Фитонцидная активность комнатных растений

Фитонцидная активность некоторых комнатных растений

 Автор: Князева Анастасия, 14 лет, 8 класс, МБОУ СОШУИП №3, г. Лабытнанги  Руководитель: Чарикова Ирина Викторовна, учитель биологии, МБОУ СОШУИП №3, г. Лабытнанги

Постановка цели и определение задач исследования

Проблема: Большую часть жизни мы проводим в помещении, поэтому очень важно заботиться о его экологическом благополучии. Известно, что многие комнатные растения улучшают не только эстетическое оформление помещений, но и их гигиеническое состояние. Они увлажняют атмосферу, выделяют в нее фитонциды, уничтожающие микробы, а некоторые растения даже поглощают вредные излучения и испарения, которыми заполнены современные квартиры. Фитонциды растений — экологический фактор жизни человека, животных и растений, являются одним из лучших естественных регуляторов биологического загрязнения биосферы, противодействуют размножению патогенов и вредителей.

Актуальность темы данной работы заключается в том, что важно знать, какие виды растений можно использовать для снижения жизнедеятельности патогенных микробов. Ведь в школах и детских садах используют разнообразные растения для озеленения. Являются ли они полезными для улучшения состояния воздуха помещений?

Практическая значимость работы определяется возможностью использования полученных результатов для улучшения качества воздуха в образовательных учреждениях и в домашних условиях.

Объектом исследования являются комнатные растения школьного кабинета химии, некоторые из них популярны и описаны в литературе как фитонцидно-активные.

Предметом исследования является фитонцидная активность растений.

Основным результатом своей работы считаю популяризацию сведений о комнатных растениях, обладающих высокой фитонцидной активностью через освещение материалов среди людей, интересующихся комнатным цветоводством.

Цель настоящей работы: выявление комнатных  растений с наибольшей фитонцидной активностью, используемых в озеленении школы.        

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Ознакомиться с литературой по данной проблеме.
2. Выбрать комнатные растения, обладающие фитонцидными свойствами.
3. Исследовать фитонцидную активность некоторых комнатных растений.
4. Составить рейтинг фитонцидной активности исследуемых  растений.

Согласно поставленным задачам в данной работе использовались такие методы, как:

• Изучение и анализ литературы.
• Морфологическое описание комнатных растений.
• Метод подводной пробы для определения фитонцидной активности растений.

Описание работы

1. Обзор литературы

1.1 История открытия фитонцидов и их особенности

Фитонциды (от греч. phyton – растение и лат. caedo – убиваю) – образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие бактерий, микроскопических грибов, простейших. Играют важную роль в иммунитете растений и во взаимоотношениях организмов в биогеоценозах. [2]

Советский ученый Б.П.Токин впервые сделал вывод о существовании фитонцидов в 1928г. Изучением проблемы фитонцидов занимались многие ученые: А. Г. Филатова, А. Е. Тебякина и В. Г. Дробатько. Ученые установили, что растения способны выделять летучие фракции фитонцидов и фитонциды тканевых соков. Со времени открытия фитонцидов накоплен большой фактический материал об антимикробных и противовирусных веществах высших растений. Доказано, что фитонцидная активность присуща всему растительному миру. Газовые выделения являются продуктами обмена растительной клетки, средством активного воздействия на среду.

Фитонцидная активность особенно проявляется при ранении растения, механических повреждениях. Не поврежденные растения в обычных условиях также выделяют во внешнюю среду фитонциды. [8]

Фитонцидная активность комнатных растений проявляется в зимне-весенний период, это очень важно, так как  именно в это время возрастает число острых респираторных заболеваний. Для профилактических и лечебных целей дома, в детских садах, школах и лечебных учреждениях полезно разводить три группы комнатных растений.

1-я группа - растения, летучие выделения которых обладают выраженной антибактериальной, антивирусной, антигрибковой активностью (так называемые фитонцидные). Это плющ обыкновенный, мирт, пеперомия туполистная и другие.

2-я группа - растения, фитонциды которых улучшают сердечную деятельность, повышают иммунитет, успокаивают. Это мирт обыкновенный, розмарин лекарственный, лимон, герань душистая, лавр благородный.

3-я группа - растения- фитофильтры, такие как хлорофитум, фикус Бенджамина, некоторые виды семейства бромеливых.

Для профилактики респираторных заболеваний рекомендуются обладающие выраженной антимикробной активностью алоэ, толстянка, сансевьера, бегония, каланхоэ. [9]

2. . Морфология и биология фитонцидно - активных комнатных растений.

Для изучения фитонцидной активности были выбраны десять комнатных растений школьного кабинета химии: бегония краснолистная,  ктенанте Оппенгейма, пеларгония зональная,  сансевьера, сенполия,  спатифиллюм, фикус Али, фикус Бенжамина, хлорофитум, хойя мясистая. Из литературных источников известно, что пеларгония, сансевьера и хлорофитум обладают высокой фитонцидной активностью. Остальные растения выбраны произвольно для сравнения, из них сенполия , спатифиллюм и фикус Бенджамина являются популярными  в современном комнатном цветоводстве.

Бегония краснолистная .

Родом из Южной Америки. Красивое декоративно-лиственное растение. Имеет неопушенные листья, темно-зеленого цвета, блестящие, косо-округлых форм. Нижняя сторона листа интенсивно красная, отсюда эта бегония и получила латинское наименование (эритро — красный, филла — лист). Она имеет светло-зеленые голые черешки. Стебель короткий и мясистый, светло-зеленого цвета, прижатый к почве. Цветет бегония краснолистная розовыми соцветиями летом. Это тенеустойчивое растение и в меру теплолюбивое. [6]

Ктенанта Оппенгейма 

Самая распространенная в комнатной культуре  из рода многолетних травянистых растений из семейства марантовых. Их Родина – влажные тропические леса Южной Америки. Высокорослое растение, до 90 см высотой с узорчатыми копьеобразными листьями на длинных изящных черешках. Листовые пластинки продолговатой формы до 40 см длиной, бархатистые со светло-зелеными и серебристо-кремовыми полосами. Раскраска листа несимметричная, его изнанка пурпурная. Листья ктенанты очень подвижны, они поднимаются и опускаются вслед за солнечными лучами. Цветы совершенно невзрачные, соцветие напоминает гребешок или колосок. [7]

Пеларгония зональная.

Семейство гераниевых. Родина - субтропики Южной Африки. Род содержит около 250 видов. Пеларгония зональная - неприхотливое и очень распространенное растение, имеет довольно высокие, разветвленные стебли, достигающие высоты 70 см. Листья с прилистниками, длинночерешковые, слаболопастные, округло - почковидной формы, светло - зеленые, опушенные. Параллельно краю листа проходит темная полоса. Цветет с ранней весны до поздней осени, образуя пышные зонтики цветков. Легко размножается черенками. [3]

Сансевьера

Многолетнее вечнозеленое растение с длинными прямостоячими листьями, растущими прямо от корневища вверх. Листья темно-зеленого цвета, со светлыми вертикальными или поперечными полосками в зависимости от вида. Длина листа может быть до 1 метра. При достаточном количестве света может цвести и в комнатных условиях. Цветочная стрелка появляется весной из розетки листьев, цветки мелкие белые, очень ароматные, запах напоминает запах ванили. Каждая розетка сансевиерии выпускает только один цветонос и после цветения новые листья из этой розетки не растут. [7]

Спатифиллюм        

Растение семейства Ароидных. Родина этого растения - тропики Америки, Восточной Азии. Это многолетнее травянистое растение высотой до 30 см, хотя есть и более высокие и карликовые разновидности. Прикорневые удлинённо-ланцетные листья тёмно- зелёного цвета. Цветки спатифиллюма представляют собой декоративные початки на длинных цветоносах. У некоторых сортов окраска початка нежно-розового или кремового цвета. Свежераспустившееся соцветие спатифиллюма Уоллиса окружено белым покрывалом, которое со временем приобретает зеленую окраску. [7]

Фикус Бенджамина 

Кустарник с тонкими поникающими побегами и небольшими тёмно-зелёными листьями. Есть пестролистные сорта с белыми пятнами, которые часто называют «березкой». Самый популярный в комнатном цветоводстве вид фикуса. Его крону можно сформировать в виде небольшого стройного деревца, шара или пышного куста. При хорошем уходе в домашних условиях может достигать высоты до 2-3 м. [7]

Фикус Али

Узколистные растения, ветви которых под своей тяжестью опускаются вниз. Листья этих растений пестрые или одноцветные. Длина их – до 30см, а ширина – до 7см. По своей форме листья фикусов Али напоминают хорошо открывшиеся стручки гороха, то есть они точно также по всей длине согнуты в середину.

Хлорофитум

Семейство: Лилейные. Род: Хлорофитум. Около 100 видов, встречается в тропиках Азии, Африки и Америки. Хлорофитум хохлатый одно из самых неприхотливых и популярных комнатных растений, часто разводится как ампельная цветочная культура.
Листья в прикорневой розетке, линейные (40 Х 2 см). Во второй половине лета, после цветения, образует длинные, свисающие плети, которые заканчиваются дочерними листовыми розетками. Укоренять розетки можно в течение всего года. Хлорофитум теневынослив, отлично переносит сухой воздух помещений и крайне редко поражается болезнями и вредителями. [1]

Хойя, восковой плющ

Вечнозеленая лиана из семейства ластовневых. Это ампельное растение с побегами длиной до 6-7 метров. Темно-зеленые кожистые листья хойи расположены супротивно. Поверхность листовой пластинки кажется глянцевой, как бы натертой воском, из-за чего растение называют восковой плющ. Это одно из немногих вьющихся комнатных растений, цветущих в домашних условиях. Ее цветки -  изящные, белые, розовые, желтоватые звездочки, собранные в зонтиковидные соцветия. [7]

Методика исследования

Методика для исследования была взята из практикума по экологии и охране окружающей среды авторы А.И.Федорова, А.Н.Никольская(2001). [5] 

Изучение антимикробных свойств листьев разных растений

Для определения антимикробных свойств растений в одни колбочки наливали одинаковое количество 100 мл дистиллированной воды (контроль), в другие колбочки наливали также дистиллированную воду, но разбавленную на 1/3 водой, содержащую почвенную культуру простейших. Целые неповрежденные зеленые листья растений, сорванные непосредственно перед опытом, взвешивали и помещали в относительно равных весовых количествах (2 г) в колбочки с испытуемой водой (приложение 1). В опыте были использованы комнатные растения: бегония краснолистная,  ктенанте Оппенгейма, пеларгония зональная,  сансевьера, сенполия,  спатифиллюм, фикус Али, фикус Бенжамина, хлорофитум, хойя мясистая. Прикрывали стаканчики фольгой и помещали в темноту при температуре 22 - 25о С (приложение 2). Постоянно следили за состоянием листьев в течении 14 дней. Разложение тканей листьев (а следовательно и снижение их фитонцидной активности) видно по разрушению хлорофилла, побурению, непрочности листовой ткани. Повторность опытов трехкратная.

2. Результаты исследований

Все исследования по данной теме проводились в кабинете химии МБОУ СОШУИП №3, в марте - апреле 2016 г.

При изучении антимикробных свойств листьев комнатных растений по результатам наблюдений за процессом разложения листьев были получены данные, представленные в таблице 1. Фотографии экспериментальных образцов приведены в приложении.

Таблица 1.

Интенсивность  разложения листьев комнатных растений

По скорости и степени разложения тканей листьев опытные растения на основании результатов эксперимента можно разделить на три группы. Наиболее интенсивно во всех пробах происходит разложение листьев бегонии, пеларгонии, сенполии: от 2 до 5 дней, максимальные поражения  ( 1 группа). На втором месте по степени разложения листьев: хлорофитум, ктенанте, хойи: от 3 до 7 дней, очаговые поражения (2 группа). И наиболее устойчивы к разложению листья фикусов, сансевьеры и спатифиллюма от 10 до 14 дней, незначительные поражения по месту среза (3 группа). Разложение тканей листьев свидетельствует о снижении фитонцидной активности.

Таким образом, методом «подводной пробы» были выявлены комнатные растения, имеющие ценность в санитарно-гигиеническом отношении.

На основании полученных данных был составлен рейтинг антимикробной активности. Изученные растения размещены в таблице 2 в порядке уменьшения их антимикробной активности: низкая – 2 – 5  дней (1 - 4 балла); средняя - 3 – 7  дней (5 - 7 баллов);  высокая -  10 -14 дней  (8 - 10 баллов). Такая шкала удобна для практических целей – эффективного использования комнатных растений для борьбы с микробами при озеленении помещений.

Таблица 2.

Заключение.

1. В результате ознакомления  с литературой по данному вопросу, выяснено, что фитонциды – биологически активные вещества, основным свойством которых является подавление жизнедеятельности или даже гибель многих болезнетворных микроорганизмов. Все растения, в том числе комнатные, в разной степени обладают фитонцидными свойствами.
2. В данной работе были исследованы антимикробные свойства десяти комнатных растений.
3. Выявлены лидеры – это сансевьера, о свойствах этого растения есть сведения в научно-популярной литературе.
4. Также  в числе лидеров оказались фикусы и спатифиллюм, свойства которых были определены в результате данной работы, эти сведения являются новыми. Эти растения популярны в комнатном цветоводстве и неприхотливы.

Полученные в результате исследований данные использованы для рекомендаций в озеленении помещений для  антимикробной профилактики в помещениях.  Материалы работы пригодились для проведения занятия внеурочной деятельности по биологии.

Список литературы

1. Быховец С.Л. Энциклопедия комнатных растений. – Москва АСТ, Минск Харвест, 2000. - С. 113 – 119.
2. https://ru.wikipedia.org/wiki/Фитонциды
3. Семенин А.Ф. Всё о цветах. – Екатеринбург. У – Фактория 2003. С. 194
4. Токин Б. Л. Целебные яды растений. 3-е изд. Л.: Лениздат, 1980.
5. А.И.Федорова, А.Н.Никольская Практикум по экологии и охране окружающей среды. М., «Владос», 2001 г.
6. http://floral-city.ru/begonii-vidy-i-sorta-uxod-i-foto.html
7. http://greendom.net/catalog Энциклопедия комнатных растений
8. http://biofile.ru/bio/767.html Фитонциды растений
9. http://a-portal.moreprom.ru/pages%2Bview%2B67.html Роль комнатных растений в оздоровлении воздуха в помещениях.

Приложение 1

Исследуемые растения кабинета химии: фикус Али и фикус Бенджамина, спатифиллюм, пеларгония зональная, сансевьера, ктенанта Оппенгейма, хлорофитум, бегония, сенполии.

Приложение 2

Признаки разложения тканей исследуемых растений ( на примере первой пробы)