Фитонцидная активность растений

 

ФИТОНЦИДНАЯ АКТИВНОСТЬ  РАСТЕНИЙ

 

СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….3

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР……………………………………………….............6 
 
 
 
 
 
 

 

Введение.

      Жизнь человека неразрывно связана с природой, а следовательно, и с жизнью растений. Растения – постоянный спутник человека.

      Растения – это пища, многочисленные лекарства, строительный материал, «санитары» воздуха…

Уникальной  особенностью всех растений является постоянное выделение в окружающую среду летучих - веществ.

Фитонциды – греко-латинское слово: (от греческого hyton – растение,  латинская часть caedo указывает, что обладает свойствами убивать другие организмы). Летучие фитонциды впервые были обнаружены в природе в 1928-1930 г.г.

      Так возникла проблема, разработка которой привела к созданию биологического учения о фитонцидах. Был основан термин фитонциды – это продуцируемое растениями бактерицидные (убивающие бактерии), фунгицидные (противогрибковые), протистоцидные (убивающие простейших) летучие вещества, играющие значительную роль во взаимоотношениях организмов в растительных сообществах и являющиеся одним из факторов естественного иммунитета растений. В настоящее время проблема фитонцидов выросла в самостоятельное биологическое учение, разрабатываемое совместными усилиями ботаников, зоологов, химиков, микробиологов, растениеводов и медиков.

      В теории фитонцидов Токин Б.П.  выделил  следующие свойства этой группы веществ: 1- универсальное, т.е. свойственные всем растениям;            2- летучие, малолетучие и совсем не летучие вещества.

      В начале своей работы Токин Б.П. отождествлял их с эфирными маслами, считая, что они должны быть обязательно  летучими соединениями, но в 1948 году убедился, что фитонциды – это вещества различной химической природы: эфирные масла, смолы,  альдегиды, алкалоиды, фенолы, дубильные вещества, гликозиды и другие вторичные метаболиты. Действующие вещества в каждом конкретном случае различны.

      Это они – вещества растительного  происхождения разнообразной химической природы – обладают способностью тормозить развитие бактерий, простейших микроскопических грибов и даже убивать их. 

      Хорошо  известно значение фитонцидов для медицины. Получены многие антибиотики обладающие различной   антимикробной активностью: из чеснока – аллицин, шалфея – сальвин, зверобоя – иманин, чистотела – сагвинирин  и многие другие. (18)

      Основным  средством борьбы с болезнями  и вредителями растений как в  открытом, так и защищенном грунте пока еще остаются ядохимикаты, но  широкое распространение получила биозащита. В настоящее время  применяются растительные настои растений для борьбы  с грибковыми и бактериальными болезнями растений, а также против тли, паутинного клеща, трипсов, молей (чешую лука, чеснок, картофельная ботва, молочай и многие другие). (12, 13, 15) Применение измельченных растительных тканей и их водных настоев может оказать стимулирующее или угнетающее действие на рост и развитие растений. (11)

      Получило  признание такое направление  как фитодизайн.

 Фитодизайн  – это средство использования  растений для улучшения условий  среды существования человека в более или менее замкнутых системах. Фитонциды растений могут играть большую роль в регулировании микрофлоры воздуха в закрытых помещениях.

      Фитонциды повышают бактерицидную способность  воздуха, делая его чистым, свежим. Свежий воздух  излечивает многие заболевания, улучшает  состояние здоровья, человек легче переносит стрессовые состояния.

      Актуальность  проекта заключается в том, чтобы  сохранить здоровье человека, так как проблема загрязнения окружающей среды стала одной из самых острых. В этом аспекте большое значение имеет фитонцидное влияние растений на микробиологическое состояние  загрязнение воздуха, почвы, воды, помещений, где человек проводит значительную часть своей жизни.

Гипотеза: подтвердить фитонцидную активность  комнатных, цветочно-декоративных и древесных растений.

Цель  работы – изучить фитонцидную активность растений; исследовать влияние фитонцидов высших растений на рост и развитие проростков растений.

Задачи  исследования:

1. Изучить фитонцидную активность растений.

2. Исследовать влияние фитонцидов высших растений на рост и развитие

     проростков растений.

3. Изучить фитонцидную активность растений  в разное время года (осень,

   весна, лето)

4. Составить список растений рекомендуемых для фитодизайна  школьных

    помещений и пришкольной территории. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Литературный  обзор. 

     Биологическое воздействие зеленых насаждений проявляется  в том,  что они  в результате своей жизнедеятельности  образуют особые химические соединения, называемые фитонцидами.

     Честь открытия фитонцидов  в 1929 году принадлежит советскому ученому Б.П. Токину. Помимо Б.П. Токина, пионерами в области изучения фитонцидов были А. Филатова и А. Тебякина, которые в 1931-1933 г.г. обнаружили  мощное антимикробное действие лука и чеснока, а также других пищевых растений против болезнетворных для человека бактерий.

Фитоактивные  вещества   в растениях представлены соединениями различной химической природы Э. Райс (15) разделяет их на 15 групп:

1. Простые водорастворимые органические кислоты, спирты, алефатические

    альдегиды и кетоны;

2. Простые насыщенные лактоны;

3. Жирные кислоты;

4. Нафохины, Анохины, комплексные хеноны;

5. Терпеноиды и стероиды;

6. Простые фенолы, бензойная кислота;

7. Коречная кислота и производные;

8. Кмарины;

9. Флавоноиды;

10. Тонины;

11. Аминокислоты и полипептиды;

12. Алкалоиды и цианогидриды;

13. Сульфиды и гликозиды в горчичных маслах;

14. Пурины и нуклеозиды;

15. Разные

     Гроздинский А.М. (5) разделяет вещества, обуславливающее возникновение определенных аллелопатических эффектов на 3 большие группы. К первой он отнес вещества вторичного происхождения: органические кислоты, эфирные масла, алкалоиды, гликозиды, дубильные вещества, полифенолы, витамины. Они образуются как продукты нормального метаболизма растений. Вторая группа  представлена осколками белковых молекул пептида, аминокислотами, аммиаком. Они образуются при гидролитическом и автолитическом распаде растительных белков. Многие из них  токсичны для растений. К третьей группе веществ, участвующих в биохимическом взаимодействии растений, отнесены разнообразные продукты более или менее гибкой минерализации растительного материала.

Предполагается, что все эти вещества можно  встретить при  изучении фитоактивного   фитотоксичекого эффектов. Но определить вещество или группу веществ, отнесенных за эти эффекты исключительно сложно. Этим объясняется  крайне слабая изученность химизма этого явления.

     Действие  токсических веществ носит аллелопатический характер. Аллелопатия включает в  себя не только явления взаимного  ингибирования, но и взаимного стимулирования роста и развития растений.

     Благодаря глубоким и систематическим исследованиям  антимикробных веществ растений Токиным Б.П. и его сотрудникам  было доказано, что летучие вещества и тканевые соки высших растений таких как чеснок, лук, можжевельник, дуб, черемуха, пихта и т.п. оказывают высокое антибиотическое действие. (18)

     Соки  лука, редьки   и  других растений  применяются для борьбы  с грибными  заболеваниями плодов, овощей в период их роста и во время хранения.

     Доказано, что фитонциды сухих чешуй лука,  применяемые в виде настоя являются хорошим средством для борьбы с плодовой гнилью моркови, грибным заболеванием цитрусовых. Протравливание семян томатов фитонцидами чеснока  и лука значительно снижает заболевание их бактериальным раком. Так же их можно использовать в борьбе с фитофторой картофеля. (9, 11, 20)

     Для защиты овощных, плодово-ягодных культур от тлей, клещей применяют настои чеснока, луковой шелухи, табака. Против различных гусениц, личинок  мухи и тли, вместо ядохимикатов используют настои из ботвы помидоров и картофеля.

     Васин А.Н. (3) предлагает следующие фитонцидные настои в борьбе с вредными насекомыми: черемухи обыкновенной, горчицы белой, бузины черной, календулы. Отработка действия растительных препаратов против болезней и вредных насекомых - одна  из возможностей решения вопроса уничтожения вредных организмов безопасным  способом и охраны окружающей среды.

     Но  фитонцидная активность растений неодинакова в разные периоды жизни растительного организма. Она самым тесным  образом связана  с развитием растений, периода вегетации, физиологическим состоянием.   (больное или здоровое растение), почвенными и климатическими условиями; меняется при изменении погоды, зависит от  времени суток и от того, кто является его соседом по участку. (19)

     Токин Б.П.справедливо отметил, что фитонциды  и их влияние на живые организмы проблема эколого-эволюционная.

     Экология – наука, изучающая жизнь животных и растений в окружающей среде и влияние этой среды на их жизнедеятельность. Эволюцию защитных приспособлений, а также возникновение и изменение фитонцидных свойств в ходе развития и роста растений нельзя рассматривать как что-то совершенно специфическое, предназначенное только для защиты. У одних растений фитонциды могут играть роль в теплорегуляции у других – в обмене веществ. Выделенные во внешнюю среду они порой создают условия, которые препятствуют другим организмам усваивать питательные вещества, изменяют темпы их развития. (19)

     Ширится взаимосвязь между направлениями, изучающими жизнь растительных сообществ – биоценозов. Важное значение приобретают исследования в области аллелопатии – химической биоценологии.                   В углублении учения о фитонцидах представляют огромный интерес исследования по фитоалексинам (фито - растения, алексо – отражают атаку), образующихся в тканях растений в ответ на внедрение инфекции.

     Установлено, что фитонциды дубовой  листвы убивают на расстоянии возбудителей дизентерии и паратифа. От фитонцидов, выделяемых листьями эвкалиптов, погибает золотистый стрептококк,  пихтовой хвои – возбудитель дифтерии, сосновой хвои – возбудитель туберкулеза.

  Для возбудителей дизентерии губительны также фитонциды выделяемые тополем и т.д. Наибольшее количество фитонцидов выделяет сосна, затем пихта, можжевельник, дуб, липа, тополь, черемуха и другие. (18)

     Нестеров  В.Г. разделяет древесные и кустарниковые растения по фитонцидности – бактерицидной способности выделяемых ими фитонцидов по отношению к болезнетворным микроорганизмам на пять групп (Нестеров, Степанов). Больше всех фитонцидов выделяют дуб обыкновенный и клен обыкновенный, которые относятся к первой группе. Значительное количество  их выделяют березы  бородавчатая и пушистая, сосна обыкновенная, ель обыкновенная, осина, лещина, черемуха обыкновенная, черника, малина, отнесены ко второй группе. Третью группу составляют лиственница сибирская, ясень обыкновенный, липа мелколистная, ольха черная, ольха серая, кедр сибирский, рябина обыкновенная, акация желтая,  сирень обыкновенная, жимолость татарская. Они выделяют фитонциды в умеренных количествах.

     В небольшой мере выделяют фитонциды вяз обыкновенный, бересклет европейский, относящийся к четвертой группе. К пятой группе относятся выделяющие наименьшее количество фитонцидов красная бузина, крушина слабительная, крушина ломкая.