Учебный проект "Кактусы"

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Шаранчинская средняя общеобразовательная школа

Проект

КАКТУСЫ

Автор проекта:

Калапов Сергей Дмитриевич,

ученик 6 класса

Руководитель проекта:

Маркова Лариса Николаевна,

учитель биологии

Шаранча

2019 год

Введение

Велика роль растений в жизни человека. Зеленые друзья являются лёгкими планеты, поставляют продукты питания, разнообразное сырье для промышленности, являются источником многих ценных лекарств. Среди растений человек отдыхает, снимает стрессы, укрепляет нервную систему, обретает устойчивость против болезней.

Особой популярностью у людей пользуются кактусы. Любители – цветоводы собирают большие и редкие коллекции кактусов. Среди других растений, украшающих наши дома, эти растения сразу бросаются в глаза. Странно видеть зелёные палки или шары, покрытые острыми колючками.

Меня тоже кактусы заинтересовали своей оригинальной формой, необычностью и замечательными цветками.

Проблема проекта: Разнообразие кактусов столь велико, что очень не просто назвать общие и отличительные признаки. Нередко за кактусы принимают растения, не относящиеся к ним, и наоборот, самые настоящие кактусы не признают. Я решил в этом разобраться. 

Объект исследования: разнообразие кактусов.

Предмет исследования: комнатные кактусы.

Цель проекта: изучение семейства кактусовых для выявления их особенностей.

Задачи:

1. Изучение литературы о семействе кактусовых;

2. Рассмотрение видов кактусов и условий их обитания;

3. Определение особенностей кактусов;

4. Изучение условий произрастания комнатных кактусов;

5. Проведение экспериментов по выращиванию кактусов в необычных условиях. 

Гипотеза: На Земле существует огромное количество разнообразных кактусов.

Раздел 1. История, распространение и многообразие кактусов

Слово «кактус» происходит от др.-греч. κάκτος, которое в классическом греческом языке использовалось для обозначения какого-то неизвестного теперь растения. Карл Линней ввёл это слово в качестве имени рода Cactus в 1737 году в своей ранней работе Hortus Cliffirtianus.

Появление первых кактусов в России связано с именем Петра 1. В начале 18 века был организован один из первых ботанических садов – Аптекарский огород, сейчас Ботанический сад в Санкт – Петербурге 
(Указ Петра 1 в 1714 г.). Кактусы из оранжерей шагнули в мир комнатных растений. Стоили они в то время очень дорого: цереус высотой 2 м 50 см стоил 4 рубля (в то время рабочий ботанического сада получал около 2 рублей в месяц).

Кактусы — растения Нового Света, то есть происходят из Южной и Северной Америки, а также островов Вест-Индии. Вид Рипсалис ягодоносный (Rhipsalis baccifera) встречается, кроме Америки, также в Африке, на Мадагаскаре и Шри-Ланке, куда, как считают, он был занесён перелётными птицами. Кроме того, человек распространил некоторые виды кактусов — в основном опунциевые — на все континенты, кроме Антарктиды. Вид Опунция приземистая (Opuntia humifusa) распространён по всему Средиземноморью и встречается на побережье Крыма, а также на юге Поволжья. Опунция встречается и на Черноморском побережье России, в районе городов Геленджик и Новороссийск.

Кактусы бывают весьма разных форм и размеров. Есть среди кактусов кусты с обычными развитыми листьями — род Переския (Pereskia) — и невысокие лиственные деревья — род Перескиопсис (Pereskiopsis). Встречаются также разнообразные эпифитные растения из тропических лесов — роды Дизокактус (Disocactus), Эпифиллум (Epiphyllum), Хатиора (Hatiora), Гилоцереус (Hylocereus), Селеницереус  (Selenicereus), Рипсалис (Rhipsalis). Большинство же кактусов  — ксерофитные растения, приспособленные к длительным засушливым периодам, распространённые в различных типах экосистем — в прибрежных зонах, саваннах, засушливых лесах, полупустынях и пустынях, горах и альпийских лугах, на высотах от 0 до 4000 метров и от Патагонии на юге до юга Канады на севере. Среди них встречаются многометровые колоннообразные гиганты или разветвлённые «канделябры» весом в несколько тонн, растения, образующие невысокие колючие заросли, крошечные шарообразные растения — не превышающие во взрослом состоянии 1,5—2 см в диаметре, стелющиеся по земле колючие плети, или растения, почти полностью состоящие из реповидного корня и скрытые большей своей частью под землёй [1].

Считается, что кактусы выделились эволюционно около 30 – 35 млн лет назад. Ископаемых остатков кактусов на сегодняшний день не найдено.

Семейство кактусовые (Cactaceae) —включает в себя свыше 5000 видов растений и разделяется на три подсемейства: пейрескиевые (Peireskioideae), опунциевые (Opuntioideae), цереусовые (Cereoideae). В основу классификации семейства берутся наиболее устойчивые признаки: строение завязи и цветка, окраска его и местоположение на стебле, особенности плодов и семян, наличие листьев (пейрескиевые) и глохидий (опунциевые). Наиболее примитивным и древним по происхождению является подсемейство пейрескиевых, мало отличающееся от других лиственных растений. Подсемейство Перескиевые (Pereskioideae) включает в себя один род кустарников с полноценными листьями и несуккулентными стеблями. Этот род считается эволюционным звеном, соединяющим кактусы с лиственными растениями.

Опунциевые представляют следующую ступень по пути специализации. Подсемейство Опунциевые (Opuntioideae) объединяет растения, отличающиеся явно заметными редуцированными листьями, всегда присутствующими у молодых побегов, суккулентными стеблями и особым типом шипов — «глохидиями». Глохидии — это мелкие, хрупкие колючки, очень острые и жёсткие, снабжены пильчатыми зазубринами по всей длине и растут в больших количествах пучками вокруг ареол. Попадая в пищеварительный тракт животных, глохидии вызывают сильное раздражение, тем самым защищая растения от поедания. Несмотря на значительное разнообразие форм и размеров, все растения этого подсемейства имеют весьма похожие узнаваемые по форме цветки и схожее строение относительно крупных семян. Всходы имеют явно выраженные семядоли. Стебли обычно имеют явно выраженное сегментное строение.

Цереусовые (свечевидные) включают в себя все остальные роды кактусов: эхинопсис, лобивию. [2].

Особенности кактусов

При всем разнообразии форм в морфологии кактусов имеется много общего, как между собой, так и с другими растениями.

Кактусы относятся к высшим растениям, имеют вегетативные (корень, стебель, лист) и генеративные (цветок) органы.

Для вегетативных органов характерна полярность. Каждый орган имеет два полюса: верхний, или верхушечный, — терминальный и нижний, или основной, — базальный. Основы вегетативных органов заложены уже в зародыше семени. С наступлением благоприятной температуры и влажности семена всасывают воду и при достаточном доступе воздуха начинают прорастать. Вначале из семени выходит зародышевый корешок, затем начинает формироваться стебель. Место соединения корня со стеблем называется корневой шейкой.

У проростков кактусов вначале развивается зародышевый стебель с парой крошечных выростов зародышевых листочков — семядолей. Впоследствии они срастаются с корневой шейкой и морфологически обнаруживаются только на срезах.

Рост осевых органов корня и стебля в длину осуществляется за счет быстро растущих клеток первичной меристемы, расположенной в верхушках этих органов, а в ширину — за счет клеток вторичной меристемы — камбия [3].

Многие суккулентные растения Старого и Нового света ошибочно называют кактусами. Некоторые суккуленты действительно внешне очень похожи на кактусы, являя собой яркие примеры параллельной эволюции среди растений, не являющихся на самом деле близкими родственниками. Черта, выделяющая кактусы — специализированный орган, называемый ареола (areole) и являющий собой модифицированную пазушную почку, с почечными чешуйками, преобразованными в волоски и/или колючки. Другой отличительной особенностью кактусов является особое строение цветка и плода, когда существенная часть цветка и плода является, по сути, тканью стебля. Кактусовые цветки и плоды почти всегда несут на себе ареолы в виде колючек или волосков, то есть почки, а почки обычно принадлежат стеблю, не плоду.

Комнатные кактусы и особенности их выращивания

В кабинете биологии произрастают разнообразные растения семейства кактусовых. Я решил описать некоторые из них.

Эпифиллум (Epiphyllum) является эпифитным кактусом. Данный цветок в диких условиях можно повстречать на территории, разместившейся от тропиков Америки до Мексики. Но дело в том, что эпифиллумы не совсем точно имеют отношения к филлокактусам (листовым кактусам) и это потому что они имеют кустарниковую форму роста, основание у них является одревесневающим, а стебель листовидный.

Впервые сделал описание данного рода Адриан Хаворт, и это произошло в 1812 году. Он дал растению название, состоящие из греческих слов, которые означают ерi — «сверху» и phyllum — «лист». Тем самым Адриан как бы подчеркивал, что у данного растения прямо на листьях образуются цветки. Однако это были не листья, а стебли (видоизмененные).

Мясистые листообразные стебли данного цветка имеют зазубрины, а также на их краях располагаются колючки. Настоящие листочки же образуются в выемках побегов под ареолами и имеют вид небольших чешуек. Ароматные воронковидные цветки имеют большой размер и у них довольно длинная цветочная трубка.

Цветки у этого растения могут иметь различный окрас, а именно: кремовый, розовый, белый, желтый, красный с различными оттенками. Однако цветков синего оттенка не бывает. А еще это растению в народе именуют «кактус-орхидея».

Эпифиллум даже в домашних условиях может плодоносить, но для этого ему требуется перекрестное опыление. Плоды у него довольно большие, размером схожи со сливой. Их поверхность зачастую имеет колючки, а также они окрашены в желто-зеленый либо пурпурный цвет (зависит от того какого цвета сам цветок). Эти плоды можно есть, и их мякоть обладает сладковатым землянично-ананасовым вкусом.

Уход за эпифиллумом в домашних условиях

Для того чтобы растение цвело очень обильно и эффектно ему необходимо достаточно большое количество света, но он обязательно должен быть рассеянным. Так, лучше всего его поставить возле окон, расположенных в западной либо восточной части помещения. Если же его расположить в северной части комнаты, то цветение эпиффилума будет довольно скудным, а если в южной ― то понадобится затенение от полуденного солнечного света.

Весной и летом этот цветок прекрасно себя чувствует при температуре от 20 до 25 градусов. Начиная с ноября и по февраль, у растения наблюдается период относительного покоя, и потому его надо поместить в более прохладное место (от 10 до 15 градусов).

Повышенная влажность воздуха ему не нужна, но при этом стоит учитывать, что если в комнате слишком жарко, то его нужно обязательно регулярно увлажнять из распылителя. Для этого используют отстоянную и довольно мягкую воду.

Данные растения в весенне-летнее время нужно поливать достаточно обильно, так как их родиной являются влажные леса. Полив следует производить после того, как верхний слой земли немного просохнет. Следует учесть, что земля в горшке должна быть влажной всегда. Поливают эпифиллум отстоянной, мягкой и немного прохладной водой.

В зимнее время, когда у цветка наступает период покоя, поливать его следует пореже. Полив прекращается вовсе, если на зимовку растение переставлено в очень холодное помещение. С наступлением весеннего периода его начинают поливать немножко чаще, а во время образования бутонов ― обильно.

Весной и летом цветок надо подкармливать 1 раз в 2 недели и используют для этого удобрения для кактусов. Во время образования бутонов его подкармливают коровяком, разведенным в воде в пропорции 1:4. Даже когда эпифиллум отцветет, его можно и дальше продолжать подкармливать коровяком до окончания летнего периода (2 раза в месяц).

Этот цветок предпочитает плодородную землю.

Такой цветок можно размножить делением кустика, стеблевыми черенками, а также семенами. Так, из семян появляются небольшие кактусы с иголками, но со временем колючки исчезают, а появляются утолстившиеся листовидные стебли. Для того чтобы семена проросли им нужна температура от 20 до 25 градусов. Первое цветение происходит уже на 4 либо 5 год.

Черенки срезаются исключительно с плоских побегов, а длина их должна быть равна 10–15 сантиметрам. После того как основание черенка будет заострено (треугольной формы) и подсушено, его «ставят» в пустую небольшую емкость так, чтобы он был направлен вертикально вниз. Там он должен пробыть 2 или 3 суток. Для высадки понадобятся горшки с диаметром в 7 см, которые надо наполнить землесмесью следующего состава: песок смешивают с дерновой и лиственной землей в пропорции 1:4:5. Верхний слой равный 2 см. должен состоять из промытого речного песка. Сажают подготовленные черенки на сантиметровую глубину и не поливают 1 день, а также на это время убирают в затененное место. [4]

Эхинопсис (Echinopsis) является представителем семейства Кактусовые (Cactaceae). В природе оно встречаются в Боливии, Парагвае, Аргентине, Бразилии, а также в Уругвае. Наименование данного вида с греческого переводится, как «еж».

Этот вид кактусов наиболее распространен и в последние годы благодаря коллекционерам можно увидеть гибриды и формы, которых ранее не было. У многих из видов молоденькие растеньица имеют стебель в форме шара. Но он постепенно вытягивается и приобретает форму цилиндра. На поверхности темно- либо ярко-зеленых стеблей имеются ровненькие, отчетливо видимые ребра, на которых располагаются довольно большие ареолы с коротенькими волосками. Длина колючек зависит от вида и может быть как несколько сантиметров, так и несколько миллиметров.

Воронковидные цветочки обладают довольно большим размером (в диаметре до 14 сантиметров). Они могут быть окрашены в розовый, красный либо белый цвет. Трубка у цветка довольно длинная и на ее поверхности имеется густое опушение. Лепестки располагаются в 7 рядов. Есть виды с довольно ароматными цветками.

Как ухаживать за эхинопсисом в домашних условиях

Необходимо яркое освещение круглый год, при этом небольшое количество прямых лучей солнца им не повредит.

В летнее время нуждаются в тепле от 22 до 27 градусов. С наступлением осеннего периода температуру рекомендуется постепенно понижать, а в зимой поместить кактус в достаточно прохладное место (от 6 до 12 градусов). Весной и летом полив производят спустя несколько дней после того, как хорошо подсохнет верхний слой субстрата. При прохладной зимовке кактус не поливают совсем либо очень редко.

Вполне хорошо себя чувствует при низкой влажности воздуха в условиях квартиры. Подкормку производят во время интенсивного роста, а так же цветения 1 раз в 4 недели. Для этого используют специальные удобрения для кактусов. В зимнее время удобрения в почву вносить нельзя.

Пересадку проводят в начале весны 1 раз в 2 либо 3 года. От 6 до 8 суток после проведенной пересадки растение не следует поливать, чтобы избежать образования гнили на корневой системе.

Размножить можно детками и семенами.

Высев семян производят весной, для этого берут увлажненную почву, в состав которой входит речной песок, измельченный древесный уголь и листовая земля, которые следует взять в пропорции 1:1,2:1. Прежде чем сеять, семена нужно на некоторое время погрузить в тепловатую воду. Посевы следует поместить в тепло (17–20 градусов), при этом их надо систематически опрыскивать и проветривать.

Деток нужно аккуратно отделить, затем оставить для подсушки на несколько суток, а затем посадить для укоренения (подойдет меленький песок).

Если кактус очень старый, то его рекомендуется омолодить. Отрезать аккуратно верхушку и оставьте на 10–12 суток для подсушки. После этого ее сажают в увлажненный песок для укоренения. У того пенька, который остался в горшке, также вырастут молоденькие побеги.

Декабрист (Шлюмбергера)

В природе существуют кактусы, боящиеся солнца, любящие воду и у которых отсутствуют колючки. Называют такой кактус шлюмбергерой (Schlumbergera), либо декабристом, либо зигокактусом. Это растение является частью рода эпифитных южноамериканских кактусов, которые растут  на древесных ветвях в тропических лесах. Зацветает зигокактус тогда, когда на его родине наблюдается тропическое лето, а именно, в ноябре либо декабре, а заканчивается цветение в последние январские дни. В средние широты декабрист был завезен в 1816 году коллекционером Алланом Каннингемом.

Особенности выращивания декабриста в комнатных условиях кардинально отличаются от тех, что рекомендованы при культивировании иных кактусов. Большинство правил ухода схожи с теми, которые применяются при культивировании обычных лиственных домашних растений. К примеру, если вы забудете вовремя увлажнить субстрат в горшке с кактусом, то ничего страшного из-за этого не произойдет. А вот зигокактус поливать следует систематически, и используют для этого теплую хорошо отстоявшуюся воду. Также он может пострадать из-за слишком сухого воздуха в комнате, поэтому куст рекомендуется систематически увлажнять из пульверизатора. А еще повысить влажность воздуха можно, поместив горшок с растением на поддон, в который всыпают увлажненную гальку.

Обычные кактусы хорошо переносят прямые лучи солнца, а вот шлюмбергера может от них сильно пострадать, поэтому ей требуется обязательное притенение. Зато она не требовательна к температуре, но лучше всего в период вегетации растет и развивается в прохладе (от 18 до 22 градусов).

Подкармливать цветок начинают в марте, для этого с периодичностью 1 раз в месяц в почвосмесь вносят комплексное минеральное удобрение для кактусов, при этом используют половинную дозу от той, что рекомендована производителем на упаковке. В летнее время после того, как побеги начнут интенсивно расти и развиваться, частоту подкормок увеличивают до двух раз в 30 дней. С наступлением сентября прекращают вносить удобрения в субстрат. Опытные цветоводы рекомендуют, систематически проводить обработку куста раствором фунгицида, для защиты его от грибковых болезней.

Формирующую обрезку цветка проводят в июне. Для этого лишнюю часть не обрезают, а осторожно откручивают руками. Как правило, обрезке подвергают слишком длинные побеги, а также те, что растут неправильно. Помимо того, что после обрезки куст выглядит более эффектно, это также положительно сказывается и на его цветении, которое становится более пышным.

Пересаживают декабриста в последние дни февраля после того, как он окончательно отцветет. Пересадку молоденьких кустов проводят 1 раз в год, а взрослых экземпляров ― 1 раз в 4 либо 5 лет. Так как зигокактус обладает поверхностной системой корней, то для его посадки используют низкий, но широкий горшок. На дне горшка делается дренажный слой, толщина которого должна быть равна 1/3 высоты емкости. Для пересадки используют готовую покупную землесмесь для кактусов. Для того чтобы приготовить почвосмесь своими руками надо соединить листовую и дерновую почву, а также песок (2:1:1). Затем в смесь добавляют немного керамзита либо кирпичной крошки для рыхлости, а также совсем немного угольного порошка для дезинфекции. Получившийся субстрат должен быть слабокислой реакции.

Наиболее часто комнатный зигокактус размножают черенками. Для начала от стебля надо открутить два или три крайних «звена», после чего их на несколько дней оставляют на свежем воздухе, где они должны хорошо подсохнуть. На укоренение черенки сажают в увлажненный субстрат, а сверху их накрывают обрезанной пластиковой бутылкой либо прозрачной стеклянной банкой.

После того как цветение шлюмбергеры закончится, следует ее переставить в более прохладное место и постепенно сократить полив. Период вегетации у цветка начинается в последние дни марта, поэтому в это время его нужно переставить на его привычное место в тепло.

РАЗДЕЛ 2. ПРАКТИЧЕСКИЙ

КАКТУСЫ В ЗАКУПОРЕННОЙ БУТЫЛКЕ

В большую стеклянную бутылку поместил почву с песком. Затем два маленьких кактуса аккуратно пинцетом поместил в бутылку, которую плотно закрыл крышкой. Бутылку положил на подоконник и стал наблюдать. На следующий день на стенках бутылки образовались капельки воды. Вывод: Постепенно в сосуде создался маленький мирок для кактусят. Вода испаряясь, оседает на стеклянном небе. Оттуда иногда выпадает дождь. Получился интересный круговорот воды. Вода не исчезает из бутылки, только постепенно накапливается в тканях медленно растущих кактусов.

ВЫРАЩИВАНИЕ КАКТУСОВ В СОСУДЕ МАЛОГО ОБЪЕМА

В сосуд малого объема поместил немного почвы и песка. Затем несколько небольших отростков кактуса поместил в этот сосуд. Дальше закрыл сосуд и поставил на подоконник. Стал наблюдать. За время наблюдения отростки кактуса не погибли, а прижились. Вывод: кактусы могут жить в условиях недостатка почвы, воздуха, воды.

ПРИВИВКА КАКТУСОВ

Для прививки я взял кактус Эхинопсис разных сортов. Срезал у обоих растений верхушки столбиков и поменял их местами, не давая им подсохнуть. Срезы делал ровными, аккуратными, чтобы они точно совпадали. Привой с подвоем скрепил для сращивания с помощью зубочисток.

За привитыми кактусами наблюдал, сравнивая их с непривитыми кактусами. Вывод: никаких изменений не обнаружил.

Вывод

В своем исследовании я нашел ответы на все поставленные вопросы. Из интернета узнал историю этих растений, условия ухода за ними.

Кактусы – неприхотливые растения. Они могут выжить в неблагоприятных условиях.

Кактусы своим цветением украшают наш дом. Они наполняют его необычными формами и красками, дарят нам тепло дальних стран, радуют зеленью, когда за окнами зима. Любят нас, если мы о них правильно заботимся, и дарят нам свои прекрасные цветы. 

Кактусы разнообразны, и каждый из них красив по-своему.

Интернет ресурсы:

1. F:\Dup(13)bluetooth_content_share.html

2. F:\Dup(09)bluetooth_content_share.html

3. F:\Dup(14)bluetooth_content_share.html

4.https://rastenievod.com/epifillum.html