Визначення особливостей грунтів за допомогою рослин-індикаторів

Визначення особливостей грунтів за допомогою рослин-індикаторів

Визначення особливостей грунтів за допомогою рослин-індикаторів

Термін прийому матеріалів з 5 до 30 вересня 2016 р

Завдання конкурсу.

Багато рослин пристосувалися до певного середовища проживання, тому по їх наявності можна зробити висновок про структуру, хімічний склад грунту, ступеня її родючості, рівні залягання ґрунтових вод. Ця інформація часто підтверджується при проведенні досліджень на ділянці і лабораторних аналізів грунту з нього.
Ми пропонуємо провести паралельно хімічний аналіз зразків грунтів і визначення їх властивостей на одних і тих же ділянках по рослинах-індикаторами. Таке порівняння може дати цікаві результати.

Щоб вивчати грунту по рослинах-індикаторами, треба вибрати фітоценози з дикоростучої рослинністю - ліс, луг, степ, болото і т.д. Зрозуміло, окультурені ділянки - поля, сади, городи, парки для цього не підходять. На досліджуваній території треба вивчити кілька ділянок, так як по одному зразку в науці висновки робити не можна. Для кожної ділянки необхідно складати список видів і вказувати їх велика кількість, так як деякі рослини можуть виявитися випадковими. Якщо ви не знаєте видову назву рослини, то його треба визначити - в польових умовах, по зробленим фотографіям або використовувати метод гербарізаціі. Заодно так можна отримати хороший гербарій. (Як правильно зробити гербарій пояснюється в роботі «Гербарій своїми руками»).

Якщо ви самі ще не вмієте працювати з визначником рослин, то проконсультуйтеся з учителем біології.

Можна рекомендувати наступні визначники (багато з них можна завантажити або читати он-лайн в інтернеті, якщо у вас немає самої книги).

Маєвський П.Ф. Флора середньої смуги європейської частини Росії. М .: Товариство наукових видань КМК, 2006.
Визначник рослин середньої смуги Європейської частини СРСР
Автор: Нейштадт М. І. (Видавництво: Москва, «Учпедгиз», 1954)

Флора Сибіру. У 14 томах
Автори: Кашина Л. І., Красноборов І. М., Шауль Д. Н., Та ін.
Видавництво: Новосибірськ, «Наука». Сибірське відділення, 1988 - 2003
Рослини середньої смуги Європейської Росії
Автор: Шанцер І. А.
Видавництво: Москва, Товариство наукових видань КМК, 2007

Трав'янисті рослини СРСР. У 2-х томах
Автори: Алексєєв Ю. Є., Вехов В. Н., Гапочка Г. П. та ін.
Видавництво: Москва, «Думка», 1971

В. Новіков, І.Губанов Популярний атлас-визначник. Дикорослі рослини Видавництво «Дрофа»
І. Пєскова. Рослини Росії. Визначник. Видавництво: АСТ, 2015 р

Завдання 1. Визначення ступеня родючості грунту.

За кількістю необхідних для рослини речовин розрізняють такі екологічні групи рослин:

1. оліготрофи

Це рослини, які потребують невеликій кількості мінеральних і органічних елементів. У природі на таких землях ростуть нижчі рослини - сфагнові мохи та лишайники: кладонии, пельтігера, цетрария, або ісландський мох.

З вищих рослин це живуть у вологих лісах і болотах багно, брусниця, верес, журавлина, підбіл, чорниця і рослини піщаних грунтів - Білоус, безсмертник, котяча лапка, ястребинка волосиста і ін.

Для того щоб зробити такі грунту придатними для культивування інших рослин, необхідно підвищити їх родючість внесенням добрив.

2. мезотроф

Рослини-мезотроф задовольняються середньої забезпеченістю грунтів мінеральним харчуванням. Це зелені мохи гілокоміум і рітідіадельф, папороть чоловічий, вероніка дібровна, анемона Лютикова, суниця лісова, грушанка круглолиста, материнка, іван-да-Мар'я, любка дволиста, смілка поникла, глуха кропива пурпурова, вероніка довголиста, дудник, гравілат річковий, медунка, майник дволиста, купальница, костриця та інші рослини.


3. Евтрофи

Це рослини, які потребують для нормальної життєдіяльності у великій кількості різноманітних хімічних елементів. Покажчиками багатих грунтів є рослини-евтрофи і рослини-мегатрофи. На родючих ґрунтах ростуть: мох мніум, папороті стресових перо і кочедижник жіночий., Іван-чай, копитняк, коротконіжка лісова, кропива дводомна і пекуча, купирь лісової, лобода, лисохвіст, чесність, малина, медунка, мокриця, костриця велетенська, паслін чорний , переліска благородна, хвощ лісовий, чинулугова, багаття безостий і деякі інші види.

Завдання 2. Визначення за ознаками рослин кількості азоту в ґрунті.

Найважливішим елементом живлення рослин є азот.

При нестачі азоту рослини слабо ростуть, мають хирлявий вигляд, бліде забарвлення листя. При достатньому азотному харчуванні розвиток надземних органів і загальне стані рослин хороше.

Індикаторами значного вмісту азоту в грунті є рослини-нітрофіли. Вони ростуть на збагачених азотом грунтах вільхових лісів - калужница, кропива дводомна, недоторка, паслін солодко-гіркий, хміль. У верхніх шарах грунту під пологом листяних лісів - звездчатка лісова, пролесник багаторічний, на родючих пустирях - кропива глуха і глуха кропива пурпурова, лопух, лобода біла, собача кропива. На луках і поораних ділянках ростуть гусяча перстач, підмаренник чіпкий, пирій, горець пташиний.

Індикаторами низький вміст азоту в ґрунті є рослини-нітрофоби. Ними є багато бобові рослини: дрік фарбувальний, люцерна, астрагал і інші. Виживати на грунтах, бідних азотом, їм допомагає симбіоз з азотфиксирующими мікроорганізмами. Крім бобових відомо до двох сотень видів інших рослин, що дружать з азотфиксирующими мікроорганізмами. Це лох, обліпиха, вільха, шефердія.

Завдання 3. Визначення водного режиму грунтів.

Рослини - індикатори водного режиму грунтів.

Індикаторами різного водного режиму грунтів явля¬ются рослини-гігрофіти, мезофіти, ксерофіти.

Вологолюбні рослини (гігрофіти) - мешканці вологих, іноді заболочених грунтів: лохина, багуль¬нік, морошка, жовтяниця очереднолістний, Білозір, калужница, герань лугова, комиш лісовий, шабельник болотний, таволга вязолистная, горець зміїний, м'ята польова, чистець болотний.

Рослини досить забезпечених вологою місць, але не сирих і не заболочених - мезофіти. Це велика частина лугових трав: тимофіївка, лисохвіст луговий, пирій повзучий, їжака збірна, конюшина луговий, горошок мишачий, чинулугова, волошка фригийский. У лісі це брусниця, костяниця, копитняк, золота різка, плавуни.

Рослини сухих середовищ - ксерофіти: котяча лапка, ястребинка волосиста, очитки (їдкий, пур¬пурний, великий), ковила периста, мучниця, мітлиця біла, наземні лишайники.

Рослини - індикатори глибини залягання грунтових вод

Встановлення показників глибини залягання грунтових вод має значення для уточнення властивостей ґрунтів і для вироблення рекомендацій по меліорації їх. Для індикації глибини залягання грунтових вод можна використовувати групи видів трав'янистих рослин (індикаторні групи). Для лугових грунтів виділяється 5 груп індикаторних видів (табл. 1).

Індикаторні групи рослин - покажчики глибини грунтових вод на луках

(По Г.Л. Ремезова, 1976 г.)

Індикаторна групаГлибина ґрунтових вод

I. Костер безостий, конюшину луговий, подорожник великий, пирій повзучий Понад 150 см II. Мітлиця біла, костриця лучна, горошок мишачий, чинулугова 100-150 см III. Таволга вязолистная, канареечник 50-100 см IV. Осока лисяча, осока гостра, вейник Лангсдорфа 10-50 см V. осока дерністий, осока пухирчаста
0-10 см

Крім названих груп рослин, є перехідні види, які можуть виконувати індикаторні функції, наприклад тонконіг лучний, може бути включений як в першу, так і в другу групи. Він вказує залягання води на глибині від 100 до понад 150 см. Хвощ болотний - від 10 до 100 см і калужница болотна - від 0 до 50 см. В якості біоіндикаторів може бути іспользо¬ван і один вид, якщо цей вид має масовий розвиток в конкретному местообитании.

Глибину грунтово-грунтових вод в лісових екосистемах і характер зволоження ґрунтів можна визначити по табл. 2.

Рослини-індикатори глибини залягання ґрунтових вод і характеру зволоження ґрунтів

(По СВ. Вікторова та ін., 1988)

Завдання 4. Визначення кислотності ґрунтів.

Рослини-індикатори кислотності ґрунтів

Кислотність - одна з характерних властивостей ґрунту лісової зони. Підвищена кислотність негативно позначається на зростанні і розвитку ряду видів рослин. Це відбувається через появу в кислих грунтах шкідливих для рослин речовин, наприклад, розчинної алюмінію або надлишку марганцю. Вони порушують вуглеводний і білковий обмін в рослинах, затримують утворення генеративних органів і призводять до порушення насіннєвого розмноження, а іноді викликають загибель рослин.

Підвищена кислотність грунтів пригнічує життєдіяльність ґрунтових бактерій, що беруть участь в розкладанні органіки і вивільненні поживних речовин, необхідних рослинам.

В процесі еволюції сформувалися три групи рослин:

Ацидофіли - рослини кислих грунтів,

нейтрофіли - мешканці нейтральних грунтів,

базіфіли - ростуть на лужних грунтах.

Знаючи рослини кожної групи, в польових умовах можна приблизно визначити кислотність ґрунту. Крім того, для конкретних біоценозів характерні грунту з певними значеннями рН.

• Болота, заболочені місцевості і місця, що залишилися після осушення боліт - сильнокислі субстрати з рН 3-4,5;
• Хвойні ліси - кислі грунти;
• Змішані ліси - грунт із середнім рН (від 4,5 до 6,0);
• Листяні ліси - слабокислі субстрати - рН 5,0 - 6,4;
• Заливні луки з частковим застоєм води - кислі грунти з показником рН 5,0 - 6,0;
• остепненного луки - слабокислі грунту;
• Фітоценози із степовою рослинністю - рН грунту від слабокислою до нейтральної.

Рослини-індикатори кислотності ґрунтів (по Л. Г. Раменському, 1956)

ГрупабіоіндикаторамирН грунту

Ацідофіл.

1.1. крайні Ацидофіли

Сфагнум, зелені мохи: гіло-коміум, дікранум; плавун булавовидний, плаун колючий, плавун сплюснутий, ожика волосиста, Пухівка піхвова, підбіл багатолистий, котячі лапки, Білоус, щучка дерністий, хвощ польовий, щавелек малий 3,0-4,5 1.2. Помірні Ацидофіли Чорниця, брусниця, багно, калужница болотна, сухоцвіт, жовтець отруйний, мучниця, седмичник європейський, Білозір болотний, фіалка собача, сердечник луговий, вейник наземний 4,5 - 6,0 1.3. Слабкі Ацидофіли Папороть чоловічий, анемона Лютикова, медунка темна, зеленчук, дзвіночок крапіволістний, дзвіночок широколистий, осока волосиста, осока рання, малина, смородина чорна, Вероніка довголиста, горець зміїний, орляк, іван-да-Мар'я, Кисличка заяча 5,0- 6,7 1.4. Ацидофільно-нейтральні
Зелені мохи: гілокоміум, плеврозіум, верба козяча 4,5 - 7,0

2.Нейтрофільние

2.1. Околонейтральние

Снить європейська, полуниця зелена, лисохвіст луговий, конюшина гірська, конюшина луговий, мильнянка лікарська, аістнік цікутний, борщівник сибірський, цикорій, тонконіг лучний 6,0-7,3 2.2. Нейтрально-базіфільние Мати-й-мачуха, пупавка красильная, люцерна серповидна, келерія, осока волохата, лядвенец рогата, гусяча лапка 6,7-7,8 2.3. Базіфільние Бузина сибірська, в'яз шорсткий, бересклет бородавчастий 7,8-9,0

Завдання 7. Визначення особливих ознак грунтів по рослинах.

Деякі рослини пристосувалися до специфічних умов зростання і їх наявність на ділянці дозволяє робити певні висновки про особливості хімічного складу грунту.
До кальцефіли відносять рослини, для життєдіяльності яких необхідна велика кількість кальцію. Звідси вони ростуть близько крейдяних відкладень. До них відносяться багато бобові, модрина європейська, дуб вапняний, анемона лісова, таволга шестілепестная. Потрапивши на звичайну грунт, рослини-кальцефіли спокійно ростуть і на них. Якщо спостерігається нестача кальцію і земля стає більш кислою, то з'являються такі рослини, як щавелек, Білоус, Луговик дернистий, а також сфагнум. Вони добре переносять накопичення в грунті солей алюмінію, заліза, марганцю. Іноді в окрему групу виділяють рослини-кальцефоби, тобто рослини, які не можуть жити на основних кальцієвих грунтах. До них відноситься вся рослинність боліт (сфагнові мохи, пухівки, росичка, підбіл).
На засолених грунтах можуть жити особливі рослини - галлофіли. До них відносяться солянки, солерос, анабазис, тамариск, деякі види полину, бессмертники, Вони поширені на морських узбережжях, а також в місцевостях з сухим кліматом - пустелях, напівпустелях і навіть степах на особливих типах ґрунту - солонцях і солончаках. Нерідко такі рослини мають сукулентних вигляд - з товстими стеблами і роздутими листям, що сприяє збереженню важкодоступній вологи.
Зірочник середній і коров'як воліють пісковики. На суглинках і глинистих ґрунтах поширені жовтець повзучий і кульбаба. На ділянці, де в грунті присутні солі важких металів, ростуть простріл і фіалки. Якщо в складі землі відзначається недолік бору, то зазвичай високі полин, верболіз та солянка перетворюються в карликові.
При високому вмісті цинку і свинцю змінюються форми пелюсток у деяких рослин, наприклад маку. При надлишку в грунті міді і молібдену у шток- троянди пелюстки стають вузькими, неприродно кавалками.

Отже, якщо ви хочете встановити типи грунтів за характерними рослинам, то треба вибрати кілька типових ділянок вашій місцевості (можна вивчити один фітоценоз або кілька - ліс, луг, болото). Це цікавіше, так як вийде порівняння.
Далі необхідно здійснювати приємні прогулянки, описуючи, збираючи і визначаючи рослини, характерні для цих ділянок.
Зрозуміло, ви не знайдете все рослини зі списку. Треба звертати увагу на наявність одночасно декількох видів рослин типових для конкретного виду грунту або велика кількість одного-двох видів. Наприклад, на ділянці в величезній кількості можуть рости майже тільки одні хвощі, і це означає, що грунт кислий.

Бажаємо цікавих відкриттів! Вони чекають нас навіть у повсякденному житті.