Резюме Біографія Реферат

Реферат за темою випускної роботи

• Вступ
• 1. Актуальність теми
• 2. Мета і задачі дослідження
• 3. Опис об'єктів дослідження фітонцидної активності
• 4. Експериментальне дослідження фітонцидної активності
• Висновки
• Перелік посилань

Вступ

Зміни, що відбуваються в біосфері, в тому числі в результаті техногенного впливу людини, привели до порушення екології і, відповідно, погіршення середовища проживання людей. В результаті урбанізації людина потрапила в глобальні техногенні середовища забруднення. В повітрі, яким ми дихаємо, міститься: сірководень, діоксид азоту, оксид вуглецю, діоксид сірки, пил та інші шкідливі для здоров'я людини речовини [1]. За даними ВОЗ у світі більше 1 млрд. людей проживає у великих містах із забрудненням повітря вище ГДК (гранично допустимих концентрацій). Все більше людей страждає захворюваннями серцево-судинної системи (приріст в останні роки – 25%); щорічно число хворих на діабет зростає на 10%; знижується імунітет у дітей; падає народжуваність збільшується смертність [1]. Якщо найближчим часом не спробувати призупинити цей процес, то здоров'я нинішнього і майбутнього поколінь ще більше посилиться.

Людина вступила в протиріччя з природою і їй треба кардинально міняти стратегію і тактику своєї поведінки на нашій планеті в рішенні проблеми життєзабезпечення. На зміну пасивної охорони природи повинні прийти принципово нові активні фітотехнології, що забезпечують здорове середовища проживання на противагу руйнуючим середовище і загрязняющім середовище технологіям

1. Актуальність теми

При вирішенні проблем з оздоровлення середовища проживання людини величезна роль належить рослинам. Будучи основним компонентом біосфери, рослини набувають все більшого значення в житті суспільства як фактор навколишнього нас середовища, за допомогою якого можлива її екологічна стабілізація і поліпшення життя людей на фоні зрослих антропогенних навантажень на природні комплекси.

Рівень забруднення атмосферного повітря промисловими, транспортними викидами в Донецьку значно перевищують допустимі санітарно-гігієнічні норми [1]. Повна відсутність на стовбурах дерев рослинних біоиндикаторів забруднення середовища, якими вважаються лишайники, є тому доказом. Одиничні колонії лишайників починають зустрічатися на стовбурах дерев лише на відстані 12-15 км від околиць міста. Це дозволяє вважати міську територію Донецька своєрідною екологічної пустелею. До того ж в останні роки площі зелених насаджень в місті не збільшуються, а скорочуються.

За даними Управління Генерального плану м.Донецька в 1990 р. зеленими насадженнями було зайнято 18417,7 га або 32% загальної території міста. На території міста були розміщені 29 парків і 330 скверів. В середньому на одного жителя м.Донецька в 1990 р. доводилося 18 м² насаджень загального користування при нормі в 22 м². Проведена в 2000 р. інвентаризація виявила значне скорочення озеленених територій загального користування до 1575 га. Протягом 2001-2005 рр. облік площі зелених територій міста не проводився, однак скорочення рекреаційних зон в місті тривало. За даними управління статистики Донецької міської Ради в 2005 р. на одного жителя м. Донецька доводиться 15,5 м², що нижче норми на 6,5 м². Основна частина скверів і парків доводиться на центральну частину міста. Внаслідок цього найменш озеленені залишаються периферійні райони міста, де значення показника не перевищує 11 м².

При озелененні міста найбільша увага приділяється проблемі поліпшення зовнішньої привабливості міста. Збільшується кількість газонів, клумб, квітників, а обсяги посадки дерев скорочуються: у 2008 році вони становили 29,472 тис.шт., в 2010 – 11,963 тис.шт., а в 2011 – 13,035 тис.шт [1]. [1].

Подальша неврегульованість проблем власності на зелені об'єкти міста зумовить зростання їх безконтрольного знищення. Недостатнє фінансування комплексних програм озеленення території міста та низький рівень реалізації заходів по його озелененню в умовах зростання житлової та промислової забудови, значних антропогенних навантажень на зелені території зумовить подальше зниження площі озеленених територій.

Зелені насадження зменшують негативний вплив антропогенних чинників. Вони виконують пилефільтрующу функцію, здатні поглинати і знешкоджувати газоподібні викиди, деякі з них виділяють летючі біологічно активні речовини - фітонциди, що значно покращують санітарно-гігієнічний стан і якість життя в умовах техногенного середовища.

2. Мета і задачі дослідження

Метою роботи є аналіз сезонної фітонцидної активності, щодо бактерії роду Bacillus subtilis, деяких видів деревних рослин в умовах техногенного середовища на ділянках зростання з різним антропогенним навантаженням. Для досягнення данної мети були поставлені наступні завдання:

1. Теоретичний аналіз літературних джерел за темою дослідження, з метою вивчення досліджуваної проблеми, її розробленості і ступеня практичного освоєння;
2. Огляд існуючих методів дослідження фітонцидної активності, і підбір прийнятного методу для проведення експерименту;
3. Проведення лабораторних досліджень фітонцидної активності деяких видів деревних рослин протягом майже трьох років (32 місяців) по відношенню до бактерії роду Bacillus subtilis в різні сезонні періоди;
4. Виявлення змін інтенсивності виділення фітонцидних речовин в залежності від ділянки зростання деревних рослин;
5. Здійснення аналізу змін інтенсивності виділення фітонцидних речовин в різні сезонні періоди;
6. Здійснення порівняльного аналізу по визначенню фітонцидної активності деяких видів деревних рослин проведеного в 2012-2013 рр. з експериментом, проведеним в 2015-2017 рр.;
7. Аналіз досліджуваних деревних рослин за основними біоморфологічними ознаками.
8. Розробка рекомендацій з озеленення міста рослинами, що володіють найбільшою фітонцидною активністю.

3. Опис об'єктів дослідження фітонцидної активності

З метою дослідження фітонцидної активності, об'єктами для її виявлення були обрані 3 види деревних рослин з родин Sapindaceae, Pinaceae, Salicaceae, які відмінно пристосувалися до природно-кліматичних умов Донецького краю, а саме ялина звичайна (P. abies); клен гостролистий (A.platanoides); тополя пірамідальна (P.pyramidlis).

Тополя пірамідальна (Populus nigra L. var pyramidlis) – високе, до 40 м заввишки, листопадне, дводомне дерево родини вербових. Має узкопірамідальну компактну крону і циліндричний стовбур, покритий гладкою сірою корою. У нижній частині стовбура, особливо у старих дерев, кора сірувато-коричнева, тріщинувата. Нирки дрібні, ясно-бурі, з блиском, лусочки не клейкі.

Листя ромбічні, з пластинчато-сплюснутими живцями. Квітки дрібні, зібрані в сережки: чоловічі – довжиною до 8 см, з пурпуровими пильовиками, жіночі – довжиною до 15 см, рильця жовті, зав'язь куляста зелена.

Цвітіння в березні-квітні (до або одночасно з розпусканням листя). Плоди є яйцеподібні коробочки, що розкриваються 2-4 стулками, містять багато дрібних насіння з шовковистим волосками біля підстави (тополиний пух). Дозрівають в травні-червні [2].

Тополя пірамідальна досить теплолюбна рослина, виносить сухість повітря і невелику засоленість ґрунту, на сухих і бідних грунтах рано починає сохнути вершини дерева. Світлолюбна рослина, добре росте на родючих і свіжих грунтах, доживає до 100 років. Коренева система потужна, цілком вітростійка. Добре переносить мікроклімат промислових районів і великих міст. Витримує задимленість і запиленість повітря.

Родина тополі пірамідального – гори Середньої Азії (Гімалаї, Афганістан).

Медики стверджують, що свого часу ці дерева на вулицях міст були посаджені не дарма: вони вбирають в себе близько 70% вуличного пилу, бруду і диму (один старий тополя очищає повітря від сорока кілограмів сажі і пилу), освіжають і збагачують повітря фітонцидами, вбиваючи хвороботворні мікроби. Цікаво, що тополі виділяють в кілька разів більше кисню, ніж хвойні дерева.

Особливо вигідно виявилося садити його в межах міста, оскільки він не тільки швидко росте, але і декоративний і володіє високою здатністю до розмноження. Якщо раніше озеленювачі намагалися відокремлювати чоловічі особини, то тепер виявлено чимало видів дерев (наприклад, такі види, як лавролістний і пірамідальна тополя), які не мають тополиного пуху, а тому є оптимальним варіантом для міста [3].

Клен гостролистий (Acer platanoides L.) може досягати у висоту 30, а іноді і більше метрів. Його стовбур покритий буро-сірою, майже чорної тріщинуватою корою, а на молодих гілках кора гладка, червонувато-сіра. Крона клена гостролистого округлої форми, широкі, міцні гілки спрямовані вниз.

Цвіте дерево у першій половині травня запашними жовтувато-зеленими квітками, зібраними в щитки по 15-30 штук. Оскільки клен гостролистий є дводомною рослиною, то квітки на ньому або жіночі, або чоловічі. Запилюється рослина комахами. Нектарник, що представляє собою плоске кільце, в яке занурені підстави тичинок, розташований між зав'яззю і пелюстками.

Листя у клена дланевидні, прості, супротивні, з загостреними на кінцях крупнозубчатимі лопатями, яких може бути 5-7 штук. Верхня сторона пластини темно-зелена, нижня блідіше. Восени його листя фарбуються в жовтий або оранжевий кольори. З жилок і черешків зламаних листя виділяється сік молочного кольору

Плід клена гостролистого – розпадається на два односемянних плодика крилатка, дозріває в кінці літа і іноді не опадає з дерева до кінця зими. Рослина є медоносом. У вересні крилатка розпадається і плодики розносяться вітром. У дикій природі клен гостролистий розмножується насіннєвим шляхом, але, не дивлячись на те, що насіння проростає навесні, велика частина сходів гине. У перші роки життя клен гостролистий зростає досить швидко, максимальної своєї висоти досягає до 50-60 років. Плодоносить він з 17 років, а середня тривалість життя дерева становить 150-200 років.

Клен гостролистий поширений в основному в Євразії. На півночі ареал його поширення обмежений скандинавськими країнами, на півдні – північною межею Ірану, на сході – Уральським хребтом. Клен частіше зростає по сусідству з дубом і ясеном, часто його висаджують в міських парках і скверах, в полезахисних лісових смугах. Дерево не боїться затінення і холодів, але відчутно до стану грунту і вважає за краще вологі і родючі землі. Добре переносить пересадку, в озелененні цінується як одна з кращих порід для одиночних посадок, алей і барвистих потужних груп. При створенні лісових насаджень використовується в якості супутньої породи [3].

Ялина звичайна або європейська (Picea abies) відноситься до виду хвойних дерев, сімейство – Соснові, рід – Ялина. Це вічнозелене дерево має поверхневу кореневу систему. Ялина може виростати заввишки 35-50 метрів. Розпростерті або пониклі гілки, розташовані мутовчато, утворюють конусну крону. Сіро-коричнева кора ялини складається з тонких пластинок [4].

Тривалість життя хвої 6-12 років. Восени відмирає приблизно сьома частина хвої, при цьому вигляд дерева не змінюється. Навіть при регулярній зміні свого вбрання, ялина не втрачає своєї чарівної принади. Чоловічі колоски (мікростробілли) пазухи, з'являються в кінці пагонів попереднього року. Довжина колосків при цвітінні близько одного сантиметра.

Довжина хвоїнок становить 1-2,5 сантиметрів. Вони темно-зеленого кольору, загострені, досить жорсткі. Розташування хвоїнок на гілки неявно дворядне або мутовчатое, кріпляться вони на листових подушечках по одній.

Жіночі шишки повислі, подовжені, розташовуються у верхніх ярусах крон по кілька штук. Молоді шишки приємного зеленого кольору, а зрілі змінюють свій колір на світло-коричневий. Довжина шишок приблизно 12- 16 сантиметрів. Розмноження відбувається насінням.

Насіння довжиною близько 4 мм мають яйцеподібну форму з червонувато-коричневим крилом. Дерева починають семеносіть після двадцятирічного віку, а семеношение відбувається раз в 4-5 років.

Ялина поширена по всій території Європи, місцями утворюючи цілі лісові масиви. Дерево тіньовитривала, невимоглива до грунтів і досить морозостійка. Чутлива до задимлення та загазованості повітря.

У міському зеленому будівництві застосовується як паркова порода, в живих огорожах, алеях і групах [5].

4.Експериментальне дослідження фітонцидної активності

Для дослідження і порівняльної характеристики сезонної фітонцидної активності різних видів деревних рослин необхідні були зразки даних рослин. В якості досліджуваного матеріалу були відібрані листя на ділянках з різним антропогенним навантаженням. Такими ділянками стали [3]:

Ділянка №1 – Музичний парк, міський парк культури і відпочинку стадіону Донбас-Арена – відносно чиста територія, тому що в даному районі немає промислового підприємства.

Ділянка №2 – район ПАТ Донецький металургійний завод – це ділянка з постійним шкідливим негативним антропогенним впливом, на якому рослинність знаходиться в екстремальних умовах міста, так як схильна до згубному впливу металургійного заводу.

Ділянка №3 – контрольна точка, Донецький ботанічний сад найбільш екологічно чисту ділянку.

В якості тест-культури, по відношенню до якої, виявлялася фітонцидна активність, був використаний штам грам-позитивною спори утворююча аеробна грунтова бактерія Bacillus subtilis [6, 7].

Була обрана ця тест-культура, в силу того, що вона доступна у вигляді ліофілізованого матеріалу; умови культивування дозволяють проводити з нею досліди, які не потребують трудомістких умов і сильних витрат часу. Необхідними умовами культивування штаму є вирощування при температурі 30-37 ° С протягом 48 годин.

B. subtilis більш придатна до генетичних маніпуляцій, через що стала популярним модельним організмом для численних лабораторних досліджень. Через популярність в якості лабораторного модельного організму, B. subtilis часто називають грам-позитивним еквівалентом Escherichia coli, найбільш дослідженою грам-негативної бактерії.

Для визначення фітонциднойї активності досліджуваних деревних рослин використовувався біологічний метод.

Суть методу полягає в наступному: в чашки Петрі розливалася приготоване живильне середовище для культивування мікроорганізмів. Зразок мікроорганізму Bacillus subtilis піддавався розведенню дистильованою водою до суспензії 1:100 млн. Потім, приготована суспензія в обсязі 0,5 см³ розливалася на живильне середовище в чашки Петрі. Далі в кожну чашку Петрі закладався зразок рослини навішуванням в 2 грами. Після приготування проб всі чашки прямували в термостат, температура в якому становила 35 ° С на 48 годин. Після проростання колоній бактерії B. subtilis, підраховувалася кількість колоній мікроорганізмів, які виросли в чашках з різними видами досліджуваних рослин, з різною місцевості, порівнювалися між собою і контролем [6, 7].

У чашках Петрі, де знаходилися листя рослин (2,3,4) колоній Bacillus subtilis виросло менше, ніж у контрольній чашці, в якій листя не було. Тобто летючі фітоорганічні речовини даних рослин здатні пригнічувати ріст і розмноження мікроорганізмів бактерії роду Bacillus subtilis. Також можна взяти до уваги той факт, що фітонцидні речовини тополі пірамідального (4), виходячи з цих фотографій, проявили велику фітонцидну активність, ніж речовини ялини і клена.

В ході експерименту були отримані результати, наведені в малюнку 3.

Таким чином, було виявлено, що фітонцидна активність більшості видів протягом вегетаційного періоду непостійна. Найбільшу фітонцидну активність рослини виявляють навесні в травні місяці, в період вегетації рослин, а найменшу пізньої осені в листопаді.

Отримані результати фітонцидної активності в справжній період достовірно відрізняються від 2012-2013 рр. За даними 2013 року на всіх ділянках зростання ялина звичайна проявляла високу фітонцидну активність, що і не було дивним, адже хвойні дерева є лідерами по виділенню фітонцидних летючих речовин. Однак, дивлячись на сьогоднішні дані можна відзначити, що на всіх ділянках і як восени, так і взимку, ялина показала найменшу фітонцидну активність, так як хвойні дерева більше всіх акумулюють на собі пил та інші шкідливі гази [6]

На даному етапі роботи, провівши досліди і проаналізувавши літературу на думку багатьох дослідників [8, 10,12], ялина звичайна, має низьку газоустойчівість, внаслідок чого ці насадження відчувають сильне пригнічення і гинуть. Спостерігалися випадки її масового відмирання. Стійкість до пошкодження сірчистим ангідридом у ялини звичайної зменшується з віком, особливо після 40 років. Її не рекомендують вирощувати в радіусі 20 км від промислових центрів.

Тополя пірамідальна (P.pyramidlis) і клен гостролистий (A.platanoides) показали невисоку фітонцидну активність на ділянці зростання №2. Це обумовлено тим, що ця ділянка, знаходиться в зоні сильного забруднення оксиди сірки, азоту, вуглецю, пил та інші шкідливі гази.

Висновки

Проблему оздоровлення навколишнього середовища необхідно вирішувати шляхом формування єдиної системи «зеленого захисту», що включає не тільки збільшення площі зелених насаджень різного функціонального призначення, а й всебічне підвищення їх ефективності. Подальші дослідження фітонцидних властивостей місцевих та інтродукованих рослин відкривають перспективу якнайповнішого і цілеспрямованого їх використання в ландшафтній архітектурі і садово-парковому будівництві [12].

При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена, в подальшому планується провести аналіз досліджуваних деревних рослин за основними біоморфологічними показниками і запропонувати рекомендації з озеленення міста рослинами, які мають найбільшу фітонцидну активність.

Перелік посилань

1. Земля тревоги нашей. По материалам Докладов о состоянии окружающей природной среды в Донецкой области в 2007-2008 годах / Под ред. С. Третьякова, Г. Аверина. – Донецк, – 2009. – 124 с.
2. Токин Б. П. Целебные яды растений. Повесть о фитонцидах / Б. П. Токин. – Л.: Ленинградский университет, 1980. – 280 с.
3. Лахно Е. С. О химическом составе летучих фитонцидов древесных растений / Е. С. Лахно, Н. В. Козлова // Фитонциды, их биологическая роль и значение для медицины и народного хозяйства. – Киев: Наукова Думка, 1967. – С. 135-138.
4. Данин Е. М. Элементарные методики изучения антибактериальных свойств фитонцидов высших растений / Е. М. Данин // Фитонциды. Их роль в природе и значение для медицины. – Ленинград: Институт экспериментальной медицины, 1952. – 334 с.
5. Хижняк Н.А. Фитонцидная активность древесных пород в условиях городской среды Донбасса / Н.А. Хижняк, К.А. Фельдберг // Тез. докл. VIII совещ. по проблеме фитонцидов. Киев, 1979. – 65 с.
6. Паниотова Д.Д. Анализ фитонцидной активности древесных лиственных растений г.Донецка / Д.Д. Паниотова, Ю.Н. Ганнова // Матеріали XXIII Всеукраїнської наукової конференції аспірантів і студентів. – Донецьк, ДонНТУ – 2013. – 21 с.
7. 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.
8. Исаева Р. Я. Устойчивость древесно-кустарниковых растений к фитотоксикантам и их использование для биомониторинга и оптимизации окружающей среды / Р. Я. Исаева, А. П. Швечикова, Т. М. Косогова // Вестник Луганского государственного педагогического университета. – 1997. – №3. С. 86-98.
9. Кулагин Ю. 3. Древесные растения и промышленная среда / Ю.3. Кулагин. – М., 1974. – 126 с.
10. Томчук В.Н. Влияние загазованности воздуха на антимикробную активность древесных растений / В.Н. Томчук, А.С. Спахова, В.Н. Коновалова / Проблемы аллелопатии. Киев: Наук. думка, 1976. – 129 с.
11. Мовчан Н. А. О влиянии фитонцидов на морфологию бактериальной клетки / Н. А. Мовчан, И. К. Лапина // Фитонциды. Экспериментальные исследования, вопросы теории и практики. – Киев: Наукова Думка, 1975. – С. 169-174.
12. Часовенная А.А. Некоторые показатели физиологического состояния растений и их фитонцидной активности в условиях экологической среды города. / А.А. Часовенная //Вестник Ленинград. ун-та. 1977. № 15. С. 113-122.