Сорные растения – биоиндикаторы почвы

Определение качества почвы с помощью растений – индикаторов

В последние 2-3 года на приусадебных участках жителей села Красный Октябрь Белгородского района и на нашем пришкольном учебно-опытном участке сильно распространился и стал занимать большие площади портулак огородный.

С каждым годом его становится больше и больше, избавиться от этого сорняка не так уж и легко. На это уходит масса времени и сил. А результат не обязательно оправдает наши усилия. Мы решили найти причину появления на наших огородах этого злостного сорняка и определить, как сорные растения на наших огородах можно использовать в качестве биологического индикатора для характеристики почв. Ведь владельцам приусадебных и дачных участков, занимающихся выращиванием плодово-ягодных и овощных культур, затруднительно сделать анализ почвы без лабораторного оборудования., не имея в руках даже простой лакмусовой бумаги. И определить основные характеристики почвы помогут произрастающие на земельном участке сорняки, которые могут свидетельствовать о водном режиме почв, их кислотности, обеспеченности элементами минерального питания, состояния плодородия. Мониторинг почв методом биоиндикации проводят путем закладывание пробных площадок на исследуемой территории и определения видового состава растительности на них. Далее по справочным таблицам определяют состояние почв.

Скачать:

ВложениеРазмер
rasteniya_sornyaki_s_foto.doc162 КБ

Предварительный просмотр:

МОУ «Краснооктябрьская средняя общеобразовательная школа имени А.Ф.Пономарева Белгородского района Белгородской области»

Определение качества почвы

Ученица 8 класса

Богданова Светлана Владимировна

1. Актуальность проблемы изучения растений- индикаторов.

2. Цель и задачи работы

3. Место проведения исследовательской работы

4. Порядок выполнения работы

II. Растения- индикаторы на нашем огороде.

Растения –индикаторы минерального состава почвы.

Растения –индикоторы плодородия почвы.

Растения-индикаторы водного режима почвы.

Растения- индикаторы кислотности почвы

IV. Используемая литература и интернет-ресурсы.

В последние 2-3 года на приусадебных участках жителей нашего села и на нашем пришкольном учебно-опытном участке сильно распространился и стал занимать большие площади портулак огородный.

С каждым годом его становится больше и больше, избавиться от этого сорняка не так уж и легко . На это уходит масса времени и сил. А результат не обязательно оправдает наши усилия. Мы решили найти причину появления на наших огородах этого злостного сорняка и определить, как сорные растения на наших огородах можно использовать в качестве биологического индикатора для характеристики почв. Ведь владельцам приусадебных и дачных участков, занимающихся выращиванием плодово-ягодных и овощных культур, затруднительно сделать анализ почвы без лабораторного оборудования., не имея в руках даже простой лакмусовой бумаги. И определить основные характеристики почвы помогут произрастающие на земельном участке сорняки, которые могут свидетельствовать о водном режиме почв, их кислотности, обеспеченности элементами минерального питания, состояния плодородия. Мониторинг почв методом биоиндикации проводят путем закладывание пробных площадок на исследуемой территории и определения видового состава растительности на них. Далее по справочным таблицам определяют состояние почв.

ознакомиться с методикой исследования почв с помощью растений-индикаторов;

изучить литературу и интернет ресурсы по данный проблеме

определить методом биоиндикации плодородие, кислотность почв, содержание химических элементов в почве и уровень залегания грунтовых вод на исследуемой территории;

сделать выводы о типе почв и их хозяйственном назначении.

Место проведения работы:

Исследование проводилось в летне-осенний период 2009 года на пришкольном учебно-опытном участке МОУ « Краснооктябрьская средняя общеобразовательная школа им. А.Ф.Пономарёва»

Порядок выполнения работы

1. Изучить литературу и интернет -ресурсы о растениях индикаторах.

2. Исследовать видовой состав сорных растений на УОУ школы

3. Определить по видовому составу сорняков содержание химических элементов в почве.

4. Определите степень плодородия почв по справочной таблице № 1.

5. Определите уровень залегания грунтовых вод по справочным таблицам

6. Определите кислотность почв по справочной таблице № 4.

7. Внести результаты исследований в таблицу№5.

Таблица № 5. Результаты исследования почв методом биоиндикации

Состав сорных растений

Выводы о содержании химических элементов в почве

Выводы о плодородии почвы

Выводы о кислотности почвы

Выводы о глубине залегания грунтовых вод

Сделать выводы о типе почв на исследуемой территории и их возможном хозяйственном назначении.

II. Растения- индикаторы на нашем огороде.

Расте́ния-индика́торы , или индикаторные растения — растения , для которых характерна резко выраженная адаптация к определённым условиям окружающей среды . При наличии таких растений можно качественно или количественно оценить условия окружающей среды. Индикаторные растения, растения-индикаторы, растения, тесно связанные с определёнными экологическими условиями, которые могут качественно или количественно оцениваться по присутствию этих растений. Это как виды, так и внутривидовые единицы, различные аномальные формы, закономерно и постоянно возникающие под влиянием тех или иных внешних воздействий, и даже растительного сообщества. Индикационное значение имеют и ритм развития растений, и сроки наступления у них различных фенологических фаз. Объектами индикации (индикатами) могут быть почвы, некоторые горные породы, подземные воды, присутствие определённых элементов и т. п. Одни индикаторные растения — прямые индикаторы — имеют непосредственную связь с объектом индикации (они обычно сохраняют индикационное значение в пределах всего ареала), другие — косвенные индикаторы — обнаруживают связь с какими-либо факторами, находящимися в корреляционной зависимости от объектов индикации (чаще являются региональными или узко локальными).

Индикаторные растения пользуются при оценке механического состава и засоления почв, в поисках пресных вод в пустынях, при картировании материнских почвообразующих пород и некоторых видов полезных ископаемых. Индикаторные растения — предмет изучения индикационной геоботаники .

1. Растения –индикаторы минерального состава почвы.

О состоянии почвы на садово-огородном участке можно судить по сорнякам. Надежны- ми индикаторами считаются только сильные сорные растения. Мощные растения клевера указывают на недостаток в почве АЗОТА и избыток КАЛИЯ, лебеда – на большое количество АЗОТА, портулак и горчица – на избыток ФОСФОРА . Появляющиеся на газоне одуванчики или дикие анютины глазки говорят о КИСЛОЙ ПОЧВЕ ( pH ниже 7,0). О ЗАБОЛОЧЕННОСТИ участка предупреждают дикий щавель, полевой хвощ, лисохвост. На ИСТОЩЕННОСТЬ почвы указывают коровяк, полынь, дикая морковь, дикий пастернак; на ее УПЛОТНЕННОСТЬ – цикорий и вьюнок. “СЛАДКУЮ” ЩЕЛОЧНУЮ почву предпочитают кровохлебка, клоповник , бодяк (рН выше 7,0). На очень ПЛОДОРОДНОЙ почве вырастают мокричник, марь белая, белокудренник.
Если вы заметите эти тревожные признаки, почве необходимы :
*АЗОТ – бледно-зеленая окраска и пожелтение листьев, небольшие размеры и раннее их омертвление, стебель хрупкий.
*ФОСФОР – темно-зеленая, голубоватая окраска листьев, замедленный рост, появление красно-пурпурных оттенков, темный цвет засыхающих листьев, которые рано опадают.
*КАЛИЙ – пожелтение, побурение или отмирание ткани листа, а также закручивание их книзу, начинающаяся с краев морщинистость листьев.
*СЕРА – бледно-зеленая окраска листьев без отмирания тканей.
*МАГНИЙ – посветление листьев из-за недостатка хлорофилла, изменение окраски из зеленой в желтую, красную, фиолетовую; хлороз тканей листа между зелеными жилками.
*КАЛЬЦИЙ – повреждение и отмирание верхушечных почек и корней, отмирание кончика и краев молодых листьев, у части которых кончик загибается в виде крючка.
*ЖЕЛЕЗО – появление равномерного хлороза между жилками листа, бледно-зеленая и желтая окраска листьев без отмирания тканей.
*БОР – отмирание верхушечных почек, корешков и листьев; отсутствие цветения, опадание завязи.
*МЕДЬ – хлороз и побеление кончиков листьев.

2. Растения – индикаторы плодородия почв

Малина, крапива, иван-чай, таволга, сныть, чистотел, копытень,

кислица, валериана, чина луговая, костер безостый.

Сорные растения – биоиндикаторы почвы. Как определить кислотность почвы по сорнякам Что растет на нейтральной почве

Среди многообразия растений, встречающихся в саду, есть и такие, которые могут сослужить садоводу хорошую службу. Так, определить приблизительно, кислая или не очень почва на участке, можно по растущим сорнякам.

Классический пример – хвощ полевой и щавелек малый. Если они растут на участке в изобилии, значит, почва избыточно кислая, требующая предварительного известкования. Наоборот, при избытке клевера садовые культуры будут чувствовать себя лучше. На почвах со щелочной реакцией цветок медуницы становится фиолетовым и лазорево-синим, на кислой – розовым. Пышное развитие сныти – свидетельство высокого плодородия почвы.

А теперь перейдем к главному: как просто и доступно определить кислотно-щелочные характеристики своего участка. В этом нам могут помочь обычные… сорняки. Так, кислотность почвы можно приблизительно оценить по тому, какой травостой на ней преобладает (то есть по преобладающим сорнякам). Но не забывайте при этом, что в разных частях участка кислотность почвы тоже может быть разной. Кроме того, нужно, конечно, учесть, что на преобладающий травостой также влияют влажность почвы, ее аэрированность, плодородие, освещенность.

Поэтому еще раз оговорим: ориентируясь по преобладающим на участке сорнякам, учтите, что приведенный ниже перечень дает лишь качественные показатели, то есть указывает, какую почву (какой кислотности) предпочитают данные растения.

Итак, на кислой почве растут: трехцветная фиалка, щавели, хвощ полевой, лютик ползучий, вероника дубравная, подорожник, торица, горец шероховатый. То есть если на участке из всего разнообразия сорняков преобладают именно эти, значит, почву нужно известковать.

На нейтральной и слабокислой почвах растут: пырей ползучий, ромашка непахучая, мать-и-мачеха, вьюнок полевой, клевер луговой и ползучий, донник, осот.

На щелочной почве преобладают: мак, вьюнок полевой, дрема белая.

На азотистых и плодородных почвах растут: крапива, мокрица, пастушья сумка, лебеда.

На глинистых и влажных почвах растут: мать-и-мачеха, хвощ, подмаренник цепкий, дикая мята.

На легких песчаных почвах растут: горец вьющийся, липучка ежевидная, метелица полевая.

На сухих почвах растут: полынь горькая, щирица запрокинутая, липучка ежевидная.

На засоленных почвах преобладает солянка русская.

При недостатке азота медленно развивается горох, а при недостатке кальция у этого растения буреют и чахнут листья. О том, что в почве недостаточно фосфора, могут поведать томаты: нижняя сторона их листьев приобретает красновато-фиолетовую окраску.

Интересно, что распространение по саду чистотела связывают с заселением участка муравьями. Муравьи любят семена чистотела и, перетаскивая их в муравейник, выполняют тем самым роль сеятелей.

Кстати, жаль, что наши садоводы редко сажают вязы. Это дерево считается лучшим воздушным фильтром. Если вокруг сада растут вязы, значит, вы дышите экологически чистым воздухом.

Новое от пользователей

Климатические зоны РФ

У вас в саду ожидается пополнение? Постарайтесь, чтобы у вас поселились «местные сорта», а не те, котор.

Кто может съесть ваши баклажаны

Самый известный вредитель баклажанов – колорадский жук. Раньше он ел его намного быстрее, чем картофель. Но с.

Садовые страсти: на деревьях стали появляться пятн.

Парша яблони и груши Так получилось, что поначалу мой сад состоял из одних яблонь. Самой большой проблемой было.

Самое популярное на сайте

БИЗНЕС-ПЛАН по разведению шиншилл от Пл.

В современных условиях экономики и рынка в целом для начинания бизнес.

Если сравнить людей, которые спят полностью раздетыми под одеялом и те.

Лунно-посевной календарь садовода-огоро.

Многие садоводы допускают ошибку, позволяя кустам крыжовника расти, ка.

11.07.2019 / Народный репортер

Под огурцы лучше всего готовить не только лунки, но и грядку целиком.

«Сдохла» – это, конечно, очень жестоко. Но как она к.

07.06.2019 / Народный репортер

Волшебная смесь для изгнания тли с учас.

Всякие сосуще-грызущие на участке нам не товарищи. С ними нужно расста.

26.05.2019 / Народный репортер

Только самый ленивый садовод не хочет собрать второй урожай с освободи.

19.07.2019 / Народный репортер

ПЯТЬ самых главных ошибок при выращиван.

Чтобы получать хорошие урожаи винограда, надо соблюдать простые правил.

Сорняки как индикаторы состояния почвы
Присматривайтесь к сорнякам, и они вам совершенно точно подскажут, где и какая у вас почва. На кислых почвах растут мокрица, хвощ полевой, подорожник, иван-да-марья, лютик, вереск, а на нейтральных и слабокислых – мать-и-мачеха, пырей ползучий, клевер, лебеда, ромашка непахучая, крапива. Видовой состав сорняков позволяет нам судить o свойствах почвы и своевременно принимать меры, если эти свойства изменяются в нежелательную для нас сторону. Более или менее надежным индикатором может служить только комплекс сорняков, но не один-два их вида.

Для дерновоподзолистых почв средней полосы России повышенная кислотность является характерным свойством. По степени кислотности они делятся на сильно-, средне- и слабокислые. При освоении таких почв проводят известкование для нейтрализации – и затем кaждые 4-5 лет необходимо повторять эту операцию. Если доза извести недостаточна, об этом «просигналят» соответствующие сорняки.

O повышенной кислотности почвы свидетельствуют следующие сорняки: щавели, горец почечуйный, хвощ полевой, пикульник красивый, ястребинка, василек луговой, торица, лютик ползучий. На почвах, кислотность которых ниже pH 4,5, обычно также появляется зеленый бархатный налет – мох. Это сильнокислые почвы, для их раскисления потребуется осенью под перекопку внести 3-4 стакана извести на каждый квадратный метр.

Для раскисления кислых почв (рН 4,6–5) надо не менее 2-2,5 стаканов извести на квадратный метр. Обычно на кислых почвах растут конский щавель, полевой хвощ, трехцветная фиалка, дикая мята.

На слабокислых почвах (рН 5,1–5,5) достаточно 1 стакана извести. Растут на такой почве мать-и-мачеха, ромашка, пырей, одуванчик, сныть, клевер, папоротники.

Почвы нельзя раскислить один раз и навсегда. Это следует делать ежегодно. Кроме того, почва на одном и том же участке может иметь разную кислотность в разных местах. Кислотность может повыситься и при неправильной обработке почвы. Это недостаточное рыхление, плохой дренаж, который приводит к застаиванию воды на поверхности, кислые удобрения (главным образом, минеральные). Появление нивяника (ромашки обыкновеннoй) – сигнал повышения кислотности и необходимости известкования.

Показатели образования почвенной корки и уплотнения почвы: горчица полевая, ярутка, пастушья сумка, вьюнок полевой, ромашка пахучая, лапчатка гусиная. Эти сорняки, растущие на огородах, свидетельствуют о том, что хозяин пренебрегает таким важным приемом, как мульчирование и периодическое рыхление верхнего слоя.

На почвах с нейтральной реакцией (рН 5,5–6) растут пастушья сумка, лебеда, крапива, мокрица.

На слабощелочных почвах (рН 6,1–7) растут мак, вьюнок, дрема белая.

Щелочные почвы с pH выше 7 для земледелия так же непригодны, как сильнокислые. Их придется подкислять , например, поливая раствором марганцовокислого калия.

По внешнему виду многих сорняков можно судить об уровне плодородия почвы. Лебеда, марь белая, мокрица, одуванчик, салат дикий, щирица, пырей ползучий предпочитают хорошо окультуренные плодородные почвы с высоким содержанием азота. На бедных почвах с низким содержанием органики эти сорняки будут иметь бледный вид (в буквaльном смысле) и низкий рост. Чем выше плодородие почвы, тем лучше будут развиваться эти виды растений.

Любит плодородные почвы и крапива. Причем это растение само оказывает целебное воздействие на почву. Если вы возьмете совок или лопатку и попробуете покопаться под корнями крапивы, вы увидите черную рассыпчатую землю. Корни крапивы выделяют в почву большое количество различных органических веществ, из которых микроорганизмы делают гумус. Чем дольше крапива растет на одном месте, тем лучше становится почва. Если на том участке, где росла крапива, вы посадите овощи, хороший урожай обеспечен.

Слева : Крапива любит плодородные почвы.

Многие садоводы и огородники часто задаются вопросом: почему огородный сорняк бывает разный на разных участках. Например в одном месте много вьюна, на другом месте одолел – пырей. Данную статью я посвящу именно плодородию земли. То есть как по огородному сорняку определить чего не хватает почве, каких именно полезных веществ..

Знаете ли Вы, что многочисленные травы, которые мы привыкли считать сорняками, на самом деле являются нашими помощниками. Если из года в год на наших приусадебных участках вырастают одни и те же сорные травы, можно смело делать выводы о составе почвы. Возможно, ей не хватает определенных минеральных или органических веществ, от которых зависит, насколько почва плодородна.

Можно образно сказать, что земля пытается разговаривать с человеком на языке растений. Необходимо только научиться понимать этот язык.

Звездчатка

Некоторые садоводы-огородники называют звездчатку – мокрицей. Если это растение настойчиво покрывает ваши грядки влажно-зеленым ковром, знайте, что Вы перестарались с перегнойным удобрением. В этом случае необходимо сделать почву более нейтральной. По крайней мере, пару лет ничего в нее не добавлять.

Кроме звездчатки, перегнойную почву «любят» одуванчики, яснотка, поповник.

Хвощ

На очень кислых почвах обычно прекрасно чувствует себя хвощ. А если с ним по соседству произрастают подорожник, лютики, кислица, пора помогать почве и вносить в нее удобрения.

Именно здесь пригодится перегной-сыпец, садовый компост или известь. Всегда доступна садоводам древесная зола, которая не только поможет в борьбе с повышенной кислотностью, но и обогатит почву магнием и калием.

Клевер

Произрастающий на «культурных» грядках клевер настойчиво твердит огородникам о том, что почве недостает азота. Справиться с этой проблемой поможет внесение в почву мочевины или цианамида кальция. Эти удобрения покупаются в любых садоводческих магазинах.

Если же Вы не приветствуете химическую обработку «живой» земли, займитесь наиболее активно обработкой этого участка: взрыхлите, аккуратно удалите сорняки с корневищами, на следующий дачный сезон посадите в этом месте бобовые.

На земле, испытывающей недостаток азота, также активно произрастают ясколка, льнянка, лядвенец.

Почва может содержать и повышенное количество азота, – тогда наблюдается буйное цветение осота – этого нелюбимого всеми колючего «солдатика». Наверно, можно поблагодарить его за то, что он сигнализирует о необходимости сбалансировать содержание азота в земле.

Осот также любит заболоченную почву, которая нуждается в органическом удобрении. Это могут быть опилки, хвоя, растительные остатки, которые всегда под рукой у хозяйственных людей.

Вьюнок

На уплотненных участках земли, даже на хоженых тропках радостно произрастает вьюнок. Если его красота Вас не привлекает и участок земли, захваченный вьюнком, планируется под культурные растения, займитесь рыхлением почвы. Нет желания делать это вручную – посейте по осени сидераты.

Наилучшего результата можно достичь, посеяв несколько видов сидератов сразу: рожь, гречиха, овес, люпин, горчица, редька. Выбирайте на свое усмотрение. О сильном уплотнении почвы свидетельствуют также произрастающие на ней цикорий, подорожник, ромашка, пастушья сумка.

Полынь

На истощенной, требующей особой заботы почве «селится» полынь. Скорее всего Вы приобрели свой земельный участок совсем недавно и готовитесь старательно его разрабатывать и удобрять. Очистив землю от полыни, можете высушить ее под лучами солнца. Полыни, как огня, боятся кровососущие и моль.

Молочай

Некоторые растения говорят о том, что почва очень плодородна жирна. По составу она чаще всего нейтральна. На такой земле любит поселяться молочай. Освободив грядки и картофельные поля от молочая, можно порадовать свиней – они с удовольствием кушают эту сочную травку.

Не поленитесь – поезжайте до ближайшей деревни, если у Вас самих нет тяги заниматься свиноводством.

Жирную почву также любит выше упомянутая звездчатка и марь белая.

Пырей

На плодородных слабокислых или нейтральных почвах живет «неубиваемый» пырей. Это растение обладает очень мощной корневой системой, которая прячет под землей свои щупальца. Мало кому удается победить пырей с первого раза.

Вы никогда не задумывались о полезных свойствах этого сорняка? Его сочная зелень полезна для животных, особой популярностью пырей пользуется у кошек. Кроме того, свежие, тщательно промытые и высушенные корни пырея обжаривают на сковороде, измельчают в муку и, залив кипятком, употребляют вместо кофе. Свежие корни также употребляются в пищу. На вкус они сочные и сладкие.

Если на небе зажигаются звезды – значит это кому-нибудь нужно. Если на земле произрастают растения – это так же зачем-то нужно. Многие из трав, которые мы привыкли называть сорняками, обладают целебными свойствами. Внимательно изучите свой участок земли, присмотритесь, какие травы «облюбовали» его, поставьте «диагноз» почве и займитесь разумным огородничеством. Богатых Вам урожаев!

Интересные растения – сорняки, мы с ними боремся, они с нами. Оказывается, по тому или иному виду сорняка можно определить состав и структуру почвы. Растение, которое появилось у соседа — не обязательно вырастет и у вас. Отчего так происходит? Все зависит от состава почвы, ее кислотности. Сорняки в данном вопросе станут одним из ориентиров.

Если почва кислая, то вам предстоит наткнуться на мяту, осоку, подорожник, вереск обыкновенный, медуницу с розовыми цветками и зеленый мох. Средне- и слабокислая среда подходит для появления хвоща полевого, лютика ядовитого, молочая, василька, фиалки трехцветной, мать-и-мачехи, живокости.

По появлению пастушьей сумки, мокрицы, ромашки, донника и дикой редьки можно обозначить почву с нейтральной кислотностью.

Щелочная почва прекрасно встречает семена мака, живучки, и медуницы с фиолетовыми цветками. На слабощелочной растет лебеда, вьюнок и горчица полевая.

На плодородной почве отлично растет сныть, лютик, крапива и подорожник. Такая земля хорошо подходит для выращивания многолетников, пышность цветения будет обеспечена. Но каждый сорняк имеет свои предпочтения, например, крапива требовательна к почве, ей нужна рыхлость и органика, поэтому ее появление на огороде должно вызвать сначала улыбку, а уж потом мысль о способе борьбы. Подорожник предпочитает плодородный, но сухой грунт. Тогда как лютик и одуванчик растет на влажной почве.

Что можно сказать по минеральному содержанию?

Когда в грунте недостаточно азота, то из сорных трав можно встретить росянку, люцерну и клевер. А при его изобилии появится лебеда, хмель, калужница, лютик едкий и бузина черная.

На неокультуренном плотном грунте приживаются и размножаются и мать-и-мачеха обыкновенная.

Сорняк на даче – это плохо, с ним нужно искать методы борьбы, но с другой стороны по нему можно определить какое культурное растение в данном месте приживется, и будет радовать вас. Там где растет хвощ, можно сажать рис сибирский. Выкопав одуванчик лекарственный, посадите дельфиниум.

Кислые почвы – известкуют, а сильнощелочные (pH выше 7.0) – подкисляют хвойными иголками или раствором марганцовки. А проводят эти процедуры ежегодно.

Конечно, не всегда можно узнать какой вид сорняка появился на грядке, да и многие из них «всеядны», поэтому можно и другими способами.

Оценка качества окружающей среды города Котельники методом биоиндикации почвы по растениям

ВВЕДЕНИЕ

Проблема сохранения окружающей среды в настоящее время концентрирует на себе внимание исследователей всего мира. В связи с усилением антропогенной нагрузки, испытываемой природными комплексами, становится необходимой разработка и апробация методик, позволяющих оценивать экологическое состояние природно–антропогенных сред. Поэтому проблема развития различных мониторинговых подходов в системе экологического контроля и управлении качеством окружающей среды сегодня наиболее актуальна.

Опыт предшествующих научно–исследовательских работ показал, что даже на уровне школьного мониторинга и разрабатываемых рекомендаций, можно достичь положительных результатов в решении некоторых проблем города, связанных с экологией.

К сожалению, не всегда есть возможность проводить комплексные научные исследования, требующие больших материальных затрат и специального оборудования. В таких случаях можно использовать методы биоиндикации, биомониторинга, получивших в последнее время широкое признание и распространённость. Важным представляется не только оценка биоразнообразия и устойчивости природных биоценозов, но и привлечение внимания муниципальных органов власти к данной проблеме, что особенно актуально в перспективе дальнейшего ухудшения экологической обстановки в нашем регионе.

Мониторинг состояния почвенного покрова г. Котельники проводится в течение трех лет. На первых этапах наших исследований был определен химический состав загрязнителей, сделан химико–аналитический анализ почвы, затем методом биоиндикации по состоянию моллюсков мы определили критическое состояние почвы в г. Котельники.

Эти исследования и полученные результаты подтолкнули нас к дальнейшей работе по биоиндикации почвы города Котельники по состоянию травяного покрова, т. к. ранее в нашем городе аналогичные исследования не проводились.

В центре внимания нашего исследования – оценка качества почвы города Котельники с помощью биоиндикаторов и обеспечение объективной оценки экологических условий среды обитания биологических объектов в городе.

Целью работы стала оценка качества окружающей среды г. Котельники с помощью метода биоиндикации почвы с помощью животных, обитающих в почве, по состоянию трав, оценка экологического состояния почвы для социализации этой проблемы в рамках создания рекреационных зон в мкр. Белая Дача города Котельники.

Практическая значимость: при целенаправленном объединении усилий экологов и городской администрации развитие экологического мониторинга на основе биоиндикации в перспективе позволит создать взаимосвязанную и координируемую систему оперативного, тактического и стратегического планирования оптимизационных мер, а также выработать рациональную экологическую политику для улучшения городской среды по всем ее компонентам.

Новизна: впервые применен метод биоиндикации в оценке экологического состояния почвы мкр. Белая Дача и выявление основных причин и источников негативного воздействия на компоненты природного комплекса. Поэтому данные, которые были получены по окончании исследовательской работы, являются новыми и нигде ранее не зафиксированными.

Исследования, проведенные учащимися, является звеном в экологической работе города и имеют практическую направленность

В этой связи оценка экологического состояния, проведенная методами биоиндикации, представляется вполне современной и необходимой для построения эффективной системы биомониторинга.

Задачи:
1. Определить объекты, виды и условия биоиндикации.
2. Определить видовое разнообразие животных, обитающих в верхних слоях почвы.
3. Найти микро ареалы растений–биоиндикаторов в г. Котельники.
4. Определить взаимосвязь между распространенностью животными, обитающими в верхних слоях почвы, растениями–индикаторами и загрязнением почвы.
5. Освоить методику экологического анализа на основе биоиндикации.
6. Сделать выводы об экологическом состоянии мкр. Белая Дача города Котельники.
7. Выработать план создания рекреационной зоны в мкр. Белая Дача.
8. Составить атлас растений–индикаторов, встречающихся в г. Котельники.

Инструментарии:
1. КБ–Ш (комплект биологический школьный)
2. “Биотокс–10М”

БИОИНДИКАЦИЯ С ПОМОЩЬЮ ЖИВОТНЫХ, ОБИТАЮЩИХ В ПОЧВЕ

Животные, обитающие в верхнем слое почвы, благодаря тесной связи с ней и наличию ответной реакции на изменения среды обитания, представляют перспективный объект, позволяющий на разных стадиях антропогенной трансформации обнаружить отклонения в функционировании почвенного блока и природного комплекса в целом.

Одним из направлений экологического мониторинга является контроль за уровнем загрязнения биотической компоненты биосферы, т. е. за накоплением загрязнителей, проникающих через покровы тела и пищеварительный тракт беспозвоночных в зонах промышленных аномалий. Являясь сорбентами природных и синтезируемых или привнесенных человеком токсических соединений, организмы, обитающие в почве, выполняют активную роль в трансформации и перераспределении поступающих в почву веществ. Определение взаимосвязей между содержанием загрязняющих веществ в почвах, растениях и тканях животных может использоваться для оперативного и прогнозного биотестирования.

Среди почвенных беспозвоночных по реакции на прямое либо опосредованное воздействие техногенного фактора выделены три группы:
1 – чувствительные, положительно реагирующие на умеренные дозы техногенного вещества (люмбрициды, немикроскопические энхитреиды, моллюски и диплоподы);
2 – чувствительные, испытывающие негативное влияние (литобиоморфные многоножки и герпетобионтные насекомые);
3 – индифферентные, не имеющие индикационного значения для данного типа загрязнения (большинство насекомых, развитие которых протекает в почве).

Изменения биоты наземных экосистем могут прослеживаться на двух уровнях – видовом или ценотическом, когда происходит сокращение биологического разнообразия за счет выпадения отдельных таксонов, и ландшафтном, когда под воздействием антропогенных факторов наблюдается нивелирование различий между отдельными биогеоценозами или полная деградация некоторых из них. Вероятность проявления нежелательных последствий увеличивается адекватно росту степени воздействия, преломляясь через экологические параметры среды.

Результаты исследований

Для проведения исследования в течение года нами были взяты следующие зоны в мкр. Белая Дача: пришкольная территория школы, лесопарк (ближайшая зона к школе, в непосредственной близости от МКАД), парковая зона мкр. Белая Дача ( музей “Белая Дача” ).

Исследование почвенных животных:

Мы рассчитали показатель относительной чистоты атмосферы по формуле, данной в методике. Он составил 0,3 балла, что говорит о слабом и среднем загрязнении, соответственно в парковой зоне мкр. Белая Дача и зоне МОУ КСОШ №3.

Изучив почвы мкр. Белая Дача, приходим к выводу, что состояние почв в г. Котельники является критическим.

На основании результатов проведенного исследования по изучению почвенных обитателей, можно сделать вывод о наличии в почве на территории МОУ КСОШ №3 большего количества беспозвоночных, таких как многоножки и диплоподы, дождевые черви. Максимальное количество насекомых наблюдали именно в этих почвенных пробах. Экологически благополучен по наличию и жизнедеятельности почвенных организмов городской парк.

Сводная таблица показателей экологического состояния почвы г. Котельники.

БИОИНДИКАЦИЯ ПОЧВЫ ПО СОСТОЯНИЮ ТРАВ

Исследование состояния трав

№1 Контрольный участок – лесная зона мкр. Белая Дача

Всего на площадке обнаружено растений:
• с угнетенной жизненностью – 3
• с сильно угнетенной жизненностью – 1
Загрязненность почвы по угнетенным и сильно угнетенным видам растений соответствует незначительному загрязнению (балл равен 1)

№2 Дзержинское шоссе, рядом с МОУ КСОШ №2 (мкр. Ковровый)

Всего на площадке обнаружено растений:
• с угнетенной жизненностью – 0
• с сильно угнетенной жизненностью – 4
Загрязненность почвы по угнетенным и сильно угнетенным видам растений соответствует очень сильному загрязнению.

№3 Покровский проезд 1 (рядом с МОУ КСОШ №3)

Всего на площадке обнаружено растений:
• с угнетенной жизненностью – 2
• с сильно угнетенной жизненностью – 1
Загрязненность почвы по угнетенным и сильно угнетенным видам растений соответствует сильному загрязнению.

№4 Покровский проезд 2

Всего на площадке обнаружено растений:
• с угнетенной жизненностью – 1
• с сильно угнетенной жизненностью – 0
Загрязненность почвы по угнетенным и сильно угнетенным видам растений соответствует незначительному загрязнению.

№5 мкр. Белая Дача, дома 13 и 15

Всего на площадке обнаружено растений:
• с угнетенной жизненностью – 1
• с сильно угнетенной жизненностью – 2
Загрязненность почвы по угнетенным и сильно угнетенным видам растений соответствует сильному загрязнению.

Рассчитали среднее значение условного класса загрязненности почвы для опытного участка:
(2*5 + 3*5 + 1*1) / 5 = 5,2

Рассчитали среднее значение для площадок контрольного участка:
(2*1 + 3*1) / 5 = 1,0

Рассчитали степень загрязненности почвы опытного участка относительно контрольного участка:
5,2 / 1,0 = 5,2

Таким образом, экологическая обстановка г. Котельники по состоянию трав соответствует катастрофической.

Мониторинг почвы в 2009 году по состоянию моллюсков, дал аналогичные результаты.

Затем мы решили подтвердить полученные результаты на приборе на приборе “БИОТОКС–10М”. На опытном и контрольных участках, провели исследование снега на токсичность:

Исследования показали, что данные, полученные на “БИОТОКС–10М” подтвердили нашу гипотезу о распространении растений–индикаторов на территории г. Котельники.

Исследования на БИОТОКСЕ

Проанализировав видовой состав растительности города Котельники и сравнив его с видовым составом Томилинского лесопарка, с районом Луховиц, где мы знакомились с растениями в экологическом лагере, мы сделали вывод о крайне бедном биоразнообразии травянистых растений нашего города, что свидетельствует о экологическом неблагополучии.

Травяной покров в жилом массиве находится в неудовлетворительном состоянии из–за затенения, вытаптывания и отсутствия ухода. Необустроенные тропинки стимулируют вытаптывание газонов.

Отсутствуют растения, которые могут произрастать в данной местности. Это мы выявили, проведя маршрутное обследование территории города и сравнив видовое разнообразие с близкорасположенным Томилинским лесопарком (по книге). В жилом массиве преобладают однообразные растения, растения–сорняки. Биоразнообразие повышает только лесопарк, поэтому крайне необходимо ответственное и бережное отношение к нашему лесу.

Творчески переосмыслив методику биоиндикации почвы по состоянию трав, мы в соответствии с гипотезой исследования решили выделить участки на которых хорошо растут растения-индикаторы и проанализировать состояние почвы в городе путём маршрутного обследования территории. Получили следующие результаты:

1. Дзержинское шоссе – сильное загрязнение, почва местами оголённая от растительности, виды-индикаторы сильно угнетены, или совсем не встречаются. Обнаружили клевер, пробившийся сквозь асфальт с изменённым морфологическим обликом.
2. Покровский проезд характеризуется неравномерностью загрязнения. Участки загрязнённой почвы (по травам) чередуются с участками, на которых хорошо растут разные виды клевера, спорыш. Состояние спорыша подтверждает нашу гипотезу о негативном влиянии на почву автомобильного транспорта. По мере приближения к Дзержинскому шоссе растения становятся всё более низкорослыми. Мы думаем, что чередование загрязнённых и относительно благополучных участков связано с небольшим временем активной эксплуатации данной территории автомобильным транспортом и предполагаем, что состояние растительности будет ухудшаться.
3. Относительно благополучные участки в жилом массиве (территория школы, поликлиники, парка у пруда, лесопарка) мозаично чередуются с неблагополучными. Мы наблюдали автомобильный транспорт во дворах, на пешеходных дорожках и предполагаем, что именно автомобили активно загрязняют почву нашего города.
4. На территории, примыкающей к «холодильнику» почти не встречаются виды-индикаторы, тысячелистник не белой, а розовой формы, много сорных трав.
Обследование территории проводилось весной, летом и осенью 2009 года. Зимой мы собрали снег на изучаемых площадках и сравнили степень свечения на приборе «Биотокс-10М» с контрольной (дистиллированная вода). Отклонения свечения от контроля в ту и другую сторону говорят о загрязнениях снега, которые затем неизбежно попадут в почву. По увеличению степени свечения можно предположить загрязнение органическими веществами, которые биолюминисцентные бактерии воспринимают как питание.

ВЫВОДЫ

В городах почти не осталось естественных почв. Здесь формируются искусственные почвы, которые правильнее называть почвогрунтами. Даже на участках, покрытых древесно-кустарниковой растительностью, нормальный почвообразовательный процесс нарушен. В результате уборки листьев и скашивания травы уменьшается количество активных питательных веществ, почвы обедняются, уборка снега с тротуаров и проездов приводит к увеличению глубины промерзания почвы и угнетению корневой системы растений.

При включении в городскую черту участков с ненарушенными природными условиями (лесная роща, луга на берегу реки) особое внимание следует уделять сохранению ландшафта. Его легко нарушить, но очень трудно восстановить.

По нашим исследованиям зеленых насаждений г. Котельники, мы пришли к выводу, что травяной покров находится в неудовлетворительном состоянии из-за затенения, вытаптывания и отсутствия ухода.

В ходе работы нами найдены микроареалы растений-биоиндикаторов в г. Котельники, а именно: Покровский проезд (распространены: клевер, вика), мкр. Белая Дача, д.4 (распространены клевера и спорыш в неугнетенном состоянии), ДК «Белая Дача» (распространены растения семейства бобовых), лес мкр. Белая Дача (распространена герань лесная, подорожник, одуванчик).

С удалением от Дзержинского шоссе происходит закономерное улучшение состояния растения-индикатора СПОРЫШ.

Участки, где растет растение-индикатор КЛЕВЕР, на «БИОТОКС-10М» показали наилучшее совпадение с контролем.

Проведен экологический мониторинг методами биоиндикации, при котором предложены методики изучения окружающей среды и обеспечена объективная оценка экологических условий среды обитания биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов) в городе.

Проведенный мониторинг состояния почвы г.о. Котельники в очередной раз показывает, что почва, а значит, и население города находятся в экологической опасности.

Наши предложения по созданию рекреационной зоны в мкр. Белая Дача нашли отражение в создании новых детских площадок, где малыши и подростки проводят свой досуг.

Стоит отметить, что наши исследования в области экологии поддерживаются и одобряются отделом экологии и природопользования администрации г.о. Котельники.

Можно проводить исследования, доказывать, что мы, люди, сами губим себя, но без поддержки государства и взрослых нас мало кто услышит и прислушается к нам. Нам небезразлично, где мы будем жить и отдыхать.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ экологической обстановки позволяет, обобщая имеющиеся материалы, выделить три основные градации экологической обстановки мкр. Белая Дача.

Зона повышенного загрязнения включает территорию леса вдоль МКАД. Эколого-гигиеническую обстановку в этих районах следует характеризовать как напряженную. Она создается вследствие концентрации мощных автотранспортных выбросов со стороны МКАД, Новорязанского шоссе. Удельный вес вредных выбросов в атмосферу города составляет около 70%. Ситуацию усугубляют загруженные автомагистрали, слабое озеленение, очевидные архитектурно-планировочные просчеты, следствием которых является отсутствие необходимых санитарных разрывов между жилыми и промышленными зонами, не учет розы ветров в рассеивании вредных примесей. Этот район отличается повышенным уровнем загрязнения, как атмосферы, так и почвы.

Зона удовлетворительной экологической обстановки находится в районе МОУ КСОШ №3, где формировалась ранняя (старая) застройка города, смыкающемся с водораздельно-террасовым ландшафтным микрорайоном. Хотя это внепромышленный районы, играющие роль спальных участков города, однако наличие мощных стержневых автомагистралей в сочетании с выровненным рельефом способствует аккумуляции техногенных загрязнений, в этих зонах наблюдается повышенная замусоренность бытовыми отходами. Умеренный техногенный прессинг определяется методами биоиндикации.

Экологически чистая зона располагается в пределах парка. Этот участок города отличается пониженным индексом суммарного загрязнения атмосферы и почвы.

Выполненная гигиеническая оценка и зонирование городского пространства могут быть полезны городской администрации в разработке оптимизационных мер по озеленению городского ландшафта, проектированию элементов санитарного благоустройства и создания рекреационных зон Опыт разработки данной проблемы показал значительную эффективность предлагаемых подходов.

Исследования позволили сделать вывод о достоверных показателях ухудшающейся экологической обстановки в городе Котельники в последние годы.

Автор: Боярчук Александра Дмитриевна

Научный руководитель: Романова Оксана Владимировна

Место выполнения работы: Московская область,
г.о. Котельники, МОУ КСОШ №3

Зелёный Мир

Лекарственные растения, народные рецепты. Здоровье, красота, питание, растения.

Боковая колонка

Рубрики

Метки

Боковая колонка

Популярные статьи

  • Ядовитые растения (фотографии с описанием) – 49 525 просмотров
  • Сакура — не просто японская вишня – 40 330 просмотров
  • Паслен (SOLANUM) — «иерусалимская вишня» или «коралловое дерево» – 38 804 просмотров
  • Прекрасные орхидеи – 32 016 просмотров
  • Как зимуют растения – 31 737 просмотров
  • Сциндапсус (SCINDAPSUS) — «чертов плющ» по-английски – 31 688 просмотров
  • Такая разная каша. Во сколько лет и какую кашу можно давать малышам – 28 903 просмотров
  • Финики — полезные сладости – 27 823 просмотров
  • Почему осенью листья меняют цвет? – 26 137 просмотров
  • Три способа выращивания бонсай: из семян, черенкование и размножение воздушными отводками – 24 898 просмотров

Растения – биоиндикаторы почвы

Растения – биоиндикаторы – это растения, приспосабливающиеся к условиям окружающей среды. Зная, какую почву предпочитают растения, вы можете судить о составе почвы в вашем саду, а,значит, посадка и уход растениями принесут меньше разочарований. Например, наличие щавеля или вьюнка указывает на уплотнение почвы и ее сильное насыщение водой. Из статьи вы узнаете об особенностях некоторых растений, растущих на определенных видах почв, а также как правильно составить перечень растений, растущих в вашем саду или огороде, чтобы определить примерный состав почвы.

Как провести наблюдение за растениями?

Сразу хочется отметить, что растения одного рода, но разных видов, иногда могут указывать на разные характеристики почвы. Например, подорожник большой (Plantado major) растет на слежавшейся на земле, на которой долго пасли скот, а подорожник ланцетный (Plantado lanceolata) указывает на хорошую биологическую активность почвы, третий вид – подорожник средний (Plantado media) указывает на известковую почву.

подорожник ланцетный

Как правильно провести наблюдение за растениями? Необходимо составлять перечень растений, растущих в вашем саду, в самый разгар сезона, но не весной, когда едва появившиеся всходы трудно опознать.

Постарайтесь определить, какое перед вами растение, и сколько площади оно занимает в саду. Появление одного-двух разрозненных растений – это еще не показатель. Чтобы определить точный вид растения, обратитесь к справочнику.

Обращайте не только на появление новых видов растений – биоиндикаторов, но и на их исчезновение, так как это может быть показателем изменения характеристик почвы.

Растения – биоиндикаторы

Вьюнок (Convolvulus arvensis). Указывает на тяжелую глинистую почву, богатую азотом. Не обрабатывайте землю культиватором, так как он разрубает корневища вьюнка на части, которые тут же начинают укореняться. Вообще появление вьюнка на участке должно сильно насторожить. Рядом с вьюнком могут расти щирица запрокинутая, лебеда раскидистая, чертополох, подорожник большой, лютик, одуванчик, мать-и-мачеха.

вьюнок

Маргаритка (Bellis perennis). Указывает на глинистую почву с тенденцией к повышенной кислотности. Маргаритка не доставляет неприятностей и не препятствует росту других растений. Рядом с маргаритками могут расти лютик ползучий, щавель малый.

Амарант (Amarantus hybridus). Указывает на богатую азотом почву. К сожалению, растение дает множество семян, которые с легкостью рассеиваются повсюду. Единственная профилактика – не доводите до образования семян. Рядом с амарантом могут расти полынь, лебеда, дымянка лекарственная, подмаренник цепкий, горчица полевая, мокрица, паслен черный, крапива двудомная.

Ракитник венечный (Cytisus scoparius). Указывает на кислую, нередко песчаную почву. Такая почва хорошо подойдет для посадки клубники и спаржи. Рядом с ракитником могут расти вереск, мятлик, орляк обыкновенный, щавель обыкновенный, утесник, черника.

Одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale). Указывает на тяжелую глинистую почву, богатую минеральными веществами, чаще плотную. Если одуванчик доминирует на участке, он является показателем богатой почвы. Рядом с одуванчиком могут расти щавель прибрежный, щирица запрокинутая, лебеда раскидистая, чертополох, вьюнок полевой, подорожник большой, лютик, мать-и-мачеха, лютик ползучий.

Пырей (Elytrigia sp.). Говорит об усталой почве, часто обрабатываемой с применением технических средств, такая почва слишком богата азотом и калием. Не используйте садовую фрезу: из каждого корешка пырея вырастает новое растение. Рядом с пыреем могут расти щавель, вьюнки.

портулак

Портулак (Portulaca oleracea). Говорит о песчаной почве, которая плохо удерживает влагу. Наблюдается начало эрозии. Больше всего это характерно для юга. Это удивительное салатное растение, которое можно употреблять в пищу в сыром виде, а также подвергать тепловой обработке. Богат витаминами. Рядом с портулаком могут расти кислица , торица полевая.

Хвощ (Equisetum arvense). Указывает на влажную и плохо вентилируемую почву, на то,что вода находится на уровне поверхности земли. Если хвощ растет группой, то на этом месте можно посадить влаголюбивые растения.

Дикая морковь (Daucus carota). Указывает на сухую известковую почву. Но не стоит это растение искоренять полностью, так как оно привлекает многих полезных насекомых. Рядом могут расти колокольчик, василек луговой, герань луговая, солнцецвет, кровохлебка малая, смолевка обыкновенная.

Мак – самосейка (Paraver rhoeas) говорит о богатой гумусом почве. Семена мака могут десятелетиями оставаться в земле и прорасти, как только попадут на свет. Рядом могут расти адонис, яснотка пурпурная, вьюнок луговой, горчица белая, дельфиниум.

Сорные растения – биоиндикаторы почвы

Определение особенностей почв с помощью растений-индикаторов

Срок приема материалов с 5 до 30 сентября 2016 г.

Многие растения приспособились к определенной среде обитания, поэтому по их наличию можно сделать вывод о структуре, химическом составе почвы, степени ее плодородности, уровне залегания грунтовых вод. Эта информация часто подтверждается при проведении исследований на участке и лабораторных анализов почвы с него.
Мы предлагаем провести параллельно химический анализ образцов почв и определение их свойств на одних и тех же участках по растениям-индикаторам. Такое сравнение может дать интересные результаты.

Чтобы изучать почвы по растениям-индикаторам, надо выбрать фитоценозы с дикорастущей растительностью – лес, луг, степь, болото и т.д. Разумеется, окультуренные участки – поля, сады, огороды, парки для этого не подходят. На исследуемой территории надо изучить несколько участков, так как по одному образцу в науке выводы делать нельзя. Для каждого участка необходимо составлять список видов и указывать их обилие, так как некоторые растения могут оказаться случайными . Если вы не знаете видовое название растения, то его надо определить – в полевых условиях, по сделанным фотографиям или использовать метод гербаризации. Заодно так можно получить хороший гербарий. (Как правильно сделать гербарий объясняется в работе «Гербарий своими руками»).

Если вы сами еще не умеете работать с определителем растений, то проконсультируйтесь с учителем биологии.

Можно рекомендовать следующие определители ( многие из них можно скачать или читать он-лайн в интернете, если у вас нет самой книги).

Маевский П.Ф. Флора средней полосы европейской части России. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2006.
Определитель растений средней полосы Европейской части СССР
Автор: Нейштадт М. И. (Издательство: Москва, «Учпедгиз», 1954)

Флора Сибири. В 14 томах
Авторы: Кашина Л. И., Красноборов И. М., Шауло Д. Н., и др.
Издательство: Новосибирск, «Наука». Сибирское отделение, 1988 – 2003
Растения средней полосы Европейской России
Автор: Шанцер И. А.
Издательство: Москва, Товарищество научных изданий КМК, 2007

Травянистые растения СССР. В 2-х томах
Авторы: Алексеев Ю. Е., Вехов В. Н., Гапочка Г. П. и др.
Издательство: Москва, «Мысль», 1971

В.Новиков, И.Губанов Популярный атлас-определитель. Дикорастущие растения Издательство «Дрофа»
И. Пескова. Растения России. Определитель. Издательство: АСТ, 2015 г.

Задание 1. Определение степени плодородности почвы.

По количеству необходимых для растения веществ различают следующие экологические группы растений:

1. Олиготрофы

Это растения, нуждающиеся в небольшом количестве минеральных и органических элементов. В природе на таких землях растут низшие растения — сфагновые мхи и лишайники: кладонии, пельтигера, цетрария, или исландский мох.

Из высших растений это обитающие во влажных лесах и болотах багульник, брусника, вереск, клюква, подбел, черника и растения песчаных почв — белоус, бессмертник, кошачья лапка, ястребинка волосистая и др.

Для того чтобы сделать такие почвы пригодными для культивирования других растений, необходимо повысить их плодородие внесением удобрений.

2. Мезотрофы

Растения-мезотрофы довольствуются средней обеспеченностью почв минеральным питанием. Это зеленые мхи гилокомиум и ритидиадельф, папоротник мужской, вероника дубравная, ветреница лютиковая, земляника лесная, грушанка круглолистная, душица, иван-да-марья, любка двулистная, смолевка поникшая, яснотка пурпуровая, вероника длиннолистая, дудник, гравилат речной, медуница, майник двулистный, купальница, овсяница и другие растения.

3. Эвтрофы

Это растения, нуждающиеся для нормальной жизнедеятельности в большом количестве разнообразных химических элементов. Указателями богатых почв являются растения-эвтрофы и растения-мегатрофы. На плодородных почвах растут: мох мниум, папоротники страусово перо и кочедыжник женский., иван-чай, копытень , коротконожка лесная, крапива двудомная и жгучая, купырь лесной, лебеда, лисохвост, лунник, малина, медуница, мокрица, овсяница гигантская, паслен черный, перелеска благородная , хвощ лесной, чина луговая, костер безостый и некоторые другие виды.

Задание 2. Определение по признакам растений количества азота в почве.

Важнейшим элементом питания растений является азот.

При нехватке азота растения слабо растут, имеют чахлый вид, бледную окраску листьев. При достаточном азотном питании развитие надземных органов и общее состоянии растений хорошее.

Индикаторами значительного содержания азота в почве являются растения-нитрофилы. Они растут на обогащенных азотом почвах ольховых лесов — калужница, крапива двудомная, недотрога, паслен сладко-горький, хмель. В верхних слоях почвы под пологом лиственных лесов — звездчатка лесная, пролесник многолетний, на плодородных пустырях — крапива глухая и яснотка пурпуровая, лопух, марь белая, пустырник. На лугах и вспаханных участках растут гусиная лапчатка, подмаренник цепкий, пырей, горец птичий.

Индикаторами низкого содержания азота в почве являются растения-нитрофобы. Ими являются многие бобовые растения: дрок красильный, люцерна, астрагал и другие. Выживать на почвах, бедных азотом, им помогает симбиоз с азотфиксирующими микроорганизмами. Помимо бобовых известно до двух сотен видов других растений, дружащих с азотфиксирующими микроорганизмами. Это лох, облепиха, ольха , шефердия.

Задание 3. Определение водного режима почв.

Растения – индикаторы водного режима почв.

Индикаторами разного водного режима почв явля¬ются растения-гигрофиты, мезофиты, ксерофиты.

Влаголюбивые растения (гигрофиты) — обитатели влажных, иногда заболоченных почв: голубика, багуль¬ник, морошка, селезеночник очереднолистный, белозор, калужница, герань луговая, камыш лесной, сабельник болотный, таволга вязолистная, горец змеиный, мята полевая, чистец болотный.

Растения достаточно обеспеченных влагой мест, но не сырых и не заболоченных — мезофиты. Это большая часть луговых трав: тимофеевка, лисохвост луговой, пырей ползучий, ежа сборная, клевер луговой, горошек мышиный, чина луговая, василек фригийский. В лесу это брусника, костяника, копытень, золотая розга, плауны.

Растения сухих местообитаний – ксерофиты: кошачья лапка, ястребинка волосистая, очитки (едкий, пур¬пурный, большой), ковыль перистый, толокнянка, полевица белая, наземные лишайники.

Растения – индикаторы глубины залегания грунтовых вод

Установление показателей глубины залегания грунтовых вод имеет значение для уточнения свойств почв и для выработки рекомендаций по мелиорации их. Для индикации глубины залегания грунтовых вод можно использовать группы видов травянистых растений (индикаторные группы). Для луговых почв выделяется 5 групп индикаторных видов (табл. 1).

Индикаторные группы растений — указатели глубины грунтовых вод на лугах

(по Г.Л. Ремезовой, 1976 г.)

Индикаторная группа Глубина грунтовых вод
I. Костер безостый, клевер луговой, подорожник большой, пырей ползучийБолее 150 см
II. Полевица белая, овсяница луговая, горошек мышиный, чина луговая100-150 см
III. Таволга вязолистная, канареечник50-100 см
IV. Осока лисья, осока острая, вейник Лангсдорфа10-50 см
V. Осока дернистая, осока пузырчатая0-10 см

Помимо названных групп растений, есть переходные виды, которые могут выполнять индикаторные функции, например мятлик луговой, может быть включен как в первую, так и во вторую группы. Он указывает залегание воды на глубине от 100 до более 150 см. Хвощ болотный — от 10 до 100 см и калужница болотная — от 0 до 50 см. В качестве биоиндикатора может быть использо¬ван и один вид, если этот вид имеет массовое развитие в конкретном местообитании.

Глубину почвенно-грунтовых вод в лесных экосистемах и характер увлажнения почв можно определить по табл. 2.

Растения-индикаторы глубины залегания грунтовых вод и характера увлажнения почв

(по СВ. Викторову и др., 1988)

Задание 4. Определение кислотности почв.

Растения- индикаторы кислотности почв

Кислотность — одно из характерных свойств почвы лесной зоны. Повышенная кислотность отрицательно сказывается на росте и развитии ряда видов растений. Это происходит из-за появления в кислых почвах вредных для растений веществ, например, растворимого алюминия или избытка марганца. Они нарушают углеводный и белковый обмен в растениях, задерживают образование генеративных органов и приводят к нарушению семенного размножения, а иногда вызывают гибель растений.

Повышенная кислотность почв подавляет жизнедеятельность почвенных бактерий, участвующих в разложении органики и высвобождении питательных веществ, необходимых растениям.

В процессе эволюции сформировались три группы растений:

ацидофилы — растения кислых почв,

нейтрофилы — обитатели нейтральных почв,

базифилы — растут на щелочных почвах.

Зная растения каждой группы, в полевых условиях можно приблизительно определить кислотность почвы. Кроме того, для конкретных биоценозов характерны почвы с определенными значениями рН.

• Болота, заболоченные местности и места, оставшиеся после осушения болот – сильнокислые субстраты с рН 3-4,5;
• Хвойные леса – кислые почвы;
• Смешанные леса – грунт со средним рН (от 4,5 до 6,0);
• Лиственные леса – слабокислые субстраты – рН 5,0 – 6,4;
• Заливные луга с частичным застоем воды – кислые грунты с показателем рН 5,0 – 6,0;
• Остепненные луга – слабокислые почвы;
• Фитоценозы со степной растительностью – рН грунта от слабокислой до нейтральной.

Растения-индикаторы кислотности почв (по Л. Г. Раменскому, 1956)

1.1. Крайние ацидофилы

Группа Биоиндикатор рН почвы
Сфагнум, зеленые мхи: гило-комиум, дикранум; плаун булавовидный, плаун годичный, плаун сплюснутый, ожика волосистая, пушица влагалищная, подбел многолистный, кошачьи лапки, белоус, щучка дернистая, хвощ полевой, щавелек малый3,0-4,5
1.2. Умеренные ацидофилыЧерника, брусника, багульник, калужница болотная, сушеница, лютик ядовитый, толокнянка, седмичник европейский, белозор болотный, фиалка собачья, сердечник луговой, вейник наземный4,5 – 6,0
1.3. Слабые ацидофилыПапоротник мужской, ветреница лютиковая, медуница неясная, зеленчук, колокольчик крапиволистный, колокольчик широколистный, осока волосистая, осока ранняя, малина, смородина черная, вероника длиннолистная, горец змеиный, орляк, иван-да-марья, кисличка заячья5,0-6,7
1.4. Ацидофильно-нейтральныеЗеленые мхи: гилокомиум, плеврозиум, ива козья4,5 – 7,0
Сныть европейская, клубника зеленая, лисохвост луговой, клевер горный, клевер луговой, мыльнянка лекарственная, аистник цикутный, борщевик сибирский, цикорий, мятлик луговой6,0-7,3
2.2. Нейтрально-базифильныеМать-и-мачеха, пупавка красильная, люцерна серповидная, келерия, осока мохнатая, лядвенец рогатый, гусиная лапка6,7-7,8
2.3. БазифильныеБузина сибирская, вяз шершавый, бересклет бородавчатый7,8-9,0

Задание 7. Определение особых признаков почв по растениям.

Некоторые растения приспособились к специфическим условиям произрастания и их наличие на участке позволяет делать определенные выводы об особенностях химического состава почвы.
К кальцефилам относят растения, для жизнедеятельности которых необходимо большое количество кальция. Отсюда они растут около меловых отложений. К ним относятся многие бобовые, лиственница европейская, дуб известковый, ветреница лесная, таволга шестилепестная. Попав на обычную почву, растения-кальцефилы спокойно произрастают и на них. Если отмечается недостаток кальция и земля становится более кислой, то появляются такие растения, как щавелек, белоус, луговик дернистый, а также сфагнум. Они хорошо переносят накопление в почве солей алюминия, железа, марганца. Иногда в отдельную группу выделяют растения-кальцефобы, то есть растения, которые не могут жить на основных кальциевых почвах. К ним относится вся растительность болот (сфагновые мхи, пушица, росянка, подбел).

На засоленных почвах могут жить особые растения – галлофилы. К ним относятся солянки, солерос, анабазис, тамариск , некоторые виды полыни, бессмертники, Они распространены на морских побережьях, а также в местностях с сухим климатом — пустынях, полупустынях и даже степях на особых типах почвы — солонцах и солончаках. Нередко такие растения имеют суккулентный облик — с толстыми стеблями и вздутыми листьями, что способствует сохранению труднодоступной влаги.
Звездчатка средняя и коровяк предпочитают песчаники. На суглинках и глинистых почвах распространены лютик ползучий и одуванчик. На участке, где в почве присутствуют соли тяжелых металлов, растут прострел и фиалки. Если в составе земли отмечается недостаток бора, то обычно высокие полынь, прутняк и солянка превращаются в карликовые.
При высоком содержании цинка и свинца изменяются формы лепестков у некоторых растений, например мака. При избытке в почве меди и молибдена у шток- розы лепестки становятся узкими, неестественно рассеченными.

Итак, если вы хотите установить типы почв по характерным растениям, то надо выбрать несколько типичных участков вашей местности (можно изучить один фитоценоз или несколько – лес, луг, болото ). Это интереснее, так как получится сравнение.
Далее необходимо совершать приятные прогулки, описывая, собирая и определяя растения, характерные для этих участков.
Разумеется, вы не найдете все растения из списка. Надо обращать внимание на наличие одновременно нескольких видов растений типичных для конкретного вида почвы или обилие одного-двух видов. Например, на участке в огромном количестве могут расти почти только одни хвощи, и это означает, что почва кислая.

Желаем интересных открытий! Они ждут нас даже в обыденной жизни.

БОБОВЫЕ ТРАВЫ – БИОИНДИКАТОРЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ

Реферат. Известно большое число примеров прямых антропогенных, а также опосредованных человеком воздействий окружающей среды на почву, способствующих ее загрязнению. Одним из основных источников загрязнения почв на территории Южной Осетии является хвостохранилище бывшего предприятия горнорудной промышленности в г. Квайса, что становится главной экологической проблемой уникального Кударского ущелья. Для снижения затрат на химические анализы по выявлению наиболее активных загрязняющих веществ, применены биологические индикаторы, которые позволяют оценить степень загрязнения почв. В качестве биологических индикаторов использованы бобовые траваы. Бобовые травы благодаря имеющимся клубеньковым бактериям на корнях растений улучшают плодородие почвы, обогащают ее биологическим азотом. Вместе с тем, клубеньковые бактерии являются биоиндикаторами, отрицательно реагируя на токсичность почвы. С целью изучения жизнедеятельности клубеньковых бактерий бобовых трав проводили исследования в естественных фитоценозах и на пахотных землях. На корнях бобовых трав в корнеобитаемом слое почвы определяли количество клубеньков и их окраску. На искусственно зараженной различными токсикантами из хвостохранилища г. Квайса почве выявлено, что окраска леггемоглобином клубеньков снижается. При отсутствии розовой или красной окраски у 80% оцениваемых клубеньков заключают как экологическое бедствие. При окраске менее 50% у изучаемых растений констатируют факт об удовлетворительном состоянии исследуемой территории. Предлагаемые нами методы биоиндикации увеличивают точность оценки загрязненной территории и упрощают определение ее токсичности по методу биотестирования клубеньковых бактерий непосредственно в полевых условиях.

Ключевые слова : биоиндикация, загрязненные почвы, бобовые травы, клубеньковые бактерии, предельно допустимые концентрации.

Загрязнение почв вызывается различными по масштабу и по территории размаху явлениями, поэтому при их определении и оценке с помощью биоиндикаторов используют различные предпосылки и соответственно различные способы. В экосистемах с повышенной антропогенной нагрузкой оно может принять более широкие масштабы. Это относится к большей части почв, возникающих в процессе рекультивации бывших горных разработок, на месте поселений или промышленных пред­приятий.

Изменение почвенных параметров, касается, прежде всего: сложения и структуры почвы, например ее порозности и плотности горизонтов, что может привезти к уменьшению вентиляции и дренажа.

На уровне фитоценозов это сказывается в затруднении прорастания семян и проникновения корней в почву с последующим замедлением роста корней и побегов [1].

По современным оценкам количество загрязняющих окружающую среду веществ увеличиваются в среднем ежегодно на 4 %. Это происходит в результате того, что многие организмы недостаточно адаптированы к ним. Возрастающее распространение техногенных химических соединений в окружающей среде сделало первостепенной задачей выявления наиболее активных загрязняющих веществ. Для ее решения необходимо выявить простые методы, позволяющие оценить токсичность в условиях обитания и снизить затраты на химические анализы [2, 3, 4].

Сущность биологизации земледелия состоит в обогащении почвы органическим веществом и укреплении энергетики почвенного покрова, вовлечении ресурсов биологического азота бобовых растений посредством симбиотической азотфиксации его из атмосферы и усиления конкурентоспособности полевых культур по отношению к сорному компоненту. Биологизация процессов в земледелии предусматривает освоение севооборотов путем насыщения многолетними бобовыми травами для сохранения и повышения плодородия почвы и использование бактериальных и органических удобрений. При этом возрастает роль культуры, влияющей на процессы мобилизации азота и органического вещества почвы, как наиболее чувствительного к различным внешним воздействиям [5 ].

Биологическими индикаторами могут служить и клубеньковые бактерии бобовых культур, которые под воздействием токсичности почвы могут снизить свою активность.

В биологической фиксации азота косвенную, но очень важную роль играет сама корневая система, по которой в клубеньки поступают энергетический материал, вода и элементы минерального питания. Часть корневой системы с расположенными на ней клубеньками называют симбиотическим аппаратом.

Период от начала образования клубеньков до их полного лизиса называется продолжительностью общего симбиоза, а период функционирования клубеньков с леггемоглобином – продолжительностью активного симбиоза [5].

Биологическая фиксация азота воздуха в определенной степени решает проблему охраны окружающей среды, предотвращая загрязнение грунтовых вод и водоемов окислами азота. Дело в том, что обеспечить высокую белковую продуктивность культур, не способных к симбиотической азотфиксации, можно лишь применением больших норм минерального азота.

Часть этого азота в виде окислов попадает в грунтовые воды и водоемы. В ряде случаев концентрация их превышает предельно допустимые нормы [3].

Фиксация азота воздуха обеспечивает главное условие энергосберегающих технологий в растениеводстве – экономию ископаемой энергии на единицу продукции и снижение ее себестоимости. Известно, что фиксация азота воздуха весьма энергоемкий процесс.

Затраты на производство белка, полученного с участием симбиотически фиксированного азота, меньше на величину стоимости азотных удобрений и их применение.

Посевы бобовых культур, активно фиксирующих азот воздуха, решают проблему сохранения и даже расширенного воспроизводства естественного плодородия почвы. Высокоурожайные плантации чистых посевов клевера лугового и люцерны на Северном Кавказе оставляют в почве с корневыми и пожнивными остатками 80–100кг на 1 га, т.е. больше. чем посевы выносят его из почвы за вегетацию. Этого азота достаточно для получения суммарной прибавки урожая зерна 15–20 ц/га зерновых культур за время последействия органических остатков (за 2–3 года).

Клубеньки бобовых культур – это сложная азотфиксирующая система, включающая гипертрофированную ткань корня с бактериальными клетками, содержащую леггемоглобин и ферментативный комплекс как продукт симбиоза.

В биологической фиксации азота косвенную, но очень важную роль играет сама корневая система, по которой в клубеньки поступает энергетический материал, вода и элементы минерального питания. Часть корневой системы с расположенными на ней клубеньками называют симбиотическим аппаратом.

Поскольку фиксация азота происходит в клубеньках, то наиболее эффективно оценить этот процесс можно по развитию и активности симбиотического аппарата.

Известно, что масса клубеньков зависит от фазы развития растений и условий их выращивания. Формирование и активность симбиотического аппарата находятся в прямой зависимости от ряда факторов окружающей среды, в том числе от наличия влаги в почве.

Симбиотическая и фотосинтетическая деятельность растений взаимосвязаны между собой. Отток к корням продуктов синтеза надземной части растений способствует лучшему проникновению корневой системы в слои почвы. В свою очередь растение подпитывается
ресурсами земли и, тем самым, наращивает надземную массу.

Несмотря на высокую ценность бобовых трав, роль биологического азота как фактора повышения плодородия почвы, урожайности, экономичности культур и охраны биосферы еще недостаточно оценена.

Поскольку фиксация азота происходит в клубеньках, то наиболее эффективно оценить этот процесс можно по развитию и активности симбиотического аппарата.

Для исследования жизнедеятельности клубеньковых бактерий бобовых трав проводили исследования в естественных фитоценозах и на пахотных землях. Количество клубеньков и их окраску определяли в 0–20 см слое почвы на корнях бобовых трав.

На искусственно зараженных участках (свинцом, мышьяком, ртутью, фтором, цинком и кобальтом) изучали количество клубеньков и их окраску леггемоглобином. Отсутствие окраски более 80% у исследуемых растений оценивали как экологическое бедствие. При окраске в розовый или красный цвет не менее 50% у изучаемых растений заключали об удовлетворительном состоянии территории.

Отсутствие окраски указывает на загрязнение не только почвы, но и воздуха, которым дышат клубеньковые бактерии, фиксируя молекулярный азот.

При биоиндикации учитывали показатели химического состава почвы в корнеобитаемом слое и максимальное формирование количества азотфиксирующих клубеньков. Одновременно сравнивали и предельно допустимые концентрации (ПДК) тяжелых металлов при оптимальной влажности почвы.

Наличие клубеньков розового или красного цвета (в зависимости от вида бобовых трав) свидетельствует о высокой активности азотфиксации.

Если клубеньки мелкие и имеют зеленый или бурый цвет, заключают о загрязненности исследуемого участка. Такая окраска свидетельствует об отсутствии в клубеньках пигмента леггемоглобина, обусловливающего розовую или красную окраску.

В отличие от известных методов, когда осуществляют химический состав почвы, в предлагаемом нами методе можно определить токсичность почвы путем окраски клубеньковых бактерий, расположенных на корневой системе бобовых трав. Причем, такую диагностику можно осуществлять в течение всей вегетации: с момента отрастания бобовых трав, весной и до фазы цветения.

При наличии в почве избыточного количества свинца, кадмия, стронция, радионуклидов, нефтепродуктов и других токсикантов нарушается кислотный режим раствора в корнеобитаемом слое, что приводит к снижению леггемоглобина и азотфиксирующему действию клубеньков, а, следовательно, к исчезновению окраски.

Результаты опытов показали, что экологическое бедствие наступает при окрашивании азотфиксирующих клубеньков в пределах 8–15% и содержании в почве свинца, превышающее ПДК в 1,2–1,5 раза. Значительные снижение активности клубеньков наблюдалось при увеличении концентрации ртути в 1,1 раза (Табл. 1).

Таблица 1. − Влияние токсичности почвы на азотфиксирующую способность бобовых трав

Предельно ­допустимые ­концентрации (ПДК), мг/кг

Содержание ­показателей на участках, мг/кг

Общее ­количество ­клубеньков в­ ­выборке, шт.

Читайте также:  Как дома вырастить ананас из верхушки?
Ссылка на основную публикацию