XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Экологический фитодизайн. Использование фитонцидных растений в интерьере помещений

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Ерохина М.Д. 1

---

1МБОУ СОШ №3

Марфина И.Б. 1

---

1МБОУ школа №3

Работа в формате PDF

199.2 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Она появилась на Земле 200 млн. лет назад. С тех пор она убивает и спасает от смерти. Её называют хлебом дьявола. Она сказочно красива и вызывает отвращение. Она вездесуща и неистребима. Она способна управлять огромными массами людей и менять ход истории. Если она объявит нам войну, у нас не будет шансов выжить. Что же это? Представьте себе, речь идёт о плесени. Или о грибах, если выражаться научным языком. И вы даже не предполагаете, какие тайны и скрытые силы хранит эта благословенная плесень. Именно она стала объектом моего исследования.

Экологический фитодизайн – использование растений с выраженными фитонцидными свойствами и газопоглотительным действием для оздоровления воздуха в помещениях. Метод фитодизайна может быть использован в условиях любого интерьера. Целенаправленный подбор растений в интерьере школ позволит снизить микробную загрязненность воздуха на 50-70%.

Гипотеза: могут ли тканевые фитонциды комнатных растений подавлять рост и развитие микроорганизмов?

Цель: исследование влияния фитонцидных свойств различных комнатных растений на активность роста плесневых грибов.

Задачи:

1. Вырастить образцы плесени.

2. Определить фитонцидную активность используемых образцов растений.

3. Выяснить наиболее богатые фитонцидами комнатные растения.

Объект исследования: образцы выращенной плесени и полученный экстракт клеточного сока комнатных растений: традесканция зебрина, герань обыкновенная, папоротник адиантум («веренирн волос»).

Предметом исследования является воздействие фитонцидов взятых образцов на рост и развитие плесени

Местом проведения исследования стал школьный кабинет биологии

Продолжительность исследования – февраль 2025 года.

Основное оборудование: Чашки Петри 4 штуки, кусочки хлеба, кашицы из исследуемых растений, фарфоровая чашка, ступки, линейка, лупа, микроскоп.

Основные методы: эксперимент, наблюдение, измерение, оценка

Прикладной характер работы: результаты работы позволяют дать рекомендации по защите воздуха помещений комнатными растениями.

Глава I. Плесень – царь грибов?

Так что же такое плесень? Это представитель Царства Грибов - самые многочисленные живые организмы на Земле. Грибы встречаются повсюду – в лесах, пустынях, любых, даже самых чистых, помещениях и даже на человеческой коже. В отличие от растений грибы могут расти в темноте, так как для поддержания жизнедеятельности им нужна готовая органическая пища. Большинство грибов питаются мертвыми органическими остатками, но некоторые виды не брезгуют и живой добычей. Между тем мы часто их вообще не замечаем: большинство грибов живут в толще своей пищи и представляют перед нашим взором только в период размножения. Плесень распространяется по воздуху в виде микроскопических спор.

При попадании на влажную поверхность она прорастает тончайшими нитями (мицелий). Считается, что идеальные условия для появления и распространения плесени - температура плюс 20. Плохой воздухообмен поддерживает рост грибков. Кроме этого, чем грязнее помещение, тем больше бактерий, а чем больше бактерий, тем больше грибков.

Жители городов проводят в закрытых помещениях, включая рабочие места, до 80-90 времени. За это время через дыхательные пути фильтруется находящийся в помещении воздух и, если в нем содержится большое количество микроорганизмов, они оседают на легких (а клетки плесневых
грибков способны глубоко проникать в легочную ткань), вызывая различные болезненные состояния. Некоторые виды грибков могут вызывать диатез у детей, аллергию, переходящую в астму, и даже онкологические заболевания. Как радиация или тяжелые металлы воздействуют невидимо на организм, так и плесень воздействует на человека, его здоровье и жилье.

Вот краткий перечень заболеваний, связанных с плесенью: мигрень, насморк, отит, бронхит, ринит, бронхиальная астма, сердечно-сосудистые нарушения, микотоксикоз. Иногда у людей со сниженным иммунитетом возможны плесневые поражения внутренних органов. Все перечисленные заболевания носят хронический характер течения и вызывают трудности при лечении.

Глава 2. Фитонциды и их свойства

Фитонциды – греко-латинское слово: фито- (греч.) – растение, цидо- (лат.) – «убиваю». Это образуемые растениями биологически активные вещества разнообразной химической природы. Они обладают способностью тормозить развитие бактерий, вирусов, простейших одноклеточных животных, микроскопических грибов и даже убивать их. Фитонциды – главный фактор иммунитета растений, это защитники от болезнетворных микробов человека и животных. Фитонцидами называют все секретируемые растениями фракции летучих веществ, в том числе те, которые практически невозможно собрать в заметных количествах. Их называют также «нативными антимикробными веществами растений» (Аникеев, 1983). Продуцирование фитонцидов свойственно всем растениям. Мы обычно чувствуем их аромат, сильный или слабый. Многие фитонциды были выведены в чистом виде, и установлена их химическая природа. В большинстве случаев фитонциды представляют собой смесь эфирных масел, органических кислот, гликозидов и др. Фитонциды способны убивать различные микроорганизмы, в том числе и вызывающие инфекционные заболевания. Их бактерицидное действие успешно используют для лечения гриппа, насморка. Есть фитонциды, содержащиеся в тканях растений в растворенном виде, и летучие фракции фитонцидов, выделяемые в атмосферу, почву, воду (у водных растений).

Глава 3.  Фитонцидные свойства комнатных растений

Фитонциды были открыты почти сто лет назад русским студентом. В 1928 году студент московского университета Борис Токин проводил свой исследовательский эксперимент, в ходе которого заметил необычное явление: в чашке Петри, где были помещены рядом две капли - одна с соком чеснока, а вторая с каплей воды с инфузориями, последние погибли буквально за несколько минут. То есть, сок чеснока, богатый фитонцидами, оказал быстрое губительное воздействие на простейших. Дальнейшее изучение этого вещества показало такую же реакцию с бактериями, грибковыми и другими патогенными микроорганизмами у многих других растений, среди которых есть и комнатные. Декоративные цветы, у которых эти полезные свойства выражены наиболее активно мы и рассмотрим далее. Кстати, название фитонциды появилось от греческого "фитон" - растение и латинского "цедере" - убивать.

Также учеными было обнаружено ещё ряд полезных свойств фитонцидов, выделяемых растениями: ионизация воздуха и укрепление иммунитета за счёт бактерицидного воздействия. Именно из-за фитонцидов, люди, живущие в горных и сельских поселениях, меньше болеют простудными и вирусным и заболеваниями. Надо отметить, что фитонциды имеют исключительно растительное происхождение.

Выходит, фитонциды – естественный, природный, универсальный защитник: дезинфицирует, ионизирует воздух, подавляет развитие бактерий, грибковых, простейших и повышает иммунитет человека.

Фитонциды сокращают количество микроорганизмов в воздухе примерно в 200-250 раз на метр кубический. Поэтому особенно в период активизации простудных и вирусных заболеваний лучше обеспечить себя и своих домочадцев природной эффективной защитой, чем бороться с неприятными последствиями болезней, ослабляющих здоровье и тратиться на лекарства.

Академик Н. Г. Холодный высказал предположение, что летучие вещества, выделяемые высшими растениями и находящиеся в окружающем нас воздухе, являются «атмосферными витаминами» или «витаминоподобными веществами», могут усваиваться легкими человека и благотворно действовать на его организм. Всем известно действие летучих веществ воздуха соснового бора и дубового леса на общее самочувствие человека и на его нервную систему. С этой точки зрения большое оздоровительное значение имеет озеленение городов, цехов и территорий заводов, жилых помещений путем подбора таких растений, фитонциды которых действуют наиболее благоприятно.

В настоящее время ведутся исследования по подбору видов комнатных растений, обладающих бактерицидными и протистоцидными свойствами, способными вызвать гибель бактерий и одноклеточных организмов. Фитонцидные свойства выявлены более чем у 40 видов оранжерейных растений. Учеными был составлен ассортимент комнатных растений тропического происхождения, которые можно использовать для профилактических и лечебных целей дома и в местах массового скопления людей: в детских садах, школах, лечебно-профилактических и других учреждениях.

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.

Для оздоровления воздушной среды помещений применяют растения, обладающие высокой фитонцидной активностью. Наиболее фитонцидно-активными являются следующие: хлорофитум хохлатый, фиалки, драцены, юкка, монстера, кофе арабика и аравийский, каланхое, гибискусы, лимоны и другие.

Экспериментальная часть.

Материалы и оборудование:

Чашки Петри 4 штуки, кусочки хлеба, кашицы из исследуемых растений, фарфоровая чашка, ступки, линейка, лупа, микроскоп.

Методы. Для исследования фитонцидной активности комнатных растений был использован метод Б.П. Токина. Предварительно мы вырастили плесневый гриб Мукор (белая плесень). Для этого на влажные салфетки мы поместили кусочки белого хлеба. Постоянно поддерживали влажную среду. Через несколько дней нам удалось получить небольшие колонии этой плесени. Чтобы исследовать фитонцидные свойства, кашицы из листьев исследуемых растений с их тканевым соком: герань обыкновенная, традесканция зебрина, папоротник адиантум помещали в чашки Петри с посеянными на хлебе плесневыми грибами. Одна из чашек Петри была контрольной. Для получения тканевого сока мы перетёрли в ступке листья исследуемых растений. В каждую из чашек Петри добавили тканевый сок определённого растения:

Чашка Петри № 1 – контрольная

Чашка Петри № 2 – папоротник адиантум

Чашка Петри № 3 – традесканция зебрина

Чашка Петри № 4 – герань обыкновенная

На протяжении всего эксперимента проводились замеры с помощью линейки, рассматривание полученных образцов через лупу и микроскоп.

Опыт заложен: 01.11.2025 года

Результаты эксперимента

Выводы:

1. Следующие растения: герань обыкновенная, традесканция зебрина, папоротник адиантум задерживают процесс появления первых признаков плесени, развитие плесени и процесс спорообразования на 3-4 дня по сравнению с контролем.

2. Наименьшее влияние на процессы появления первых признаков плесени, развитие и процесс спорообразования оказывают траденсканция зебрина, папоротник адиантум.

3. Наибольшей фитонцидной активностью обладают герань обыкновенная.

Практическая значимость моего проекта:

Актуальность представленной мною работы обусловлена необходимостью поиска экологически безопасных и, с учетом растущей устойчивости микроорганизмов к химическим антибактериальным препаратам, эффективных средств защиты окружающей современного человека среды от патогенных микроорганизмов. Растительные фитонциды, как правило, не нарушают баланс естественной микрофлоры человека, не загрязняют окружающую среду, к ним реже вырабатывается устойчивость микроорганизмов.

Таким образом, данная тема представляется мне актуальной и практически значимой, хотя и остающейся неизученной во многих аспектах. В данной работе мною было проведено исследование фитонцидной активности комнатных растений, что представляет особую значимость в плане правильного озеленения помещений и общеобразовательных учреждений.

Так как растения проявляют оздоравливающие свойства непрерывно и в течение многих лет, при этом не требуя больших затрат на поддержание их функционирования, мы рекомендуем в школьных кабинетах активно использовать растения не только как декоративный элемент дизайна, но и в качестве лечебно – оздоровительной среды.

Данная тема актуальна ещё и тем, что не так давно перед нами распахнула двери новая пристройка к нашей школе № 3. Вопрос озеленения классных кабинетов и школы считаю первостепенным.

Изучая литературу по данной теме, мы составили краткий список комнатных растений, не требующих специализированного ухода и обладающих фитонцидной активностью:
- хлорофитум - нескольких таких растений достаточно для поглощения формальдегида, угарного газа, токсических веществ. Хлорофитум обладает и значительным бактерицидным эффектом;

- герань - выделяет биологически активные вещества, убивающие стафилококки и стрептококки;

- диффенбахия – обладает фитонцидными свойствами, очищает воздух жилых комнат от токсинов;

- фиалки, цикламены, папоротники - с помощью этих цветов можно добиться повышения влажности воздуха, т. к. цветы, которым нужно много влаги, обычно возвращают ее через листья;

- драцена, сансевиерия, плющ – губительно действуют на простейших.

Мы составили паспорт растения Герань обыкновенная и памятку по уходу, так как считаем, что это одно из самых неприхотливых и вместе с тем, обладающее наибольшей фитонцидностью растение. Можем предложить черенки этого замечательного экземпляра с целью его дальнейшего разведения вегетативным способом.

Думаем, что в нашей школе это растение найдёт достойное место!

Список цитированной литературы

1. Аникеев В.В., Лукомская К.А.. Руководство к практическим занятиям по микробиологии.- М.: «Просвещение», 1983. С. – 127.

2. Багрова Л.А. Детская энциклопедия «Я познаю мир». Том растения. - М.: ТКО «АСТ», 1996. - С.27 -28.

3. Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия.- М.: «Советская энциклопедия», 1956. -С. 209-210.

4. Васильева З.П., Кириллова Г.А., Ласкина А.С. Лабораторные работы по микробиологии. – М.: «Просвещение», 1979. – С. 17-18.

5. Верзилин Н.М. По следам Робинзона. - М.: «Просвещение», 1994. - С. 136 -137.

6. Голышенков П.П. Лекарственные растения и их использование. – Саранск. Мордовское книжное издательство, 1990. - С.29-30.

7. Кретович В.Л. Основы биохимии растений. – М.: «Советская наука», 1956. С. 218-219.

8. Кудряшова Н.И. Лечение лимонами. - М.: «Образ – Компании», 1999. – С. 5 -7

9.Нуралиев Ю.Лекарственные растения. – Нижний Новгород. СП «ИКПА»,1991. - С.29-31.

10. Синяков А.Ф. О вершках и корешках. - М..: «Физкультура и спорт»,1992. - С. 211 – 246.

11. Творогова А.С. Микробиологический эксперимент в школе. - Саранск, «Нива», 1987. - С. 5-10.

12. ШвечиковаА.П.,Косогова Т.М., Луценко А.И. Комнатные растения и чистота воздуха в помещении научно – методический журнал «Биология в школе» №1-2 1992. - С. 66 – 67.

12. «Энциклопедический словарь юного земледельца» под ред.К.А. Иванович М.: «Педагогика», 1983. - С. 329.

13. «Энциклопедический словарь юного биолога» под ред., М.С. Гилярович М.: «Педагогика», 1986. - С.37.