Биология и физиология продукционных процессов у растения огурца

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему:

БИОЛОГИЯ И ФИЛИОЛОГИЯ ПРОДУКЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ У РАСТЕНИЯ ОГУРЦА

Содержание

Введение

1. Морфологические и биологические особенности огурца

2. Описание пчелоопыляемых и партенокарпических гибридов культуры огурца в открытом грунте

2.1 Пчелоопыляемые гибриды

2.2 Партенокарпические гибриды

3. Филиология продукционных процессов у огурцов

3.1 Световой режим

3.2 Тепловой режим

3.3 Водный режим

3.4 Пищевой режим

3.5 Воздушно-газовый режим

4. Экспериментальная часть

4.1 Задачи и актуальность исследования (опыта № 1)

4.2 Методика проведения опыта № 1

4.3 Результаты исследования опыта № 1

4.4 Задачи и актуальность исследования (опыта № 2)

4.6 Результаты исследования опыта № 2

Выводы

Список используемой литературы

Введение

Огурец - овощная культура, однолетнее травянистое растение, относящееся к семейству тыквенных.

Огурец - тропическая лиана, которая прижилась на наших огородах.

Причем произошло это сравнительно недавно, если учесть, что пять тысяч лет назад в Индии тоже любили свежие огурчики, а через два тысячелетия, открыли вкус огурцов, засоленных в кадках. Египтяне ценили огурцы. На огороды наших предков огурцы попали из Византии. Греки, которые жили там называли их "аорос", то есть недозрелые овощи.

Родиной огурца считают Индию, где он был известен более 3 тыс. лет до н. е. Это однодомные растение с ползучим или таким, что лазит стеблем. Имеет мужские цветки с тычинками и пыльцой и женские с пестиком, состоящий из нижней завязи, столбика и рыльца. Огурец - однолетнее теплолюбивое перекрестноопыляющееся растение с раздельнополыми цветками (часть цветков - обоеполые), относится к семейству Тыквенные. На одном растении растут мужские цветки с тычинками и пыльцой и женские с пестиком, состоящий из нижней завязи, столбика и рыльца. Из всех овощных культур огурец является одним из самых распространенных и любимых овощей. Его употребляют в течение всего года в свежем, малосольные, маринованном и соленом виде. Из него готовят салаты и окрошки, супы и рассольники. Пищевая ценность определяется его своеобразными вкусовыми качествами, способствующими отличном аппетита и усвоению пищи. Также огурец обладает лечебными свойствами: способствует растворению камней в почках, устраняет подагрические опухоли, предупреждает развитие атеросклероза.

1. Морфологические и биологические особенности огурца

Огурец - травянистое однолетнее растение, по таксономическим категориям:

Царство - Растения (Plantae)

Отдел - Покрытосеменные (Magnoliophyta)

Класс - Двудольные (Dicotylйdones)

Порядок - Тыквецветные (Cucurbitales)

Семейство - Тыквенные (Cucurbitaceae L.)

Вид - Огурец обыкновенный (Cucumis sativus L.)

По морфологическим признакам, огурец имеет такое строение. (рисунок 1) Листья: расположены очередно. Цельная пятиугольной формы, немного лопастная листовая пластинка, имеет глубокую выемку в месте прикрепления черешка. Лист, как и стебель опушен, край листа имеет зубчатую форму. Длина стреляющегося стебля - 150-200 см. Побеги первого порядка, равны зачастую главному стеблю, по количеству составляют 2-6 штук. Далее располагаются побеги второго порядка. Не исключены случаи образования побегов третьего порядка. На морфологическое строение растения, в частности длину стебля и побегов существенно влияют условия выращивания. Например, в тепличных условиях длина главного стебля растения может превышать 5 м.

Рисунок 1 - Морфологические особенности огурца посевного (Cucumis sativus L.)

Плод огурца изумрудно-зеленого цвета, пузырчатой, вытянутой формы, многосемянной, сочный. Такое строение плода характерно для данного семейства и называется - тыквина. По ботанической характеристике плод огурца - ложный. Форма и размеры зависят от сорта культуры.

Плод огурца имеет три-четыре семенных камеры. Форма - овально-трехгранная, бывает четырехгранная. Грани с выраженными бороздами. Для сортов, у которых плотная мякоть зеленца характерно около десяти продольных выступов - "ребер". Поверхность плода имеет опушение с волосками или шипами, которые расположены на бугорках. По величине плода различают сорта с мелкими плодами - до 8 см, средними - 8-11 см, крупными - 12-18 см, очень крупные достигают 18 см. Плод огурца содержит от 100 до 400 семян, в зависимости от сорта и условий выращивания. Полная семенная зрелость наступает на 30-50 день после цветения.

В случае своевременного отбора зеленцов, вегетативная часть продолжает расти до осеннего похолодания.

Для огурцов выделили детерминантные формы и "кустовые". Для кустовой формы характерно прекращение роста после образования 10-12 узлов. Для аграрного дела, такие формы снижают затраты труда на уборку урожая и прополку посевов.

Корень огурца по типу корневой системы - стержневой, разветвленный (рисунок 2). Основная часть (около 30 см) находится в субстрате. Основным физиологическим свойством данной корневой системы является высокая поглотительная способность.

Климатические и почвенный факторы имеют значительное влияние на рост и развитие корней культуры огурца.

Для северных и центральных районов характерно расположение в верхнем слое почвы (до 30 см)

Рисунок 2 - Корень огурца

Максимальная глубина проникновения корней может варьировать от 80 до 120 см, при этом отмечено что для первого периода роста корни располагаются поверхностно, а далее резко меняют свое расположение на вертикальное.

В период интенсивного вегетативного роста, если почва хорошо увлажнена, на подсемядольном колене образуются многочисленные придаточные корни. При наступлении засухи эти корни обычно отмирают.

Для культуры огурца характерно наличие женских и мужских цветков в однодомном растении. В пазухе листа одиночно или парами располагаются женские цветки. Соцветие из 5-7 цветков, представленные кистью или щитком характерно для мужских цветков.

У огурца, цветки расположены в каждом узле. Такой узел вмещает лист, почку, усик и боковой побег. Развитие усиков и боковых побегов происходит в полной мере в каждом узле. У 3-5 узлов нижней части растения усиков нет. Особенностью боковых побегов является их укороченная форма, а также наличие зачатков листьев и отсутствие усиков, поэтому на этих побегах происходит более позднее цветение и развитие плодов. Поздним сортам огурцов свойственно свойственно образования плодов на укороченных побегах. Эти побеги представляют собой "резерв плодоношения", который используется растением под конец вегетации.

В наше время, благодаря работе селекционеров выведены такие сорта и гибриды культур огурца, которые обладают частичной двудомностью. Эти двудомные сорта имеют три типа растений. Первые - растения с "женским типом", им присущи женские цветки. В свою очередь для "мужского типа" характерно наличие мужских цветков.

У промежуточного типа растений образовываются поровну женские и мужские цветки. Тепличные хозяйства в основном возделывают растения с женским типом.

Огурцы по типу опыления можно разделить на пчелоопыляемые и партенокарпические (бессемейные). Для пчелоопыляемых огурцов характерна сыпучесть пыльцы, их опыление происходит перекрестно, с участием насекомых-опылителей. При этом на растениях обычных раздельнополых сортов иногда появляются единичные обоеполые цветки. Недостаток опыления отрицательно сказывается на урожае и дальнейшем размножение этой культуры. Партенокарпические гибриды огурца обладают многим преимуществом по сравнению с пчелоопыляемыми: мощный рост и высокая облиственность, густота стояния в 2-2,5 раз меньше. Следовательно результатом этих факторов является экономия семян и рассады, а также сокращение затрат труда на уход за растениями, отсутствие затрат на пчел.

Огурец посевной относится к теплолюбивым и влаголюбивым растениям. Температура при которой прекращается ростовой процесс ниже 14,5⁰С и выше 42⁰С. Самый интенсивный рост огурца, можно наблюдать при температурных значениях 28-32 ⁰С.

2. Описание пчелоопыляемых и партенокарпических гибридов культуры огурца в открытом грунте

2.1 Пчелоопыляемые гибриды

Сорт "Валдай". Скороспелый пчелопыляемый гибрид, плодоношение через 45 дней. Растение средневетвящиеся, смешанного типа цветения, насыщены женскими цветками. Плоды имеют цилиндрическую форму, длина 10-12 см, цвет - зеленый с включением белых полосок. Опушение сложное с бурыми шипами. Данный гибрид отличается высокой холодностойкостью. [20]

Сорт "Заначка". Пчелоопыляемый гибрид, выращивают в открытом грунте и под временными укрытиями. Плодоношение через 40-42 дня после появления всходов. Растение среднерослое, сильноветвящиеся, смешанный тип цветения. Насыщено женскими цветками, в узлах закладываются 2-3 завязи. Плоды цилиндрические длиной до 12 см, цвет темно-зеленый с белыми полосками. Опушение сложное с белой окраской шипов. Гибрид устойчив к многим заболеваниям, а также отличается жаростойкостью. [20] огурец онтогенез физиология габитус

Сорт "Погребок". Раннеспелый гибрид, плодоношение наступает через 43-45 дней. Растения со средней степенью ветвления. Цветение - смешанное, главный побег имеет до 60 % узлов с женскими цветками, боковые побеги - до 85 %. Узел - 1-3 завязи. Плоды имеют цилиндрическую форму суженую к вершине, длина 9-11 см. Цвет плода - зеленый с белыми полосками. Шипы имеют темно-бурый цвет, опушение сложное. Гибрид очень устойчив к различного рода заболеваниям, корневым гнилям. [20]

Сорт "Боровичок". Особенностью этого гибрида является частичная партенокарпия. Вступает в плодношение через 43-45 дней. Растения среднерослые, средневетвящиеся, тип цветения смешанный. Женские цветки имеются на главном стебле и на боковых побегах. Женские узлы несут 1-2 завязи. Плоды зеленые с белыми полосками, которые доходят до середины, длина плода - 10-12 см. Опушение сложное, шипы - черного цвета. Зеленцы долго не желтеют, поэтому использование плодов универсально. [20]

Сорт "Зозуля". Раннеспелый, средневетвящийся гибрид, частичная партенокарпия. В плодоношение вступает через 40-45 дней. Цветки преимущественно женские. Плод цилиндрический, зеленый с выраженными продольными полосами, крупнобугорчатый, длиной 14-22 см. Зеленец - долго не желтеет, поэтому использование плодов универсально. [20]

2.2 Партенокарпические гибриды

Сорт "Аванс". Скороспелый гибрид, плодоношение через 39-44 дня. Растение сильнорослое, ветвистость - средняя, женский тип цветения, но возможно образование мужских цветков. Узел закладывает 3-5 завязей. Плоды имеют цилиндрическую форму, длина достигает 13 см. Цвет плодов темно-зеленый с размытыми светло-зелеными полосками. Бугорки частые, среднего размера. Опушение сложного типа, шипы имеют белую окраску. Гибрид толерантен к вирусу огуречной мозаики. [20]

Сорт "Гармонист". Партенокарпический, скороспелый гибрид. Плодоношение - через 39-42 дня. Растения сильнорослые, средневетвящиеся, женского типа цветения. Узел - до восьми завязей. Плоды - цилиндрической формы, длина - 10-12 см, темно-зеленая окраска, имеют небольшую крапчатость. Семенная камера - маленькая. Опушение смешанное с белой окраской мелких бугорков. Гибрид толерантен к пероноспорозу. [20]

Сорт "Кадриль". Среднеспелый партенокарпический гибрид. Плодоношение через 43-48 дней. Растения сильнорослые, средневетвящиеся, женского типа цветения. В каждом узле закладывается до 4-6 завязей. Плоды цилиндрические, длиной 10-12 см, зеленые с белыми полосками, доходящие до одной трети длины плода, имеется небольшая крапчатость. Отсутствие в плодах горечи обусловлено генетически. Отличительная особенность гибрида - холодостойкость. [20]

Сорт "Капучино". Партенокарпический гибрид, среднеспелый. Вступает в плодоношение через 41-44 дня после появления всходов. Растения сильнорослые, средневетвящиеся, женского типа цветения. Узел несет в себе 4-7 завязей. Плоды цилиндрические, длиной 10-12 см, темно-зеленые с небольшой крапчатостью. Опушение сложное, бугорки среднего размера, расположены часто, светло-коричневого цвета. [20]

3. Филиология продукционных процессов у огурцов

3.1 Световой режим

Огурец - культура светолюбивая, растение короткого дня. Большая вегетативная масса и мало плодов образуется при продолжительном дне [21].

На скорость развития растений огурца влияет интенсивность света. Для огурца минимальная интенсивность освещенности - 200 люкс.

Недостаток солнечного освещения снижает ассимиляцию и задерживает цветение на 1-2 недели. При недостатке света в плодах накапливается меньше сахаров и других питательных веществ. В период плодоношения минимальная освещенность должна быть 8000 люкс., средняя сумма ФАР при посадке 15-18, в начале плодоношения 30-32 кал/см² [21].

Свет высокой интенсивности вызывает ускорение цветения; повышает урожайность и качество продукции.

По качественным характеристикам освещения, коротковолновые сине-фиолетовые лучи в солнечном свете ускоряют развитие растений короткого дня, способствуют лучшему цветению, образованию большого количества женских цветков и получению высокого раннего урожая плодов.

На открытых, хорошо освещенных грунтах культура огурца дает хороший урожай (рисунок 3.1). Огурец наиболее теневынослив по сравнению с томатом и перцем, поэтому ему иногда полезно небольшое затенение. Искусственное освещение применяют лишь при выращивании рассады огурцов.

Рисунок 3.1 - Выращивание огурцов на сетке в условиях открытого грунта и естественного освещения.

3.2 Тепловой режим

Огурцы по своему происхождению относятся к тропическим видам растений. Поэтому оптимальная температура почвы, необходимая для прорастания семян огурца, составляет +15-18°С. Закаленные, наклюнувшиеся семена огурцов могут прорастать при температуре +10 +13°С, при более низкой температуре они загнивают. Оптимальная температура для роста и развития огурца +20-25°С. При повышении температуры до +25 ⁰С прорастание семян ускоряется, и всходы появляются на пятые-шестые сутки после посева, а при +17…+20 ⁰С - на десятые. После появления всходов, во избежание их вытягивания, температуру снижают до 16-17 ⁰С. При снижении температуры ниже +10 ⁰С всходы прекращают расти, желтеют и загнивают, а понижение температуры воздуха до +3…+4 ⁰С в течение трех-четырех суток обычно вызывает гибель растений. Огурец наиболее чувствителен к температурному режиму в период формирования репродуктивных органов. Снижение температуры ниже +16°С и повышение выше +25°С в период цветения угнетающе действует на рост пыльцевых трубок - пыльца становится стерильной. Плоды огурца растут главным образом ночью, когда происходит распад органических веществ и отток его продуктов в плоды. Наиболее интенсивно наливаются зеленцы при температуре +20-25°С днем и +18-20°С ночью, при более низких температурах плодоношение приостанавливается. Биологически активной для огурца считается температура выше +10°С. Сумма тепла, необходимая для наступления его технической спелости, составляет 800-1080°С [22]. Колебание температур, в особенности высокая температура без долгого увлажнения почвы неблагоприятно сказываются на росте и развитии огурца. Если температура понижается ниже отметки 20°С культура огурца утрачивает способность должным образом усваивать питательные вещества. Наиболее благоприятна для огурца выровненная среднесуточная температура воздуха, незначительные суточные колебания температуры, медленное понижение ее в конце вегетации [23]

Многочисленные исследования культуры огурца показали, что наиболее благоприятная температура почвы для выращивания огурцов находится в пределах в пределах 24-26 ⁰С. Эффективным способом борьбы с перегревами - периодическое кратковременное дождевание растений (1-2 минут) через каждые 1,5-2 часа, которые снижают температуру воздуха на 2-4°С, способствуют уменьшению водного дефицита листьев. Также применяют забеливание кровли суспензией мела [24]. Различные сорта огурцов не одинаково реагируют на понижение температуры. Крупноплодные европейские сорта более требовательны к теплу, чем мелкоплодные огурцы.

3.3 Водный режим

Огурец - одна из наиболее влаголюбивых овощных культур. Плоды его содержат до 96% воды. Повышенная требовательность огурцов к влажности почвы и воздуха объясняется, с одной стороны, слабо развитыми, неглубоко расположенными корнями, большой испаряющей листовой поверхностью, а с другой - коротким вегетационным периодом, в течение которого растения должны сформировать урожай [23]. Избыточная влажность почвы в сочетании с пониженной температурой приводит к отмиранию корневой системы. Оптимальная влажность почвы для огурца - 75-85% НВ, а относительная влажность воздуха - 70-80%. Более высокая влажность почвы нужна растениям в первый период вегетации - до цветения. Наибольшее количество воды растение расходует в период интенсивного плодоношения [22]

Многолетними исследованиями академика А.С. Болотских [23] установлено, что растения хорошо растут и продуктивно развиваются при влажности в корнеобитаемом слое почвы не ниже 80% от наименьшей влагоемкости в течение всего вегетационного периода.

Критические периоды во влагообеспеченности огурца наступают при прорастании семян, появлении всходов, образовании двух-трех листьев и плодоношении.