Д.КОНЦЕВАЯ,
ученица 6-го «в» кл. шк. No 531
Руководитель: педагог дополнительного образования МГСЮН
Т.В. Волкова

Роль фитонцидных растений в улучшении экологической обстановки в городе

Работа была представлена в виде доклада на открытом конкурсе экологических проектов учащихся (Московская городская станция юных натуралистов, 2000 г.).

Цель работы: установить роль фитонцидов в улучшении окружающей среды, противодействии болезнетворным микроорганизмам, а также во взаимоотношениях организмов в сообществах.

Задачи: научиться применять исследовательские методики на практике; доказать роль фитонцидов в уничтожении болезнетворных микроорганизмов; развить интерес школьников к экологическим проблемам.

Фитонциды – это вещества растительного происхождения, обладающие свойством убивать микроорганизмы, в т.ч. болезнетворные.
Летучие фитонциды – это эфирные масла, выделяемые растением и защищающие его от грибков, простейших, бактерий.
Таким образом, фитонциды создают невосприимчивость, или, как говорят, природный иммунитет растений к различным видам заболеваний.
Летучие фитонциды впервые обнаружены в природе в 1928–1930 гг. А.Г. Филатовой и А.Е. Тебякиной. Обширные исследования фитонцидов в растениях были проведены Б.П. Токиным.

Удивительные свойства фитонцидных растений

Листья березы, дуба, черной смородины, хвоя сосны, ели, можжевельника, кора черемухи, корневище хрена, чеснок – все они выделяют фитонциды. Ботаники Московской городской станции юных натуралистов рекомендуют шире использовать фитонцидные растения в озеленении города.

Тополь

Для города тополь очень ценное растение, ибо это дерево – самое устойчивое к загрязнениям атмосферы. Тополь выдерживает большие концентрации выхлопных газов автомобилей, производственных выбросов.
Самая главная ценность тополя состоит в очищении воздуха от пыли и оксидов углерода: одно дерево тополя за 5 месяцев (май–сентябрь) поглощает 45 кг углекислого газа, а 300 молодых тополей за лето задерживают на листьях до 400 кг пыли.
Это растение двудомное: на одних растениях развиваются женские цветки, которые дают семена с пухом для расселения, на других развиваются мужские цветки. Некоторые горожане негодуют по поводу тополиного пуха, но если сажать на улицах тополя с мужскими цветками, пуха в городе не будет. Тополь широко используется в озеленении и в лесных посадках. Он относится к быстрорастущим и морозоустойчивым породам деревьев.

Черемуха

Весной кустарники и деревья черемухи усыпаны, как снегом, кистями белых цветов. А осенью с ветвей свисают кисти черных блестящих ягод-костянок, сладких и вяжущих.
Из плодов черемухи (собранных не в черте города) варят кисели, их соком подкрашивают прохладительные напитки. Корою черемухи окрашивают ткани в зеленый или буро-красный цвет.
Черемуха имеет лекарственное значение. Горсть спелых ягод без косточек или стакан отвара сухих плодов помогают при расстройстве желудка. Настой цветков употребляют при глазных заболеваниях. Косточки плодов не следует есть, т.к. у некоторых видов черемухи они содержат ядовитую синильную кислоту.
Кроме всего перечисленного черемуха обладает исключительными свойствами. Сильный, несколько опьяняющий аромат цветков и листьев очищает воздух от микробов. Черемуха выделяет наиболее сильные фитонциды, содержащие синильную кислоту. Простейшие погибают под воздействием фитонцидов черемухи через 5 мин. Кашица из растертых листьев черемухи выделяет вещества, убивающие бактерии и споры плесневых грибов. В стеклянную банку с измельченными листьями черемухи помещали комаров и слепней – через несколько секунд они погибали, а четыре растертые почки черемухи убивали наиболее стойких клещей через 15 мин. Особенно много фитонцидов выделяют молодые листья весной и летом, осенью фитонцидов выделяется значительно меньше.

Методика определения фитонцидной активности экстрактов – по Б.П. Токину

(Целебные яды растений. – Л., 1946)

Лабораторией профессора Б.П. Токина было обнаружено более 500 видов растений, обладающих фитонцидными свойствами. На основании многочисленных исследований было установлено время гибели простейших после бесконтактного воздействия фитонцидных растений.

Черемша обыкновенная – 4–5 мин.
Дуб черешчатый – 5 мин.
Лимонное дерево – 5 мин.
Кедр атласский – 3 мин.
Кипарис пирамидальный – 6 мин.
Тис ягодный – 6 мин.
Можжевельник казачий – 7 мин.
Сосна обыкновенная – 10 мин.
Береза бородавчая – 20 мин.
Тополь серебристый – 9 мин.
Мята – 25 мин.
Тысячелистник – 50 мин.

ОПЫТ № 1 (по Б.П. Токину)

1. В керамической ступке растереть листья или хвою исследуемого растения, действие фитонцидов которого необходимо проверить.

2. Отжать через марлю несколько капель сока исследуемого растения.

3. В небольшой стакан (50–100 мл) поместить комочек лесной почвы, добавить немного воды, перемешать, дать осесть твердым почвенным частицам. Взять пипеткой каплю воды из стакана, нанести ее на предметное стекло и накрыть покровным стеклом.

Просмотреть препарат сначала под малым, а затем под большим увеличением. Можно увидеть разнообразные виды почвенных простейших организмов и их активное движение в капле воды.

4. Зарисовать различные виды почвенных простейших, обнаруженных в препарате.

Типы простейших под микроскопом

5. Добавить под покровное стекло каплю приготовленного сока из листьев растений.

6. Наблюдать за движением простейших в течение нескольких минут. Записать результаты наблюдений.

Постановка эксперимента юными ботаниками

1. Получили сок из листьев березы, тополя, дуба, разместили в разные ступки. Из коры черемухи, хвои сосны получили экстракт. Объемы исследуемых соков и экстрактов одинаковы – 0,5 мл.

2. Установили активность простейших до соприкосновения с фитонцидами (под микроскопом).

3. Внесли каплю сока березы в вытяжку почвы на предметном стекле.

4. Зафиксировали время, в течение которого происходит гибель простейших после воздействия на них растительного экстракта. Данные эксперимента внесли в таблицу.

Фитонцидная активность исследуемых растений

Вывод: экстракты растений, обладающих фитонцидными свойствами, в несколько раз быстрее губят микроорганизмы по сравнению с экстрактами нефитонцидных растений.

Опыт показал, что наиболее губительным для простейших является экстракт сока черемухи. В озеленении мегаполиса необходимо использовать фитонцидные растения: черемуху, березу, дуб, сосну, тополь.

ОПЫТ № 2 (по Б.П. Токину)

Методика бесконтактного определения фитонцидной активности.

1. Листья березы, тополя, дуба, хвою сосны измельчить.

2. На предметное стекло поместить каплю воды с простейшими и на расстоянии нескольких миллиметров от нее – кашицу из исследуемого растения.

3. Через 5, 10, 20 мин погибнут все простейшие, видимые под микроскопом. Опыты показывают, что при использовании одинаковых объемов кашицы время, за которое гибнут простейшие, зависит от вида взятого растения.

Постановка эксперимента юными ботаниками

Капля жидкости с бактериями находилась на расстоянии 2 мм от экстракта фитонцидных растений. Даже без соприкосновения с соком исследуемых растений микроорганизмы через некоторое время погибли. Время воздействия на простейших увеличилось в 2 раза.

Вывод: по сравнению с опытом №1 время ответной реакции на воздействие фитонцидов увеличилось приблизительно в 2 раза для каждого исследованного вида.

Практические рекомендации

Юные ботаники Московской городской станции юных натуралистов рекомендуют широко использовать фитонцидные растения для озеленения города. На улицах города произрастают фитонцидные растения: береза, дуб, тополь, черемуха. Они выделяют в воздух летучие вещества, убивающие микробов. Представьте, как велика поверхность десятков тысяч листьев, например, многолетнего дуба или сотни тысяч игл сосны.
Специальными исследованиями доказано, что единичный экземпляр древовидного можжевельника может выделять за один день до 30 г летучих веществ, т.е. 1 га можжевелового леса может выделить в атмосферу 30 кг летучих веществ!

В заключение хочется сказать, что в условиях большого количества автотранспорта в Москве и его отрицательного влияния на состояние окружающей среды фитонцидные растения необходимы. Следует высаживать как можно больше устойчивых к загрязнениям воздуха фитонцидных растений: березу, дуб, тополь, черемуху.

Литература

Токин Б.П. Целебные яды растений. Повесть о фитонцидах. – Л.: изд.-во университета, 1980.

Вердерский Д.Д. Иммунитет растений к паразитарным болезням. – М.: Сельхозиздат, 1959.

Летучие биологически активные соединения биогенного происхождения. Отв. редакторы М.М. Телитченко и А.Х. Тамбиев. – М.: Изд.-во МГУ, 1971.

Макарчук Н.М. Фитонциды в медицине. – Киев: Наукова думка, 1990.