II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

"ФИТОНЦИДНАЯ АКТИВНОСТЬ КОМНАТНЫХ РАСТЕНИЙ"

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Сохнышева Е.И. 1

---

1МКОУ Вознесеновская СОШ

Сморчкова Т.Н. 1

---

1МКОУ Вознесеновская СОШ

Работа в формате PDF

324.1 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

 ВВЕДЕНИЕ

На протяжении всей истории человеческого общества, цветущие растения всегда украшали жизнь людей. Комнатные растения - это непросто деталь интерьера, украшающая наш дом, офис, учебный кабинет. Они радуют наш глаз, напоминают о великолепии весны, впечатляют своими живыми и сочными красками.

В жизни современного человека комнатные растения имеют большое значение. Общеизвестно сильное эмоциональное и эстетическое воздействие умело подобранных и размещенных в помещении растений, которые играют важную санитарно - гигиеническую роль: растения очищают воздух от углекислоты, пыли, и других вредных веществ. По дан­ным центра космических исследований США и Кёльского университета за 2002-2003 года, воздух в городских домах и офисах содержит более 200 различных токсических субстанций. Присутствие паров формальдегида, ацетона, метанола, бензола - всё это результат цивилизации. Поэтому у людей, проводящих долгое время в закрытых помещениях, всё чаще появляется чувство тошноты, аллергия, катар верхних дыхательных путей.

Работая с литературными источниками, мы выяснили, что большинство растений, в том числе и комнатные, обладают фитонцидной активностью, например, комнатное растение спатифиллум способно поглощать ацетон до 19-ти мг в час, нефролепис и фикусы поглощают формальдегид, соответ­ственно 20 и 10 мг в час.

В настоящее время ведутся исследования по подбору видов комнатных растений, обладающих бактерицидными и протистоцидными свойствами, способными вызвать гибель бактерий и одноклеточных организ-мов. Фитонцидные свойства выявлены более чем у 40 видов оранжерейных (комнатных) растений. Заинтересовавшись данным вопросом, мы поставили цель: изучить фитонцидную активность некоторых комнатных растений. Исходя из цели, были составлены задачи.

ЦЕЛЬ: изучить фитонцидную активность комнатных растений, и ее влияние на состояние здоровья учащихся школы.

ЗАДАЧИ:

-подобрать ассортимент фитонцидно - активных комнатных рас­тений в исследуемых учебных кабинетах, изучить их биологию;

-изучить действие тканевых соков комнатных растений на бак­териальную микрофлору воздуха учебных кабинетов школы.

В качестве объектов исследования выбрали широко известные, имеющиеся в учебных кабинетах школы и описанные в литературе как фитонцидно-активные растения: пеларгония зональная, герань душистая, алоэ древовид­ное, бегония, лимон, фиалка узамбарская, хлорофитум хохлатый.

Для исследования микрофлоры воздуха использовали кабинеты начальных

классов: № 1 , 2 , 3, 4. Согласно поставленным задачам, в процессе исследования, использовались следующие методы:

1. Изучение и анализ литературы по данной проблеме;

2. Морфологическое описание комнатных растений и колоний клеток

микроорганизмов;

3. Микробиологические методы: метод осаждения, метод Лунок, метод

математической статистики.

Актуальность данной темы обусловлена многими факторами, и в первую очередь длительностью пребывания учащихся в закрытых помещениях - учебных кабинетах, что влияет на микрофлору воздуха и, естественно, на здоровье учащихся.

Решение данной проблемы мы видим в изучении и применении естественных биологических помощников - комнатных растений с активными фитонцидными свойствами.

РАЗДЕЛ 1. ФИТОНЦИДНЫЕ СВОЙСТВА РАСТЕНИЙ.

1 . 1 ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ ФИТОНЦИДОВ.

Впервые в 1928 году о фитонцидах в своих работах заговорил Б.П. Токин. По его определению фитонциды (от греческого «фитон»-растение и латинского «циды»-убиваю) – это образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие бактерий, микроорганизмов, простейших и микроскопических грибов.

С химической точки зрения фитонциды - это комплексгазообразных и легко испаряющихся соединений, в состав которых могут входить как неорганические, так и органические соединения: простые соединения типа сильной кислоты и аммиака, предельные инепредельные углеводороды, летучие формальдегиды, спирты, эфиры низкомолекулярных жирных кислот, смолы. Таким образом, фитонцидные комплексы имеют сложный химический состав, который и обуславливает специфичность их действия на разные группы микроорганизмов.

Фитонцидные свойства сначала были обнаружены лишь у немногих растений, но по мере изучения их круг расширился.

Растения вырабатывают фитонциды для того, чтобы обеспечить себе защиту от бактерий, грибков и др. микроорганизмов, которые могут вызвать различные заболевания. Количество фитонцидов, выделяемых растение, изменяется в ходе онтогенеза, увеличивается при ранении растения. По словам профессора Б.П. Токина, одного из первых исследователей фитонцидов, растение с помощью фитонцидов «само себя стерилизует». В здоровом растении фитонциды участвуют также в разнообразных обменных процессах.

В своей работе Б.П. Токин описал интересное наблюдение. Если на предметное стекло нанести кашицу из растертого лука или чеснока, а рядом капельку воды, в которой плавают инфузории, то через несколько минут простейшие погибнут.

Еще более активным оказался клеточный сок многих растений. Так, клеточный сок лука, чеснока, герани, хлорофитума и других растений, если его смешать с каплей жидкости, содержащей различные микроорганизмы, вызовет быструю, нередко мгновенную их гибель.Это свойство выработалось у растений в процессе эволюции и для самих растений стало важным защитным фактором. Так были открыты фитонциды, и в 1928-1930 годах была поставлена проблема фитонцидов, изучением которой занимаются многие ученые.

Помимо Б.П.Токина, пионерами исследований в области фитонцидов были такие ученые как А.Г Филатов,А.Е. Тебякина, В.Г.Дробатько и другие, которые доказали бактериоубивающие свойства фитонцидов и фитонциды тканевых соков.

Вопросом о действии фитонцидов на болезнетворные микроорганизмы, возбудителей заразных болезней человека и животных заинтересовались медики и ветеринары. В институте микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного Академии Наук Украинской Республики проблема фитонцидов нашла всестороннее развитие.

В 1945 году при непосредственном участии академика В.Г. Дробатько, был получен препарат из растения зверобоя, а в 1948г. Препарат был внедрен в медицинскую практику и применяется до сих пор при лечении гнойных ран.

Большинство комнатных растений имеют субтропическое и тропическое происхождение, поэтому сроки максимальной продукции фитонцидов приходятся у них на зимне-весенний период. Это очень ценно, т.к. именно в это время частота острых респираторных заболеваний особенно высока.

При исследовании фитонцидной активности в течение суток, было установлено, что она максимальна днем и минимальна ночью. Имеются данные, что интенсивность производства фитонцидов связанна с интенсивностью дыхания – в темноте растения практически не выделяют фитонцидов. На выделение фитонцидов влияют также состав почвы и температура воздуха – плохое питание и понижение температуры снижают выделение растениями летучих веществ.

В конце 1970 – 1980-х гг. возникло направление, получившее название фитодизайна. Его основатель, А.М. Гродзинский, дал ему такое определение: «Фитодизайн – это использование растений для улучшения среды обитания в искусственных системах». Задачами фитодизайна являются очистка и оздоровление воздуха помещений, увлажнение, ионизация и обогащение его веществами, благотворно влияющими на состояние здоровья человека, а также создание комфортной и эстетически приятной обстановки. Так что специалисты, называющие себя фитодизайнерами, создавая интерьеры помещений, должны думать не только об эстетичности своего творения, но и об эффективном использовании фитонцидных свойств растений.

Научный подход к подбору растений для озеленения помещений должен заключаться в исследовании микрофлоры в помещении и подборе ассортимента растений в соответствии с его результатами. В настоящее время изучению антимикробного действия комнатных растений посвящено множество работ.

1.2 ФИТОНЦИДНЫЕ СВОЙСТВА КОМНАТНЫХ РАСТЕНИЙ.

Для оздоровления воздушной среды помещений применяют растения, обладающие высокой фитонцидной активностью. В настоящее время изучены Фитонцидные свойства около 40 видов комнатных растений, выявлено, что наиболее фитонцидно-активными являются следующие: хлорофитум хохлатый, фиалки, драцены, юкка, монстера, кофе арабика и аравийский, коланхое, гибискусы, лимоны и другие.

1.3. МОРФОЛОГИЯ И БИОЛОГИЯ ФИТОНЦИДНО-АКТИВНЫХ

КОМНАТНЫХ РАСТЕНИЙ.

Для изучения фитонцидной активности мы выбрали широко известные в комнатной культуре и имеющиеся в учебных кабинетах растения: пеларгонию зональную, алоэ древовидный, хлорофитум хохлатый, герань душистая, фиалка узамбарская, лимон, бегония.

ПЕЛАРГОНИЯ ЗОНАЛЬНАЯ

Семейство гераниевых, родина - субтропики Южной Африки, род содержит около 250 видов. Растение неприхотливое очень распространенно имеет высокие, разветвленные стебли, достигающие высоты 70 см. Листья с прилистниками, светло-зеленые, округло-почковидной формы, слегка опушенные. Цветет с ранней весны до поздней осени, образуя зонтики цветов, Легко размножается черенками.

АЛОЭ ДРЕВОВИДНЫЙ

Семейство асфоледовых. Родина - Южная Африка. Имеет ветвистый прямостоячий стебель, листья очень толстые, и сочные, снизу выпуклые. Цвет листа серо-зеленый, покрытый восковым налетом, размножается верхушечными черенками.

ЛИМОН

Относится к роду цитрусовых, декоративное, вечнозеленое плодовое дерево.

Запах лимона стимулирует вегетативную нервную систему, оказывает бодрящее действие.

Изучив биологию выбранных комнатных растений, мы решили изучить их Фитонцидные действия на микрофлору воздуха. С этой целью был постав­лен эксперимент. Взяли каплю, воды из стакана, нанесли её на предметное стекло, сверху накрыли покровным стеклом. Полученный препарат рассмотрели под микроскопом. После этого добавили под покровное стекло каплю сока растения и наблюдали за движением простейших.

Результат: через пять минут погибли простейшие после добавления сока герани, через 7 – лимона, через 9 – алоэ. Затем провели подобный опыт с использованием водно-почвенного препарата. В итоге после добавления сока герани движение простейших прекратилось через 2 минуты, при добавлении сока лимона через 5 минут, сока алоэ через 7 минут.

1.4. Опыты.

Опыт № 1

Оборудование:чашки Петри, пробирки, резиновые кольца, бумага, ватно-марлевые пробки, сушильный шкаф, духовка

Растения и вещества: агар, вода, герань, хлорофитум, фиалка.

Методика постановки этого эксперимента состоит в следующем: агар заливаем холодной водой и доводим до кипения. Приготовленную питательную среду разливаем в пробирки, закрываем пробками и стерилизуем.

перед перенесением питательной среды из пробирки в центр чашки Петри кладем стерильное резиновое кольцо. После посева микроорганизмов кладем в кольцо лист исследуемого комнатного растения. Подсчет колоний микроорганизмов провели на третьи сутки.

Вывод:наивысшей фитонцидной активностью обладают герань и хлорофитум. Они могут быть использованы в озеленении школьных помещений.

Опыт № 2

Оборудование: микроскоп, ступка с пестиком, пипетка, стакан

Растения: лимон, пеперомия, герань, бегония.

Ход работы:

1. в керамической ступке растереть листья растения.

2. отжать через марлю несколько капель сока растения.

3. в стакан (50- 100 мл) поместить комочек почвы, добавить воды, перемешать, дать осесть твердым почвенным частицам. Взять пипеткой каплю воды из стакана, нанести ее на предметное стекло, накрыть покровным стеклом.

Просмотреть препарат на малом и большом увеличении

1. добавить под покровное стекло каплю сока растения.

2. наблюдать за движением простейших.

Вывод:экстракты растений, обладающих фитонцидными свойствами, в несколько раз быстрее губят микроорганизмы по сравнению с экстрактами нефитонцидных растений.

Опыт №2 (по Б.П. Токину)

Оборудование:микроскоп

Растения: пеларгония, колонхое, вода.

Ход работы:

1. Листья растений измельчить.

2. на предметное стекло поместить каплю воды с простейшими и на расстоянии нескольких миллиметров от нее кашицу из растения.

3. через 5, 10,20 минут погибнут все простейшие.

Вывод:по сравнению с опытом № 3 время ответной реакции на воздействие фитонцидов увеличилось примерно в 2 раза для каждого исследуемого растения.

Большое влияние на организм человека оказывают биологические факторы среды. С давних времен, из поколения в поколение человек передавал сведения о пользе и вреде тех или иных растениях. При этом использование наиболее древний метод исследования – метод наблюдения. Полезные растения вводились в комнатную культуру. И лишь в 20 столетии факты полезности растения получили научное обоснование.

Так стало известно, что многие комнатные растения влияют на микроклимат помещения, поглощают часть вредных соединений, в том числе изменяют количество углекислого газа, имеют несомненное эстетическое значение.

Люди часто страдают от различных недугов – ушибов, ран, простудных болезней, от быстрой утомляемости, плохого самочувствия, и не задумываются о том, что на помощь в этих случаях могут прийти обычные комнатные растения.

Занимаясь в НОУ «Окно», мы решили узнать, какие комнатные растения обладают целебными свойствами – выделяют фитонцидные вещества, способствующие улучшению самочувствия учащихся, а какие растения обладают энергетическим воздействием. Мы занималась изучением фитонцидных свойств. Так, как большую часть времени мы проводим в школе рядом с этими растениями.

При изучении цветовой гаммы, учеными установлено, что зеленый цвет комнатных растений благотворно влияет на здоровье. Он меньше утомляет глаза, снижает зрительное напряжение, нормализует глазное давление, способствует лучшему кровоснабжению глаз.

Это подтвердили данные опроса среди учащихся 1 – 4 классов. Было опрошено 45 человек, 73% выбрали вариант кабинета с комнатными растениями, объясняя это тем, что в таком кабинете красивее, и лучше дышится. 22% - потому, что красиво и нравится, 5% учащихся - все равно, в каком кабинете заниматься.

Работая с научно-популярной и справочной литературой, мы узнали, что большой интерес к природным запахам у химиков, медиков, биологов, экологов, способствовал развитию ароматологии и одного из ее направлений - ароматерапия.

Отечественными учеными были изучены свойства оранжерейных и комнатных растений: описано 45 видов, обладающих бактерицидными и протистоцидными свойствами, и свыше 100 видов – проявляющих фитонцидную активность. Особая

заслуга в этих открытиях принадлежит Академику медицинских наук, профессору Ставропольской государственной медицинской академии, А.М.Гродзинскому, выступая на 8 Всероссийском семинаре по фитонцидам растений, он подчеркнул необходимость глубокой разработки теории и практики фитодизайна. По его мнению «…растения, правильно подобранные и размещенные с хорошим «вкусом», создают психологически благоприятную среду, положительно влияют на настроение людей, придают помещению своеобразный колорит и создают определенный комфорт».

Многие комнатные растения имеют чудесные свойства-выделяют в окружающую среду фитонциды - летучие вещества, способные убивать бактерии, микроорганизмы, очищая воздушную среду помещений, повышают бактерицидные способности воздуха- улучшая тем самым микроклиматические условия, делая воздух чистым, свежим.

По теории, разработанной профессором Иванченко В.А., все растения можно разделить на 4 группы:

1 группа: растения - фитонцидной активности;

2 группа: растения - антимикробной активности;

3 группа: растения - высокоэффективные очистители воздуха;

4группа: растения - фитонцидной активности, влияющие на поведенческий аспект человека.

По методике Иванченко мы проверили действие запаха лаванды на работоспособность учащихся: в двух классах разместили бумажные салфетки, пропитанные маслом лаванды, и вели наблюдения за поведением учащихся в течение недели, выводы, сделанные Иванченко В.А. о свойствах фитонцидов лаванды подтвердились: к 4-6 уроку эмоциональная активность учащихся не возрастала, а оставалась на среднем уровне. Это подтвердило свойства лаванды успокаивать нервную систему, снимать стрессы, возбуждение.

Сделали паспортизацию комнатных растений школы, для исследований определили учебные кабинеты № 1, 2, 3, 4, 5, выбрали растения-фитонциды, наиболее часто встречающиеся в кабинетах, изучили их морфологические признаки, условия выращивания. Используя методику опытов Николая Верзила по определению фитонцидных свойств, проверили отобранные растения.

Так как многие растения выделяющие фитонциды имеют опушенные, с сильным ароматом листья, достаточно было потереть их пальцами, чтобы ощутить усиление аромата. А рассматривая листья в лупу, обнаружили, что волоски листа состоят из одноклеточного пузырька-головки на ножке из 4-х ячеек-клеток. Это и есть «фитонцидные железки». В этом пузырьке заключено душистое эфирное масло, пузырек лопается и масло испаряется. Пары эфирного масла, выделяемые листьями или нежными лепестками цветов (как у азалии, хризантемы, гвоздики комнатной), являются прекрасными очистителями воздуха.

Такими свойствами обладают герань зональная, пеларгония душистая, хризантемы, гибискусы, колеус, узамбарская фиалка.

Группа растений, не имеющих опушение, такие как хлорофитум хохлатый, плющ обыкновенный, диор фенбахия, фикус Бенджамика, драцена, шеффлера, сциндаксус, лимон, сансевьера – являются высоко эффективными очистителями воздуха, а это одно из важных условий для учебных кабинетов. Результат своих исследований заносим в таблицу.

Влияние фитонцидных свойств на состояние здоровья учащихся школы изучали в начальных классах, так как учащиеся находятся по 4-5 часов в одном кабинете, переходят из кабинета в кабинет в течение недели 2-3 раза.

Изучение влияния фитонцидных свойств проводили в 4(12 учащихся), 3(13 учащихся), 2(10 учащихся), 1(10 учащихся) классах.

Свои наблюдения и расчеты заносили в таблицу, затем сверили их, с учетом медицинского работника. Результаты исследования показали, что в учебном кабинете № 3, где растет 14 фитонцидных растений – в течение года часто болели 3 человека, в кабинете № 4, из 10 учащихся болели только 3-4 человек( из них 3 имеют хронические заболевания верхних дыхательных путей), в кабинете №1, из 13 человек –23 случая ( 8 человек по 2 – 3 раза в течении года), в кабинете растет всего 3 фитонцидных растения.

Результаты исследования

С давних времен человечеству известно одно из свойств зеленых растений - улучшать в помещении микроклимат, выделяя летучие вещества -фитонциды, пагубно влияющие на болезнетворные микроорганизмы. Правильно подобранные, размещенные с учетом фитонцидной активности, особенностей роста, растения проявляют свои основные свойства и качества.

В результате выполнения работы нами были изучены Фитонцидные свойства комнатных растений, имеющиеся в исследуемых кабинетах - и выделены наиболее активные: герань, пеларгония, бегония, лимон, алоэ, коланхоэ, хлорофитум.

Они не только воздействуют на культуры микроорганизмов, но и имеют высокую скорость воздействия и площадь влияния.

Таким образом, оценив изучаемые фитонцидные свойства растений, их морфо -биологическую особенность и использование в озеленении учебных кабинетов, все комнатные культуры разделили на группы по свойствам и качествам:

БАКТЕРИЦИДНЫЕ — хлорофитум, герань, пеларгония, лимон, алоэ (очищают воздух учебных кабинетов от бактерий, болезнетворных микробов)

ПРОТИСТОЦИДНЫЕ - бегонии, фиалки, герань, пеларгонии, коланхоэ, традесканция (убивают простейших в микроклимате помещений)

ФУНГИЦИДНЫЕ - герань, пеларгония, хризантема, кислица (защищают рядом стоящие растения от спор паразитических грибов и бактерий).

По результатам опытов 2014, 2015 года, выявили, что уровень заболеваний в исследуемых классах снизился на 46,6%, наши наблюдения подтверждают и данные мед. работника.

На основании этого, с полной уверенностью, рекомендовали эти растения для учебных кабинетов, с целью улучшения микроклимата и оздоровления учащихся.

Рекомендации

Умело подобранные и правильно размещенные в помещении растения играют важную роль не только в эстетике, но и имеют санитарно - гигиеническое значение.

Помните, что «фитодизайн» - это не только использование растений для улучшения среды обитания в искусственных системах.

Озеленяйте помещения, в которых вы проводите большую часть времени, комнатными растениями, имеющими высокую фитонцидную активность, пусть вашими спутниками станут герань душистая, пеларгония зональная, коланхоэ, хлорофитум, фикусы, хризантемы, циперусы, традесканции, алоэ и фиалки, бегонии и лимоны, араукарии и спатифиллумы.

Будьте всегда здоровы, а в этом вам помогут комнатные растения.

Литература

1. Орехов К. Н. «Проблемы экологии человека», Ставрополь, 1998 год.

2. Агоджанян Н. А., Горшин В. И. «Экология человека», Избранные лекции, Москва, 1994 год.

3. Гаммерман А. Ф. и другие «Лекарственные растения» (растения – целители), Москва, 1983 год.

4. Гортинский Г. Б., Яковлев Г. П. «Целебные растения в комнате», Москва, 1993год.

5. Иванченко В. А. «Растения и работоспособность», Москва, 1984год.

6. Верзилин Н. М. «Путешествие с домашними растениями», Ленинград, 1969год.