Практическая работа «Поглощение сфагнумом воды»
Отдел мохообразные насчитывает около 25 000 видов наземных растений. Мохообразные — растения сравнительно простого строения. Но, в отличие от водорослей, многие из них имеют листья и стебли. А органы размножения мохообразных многоклеточные. Корни у мохообразных отсутствуют.
Сфагнум — многолетнее растение. Это необычное растение. У него нет не только корней, но и ризоидов. Стебель сфагнума обильно ветвится. Листья выглядят как крошечные чешуйки. Водоносные клетки листьев и стеблей сфагнума способны через поры быстро впитывать огромное количество воды. Размножается сфагнум спорами.
1 вариант
(Работу провести вначале занятия).
Что делаем. Выберите 12-15 веточек мха сфагнума и положите в чашку Петри с водой до конца занятия (урока).
Что наблюдаем. Наблюдаем увеличение объёма сфагнума до конца занятия (урока).
2 вариант
Что делаем. Опускаем взвешенный мох в стакан с водой на 5-10 минут.
Пинцетом вынимаем сфагнум из химического стакана, даём стечь воде и.
Что наблюдаем. Разницу в весе до погружения в воду и после пребывания сфагнума в воде. Вам остаётся выяснить — на сколько?
Подготовиться к отчёту ответив на следующие вопросы. Каким образом вода поступает в организм мха? Какую функцию выполняет коробочка? Почему, имея тонкий стебель и не имея корня, растение всегда находится в вертикальном положении? Чем можно объяснить, увеличение массы сфагнума после пребывания его в воде?
Источник
Сфагнум в цветоводстве
Незаменимый помощник цветовода-мох Сфагнум.
Сфагнум (Sphagnum), род сфагновых, или торфяных (белых), мхов. Включает 320 видов. Преимущественно болотные мхи, произрастающие густыми плотными скоплениями, образующими крупные подушки или сплошные ковры на сфагновых болотах; реже С. встречаются во влажных лесах. Прямостоячий (высотой 10-20 см) мягкий стебель с пучковидно расположенными ветвями и однослойные листья С. содержат большое количество мёртвых водоносных (гиалиновых) клеток с порами, легко впитывающих воду, или заполненных воздухом, что обусловливает высокую влагоёмкость, воздухопроницаемость, теплоизоляционные свойства. Стебли сфагнума ежегодно в нижней части отмирают (рост стебля продолжают верхушечные ветви), образуя торф.
Сфагнум не имеет циркуляторной системы. Он получает влагу из осадков или атмосферы, используя осмотическое давление. Это означает также, что он одновременно поглощают все содержащиеся в окружающей среде вещества, в том числе вредные, не обладая механизмами освобождения от них.
Сфагновые мхи способны повышать кислотность окружающей их среды, выделяя в воду ионы водорода.
Наиболее важной особенностью сфагнума является его способность впитывать и сохранять от 12 до 20 весовых частей воды на часть сухого веса, а также его бактерицидные свойства.
Возможности использования сфагнума за его качества очень широкие.
С давних времен и по сей день сфагнум используют в деревянном строительстве как натуральный и надежный материал.
В тяжелые и военные годы сфагнум использовали для перевязок вместо ваты.
Исследователи с кафедры аналитической химии Белорусского государственного университета изучили химический состав и абсорбционные свойства белого мха – сфагнума. Они выделили из него большой набор веществ с бактерицидными и противогрибковыми свойствами и подтвердили его высокую впитывающую способность.
В настоящее время учеными Сибири и Заполярья ведутся разработки по использованию сфагнума для санитарно-гигиенической продукции, а также в продуктах питания, как диетический некалорийный продукт. Есть сведения об использовании его в пчеловодстве и животноводстве.
Целый ряд уникальных его свойств дают большой потенциал для инноваций.
Благодаря своим уникальным свойствам сфагнум получил широкое использование в комнатном цветоводстве.
Сфагнум не содержит питательных веществ, имеет кислую реакцию (pH около 3,0). Способность мха впитывать и удерживать воду позволяет обеспечить необходимую влажность почвы. Рубленый сфагнум используется в качестве компонента земляного субстрата и для укрытия поверхности почвы (таким образом дополнительно повышается влажность воздуха вокруг растений). Также мох впитывает в себя излишки солей и легко может быть заменён на свежий по мере засоления.
Земляные смеси, включающие сфагнум, имеют высокую воздухо- и влагопроницаемость. Земляной ком увлажняется равномерно, не образуется застой воды. Субстрат долго остается рыхлым и легким. Прекрасно подходит для образования новых корней у молодых растений. Мох сфагнум помогает формировать в почве слабокислую среду, что особенно важно для выращивания геснериевых (сенполий), миртовых, азалий и мн.др. Вместе с водой сфагнум впитывает удобрения, подкормки, и выдает из корням растений с поливом умеренными мягкими дозами, а снижение жесткости делает их более доступными для растений. В качестве субстратного компонента можно использовать как живой, так и сухой сфагнум.
Известны прекрасные бактерицидные свойства сфагнума, Сфагнум препятствует загниванию корневой системы растений и развитию болезнетворных микробов в почве и на ее поверхности.
Перед использованием мох нужно простерилизовать (от мелких насекомых, принесенных из леса в нем), залив кипятком на 3-5 минут, затем выкладывают, слегка отжав, на просушку на подоконник, или замочив в инсектицидном препарате.
У сухого сфагнума много плюсов — он хорошо удерживает влагу и воздухопроницаем, а также долго хранится.
Для чего можно использовать мох сфагнум?
Для запаса воды и минеральных веществ.Во-первых, влагоемкость – он способен впитывать воды в 20 раз больше собственного веса, отдавая по мере высыхания в окружающую среду. Помимо воды он впитывает и растворенные в ней вещества, например удобрения, и отдает их также порционно, по мере расходования растением.
Для смягчения и абсорбции.Во-вторых, его кислая реакция. Гуминовые кислоты, выделяемые мхом, нейтрализуют жесткие соли водопроводной воды, смягчая ее, делая саму воду и подкормки удобрениями более доступными, усвояемыми растением. Кроме того, некоторые растения предпочитают расти именно в подкисленных почвенных смесях – азалии, камелии, некоторые миртовые, др.
Профилактика гнилей.Для хранения черенков, луковиц, клубней, урожая. Также гуминовые кислоты обладают мощным бактерицидным и противогрибковым действием, предотвращают гнили, плесневение и т.п. При этом создается благоприятный микроклимат — внутри сохраняется высокая влажность, но есть доступ воздуха.
Для укоренения черенков и проращивания семян.Сфагнум удобен в качестве компонента и единственного субстрата для укоренения черенков, проращивания семян, а также для стратификации и зимнего сохранения. Это особенно ценно при укоренении капризных растений, выращивании их из семян, адаптации больных и поврежденных.
Как компонент субстрата.Сфагнум — хороший разрыхлитель, можно его использовать и в качестве нижнего (на дне горшка) и верхнего (сверху на почве) дренажа. Для орхидей, антуриумов, фиалок сфагнум – он один из основных эффективных компонентов субстрата.
Для увлажнения воздуха.Верхний дренаж или добавление сфагнума в поддоны помогают эффективно решить зимние проблемы сухого воздуха в квартире (мох постепенно испаряет влагу в достаточном количестве, увлажняя воздух вокруг зеленой части растения), снижает опасность перелива, впитывая излишнюю влагу, собирает в себе жесткие соли водопроводной воды.
Для укрытия растений.Также низкая теплопроводность сфагнума снижает риск переохлаждения, промерзания почвенной смеси и корней в холодный период года. На своей поверхности создает надежную теплозащитную корку из льда и воздуха, осуществляя газообмен но защищая от морозов и иссушения.
Во флористике.Для оформления композиций, топиарий, букетов, флорариумов, на облегченном субстрате. Мох хорошо формуется, создает основу для будущей композиции. Для выгонки луковичных весенних растений.
Источник
Строение сфагнума — внешний вид и особенности болотного мха
Описание сфагнума
Семейство сфагновых весьма многообразно. Количество известных на сегодня видов достигает 120. Наиболее широко известны в биологии следующие из них:
- болотный сфагнум;
- оттопыренный;
- бурый;
- магелланский;
- папиллозный;
- Гиргензона.
Все известные на сегодняшний день разновидности сфагнума являются споровыми многолетниками, имеющими 2 поколения. Ежегодно происходит нарастание верхней части растения и отмирание нижних фрагментов.
Всем разновидностям такого мха практически не присущ процесс гниения, поэтому, разрастаясь, он способен приводить к заболачиванию лесов и превращению стоячих водоёмов в болота. Именно такие места он и выбирает для обитания.
Являясь болотным мхом, сфагнум активно впитывает влагу всем организмом. В качестве губки можно представить всю зелёную часть растения. Для зелёной массы торфяного мха характерны следующие особенности:
- низкая теплопроводность — это качество в разные времена и в разных культурах позволяло использовать растение для теплоизоляции жилищ, изготовления тёплых пелёнок и одеял для детей;
- высокая степень гигроскопичности — эта характеристика позволяет растению поглощать воды в 20 раз больше собственной массы;
- свойство поглощать запахи;
- антисептические свойства карбоновой кислоты, входящей в состав сфагнума.
Все эти качества способствуют широкому применению сфагнума в хозяйственной деятельности и строительстве (издавна им перекладывали брёвна при сборке сруба: свойства мха исключали гниение древесины и предотвращали её размокание). Кроме того, стали причиной целой серии исследований, направленных на возможность искусственного выращивания и размножения сфагнума в промышленных целях.
Внешний вид сфагнума напоминает густую пушистую траву светло-зелёного цвета. В природе разные виды мха образуют пушистый зелёный ковёр, покрывающий болотные кочки и плавающий по поверхности зарастающих озёр. Упругий сочный слой покрыт снаружи коркой, которая представляет собой наслоение запасающих воду клеток.
Клетки, содержащие хлорофилл, присутствуют только на верхней части стебля растения, поэтому нижняя его часть выглядит практически бесцветной. Корневая система у сфагнума отсутствует. Эта особенность свойственна всем мхам.
Строение растительного организма
Торфяной мох сфагнум имеет характерное для растительного организма строение. Растение состоит из следующих элементов:
- стебель, высота которого достигает 20 см, однако может вырастать и до 30, он упругий, водянистый на разрезе;
- листья — чешуйки, которые в большом количестве располагаются на основном стебле и его ответвлениях, листья торфяного мха состоят из одного слоя клеток, принадлежащих двум различным типам;
- коробочка, располагающаяся на самой верхушке стебля — в ней формируются и развиваются споры, предназначенные для размножения растения.
Стебель сфагнового мха обильно ветвится, на боковых его поверхностях располагаются веточки и листья. В строении мха сфагнума различают три разновидности веточек:
- торчащие — располагающиеся по отношению к основному стеблю горизонтально и обращённые в разные стороны;
- свисающие — направленные вниз;
- верхушечные — расположенные ближе к верхушке стебля и направляющиеся в стороны и вверх, образующие подобие головки (макушки) растения.
На кончиках верхушечных веточек на специальных стебельках со временем формируются коробочки — спорангии небольшого размера, снабжённые крышечкой. В них образуются и созревают споры растения, при помощи которых оно размножается. После созревания спор, содержащихся внутри, крышечка самопроизвольно открывается, а споры высыпаются в окружающую среду и разносятся ветром и водой. Для начала цикла развития нового растения из споры достаточно попадания её в каплю воды. Споры, формирующиеся в коробочках, имеют двойной набор хромосом.
Рост растения осуществляется за счёт развития структур верхней части стебля, тогда как элементы нижней части постепенно отмирают, образуя торф.
Клетки растения
Особенностью строения сфагнума является то, что его листья состоят из двух типов клеток. Для каждого из них характерна своя схема внутреннего строения, набор функций, внешний вид:
- Водозапасающие. Их роль соответствует названию — они накапливают воду. Именно благодаря им осуществляется способность растения удерживать объём воды в 20 раз больше собственного веса. По-другому эти клетки называют мёртвыми. Цитоплазма их полностью разрушена, остались только клеточные стенки, имеющие большое количество пор. Помимо большого количества воды, они содержат пузырьки воздуха. Водозапасающие клетки составляют больший объём листа сфагнума.
- Хлорофиллоносные. Их функция — обеспечение всего растительного организма органическими веществами.
Наличие водозапасающих клеточных структур является одной из особенностей сфагнума. Они располагаются в стебле и на листьях. Это мёртвые прозрачные полые клетки, имеющие отверстия. Клеточная мембрана этих образований имеет характерные утолщения, за счёт которых происходит её укрепление.
Водозапасающие клетки располагаются в окружении более мелких клеточных структур — зелёных фотосинтезирующих клеток, объединённых в одну большую сеть. Эта разновидность клеток является своеобразной заменой проводящей системы, свойственной высшим растениям, которая у мха отсутствует. Хлорофиллоносные клетки практически равномерно распределены по растению, за исключением нижней его части, поэтому процесс фотосинтеза протекает во всех отделах.
Эти особенности строения можно увидеть в обычный световой микроскоп с 300-кратным увеличением. С этой целью, в ходе лабораторной работы, следует расположить один листик на предметном стекле в капле воды, накрыть покровным стеклом и поместить под микроскоп. Хлорофиллоносные клетки, для которых характерен процесс фотосинтеза, будут выглядеть под микроскопом как узкие структуры, расположенные друг за другом и, благодаря такому расположению, образующие рисунок, напоминающий цепочку.
Широкие, практически бесцветные клетки, называемые водоносными, имеют разнообразную форму и поры, за счёт наличия которых и происходит всасывание воды зелёной частью торфяного мха. Вода, в больших количествах накапливаемая водозапасающими клетками, постепенно поступает в живые хлорофиллоносные, после чего расходуется ими на процессы питания и жизнедеятельности. Сообщение между клетками происходит посредством пор.
Карболовая кислота
Это вещество, содержащееся в тканях сфагнового мха, обладает выраженным антисептическим действием. Результатом такого эффекта является отсутствие бактерий, обеспечивающих гниение. Именно этим фактом объясняется то, что мох сфагнум практически не гниёт, а из отделяющихся от основного растения фрагментов образуется торф. Толщина слоя, образующегося на протяжении года, составляет от 1 до 2 мм.
Наличие этого антисептического вещества широкого спектра действия делает возможным использование растения в лечебных целях. Например, сфагнум можно считать подходящим материалом для антисептической гигроскопической повязки в полевых условиях.
Источник
