. д. Да и многостороннее влияние фотосинтеза на различные процессы в растениях тоже неоднозначно. Проведенные в этом направлении исследования позволяют рационально использовать электрический потенциал растений на практике. Так, например, при выведении новых сортов устойчивость культурных растений к действию на них высоких и низких температур оценивается результатами длительной и трудоемкой работы по изучению характерных физиологических и биохимических показателей. Но если будет возможность получать экспресс-методами конкретные электрические параметры клеток и тканей гибридных растений, характеризующие концентрацию электролитов и неэлектролитов в клеточном соке, реакцию на раздражение мембран клетки, через которые осуществляется ионный обмен и формирование биоэлектрических потенциалов, работу по выведению морозостойких и засухоустойчивых сортов сельскохозяйственных культур можно будет значительно ускорить. Данные о биоэлектрической реакции клеток растений могут найти широкое применение при подборе химических средств для защиты сельскохозяйственных культур от вредителей и болезней. Большую роль они должны сыграть и при разработке мероприятий по охране окружающей среды и ее оздоровлению, особенно при подборе растений и микроорганизмов, переносящих определенные агрессивные среды водоемов. 

Электрическое поле влияет не только на взрослые растения, но и на семена. Если их на некоторое время поместить в искусственно созданное электрическое поле, то они быстрее дадут и дружные всходы. В чем причина этого явления? Ученые предполагают, что внутри семян в результате воздействия электрическим полем разрывается часть химических связей, что приводит к возникновению осколков молекул, в том числе частиц с избыточной энергией - свободных радикалов. Чем больше активных частиц внутри семян, тем выше энергия их прорастания.Понимая высокую эффективность использования электрической стимуляции растений в сельском и приусадебном хозяйстве, был разработан автономный, не требующий подзарядки долговременный источник низкопотенциального электричества для стимуляции роста растений.Устройство для стимуляции роста растений является продуктом высоких технологий (не имеющий аналогов в мире) и представляет собой самовосстанавливающийся источник питания, преобразующее свободное электричество в электрический ток, образующееся в результате применения электроположительных и электроотрицательных материалов, разделенных проницаемой мембраной и помещенных в газовую среду, без применения электролитов в присутствии нано катализатора. В результате ионизации молекул газа осуществляется перенос низко потенциального заряда от одного материала к другому и возникает ЭДС.Указанное низкопотенциальное электричество практически идентично электрическим процессам, происходящие под воздействием фотосинтеза в растениях и может использоваться для стимуляции их роста. Формула полезной модели представляет собой применение двух и более электроположительных и электроотрицательных материалов без ограничения их размеров и способов их соединения, разделенных любой проницаемой мембраной и помещенных в газовую среду с применением или без применения катализатора.

2.3 Электроток против мутации

Достаточно большая доза ионизирующего облучения вызывает изменения в наследственном аппарате живой клетки - возникают мутации, различного рода нежелательные перестройки и поломки хромосом. Для предотвращения подобных изменений обычно используют химические вещества. Впервые применив для этой цели электрический ток, ученые показали,- что такое воздействие при определённых условиях может защитить живые клетки от радиационного поражения.

Моделью исследователям служили бобы вики. Для опытов отбирали проростки длиной в несколько сантиметров и облучали их дозой в 250 рентген. Но при этом на одни растения воздействовали электрическим током до облучения, на другие - после облучения. Затем проростки 22 часа держали в термостате, а уже после этого исследовали под микроскопом.

Вот какие результаты получены. После «чистого» облучения (без воздействия током) количество клеток с хромосомными нарушениями составляет 47 процентов - намного больше, чем у контрольных растений (в клетках, не подвергавшихся облучению, мутации образуются только в двух процентах случаев). Когда растение обрабатывали током, количество поражённых клеток было значительно меньшим, чем в случае «чистого» облучения - результат зависел от условий, при которых на растение действовал электрический ток. Лучше всего защитные свойства электричества проявились в том случае, когда корешок до облучения подносили к положительному электроду (аноду) - тогда поражений было почти в два раза меньше.

Механизм этого явления пока полностью не объяснен, но авторы считают, что защитный эффект тока связан с перераспределением ионов между различными тканями растения.

3. Исследование и обсуждение результатов.

3.1.Исследование

Мы пытались установить, как электрический ток влияет на рост и развитие растений. Опыт представлял собой наблюдение. Мы выбрали три одинаковых растения монстеры и поместили их в одинаковые условия. Они висели в горшках на стене, почва была взята с пришкольного участка, освещение достаточное и одинаковое для всех растений, полив регулярный, удобрения не вносились.

Данные наблюдений заносили в таблицу.

По результатам наблюдений нами были сделаны следующие выводы. Растение монстера лучше растет в непосредственной близости от электрических приборов. У растения, посаженного в середине показатели роста средние. Самые низкие показатели роста у растения, находящегося дальше всех от электрического воздействия.

По полученным результатам моего исследования, я рекомендую для улучшения роста и развития растений оказывать на них слабые электрические воздействия, которые приводят к положительному результату, хоть и занимают много времени. Сильные электрические воздействия могут негативно сказаться на росте и развитии растений.

4.Заключение

Поставленные в начале работы задачи в ходе ее выполнения были полностью выполнены. Так, в результате проделанной работы, нам удалось:

1. Изучить литературу по данному вопросу

2. Отследить основные этапы развития растений.

3. Сравнить рост и развитие трех растений монстеры, посаженных в горшки на разном расстоянии от электрических приборов при прочих равных условиях.

4. Проверить способ более быстрого роста растений

5. Выявить положительные качества и недостатки.

6. Сделать выводы и дать рекомендации об использовании электричества в выращивании растений.

1. Список использованных источников литературы

1.http://the-mostly.ru/misc/electricity_against_mutation.html

2. http://www.plam.ru/nauchlit/tainaja_zhizn_rastenii/p13.php

3. http://www.rusnauka.com/7_PNI_2015/Agricole/5_188433.doc.htm

4. http://www.gazetasadovod.ru/veg/3617-rasteniya-i-elektrichestvo.html

5. http://clubbrain.ru/referatu-botanika/energiya-i-rasteniya/

multiurok.ru

Влияние электрического тока на растения

Влияние электрического тока на растения

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №11 с углубленным изучением отдельных предметов» Нижнекамского муниципального района Республики Татарстан, МБОУ «СОШ № 11» НМР РТ

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №11 с углубленным изучением отдельных предметов» Нижнекамского муниципального района Республики Татарстан, МБОУ «СОШ № 11» НМР РТ

Текст работы размещён без изображений и формул.Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

1.Введение

В кабинете биологии на стене висел маленький чахлый цветок. Учительница принесла его из коридора «на лечение». Через полгода цветок было не узнать, он стал пышным, красивым, с большим количеством листьев. Нам стало интересно, что же произошло, и мы подошли с вопросом к нашему преподавателю биологии. Она сказала, что землю не меняла, поливала, как и другие цветы,  обыкновенной водой.  Чем же был вызван такой рост? Тут мы обратили внимание на то, что горшок висит практически вплотную к выключателю, а на физике нам рассказывали о воздействии электричества на живые организмы. У нас возникло предположение, что именно близость к электричеству и способствовала столь сильному росту растения.

Цель работы: Изучить влияние электрического тока на рост и развитие растений. Проверить способ более быстрого роста растений

Задачи:

1. Изучить литературу по данному вопросу
2. Отследить основные этапы развития растений.
3. Сравнить рост и развитие трех растений монстеры, посаженных в горшки на разном расстоянии от электрических приборов при прочих равных условиях.
4. Проверить способ более быстрого роста растений
5. Выявить положительные качества и недостатки.
6. Сделать выводы и дать рекомендации об использовании электричества в выращивании растений.

2. Обзор литературы

2.1.Немного истории         Еще в XIX веке ученые установили, что земной шар заряжен отрицательно по отношению к атмосфере. В начале XX столетия на расстоянии 100 Километров от поверхности земли была обнаружена положительно заряженная прослойка - ионосфера. Таким образом, земная поверхность и ионосфера представляют собой два гигантских электрода, создающих электрическое поле, в котором постоянно находятся живые организмы.          Заряды между Землей и ионосферой переносятся аэроионами. Носители отрицательных зарядов устремляются к ионосфере, а положительные аэроионы движутся к земной поверхности, где вступают в контакт с растениями. Чем выше отрицательный заряд растения, тем больше оно поглощает положительных ионов          Можно предположить, что растения определенным образом реагируют на изменение электрического потенциала окружающей среды. Более двухсот лет назад французский аббат П. Берталон заметил, что возле громоотвода растительность пышнее и сочнее, чем на некотором расстоянии от него.

Для Наркевича-Иодко, землевладельца и ученого-исследователя, изучение влияния электричества на растения представляло большой интерес. С целью проведения систематических исследований в этой области он оборудовал в имении Наднеман опытные участки электрокультивирования. Во время опытов под электричеством исследовались посевы ржи, овса, ячменя, кукурузы, гороха, боба, а также плодово-ягодных растений, хмеля. Электрокультивация проводилась и в парниках, и в оранжереях. Учёный особо заботился о чистоте, точности и корректности опытов.

Изучая влияние электричества на растения, ученый пришел к выводу, что электричество оказывает на растения благотворное влияние. Из отчётов следовало, что под воздействием электричества урожайность сельскохозяйственных культур повышалась в сравнении с контрольными замерами на 6-10 процентов. Электричество способствовало ускорению химических процессов, происходящих в почве.

Позднее его соотечественник ученый Грандо выращивал два совершенно одинаковых растения, но одно находилось в естественных условиях, а другое было накрыто проволочной сеткой, ограждавшей его от внешнего электрического поля. Второе растение развивалось медленно и выглядело хуже находящегося в естественном электрическом поле. Грандо сделал заключение, что для нормального роста и развития растениям необходим постоянный контакт с внешним электрическим полем. 

В опытах, проведенных другими исследователями, были получены пестрые результаты.  Так, в одном из экспериментов вокруг делянки, где росла морковь, в почву вставили металлические электроды, через которые время от времени пропускали электрический ток. Урожай превзошел все ожидания - масса отдельных корней достигла пяти килограммов!                 Далее ученые Института физиологии растений им. К. А. Тимирязева АН СССР установили, что фотосинтез идет тем быстрее, чем больше разность потенциалов между растениями и атмосферой. Так, например, если около растения держать отрицательный электрод и постепенно увеличивать напряжение (500, 1000, 1500, 2500 вольт), то интенсивность фотосинтеза будет возрастать. Если же потенциалы растения и атмосферы близки, то растение перестает поглощать углекислый газ.  При перемене полярности электрический ток, напротив, несколько тормозил рост растений.

В 1984 году в журнале "Цветоводство" была опубликована статья об использовании электрического тока для стимуляции корнеобразования у черенков декоративных растений, например у черенков роз. С ними-то и были поставлены опыты в закрытом грунте. Черенки нескольких сортов роз высаживали в перлитовый песок. Дважды в день их поливали и не менее трех часов воздействовали электрическим током (15 В; до 60 мкА). При этом отрицательный электрод подсоединялся к растению, а положительный погружали в субстрат. За 45 дней прижилось 89 процентов черенков, причем у них появились хорошо развитые корни. В контроле (без электростимуляции) за 70 дней выход укорененных черенков составил 75 процентов, однако корни у них были развиты значительно слабее. Таким образом, электростимуляция сократила срок выращивания черенков в 1,7 раза, в 1,2 раза увеличила выход продукции с единицы площади.

Дальнейшее изучение влияния электрического тока на растения позволит еще более активно управлять их продуктивностью. Приведенные факты свидетельствуют о том, что в мире растений еще много непознанного.

2.2. Влияние тока на определённые части растения и ток растений

         Среди многочисленных физиологических процессов, постоянно протекающих в тканях и органах растений, пожалуй, наиболее загадочны биоэлектрические явления. Еще со времени открытия Л. Гальвани электрических процессов в живых тканях электрофизиологам были известны так называемые токи повреждения. При разрезании поперек волокон мышечного аппарата животного и подведении одного контакта гальванометра к срезу, а другого - к продольной неповрежденной поверхности, прибор зафиксировал разность электрических потенциалов в 0,1 В. Последующие измерения токов повреждения на растительных тканях показали аналогичные результаты. Причем поверхности срезов стеблей, листьев, репродуктивных органов и корней всегда по отношению к неповрежденной ткани имели отрицательный заряд. Выяснилось также, что в момент гибели некоторых растительных тканей резко возрастает электрический потенциал.           К настоящему времени получена достаточная информация об электрических явлениях, сопровождающих в растениях процессы фотосинтеза, дыхания, передвижения веществ по их тканям. Открыты электрические ритмы растений. Если, к примеру, поместить в воду кончик корня молодого растения гороха посевного и между различными точками корня и наружной средой (водой) измерять разность потенциалов, этот показатель будет периодически изменяться с интервалом 5-20 мин. Амплитуда этих колебаний снижается по мере удаления от кончика корня, а их частота сильно зависит от температуры окружающей среды. 

Как видим, стимуляция роста под воздействием электрического тока наблюдается в том случае, если к растению присоединяется отрицательный электрод. Это можно объяснить тем, что само растение обычно заряжено отрицательно. Подключение отрицательного электрода увеличивает разность потенциала между ним и атмосферой, а это, как уже отмечалось, положительно сказывается на фотосинтезе. 

Электризация растений активизирует процесс фотосинтеза. У огурцов, помещенных в электрическом поле, фотосинтез протекал в два раза быстрее по сравнению с контрольными. В результате этого у них образовалось в четыре раза больше завязей, которые быстрее, чем у контрольных растений, превратились в зрелые плоды.          Пропуская через растения электрический ток, можно регулировать и корневое питание; ведь нужные растению элементы поступают, как правило, в виде ионов. Весной внутрь дерева вводили электроды, через которые пропускали электрический ток. Продолжительность обработки зависела от конкретной ситуации. После такого воздействия кора обновлялась. 

         Важна и очень интересна роль электрических явлений и в жизни цветков. Процессы опыления и оплодотворения у них зависят от содержания электрических зарядов как в женских генеративных органах, так и в пыльце. Электрический потенциал пыльцевых зерен обусловливает их жизнеспособность и активность. Электризация пестиков, в свою очередь, обеспечивает успешное прорастание родственной пыльцы и образование завязи.  

                   В опылении растений имеется еще одна феноменальная особенность: крылатые охотники за нектаром - насекомые - способны виртуозно брать пыльцу с цветков на лету, даже не прикасаясь к ним. На примере опыления цветущих растений пчелами разгадать их многие секреты помогли исследования энтомолога Э. Эриксона. Оказывается, что вылетающие утром за взятком пчелы уже наэлектризованы и несут вначале отрицательный заряд, который в полете сменяется на положительный. При этом величина заряда зависит от интенсивности солнечной радиации. В солнечный ясный день она обычно достигает максимума к 11-12 ч дня. В это время разность потенциалов между пчелой, возвратившейся в улей, и сотами даже несколько превышает 1 В. Еще большее напряжение (до 1,5 В) создается между пчелой и цветком, с которого она берет нектар.

         Электрический потенциал растений (но с отрицательным значением) при интенсивном фотосинтезе тоже достигает наибольшей величины в полдень. Поэтому чем значительнее разница в зарядах цветка и пчелы, тем больше притягивается к ее мохнатому тельцу пыльцевых зерен, тем прочнее они удерживаются и лучше переносятся с одного растения на другое.  

Электрическое поле влияет не только на взрослые растения, но и на семена. Если их на некоторое время поместить в искусственно созданное электрическое поле, то они быстрее дадут и дружные всходы. Ученые предполагают, что внутри семян в результате воздействия электрическим полем разрывается часть химических связей, что приводит к возникновению осколков молекул, в том числе частиц с избыточной энергией - свободных радикалов. Чем больше активных частиц внутри семян, тем выше энергия их прорастания. По мнению ученых, подобные явления возникают при действии на семена и других излучений: рентгеновского, ультрафиолетового, ультразвукового, радиоактивного. 

Понимая высокую эффективность использования электрической стимуляции растений в сельском и приусадебном хозяйстве, был разработан автономный, не требующий подзарядки долговременный источник низкопотенциального электричества для стимуляции роста растений. Устройство для стимуляции роста растений является продуктом высоких технологий (не имеющий аналогов в мире) и представляет собой самовосстанавливающийся источник питания, преобразующее свободное электричество в электрический ток, образующееся в результате применения электроположительных и электроотрицательных материалов, разделенных проницаемой мембраной и помещенных в газовую среду, без применения электролитов в присутствии нано катализатора. В результате ионизации молекул газа осуществляется перенос низко потенциального заряда от одного материала к другому и возникает ЭДС

В заключение можно отметить, что электрические явления, происходящие в растениях, играют определенную роль в их взаимосвязи с окружающей средой и заслуживают настойчивого изучения. Ограниченность наших знаний об электрическом управлении жизненными процессами растений в первую очередь заключается в отсутствии конкретных представлений о самой системе сигнализации. Ведь пока еще мы не можем объяснить, почему в одном случае импульс возбуждения, идущий из корневой системы, повышает интенсивность фотосинтеза, а в другом - снижает и т. д. Да и многостороннее влияние фотосинтеза на различные процессы в растениях тоже неоднозначно. 

 2.3.Воздействие электромагнитных волн на человека        

         Более 50 лет исследований показали, что электромагнитное поле человека видоизменяется под действием других излучений. Это приводит к развитию, так называемой, «радиоволновой болезни».        

Побочные электромагнитные излучения и наводки нарушают работу многих систем органов. Но наиболее чувствительными к их воздействию оказываются нервная и сердечно-сосудистая.

Согласно статистике последних лет, около трети населения подвержено радиоволновой болезни. Она проявляется через симптомы, знакомые многим:

депрессия, хроническая усталость, бессонница, головные боли, нарушения концентрации внимания, головокружения.

Каждая из систем органов отреагирует на электромагнитное воздействие по-разному. Наиболее чувствительна к воздействию электромагнитных полей на человека центральная нервная система.

Также со временем проявляются негативные последствия для психики – нарушается внимание и память, а в худших случаях проблемы трансформируются в бред, галлюцинации и суицидальные наклонности.

Влияние электромагнитных волн на живые организмы оказывает масштабное воздействие и через кровеносную систему.

Эритроциты, тромбоциты и прочие тельца имеют собственные потенциалы. Под воздействием электромагнитного излучения на человека они могут слипаться. Как результат, происходит закупорка сосудов и ухудшается выполнение транспортной функции крови.

Также ЭМИ снижает проницаемость клеточных мембран. Как результат все ткани, попадающие под излучение, недополучают необходимые кислород и питательные вещества.

Еще одно последствие вреда от электромагнитного излучения – нарушение выработки гормонов. Воздействие на головной мозг и кровеносную систему стимулирует работу гипофиза, надпочечников и других желез.

Половая система также чувствительна к электромагнитному излучению, влияние на человека может при этом быть катастрофическим. У женщин во время первого триместра беременности сильная доза облучения способна привести к выкидышу. А если этого и не случится, то возмущение электромагнитного поля может нарушить нормальный процесс деления клеток, повреждая ДНК. Результат – патологии развития детей.

Исследователи США и Швеции установили факт возникновения опухолей у детей при воздействии на них магнитных полей частоты 60 Гц и напряженностью 2-3 мГс в течение нескольких дней или даже часов. Такие поля излучаются телевизором, персональной ЭВМ. Наблюдения за людьми, которые регулярно пользовались электродрелями, показали неблагоприятное для здоровья действие низкочастотных электромагнитных полей частотой 50 - 60 Гц: ночью у большинства испытуемых повышался в крови уровень мелатонина - гормона шишковидной железы, или эпифиза.

Целое направление медицины– физиотерапия – успешно использует электромагнитное излучение для лечения различных заболеваний.

Первым методом физиотерапии с применением постоянного электрополя считается франклинизация (от имени американского ученого Б. Франклина). Она позволяла улучшить кровообращение, снизить артериальное давление, ускорить заживление ран, обезболить, существенно снизить проявление аллергических реакций.

2.4. Электроток против мутации

         Достаточно большая доза ионизирующего облучения вызывает изменения в наследственном аппарате живой клетки - возникают мутации, различного рода нежелательные перестройки и поломки хромосом. Для предотвращения подобных изменений обычно используют химические вещества. Впервые применив для этой цели электрический ток, ученые показали,- что такое воздействие при определённых условиях может защитить живые клетки от радиационного поражения.

         Моделью исследователям служили бобы вики. Для опытов отбирали проростки длиной в несколько сантиметров и облучали их дозой в 250 рентген. Но при этом на одни растения воздействовали электрическим током до облучения, на другие - после облучения. Затем проростки 22 часа держали в термостате, а уже после этого исследовали под микроскопом.После «чистого» облучения (без воздействия током) количество клеток с хромосомными нарушениями составляет 47 процентов - намного больше, чем у контрольных растений (в клетках, не подвергавшихся облучению, мутации образуются только в двух процентах случаев). Когда растение обрабатывали током, количество поражённых клеток было значительно меньшим, чем в случае «чистого» облучения - результат зависел от условий, при которых на растение действовал электрический ток. Лучше всего защитные свойства электричества проявились в том случае, когда корешок до облучения подносили к положительному электроду (аноду) - тогда поражений было почти в два раза меньше.

         Механизм этого явления пока полностью не объяснен, но авторы считают, что защитный эффект тока связан с перераспределением ионов между различными тканями растения.

3. Исследование и обсуждение результатов

3.1.Исследование

Мы пытались установить, как электрический ток влияет на рост и развитие растений. Опыт представлял собой наблюдение. Мы выбрали три одинаковых растения монстеры и поместили их в одинаковые условия. Они висели в горшках на стене, почва была взята с пришкольного участка, освещение достаточное и одинаковое для всех растений, полив регулярный, удобрения не вносились.

Данные наблюдений заносили в таблицу.

По результатам наблюдений нами были сделаны следующие выводы. Растение монстера лучше растет в непосредственной близости от электрических приборов. У растения, посаженного в середине  показатели роста средние. Самые низкие показатели роста у растения, находящегося дальше всех от электрического воздействия (Приложение №1).

Для проверки достоверности полученных результатов мы проделали следующий опыт. Взяли 6 луковиц и поместили их в воду для выращивания перьев. Одну пару поместили под сильное воздействие магнитного поля, другую  под более слабое воздействие магнитное поля, и третья пара контрольные не подвергалась воздействию магнитного поля. Мы собрали цепь, состоящую из последовательно соединённых блока питания, резистора и амперметра. Сила тока в первом образце равна 1.8 Ампера, во втором  0.4. Ежедневно на протяжении месяца  с 8:00 до 17:00 происходило воздействие на первые две пары. Мы получили следующие результаты. У контрольных образцов корешки появились примерно через неделю, когда у второго уже на пятый день, а у первого на четвёртый. Листья у контрольных растений появились через две недели, когда у второй пары на десятый, а у первого на восьмой. Самое большое количество листьев у первой пары – 12, в то время как,  у второй 9, а у третьей 8. Самая большая средняя длина листьев у первой пары около 25 см, дальше у второй пары 20, а у контрольных всего около 15.

Таким образом мы убедились, что магнитное поле благоприятно сказывается на росте и развитии растений (Приложение №2).

         По полученным результатам моего исследования, я рекомендую для улучшения роста и развития растений оказывать на них слабые электрические воздействия, которые приводят к положительному результату, хоть и занимают много времени. Сильные электрические воздействия могут негативно сказаться на росте и развитии растений.

 4.Заключение

 Поставленные в начале работы задачи в ходе ее выполнения были полностью выполнены. Так, в результате проделанной работы, нам удалось:

1. Изучить литературу по данному вопросу
2. Отследить основные этапы развития растений.
3. Сравнить рост и развитие трех растений монстеры, посаженных в горшки на разном расстоянии от электрических приборов при прочих равных условиях.
4. Проверить способ более быстрого роста растений
5. Выявить положительные качества и недостатки.
6. Сделать выводы и дать рекомендации об использовании электричества в выращивании растений

5. Список использованных источников литературы

1.http://the-mostly.ru/misc/electricity_against_mutation.html

2.http://www.1958ypa.ru/abd.html

3.http://www.valleyflora.ru/16.html        

4. http://www.plam.ru/nauchlit/tainaja_zhizn_rastenii/p13.php
5. http://www.rusnauka.com/7_PNI_2015/Agricole/5_188433.doc.htm
6. http://www.gazetasadovod.ru/veg/3617-rasteniya-i-elektrichestvo.html
7. http://clubbrain.ru/referatu-botanika/energiya-i-rasteniya/
8. http://s30668802513.mirtesen.ru/blog/43473643889/Komnatnaya-pyishnaya-monstera-–-uhod-i-osobennosti-rasteniya
9. http://goldname.by/index.php/scientific-activities/elektrichestvo-i-rost-rastenij
10. http://vseotravleniya.ru/izluchenie/elektromagnitnoe.html
11. http://nsp-zdorovje.narod.ru/eko/f-vlijanije-EM.html

Приложение №1

Приложение №2

Просмотров работы: 48

school-science.ru

Растения защищаются от жары электричеством

Электрические изменения в растительных клетках поддерживают фотосинтез, эффективность которого уменьшается при повышении температуры.

Исследователи из Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского пишут в своей статье в Frontiers in Physiology, что сопротивляться жаре растениям помогают электрические потенциалы, возникающие у них в листьях при повышении температуры. 

Сразу скажем, что удивляться растительному электричеству слишком сильно не стоит: электрические явления в живых клетках возникают благодаря перегруппировке положительных и отрицательных ионов по обе стороны клеточной мембраны, и происходит это и в клетках животных, и в клетках растений. Сами электрические явления притом бывают довольно разными, в зависимости от того, какие ионы перегруппировываются, какие рецепторы на мембранах работают, и как меняются электрические характеристики клеток, так что здесь часто говорят о локальных электрических реакциях в целом. 

Известно, что подобные электрические реакции возникают у растений в ответ на самые разные раздражители, от механических до температурных, однако в предыдущих подобных экспериментах речь шла о довольно высоких температурах – около 50 °С и выше. На самом же деле, как говорится в статье в Frontiers in Physiology, клетки листьев электрически реагируют уже даже при 30 °С; а при дальнейшем повышении температуры до 40 °С и 45 °С появляются добавочные электрические реакции. Причем «электроизменения» в клетках листьев явно помогают приспособиться растениям к высокой температуре. Известно, что фотосинтез не любит жару – его эффективность тем меньше, чем жарче вокруг (это легко определить по количеству углекислого газа, поглощаемого растениями). Ранее было замечено, что электрические изменения в растительных клетках как-то связаны с устойчивостью фотосинтетических реакций к нагреву. Теперь же удалось ясно показать, что это происходит действительно благодаря электрическим реакциям.

Исследователи сравнивали разные параметры электрических изменений, такие, как частота и амплитуда, и оказалось, что чем выше амплитуда и чем чаще возникают электрические скачки, и чем раньше они начинаются, тем лучше обстоят дела с фотосинтезом при повышении температуре.

Важно, что «электрическая защита» срабатывает, как было сказано выше, даже при умеренной жаре (т. е. даже около 30 °С), и хотя эксперименты ставили на горохе, можно предположить, что электрические реакции в ответ на повышение температуры есть и у других растений. И здесь можно подумать о том, как стимулировать такой механизм защиты у сельскохозяйственных культур, чтобы их продуктивность не уменьшилась в случае климатических неприятностей.

Исследования выполнены при поддержке Российского научного фонда.

www.nkj.ru

Проектная работа "Растения и их электрический потенциал"

ФИЗИКА

БИОЛОГИЯ

Растения и их электрический потенциал.

Выполнил: Маркевич В.В.

ГБОУ ООШ № 740 г. Москва

9 класс

Руководитель: Козлова Виолетта Владимировна

учитель физики и математики

г. Москва 2013

Содержание

1. Введение

   1. Актуальность

   2. Цели и задачи работы

   3. Методы исследования

   4. Значимость работы

2. Анализ изученной литературы по теме «Электричество в жизни

растений»

1. 1. История исследования электрических свойств растений

   2. Биоэлектрические потенциалы в клетках растений

   3. Влияние атмосферного электричества на растения

   4. Ионизация воздуха в помещении

2. Методика и техника исследования

   1. Исследование токов повреждения у различных растений

      1. Эксперимент №1 (с лимонами)

      2. Эксперимент №2 (с яблоком)

      3. Эксперимент №3 (с листом растения)

   2. Исследование влияния электрического поля на прорастание семян

      1. Эксперименты по наблюдению влияния ионизованного воздуха на прорастание семян гороха

      2. Эксперименты по наблюдению влияния ионизованного воздуха на прорастание семян бобов

   3. Выводы

3. Заключение

4. Литература

«Как ни удивительны электрические явления,

присущие неорганической материи, они не идут

ни в какое сравнение с теми, которые связаны с

жизненными процессами».

Майкл Фарадей

В данной работе мы обращаемся к одному из самых интересных и перспективных направлений исследований – влиянию физических условий на растения.

Изучая литературу по данному вопросу, я узнал, профессору П. П. Гуляеву с помощью высокочувствительной аппаратуры удалось установить, что слабое биоэлектрическое поле окружает любое живое и еще точно известно: каждая живая клетка имеет свою собственную электростанцию. И клеточные потенциалы не так уж малы. Например, у некоторых водорослей они достигают 0,15 В.

«Если 500 пар половинок горошин собрать в определенном порядке в серии, то конечное электрическое напряжение составит 500 вольт… Хорошо, что повар не знает об опасности, которая ему угрожает, когда он готовит это особенное блюдо, и к счастью для него, горошины не соединяются в упорядоченные серии». Это высказывание индийского исследователя Дж. Босса базируется на строгом научном эксперименте. Он соединял внутренние и внешние части горошины с гальванометром и нагревал до 60°С. Прибор при этом показывал разность потенциалов 0,5 В.

Каким образом это происходит? На каком принципе работают живые генераторы и батареи? Заместитель заведующего кафедрой живых систем Московского физико-технического института кандидат физико-математических наук Эдуард Трухан считает, что один из самых главных процессов, протекающих в клетке растения, - процесс усвоения солнечной энергии, процесс фотосинтеза.

Так что, если в тот момент ученым удастся «растащить» положительно и отрицательно заряженные частицы в разные стороны, то, по идее, мы получим в свое распоряжение замечательный живой генератор, топливом для которого служили бы вода и солнечный свет, а кроме энергии, он бы еще производил и чистый кислород.

Возможно, в будущем такой генератор и будет создан. Но для осуществления этой мечты ученым придется немало потрудиться: нужно отобрать наиболее подходящие растения, а может быть, даже научиться изготавливать хлорофилловые зерна искусственно, создать какие-то мембраны, которые бы позволили разделять заряды. Оказывается, живая клетка, запасая электрическую энергию в природных конденсаторах – внутриклеточных мембранах особых клеточных образований, митохондрий, потом использует ее для произведения очень многих работ: строительства новых молекул, затягивания внутрь клетки питательных веществ, регулирования собственной температуры… И это еще не все. С помощью электричества производит многие операции и само растение: дышит, движется, растет. [8]

Актуальность

Уже сегодня можно утверждать: изучение электрической жизни растений несет пользу сельскому хозяйству. Еще И. В. Мичурин проводил опыты по влиянию электрического тока на прорастание гибридных сеянцев.

Предпосевная обработка семян – важнейший элемент агротехники, позволяющий повышать их всхожесть, а в конечном итоге – урожайность растений.А это особенно важно в условиях нашего не очень длинного и теплого лета.

Цели и задачи работы

Целью работы является исследование наличия биоэлектрических потенциалов у растений и исследование влияния электрического поля на прорастание семян.

Для достижения цели исследования необходимо решить следующие задачи:

1. Изучение основных положений, касающихся учения о биоэлектрических потенциалах и влияния электрического поля на жизнедеятельность растений.

2. Проведение экспериментов по обнаружению и наблюдению токов повреждения у различных растений.

3. Проведение экспериментов по наблюдению влияния электрического поля на прорастание семян.

Методы исследования

Для выполнения задач исследования используется теоретический и практический методы. Теоретический метод: поиск, изучение и анализ научной и научно-популярной литературы по данному вопросу. Из практических методов исследования используется: наблюдение, измерение, проведение экспериментов.

Значимость работы

Материал данной работы может быть использован на уроках физики и биологии, так как в учебниках этот важный вопрос не освещается. А методика проведения экспериментов – как материал для практических занятий элективного курса.

История исследования электрических свойств растений

Один из характерных признаков живых организмов – способность к раздражению.

Чарльз Дарвин придавал важное значение раздражимости растений. Он детально изучил биологические особенности насекомоядных представителей растительного мира, отличающихся высокой чувствительностью, и результаты исследований изложил в замечательной книге «О насекомоядных растениях», вышедшей в свет в 1875 году. Кроме того, внимание великого натуралиста привлекли различные движения растений. В совокупности все исследования наводили на мысль, что растительный организм удивительно схож с животным.

Широкое использование электрофизиологических методов позволило физиологам животных достичь значительного прогресса в этой области знаний. Было установлено, что в организмах животных постоянно возникают электрические токи (биотоки), распространение которых и приводит к двигательным реакциям. Ч. Дарвин предположил, что сходные электрические явления имеют место и в листьях насекомоядных растений, обладающих довольно сильно выраженной способностью к движению. Однако сам он не проверял эту гипотезу. По его просьбе эксперименты с растением Венерина мухоловка были проведены в 1874 году физиологом Оксфордского университета Бурданом Сандерсоном. Подсоединив лист этого растения к гальванометру, ученый отметил, что стрелка тотчас же отклонилась. Значит, в живом листе этого насекомоядного растения возникают электрические импульсы. Когда исследователь вызвал раздражение листьев, прикоснувшись к расположенным на их поверхности щетинкам, стрелка гальванометра отклонилась в противоположную сторону, как в опыте с мышцей животного.

Немецкий физиолог Герман Мунк, продолживший опыты, в 1876 году пришел к заключению, что листья венериной мухоловки в электромоторном отношении подобны нервам, мускулам и электрическим органам некоторых животных.

В России электрофизиологические методы были использованы Н. К. Леваковским для изучения явлений раздражимости у стыдливой мимозы. В 1867 году он опубликовал книгу под названием «О движении раздражимых органов растений». В экспериментах Н. К. Леваковского самые сильные электрические сигналы наблюдались в тех экземплярах мимозы, которые наиболее энергично отвечали на внешние раздражители. Если мимозу быстро убить нагреванием, то мертвые части растения не вырабатывают электрических сигналов. Возникновение электрических импульсов автор наблюдал также в тычинках бодяка и чертополоха, в черешках листьев росянки. Впоследствии было установлено, что в любом растении можно обнаружить возникновение электрических потенциалов.

Биоэлектрические потенциалы в клетках растений

Жизнь растений связана с влагой. Поэтому электрические процессы в них наиболее полно проявляются при нормальном режиме увлажнения и затухают при увядании. Это связано с обменом зарядами между жидкостью и стенками капиллярных сосудов при протекании питательных растворов по капиллярам растений, а также с процессами обмена ионами между клетками и окружающей средой. Важнейшие для жизнедеятельности электрические поля возбуждаются в клетках.

Итак‚ нам известно‚ что…

1. Несомая ветром цветочная пыльца имеет отрицательный заряд‚ приближающийся по величине к заряду пылинок при пылевых бурях. Вблизи теряющих пыльцу растений резко изменяется соотношение между положительными и отрицательными легкими ионами‚ что благоприятно сказывается на дальнейшем развитии растений.

2. В практике распыления ядохимикатов в сельском хозяйстве выяснено‚ что на свеклу и яблоню в большей мере осаждаются химикаты с положительным зарядом‚ на сирень - с отрицательным.

3. Одностороннее освещение листа возбуждает электрическую разность потенциалов между освещенными и неосвещенными его участками и черешком‚ стеблем и корнем. Эта разность потенциалов выражает реакцию растения на изменения в его организме‚ связанные с началом или прекращением процесса фотосинтеза.

4. Прорастание семян в сильном электрическом поле (например‚ вблизи коронирующего электрода) приводит к изменениям высоты и толщины стебля и густоты кроны развивающихся растений. происходит это в основном благодаря перераспределению в организме растения под влиянием внешнего электрического поля объемного заряда.

5. Поврежденное место в тканях растений всегда заряжается отрицательно относительно неповрежденных участков‚ а отмирающие участки растений приобретают отрицательный заряд по отношению к участкам‚ растущим в нормальных условиях.

6. Заряженные семена культурных растений имеют сравнительно высокую электропроводность и поэтому быстро теряют заряд. Семена сорняков ближе по своим свойствам к диэлектрикам и могут сохранять заряд длительное время. Это используется для отделения на конвейере семян культурных растений от сорняков.

7. Значительные разности потенциалов в организме растений возбуждаться не могут‚ поскольку растения не имеют специализированного электрического органа. Поэтому среди растений не существует «древа смерти»‚ которое могло бы убивать живые существа своей электрической мощностью.[6]

Влияние атмосферного электричества на растения

Одна из характерных особенностей нашей планеты – наличие постоянного электрического поля в атмосфере. Человек не замечает его. Но электрическое состояние атмосферы не безразлично для него и других живых существ, населяющих нашу планету, включая растения. Над Землей на высоте 100-200 км, существует прослойка из положительно заряженных частиц – ионосфера.Значит, когда идешь по полю, улице, скверу, то движешься в электрическом поле, вдыхаешь электрические заряды.

Влияние атмосферного электричества на растения исследовалось с 1748 года многими авторами. В этом году аббат Нолет сообщал об экспериментах, в которых он электризовал растения, поместив их под заряженные электроды. Он наблюдал ускорение прорастания и роста. Грандиеу (1879) наблюдал, что растения, которые не подвергались влиянию атмосферного электричества, так как были помещены в проволочный сеточный заземленный ящик, показали уменьшение веса на 30 – 50% по сравнению с контрольными растениями.

Лемстрем (1902) подвергал растения действию ионов воздуха, располагая их под проволокой, снабженной остриями и подключенной к источнику высокого напряжения (1 м над уровнем земли, ток ионов 10-11 – 10-12 А/см2), и он нашел увеличение в весе и длине больше, чем на 45% (например, морковь, горох, капуста).

Тот факт, что рост растений ускорялся в атмосфере с искусственно увеличенной концентрацией положительных и отрицательных малых ионов недавно подтвердился Круегером и его сотрудниками. Они нашли, что семена овса реагировали на положительные, а также отрицательные ионы (концентрация около 104 ионов/см3) увеличением на 60% общей длины и увеличением свежего и сухого веса на 25-73%. Химический анализ надземных частей растений обнаружил увеличение содержание протеина, азота и сахара. В случае ячменя имело еще большее увеличение (приблизительно на 100%) в общем удлинении; увеличение в свежем весе не было большим, но существовало заметное увеличение в сухом весе, которое сопровождалось соответствующим увеличением содержания протеина, азота и сахара.

Эксперименты с семенами растений также проводил Ворден. Он нашел, что прорастание зеленых бобов и зеленого горошка становилось более ранним при увеличении уровня ионов любой полярности. Конечное процентное отношение проросших семян было более низким при отрицательной ионизации по сравнению с контрольной группой; прорастание в положительно ионизированной группе и контрольной было одинаковым. По мере роста сеянцев контрольные и положительно ионизированные растения продолжали свой рост, в то время как растения, подвергавшиеся отрицательной ионизации, в большинстве чахли и погибали.

Влияние в последние годы произошло сильное изменение электрического состояния атмосферы; различные районы Земли стали отличаться друг от друга по ионизированному состоянию воздуха, которое обусловлено его запыленностью, загазованностью и т.д. Электрическая проводимость воздуха – чуткий индикатор его чистоты: чем больше в воздухе посторонних частиц, тем больше число ионов оседает на них и, следовательно, меньше становится электропроводимость воздуха.Так, в Москве в 1 см3 воздуха содержится 4 отрицательных заряда, в Санкт-Петербурге – 9 таких зарядов, в Кисловодске, где эталон чистоты воздуха – 1,5 тыс. частиц, а на юге Кузбасса в смешанных лесах предгорья количество этих частиц доходит до 6 тысяч. Значит, где больше отрицательных частиц, там легче дышится, а где пыль – человеку достается их меньше, так как пылинки оседают на них.Хорошо известно, что возле быстро текущей воды воздух освежает и бодрит. В нем много отрицательных ионов. Еще в XIX веке было определено, что более крупные капли в брызгах воды заряжены положительно, а капли поменьше – отрицательно. Поскольку большие капли оседают быстрее, в воздухе остаются отрицательно заряженные маленькие капельки.Наоборот, воздух в тесных помещениях с обилием разного рода электромагнитных приборов насыщен положительными ионами. Даже сравнительно непродолжительное нахождение в таком помещении приводит к заторможенности, сонливости, головокружениям и головным болям.[9]

Исследование токов повреждения у различных растений.

• 3 лимона, яблоко, помидор, лист растения;

• 3 блестящих медных монеты;

• 3 оцинкованных винта;

• провода, желательно с зажимами на концах;

• небольшой нож;

• несколько клеящихся листочков;

• низковольтный светодиод 300мВ;

• гвоздь или шило;

• мультиметр.

Эксперименты по обнаружению и наблюдению токов повреждения у растений

Техника выполнения эксперимента № 1. Ток в лимонах.

Вкрутили в лимоны оцинкованный винт приблизительно на треть его длины. При помощи ножа осторожно вырезали в лимоне небольшую полосу - на 1/3 его длины. Вставили в щель в лимоне медную монету таким образом, чтобы половина ее осталась снаружи.

Вставили таким же образом винты и монеты в другие два лимона. Затем подключили провода и зажимы, соединили лимоны таким образом, чтобы винт первого лимона подключался к монете второго и т.д. Подключили провода к монете из первого лимона и винту из последнего. Лимон работает как батарейка: монета - положительный (+) полюс, а винт - отрицательный (-). К сожалению, это очень слабый источник энергии. Но его можно усилить, соединив несколько лимонов.

Подключили положительный полюс диода к положительному полюсу батареи, подключили отрицательный полюс. Диод горит!!!

5. Со временем напряжение на полюсах лимонной батареи уменьшится. Заметили, насколько хватит лимонной батареи. Через некоторое время лимон потемнел возле винта. Если удалить винт и вставить его же (или новый) в другое место лимона, то можно частично продлить срок работы батареи. Можно еще попробовать помять батарею, время от времени передвигая монеты.

6. Провели эксперимент с большим количеством лимонов. Диод стал светиться ярче. Батарея теперь работает дольше.

7. Использовали кусочки цинка и меди большего размера.

8. Взяли мультиметр, измерили напряжение батареи. Результаты измерений поместили в таблицу.

Техника выполнения эксперимента № 2. Ток в яблоках.

1. Яблоко разрезали пополам, удалили сердцевину.

2. Если оба электрода, отведенных к мультиметру, приложить к наружной стороне яблока (кожуре), мультиметр не зафиксирует разности потенциалов.

3. Один электрод перенесли во внутреннюю часть мякоти, и мультиметр отметит появление тока повреждения.

4. Проведем эксперимент с овощами - томатами.

5. Результаты измерений поместили в таблицу.

другой – в мякоти яблока

0,21 В

3

Электроды в мякоти разрезанного яблока

0‚05 В

4

Электроды в мякоти помидора

0‚02 В

Техника выполнения эксперимента № 3. Ток в срезанном стебле.

1. Отрезали лист растения со стеблем.

2. Измерили токи повреждения у срезанного стебля на различном расстоянии между электродами.

3. Результаты измерений поместили в таблицу.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

• В любом растении можно обнаружить возникновение электрических потенциалов.

• Электрический потенциал зависит от вида и размеров растений, от расстояния между электродами.

Исследование влияния электрического поля на прорастание семян.

Инструменты и материалы

• семена гороха, бобов;

• чашки Петри;

• аэроионизатор;

• часы;

• вода.

Эксперименты по наблюдению влияния ионизованного воздуха на прорастание семян

Техника выполнения эксперимента №1

1. Для опыта взяли семена гороха и бобов, замочили в чашках Петри и поместили в разных помещениях с одинаковой освещенностью и комнатной температурой. В одном из помещений установили аэроионизатор – прибор для искусственной ионизации воздуха.

2. Ежедневно включали ионизатор на 10 минут.

3. Каждый день увлажняли семена гороха, бобов и наблюдали, когда семена проклюнутся.

4. Хронометраж опытов поместили в таблицах.

(5 не проросли)

10.03.09

Увеличение ростков

у 10 семян (3 не проросли)

Увеличение ростков

11.03.09

Увеличение ростков

у 10 семян (3 не проросли)

Увеличение ростков

12.03.09

Увеличение ростков

Увеличение ростков

(4 не проросли)

11.03.09

Увеличение ростков семян

Прорастание 2 семян

(2 не проросли)

12.03.09

Увеличение ростков семян

Увеличение ростков семян

Результаты исследования

Результаты эксперимента свидетельствуют, что прорастание семян более быстрое и успешное под действием электрического поля ионизатора.

Порядок выполнения эксперимента №2

1. Для опыта взяли семена гороха и бобов, замочили в чашках Петри и поместили в разных помещениях с одинаковой освещенностью и комнатной температурой. В одном из помещений установили аэроионизатор – прибор для искусственной ионизации воздуха.

2. Ежедневно включали ионизатор на 20 минут.

3. Каждый день увлажняли семена гороха, бобов и наблюдали, когда семена проклюнутся.

4. Хронометраж опыта поместили в таблице.

Прорастание 9 семян

(3 не проросли)

19.03.09

Прорастание 2 семян

(4 не проросли)

Увеличение ростков семян

20.03.09

Увеличение ростков семян

Увеличение ростков семян

21.03.09

Увеличение ростков семян

Увеличение ростков семян

(с обработанными семенами)

Контрольная чашка

15.03.09

Замачивание семян

Замачивание семян

16.03.09

Набухание семян

Набухание семян

17.03.09

Без изменений

Без изменений

18.03.09

Прорастание 3 семян

(5 не проросли)

Прорастание 4 семян

(4 не проросли)

19.03.09

Прорастание 3 семян

(2 не проросли)

Прорастание 2 семян

(2 не проросли)

20.03.09

Увеличение ростков

Прорастание 1 семени

(1 не проросло)

21.03.09

Увеличение ростков

Увеличение ростков

Результаты исследования

Результаты эксперимента свидетельствуют, что более длительное воздействие электрического поля отрицательно подействовало на прорастание семян. Они проросли позже и не столь успешно.

Порядок выполнения эксперимента №3

1. Для опыта взяли семена гороха и бобов, замочили в чашках Петри и поместили в разных помещениях с одинаковой освещенностью и комнатной температурой. В одном из помещений установили аэроионизатор – прибор для искусственной ионизации воздуха.

2. Ежедневно включали ионизатор на 40 минут.

3. Каждый день увлажняли семена гороха, бобов и наблюдали, когда семена проклюнутся.

4. Хронометраж опытов поместили в таблицах

(4 не проросли)

05.04.09

Без изменений

Увеличение ростков

06.04.09

Прорастание 2 семян

(10 не проросли)

Увеличение ростков

07.04.09

Увеличение ростков

Увеличение ростков

Прорастание 3 семян

(4 не проросли)

06.04.09

Прорастание 2 семян

(5 не проросли)

Прорастание 2 семян

(2 не проросли)

07.04.09

Увеличение ростков

Увеличение ростков

Результаты исследования

Результаты эксперимента свидетельствуют, что более длительное воздействие электрического поля отрицательно подействовало на прорастание семян. Прорастание их заметно понизилось.

ВЫВОДЫ

• В любом растении можно обнаружить возникновение электрических потенциалов.

• Электрический потенциал зависит от вида и размеров растений, от расстояния между электродами.

• Обработка семян электрическим полем в разумных пределах приводит к ускорению процесса прорастания семян и более успешному их прорастанию.

• После обработки и анализа экспериментальных и контрольных образцов можно сделать предварительный вывод – увеличение времени облучения электростатическим полем действуют угнетающе, так как качество прорастания семян ниже при увеличении времени ионизации.

В настоящее время вопросам влияния электрических токов на растения посвящены многочисленные исследования ученых. Влияние электрических полей на растения до сих пор еще тщательно изучается.

Исследования, выполненные в Институте физиологии растений, позволили установить зависимость между интенсивностью фотосинтеза и значением разности электрических потенциалов между землей и атмосферой. Однако еще не исследован механизм, лежащий в основе этих явлений.

Приступая к исследованию, мы ставили перед собой цель: определить влияние электрического поля на семена растений.

После обработки и анализа экспериментальных и контрольных образцов можно сделать предварительный вывод – увеличение времени облучения электростатическим полем действуют угнетающе. Мы считаем, что данная работа не закончена, так как получены только первые результаты.

Дальнейшие исследования по данному вопросу можно продолжить по следующим направлениям:

1. Повлияла ли обработка семян электрическим полем на дальнейший рост растений?

1. Богданов К. Ю. Физик в гостях у биолога. - М.: Наука, 1986. 144 с.

2. Воротников А.А. Физика – юным. – М: Харвест, 1995-121с.

3. Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. – М: Просвещение, 1971-158с.

4. Перельман Я.И. Занимательная физика. – М: Наука, 1976-432с.

5. Артамонов В.И. Занимательная физиология растений. – М.: Агропромиздат, 1991.

6. Арабаджи В. И. Загадки простой воды.- М.: «Знание», 1973.

7. http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/163.html

8. http://www.npl-rez.ru/litra/bios.htm

9. http://www.ionization.ru

infourok.ru

Смотрите также

• 
  Электричество в растениях
• 
  Растения юга россии
• 
  Комнатные растения аллергенные
• 
  Аллергенные комнатные растения
• 
  Растения крайнего севера
• 
  Растения соснового леса
• 
  Сложные названия растений
• 
  Маранта фото растение
• 
  Растения мурманской области
• 
  Растения в польше
• 
  Егэ ткани растений