VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Борщевик - вредоносный захватчик.
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
Актуальность. Я являюсь жителем сельской местности. Каждый день по дороге в город я вижу поля, заросшие гигантскими растениями. Это выглядит красиво, но почему-то мне запретили даже близко подходить к этим гигантам. Задав вопрос, я узнала, что это борщевик. С каждым годом на территории Клинского района его становится всё больше и больше. Меня заинтересовало это растение и я решила разобраться почему его все ругают и стараются уничтожить.
В настоящее время появляется много сообщений об очень опасном растении, которое быстро распространяется по всей территории нашей страны. Каждый год ожоги в результате контакта с борщевиком получает несколько миллионов человек. Государство выделяет миллионы рублей на борьбу с ним. Это растение считается одним из наиболее опасных среди растущих в России. Его можно считать биологическим оружием.
Сложно себе представить, но всего тридцать лет назад борщевик был редко встречающимся растением. На сегодняшний день растения борщевика Сосновского отмечены в 54 субьектах РФ. Границы территорий, заросших борщевиком, неконтролируемо увеличиваются. Государством приняты законы о борьбе с данным растением.
«Борщевик - растение непростое, победы за один день быть не может, но работа в этой области организована, она не ограничивается сроком в один год. Это долгосрочная программа, которая, надеюсь, принесет нам победу…» Слова министра сельского хозяйства и продовольствия Московской области А.В.Разина, 2018 год.
Объект исследования: борщевик Сосновского.
Предмет исследования: влияние борщевика на окружающую природу и человека.
Цель:
- выяснить, каким образом и при каких условиях происходит распространение борщевика;
- распространить информацию об опасном растении, чтобы предупредить людей.
Задачи:
1. изучить имеющуюся литературу и информацию в интернете по данному вопросу;
2. проанализировать влияние данного растения на природу и человека;
3. разработать рекомендации по борьбе с борщевиком;
4. разработать памятку для пострадавших от борщевика;
5. провести ознакомительное занятие в классе.
Гипотеза: если в ближайшее время не объединить усилия для борьбы с борщевиком, то борщевик способен вытеснить местные виды растений. Для этого необходимо выяснить, какие меры борьбы наиболее эффективны.
Методы исследования:
- анализ специальной литературы по теме;
- работа с интернет источниками;
- наблюдение;
- анализ и обобщение.
Практическая значимость:
Данный материал может быть использован на уроках окружающего мира.
Собранная информация о борщевике и проблеме его прогрессирующего распространения, позволит узнать об этом растении большему количеству населения.
Разработанные памятки о рекомендациях по борьбе с борщевиком и правилах оказания первой помощи пострадавшим от данного растения помогут избежать несчастных случаев.
История появления борщевика.
Растения из рода Борщевиков давно и хорошо известны. Родиной борщевика Сосновского является Кавказ. Род Борщевик (Heracleum) в мировой флоре насчитывает до 70 видов, на территории РФ известно 40 видов, в США - только один.
Из-за высокого роста и большой надземной массы растения римский ботаник Плиний дал ему имя древнегреческого героя Геракла, которое в ботанике узаконил для растения данного семейства Карл Линней, - Heracleum L. В литературе это двухлетнее растение и сейчас называют Геракловой травой. Правда есть и другое мнение. Именем Геракла (Геркулеса) этот род растений назвали потому, что ожоги, вызываемые его соком, очень сходны с теми, от которых погиб известный герой греческих мифов Геракл. Напомню греческую мифологию. Этот непобедимый силач, возвращаясь с битвы Олимпийских богов с родом гигантов, сынов Геи-Земли, в которой он оказал неоценимую помощь богам, послал впереди себя вестника с подарками к своей жене Деянире. Вестник сказал, что ее супруг жив и здоров, возвращается домой и посылает подарки: украшения, золотую посуду и пленницу - девушку необыкновенной красоты. «Кто эта девушка?» - спросила Деянира. Вестник лукаво ответил: «О, это не простая пленница, а дочь царя Эврита Иола, которую Геракл когда-то хотел взять в жены». Увидела Деянира, что Иола моложе ее и красивее, и подумала: «Наверное, разлюбил меня Геракл, а если не разлюбил еще, то непременно скоро разлюбит». Тут-то и вспомнила Деянира предсмертный совет кентавра Несса: его запекшейся кровью она натерла новую, праздничную одежду, которую сама выткала для мужа, и послала ее с гонцом навстречу Гераклу. Принял Геракл подарок жены и захотел тотчас надеть его. Но едва одежда коснулась тела, яд Нессовой крови охватил Геракла, проник в его тело, точно жаркое пламя. Стал он рвать на себе проклятую одежду, но она приросла к телу и причиняла невыносимые муки. Слезы покатились из глаз Геракла. Его, не склонявшегося перед самыми грозными опасностями, боровшегося с чудовищами и даже с богами, теперь надломили страдания, которые навлекла на него слабая любящая женщина. Но спасения уже не было.… Когда Деянира узнала о том, что собственными руками погубила мужа, она на супружеском ложе бросилась грудью на меч. А муки Геракла были столь сильными, что, когда его положили еще живого на шкуру льва в еще не подожженный погребальный костер, он попросил поджечь его, сказав, что мертвые мук не знают. Вот такая история.
Научное же видовое название - «борщевик Сосновского» дано в честь известного исследователя флоры Кавказа Д.И.Сосновского (1885-1952). Он был завезен в среднюю полосу России в середине 50-х годов с Кавказа. Советские ботаники оценили его природнуюустойчивость, а главное большую зеленую массу. Начало повышенного интереса к растениям данного семейства приходится на конец 40-х годов ХХ ст. Когда в конце 40-х годов Сталину стало известно, что борщевик в США и Канаде является кормовым растением и дает большую биомассу, было дано распоряжение начать культивировать эту культуру и у нас. Но, несмотря на высокий урожай зеленой массы, новая кормовая культура проявила ряд недостатков: растение в качестве корма делает молоко коров горьким, борщевик подавляет рост других растений и меняет состав почвы, сок борщевика при попадании на кожу человека увеличивает ее чувствительность к лучам солнца и под воздействием ультрафиолета на коже образуются сильные ожоги. От использования борщевика как кормовой культуры отказались, но было уже поздно. Исполинское растение распространилось на огромные территории и стало опасным сорняком. В народе борщевик стали называть «местью Сталина». Вероятно, потому что наиболее интенсивное внедрение борщевика как культуры на государственном уровне велось при поддержке И.В.Сталина.
Все проблемы, связанные с борщевиками, касаются одного вида - борщевика Сосновского, который продолжает быстро и агрессивно распространяться на необрабатываемых землях. Такое развитие событий - не новость для ученых, вероятность распространения борщевика как злостного сорняка они допускали еще на начальной стадии окультуривания вида.
2. Ботаническое описание и биологические особенности.
Научная классификация.
Царство: Растения.
Отдел: Покрытосеменные.
Класс: Двудольные.
Порядок: Зонтикоцветные.
Семейство: Зонтичные.
Род: Борщевик.
Вид: Борщевик Сосновского.
Латинское название: Heracleum sosnowskyi Manden.
Другое название: «месть Сталина» и «цветок Геракла». Очень крупное до 3 метров растение, двулетник или многолетник, монокарпик, то есть цветет и плодоносят один раз в жизни, после чего отмирает. Стебель бороздчато-ребристый, шероховатый, частично ворсистый, пурпурный или с пурпурными пятнами, несет очень крупные тройчато или перисто-рассеченные листья обычно желтовато-зеленого цвета длиной 1,4-1,9 м. Корневая система стержневая, основная масса корней располагается в слое до 30 см, отдельные корни достигают глубины 2 метров. Соцветие борщевика Сосновского – крупный (до 50-80 см в диаметре) сложный зонтик, состоящий из 30-75 лучей. Цветки белые или розовые; наружные лепестки краевых цветков в каждом зонтичке сильно увеличены. Каждое соцветие имеет от 30 до 150 цветков. На одном растении, таким образом, может быть более 80 000 цветков. Цветет с июля по август, плоды созревают с июля по сентябрь. Плоды обратнояйцевидные или широкоэллиптические, длиной до 10-12 мм и шириной до 8 мм, по спинке усажены длинными, а у основания - шиповатыми волосками. Масса 1000 семян 12-16 г. Срок сохранения всхожести семян - 2 года.
Цветение и образование семян. Цветет один раз (монокарпик) с 2-5 летним циклом развития, после цветения и плодоношения отмирает. Цветение наступает со второго года жизни, в условиях нашей области в начале июля. Период цветения, как правило, длится 36 -40 дней. Цветки двудомные собраны в соцветия. Опыление происходит с помощью насекомых. Помимо перекрестного опыления отмечается так же и самоопыление, при этом одно изолированное растение дает целую популяцию. Вызревшие семена опадают недалеко от материнского растения, но чем выше растение борщевика, тем дальше могут оказаться его семена. Борщевик Сосновского размножается только семенным путем и не способен к вегетативному размножению. В среднем одно растение даёт около 20 000 семян, но отдельные экземпляры могут давать более 100 000 семян.
Плоды борщевика состоят из двух частей, каждая из которых содержит одно семя. Почти все семена, появившиеся в конце лета, находятся в состоянии покоя и не прорастают осенью. Прорастанию предшествует период роста эмбриона и выход из состояния покоя. Обязательным условием прорастания является воздействие в течение одного-двух месяцев низких среднесуточных температур 2-4 °C в период пребывания их во влажном состоянии. По окончании периода покоя семена легко прорастают. В полевых условиях при прогревании почвы до 1-2°C семена прорастают очень густо (несколько тысяч на кв. метр). Хотя в естественных условиях большинство проростков погибает, выжившие растения на следующий год обеспечивают семена для новой популяции. Благодаря быстрому развитию популяций, гигантские борщевики вытесняют другие растения и сохраняют доминирующую позицию на захваченных территориях. Зацветает борщевик на 2-7 год жизни в зависимости от степени развития. После плодоношения растение отмирает.
Особенности распространения семян. Как правило, семена гигантских борщевиков находятся в непосредственной близости от материнского растения. В отдельных случаях, когда высота растения более 2 м, 60-90% семян осыпаются на землю в радиусе 4 м. Чем дальше от материнского растения, тем меньше количество семян, но отдельные семена могут, оказаться достаточно далеко и таким образом происходит захват новых территорий. Семена гигантских борщевиков распространяются как естественным путем, так и с помощью человека. Популяции быстро развиваются по берегам водоемов, так как семена быстро перемещаются по воде на значительные расстояния, например, во время наводнений. Также они нередко обитают в придорожных канавах и по обочинам. Автомобили переносят семена на большие расстояния на покрышках. Целые соцветия с сухими семенами собирают для украшения. Нередко также люди переносят семена на одежде, животные - на шкуре. Ещё одна опасная особенность плодов борщевика – наличие на семенах выростов, или «крыльев», которые значительно повышают их летучесть и способствуют активному распространению. Зимой семена разносятся ветром по замерзшей или заснеженной почве. Ветер является главным помощником для захватывания борщевиками новых территорий. Вот почему так «легко» борщевик занял многие тысячи гектаров в разных странах.
3. Способы борьбы с борщевиком.
Ученые бьют тревогу: ядовитый гигант стремительно захватывает новые территории, вытесняя все другие растения. По данным ученых, беда не столько в том, что с каждым годом этот сорняк распространяется на новые земли, а в том, что ученые не знают, как с ним эффективно бороться. Борщевик практически ничего и никого не боится и на сегодняшний день ни один метод борьбы с ним нельзя назвать по-настоящему действенным. Необходим комплексный подход к борьбе с «врагом», в противном случае неизбежна экологическая катастрофа.
Рассмотрим основные методы борьбы.
1.Обрезка цветков в период бутонизации и начала цветения. Это самый действенный способ уничтожения борщевиков на небольших площадях. Но он же и один из самых опасных - легко обрызгаться соком растений и получить сильные дерматозы на разных участках тела. При обрезке борщевика важно срезать только бутоны, цветки. Так обрезать нужно центральный зонтик и зонтики первого порядка. Зонтики второго и последующих порядков, если они образуются, можно обрезать под основание этого зонтика. Для этого зонтик снизу обхватывают защищённой рукой (в перчатке) и срезают только цветки. Необходимо строго соблюдать правила индивидуальной защиты, чтобы сок борщевика или роса с растворенным в ней соком с растений не попали не только на незащищённые участки тела, но и не промочили одежду.
2.Кошение.Эффективный способ уничтожения борщевика только при условии, что он будет проводиться перед выходом растений «в трубку», т.е. обязательно перед цветением. И повторно не позже, чем через 3-4 недели после первого скашивания. Кошение необходимо для уничтожения всех генеративных побегов борщевика, несущих соцветия, и, соответственно, цветки. Важно не давать борщевикам цвести, чтобы не образовались новые семена. Если скашивать борщевики только один раз в середине цветения - это лишь будет способствовать дальнейшему размножению растений. Оберегайте детей от этого растения, не косите его в солнечную погоду. Если нужно скосить борщевик, оденьте плотную одежду, резиновые сапоги, берегите от брызг сока лицо и глаза. Этот метод не дает нужного эффекта, т.к. растения борщевика отрастают. Кроме того, он требует значительных затрат ручного труда. 3.Сжигание. Этот метод требует максимальной осторожности и аккуратности. Перед поджиганием можно облить растения горючей жидкостью (так, чтобы именно зонтики с плодами были намочены). В период горения зонтиков важно соблюдать все меры предосторожности и противопожарной безопасности, поскольку из плодов борщевика будут выделяться горючие эфирные масла. Вряд ли этот метод применим на практике, т.к. он может привести к пожарам, особенно в сухую погоду.
4.Обработка гербицидами. Обработка гербицидами. Возможно использование разных видов гербицидов, выпускающихся промышленно: раундап, торнадо, граунтап, и др. Время обработки – с начала отрастания, и обязательно, перед началом цветения. Проведение обработки растений гербицидами с начала созревания семян уже менее эффективны. Частые и интенсивные обработки будут эффективны для генеративных растений, начиная с момента развития генеративного побега и лишь до начала цветения. В другие периоды жизни растений значительного эффекта эта обработка гербицидами давать не будет. Ибо монокарпические растения после цветения отмирают сами по себе, и без применения гербицидов. Дозы (концентрация) применяемых гербицидов, для обработки борщевиков, должны быть двойными или даже тройными от прописных для данного вида гербицида. Эффект может быть достигнут при двух повторных обработках с перерывом между ними в 15–20 дней. Однако этот метод дорог в связи с высокими затратами ручного труда и специального оборудования. Кроме того, требуется обучение персонала, поскольку такая работа представляет опасность в связи с токсичностью не только препаратов, но и самого обрабатываемого растения.
5.Агротехнические мероприятия.Если возможно применение вспашки, то ее необходимо проводить несколько раз за вегетационный период. Первую вспашку проводят вскоре после наступления момента выезда в поле. Лучше проводить подрезку корней борщевика, используя плоскорезы. Глубина обработки на горизонте 5—10 см. Важно срезать точку роста. В случае отрастания растений после первой вспашки, вторую обработку важно провести до момента разворачивания листьев и вынесения на поверхность соцветий. Для полного уничтожения всех растений борщевика вспашки нужно будет проводить в течение от 2-3 до 5-7 лет (в зависимости от засоренности полей семенами). Осенью вспашки на полях, заросших борщевиком, проводить нельзя. Этот метод можно использовать лишь в условиях полей. На остальных участках, заросших борщевиком (обочины дорог, линии отвода, опушки лесов, парки, сады и т.п.) ее проведение практически невозможно.
6.Использование ремедиаторов.На полях, где проводится уничтожение борщевика, возможно введение новых видов растений, которые могут быть использованы для восстановления земель. В данном случае могут быть внедрены на поля быстрорастущие и высокопродуктивные злаки (например, виды костреца) или бобовые культуры (козлятник или галега). Как вариант, для удаления борщевика с полей, возможно, интенсивное возделывание пропашных культур (картофеля, например). Этот метод, как и предыдущий, применим только в условиях полей.
7.Использование укрывных материалов.Для борьбы с борщевиком возможно применение новых укрывных нетканых материалов. Но пока проводятся только экспериментальные полевые исследования, чтобы определить, какой именно материал будет наиболее эффективным, и какой высоты слой земли необходимо насыпать сверху, чтобы одновременно и удержать материал на поверхности, и чтобы его не прорвали отрастающие весной борщевики. Этот метод еще не отработан, требует значительных затрат ручного труда и использования недешевого укрывного материала.
8.Ручной индивидуальный способ борьбы. Использование лопаты. Начиная с ранней весны, как только растения начинают отрастать - самое время выйти со штыковой лопатой на уничтожение борщевика. Очень важно иметь хорошо заточенный острый инструмент. Суть работы состоит в срезании точки роста ниже корневой шейки.Если срубить выше и оставить на корне несколько спящих почек, то они пойдут в рост и успеют дать семена, а это, как мы знаем, основная единица размножения борщевиков. Однолетние всходы легко уничтожить цапками, лопатами, прополками.
9.Разведение природных вредителей. На сегодняшний день известна лишь одна "губительница" - борщевичная моль. Ее личинки проникают внутрь ствола и продвигаются внутри до соцветия, успевая в значительной степени объесть цветки до распускания. Съедая цветки ещё в бутонах, эта моль сильно снижет семенную продуктивность растений. Необходимо отработать способы размножения этой моли, и способы ее распространения на полях и территориях, занятых борщевиками. Но и необходимо изучать её пищевые связи – что бы потом не надо было ещё и с ней бороться.
10.Стравливание путем выпаса скота. В этом случае плантацию борщевика огораживают и используют как пастбище. Но не стоит забывать, что мясо приобретает специфический запах и вкус.
Из личного опыта нашей семьи. Родители рассказали о 4 способах борьбы с борщевиком, которые они применяли на нашем земельном участке:
1.Срезать растение и засыпать срез поваренной солью. Малоэффективен.
2.Полить раствором уксуса. Малоэффективен.
3.Скашивание борщевика на ранних стадиях развития. Эффективно.
4.Обработка гербицидом «Торнадо». Наиболее эффективно. Но вредно и погибает все вокруг.
Меры предосторожности и первая помощь при ожогах.
«Осторожно! Борщевик!», «Борщевик! Опасно для жизни!» - такие знаки необходимо установить в местах произрастания борщевика. К особой группе риска контакта с борщевиком относятся дети, которые используют пустые стебли как игрушки или играют в сказочных зарослях. Мною была разработана Памятка для школьников.
Профилактические меры при работе с борщевиком:
– необходимы наружные светонепроницаемые и водонепроницаемые средства: резиновые перчатки и плотные рукавицы, одежда с длинными рукавами и закрытым воротом, защитные очки;
– необходимо работать в пасмурные дни, поскольку для проявления воспалительного процесса на коже (при попадании на нее сока растения) нужно облучение солнечным светом;
– после работы с растениями обязательно в домашних условиях обработать открытые части тела водой с мылом или обработать их спиртом;
– избегать прямых контактов с растением, особенно в часы, когда на нем обильная роса.
Первая помощь при возникновении ожога:
– сразу же увести человека с солнечных лучей (в помещение или тень);
– промыть обожженный участок большим количеством прохладной воды и накрыть тканевым материалом, чтобы защитить от действия ультрафиолетовых лучей;
– промыть место поражения густым раствором мыла или соды;
– смазать обожженную поверхность противовоспалительным кремом однократно (пантенол, борный вазелин);
– не вскрывать образовавшихся пузырей;
– принять антигистаминные препараты (кларитин);
– если воспалительные процессы усиливаются, а боли не проходят, эффективными бывают жаропонижающие противовоспалительные средства (парацетамол, аспирин);
– чтобы вылечить ожоги как можно скорее, в первые два дня не рекомендуется выходить на улицу совсем. На протяжении ближайших 14 дней пребывание на солнце необходимо сократить до минимума. Тогда будет меньше вероятности, что на теле появятся волдыри.
Заключение.
Изучая и анализируя информацию, слушая мнения взрослых, я пришла к следующим выводам:
Распространение борщевика не прекращается;
Желаемых результатов по уничтожению борщевика на сегодняшний день достигнуть не удалось;
Ежегодно борщевик вытесняет другие виды растений, грибов и меняет ареал обитания насекомых и животных;
Ежегодно все больше людей становятся жертвами борщевика и получают ожоги.
Рекомендации:
1. Довести до сведения учеников, учителей, родителей результаты работы.
2. Использовать разработанные памятки для проведения разъяснительной работы среди детей. Выступить с лекцией о Борщевике Сосновского в своем классе.
Но больше всего меня беспокоит вопрос: «Кто он мутант-борщевик?» Является ли он плодом неудачной селекции ученых или это биологическое оружие природы, которая устала от уничтожения всего живого человеком? Сейчас я не могу найти ответов, но с уверенностью могу сказать, что только человек несет ответственность за все, что происходит на нашей планете.
И напоследок хочу процитировать стихи Алкоры «Ядовитый гигант Борщевик»:
На краю косогора, где солнце траву обласкало,
Беззастенчиво скоро раскинул свой зонт борщевик.
Он – чужак, иждивенец, подобных у нас не бывало –
Трехметровый пришелец из космоса, зла проводник!
Непривычен для глаз толстый стебель гигантских размеров,
Знать, не наших кровей, коль лопух «по колено» ему!
Заморочил совсем коллектив сорняков правоверных
И расцвел на горе, как вершина всего и всему!
Всполошился народ: ядовит, оставляет ожоги,
А уже через год тут потомки его прорастут.
Бесполезен с ним бой: чем ни срежешь – мотыгой, ножом ли,
Не поддастся изгой, в корневище припрячет редут…
В наших травных краях мы не знали подобных вандалов,
Обжигающий сок – красоты ослепительной щит.
Человек причинил зла природе, как видно, немало,
Вот и тянется ввысь ядовитый гигант Борщевик!
Список литературы:
Кривошеина М.Г. Насекомые – вредители борщевика Сосновского в Московском регионе и перспективы их использования в биологической борьбе//Российский журнал биологических инвазий. 2011. №1.
Панасенко Н.Н. Некоторорые вопросы биологии и экологии борщевика Сосновского//Российский журнал биологических инвазий. 2017. №2.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Heracleum_sosnowskyi
http://ru.wikipedia.org/wiki/Sosn.
http://www.zs-z.ru/dela-sadovyie/lekarstvennyie-rasteniya/borshheviki-%E2%80%93-geraklova-trava.-vred-ili-polza.html