XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Мох совсем не плох!

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Денисов М.А. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение "Городская гимназия города Димитровграда Ульяновской области"

Бразовская И.Н. 1

---

1МБОУ Городская гимназия

Работа в формате PDF

1.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Каждый день я тренируюсь в лесу и обращаю внимание на огромное количество мха, растущего в нем. И мне стало интересно, что же это за растение – мох? Чем он отличается от других растений и как его можно использовать?

Актуальность темы обусловлена тем, что мох окружает нас повсюду: в лесу, на болотах, на приусадебных участках, на крышах домов. Мхи встречаются на всех континентах, в том числе в Антарктиде, нередко в экстремальных условиях обитания. Но его изучению на уроках отводится очень мало времени. Проблема в том, что наши знания о свойствах мха и возможностях его использования слишком малы.

Поэтому мы решили провести исследование, цель которого - определение основных свойств мха и способов его практического применения человеком.

Задачи:

1. найти общие сведения о мхе, его отличительные характеристики;

2. с помощью домашних экспериментов выявить условия для роста и размножения мхов;

3. опытным путем определить основные свойства мха;

4. определить вид мха, который наиболее пригоден для использования в хозяйстве;

5. по результатам экспериментов предложить основные направления использования мха;

6. сделать выводы.

Нами была выдвинута гипотеза: мох обладает уникальным набором свойств, которые позволяют человеку его использовать в различных направлениях своей жизнедеятельности.

Объект исследования – образцы мха, собранного в лесу и на болоте.

Предмет исследования – отличительные свойства мха и способы его использования.

Нами была изучена литература по биологии и бриологии, методические рекомендации по проведению опытов со мхами, статьи в сети Интернет.

Как оказалось, данная тема давно изучается и есть доказанные сведения о свойствах мхов, но нас заинтересовала возможность проведения самостоятельных опытов и экспериментов, а также возможность сравнения и получения собственных выводов.

Глава 1. Общие сведения о мхах

Мхи — это большая группа растений, которая появилась на нашей планете более 400 миллионов лет тому назад, задолго до цветковых растений. В мире насчитывается около 18 000 видов мхов, объединенных в три класса.

1. Печеночные мхи, в классе которых насчитывается свыше 6000 видов, широко распространенных по всему Земному шару. Это мелкие и нежные мохообразные растения. К этому классу мхов относится широко распространенный у нас вид - маршанция обыкновенная (Marchantia polymorpha).

2. Антоцеротовые мхи. Свое название они получили от греческих слов anthos — цветок и keros — рог, так как форма растений представляет собой темно-зеленую пластинчатую розетку (слоевище), плотно прилегающую к почве, и многочисленные роговидные выросты (спорогоны). Класс антоцеротовых мхов насчитывает около 300 видов, распространенных, главных образом, в тропических и умеренно теплых областях Земного шара. В нашей стране встречается только род антоцерос (Anthoceros).

3. Листостеблевые мхи, которые состоят из стебля и листьев, включающие три подкласса: андреевые, сфагновые и бриевые. Представители именно этого класса мхов были нами рассмотрены при проведении исследования.

Подкласс сфагновых представлен одним семейством сфагновые (Sphagnaceae) и единственным родом сфагнум (Sphagnum).

Бриевые мхи - зеленые (реже красно-бурые или черные) многолетние растения. Распространены бриевые мхи широко: на болотах, в хвойных лесах, на лугах, в горах и тундрах. Представители подкласса: мний (Mnium), кукушкин лен обыкновенный (Polytrichum commune), гипнум кипарисовый (Hypnum cupressiforme).

Мхи обычно растут там, где цветковые растения не могут укорениться: на скалах, на болотах, у ключей и вдоль русла ручьев, на деревьях. Дело в том, что у мхов отсутствует корневая система. Функцию корней выполняют ризоиды – выросты, при помощи которых поглощается вода и питательные вещества непосредственно из влажного воздуха или осадков.

Размножение мхов происходит при помощи спор, сходных со спорами грибов. Споры образуются в коробочках и при созревании высыпаются на почву. Также широко распространено и вегетативное размножение, которое приводит к образованию целых моховых ковров, устилающих влажную почву, так как почти все части листостебельного растения могут дать начало новому растению.

Глава 2. Основные свойства мха сфагнума

2.1 Опыт №1 «Гигроскопические свойства мха сфагнума»

В конце осени мы собрали разные образцы мха: в лесу – кукушкин лен, на торфяном болоте нашего города – сфагнум. Также приобрели высушенный сфагнум. Рассмотрели листья под микроскопом. Было отмечено, что помимо обычных зеленых клеток, которые содержат хлорофилл, сфагнум отличается тем, что имеет и воздухоносные клетки. В сухом мхе они заполнены воздухом, во влажном – водой.

Мы решили определить, какой максимальный объем воды впитает в себя сфагнум, и сравнить этот показатель со способностью медицинской ваты. Для этого мы взяли по 7 граммов сухой ваты и сухого мха сфагнума, залили водой по 300 мл в каждый контейнер и фиксировали наблюдения в Таблице 1.

Таблица 1. Сравнение гигроскопических свойств мха и медицинской ваты

Во время проведения эксперимента было замечено, что мох равномерно распределился в контейнере с водой, вата же скомковалась и стала опускаться на дно. После извлечения из воды мох по-прежнему оставался однородным и не склеивался, в отличие от ваты.

Вывод: мох впитывает жидкость немного медленнее, чем вата, однако объемы впитываемой жидкости через двое суток больше в 1,2 раза. Это доказывает, что мох сфагнум обладает высокой гигроскопичностью - способностью впитывать жидкость в 17 раз больше своего веса.

При этом отмечено еще одно свойство мха – его воздухопроницаемость: даже в мокром виде он очень хорошо пропускает воздух, тогда как хлопковая вата слипается и образует некоторую корочку.

2.2 Опыт №2 «Удержание влаги в тканях»

Для проведения опыта было взято равное по весу количество сухого мха сфагнума и для сравнения лишайника ягеля (по 7 граммов). Растения на несколько минут поочередно помещали в сосуд с водой, затем доставали, промакивали салфеткой и делали замеры. Затем клали рядом обе навески, по мере высыхания взвешивали их. Далее взяли равное по весу количество свежих листьев цветкового комнатного растения (антуриума), по мере высыхания взвесили их и провели сравнение процесса потери влаги. Результаты представлены в Таблице 2.

Таблица 2. Сравнение механизмов удержания влаги мха, лишайника и листьев цветкового растения

Вывод: мхи, как и лишайники, очень быстро восстанавливаются из воздушно-сухого состояния, но, в отличие от цветковых растений, не имеют совершенных механизмов удержания влаги в тканях – они легко теряют ее.

Через 30 дней, когда листья цветкового растения полностью высохли, их вес стал равен весу мха, мы провели опыт, позволяющий оценить способность восстановления листьев цветка антуриума при помещении в воду. Для этого мы провели обратный эксперимент: 7 граммов сухих листьев замочили в воде и периодически делали взвешивания. Результаты зафиксировали в Таблице 3.

Таблица 3.Восстановление листьев цветкового растения

Вывод: при полной потере влаги листья цветкового растения не могут полностью восстанавливаться. Такое свойство характерно для мхов и лишайников.

Глава 3. Основные направления использования мха

3.1 Применение мха сфагнума в медицине

Изучив литературу, мы узнали, что уникальность мха сфагнума состоит в том, что он содержит фенолоподобное вещество сфагнол, которое придает ему антибактериальные, дезинфицирующие и даже противогрибковые свойства. К тому же, учитывая его высокую гигроскопичность, нами был сделан вывод о том, что мох можно использовать как перевязочное средство. Он впитывает больше жидкости, чем вата, поэтому при ранениях, в условиях, где нет дезинфицирующих средств, а действовать нужно быстро, чтобы остановить кровотечения, сфагнум может принести огромную пользу. Можно использовать впитывающие салфетки из мха, образцы которых разного размера мы сшили (Рисунок 1).

Также мы предлагаем шить и использовать стельки из сфагнума при занятиях спортом. Стельки впитывают лишнюю жидкость при потоотделении, а также борются с грибком. Мне, как спортсмену, ежедневно тренирующемуся по несколько часов, сшитые нами стельки обязательно пригодятся весной и летом (Рисунок 2).

1. 2. Применение мха сфагнума в цветоводстве

Мох сфагнум в естественных условиях способствует образованию торфа. Мох каждый год нарастает верхушкой, а нижняя его часть не отмирает, а образует вещество, называемое торфом, которое используют как топливо. Однако, садоводы и огородники любят добавлять торф в почву, выращивая рассаду, тем самым делая почву более плодородной и питательной.

Учитывая то, что сфагнум постепенно отдает влагу и имеет хорошую воздухопроницаемость и лёгкость, мы предположили, что его можно использовать для уменьшения испарения влаги при выращивании комнатных растений. Если укрыть землю в кашпо мхом, это позволит поддерживать влажность почвы, обеспечивая благоприятные условия для роста комнатных растений в период отопительного сезона, когда воздух в помещении сухой. Опыт проводился над цветком спатифиллума, который каждый год с начала осени находится в увядающем состоянии. Сверху мы его обложили сухим мхом, сохранили частоту полива (1-2 раза в неделю) и через 2,5 месяца оценили результаты, которые были очень заметны: цветок ожил, дал новые листья и приготовился к цветению (Рисунок 3).

Также можно использовать мох для сохранения и поддержания влажности почвы при длительном отсутствии дома, не боясь, что цветы не переживут отсутствие полива.

Многие цветоводы знают, что сфагнум очень часто применяют при разведении и пересадке орхидей. Его добавляют в грунт, укрывают воздушные корни. Но мало, кто знает, что сфагнум идеально подходит для черенкования и укоренения других растений. Причем в свежем виде он тоже результативен. Мы попытались укоренить черенок комнатного растения юкки в растущем мхе. Через 2 недели получили положительный результат. Можно укоренять и одновременно «лечить» заболевшие растения (Рисунок 4).

Также провели опыт по черенкованию чайной розы: несколько черенков поместили в обычный грунт под углом 45 градусов, другую часть – во влажный мох сфагнум, накрыли пластиковыми бутылками, убрали в прохладное место. Через 1,5 месяца оценили результаты: черенки в обычном грунте почернели, на них начала появляться плесень, корни не образовались. А черенки в сфагнуме прекрасно укоренились, что доказывает удобство и результативность данного метода черенкования.

Глава 4. Условия для роста мха

4.1 Опыт №3 «Рост мха при различных режимах увлажнения»

Мы решили проверить, сможем ли мы создать условия для выращивания мха дома. Для начала провели опыт, который показывает зависимость скорости роста мха от количества влаги. Нами был проведен эксперимент: взято 4 дерновинки кукушкиного льна, каждая была посажена в отдельный контейнер и поставлена в светлое место (на подоконник), при этом сделаны метки на побегах с помощью нити. Было измерено расстояние от метки до верхушки побега линейкой с миллиметровыми делениями. Все образцы различались режимом увлажнения дерновинок: без увлажнения, раз в неделю, раз в сутки, два раза в сутки (утром и вечером). Увлажнение производилось из пульверизатора.

Период наблюдения – 1 месяц. Через месяц мы сравнили результаты (Таблица 4) и сделали выводы.

Таблица 4. Рост мха кукушкин лен при различных режимах увлажнения

Режим увлажнения	Высота от метки на 06.11.2023,мм	Высота от метки на 06.12.2023,мм
1 раз в неделю	10	11
1 раз в сутки	10	12
2 раза в сутки	10	14
Без увлажнения	10	10

Вывод: скорость роста напрямую зависит от количества опрыскиваний, в отсутствие внешнего источника влаги мох перестает расти – он не способен запасать влагу.

4.2. Опыт №4 «Рост мха при различных температурных режимах и уровне освещенности»

Зная, что мох сфагнум не имеет корней (ризоидов) и способен размножаться вегетативно, мы взяли несколько ёмкостей, заполнили их дно только дренажным камнем, налили немного воды, чтобы всегда был доступ к влаге, положили разные части высушенного мха в подготовленную смесь, накрыли пищевой пленкой с отверстиями и поставили в разные условия: один – на балкон, где достаточно светло, но происходят перепады температур (октябрь – декабрь: от +10 до -15С), два других оставили в помещении, но одному создали световые условия при помощи обычной настольной лампы, которую включали рано утром и выключали поздно вечером. Через 2 месяца оценили результаты. Мох, который стоял в комнате при средней температуре воздуха около 25-27С и низкой освещенности, не вырос совсем. Мох на балконе при перепадах температуры воздуха от +10 до -15С и среднем уровне освещенности (октябрь – декабрь) дал несколько молодых побегов. Самый лучший результат показал мох, растущий в тепле и под настольной лампой. Он дал много молодых зеленых побегов, длиной до 3 см.

Вывод: создание благоприятных условий, таких как влажность, температурный режим и степень освещенности, дают возможность выращивания мха даже дома. Мох способен выдерживать большие колебания температуры воздуха, при этом продолжать расти.

Глава 5. Применение мха в декорировании и творчестве

При посещении выставки «Моя Россия», которая проходила в г. Москве, нельзя было не заметить огромное количество декоративных элементов с использованием мха. И меня очень заинтересовало, каким образом мох так долго сохраняется ярком виде, не меняет цвета, не высыхает, выглядит очень естественно и притягивает к себе взгляды.

Оказывается, такое возможно, если использовать стабилизированный мох. Однако, в сети Интернет под названием «стабилизированный мох» практически всегда скрывается лишайник ягель, или олений мох.

Нами был проведен опыт по стабилизации мха сфагнума в домашних условиях и сравнение его со стабилизированным лишайником ягелем.

Стабилизация — это процесс обработки мха и растений, который заключается в замещении натуральной влаги глицерином, солевым или синтетическим раствором. Данный процесс позволяет сохранить форму и мягкость стабилизированного мха или растений на длительный период времени.

Для стабилизации нам потребовался контейнер с крышкой, 100 граммов глицерина аптечного, 200 мл тёплой воды, краситель, вата, по 20 граммов сухого мха сфагнума и лишайника ягеля. Глицерин растворили в теплой воде в пропорции 1:2, добавили краситель, по очереди поместили в получившийся раствор мох и лишайник, проложили сверху ватой, чтобы все образцы были покрыты раствором, закрыли крышкой и убрали от прямых солнечный лучей.

Через 14 дней оценили результат. И ягель, и сфагнум прекрасно стабилизировались. Мох приобрел более яркие оттенки, стал очень эластичным и абсолютно безопасным – в стабилизированном мхе не заводятся насекомые, он антистатичен и, как следствие, гипоаллергенен. Глицерин, который проник внутрь клеточной структуры мха, делает его долговечным и не теряющим вид на протяжении 10 лет. Ещё одна особенность такого мха – его нельзя поливать. После недели просушивания мха мы приступили к творчеству: сделали новогоднюю поделку, а также два декоративных панно. Причем, стабилизированный мох сфагнум ничем не уступает привычному ягелю (Рисунок 5).

.

Заключение

После изучения информации и проведения большого количества опытов, можно сделать выводы:

1. Мох — самостоятельная единица, полноценный организм, обладающий определенным набором свойств, отличающих его от других растений.

2. Скорость роста мха напрямую зависит от количества влаги, в отсутствие внешнего источника влаги мох перестает расти – он не способен запасать влагу.

3. Создание благоприятных условий, таких как влажность, температурный режим и степень освещенности, дают возможность выращивания мха в домашних условиях. Мох способен выдерживать большие колебания температуры воздуха, при этом продолжать расти.

4. Мхи очень быстро восстанавливаются из воздушно-сухого состояния, но не имеют совершенных механизмов удержания влаги в тканях – они легко теряют ее.

5. Опытным путем подтверждаются такие свойства мха сфагнума, как гигроскопичность и воздухопроницаемость. Также выявлены его антибактериальные, дезинфицирующие и противогрибковые свойства.

6. Доказана высокая эффективность применения мха сфагнума в таких направлениях, как цветоводство, медицина, декорирование и творчество.

В итоге, моя гипотеза подтвердилась: мох обладает уникальным набором свойств, которые позволяют человеку его использовать в различных направлениях своей жизнедеятельности.

Для меня самым впечатляющим по результатам показался опыт по впитыванию жидкости мхом сфагнумом. Предлагаемые варианты его использования в медицинских целях в текущей ситуации очень актуальны. На линии фронта, в условиях нехватки перевязочных материалов, можно использовать салфетки из мха, образцы которых разного размера мы сшили, а также мох в чистом виде.

Также очень интересно было вырастить мох у себя дома зимой, в период, когда в естественных условиях роста нет, укоренить и вылечить с его помощью комнатные и садовые растения.

Впечатляющие результаты были получены в творчестве. На сегодняшний момент такое использование мха встречается крайне редко (в основном применяется лишайник ягель). Нами была доказана возможность стабилизации и дальнейшего применения в декорировании и творчестве мха сфагнума.

Список литературы

1. Баринова М.А. Опыты со мхами на уроках биологии и экскурсиях в природу, журнал «Биология», №15/2006.

2. Еленкин А.А. Мхи и лишайники: практическое пособие.– Ленинград: Научное издательство, 1930. – 178 с.

3. Поглазова О.Т., Ворожейкина Н.И., Шилин В.Д. Окружающий мир: Учебник для 4 класса общеобразовательных организаций. – Смоленск: Ассоциация ХХI век, 2014. – 176 с.

4. Шорыгина Т.А. Беседы о грибах, мхах и лишайниках. – М: Издательство «Сфера», 2019. – 93 с.

5. https://ido.tsu.ru/other_res/hischool/botanika2/3c.html

6. https://foxford.ru/wiki/biologiya

Приложения

Рисунок 1. Пошив медицинских салфеток из мха сфагнума

Рисунок 2. Противогрибковые стельки из мха сфагнума

Р исунок 3. Цветок спатифиллума до и после использования мха сфагнума

Р исунок 4. Укоренение юкки с помощью мха сфагнума

Рисунок 5. Изготовление поделок из стабилизированного мха