Исследовательская работа "Фитонцидные растения"

Министерство образования, науки и молодежной политики Республики Алтай

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №1 г. Горно-Алтайска»

«Использование фитонцидных растений для оздоровления воздуха в школьных кабинетах»

Работу выполнила:  Себешева Маргарита,9А                                                                                                                                                                                             

Науч. Рук. учитель биологии Каменева Ю.Н.                                                                              

г. Горно-Алтайск

2012 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ФИТОНЦИДЫ

Глава II. ФИТОНЦИДНЫЕ РАСТЕНИЯ, ОКАЗЫВАЮЩИЕ НАИБОЛЕЕ БЛАГОПРИЯТНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ВОЗДУХ В ПОМЕЩЕНИЯХ

Глава III. ФИТОНЦИДНЫЕ РАСТЕНИЯ В ШКОЛЕ №1

Глава IV. СОЗДАНИЕ МОДЕЛЕЙ ОЗЕЛЕНЕНИЯ ШКОЛЬНЫХ КАБИНЕТОВ

ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы: С глубокой древности человек стремился украсить свое жилище растениями.

Интерьерное озеленение возникло как элемент культуры человека, отвечающий его эстетическим потребностям. Человек изначально интуитивно окружал себя растениями, перенося частицу живой природы в свой дом. Растения всегда привносили в жизнь человека красоту, умиротворение, исцеление. В настоящее время научный подход к интерьерному озеленению подразумевает сочетание эстетического восприятия красоты формы, окраски цветов и листьев растений с другой, полезной функцией растений, о которой было давно известно: живые растения улучшают состав воздуха и очищают атмосферу.

Еще Гиппократ рекомендовал использовать растения в том виде, в каком их создала природа. Органические и минеральные вещества, которые выделяют клетки растений в процессе своей жизнедеятельности, являются биологически активными, служат источниками лекарственных средств. К. Линней (1737) называл летучие выделения пыльцы цветов "аурой" и, обращая особое внимание на внутреннее строение цветка, классифицировал запахи цветов. Известные ученые Б. П. Токин (1957), А. М. Гродзинский (1984), говоря об использовании растений в целях профилактики заболеваний, отмечали, что большое развитие должны получить работы по изучению биологически активных летучих выделений растений, обладающих обеззараживающими и повышающими защитные силы организма человека свойствами. Особенно это важно в условиях Сибири, где большую часть времени человек проводит в помещениях.

Воздушная среда городских помещений далека от идеальной. Помимо обычной пыли часто воздух помещений имеет повышенное содержание химических соединений, выделяемых стройматериалами, мебелью, синтетическими покрытиями.  Последствием является некачественный воздух помещений, в котором обнаружено более 1000 вредных веществ, в том числе 250 высокотоксичных и 15 канцерогенных. Значительного улучшения воздушной среды закрытых помещений можно добиться, используя для озеленения определенные растения. Известно, что летучие вещества растений, которые они выделяют в процессе своей жизнедеятельности, уже в концентрации 5 мг/м3 изменяют воздух и могут улучшать самочувствие людей. Растения также служат фильтром вредных веществ.

Кроме того, воздушная среда содержит условно-патогенные микроорганизмы, такие как стафилококк, микроскопические плесневые грибы. Эти микроорганизмы, попадая в благоприятные условия на слизистые оболочки верхних дыхательных путей, могут вызывать острые респираторные или аллергические заболевания. Даже самые современные технические средства не всегда обеспечивают здоровую воздушную среду. В то же время летучие выделения многих растений обладают фитонцидными свойствами, т.е. способностью подавлять жизнедеятельность микроорганизмов.

Объект исследования: Фитонцидные растения

Предмет исследовании: Использование фитонцидных растений для улучшения качества воздуха в школьных кабинетах.

Цель: Изучить возможность использования фитонцидных растений для улучшения качества воздуха в школьных кабинетах.

Поставленная цель определила следующие задачи:

1. Пользуясь литературными источниками. Ознакомиться с определением фитонциды, и составить примерный список комнатных растений с фитонцидным действием.

2.   Выяснить какое влияние оказывают фитонциды на атмосферу в школьных кабинетах.

3.  Провести статистические исследования по использованию данных растений в школьных кабинетах.

4.  Разработать модели озеленения кабинетов согласно требованиям СанПина.

Методы исследования: социологический опрос, математическая обработка данных, наблюдение и графические методы.

В ходе исследования была предложена рабочая гипотеза: Фитонцидные растения оказывают благоприятное воздействие на качество воздуха в школьных кабинетах и способны создать рабочую обстановку для учащихся.

Глава I. ФИТОНЦИДЫ

Фитонциды – это вещества, продуцируемые растениями и имеющие бактерицидные, антифунгальные (активные в отношении микроскопических грибов и актиномицетов) и протистоцидные (активные в отношении клеточных простейших) свойства.

Фитонциды были открыты профессором Б. П. Токиным в 1928 году. 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 и в то же время, как предполагают многие авторы, - регуляторами роста и развития самих растений.

Фитонциды – важный фактор иммунитета растений. Это впервые было отмечено Б.П. Токиным и наиболее полно раскрыто Д.Д. Вердеревским (1962) и его школой на основе клеточной теории фагоцитарного иммунитета И.П. Менчикова. Б.М. Козополянский (1946), характеризуя роль фитонцидов в защите растений от возбудителей болезней, отмечает: «Летучие фракции фитонцидов – это первая линия обороны, соки (нелетучие или малолетучие фракции) – вторая линия обороны».

Одна из важнейших особенностей фитонцидов – специфичность их действия. Даже в микроскопических дозах они могут задерживать рост и размножение одних микроорганизмов, стимулировать рост других и играть существенную роль в регулировании состава микрофлоры воздуха, почвы и воды.

Фитонциды – универсальное явление в растительном мире. Любое растение - от бактерий до цветковых – продуцирует фитонциды, и эти вещества чрезвычайно разнообразны по своей химической природе.

В ходе сопряжённой эволюции к каждому виду растений адаптировались определённые микроорганизмы, выделения фитонцидов обусловили взаимоотношения между растениями в сообществах. Фитонцидная активность увеличивается при поранениях растений (механических травмах, внедрении микро- и макропаразитов и т.д.).

Фитонциды – один из важнейших факторов естественного иммунитета растений. Фитонциды – продукт сложного комплекса биохимических процессов, изменяющихся по фазам развития растений. Фитонциды не только имеют иммунологическое значение, но могут служить регуляторами роста и развития растений, участвовать в процессах дыхания, терморегуляции и т.д.

Выделения комнатными растениями летучих веществ зависит от многих факторов: от систематической принадлежности растений, возраста, физиологического состояния, эколого-биологических особенностей, условий выращивания.

В лечебных целях очень важно, что фитонцидная активность комнатных растений проявляется в зимне-весенний период, т.к. именно в это время возрастает число острых респираторных заболеваний.

Решающее значение для образования фитонцидов имеет местообитание и соотношение элементов питания. Например, климатис, который рос на почвах, богатых органическим удобрением, обладает фунгистатическим и бактерицидным действием в большей степени, чем исследуемые растения, выращенные на обеднённых почвах.

Сильно влияет на образование фитонцидов освещённость. Изучая биохимические особенности лавра благородного, М.П. Волошин и А.П. Дягерева установили, что эфирного масла больше в листьях растений, произрастающих на открытых местах, чем у тех, которые растут на затенённых участках.

Процесс выделения фитонцидов зависит и от температуры воздуха. Так, повышение температуры окружающего воздуха до 20 – 25⁰С способствует возрастанию концентрации этих соединений в 1,8 раза. Понижение температуры воздуха отрицательно сказывается на выделении растениями летучих веществ.

Значительное ослабление фитонцидной активности происходит и при физиологической депрессии, вызванной, например, дефицитом влаги, низким уровнем питания.

Таким образом, зная зависимость интенсивности образования фитонцидов от состояния и условий выращивания растений, можно контролировать этот процесс.

Так, например фитонциды малины губительны для золотистого стафилококка, спор дрожжей и плесневого грибка. Фитонциды рябины губительны для золотистого стафилококка, сальмонелл, плесневого грибка. Фитонциды черноплодной рябины задерживают развитие золотистого стафилококка, дизентерийной палочки. Фитонциды чёрной смородины активны по отношению к золотистому стафилококку, микроскопическим грибам, возбудителям дизентерии, дифтерии. Фитонциды черники губительно действуют на дизентерийную палочку, стафилококки, возбудителей дифтерии, брюшного тифа. Фитонциды яблок активны по отношению к возбудителям дизентерии, золотистого стафилококка, протея, вирусов гриппа А.  Антимикробная активность фитонцидов увеличивается от периферии плода к центру. Механизм действия летучих фитонцидов заключается в том, что они вызывают разнообразные изменения микробной клетки: подавляют дыхание, растворяют и разрушают поверхностные слои и составные части протоплазмы (ферменты и др.) (Янович, Родина, 1956; Гродзинский, 1986). Фитонциды не позволяют микроорганизмам создавать собственные механизмы защиты. Существенно, что при этом генетический аппарат микроорганизмов не изменяется, то есть фитонциды не обладают мутагенными свойствами. Следовательно, широкое использование растительных выделений не способствует селекции видоизмененных, устойчивых форм бактерий.

Способность летучих биологически активных веществ растений убивать и подавлять рост и развитие микроорганизмов воздуха, обусловлена химическим составом этих веществ. От него зависит во многом специфичность действия определенных видов растений на различные микроорганизмы.

Наряду с растениями, летучие выделения которых обладают выраженными фитонцидными свойствами, имеются растения, летучие выделения которых оказывают лечебный эффект на организм человека. Так, мирт обыкновенной — фитонцидное и лекарственное растение, очень популярен в настоящее время среди жителей Новосибирска. В помещении, где растет мирт обыкновенный, не только снижается общее количество микроорганизмов в воздухе, но и повышается иммунитет у человека к острым респираторным заболеваниям. Фитонцидным и лечебным действием обладает и всем известное кофейное дерево.

Пятилетнее деревце кофе аравийского на 30% снижает число микроорганизмов в воздухе жилой комнаты. Кроме того, летучие биологически активные вещества этого растения благотворно влияют на сердечную деятельность, а мякоть плодов укрепляет сердечную мышцу. Лимон и другие цитрусовые улучшают умственную работу, повышая амплитуду биотоков мозга. Запах лимонных листьев дает ощущение бодрости, способствует улучшению общего состояния. Это растение полезно иметь людям умственного труда. Всем известная герань душистая обладает успокаивающим действием, ее рекомендуют при заболеваниях нервной системы, бессоннице.

Уровень заболеваемости детей и взрослых острыми респираторными заболеваниями в настоящее время остаётся высоким. Особенно остро эта проблема стоит в детских организованных коллективах. При длительном пребывании даже практически здоровых детей в закрытых помещениях увеличивается общая обсемененность воздуха микроорганизмами.

Некоторые растения служат фильтром для вредных веществ, действуя как «зелёная печень». Они могут аккумулировать из атмосферы  соединения серы, азота, углерода, формальдегида, фенольные соединения, некоторые металлы и использовать их как источник макро- и микроэлементов для построения ряда структурных и функциональных систем.

Например, фикусы эффективно очищают воздух в помещении от ядовитых формальдегидов, причём они не только связывают ядовитые вещества, но и питаются ими, превращая их в сахара и аминокислоты. Установлено так же, что фикусы успешно отфильтровывают из воздуха и другие ядовитые вещества, например, продукты испарения бензола, трихлорэтилен, пентахлорфенол.

Хлорофитум – известное неприхотливое комнатное растение. Полагают, что оно очищает воздух гораздо лучше, чем специальные технические устройства.

Результаты подтвердили, что хлорофитум имеет выраженную способность поглощать газы. Было установлено, что одно растение среднего размера, заканчивающимися детками с воздушными корнями, может полностью нейтрализовать первичную концентрацию толуола и бензола.

Таким образом действие фитонцидов, выделяемых  растениям, оказывает благотворное влияние на состав воздуха в классных комнатах, и может обеспечить активность и работоспособность учащихся.

Глава II. ФИТОНЦИДНЫЕ РАСТЕНИЯ, ОКАЗЫВАЮЩИЕ НАИБОЛЕЕ БЛАГОПРИЯТНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ВОЗДУХ В ПОМЕЩЕНИЯХ

Чемпионом среди цветов является хлорофитум. Одного этого растения оказывается достаточно, чтобы ослабить воздействие окислов азота в помещении, где несколько часов работала газосварка. Для поглощения же формальдегида, выделяемого теплоизоляцией из синтетических материалов, в квартире средней величины потребуется уже 40 хлорофитумов. Такое же количество растений практически полностью очистило воздух от патогенных частиц в 20-метровой жилой комнате. Причем, очистительные свойства цветов заметно усиливаются, если положить в цветочные горшки активированный уголь. Хлорофитум обладает и значительным бактерицидным эффектом. Специалисты Всероссийского института лекарственных и ароматических растений выяснили, что за 24 часа этот цветок почти полностью очищает воздух от вредных микроорганизмов.

Растение это неприхотливое, оно хорошо растет как в прохладных комнатах, при температуре 10-12 градусов, так и в помещениях с центральным отоплением. Оно достаточно светолюбиво, но нормально переносит и затемнение. Летом хлорофитум требует обильного полива и в большом горшке может дать столько побегов, что кажется, будто растение раскинуло вокруг себя зеленый занавес.

         Другое широко распространенное растение, которое выделяет биологически активные вещества (цитранелловое и гераниевое масла, а также ментол и терпентил, убивающие стрептококки и стафилококки), - это комнатная герань, или пеларгония. Вот почему этот цветок рекомендуют держать в спальне. Вдыхая эти целебные соединения, человек успокаивается, что очень важно при стрессах, неврозах и бессоннице.

Пеларгония - растение светолюбивое, хорошо себя чувствует на солнечном окне, почва ей нужна легкая и плодородная. Зимой цветок поливают умеренно, в феврале-марте обрезают. Удаленные верхушечные стебли используют как черенки: их слегка подсушивают и высаживают в ящики.

Еще одно фитонцидное растение для комнат - нарядная пестролистая диффенбахия. Она очищает воздух жилых комнат от токсинов, поэтому ее место в жилых помещениях, окна которых выходят на шумную автостраду или крупный завод, фабрику.

В комнате диффенбахию необходимо поставить в хорошо освещенное место (но прямые солнечные лучи она переносит плохо). Цветок любит тепло, интенсивный полив и опрыскивание мягкой водой комнатной температуры. При недостатке влаги растение вытягивается в длину и сбрасывает нижние листья, по мере роста верхушку нужно прищипывать. Пересаживать диффенбахию следует осторожно: сок ее может обжечь слизистые оболочки.

Фитонцидными свойствами обладают и такие комнатные растения, как фикусы, плющи, драцены, аглаонемы.

Фикус - комнатное растение с крупными кожистыми листьями.

Хорошо растет в очень светлых комнатах, но не под прямыми солнечными лучами. Осенью или зимой фикус нередко сбрасывает здоровые зеленые листья.

Чаще всего это происходит из-за чрезмерного полива. Поэтому опытные цветоводы советуют зимой не поливать растение, а только опрыскивать листья.

Хорошо растут в прохладных комнатах многочисленные разновидности плюща обыкновенного. Плющ теневынослив; для роста ему нужна опора. Весной необходимо обрезать побеги, желательно также регулярно опрыскивать растения и обмывать листья.

К числу наиболее неприхотливых полезных растений относится и драцена. Чаще всего выращивают драцену душистую - крупное растение со светло-зелеными листьями, волнистыми по краям. Более декоративны пестролистые драцены, но им необходима более высокая температура, повышенная влажность воздуха и светлое местоположение, в то время как обычное растение хорошо приживается в полутемных местах. Время от времени драцену следует купать под душем, удаляя с нее пыль.

Аглаонема - растение с кожистыми, узорчатыми листьями. К свету оно не требовательно, теплолюбиво и прекрасно зимует в комнате с центральным отоплением. Летом растение обильно поливают, зимой полив сокращают. После цветения могут появиться маленькие красные ягоды, но эти плоды ядовиты.

Лавр благородный - вечнозеленый кустарничек с кожистыми, ароматными листьями сейчас встречается в комнатах крайне редко, а зря: выделяемые им вещества убивают вирусы и бактерии, в том числе туберкулезную палочку. Особенно полезно держать это растение людям, страдающим сердечно - сосудистыми заболеваниями, спазмами кишечника и желчных путей. Лавр светолюбив и хорошо растет только на солнечном окне. Растение легко поддается стрижке, обычно ему придают шарообразную форму. До поздней осени лавр может обитать на открытом воздухе [Приложение №1].

И, наконец, еще одна группа полезных, фитонцидных растений — кактусы и другие суккуленты, особенно с длинными иголками, — выходцы из Перу, Чили и горных районов Мексики. По мнению специалистов, эти растения не только убивают микробов, но и снижают вредную ионизацию воздуха, защищая нас от электромагнитного излучения. Место для этих цветов — вблизи телевизора и мониторов компьютеров. Для нормального роста им необходимо много тепла и света, но к прямым солнечным лучам их нужно приучать постепенно.

С помощью цветов можно добиться и повышения влажности воздуха. Цветы, которым нужно много влаги, обычно возвращают ее через листья. Это фиалки, цикламены, разные папоротники.

III Глава. ФИТОНЦИДНЫЕ РАСТЕНИЯ В ШКОЛЕ №1

Исследование, проведённое мной в школе №1, в которой мы учимся, показало, что большинство фитонцидных растений находится на третьем этаже в  коридоре и кабинетах 20, 19, 18, 17, 16, все эти кабинеты располагаются на солнечной стороне.

Мною было установлено, что на первом  этаже значительно меньше  растений, а фитонцидные растения вовсе отсутствуют. А ведь именно здесь они будут как нельзя кстати, так как там находятся кабинеты таких сложных предметов, как математика, иностранный язык, информатика. Правда, было отмечено, что много растений в кабинете №4, но опять-таки мало растений с ярко выраженной фитонцидной активностью.

Зато много растений на втором  этаже, особенно в кабинетах начальной школы, следовательно, дети в начальных классах будут меньше подвержены респираторным заболеваниям.

Благодаря проведенному социологическому опросу нами было выяснено, что большинство преподавателей (за исключением преподавателей естественных наук), ничего не слышали о фитонцидных растениях и об их благотворном действии.

В рамках опроса мы предлагали, составленный нами список наиболее подходящих фитонцидных растений, заведующим школьных кабинетов. И как оказалось большинство из предложенных нами видов  им просто не знакомы, а результаты по их наличию в кабинетах представлены в следующем графике:

          График демонстрирует: отсутствие в кабинетах нашей школы таких растений как аглаонема, лавр и фикус. Наиболее любимы и выращиваемы нашими преподавателями: диффенбахия, хлорофитум, герань; встречаются плющ и драцена.      

В целом, мне кажется, что количество растений в нашей школе следует увеличить, особенно в кабинетах, так как данные наблюдений и социологического опроса показали, что во многих кабинетах нет фитонцидных растений, а в некоторых растения отсутствуют вовсе.

Наличие подобранных нами растений поднимет настроение учащихся, повысит успеваемость и работоспособность, снизит риск респираторных заболеваний.

IV Глава. СОЗДАНИЕ МОДЕЛЕЙ ОЗЕЛЕНЕНИЯ ШКОЛЬНЫХ КАБИНЕТОВ

Согласно Санитарно-эпидемиологическим требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях  для рационального использования дневного света и равномерного освещения учебных помещений следует:  не расставлять на подоконниках цветы, их размещают в переносных цветочницах высотой 65 - 70 см от пола или подвесных кашпо в простенках между окнами.

Руководствуясь этим требованием, нами были созданы модели озеленения школьных кабинетов, которые заведующие кабинетами могут использовать для реорганизации своего рабочего места, создавая эстетичное и благодатное для работы пространство. [Приложения №2,3,4,5]

ВЫВОДЫ

         Комнатные растения вошли в наш быт, в нашу повседневную жизнь. И вот уже большинство людей не представляют уюта своего дома, без  цветов. Комнатные растения привносят в  нашу жизнь красоту, эстетику, чувство прекрасного. Но это далеко не все их задачи, и не все знают, что с помощью комнатных растений можно еще и улучшить атмосферу помещения, обеззаразить ее, и наполнить веществами, стимулирующими активность, умственную деятельность. Могут служить творцами хорошего настроения и избавить от головной боли.

         Наша работа посвящена фитонцидному действию растений, в ходе которой мы выяснили, что фитонциды - это вещества, продуцируемые растениями и имеющие бактерицидные, антифунгальные (активные в отношении микроскопических грибов и актиномицетов) и протистоцидные (активные в отношении клеточных простейших) свойства.

Были подобраны наиболее подходящие для озеленения школы фитонцидные растения, и описано их действие на атмосферу в кабинетах.

Проведен социологический опрос, результаты которого показали, что в нашей школе недостаточное количество растений, не говоря уже о фитонцидных.

Гипотеза, выдвинутая в начале нашего исследования, подтверждается во многих источниках литературы. Фитонцидные растения действительно очищают воздух в помещениях, обеззараживают, способны к увлажнению воздуха. А при правильной подборке фитонцидных растений можно снизить риск респираторных заболеваний, и настроить учащихся на рабочий лад.

Нами согласно требованиям СанПина разработаны, варианты  озеленения школьных кабинетов, которые могут использовать заведующие кабинетов для создания уюта, здоровой и рабочей атмосферы на рабочем месте.

В дальнейшем предполагается воплощать их в жизнь и уже на практике исследовать действие фитонцидов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Антадзе Л.В. Фитонцидность листьев вечнозелёных растений в течение года // Материалы III Совещ. «Фитонциды в медицине, сельском хозяйстве и пищевой промышленности» (Киев, 22-25 июня 1959 г.). Киев, 1960. С. 21-23.

2. Блинкин С.А., Рудницкая Т.В. Фитонциды вокруг нас. М., 1981. 185 с.

3. Ведеревский Д.Д. Фитонцидные особенности растений – главнейший фактор специфического иммунитета к инфекционным заболеваниям // Киев, 1962. С. 16-18.

4. В. О фитонцидной активности некоторых оранжерейных растений //Материалы VIII Совещ. «Фитонциды. Роль в биогеоценозах, значение для медицины». (Киев, 16-18 окт. 1979 г.). Киев, 1981, С, 95-97.

5. Цыбуля Н.В., Казаринова Н.В. «Фитодизайн как метод улучшения среды обитания человека в закрытых помещениях» // Растительные ресурсы.1998. №3. С. 11-129.

ПРИЛОЖЕНИЕ №1

			Герань
	Хлорофитум				Диффенбахия

 

	Фикус
			Плющ

 

Лавр

Драцена

Аглаонема

 

ПРИЛОЖЕНИЕ №2

ПРИЛОЖЕНИЕ №3

ПРИЛОЖЕНИЕ №4

ПРИЛОЖЕНИЕ №5