IV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

МОНИТОРИНГ БОЛЕЗНИ ЛИСТЬЕВ КАШТАНА КОНСКОГО ОБЫКНОВЕННОГО

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Криволапова С.Е. 1

---

1

Шулика О.М. 1

---

1

Работа в формате PDF

1.8 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

I Введение

Цель: мониторинг болезни листьев Каштана конского обыкновенного.

Задачи:- Обследовать растения каштана конского в разных местах города Пятигорска, Кисловодска и пос. Иноземцево. - Наблюдать за развитием болезни листьев каштана.- Выяснить, степень распространения болезни листьев других растений - Установить, зависит ли заболевание листьев каштана от места произрастания.- Ознакомиться с исследованиями ученых о болезнях древесных растений.- Узнать целебные свойства каштана конского обыкновенного.

Сроки проведения: апрель-ноябрь 2014-2017г.

Объект исследования: листья Каштана конского.

Предмет исследования: деревья Каштана конского в разных районах КМВ.

Гипотеза: листья Каштана конского подвержены грибковым или бактериальным заболеваниям, или поражены каштановой минирующей молью.

Актуальность: загрязнение окружающей среды отрицательно влияет на растения.

Новизна работы: проведения мониторинга болезни листьев Каштана конского.

Методы исследования: теоретические, эмпирические, исследовательские.

Цветущие каштаны, словно храмы

Открытые, сияют вдоль реки.

Их красоту задуют ветерки

Задорные, но в этот вечер – самый

Весенний из весенних вечеров –

Они чудесней всех твоих даров,

Незримый Зодчий!

Для человека, духовно развитого чувство родины многогранно: он ощущает себя гражданином Вселенной, сыном своего отечества и частицей своей «Малой Родины», где он родился и живет. Именно такой «Малой Родины» для нас является Ставропольский край. Красота и «здоровье» природы имеет особенную ценность в формировании образа «Малой Родины». И чем лучше мы будем знать законы природы родной земли, тем больше у нас будет возможности, используя ее богатства, беречь и преумножать ее силу, ее потенциал.

КМВ – крупнейший и уникальный курортный регион РФ, который по

составу и качеству своих климатобальнеологических ресурсов, не имеет

аналогов на Евро-азиатском континенте. К сожалению, за последние годы экологическая обстановка резко изменилась. По изобилию и разнообразию минеральных источников, ряда других бальнеологических факторов, местонахождения, прекрасному теплому климату, естественным красотам ландшафта, богатству флоры и фауны КМВ создаёт своеобразные предпосылки для развития растительного мира этого района. Особое значение для этих мест имеют леса. Они создают характерный микроклимат, формирует лесные почвы, имеет большое значение. Растения играют большую роль в жизни человека. В процессе фотосинтеза они обогащают воздух кислородом и накапливают органические вещества.

Летом, гуляя по скверам и улицам города Пятигорска, я обратила внимание, что на листьях конского каштана образовались большие коричневые пятна, окруженные желтой каймой, а другие листья стали бурые и засохли. Меня это заинтересовало. Я решила изучить это явление, в этом мне помогал наш учитель биологии. Мы проконсультировались с преподавателем

Северо-Кавказского Федерального университета, кандидатом биологических наук Лега Светланой Николаевной, которая помогла подобрать научную литературу и консультировала нас в дальнейшей работе.

В школе работает научное общество учащихся «ЛИК» и с 2011 года учитель биологии Ольга Михайловна с учениками ведут наблюдения и мониторинг за болезнью листьев каштана конского обыкновенного.

Каштан конский обыкновенный

Это многолетнее листопадное дерево с правильной густой развесистой кроной семейства конскокаштановых, высотой до 30 м. Кора серо-бурая, трещиноватая. Листья супротивные, пальчато-сложные, слегка зубчатые, с длинными желобовидными черешками. После опадения листьев на коре остается рубец, похожий на лошадиную подкову. Цветки собраны в прямостоячие крупные конусовидные метелки, достигающие в длину 20-30 см. Венчик цветков белый, с желтоватым, а позднее красноватым пятном, цветет в мае-июне. Плод - шаровидная трехсемянная коробочка с шипами и створками. Созревают в августе-октябре. Родина конского каштана обыкновенного – юг Балканского полуострова. В Европе с 16 века.

Конский каштан – дерево статное, красивое, с густой тенистой кроной. Его легко узнать по крупным резным листьям, похожим на растопыренные пальцы. И конечно, он знаменит своим цветением – пышные высокие соцветия в виде свечей, белые и розовые, видны издалека. Осенью земля под каштаном усыпана шоколадно-коричневыми плодами, заключенными в зеленую, покрытую шипами коробочку, – их так любят собирать ребятишки.

Каштан - это теплолюбивое растение. Чаще всего это дерево можно увидеть в Северной Америке, Греции, южных регионах нашей страны. Разнообразие видов каштана не столь велико-25. Жители и гости Парижа, Киева не одно столетие любуются этими деревьями. А в Пятигорск их привезли без малого 200 лет назад. Хотя озеленение улиц курорта началось в 1827 году, первое время использовались саженцы, взятые из машукского леса или привезенные из имения А.Ф. Реброва. Первое упоминание о них находим лишь 13 ноября 1849 года в « Ведомости о числе деревьев разного рода и прочих предметов, находящихся в казенном саду, принадлежащим Дирекции КМВ в городе Пятигорске». Там означено, что « Каштану старого плодовитого» насчитывалось всего 25 экземпляров и использовались они сначала только для получения семян.

Позже размноженные пятигорские каштаны посылались для украшения других городов Северного Кавказа, в первую очередь, Ставрополя, а по указанию наместника Кавказа М.С. Воронцова их отправляли даже в Тифлис. Ну а для Пятигорска шпалеры каштанов на улицах стали одной из главных примет города, радуя нас в любое время года.

По преданию, это дерево завезли на Кавказ древние греки, которые основали множество колоний на Черноморском побережье. Каштан за тысячу лет вошел в местную экосистему. Многие животные, растения и грибы, основали с ним симбиозы. У Адыгов он стал считаться священным деревом, ведь каштан дает очень питательную пищу, вкусный мед, ценную древесину, которая мало того что красивая (красная), но еще и крепкая, легкая, долговечная, и практически не гниет.

Род и его представители

Род Конский каштан (Aesculus) относится к семейству конскокаштановые и насчитывает около 25 видов, распространенных в Европе, Азии и Северной Америке. Они относительно морозостойки, теневыносливы, но лучше развиваются при хорошем освещении. Большинство видов влаголюбивы, довольно устойчивы к вредителям и болезням, предпочитают содержащие известь суглинистые почвы. Представители этого рода – листопадные деревья или кустарники с пальчатосложными, длинночерешковыми листьями, состоящими из 5–9 листочков, пильчатых по краю. Цветки довольно крупные, обоеполые, собраны в пирамидальные метелки длиной 10–15 см. На лепестках имеются разноцветные пятна, вначале они желтые, а затем становятся оранжевыми и, наконец, карминно-красными. Интересно, что изменение цвета пятна соотносится и с изменением его запаха. Желтый цвет – сигнал для пчел и бабочек, означающий наличие нектара, а оранжевый и красный – отсутствие его. Плод – шаровидная коробочка с шипами, обычно содержащая одно крупное темно-коричневое, будто отполированное семя. Древесина у конских каштанов рассеянно-сосудистая, белая или кремовая, легкая, по техническим свойствам близка к древесине тополя, ольхи и липы. Конские каштаны растут медленно, особенно в первые десять лет, переносят пересадку до 15–20 лет. Все виды декоративны в течение периода вегетации. Используются в аллейных, групповых и одиночных посадках в парках, скверах и на улицах городов. Каштаны способны накапливать в себе вредные сернистые соединения и свинец. Размножаются посевом семян осенью или в первую весну после их сбора, а также прививкой или окулировкой на обычные виды. Правильная посадка и уход за растениями – залог их долголетия и декоративности. Конский каштан предпочитает плодородные почвы, в жаркую погоду обязателен полив, иначе по краю листьев образуется сухая кайма, портящая декоративный вид растения. Большинство видов каштана конского естественно произрастают в равнинных и горных лесах Северной Америки, многие из них используются у нас в зеленом строительстве.

Конский каштан восьмитычинковый (A. octandra) родом из восточных районов Северной Америки. Это – крупное дерево, высотой 20–30 м, с диаметром ствола до 2,5 м, обладает густой широкояйцевидной кроной. Листья пальчатосложные, более светлые, чем у предыдущего вида. Цветки желтые, собраны в пирамидальные метелки, длиной 10–15 см. Плоды – шаровидные коробочки, до 6 см в диаметре, неколючие. Растет сравнительно быстро, к почвам не требователен, но в культуре недолговечен. Считается теневыносливым видом, но в затенении цветет слабо, что сказывается на его декоративности. Сравнительно зимостоек, на сухих почвах необходим полив.

Конский каштан голый (A. glabra) – дерево высотой 10–20 м, произрастает на юге Небраски, Айовы и Пенсильвании, а также по западным склонам Аппалачских гор. Обладает сквозистой кроной, изящной, гладкой листвой и плодами с мягкими шипами, позднее с бугорками. Бледные зеленовато-желтые цветки собраны в пирамидальные метелки длиной до 18 см. Широко распространен в культуре к. к. мясо-красный (A. x carnea). Это – дерево высотой 15–25 м, гибридного происхождения, гибрид был получен при скрещивании каштана конского обыкновенного и каштана конского павиа. Эффектно смотрится во время цветения, так как имеет цветки разнообразной окраски (от розовой до темно-красной), собранные в метельчатые соцветия длиной до 20 см. Начинает цвести раньше, чем конский каштан обыкновенный, продолжительность цветения 20 дней. Осенью листья долго остаются зелеными. Конский каштан мясо-красный очень чувствителен к воздушной и почвенной сухости. Считается одним из самых декоративных видов.

Конский каштан павия (A. pavia) – дерево от 6 до 12 м в высоту, иногда растет кустообразно. Листья – изящные, в два раза мельче, чем у каштана конского обыкновенного, узкоэллиптические. Отличается ярко-красными цветками, собранными в рыхлые метелки длиной до 16 см. Плоды – небольшие коробочки шаровидной формы с бугорками. Является менее морозоустойчивым видом, чем конский каштан обыкновенный, но в хорошо защищенных от ветра местах растет в виде кустарника, цветет и плодоносит. Очень интересен к. к. мелкоцветковый (A. parviflora), который представляет собой красивый густоветвистый кустарник высотой 4–5 м. Иногда этот вид может образовывать целые заросли. Листья – пальчатосложные, снизу имеют сероватое опушение. Белые мелкие, до 1 см, цветки собраны в роскошные цилиндрические метелки длиной до 40 см. Пикантность цветкам придают розово-белые тычинки, которые в два раза длиннее лепестков. Этот вид каштана недостаточно морозостоек, в средней полосе России требует укрытия на зиму, но в южных регионах чувствует себя превосходно, если во время засух его обильно поливают. Интерес представляет как кустообразный поздно цветущий вид каштана, который хорошо смотрится в одиночных и групповых посадках.

Конский каштан китайский (A. chinensis) – один из немногих видов, произрастающих в Китае. Это – дерево высотой до 15 м, с голыми молодыми ветвями. Белые с красно-желтыми пятнами на лепестках цветки собраны в метелки длиной до 20 см и шириной 5,5 см. Плод – чуть сплющенная, почти шаровидная коробочка, 2–2,5 см в диаметре. Недостаточно морозоустойчив, в средней полосе России требует зимнего укрытия. Конские каштаны являются не только декоративными и медоносными, но и лекарственными растениями.

Болезни конского каштана

Каштан конский относится к одной из наиболее устойчивых к болезням пород. Тем не менее существует целый ряд заболеваний, снижающих декоративность или долговечность этих деревьев в искусственных насаждениях.

Болезни листьев

Мучнистая роса (возбудитель – гриб Uncinuella flexuosa). В середине июля на обеих сторонах листьев появляется нежный белый паутинистый, еле заметный налет грибницы. К концу лета он уплотняется и становится хорошо заметным, покрывающим сплошь поверхность листьев. В этот период на грибнице с обеих сторон, но преимущественно на нижней, образуется спороношение возбудителя, имеющее вид многочисленных мелких черных точек, расположенных чаще вдоль жилок листа. Поражается каштан разного возраста, но наиболее опасна болезнь для молодых растений.

Красно-коричневая пятнистость (возбудитель – гриб Phyllosticta sphaeropsoidea). В июле на обеих сторонах листьев появляются крупные красно-коричневые или охряно-бурые пятна округлой или неправильной формы. При сильном развитии болезни пятна сливаются, охватывая часто большую часть листовой поверхности. С верхней стороны пятен образуется спороношение возбудителя в виде мелких черных рассеянных, хорошо заметных точек.

Охряная пятнистость (возбудитель – гриб Phyllosticta castanea). Во второй половине лета с обеих сторон листьев появляются крупные округлые пятна, до 1,5 см в диаметре, охряного цвета с темной каймой. На верхней стороне пятен образуется спороношение гриба в виде мелких черных точек.

Бурая пятнистость (возбудитель – гриб Coniothyrium australe). В июле с обеих сторон листьев появляются светло-бурые или ржаво-бурые пятна неправильной формы, обычно ограниченные жилками листа. Пятна быстро увеличиваются, сливаются и покрывают почти всю поверхность листьев. На верхней стороне пятен образуется спороношение возбудителя в виде мелких черных пятен.

Возбудители болезней листьев сохраняются на опавшей пораженной листве, которая является источником инфекции. Развитию большинства видов этих болезней способствует высокая влажность. Массовое поражение листьев мучнистой росой и пятнистостями приводит к снижению декоративности каштана и преждевременному листопаду.

Минеры листьев

Повреждения на листьях в виде мин образуются в результате питания личинок дикокаштановой минирующей моли и моли каштановой минирующей. В настоящее время посадки каштана оказались под угрозой из-за массового размножения опасного карантинного вредителя – моли каштановой минирующей (Cameraria ohridella Desh. & Dim.). Повреждения, наносимые личинками данной моли, значительно снижают декоративность насаждений и способствуют их ослаблению.

Использование Каштана конского

Говорят, что цветением каштанов и сирени можно любоваться бесконечно. И действительно, в мае улицы и парки КМВ утопают в белых и сиреневых облаках, благоухая изысканными ароматами. Осенью крона каштанов раскрашивается в желтые тона, созревают плоды – зеленые коробочки, из которых выпадают темно-коричневые крупные блестящие семена. Зимой, когда четко видна архитектоника кроны деревьев, эффектно смотрятся голые побеги с крупными верхушечными почками, покрытыми смолистыми чешуйками. Конские каштаны зарекомендовали себя как прекрасные парковые деревья, которые создают густую тень, великолепно выглядят как в одиночных, так и в аллейных и рядовых посадках. Но эти деревья славятся не только своей красотой, они способны очистить от автомобильных выхлопных газов 20 тыс. м3 воздуха, поэтому широко используются в городской застройке. В смешанных группах он великолепно сочетается с крупными деревьями, например, с дубом, буком, платаном, которые, как и он, имеют хорошо развитую крону.

Древесина конского каштана коммерческого значения не имеет из-за мягкости и малой биологической стойкости (по биостойкости она является одной из самых низких и сравнима с древесиной липы), к тому же без соответствующей защиты на воздухе она быстро становится грязно-серой, тем не менее, она может применяться для изготовления мебели и дверных полотен, поскольку хорошо принимает и держит крепления (гвозди, шурупы и пр.), отлично склеивается, протравливается и окрашивается. Она хорошо обрабатывается резанием, шлифуется и полируется, обеспечивая отличное качество поверхности, и её зачастую используют для токарных и резных поделок, для мелких предметов домашней утвари, лёгкой ящичной тары (в частности, для хранения табака и сигар). В прошлом её использовали в производстве заурядных музыкальных инструментов (пианино и т. п.), деревянной обуви (например, в Германии) и ортопедических протезов. Опилки и древесная пыль, появляющиеся при обработке конского каштана, способны вызвать дерматит и аллергические реакции. Конский каштан ранее применялся как сырьё для древесного угля в производстве пороха. В старину переплётчики использовали высушенные плоды конского каштана, перемолотые в муку и смешанные с квасцами, для приготовления специального переплётного клея. Книги, переплетённые с использованием такого клея, хранились дольше других. Порошок из плодов в стоячей воде вызывал отравление рыбы, чем пользовались рыболовы-браконьеры.

Целебные свойства конского каштана

Наиболее распространен в парках и садах декоративный конский каштан обыкновенный (Aesculus hippocastanum). Научное название рода происходит от латинского слова «esca» – «пища». Плоды конского каштана охотно поедают многие животные, в том числе олени и дикие свиньи. Еще в древности народные целители советовали носить с собой плоды каштана, привязывая их к больному месту, людям, страдающим ревматизмом. «При ревматизме в руке или ноге как можно чаще брать в руки три каштана, перебирая их пальцами», – рекомендовал П. Седир в своей популярной когда-то книге «Магические растения».Знаменитый врач Паркинсон (впервые описавший болезнь Паркинсона) признавался в своей книге «Парадиз», что он культивировал каштановое дерево в своем саду и применял различные части дерева для лечения множества болезней. Но лекарственное действие конского каштана было открыто только в 1896 году. Французский врач, чье имя не сохранила история, приготовил настойку из каштана, которую успешно использовал для лечения геморроя. Вскоре выяснили полезное действие каштана на всю сосудистую систему. С того момента область применения этого растения заметно расширилась. В медицине используют кору, листья, цветки и плоды каштана. Семена собирают вручную в сентябре–октябре в момент полной зрелости. Семена содержат сапонин, эсцин, флавоноиды, дубильные вещества, витамины B, C, K. Сырье хранят в течение двух лет. Листья и цветки богаты флавоноидами, каротиноидами, гликозидами. Хранят не дольше одного года. Препараты из конского каштана обладают также противовоспалительным, ранозаживляющим, кровоостанавливающим, обезболивающим, вяжущим, кровоочистительным, тонизирующим и бактерицидным свойствами. В научной медицине нашей страны применяют препараты из листьев и семян конского каштана. Его ценность состоит в том, что в нем содержатся вещества, которые препятствуют повышенной свертываемости крови, образованию тромбов, укрепляют стенки сосудов. Фармакологическая промышленность выпускает препараты с экстрактом каштана. Эскулин стимулирует антитромбическую активность сыворотки крови. Эсцин понижает вязкость крови. Экстракт плодов конского каштана замедляет свертывание крови. Экстракт из коры (веностазин) применяют при тромбофлебитах, расширении вен, геморрое и др. В народной медицине кору ветвей, цветки и семена издавна использовали для лечения геморроя, суставного ревматизма, при заболеваниях желчного пузыря и как кровоостанавливающее при маточных кровотечениях. Листья растения используют для лечения коклюша, бронхита, астмы, а также как мочегонное средство. При диарее заваривают семена. Отвары и настои конского каштана пьют как снотворное и успокоительное средство, а также при простатите, подагре, ишиасе, для снятия мышечных судорог. Конский каштан отлично очищает воздух от выхлопных газов.

Мониторинг болезни листьев каштана конского

Мы начали наблюдение в 2014 году и продолжили их 2015-2017 г. В 2014 году заметили появление листьев на первую неделю апреля, зацвели в 20-х числах месяца, так как весна 2014 года была ранняя, тёплая и сухая. Листья каштана до середины июня были зелёные, деревья успели отцвести и образовать плоды. Но 26 июня прошёл сильный дождь и мы заметили, что на листьях каштана через 2 дня появились желто-коричневые пятна. Значит, болезнь развивается после дождя. Осенью каштаны уже пятый год подряд зацвели и в 2014 г. успели второй раз дать плоды.

2015г.- листья на каштане появились в середине апреля, зацвели деревья в начале мая, но в конце июня, опять после дождя начали появляться желто-коричневые пятна, которые увеличивались с каждым днём. В конце августа большинство наблюдаемых деревьев каштана уже сбросили свои большие коричневые листья. В конце сентября - начале октября каштаны распустили новые зелёные листья и зацвели, но плодов не дали.

2016г. Лето было не жаркое, начало осени прохладное. Каштаны в этом году были подвержены не так сильно болезни; листья сохранились на деревьях до поздней осени и впервые за 3 года каштан конский повторно не зацвёл. 2017г.- листья на каштане появились в апреле, зацвели деревья в мае, но в конце июня, опять после дождя начали появляться желто-коричневые пятна, которые увеличивались с каждым днём. В сентябре большинство наблюдаемых деревьев каштана уже сбросили свои большие коричневые листья. В начале октября некоторые каштаны (вдоль ж/д Кисловодск-Минводы) распустили новые зелёные листья и зацвели, но плодов не дали.

Мы провели исследования “Определение кислотности клеточного сока листьев каштана конского”. Брали несколько здоровых зелёных листьев каштана и несколько листьев каштана жёлтых, больных. Листья растолки в ступке, выделили сок, разбавили водой и с помощью лакмусовой бумаги определили кислотность клеточного сока. В зелёных листьях реакция щелочная, а в повреждённых, больных – кислая, лакмусовая бумага покраснела, значит, в листьях накапливается кислота.

Мы проконсультировались в Северо- Кавказском Федеральном университете города Пятигорска на кафедре экологии и у научных работников Перкальского дендрологического питомника, на кафедре ботаники в филиале ВолгГМУ (Пятигорск), но никто нам точно сказать не смог, чем больны листья каштана. Мы изучили много научной литературы о каштанах и болезнях древесных растений, но так и не нашли точного ответа, чем больны листья каштана конского, почему он повторно цветет осенью.

Вывод

На основе полученных данных о каштане конском обыкновенном на территориях г. Пятигорска, Кисловодска и пос. Иноземцево, можно сделать следующие выводы:

1. Все деревья каштана больны в той или иной степени;

2. Заболевания листьев каштана конского не зависит от места его произрастания, даже в относительно экологически чистых районах пос. Иноземцево и г. Кисловодска листья каштана сильно повреждены;

3. Предположительно листья каштана конского подвержены заболеванию - бурая пятнистость, вызываемая сумчатым грибом Mycophaerella maculiformis Schrot;

4. Выяснили, что другие древесные растения в нашем городе тоже подвержены различным заболеваниям;

5. Каштан конский обыкновенный необходимо охранять, изучать, поэтому мы поставили следующие задачи для дальнейшей работы:

1. Наиболее точно определить болезни растения каштана конского обыкновенного, является ли болезнь грибковой, вирусной или бактериальной? Проводить дальнейшие исследования выяснения причин заболеваний конского каштана и других древесных растений в научных лабораториях Северо- Кавказского Федерального университета;

2. Провести идентификацию болезней каштана;

3. Выяснить причины распространения болезни растения (погодные условия, кислотные дожди, загрязнение атмосферы и т.д);

4. Предложить меры борьбы с заболеваниями растений.

Приложение (таблицы)

Мониторинг болезни листьев каштана конского.

2014 год

Мониторинг развития болезни листьев Каштана конского (помесячно)

Мониторинг болезни листьев каштана конского.

2015 год

Мониторинг развития болезни листьев Каштана конского (помесячно)

Мониторинг болезни листьев каштана конского.

2016 год

Мониторинг развития болезни листьев Каштана конского (помесячно)

Мониторинг болезни листьев каштана конского.

2017 год

Мониторинг развития болезни листьев Каштана конского (помесячно)

Список литературы

1. Бондарчук М.М. Ковылина Н,В, «Основы Проведения Исследовательских работ» Волгоград «Учитель» 2008 г.

2. Вишнякова В.Ф. « Экология Ставропольского края» Ставрополь 2000 г.

3. Гусев В.И. « Определение повреждений лесных, декоративных и плодовых деревьев и кустарников». М.с/х академия 1996 г.

4. Десслер Д.Е. « Влияние загрязненности воздуха на растения». М. с/х академия 1991 г.

5. Дорожина Л.А. « Защита зеленых насаждений от вредителей и болезней в условиях городской среды»М.с/х академия 1985 г.

6. Ивченко С.И. « Книга о деревьях» М.Просвещение 1994 г.

7. Иссинский П.А « Каштановые леса Кавказа и основы ведения хозяйства в них» Сборник трудов Соч. НИЛОС выпуск 4. Монография.

8. Лукьянченков М.С. Филиппова О.Н. « Экология региона КМВ» М. Просвещение 2004 г.

9. Соколов В.Б. « Каштан», Киев « Урожай» 1961 г.

31