Исследование воздействия фитонцидов на вредителей культурных растений

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 19.09.2024

Человечество научилось нейтрализовать действие микроорганизмов и их токсических продуктов жизнедеятельности, прибегая к физическим, термическим и биологическим методам обработки.

Для длительного хранения чаще всего используют тепловую обработку продуктов хранения, которая существенно снижает их пищевую ценность и вкусовые характеристики. Рассматривая опыт наших предков, которые не имели никакого представления о микроорганизмах и фитонцидах, достаточно разумно использовали защитные свойства растений для хранения продуктов питания. Для этого использовали различные культурные и дикорастущие растения, которые обладали фитонцидными свойствами.

Фитонциды – вещества, высших растений, губительно действующие на бактерии, низшие грибы и простейшие организмы. Возможно, что для более длительного хранения продуктов можно использовать фитонциды, которые вырабатываются различными растениями.

Я считаю, что данная работа является актуальной, так как позволит получить расширенными сведения о наиболее эффективных фитонцидных растениях для расширения кругозора, а также для применения полученных знаний человеком в нестандартных ситуациях: при отсутствии холодильника (в условиях длительного похода, продолжительной поездки, поломке холодильного оборудования).

Цель: определить степень влияние фитонцидов, выделяемых различными растениями, на сроки хранения продуктов питания.

Задачи:

Изучить различные источники информации о фитонцидах.
Практическим путём изучить влияние фитонцидов растений на сроки хранения продуктов питания.
Сделать вывод по результатам практического исследования.

Гипотеза: если изучим свойства фитонцидов, то мы сможем повлиять на сроки хранения продуктов.

Объект исследования: хлеб, куриные яйца.

Предмет исследования: влияние фитонцидов различных растений на сроки хранения продуктов питания.

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.

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.

Фитоцинидная активность растений в зависимости от внешней среды

Фитонцидная активность увеличивается при поранениях растений (механических травмах, внедрении микро- и макропаразитов и т.д.). Фитонциды – один из важнейших факторов естественного иммунитета растений. Это 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, эко-лого-биологических особенностей, условий выращивания.

У большинства исследованных субтропических растений увеличение активности летучих фитонцидов наблюдается в зимне-весений период и снижается в конце вегетационного период осенью. Фитонцидная активность, например, у мирта обыкновенного, возрастает от первой волны роста (январь – февраль) к весенним и летним месяцам. В период бутонизации и цветения фитонцидная активность наивысшая, а к концу вегетации (ноябрь – декабрь) – наиболее низкая. У луковичных растений из семейства амариллисовые и лилейные интенсивный рост и бутонизация в комнатных условиях чаще приходятся на зимнее время, поэтому активность летучих выделений у них усиливается с конца декабря по первую половину января.

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.

Изменения фитонцидной активности растений обусловлены особенностями биологии, сезонной ритмикой растений, накоплением определённых веществ и изменением их состава. В период вегетации максимальная летучесть фитонцидов во внешней среде объясняется наличием в их составе, например, терпенов. К концу вегетационного периода происходит образование в тканях аскорбиновой кислоты, увеличение кислородосодержащих производных, монотерпенов и сесквитерпанов, отличающихся минимальной летучестью, большей вязкостью. Всё это способствует выполнению функции регуляторов внутренних процессов растений.

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 (солнечных местах), чем у тех, которые растут на затенённых участках без ухода: у последних выход масла резко снижается.

Процесс выделения фитонцидов зависит и от температуры воздуха. Так, повышение температуры окружающего воздуха до 20 – 25оС 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.

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.

Изучение антимикробных свойств растений

Уже в концентрации 5мг/м3 летучие выделения способны изменять и улучшать воздушную среду. Важнейшее значение имеют биологические методы, когда действие летучих выделений тестируется на биологических объектах. При этом выявляется не просто концентрация летучих выделений, а их активная часть, степень их воздействия на микроорганизмы. Биологические методы исключительно чувствительны, с их помощью можно учитывать до 1 мг вещества на 1 м3 воздуха.

Чтобы исследовать фитонцидные свойства, отдельные растения и чашки Петри с посеянными на них микроорганизмами помещали в замкнутые боксы из оргстекла. Один из боксов был контрольным. Такая методика позволяет проводить исследования не только на микрофлоре воздуха, но и на условно-патогенных стандартных тест-культурах (стафилококка, стрептококка, сарцины, кишечной палочки и др.)

Для оценки фитонцидной активности растений рассчитывается относительное снижение числа микроорганизмов в опыте по сравнению с опытом (А):

А = (К – О)/ К * 100%, (1),

где К – число микроорганизмов в контроле;

При выборе максимальной и минимальной площади листовой поверхности растений для исследования санирующих свойств летучих выделений обращают внимание на характер помещений, его объём, сменяемость воздуха, бактериальную обсемененность.

Не все знают, что комнатные растения не только создают уют, но и приносят пользу. Они очищают воздух в помещениях от токсических веществ, которые выделяют пластиковые покрытия, лаки, аэрозоли, клей, моющие средства, синтетические смолы.

Лечебное воздействие растений на человека

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 (ВИЛАР) 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.

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.

Профилактика респираторных заболеваний

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.

Фикусы эффективно очищают воздух в квартире 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 с ампельными побегами, заканчивающимися детками с воздушными корнями, может полностью нейтрализовать первичную концентрацию ксенобиотиков толуола и бензола (437 – 442 мг/м3) через 216 часов.

Исследовать влияние фитонцидов, содержащихся в луке, чесноке, горчице, лимоне на рост и развитие плесени.

Содержимое разработки

Автор: Кузнецова Ангелина Дмитриевна

ученица 6 класса

филиала МБОУ СОШ села Суляевки

в селе Верешим

Руководитель работы:

Ханина Юлия Викторовна

учитель биологии

1.1 Общие сведения фитонцидах . ………5

1.2 Влияние фитонцидов на жизнедеятельность организмов. 6

2. Практическая часть . 7

Список используемой литературы…………………………. 13

В современных условиях, в которых живет человек, большое количество продуктов портится из-за поражения плесневыми грибами. В прошлом году, я отмечала, что при комнатной температуре в домашних условиях плесень распространяется и развивается очень быстро. Так, в полиэтиленовом пакете на хлебе колонии грибов становятся видимыми через двое суток, на овощах – через пять суток. В своей работе я попыталась найти средства защиты от плесени природного происхождения, которые присутствуют практически в каждом доме и которые позволят бороться с плесневыми грибами.

Люди давно заметили, что некоторые растения обладают антимикробными свойствами. Пивовары знали, что хмель, добавленный в бродящую массу, не даёт развиваться гнилостной микрофлоре. Такими же свойствами обладают полынь и душица обыкновенная. У охотников свои наблюдения – травами обкладывали дичь, и она сохранялась свежей.

Актуальность. Многие домохозяйки сталкиваются с проблемой — как правильно хранить продукты питания, чтобы они дольше не портились. Наблюдая за мамой, я заметила, что она старается сохранить подольше хлеб свежим, но не всегда ей это удается. Что же делать? Хранить его в холодильнике - неудобно, перед употреблением хлеб приходится подогревать. Если оставлять на столе - хлеб быстро черствеет. Если класть его в пакет, то достаточно быстро хлеб покрывается плесенью, и его нельзя употреблять в пищу.

В том году я изучала условия развития плесени и поверти, очень трудно соблюсти условия, при которых бы, плесень не развивалась.

Я подумала, есть ли способ уменьшить рост плесени или вовсе предотвратить её появление? Изучив научную литературу, я узнала, что фитонциды, выделяемые некоторыми растениями, контролируют рост и развитие бактерий. А как будут влиять те же самые фитонциды на развитие плесени на продуктах питания. К примеру, на хлебе.

Цель работы: исследовать влияние фитонцидов, содержащихся в луке, чесноке, горчице, лимоне на рост и развитие плесени.

Для достижения цели я поставила следующие задачи:

1. Провести обзор литературы;

2. Поставить эксперимент;

3.Оформить наблюдения;

4. Изучить влияние различных продуктов, выделяющих фитонциды, на рост и развитие плесневых грибов;

Гипотеза. Предполагаю, что продукты, выделяющие фитонциды, задерживают развитие плесневых грибов.

Объекты исследования: плесневые грибки, хлеб, горчица, лук, чеснок, лимон.

Методы исследования: экспериментальный, наблюдательный и сравнительный

Продолжительность: месяц.

Место проведения опыта: школа.

Оборудование и материалы: 5 пластиковых ёмкостей с крышками, кусочки хлеба, лук, чеснок, лимон, порошок горчицы.

Практическое применение: данная работа может быть использована на уроках биологии. Выводы могут быть полезны домохозяйкам в быту.

ГЛАВА I.

Теоретическая часть

1.1.Общие сведения о фитонцидах.

Из литературы я узнала, что фитонциды – это вещества растительного происхождения, обладающие свойством убивать микроорганизмы, в т.ч. болезнетворные.

Многие учёные отмечали, что растения (ткани или особые летучие фракции) способны убивать многие микроорганизмы, некоторые простейшие. Но научного объяснения этому не находили. Советский учёный Б.П. Токин обратил внимание на то, что все инфузории, которые находились в чашке Петри, где была кашица из лука, погибли. Учёный раз за разом повторял опыты. От кашицы из лука и чеснока гибли патогенные бактерии.

Суть открытия, оказавшегося исходным в создании биологического учения о фитонцидах, состояла в том, что высшие растения при их ранении продуцируют летучие антимикробные вещества. Вскоре было доказано, что и так называемые тканевые соки растений обладают фитонцидными свойствами. С 50-х годов ХХ века стало очевидным, что и не раненые растения в обычных природных условиях выделяют фитонциды во внешнюю среду – в атмосферу, почву, воду.

Уже в первые годы исследований стало ясно, что явление фитонцидов свойственно ни какой-нибудь группе растений, а всему растительному миру. Оказывается, защитными силами для растительных организмов служат летучие вещества. Надземные части растений выделяют фитонциды в атмосферу, подземные – в почву, водные – в воду. Количество этих веществ изменяется в зависимости от сезона, физиологического состояния растения, почвы и погоды. Больше всего их во время цветения растений. Они способны оказывать своё действие на расстоянии. Фитонциды – один из факторов естественного иммунитета растений (растения стерилизуют себя продуктами своей жизнедеятельности).

Многие примеры могут подтвердить, что фитонциды деятельны. Если нарезанные листья черёмухи положить под стеклянный колпак и туда поместить мух, то через некоторое время животные погибнут. Фитонциды черёмухи убивают даже мышей и крыс. Жители Кавказа хорошо знают, что спать под деревом грецкого ореха не стоит: сон будет плохой, а на следующий день разболится голова. Фитонциды листьев ореха отпугивают мух, комаров и других насекомых.

Кроме того, в растениях есть и нелетучие бактерицидные вещества. Сок хвои сосны, ели, можжевельника, листья тополя, дуба, берёзы и многих других растений обладают бактерицидными свойствами.

Гектар лиственного леса ежедневно выделяет летом 2 кг летучих фитонцидов, хвойного – 5, а можжевельника – 30 кг летучих веществ, губительных для микроорганизмов. Этого количества достаточно, чтобы убить всех микробов средней величины. Поэтому так важно бывать больше в лесу, особенно в сосновых борах, совершенно необходимо озеленять всё вокруг: двор, улицу, квартиру. Оказывается такие комнатные растения, как герань, бегония, снижают содержание микрофлоры в воздухе на 43%, циперус – на 59%, мелкоцветная хризантема – на 66%. Если в комнате поселить эвкалипт или мирт, то там уже не встретишь ни мух, ни комаров и, конечно, многих микробов.

1.2. Влияние фитонцидов на жизнедеятельность

организмов

Антимикробные свойства фитонцидов обусловили большое число исследований по использованию их в медицине, ветеринарии, защите растений, при хранении плодов и овощей, в пищевой промышленности и др. В медицинской практике применяют препараты лука, чеснока, хрена, зверобоя и иных растений для лечения гнойных ран, трофических язв и др. Фитонциды ряда растений стимулируют также двигательную и секреторную активность желудочно-кишечного тракта, сердечную деятельность.

Защитная роль фитонцидов проявляется не только в уничтожении микроорганизмов, но и в подавлении их размножения, в стимулировании жизнедеятельности микроорганизмов, являющихся антагонистами патогенных форм для данного растения, в отпугивании насекомых и т. д.

Фитонциды листьев пихты, дуба, тополя убивают бациллы дифтерии. Фитонциды сосны губительно действуют на возбудителей туберкулеза. В большинстве случаев фитонциды представляют собой смесь эфирных масел, органических кислот, гликозидов и др. Фитонциды способны убивать различные микроорганизмы, в том числе и вызывающие инфекционные заболевания. Их бактерицидное действие успешно используют для лечения гриппа, насморка.

Мощность и спектр действия фитонцидов весьма разнообразны у разных видов растений. Например, фитонциды чеснока, лука, хрена убивают многие виды простейших, бактерий и низших грибов в первые минуты и даже секунды.

Выделение фитонцидов усиливается при повреждении растений: оно и понятно, ведь именно в это время растению особенно важно защитить себя от инфекции.

Лекарственные свойства растений зависят в значительной степени и от наличия в них этих веществ. Их содержат лук, чеснок, красный стручковый перец, хрен, кочанная капуста, яблоки, апельсины, мандарины, лимоны, крапива, шалфей, эвкалипт, береза, дуб, сосна, сирень, клюква, брусника, калина, черемуха, малина, черная смородина, зелень петрушки, горчица, пихта, ель, жасмин, мята, борщевик, ландыш, можжевельник, укроп, редька.

ГЛАВА II.

Методика проведения опыта и

результаты исследования.

2.1. Определение влияния фитонцидов на активность роста плесневых грибков

Для развития и роста плесневых грибов в качестве питательной среды я выбрала белый хлеб, нарезав его на маленькие кусочки. Кусочки были помещены в 5пластиковых контейнеров и накрыты крышкой, но не плотно. Туда же были положены как источники фитонцидов лук, чеснок, лимон и горчичный порошок. Один контейнер был контрольным: в нём находился лишь хлеб.