Проекты

Изучение влияния музыки различных жанров на прорастание семян и развитие проростков растений

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Агротехнологии. Селекция и семеноводство»

Направление работы: Агротехнологии
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1574
Предметы: Физика, Биология
Классы: 11 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» 2021 года

Актуальность

Люди живут в мире звуков: это и речь, и музыка, и шумы различной природы. С точки зрения физики, звук — это механические колебания, распространяющиеся в упругой среде: газах, жидкостях, твёрдых телах.

Отдельное место в этом мире звуков занимает музыка – ритмичные, повторяющиеся комбинации хорошо сочетающихся звуков. Музыка влияет и на человека, и на животных, и на растения с грибами. В этом исследовании автор попытается выяснить, как именно, а также извлечь практическую пользу из этих данных. Актуальность работы заключается в том, что в интернете и научной литературе недостаточно данных о влиянии на растения большинства жанров.

Цель

Выяснить механизм влияния музыки разных жанров на прорастание семян, развитие ростков, цветение и доказать или опровергнуть теорию Д. Ретеллек о том, что классическая музыка положительно влияет на растения, а «металл», наоборот, угнетает рост.

Задачи    

1. Изучить физическую природу звуковой волны по литературным источникам.

2. Познакомиться с опытом исследования влияния музыки на развитие проростков растительных организмов.

3. Провести эксперименты и выявить основные закономерности.

4. Определить частотный состав музыки разных жанров.

5. Определить механизм влияния разных частот на прорастание, рост и развитие растений.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Мобильная теплица
  • Семена и проростки ипомеи «перламутровые врата», горчицы, василька «смесь красок» и фасоли спаржевой «аллюр»
  • Взрослые растения цитрофортунеллы, растение Элодея

Описание

Растения размещались в специальной звуконепроницаемой камере, рядом с ними располагалась колонка, из которой исходил звук. Для экспериментов с цитрофортунеллой и окрашивающимися цветами камера не использовалась, так как не проводились эксперименты с опасными звуковыми волнами. Во всех экспериментах, кроме изучения влияния расстояния от источника звука, расстояние от колонки до растения было одинаковым для чистоты эксперимента.

В результате проведённых экспериментов растения действительно отклонялись от «металла» и тянулись к классике и джазу, как и предполагалось. Это происходило из-за того, что музыка жанра «металл» состоит в основном из низкочастотных звуков, а классика – из более высоких звуков. Высокочастотные звуки способны «взрывать» клетки, перенося энергию, а также они склеивают хлоропласты, вероятно, из-за денатурации белка. Звуки классической музыки способны ускорять транспорт веществ в растении, продлевать цветение, усиливая при этом запах. Чем растение дальше от источника звука, тем слабее воздействие, как положительное, так и отрицательное. У растений присутствует аудиотропизм, он является приоритетным для растений: они готовы отодвинуться от света, если с той стороны воспроизводится неприемлемый звук.

 

Результаты работы/выводы

  1. Низкие частоты отрицательно воздействуют на растения и вызывают отрицательный аудиотропизм, что объясняется торможением процессов транспорта воды в организме.
  2. Сверхвысокие частоты, в частности – ультразвук, также вызывают отрицательный аудиотропизм, так как способны травмировать клетки и изменить нормальное поведение хлоропластов.
  3. Положительный аудиотропизм вызывают звуки средних частот 300–450 Гц, что примерно соответствует оптимальной частоте, воспринимаемой человеческим ухом (многие форманты расположены в этом диапазоне).
  4. Скорость роста растений под действием частот 300–450 Гц увеличивается. Это вызвано более быстрым перемещением веществ по растению и ускоренным синтезом фитогормонов ауксинов.
  5. Звуки частот 300–450 Гц ускоряют рост побега и увеличивают продолжительность цветения.
  6. Аудиотропизм является первостепенным для растений: они будут отворачиваться даже от света, если рядом расположен источник вредного для них звука.
  7. Расстояние от источника звука и громкость влияют на интенсивность проявления аудиотропизма. Оптимальное расстояние от источника звука составляет от 5 до 11 см, причём для более крупных семян оптимальное расстояние дальше, чем для мелких.
  8. Установленный механизм воздействия связан с изменением скорости обмена веществ как на уровне всего растения, так и на клеточном уровне.
  9. Воздействия различных звуков на растительные организмы различны: какие-то звуки ускоряют обмен веществ, какие-то – тормозят и даже останавливают его, а какие-то способны вызвать повреждения клеток и нарушение нормального поведения органоидов.

Перспективы использования результатов работы

Планируется найти ответы на следующие вопросы.

  1. В чём состоит механизм воздействия звуков музыки разных жанров на скорость прорастания семян?
  2. У всех ли растений будут одинаковые «предпочтения» в музыке, которая способствует ускорению и усилению их цветения?
  3. В чём причина изменения поведения хлоропластов в клетках элодеи под воздействием УЗ-волн? Будет ли подобное происходить в клетках других растений?
  4. С чем связано образование газовых пузырьков и разрушение клеток элодеи под воздействием УЗ-волн?
  5. Как ультразвуковые волны повлияют на скорость прорастания семян изучаемых культур?

Далее предполагается сформулировать рекомендательный комплекс по уходу за комнатными растениями и проращиванию семян с использованием специальных аудиозаписей.