Растения-индикаторы

     ВВЕДЕНИЕ

 I. РАСТЕНИЯ-ИНДИКАТОРЫ В ПРИРОДЕ

     1. Индикаторы кислотности почвы

     2. Индикаторы почвенного плодородия

     3. Индикаторы месторождений полезных  ископаемых

     4. Индикаторы грунтовых вод

II. РАСТЕНИЯ-ИНДИКАТОРЫ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

III. РАСТЕНИЯ-ИНДИКАТОРЫ ОПАСНОСТИ

IV. РАСТЕНИЯ-ЧАСЫ, РАСТЕНИЯ-СИНОПТИКИ

      СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

     Растениями-индикаторами называют растения, тесно связанные  с определенными экологическими условиями. По их присутствию узнают о содержании определенных микроэлементов и веществ. На изменения окружающей среды растения-индикаторы реагируют изменением внешнего вида и химического состава; количество их может резко возрасти или,

наоборот, уменьшиться.

     Растениями-индикаторами пользуются при оценке механического и химического состава почвы, в поисках пресных вод в пустыне и при разведке полезных ископаемых. Им отводится важная роль в индикационной геоботанике, экологии, физиологии и биохимии растений, биогеографии, геологии, геохимии, гидрогеологии и других науках. Видовой состав растений свидетельствует о кислотности почвы, степени ее плодородия, наличии или нехватке тех или иных химических элементов. Умение увидеть и прочитать ту информацию, которой обладают растения, помогает найти уран и золото, узнать новое об окружающей природе, иногда даже спасти жизнь.

     С детства мы помним сказки и легенды  о богатствах, скрытых в толще  земли, и о растениях, помогающих до них добраться. Действительность оказывается еще чудеснее. Растения способны указать на рудные месторождения для металлургической промышленности, залежи драгоценных металлов, нефти. Некоторые из них в своих органах аккумулируют редкие металлы, повышая их концентрацию в сотни и тысячи раз больше по сравнению с их содержанием в почве. Иногда оказывается выгоднее организовать добычу редких металлов, извлекая их из золы растений, чем добывать их на традиционных рудоперерабатывающих предприятиях. Другие — внешним видом сигнализируют — не проходите мимо, здесь что-то есть! Растения — помощники геологов указывают на подземные залежи полезных ископаемых на глубинах до 20-50 м.

     По  состоянию растения, внешнему виду листьев и других органов можно  достаточно точно определить состав почвы, наличие в ней питательных  веществ. Для нормального роста  и плодоношения растениям нужны свет, вода, питательные элементы. Если же их не хватает, то растение сразу же сообщает нам об этом. Умение услышать, точнее, увидеть, что именно говорят нам растения, позволяет вовремя прийти к ним на помощь. Взамен они отблагодарят нас прекраснейшими цветами или вкуснейшими плодами. Не каждое растение может быть индикатором. Лучшими индикаторами являются так называемые стенобионты — виды, приспособленные к существованию в строго определенных условиях и не выносящие больших колебаний окружающей среды по сравнению с видами, существующими при значительных изменениях или в различных условиях окружающей среды. Численные соотношения различных видов и популяций часто служат лучшим индикатором, чем численность одного вида, так как целое лучше, чем часть, отражает общую сумму условий. Это особенно явственно проявляется при поисках биологических индикаторов разных типов загрязнения.

     С помощью растений намного дешевле  и проще следить за состоянием окружающей среды. При экологическом  мониторинге загрязнений использование индикаторных растений часто дает более ценную информацию, чем оценка загрязнения приборами.

     Люди  и растения связаны множеством невидимых  нитей, и способность разбираться  в этих хитросплетениях приносит немалую пользу [7]. 
 
 
 
 
 

I. РАСТЕНИЯ-ИНДИКАТОРЫ В ПРИРОДЕ

1. Индикаторы кислотности почвы 

     Одним из главных характеристик почвы  является ее кислотность. Кислотность  почвы — это свойство почвы, обусловленное  наличием ионов водорода, находящихся  в ней. Ее можно выразить при помощи рН — показателя активности ионов водорода.

     В соответствии с величиной рН различают  почвы; сильнокислые — рН < 4,5, среднекислые — рН < 4,6-5,0, слабокислые — рН —-5,1-5,5, близкие к нейтральным — рН 5,6-7,0, щелочные — рН > 7,0. Кислую реакцию имеют болотные, дерново-подзолистые и серые лесные почвы, нейтральную — черноземные почвы, щелочную — каштановые почвы и сероземы, сильнощелочную — солонцы.

     Большинство культивируемых растений наиболее успешно  развивается в условиях среды, близкой  к нейтральной. Поэтому если почва  на участке сильнокислая или сильнощелочная, то ее необходимо улучшить. Кислые почвы известкуют, добавляя известняк, гашеную известь, доломитовую муку, мел, мергель, торфотуф или печную золу. Доза внесения извести зависит от кислотности почвы, ее механического состава и выращиваемой культуры.

     Некоторые садовые растения требуют кислых почв, поэтому для обеспечения  наилучших условий их роста почву  иногда приходится подкислять. Из плодовых культур это, например, американские крупноплодные клюква (Vaccinium macrocarpon L.), требующая рН 3,5-5, и голубика (Vaccinium corymbosum L.), растущая при рН 4-5,5. Наши ягодные кустарники — крыжовник (Grossulaha sp.), малина (Rubus idaeus L.), черная смородина (Ribes nigrum L.) также предпочитают слабокислые почвы. Хорошо развиваются в кислой среде белокочанная и цветная капуста (Brassica capitata L., Brassica cauliflora L.), редис (Raphanus sativus L.). Многие цветочно-декоративные растения — верески (Galluna sp.), гортензии (Hydrangea sp.), рододендроны (Rhododendron sp.), папоротник мужской (Dryopteris filis-mas (L.) Schott) — нуждаются в кислых почвах, поэтому под посадку приходится вносить кислый торф.

     Газонные  травы — полевица тонкая (Agrostis tenuis L.), овсяницы обманчивая и тонколистная (Festuca fallax L., Festuca tenuifolia L.) образуют лучший дерн на почве, кислотность которой находится в пределах рН 5,2-5,6. Для формирования качественного и долговечного газона важное значение имеют интенсивность скашивания, высота скашивания — у каждого вида газонных злаков она своя — ниже 1 см, 1 -2,2-3, выше 3 см,— а также плодородие почвы и ее кислотность.

     Плодовые  культуры являются растениями лесных сообществ и предпочитают выщелоченные почвы со слабокислой или нейтральной реакцией, хотя могут нормально развиваться и на слабощелочных почвах. Однако на щелочных почвах у них может наблюдаться железное или магниевое голодание, приводящее к хлорозу. Между тем ряд садовых растений лучше развивается, если в почве имеется известь. Из плодовых культур — это вишня (Cerasus vulgaris L.), кизил (Cornus mas L.), миндаль (Amygdalus communis L.), из овощных — спаржа (Aspagagus officinalis L.), из цветов — бурачок (Alyssum saxatile L.), гвоздики (Dianthus sp.), ирисы (Iris sp.), настурция (Tropaeolum majus L.), флоксы {Phlox sp.). Любят известковые почвы орхидея наших лесов — венерин башмачок (Cypripedium calceolus L.) и обитатель горных вершин — эдельвейс (Leontopodium alpinum L.). Важно знать рН почвы не только агрономам, но и ресурсоведам. Ботаники при характеристике растительных условий по отношению к кислотности почв выделяют: ацидофилы — растения кислых почв; нейтрофилы — растения нейтральных почв; базифилы — виды растений, характерные для щелочных почв (Рис.1, 2, 3). Ацидофилы обычно указывают на кислые и бедные почвы, нейтрофилы и базифилы встречаются на почвах, богатых минеральными элементами. 
 

Растения  кислых почв (Рис. 1):

— крайние  ацидофилы, растущие на сильнокислых почвах с рН 3,0-4,5. В эту группу входят сфагновые мхи — бурый, компактный и магелланский (Sphagnum fuscum L., Sphagnum compactum L., Sphagnum magellanicum L.), зеленые мхи (Dicranum sp., Hylocomium splendens L.), плауны (Lycopodium sp.), белоус (Nardus sticta L.), вереск (Galluna vulgaris L.), водяника (Empetrum nigrum L.), марьянниклуговой (Melampyrum pretense L.), ожика волосистая (Lusula pilosa L.), пушица влагалищная (Eriophorum vaginatum L.), ситник тонкий (Juncus tenuis L.), щучка (Deschampsia caespitosa L.);

— умеренные  ацидофилы индицируют почвы с  рН 4,5-6,0. К ним относятся сфагнум балтийский (Sphagnum balticum L.), багульник (Ledum palustre L.), брусника (Rhodococcum vitis-idaea L.), кошачья лапка (Antennaria dioica L.), седмичник (Trientalis europaea L.), толокнянка (Arctoctaphylos uva-ursi L.), фиалка собачья (Viola canina L.), черника (Vaccinium mytrtillus L.);

— слабые ацидофилы показывают почвы с  рН 5,0-6,7. В эту группу входят сфагнум Гиргензона (Sphagnum girgensohnii L.), папоротник мужской (Dryopteris filis-mas L.), бор развесистый (Millium effusum L.), ветреница лютиковая (Anemone ranunculoides L.), зеленчук (Galeobdoton luteum L.), колокольчики широколистный и крапиволистный (Campanula latifolia L., Campanula trachelium L.), купена многоцветковая (Polygonatum multiflorum L.), медуница неясная (Pulmonaria obscura L.), овсяница высочайшая (Festuca altissima L.), осоки волосистая и ранняя (Carexpillosa, Carexpraecox L.).

     Растениями-индикаторами околонейтральных почв с рН 6,0-7,3 являются земляника зеленая, или клубника (Fragaria viridis L.), сныть (Aegopodium podagria L.) и другие растения. Нейтральные до слабощелочных почвы с рН 6,7-7,8 индицируют растения-нейтробазифилы: мать-и мачеха (Tussilago farfara L.), пупавка красильная (Anthemis tinctoria L.). Базиофилы — растения, растущие на щелочных почвах: василек русский (Centaurea ruthenica L.), горчак (Acroptilon repens L.), кермеки (Limonium sp.), подмаренник (Galium aparine L.), селитрянка (Nitraria schoberi L.). Растения-галофиты обитают в засоленных местах и способны накапливать в своих органах большое количество солей. Это не причиняет им ущерба, а не слишком высокие концентрации солей даже способствуют росту. Особенно склонны к накоплению солей растения семейства маревые — Chenopodiaceae. Солерос (Salicomia euroраеа L.) растет даже при содержании поваренной соли в почве 2-3 %-ной концентрации, которая для большинства растений является смертельной. Даже если выращивать галофиты на нормальных садовых почвах, они могут накапливать в своих тканях Na и Сl.

     Опыты по подбору растений для выращивания  на засоленных почвах и при поливе их сильно минерализированной водой позволили выделить формы, пригодные для возделывания в условиях, губительных для обычных сортов культурных растений. Оказалось, что наиболее устойчивые линии росли достаточно хорошо даже при поливе морской водой. Большие группы растений не могут служить индикаторами, так как нормально растут в широком диапазоне рН. Это растения-эвритопы, обитающие на почвах с рН от 3,0-9,5, т.е. от сильнокислых до сильнощелочных, например, мышиный

горошек (Vicia crassa L.).

     Растения  способны указать нам и на плотность  почвы. Так, дымянка лекарственная (Fumaria officinalis L.), незабудка полевая (Myosotis arvevsis L.), пикульник (Galeopsis bifida L.) растут на рыхлых почвах, а лапчатка гусиная (Potentilla anserina L.), лютик ползучий (Ranunculus repens L.), подорожник большой (Plantago major L.) — на уплотненных [3, 4, 7].

     2. Индикаторы почвенного плодородия 

     Растительность  подает нам достаточно явные сигналы о структуре почвы, ее водном режиме и балансе питательных веществ. Поэтому с помощью растений можно определить, например, какие выбрать удобрения. Плодородие почвы является ее важнейшей характеристикой. Именно от плодородия зависит и урожай, и красота растений. Растения-индикаторы укажут на уровень плодородия земли, на которой они произрастают.

     Если  запас питательных веществ в почве невелик, на них могут произрастать только растения-олиготрофы. В природе на таких землях растут низшие растения — сфагновые мхи (Sphagnum sp.) и лишайники: кладонии (Cladonia sp.), пельтигера (Peltigera sp.), цетрария, или исландский мох (Cetraria islandiса L.). Из высших растений это обитающие во влажных лесах и болотах багульник (Ledum palustre L.), брусника (Vaccinium vitis-idaea L.), вереск (Calluna vulgaris L.), клюква (Vaccinium oxycoccus L., или Oxycoccus quadripetalus L.), подбел (Andromeda polifolia L.), черника (Vaccinium myrtillus L.) и растения песчаных почв — белоус (Nardus stricta L.), бессмертник (Helichrysum arenarium L.), кошачья лапка (Antennaria dioica L.), ястребинка волосистая (Hieracium umbellatum L.) и др. Для того чтобы сделать эти почвы пригодными для культивирования других растений, необходимо повысить их плодородие внесением удобрений.

     Растения-мезатрофы  довольствуются средней обеспеченностью почв минеральным питанием. Это зеленые мхи гилокомиум (Hylocomium splendens L.) и ритидиадельф (Rhytidiadelphus sp.), папоротник мужской (Dryopteris filix-mas L.), вероника дубравная (Veronica chamaedrys L.), ветреница лютиковая (Anemone ranuncoloides L.), земляника лесная (Fragaria vesca L.), грушанка круглолистная (Pirola rotundifolia L.), душица (Origanum vulgare L.), иван-да-марья (Melampyrum nemorosum L.), любка двулистная (Planantera bifolia L.), смолевка поникшая (Silene nutans L.), яснотка пурпуровая (Lamium purpureum L.) и другие растения.

     Указателями богатых почв являются растения-эвтрофы и растения-мегатрофы. На плодородных почвах растут: мох мниум (Mnium sp.), папоротники страусово перо {Matteuccia struthiopteris L.) и кочедыжник женский (Anthrinum filix-femina L.), иван-чай (Chamaenerium angustifolium L.), копытень (Asarum europaeum L.), коротконожка лесная (Brachypodium silvaticum L.), крапива двудомная и жгучая (Urtica dioica L., Urtica urens L.), купырь лесной (Anthriscus silvestris L.), лебеда (Atriplexpatula L.), лисохвост (Alopecurus pratensis L.), лунник (Lunaria rediviva L.), малина (Rubus idaeus L.), медуница (Pulmonaria obscura L.), мокрица (Stellaria media L.), овсяница гигантская (Festuca gigantean L.), паслен черный (Solarium nigrum L.), перелеска благородная (Hepatica nobilis L.), хвощ лесной (Equisetum silvaticum L.) и некоторые другие виды.