Фитонцидная активность, как главный фактор иммунитетта растений

Среди компонентов городской среды наиболее существенным фактором нейтрализации загрязнения атмосферного воздуха является растительность, которая приобретает ведущую роль в оздоровлении среды в условиях сложной экологической ситуации, выполняет различные санитарно-гигиенические функции.

Деревья и кустарники в процессе жизнедеятельности выделяют в воздух антибактериальные и фунгицидные летучие органические вещества. Данные вещества – фитонциды. Это образуемые растениями биологически активные вещества разнообразной химической природы. Они обладают способностью тормозить развитие бактерий, вирусов, простейших одноклеточных животных, микроскопических грибов и даже убивать их. Фитонциды – главный фактор иммунитета растений, это защитники от болезнетворных микробов человека и животных.

Следует учитывать, что степень выделения летучих веществ, и сила их воздействия на микроорганизмы различны. Летучие выделения в силу своей биологической специфичности и активности даже в микроскопических дозах могут обладать бактерицидным, фунгицидным действием в отношении патогенной и условно-патогенной для человека микрофлоры. Летучие выделения растений иногда снижают до 80 и более процентов содержание патогенов (болезнетворных микроорганизмов) в воздухе, тем самым улучшая среду обитания человека.

Проблема устойчивости растений к атмосферным токсикантам в последнее время приобретает особую актуальность. Наиболее актуальны эти вопросы в условиях г. Донецка – района с плотным населением и развитой промышленностью [2].

Целью данной работы является изучение сезонной фитонцидной активности, относительно бактерии рода Bacillus subtilis, некоторых видов древесных растений города Донецка.

Объектами для выявления фитонцидной активности были выбраны 3 вида древесных растений из семейств Sapindaceae, Pinaceae, Salicaceae, а именно ель обыкновенная (P. abies); клен остролистный (A.platanoides); тополь пирамидальный (P.pyramidlis). Исследованные виды растений были выбраны исходя из ранее проведенных экспериментов в 2012 - 2013 гг., в которых было определено, что именно эти растения проявляют большую фитонцидную активность по сравнению с другими растениями (береза обыкновенная, или бородавчатая (B. pendula, var verrucosa), акация белая (R. pseudoacacia), ива белая (S. alba), каштан конский, или каштан обыкновенный (A.hippocastanum)) [1].

В качестве тест-культуры, по отношению к которой, выявлялась фитонцидная активность, была выбрана бактерия рода Bacillus subtilis.

В работе был использован биологический метод определения фитонцидной активности.

Для исследования и сравнительной характеристики сезонной фитонцидной активности различных видов древесных растений необходимы были образцы данных растений. В качестве исследуемого материала были отобраны листья на участках с разной антропогенной нагрузкой. Такими участками стали:

Участок №1 – район ПАО Донецкий металлургический завод – это участок с постоянным вредным негативным антропогенным воздействием на котором растительность находится в экстремальных условиях города, так как подвержена губительному воздействию металлургического завода.

Участок №2 – Музыкальный парк, городской парк культуры и отдыха стадиона Донбасс - Арена – относительно чистая территория, потому что в данном районе нет промышленного предприятия.

Участок №3 – контрольная точка, Донецкий ботанический сад наиболее экологически чистый участок.

На диаграмме 1 приведены результаты исследований фитонцидной активности, относительно бактерии рода Bacillus subtilis в осенний период 2012 и 2015 гг.

Диаграмма 1 – Фитонцидная активность, относительно бактерии рода Bacillus subtilis, древесных растений в осенний период на различных участках произрастания

Таким образом, проанализировав данные диаграммы можно сделать вывод о том, что полученные результаты фитонцидной активности в настоящий период достоверно отличаются от 2012 г. По данным 2012 г. наибольшую фитонцидную активность, причем на всех участках произрастания проявляла ель обыкновенная, ведь хвойные деревья являются лидерами по выделению фитонцидных летучих веществ. Однако, глядя на данные в осенний период можно отметить, что на всех участках ель показала наименьшую фитонцидную активность относительно других деревьев, так как на этот период приходилось увеличение антропогенного воздействия на окружающую среду. Нам известно, что на загрязнение среды наиболее сильно реагируют хвойные древесные растения, они больше всех аккумулируют на себе пыль и другие вредные газы.

Тополь пирамидальный (P.pyramidlis) и клен остролистный (A.platanoides) показали большую фитонцидную активность по сравнению с 2012 г. на всех участках произрастания, кроме участка №3. Это обусловлено тем, что на ДМЗ и на Донбасс-Арене были зафиксированы результатыты военных воздействий, а нам известно, что в стрессовых условиях растения выделяют большее количество летучих фитоорганических веществ с целью своей самозащиты.

На диаграмме 2 приведены результаты исследований фитонцидной активности, относительно бактерии рода Bacillus subtilis в весенний период 2013 и 2016 гг.

Диаграмма 2 – Фитонцидная активность, относительно бактерии рода Bacillus subtilis, древесных растений в весенний период на различных участках произрастания

По данным 2013 и 2016 гг. наибольшую фитонцидную активность в весенний период, проявила ель обыкновенная (P. abies). Исходя из проведенных экспериментов, лидером по выделению фитонцидных летучих веществ, ель, может быть в весенний период.

Клен остролистный (A.platanoides) проявил наименьшую фитонцидную активность на всех участках произрастания, по сравнению с другими растениями, особенно на участке №1 ДМЗ, это обусловлено тем, что данный участок, как было сказано выше находится в зоне сильного загрязнения CS2, H2S, SO2. Наибольшее количество серы, за счет ее поглощения из загрязненного воздуха, накапливаливается именно в этом растении [3].

При проведении исследований было выявлено, что наименьшую фитонцидную активность древесные растения проявляют на участке №1. Высадка растений в данном районе, обладающих высокой фитонцидной активностью будет в целом способствовать повышению санитарно-гигиенического уровня атмосферы в данном районе, а также поспособствует снижению общего показателя заболеваемости вирусными и инфекционными болезнями.

В условиях загрязненной атмосферы недостаточно создавать какие-либо зеленые насаждения; они должны быть высокоустойчивыми, производительными и, самое главное, служить надежным и емким фильтром, эффективно очищающим воздух от газообразных и аэрозольных примесей.

Литература

1. Паниотова Д.Д, Ганнова Ю.Н. Анализ фитонцидной активности древесных лиственных растений г. Донецка // Матеріали XXIII Всеукраїнської наукової конференції аспірантів і студентів. – Донецьк, ДонНТУ – 2013, Т. 2, с. 20-21.
2. Синельщиков Р.Г, Мекель В.Н. Фитонцидная активность древесных пород в условиях городской среды Донбасса // Тез. докл. VIII совещ., по проблеме фитонцидов. Киев, 1979, с. 78–86.
3. Томчук В.Н., Спахова А.С, Коновалова В.Н. Влияние загазованности воздуха на антимикробную активность древесных растений // Проблемы аллелопатии. Киев: Наук. думка, 1976, с. 128–129.