iEpsilon

iEpsilon

Дзен: https://dzen.ru/mysli_biologa Ютуб: https://www.youtube.com/@super_biolog ВК: https://vk.com/mysli_biologa
Пикабушник
Дата рождения: 26 сентября
Aniwa Coolema22 I.Zukerman
I.Zukerman и еще 2 донатера
156К рейтинг 2578 подписчиков 3 подписки 754 поста 610 в горячем
Награды:
Почётный респондент За поддержку пикабушников За биологический ликбезболее 1000 подписчиков5 лет на Пикабу
176

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай

Приветствую друзья, в прошлый раз, когда мы говорили про семенной картофелья обещал Вам подробнее рассказать про технологию выращивания картофеля. В этой статье я постарался собрать современные, имеющие доказанную научную эффективность методики увеличения урожая.

Как обычно постараюсь показать всё максимально наглядно и обойтись без сложных терминов.

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Жизненный цикл картофеля

Для начала хотелось бы рассказать немного теории про жизненный цикл картофеля.

Картофель — это однолетнее травянистое растение, достигающее ~100 см в высоту. По мере роста, его листья производят крахмал, который переносится на концы его подземных побегов (столонов, клубней). Побеги со временем утолщаются, образуя до 20 клубней, залегающих близко к поверхности почвы.

Зёрна крахмала в клетках клубня картофеля (электронный и световой микроскоп):

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

На образование и количество клубней влияет множество факторов, но в первую очередь: доступность влаги и питательных (минеральных) веществ в почве.

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

В конце вегетационного периода (период развития организма) листья и стебли растения отмирают до уровня почвы, а новые клубни отделяются от побегов.

Клубни служат хранилищем питательных веществ, которые позволяют растению пережить зиму, а затем снова вырасти на следующий год (но это сработает только в тёплых регионах, откуда картофель родом, в наших краях 99.9% клубней погибают в зимний период).

Жизненный цикл картофеля при размножении клубнями:

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Кислотность и качество почвы

Картофель достаточно прихотливое к качеству почвы растение, поэтому к её подготовке необходимо подойти со всей серьёзностью. Лучшая почва для картофеля - это плодородная, рыхлая и хорошо дренированная почва с нейтральной или слегка кислой средой (pH от 5.5 до 6.5).

Для измерения pH почвы можно воспользоваться специальным прибором или индикаторными полосками:

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Если почва слишком кислая, можно добавить немного извести или использовать специальные удобрения для повышения pH.

Для улучшения минерального состава почвы можно внести навоз (не рекомендую), компост или специальные удобрения. На сайте крупного производителя удобрений - ФосАгро есть агрокалькулятор, там можно поиграться с настройками и подобрать удобрения на основе усреднённых данных по вашему региону.

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Севооборот и сидераты

Севооборот - это метод, при котором посадка культуры чередуются на одном участке земли с целью сохранения плодородия почвы и уменьшения риска возникновения болезней и вредителей. Для картофеля севооборот является особенно важным, поскольку эта культура, может быть подвержена многим болезням и вредителям.

Как правило, картофель выращивают через каждые 3-4 года на одном и том же участке земли. Это связано с тем, что картофель отнимает много питательных веществ из почвы и может оставить ее истощенной, что приведет к снижению урожайности и качества картофеля. Поэтому важно чередовать картофель с другими культурами, которые восстанавливают плодородие почвы и помогают бороться с болезнями.

На дачном участке возможности давать как следует "отдыхать" почве нет, поэтому применяют различные схемы севооборота, делят участок на 3/4 части в зависимости от планов по выращиванию других культур.

Вот одна из схем севооборота, которую я утащил с сайта министерства сельского хозяйства и продовольствия Рязанской области:

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Теперь немного про сидераты.

Сидераты - это культуры, которые выращивают на участке земли для улучшения ее плодородия и борьбы с болезнями и вредителями.

Одним из лучших сидератов для картофеля является горчица. Она имеет множество преимуществ. Во-первых, горчица быстро растет и занимает весь участок земли, что позволяет ей подавлять сорняки и предотвращать их рост. Во-вторых, горчица содержит много органических веществ, которые вносятся в почву после ее разрушения и способствуют улучшению ее минерального состава.

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Кроме того, горчица оказывает положительное влияние на здоровье почвы, так как она выделяет в почву вещества, которые способствуют уничтожению патогенных микроорганизмов и борьбе с болезнями и вредителями. Например, горчица содержит глюкозинолаты, которые убивают нематод (маленьких круглых червей) и защищают картофель от их вредительского влияния.

Если Вы выращиваете только картофель, то можно делить участок Земли на 3 части и попеременно засаживать 2 из них горчицей. Подробнее про технологию применения можно почитать тут.

Выбираем сорт и качественный семенной картофель

Желательно ещё до начала сезона определиться с сортом, который Вы хотите выращивать. В зависимости от ваших задач можно выбрать высокоурожайные, диетические, раннеспелые сорта.

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Если ранее на участке были выявлены проблемы с каким-то заболеванием (фитофтороз, сухая гниль, фомоз и т.д.), то лучше всего в следующем году высадить устойчивые к этим заболеваниям сорта. Так Вы не только сохраните больше урожая, но и сдержите распространение патогена.

Ред Скарлетт, один из устойчивых к фитофторозу сортов картофеля:

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Покупать семенной картофель для посадки лучше не с рук, и не на Авито, а из надёжного и проверенного источника. Лучше всего если это будет сельско-хозяйственный институт или крупная фирма, которая дорожит своей репутацией.

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Покупая некачественный семенной картофель Вы рискуете не только потерять большую часть урожая этого года, но и внести в почву инфекции, которые снизят его в будущем.

Семенной картофель на маркетплейсе Ozon (сам никогда не покупал, перед покупкой изучите отзывы):

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Подробнее про то, что такое семенной картофель и зачем он нужен можно прочитать тут.

Подготовка клубней перед посадкой

Обычно клубни семенного картофеля специально имеют мелкий размер, но если у Вас на руках оказалась крупная фракция, количество глазков на которых >5, то лучше всего их предварительно разрезать на несколько кусочков.

Семенной картофель (обратите внимание, что картофель мелкой фракции ценится выше):

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Лучше всего нарезать клубни так, чтобы на каждой части было 3-4 крупных, жизнеспособных глазка. Поместите нарезанные кусочки на газету при комнатной температуре на несколько дней, чтобы на поверхности разреза образовалась защитная пленка.

Если влажность в помещении слишком низкая, то можно осторожно опрыскать клубни водой из пульверизатора.

Нарезанные клубни перед посадкой:

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Посадка клубней

Лучшее время для высадки картофеля зависит от климатических условий. В большинстве регионов России картофель можно высаживать весной, когда почва достаточно прогрелась и прошли последние заморозки.

Стадии развития картофеля:

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

В центральных регионах России, обычно рекомендуют высаживать картофель в конце апреля - начале мая. В северных регионах, где весна наступает позже, высадка картофеля может быть перенесена на конец мая или начало июня.

Следите за прогнозом погоды. Некоторые сорта могут быть более устойчивы к заморозкам или сильной жаре.

Клубни следует сажать в небольшие лунки глубиной (6 - 8 см) на расстоянии 35 - 40 см друг от друга. Если клубни крупные, то расстояние следует немного увеличивать, и наоборот.

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Окучивание и мульчирование

Как только появятся зеленые побеги, присыпайте почву вдоль растений по мере их роста. Клубни образуются на подземных побегах. Чем длиннее подземная часть растения, тем больше клубней растение может вырастить. Окучивание также предохраняет неглубокие клубни от воздействия света и их позеленения.

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Если нет сил/возможности/желания окучивать картофель, то некоторые фермеры применяют такую технологию как мульчирование.

Мульчирование картофеля - это процесс покрытия поверхности земли, на котором выращивается картофель, слоем органического материала: соломой, опилками, травой и т.д. Это позволяет сохранять влагу в почве, подавлять сорняки и улучшать структуру почвы.

Преимущества мульчирования картофеля:

  1. Улучшение плодородия почвы: органический материал, используемый для мульчирования, разлагается в почве и обогащает ее питательными веществами.

  2. Сохранение влаги в почве: слой мульчи помогает удерживать влагу в почве, что особенно важно в периоды засухи.

  3. Подавление сорняков: мульчирование может помочь подавить рост сорняков, так как они не получают достаточного доступа к свету.

  4. Защита корней картофеля от поверхностного высыхания: мульчирование предотвращает пересыхание почвы на поверхности и защищает корневую систему картофеля от высыхания.

Мульчирование соломой:

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Как мульчировать картофель?

  1. После посадки картофеля на участок земли, покройте его слоем мульчи в 5-10 см.

  2. Не стоит использовать толстый слой мульчи, так как это может затруднить прорастания картофеля.

  3. Если вы используете солому, её необходимо утрамбовать, чтобы она не разлеталась от ветра.

  4. В периоды засухи, проверяйте, что почва под соломой достаточно влажная. Если почва слишком сухая, необходим дополнительный полив.

  5. В конце сезона, когда картофель созрел, мульчу можно оставить на почве, чтобы она разлагалась и улучшала плодородие на следующий год.

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Полив

Правильный полив картофеля - это важнейший фактор для успешного получения урожая. Картофель любит влажную почву. Вот несколько рекомендаций по правильному поливу картофеля:

  1. Картофель нуждается в регулярном поливе, особенно в периоды засухи. Не дайте почве высыхать, по ощущениям земля всегда должна быть немного влажной.

  2. Лучшее время для полива - утро и вечер. Это поможет уменьшить испарение воды и предотвратить высыхание почвы.

  3. Используйте качественную систему полива. Это может быть полив с помощью шланга с распылителем, капельный полив или система автоматического полива. Важно, чтобы вода попадала на корни растений, а не на листья, чтобы избежать распространения заболеваний.

Для минимизации ручного труда лучше всего оборудовать участок хотя бы самой примитивной системой капельного полива:

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Важно. Не поливайте картофель перед сбором урожая. Вода может привести к размягчению клубней и повысить риск гнили при хранении. Перед сбором урожая убедитесь, что почва достаточно высохла.

Сорняки и насекомые

Для борьбы с сорняками достаточно их осторожно выдёргивать или срезать их надземную часть. Мульчирование также помогает предотвратить рост сорняков, поскольку мульча лишает их доступа к солнечному свету.

Для борьбы с насекомыми и грибной инфекцией применяют различные препараты (фунгициды и инсектициды). Тут уже каждый случай индивидуален и чтобы не превратить свой огород в химический полигон необходимо точно определить вредителя и подобрать против него соответствующий препарат.

А вот в промышленных масштабах никто особо не париться по поводу применения химических препаратов и используют весь доступный спектр веществ на опережение.

Пример одной из схем обработки картофельного поля:

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Болезни

Картофель могут поразить десятки болезней имеющих грибковую, бактериальную и даже вирусную природу. На небольшом участке лучше всего периодически делать обходы и при обнаружении признаков заболевания или аномального роста незамедлительно удалять поражённые растения.

Вам может быть жалко урожай, но поверьте намного лучше удалить несколько больных растений сейчас, чем получить целое зараженное поле на следующий год.

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

В борьбе с болезнями также помогает упомянутый выше севооборот с применением сидератов и периодическое обновление семенного материала.

Сбор и хранение

Собирать урожай лучше всего на стадии увядания растения (наступает примерно через 100 дней после посадки). Примерно за неделю, две до этого момента можно убрать полив. Выберите сухой, теплый день для выкапывания клубней.

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Если вы хотите выращивать картофель на хранение, обязательно выбирайте сорт, известный своей лежкостью.

Кожура клубней должна быть плотной. Если нет, поместите собранный картофель перед хранением в теплое, хорошо проветриваемое помещение на пару дней, чтобы дать кожуре затвердеть, а ранам на поверхности зажить.

Затем его можно переместить в погреб или другое тёмное, прохладное место. Не забывайте следить за влажностью.

Идеальные параметры для картофельного склада:

  1. Температура 3 - 10 градусов (при более высоких температурах возможен выход клубней из стадии покоя и их прорастание);

  2. Влажность 85 - 95% (при такой влажности клубни не высыхают и не растрескиваются, а плесень не распространяется слишком быстро);

  3. Темнота;

Наш картофельный склад:

Научный подход к выращиванию картофеля. Получаем большой и качественный урожай Микроскоп, Биология, Исследования, Садоводство, Наука, Длиннопост

Заключение

Вам совсем не обязательно сразу бросаться в дело с головой и тратить кучу денег на обустройство идеального участка, но внедрение даже одной из описанных выше методик (мульчирование, применение сидератов, севооборот) может помочь существенно улучшить ваш урожай и повысить производительность труда.

Экспериментируйте, пробуйте новые методики и подходы, а после не забывайте делиться своими результатами с другими людьми.

Спасибо, что дочитали, если у Вас возникнут вопросы, можете задавать их в комментариях, постараюсь по возможности ответить.

Другие соц.сети проекта:
Дзен (блог про биологию)
Ютуб
Вконтакте
Карта для донатов: 4276 3100 3165 8117

Показать полностью 24
69

Сосновая хвоя под микроскопом

У хвойных растений листья имеют игольчатую форму, поскольку это помогает им лучше адаптироваться к условиям сурового климата, в которых они обычно произрастают.

Игольчатые листья имеют меньшую поверхность, чем обычные широкие листья, что позволяет хвойным растениям более эффективно сохранять воду и контролировать её испарение.

Сосновая хвоя под микроскопом Биология, Микроскоп, Научпоп, Исследования, Наука

Кроме того, иглы содержат смолы и другие вещества, которые защищают растения от насекомых, грибковых и бактериальных инфекций.

Ещё одним преимуществом игольчатых листьев является то, что они могут оставаться на растении в течение нескольких лет, в отличие от широких листьев, которые обычно опадают в конце сезона.

Сосновая хвоя под микроскопом Биология, Микроскоп, Научпоп, Исследования, Наука

Мой блог про биологию на Дзен

Показать полностью 2
4358

Сэкономил несколько дней жизни. Как подсчитать количество объектов на фотографии с помощью приложения

Приветствую друзья, я биолог, и по ходу рабочего процесса мне часто приходится подсчитывать различные предметы в лаборатории (пробирки, ящики, коробки, штативы и т.д.).

Любой, кто хоть раз занимался этим, знает как это утомительно, к тому же постоянно закрадываются ошибки, коллеги отвлекают или сбиваешься во время подсчёта.

И вот лаборатории потребовалось подсчитать количество семенных клубней на складе. Ориентировочно мы знали, что их около 100 000, но нужно было знать точное число, плюс минус погрешность в пару процентов.

Сэкономил несколько дней жизни. Как подсчитать количество объектов на фотографии с помощью приложения Интернет, Наука, Биология, Приложение, Лайфхак, Длиннопост

Никто не хотел браться за подсчёт, поэтому его повесили на меня. Ручной способ подсчёта отнимал огромное количество времени, поэтому я стал искать способы ускорить его.

Я перебрал десятки сервисов и даже пробовал самостоятельно обучить нейросеть, но оказалось, что всё уже давно придумано другими людьми.

Приложение Count Things позволяет без проблем подсчитать количество практически любых объектов на фотографии.

Сэкономил несколько дней жизни. Как подсчитать количество объектов на фотографии с помощью приложения Интернет, Наука, Биология, Приложение, Лайфхак, Длиннопост

Внутри уже встроено более 200 различных шаблонов для подсчёта. Для удобства они разбиты по категориям.

  1. Арматура и прутья;

  2. Трубы;

  3. Пиломатериалы (брёвна, доски, ветки);

  4. Биология (клетки, пробирки, жилки на листьях, личинки, семена);

  5. Сельское хозяйство (плоды, клубни, растения, горшки, деревья);

  6. Скот (коровы, овцы);

  7. Листовой материал (шифер, стекло, упаковочный материал, картон);

  8. Строительные леса (профиль);

  9. Крепёжные детали (болты, винты, гайки, гвозди, прокладки);

  10. Прочее (коробки, сигареты, пакеты, конверты, чипы, солнечные батареи и т.д.);

Сэкономил несколько дней жизни. Как подсчитать количество объектов на фотографии с помощью приложения Интернет, Наука, Биология, Приложение, Лайфхак, Длиннопост
Сэкономил несколько дней жизни. Как подсчитать количество объектов на фотографии с помощью приложения Интернет, Наука, Биология, Приложение, Лайфхак, Длиннопост

С приложением процесс пошёл в разы быстрее, я раскладывал клубни в один слой и записывал промежуточный результат, а затем пересыпал его в другой ящик. Всего за неделю мне удалось справится с работой на которую выделяли минимум два месяца.

Рост производительности получился просто невероятным.

Сэкономил несколько дней жизни. Как подсчитать количество объектов на фотографии с помощью приложения Интернет, Наука, Биология, Приложение, Лайфхак, Длиннопост

Для полноценной работы приложения необходимо приобрести платную версию, но из-за санкций это сейчас сделать невозможно. Однако в интернете поговаривают, что можно скачать бесплатную безлимитную версию и пользоваться всеми возможностями приложения бесплатно.

Ссылку можно найти по первому запросу в Гугле, но это уже будет на вашей совести.

Сэкономил несколько дней жизни. Как подсчитать количество объектов на фотографии с помощью приложения Интернет, Наука, Биология, Приложение, Лайфхак, Длиннопост

Надеюсь кому-то это приложение, как и мне, поможет существенно облегчить свою работу и сэкономить несколько часов/дней/недель жизни.

Спасибо, что дочитали, если у Вас есть вопросы, можете задавать их в комментариях, постараюсь по возможности ответить.

Другие соц.сети проекта:
Ютуб
Вконтакте

Показать полностью 6
190

Бессмертные клетки HeLa под микроскопом

Клетки HeLa - это линия бессмертных человеческих клеток, которые были взяты из опухоли шейки матки, женщины по имени Хенриетта Лакс в 1951 году.

Бессмертные клетки HeLa под микроскопом Биология, Научпоп, Микроскоп, Наука, Исследования, Видео, YouTube, Длиннопост

Клетки HeLa были первыми человеческими клетками, которые могли быть легко выращены в лабораторных условиях и обладали мутацией, которая давала им способность делиться неограниченное количество раз, обходя предел Хейфлика.

Благодаря этой способности они используются в качестве моделей в биологических и медицинских исследованиях по всему миру.

Бессмертные клетки HeLa под микроскопом Биология, Научпоп, Микроскоп, Наука, Исследования, Видео, YouTube, Длиннопост

Использование клеток HeLa привело к многим важным открытиям в медицине. Их применяли при разработки вакцины против полиомиелита, изучение рака, ВИЧ и других болезней.

Бессмертные клетки HeLa под микроскопом Биология, Научпоп, Микроскоп, Наука, Исследования, Видео, YouTube, Длиннопост

Бонус: Культура живых клеток HeLa под микроскопом

Мой блог про биологию на Дзен

Показать полностью 2 1
55

Дождевой червь под микроскопом

Дождевой червь получил свое название из-за того, что массово выходит на поверхность во время дождя. Всё дело в том, что во время обильных осадков земля становится слишком влажной. Вода заполняет все воздушные карманы и поры, из-за этого дождевые черви вынуждены подниматься на поверхность, чтобы не задохнуться от недостатка кислорода.

Дождевой червь под микроскопом Микроскоп, Биология, Научпоп, Наука, Исследования, Длиннопост

Тело дождевого червя сегментировано и имеет передний (голову) и задний (хвост) конец. Легкие отсутствуют, поэтому они дышат всей поверхностью тела.

Задний конец тела

Дождевой червь под микроскопом Микроскоп, Биология, Научпоп, Наука, Исследования, Длиннопост

Длина тела дождевого червя может варьироваться от нескольких миллиметров до нескольких метров, в зависимости от вида. Например, самые крупные дождевые черви, обитающие в тропиках, могут достигать длины более 3 метров.

Ротовое отверстие

Дождевой червь под микроскопом Микроскоп, Биология, Научпоп, Наука, Исследования, Длиннопост

Сегменты тела дождевого червя содержат мышцы, которые позволяют им двигаться, а также кровеносные сосуды и нервные окончания.

Кроме того, у дождевых червей есть специальные железы, которые выделяют слизь, облегчающую передвижение в почве.

Бонус: поперечный срез тела дождевого червя

Дождевой червь под микроскопом Микроскоп, Биология, Научпоп, Наука, Исследования, Длиннопост

Мой блог про биологию на Дзен

Показать полностью 4
45

Радиолярии под микроскопом

Познакомьтесь с радиоляриями - эти удивительные микроорганизмы, обитают в океанах и морях по всему земному шару. Они имеют сложную внешнюю оболочку из соединений кремния с различными органическими включениями, которая защищает их от внешних воздействий.

Радиолярии под микроскопом Биология, Микроскоп, Научпоп, Исследования, Наука, Видео, YouTube, Длиннопост

Самое удивительное в радиоляриях - это формы, которые принимает их скелет. Он может быть сферическим, овальным, шарообразным, плоскими или принимать самые причудливые и сложные формы. Причём каждый вид имеет свою уникальную форму скелета, которая позволяет ему адаптироваться к условиям в которых он обитает.

Радиолярии под микроскопом Биология, Микроскоп, Научпоп, Исследования, Наука, Видео, YouTube, Длиннопост

В природе радиолярии также являются важными компонентами пищевой цепи в океанах и входят в состав микропланктона. Они служат пищей для многих видов морских животных, таких как рыбы, киты, кальмары и другие.

Радиолярии под микроскопом Биология, Микроскоп, Научпоп, Исследования, Наука, Видео, YouTube, Длиннопост

Если вы когда-либо окажетесь на океаническом пляже, то обратите внимание на песок. Среди него вы можете встретить песчинки необычной формы. Это могут быть останки радиолярий, которые были вынесены океанскими течениями на побережье.

Бонус: Живая радиолярия (Diploconus) под микроскопом

Мой блог про биологию на Дзен

Показать полностью 2 1
51

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны?

Приветствую друзья, про возможности нейросетей сейчас не говорит только ленивый. Они могут рисовать детализированные картины по описанию, писать код, искать информацию в интернете за Вас и отвечать практически на любые вопросы.

Их распространение сейчас чем-то напоминает лесной пожар, люди активно экспериментируют и пробуют нейросети в роли дизайнеров, программистов, диетологов и даже наставников.

Я тоже решил познакомиться с этим явлением и посмотреть сможет ли чат бот на основе искусственного интеллекта справиться с единым государственным экзаменом по биологии и попутно выступить бесплатным репетитором.

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

Поскольку доступ к самому популярному чат боту ChatGPT платный и к тому же ограничен для жителей России, я решил выбрать другого помощника Sage, который доступен бесплатно для всех желающих (https://poe.com/sage).

По его собственным заверениям он как раз предназначен для решения задач связанных с различными науками.

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

Решать будем демонстрационный вариант ЕГЭ по биологии 2023 года с официального сайта разработчика ЕГЭ (Федеральный институт педагогических измерений).

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

Демонстрационный вариант предназначен для того, чтобы познакомить выпускников с заданиями и показать какие темы будут затронуты на экзамене в этом году. Когда я работал в школе, то учителя всегда использовали эти варианты для подготовки своих учеников.

Огромным плюсом будет и то, что вариант предоставляют сразу вместе с ответами, поэтому можно будет сразу подвергнуть решение нейросети экспертной оценке.

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

Структура экзамена

ЕГЭ по биологии состоит из двух частей. В первой части нам необходимо прочитать задание и дать краткий ответ состоящий из одного слова/цифры или числовой последовательности. Обычно эта часть проверяется автоматически. Апелляции по ней не принимаются.

Вторая часть экзамена состоит из заданий и задач, в которых необходимо дать развернутый ответ. Во время проверки эксперт проверяет ответ на наличие ключевых элементов за которые и выставляет баллы.

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

Давайте посмотрим сможет ли нейросеть справится с этими заданиями.

Первая часть

В первом задании возникает небольшое затруднение, нам необходимо заполнить таблицу, но мы не можем вставить её в поле ввода. Однако можно составить запрос, немного перефразировав задание.

Мы спрашиваем: "Каким признаком живых систем является свойство передачи аллелей от родителей потомкам?"

На что чат бот даёт абсолютно верный ответ: "Наследственность".

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

Развернутое описание не содержит биологических ошибок и верно передаёт суть процесса передачи генетической информации. На уроке за такой ответ вполне заслуженно можно было бы поставить твердую "5".

В следующем задании нам нужно обосновать результаты эксперимента.

Экспериментатор поместил зерновки пшеницы в сушильный шкаф. Как при этом изменились концентрация солей и количество воды в клетках семян?

Тут уже можно вставить вопрос целиком без изменений. Полученный ответ абсолютно верен и содержит даже больше информации, чем мы спрашивали. Чат бот любезно рассказал нам о том как высушивание семян влияет на их жизнеспособность.

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

В третьем задании необходимо поработать с числами. Нам необходимо рассчитать сколько нуклеотидов определённого типа будет содержать заданная молекула ДНК и сколько хромосом будет иметь половая клетка рыбы.

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

Чат бот прекрасно ориентируется в исходных данных и даёт очень подробное решение, обосновывая каждое действие и напоминая откуда он берёт те или иные числа для расчёта. Это удивительно, поскольку даже не все учителя так сильно заморачиваются с объяснением заданий (а часто и сами не могут их решить).

В четвертом задании вновь возникает проблема. Это генетическая задача. Одна из версий задания подразумевает работу со схемой, которую пока невозможно загрузить в чат бота. Зато с заданием, которое имеет лишь текстовое описание бот справляется превосходно.

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

Задание со схемой всё-же можно решить если перевести его в текстовый запрос, но для того, чтобы его сформулировать на основе схемы, ученик должен обладать базовыми знаниями в генетике.

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

Чтобы не задерживать Вас, далее я буду пропускать задания, которые чат бот выполняет без ошибок.

Первая ошибка

Специфика экзамена по биологии подразумевает работу ученика с различными изображениями. Умение распознавать биологические структуры на фотографиях и схемах очень важно. Чат боты (по крайне мере этот) пока не умеют считывать информацию с изображения, поэтому им довольно трудно формулировать ответы на основе лишь текстового запроса требующие работы с картинкой.

В вопросе про признаки характерные для растительной клетки, нейросеть впервые ошибается.

Нейросеть говорит примерно следующее: "Способность к биосинтезу белка не относится к признакам растительной клетки, поскольку эта способность свойственна всем типам клеток".

Логика в этом определённо есть, поскольку это не является исключительным признаком только растений, однако именно этот пункт и будет правильным ответом.

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

Я допускаю, что неточности могут возникать из-за того, что я формулирую запросы на русском языке, а нейросеть разрабатывалась и обучалась на данных от англоязычных пользователей. Скорее всего для людей отправляющих запросы на английском языке ответы будут более точными и правильными.

Промежуточное впечатление

Вообще чем дольше я работал с чат ботом, тем больше у меня было положительных впечатлений. Это удивительно, когда можно с такой скоростью получать систематизированную, подробную информацию практически по любому запросу.

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

Глубина знаний чат бота поражает, я специально пытался уличить нейросеть в ошибках или неточностях, но ничего не получилось. Мне приходилось тратить по 10 - 20 минут на изучение профильной литературы по запросам на которые нейросеть генерировала ответ за считанные секунды.

Конечно нейросеть не могла отвечать на все вопросы из экзамена подряд, главной проблемой по прежнему были рисунки и графики, но на мой взгляд ученик обладающий даже самыми минимальными знаниями троечника способен сформулировать запрос так, чтобы чат бот помог решить ему задание или применить дополнительные инструменты, например поиск по изображению и т.д.

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

С небольшими сложностями, методом задавания уточняющих и наводящих вопросов мне всё-таки удалось довольно быстро получить верные ответы на первую часть экзамена (кроме задания с растительной клеткой). Теперь можно переходить к заданиям с развернутым ответом.

Вторая часть

Переходим ко второй части экзамена. Она намного сложнее первой и требует от ученика глубоких биологических знаний. В ходе решения заданий потребуется работать с различными таблицами, рисунками и графиками.

Решение этих заданий будет сложным испытанием для нейросети.

Первое задание требует проанализировать большое количество данных на графике, составить гипотезу и объяснить её. Для решения с помощью чат бота потребуется подобрать правильные запросы, но за 3-5 минут можно прийти к верному решению и получить максимальный балл.

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

В следующем задании с рисунком если Вы знаете, что за процессы на нём изображены под буквами А и Б, то можно обойтись одним единственным запросом и получить за решение максимальное количество баллов.

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

Некоторые задания из второй части всё-таки невозможно решить не имея общего представления о том, что изображено на рисунке, например:

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

Остальные задания нейросеть решала с переменным успехом, вторую часть экзамена специально сильно усложняют, поэтому прямые запросы не позволяют получить верный ответ, необходимо дробить задание на отдельные элементы и спрашивать каждый следующий шаг отдельно, тогда есть шанс набрать 1-2 балла из 3 возможных.

Результаты

Поскольку вариант экзамена содержит одновременно несколько вариаций заданий, то результаты нейросети варьируются от 65 до 92 баллов в зависимости от комбинации заданий. Это очень хороший результат. Например, в прошлом году средний балл по биологии среди выпускников был равен 50.2.

Биология - это самый сложный из экзаменов ЕГЭ, что дополнительно добавляет уважения к чат боту.

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

Конечно нельзя говорить о результатах лишь на основе одного теста, но вот например график по ChatGPT (другой популярной нейросети).

По вертикали – процент людей, сдававших тот или иной экзамен хуже, чем GPT-4 (зелёный) / GPT-3.5 (синий столбик). Чем выше столбик – тем «умнее» модель по сравнению с человеком:

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

Согласно ему нейросеть ChatGPT 3.5 сдаёт экзамен по биологии лучше, чем ~60% учеников, что примерно соответствует нашим результатам.

Подводим итоги

Чат боты с искусственным интеллектом - это отличный инструмент для обучения. Если бы я до сих пор работал учителем, то не просто советовал, а рекомендовал бы своим ученикам использовать их для проверки своих решений, а учителям для составления конспектов и планов уроков.

Возможность попросить нейросеть не просто дать ответ, но и объяснить своё решение очень полезна в обучении. Можно неплохо сэкономить семейный бюджет на дополнительных занятиях и репетиторах.

Вот, что сама нейросеть думает по этому поводу.

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

С полученным ответом я полностью согласен и подписался бы под каждым словом.

Итоговое впечатление от чат бота у меня только положительные, я как будто провёл несколько часов в компании очень умного, тактичного и вежливого собеседника. Далеко не с каждым человеком можно также весело провести время.

У меня нет страха, что нейросеть лишит меня работы, у любой технологии есть лимиты и ограничения и спрос на живого человека будет всегда.

Автор со своими учениками:

Заставил нейросеть решать ЕГЭ по биологии. Учителя больше не нужны? ChatGPT, Нейронные сети, Биология, Наука, ЕГЭ, Исследования, Научпоп, Длиннопост

Спасибо, что дочитали, если будут вопросы по теме статьи, можете задавать их в комментариях, постараюсь по возможности ответить.

Другие соц.сети проекта:
Дзен (блог про биологию)
Ютуб
Вконтакте
Карта для донатов: 4276 3100 3165 8117 (собираю на микроскоп мечты)

Показать полностью 20
43

Ротовой аппарат пчелы под микроскопом


Пчелы как и другие перепончатокрылые насекомые (осы, шмели, шершни) имеет грызуще-лижущий ротовой аппарат. Он представлен жвалами, нижней губой и языком.

Ротовой аппарат пчелы под микроскопом Микроскоп, Биология, Научпоп, Исследования, Наука, Длиннопост

Жвалы используются для размягчения и перемещения пищи, а язык - для собирания нектара и переноса пыльцы. Кроме того, у пчелы имеются слюнные железы, которые выделяют ферменты необходимые для переваривания пищи.

Ротовой аппарат пчелы под микроскопом Микроскоп, Биология, Научпоп, Исследования, Наука, Длиннопост

Обозначения на схеме: ВГ – верхняя губа, НГ – нижняя губа, ВЧ – верхние челюсти, НЧ – нижние челюсти.

Ротовой аппарат пчелы под микроскопом Микроскоп, Биология, Научпоп, Исследования, Наука, Длиннопост

Фотографии сделаны с помощью сканирующего электронного микроскопа. Увеличение х40 раз.

Мой блог про биологию на Дзен

Показать полностью 3
Отличная работа, все прочитано!