Растения — индикаторы - Владимир Николаевич Меженский

Меженский Владимир Николаевич

Растения — индикаторы

Введение

Растениями-индикаторами называют растения, тесно связанные с определёнными экологическими условиями. По их присутствию узнают о содержании определённых 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 её 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 ещё 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 определённых 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 даёт более ценную информацию, чем оценка загрязнения приборами.

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

Растения-индикаторы в природе

Индикаторы кислотности почвы

Дачу или садово-огородный участок используют по-разному. Можно отдыхать, просто наслаждаясь свежим воздухом, вкушать фрукты и ягоды, выращенные своими руками, любоваться цветниками. Между тем и цветы, и ягоды, и даже кислород, которым мы дышим, дают нам растения, без которых жизнь человека невозможна. Так как выращивать растения владельцам дач чаще всего приходится самостоятельно, им следует знать о свойствах почвы своего участка, поскольку от этого во многом зависит успешность данного мероприятия. Обладая наблюдательностью и элементарными знаниями по биологии, можно определить состояние почвы и предпринять необходимые меры по улучшению или поддержанию её свойств.

Одним из главных характеристик почвы является её кислотность. Кислотность почвы — это свойство почвы, обусловленное наличием ионов водорода, находящихся в ней. Её 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, дерново­подзолистые и серые лесные почвы, нейтральную — чернозёмные почвы, щелочную — каштановые почвы и серозёмы, сильнощелочную — солонцы.

В химии применяется набор специальных веществ — индикаторов (табл. 1), изменяющих под влиянием увеличения или уменьшения концентрации водородных и гидроксильных ионов окраску раствора, в который их добавляют.

Известным индикатором является лакмусовая бумага, которая в щелочном растворе окрашивается в синий цвет, а в кислом — в красный. Использование определённых реактивов с последующим сравнением полученной окраски почвенного раствора со стандартной окрашенной шкалой позволяет определить кислотность почвы. Её можно установить также при помощи специального прибора — рН-метра.

Что же делать, если невозможно выполнить эти анализы? Тогда на помощь приходят сами обитатели земли — на реакцию почвы укажут растения-индикаторы. В качестве помощников могут выступить растения, которые люди пренебрежительно называют сорняками. Разумеется, растения не так точно показывают значение рН, как специальные химические реактивы, но во многих случаях полученной информации вполне достаточно для огородника или садовода-любителя.

Таблица 1. Индикаторы для разных показателей рН

В таблице 2 приведены широко распространённые травянистые растения, которые могут помочь определить кислотность почвы. Некоторые из них изображены на рис. 1,2,3.

Таблица 2. Травянистые растения-индикаторы кислотности почвы

Рис. 1. Травянистые растения-индикаторы кислых почв:

1 — лютик ползучий; 2 — щавель конский; 3 — подорожник большой; 4 — калужница болотная; 5 — лютик едкий

Рис. 2. Травянистые растения-индикаторы нейтральных и слабокислых почв:

1 — клевер горный; 2 — ромашка обыкновенная; 3 — пырей ползучий; 4 — клевер ползучий; 5 — манжетка обыкновенная

Рис. 3. Травянистые растения-индикаторы щелочных почв:

1 — вьюнок полевой; 2 — мак-самосейка; 3 — дрёма белая; 4 — подмаренник цепкий; 5 — лебеда раскидистая; 6 — подорожник ланцетный

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

Некоторые садовые растения требуют кислых почв, поэтому для обеспечения наилучших условий их роста почву