Растения — индикаторы

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.

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

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 иногда приходится подкислять. Из плодовых культур это, например, американские крупноплодные клюква (Vaccinium macrocarpon), требующая рН 3,5-5, и голубика (Vaccinium corymbosum), растущая при рН 4-5,5. Наши ягодные кустарники — крыжовник (Grossulahasp.), малина (Rubusidaeus), чёрная смородина (Ribes nigrum) также предпочитают слабокислые почвы. Хорошо развиваются в кислой среде белокочанная и цветная капуста (Brassica capitata, Brassica cauliflora), редис (Raphanussativus). Многие цветочно­декоративные растения — верески (Galluna sp.), гортензии (Hydrangeasp.), рододендроны (Rhododendron sp.), папоротник мужской (Dryopteris filis-mas) — нуждаются в кислых почвах, поэтому под посадку приходится вносить кислый торф. Газонные травы — полевица тонкая (Agrostis tenuis), овсяницы обманчивая и тонколистная (Festuca fallax, Festuca tenuifolia) образуют лучший дёрн 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 так же плодородие почвы и её 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), кизил (Cornus mas), миндаль (Amygdalus communis), из овощных — спаржа (Aspagagus officinalis), из цветов — бурачок (Alyssum saxatile), гвоздики (Dianthus sp.), ирисы (Iris sp.), настурция (Tropaeolum majus), флоксы (Phlox sp.). Любят известковые почвы орхидея наших лесов — венерин башмачок (Cypripedium calceolus) и обитатель горных вершин — эдельвейс (Leontopodium alpinum).

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. Ацидофилы обычно указывают на кислые и бедные почвы, нейтрофилы и базифилы встречаются на почвах, богатых минеральными элементами.

Растения кислых почв:

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

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

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

Растениями-индикаторами околонейтральных почв с рН 6,0-7,3 являются земляника зелёная, или клубника (Fragaria viridis), сныть (Aegopodium podagria) и другие растения.

Нейтральные до слабощелочных почвы с рН 6,7-7,8 индицируют растения-нейтробазифилы: мать-и-мачеха (Tussilago farfara), пупавка красильная (Anthemis tinctoria). Базиофилы — растения, растущие на щелочных почвах: василёк русский (Centaurea ruthenica), горчак (Acroptilon repens), кермеки (Limonium sp.), подмаренник (Galium aparine), селитрянка (Nitraria schoberi). Растения-галофиты обитают в засолённых 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 europaea) растёт 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 Cl. Жаль, что огурцы и помидоры не являются галофитами, иначе малосольные огурцы можно было бы получать прямо на грядке. Правда, в каждой шутке есть доля истины. Опыты по подбору растений для выращивания на засолённых 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).

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

Индикаторы почвенного плодородия

Растительность подаёт нам достаточно явные сигналы о структуре почвы, её водном режиме и балансе питательных веществ. Поэтому с помощью растений можно определить, например, какие выбрать удобрения. Плодородие почвы является её 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 (Sphagnumsp.)u лишайники: кладонии (Cladonia sp.), пельтигера (Peltigera sp.), цетрария, или исландский мох (Cetraria islandica). Из высших растений это обитающие во влажных лесах и болотах багульник (Ledum palustre), брусника (Vaccinium vitis-idaea), вереск (Calluna vulgaris), клюква (Vaccinium oxycoccus, или Oxycoccus quadripetalus), подбел (Andromeda polifolia), черника (Vaccinium myrtillus) и растения песчаных почв — белоус (Nardus stricta), бессмертник (Helichrysum arenarium), кошачья лапка (Antennaria dioica), ястребинка волосистая (Hieracium umbellatum) 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 зелёные мхи гилокомиум (Hylocomium splendens) и ритидиадельф (Rhytidiadelphus sp.), папоротник мужской (Dryopteris filix-mas), вероника дубравная (Veronica chamaedrys), ветреница лютиковая (Anemone ranuncoloides), земляника лесная (Fragaria vesca), грушанка круглолистная (Pirola rotundifolia), душица (Origanum vulgare), иван-да-марья (Melampyrum nemorosum), любка двулистная (Planantera bifolia), смолёвка поникшая (Silene nutans), яснотка пурпуровая (Lamium purpureum) 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) и кочедыжник женский (Anthrinum filix-femina), иван-чай (Chamaenerium angustifolium), копытень (Asarum europaeum), коротконожка лесная (Brachypodium silvaticum), крапива двудомная и жгучая (Urtica dioica, Urtica urens), купырь лесной (Anthriscus silvestris), лебеда (Atriplexpatula), лисохвост (Alopecurus pratensis), лунник (Lunaria rediviva), малина (Rubus idaeus), медуница (Pulmonaria obscura), мокрица (Stellaria media), овсяница гигантская (Festuca gigantea), паслён чёрный (Solarium nigrum), перелеска благородная (Hepatica nobilis), хвощ лесной (Equisetum silvaticum) и некоторые другие виды.

Растения-эвритрофы, т.е. растения, которые могут расти и успешно развиваться на почвах разного плодородия, в качестве индикаторов почвенного плодородия использованы быть не могут.

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 обогащённых азотом почвах ольховых лесов — калужница (Caltha palustris), крапива двудомная (Urtica dioica), недотрога (Impatiens noli-tangere), паслён сладко-горький (Solanum dulcamara), хмель (Humulus lupulus), в верхних слоях почвы под пологом лиственных лесов — звездчатка лесная (Stellaria holostea), пролесник многолетний (Mercularia perennis), на плодородных пустырях — крапива глухая и яснотка пурпуровая (Lamium album, Lamium purpureum), лопух (Arctium lappa), марь белая (Chenopodium album), пустырник (Leonurus cardiaca). Индикаторами низкого содержания азота в почве являются растения-нитрофобы. Ими являются многие бобовые растения: дрок красильный (Genista tinctoria), люцерна (Medicagolupulina), астрагал (Astragalus sp.) и другие. Выживать на почвах, бедных азотом, им помогает содружество с азотфиксирующими микроорганизмами, которые способны получать азот из атмосферы и снабжать им растения. Клубеньковые бактерии в течение года обогащают 1 га бобового поля 200-300 кг азота. Помимо бобовых известно до двух сотен видов других растений, дружащих с азотфиксирующими микроорганизмами. Это, в частности, лох (Elaeagnus angustifolia), облепиха (Hippophaer hamnoides), ольха (Alnus glutinosa), шефердия (Shephesdia argentea).

Какими бы ни были почвы по кислотности или плодородию, для нормальной жизнедеятельности растений существенным фактором является и степень солнечного освещения. Различают светолюбивые растения, которые не выносят затенения, теневыносливые и тенелюбивые, которые погибают при прямом солнечном освещении. Растения-гелиофиты нормально развиваются только при интенсивном освещении. В условиях сильного затенения процессы дыхания у них начинают преобладать над процессами фотосинтеза, и растения могут погибнуть. Светолюбивыми растениями являются дрок красильный (Genists tinctoria), земляника лесная (Fragaria vesca), ракитник (Cytisus ruthenicus), фиалка собачья (Viola canina). Теневыносливые растения способны расти и развиваться в широком диапазоне условий освещённости — от сильного затенения до полного солнечного света, например, купена лекарственная ( Polygonatum officinale), ландыш (Convallaria majalis), пролеска (Scilla bifolia). Тенелюбивые растения-сциофиты не выносят прямого солнечного света. Это кислица (Oxalis acetocella), майник (Majanthemum bifolium), недотрога (Impatiensnoli-tangere), фиалка удивительная (Viola mirabilis), хвощ лесной (Equisetum silvaticum), хохлатки (Corydalis sp.), растущие в тенистых влажных лесах. Знание о свето- или тенелюбивых культивируемых растениях поможет избежать ошибок при размещении их на садово-огородном участке.

Индикаторы дефицита или избытка химических элементов в почве

Растениям для нормального роста и развития необходимы разнообразные питательные элементы, причём вреден как недостаток, так и избыток их в почве. Некоторые питательные элементы могут находиться в почве в достаточном количестве, но в недоступной для растений форме. При недостатке элементов питания у растений нарушается нормальный обмен веществ, что сопровождается изменением их внешнего вида. При недостаточном питании растения бывают низкорослыми, в некоторых случаях преждевременно цветут, плодоносят и стареют. У культурных растений симптомы дефицита элементов питания хорошо изучены. При появлении признаков недостаточности каких-либо элементов питания у растений-индикаторов необходимо провести подкормку недостающим элементом питания всех плодовых культур, растущих на участке.

Недостаток и избыток азота. Растение-индикатор недостатка азота — яблоня.

Незначительный дефицит азота в почве вызывает замедление роста, однако размеры листьев и плодов почти не отличаются от нормальных. Лучше развиваются корни, хуже — листья. Существенная нехватка азота прежде всего сказывается на уменьшении размера и изменении окраски листьев. Из-за уменьшения содержания хлорофилла утрачивается интенсивная зелёная окраска, листья становятся светло­зелёными, оранжевыми, красными или пурпурными. Они начинают постепенно желтеть — от основания побега и до верхушки. В первую очередь преждевременно желтеют более старые листья. Черешки листьев и их жилки приобретают красноватый оттенок. Угол наклона черешка к побегу становится острым, а листья мельчают. Побеги из-за накопления углеводов и антоцианов краснеют. Резко уменьшается число цветков и плодов. Плоды не достигают нормальных размеров, рано созревают и опадают.

У косточковых культур листья также постепенно желтеют. На них часто появляются красные и бурые некротические пятна, рост побегов ослабевает. Побеги коричнево-красные, короткие, тонкие, жёсткие, веретеновидные. Плоды мелкие, яркоокрашенные, вяжущего вкуса.

У ягодных культур листья также желтеют, уменьшаются в размерах. У земляники уменьшается количество усов, черешки листьев становятся хрупкими, ягоды мельчают.

При избыточном азотном питании листья крупные, тёмно-зелёные, плоды слабо окрашены, рано опадают, плохо хранятся. Рост вегетативных органов усиливается, что приводит к снижению зимостойкости и устойчивости к паразитарным заболеваниям.

Недостаток и избыток фосфора. Растение-индикатор недостатка фосфора — персик.

При недостатке фосфора для растений характерно нарушение репродуктивных процессов, выражающееся в задержке цветения и отсутствии роста. Листья и стебли приобретают бронзово-фиолетовую окраску.

У семечковых культур задерживается рост корней и побегов. Побеги короткие, тонкие, рост заканчивается рано. На концах побегов листья узкие, удлинённые. Угол отхождения листьев уменьшается. Старые нижние листья голубовато-зелёного тусклого цвета, иногда с бронзовым оттенком. В результате появления жёлто­зелёных и тёмно-зелёных участков листья становятся пятнистыми. Цветки редкие. Плоды сильно опадают.

У косточковых культур недостаток фосфора проявляется резче. Молодые листья вначале тёмно-зелёные. У них багровеют жилки, сначала снизу, затем сверху, особенно по краям и на черешках. Края листьев закручиваются книзу, у персика появляется крапчатая окраска. Молодые деревья персика могут погибнуть уже в год посадки. Плоды косточковых культур зеленоватого оттенка, с кислой мякотью.

У ягодных культур также уменьшается прирост, листья мельчают, становятся красновато-фиолетовыми. Засыхающие листья имеют тёмный, почти чёрный цвет. Весной задерживается распускание почек, осенью отмечается ранний листопад.

Недостаток калия. Растения-индикаторы недостатка калия — слива, персик и малина.

Растениям, страдающим от нехватки калия, присуще нарушение водного баланса, приводящее к засыханию верхушек и изгибанию краёв листьев.

Наиболее характерным признаком калийной недостаточности у семечковых культур является образование по краям листовой пластинки нижних листьев ободка засыхающей ткани: у яблони — серого, бурого или коричневого, у груши — чёрного цвета. При сильном калийном голодании «ожог» распространяется на всю листовую пластинку, и лист засыхает. Окраска листьев по краям изменяется от голубовато-зелёной до жёлтой, а потом становится серой, бурой или коричневой, в зависимости от сорта и условий погоды. Часто деревья растут нормально весной, а признаки голодания появляются летом. Яблоки созревают неравномерно, имеют бледную окраску. Осенний листопад задерживается.

У косточковых культур листья сначала тёмно-зелёные, затем по краям желтеют, а при отмирании становятся тёмно-коричневыми и бурыми. У персика наблюдается морщинистость или закручивание листьев. На них появляются ярко-жёлтые участки отмершей ткани, окружённые красно-бурой каймой. Со временем такие листья становятся дырчастыми.

У малины листья морщинистые и слегка закручены внутрь; общий цвет листвы кажется серым из-за сероватого оттенка нижней стороны листьев. Иногда появляются листья с рваными краями. У земляники по краям листьев отмечается красная кайма, которая потом буреет, а при избытке калия и одновременном недостатке магния у неё образуется серая гниль плодов.

Недостаток магния. Растения-индикаторы недостатка магния — чёрная смородина и яблоня.

Растения слабо растут, у старых листьев проявляется межжилковый хлороз.

Магниевое голодание у плодовых культур встречается часто, особенно у растущих на лёгких почвах. Обычно оно проявляется в первой половине лета на старых листьях. У одних сортов яблони листья между жилками желтеют, тогда как сами жилки остаются зелёными. Затем на этих участках, начиная с краёв, появляются бурые некротические пятна. У других сортов такие изменения происходят в середине лета, а края листьев остаются зелёными. У груши листья чернеют.

У вишни пожелтение листьев начинается в середине пластинки с обеих сторон от центральной жилки. Быстро развивается некроз, желтеет остальная часть листовой пластинки, и листья преждевременно осыпаются.

У ягодников магниевое голодание также проявляется в изменении окраски тканей листьев между жилками, они становятся жёлтыми, красными или пурпурными. При этом жилки листьев долго остаются зелёными. При сильной нехватке магния развивается некроз. У чёрной смородины края листьев загибаются книзу.

Недостаток железа — хлороз. Плодовые растения-индикаторы недостатка железа — груша, черешня и хеномелес. Травянистые растения-индикаторы — вьюнок, подорожник, одуванчик, тысячелистник.

Хлороз чаще всего вызывается недостатком или отсутствием в почве растворимых солей железа, а это явление нередко наблюдается на известковых почвах и связано с тем, что в щелочных почвах железо, даже если оно находится в достаточном количестве, для растений недоступно. Исправить положение можно внекорневыми подкормками, внесением хелатов. Так как хлороз проявляется на щелочных почвах, не следует вносить удобрения, способствующие её подщелачиванию, такие как нитратные азотные удобрения (натриевая, кальциевая и калийная селитры). Нужно применять подкисляющие удобрения, например, аммиачные азотные удобрения — соли аммония. Подкислить почву можно внесением коллоидной серы (из расчёта примерно 50-200 г на квадратный метр) или слабого раствора серной кислоты (10 мл на ведро воды; раствор кислоты следует приготавливать только в пластмассовых вёдрах, а не в оцинкованных).

Причинами хлороза могут быть также недостаточное питание; избыток влаги в почве; сильная засуха; повреждения от заморозков, токсическое воздействие вредных веществ; избыток марганца, меди, цинка; вирусные заболевания.

При незначительном недостатке железа на общем желтовато-зелёном фоне молодых листьев выделяется сетка зелёных жилок; при большом верхние листья белеют, утрачивают зелёный цвет и жилки, затем буреют кончики и края листьев. Наблюдается засыхание побегов и верхушек деревьев. Недостаток железа проявляется сначала на молодых, затем на старых листьях.

Недостаток марганца. Растения-индикаторы недостатка марганца — яблоня, вишня, малина.

При марганцевом голодании пожелтение начинается с краёв листа, распространяясь на всю листовую пластинку. Жилки при этом долго остаются зелёными, как и в случаях, вызванных нехваткой железа. Отличие в том, что при марганцевом голодании первыми страдают старые, а не молодые листья. Верхушечные листья быстро желтеют, причём в начальной стадии пятна довольно резко очерчены. Растения угнетены.

Богатство почв железом затрудняет марганцовое питание. Наоборот, на кислых почвах возможно отравление избытком марганца.

Недостаток бора. Растения-индикаторы недостатка бора — яблоня, вишня, земляника, сахарная свёкла.

Борное голодание наблюдается у растений на карбонатных и кислых почвах после их известкования. Верхние листья мелкие, скрученные, опадают раньше времени, что приводит к оголению верхушек деревьев. Побеги кустятся, образуя «ведьмины мётлы». Многие цветки из-за стерильности не способны образовать плоды. Наиболее характерным признаком нехватки бора является опробковение плодов, включая внутренние ткани. Плоды в таких случаях деформируются, покрываются пятнами бронзового оттенка и трещинами, мякоть приобретает горький привкус. Корни слабо ветвятся.

У сахарной свёклы отмирают центральные листья, гниёт сердцевина.

Недостаток меди. Растение-индикатор недостатка меди — яблоня.

Признаки недостатка меди чаще проявляются у культур, произрастающих на торфяных почвах, реже на кислых песчаных. Их проявление может усиливаться в засуху и жаркую погоду.

Верхушечные листья, начиная с краёв, буреют, деформируются и опадают. Рост растений замедляется. Кора побегов трескается, на ней появляются вздутия, а сами побеги усыхают. При остром голодании рано прекращается деятельность верхушечных точек роста, наступает несвойственное растению образование боковых почек и новых побегов, деревья приобретают кустовидную форму. Верхушки побегов усыхают, у молодых листьев отмечается хлороз.

Недостаток цинка. Растение-индикатор недостатка цинка — яблоня.

Недостаток цинка особенно проявляется у растений на известковых почвах, а также при избыточном внесении азотных удобрений и навоза. Уже весной наблюдается хлоротичность листьев. У семечковых культур появляются мелкие пятна в середине листовой пластинки, у косточковых культур обычно желтеет вся ткань между жилками. Характерным признаком недостатка цинка является развитие розеточности, когда на укороченных побегах образуются мелкие, узкие листья, собранные в розетки. Меняются форма и окраска плодов.

Недостаток кальция. Растение-индикатор недостатка кальция — яблоня.

Недостаток кальция проявляется на кислых почвах и сказывается прежде всего на верхних частях растений. Недостаток кальция может быть вызван усиленным внесением калийных и магниевых удобрений, особенно на песчаных почвах. В переизвесткованных или сильнокарбонатных почвах возможен избыток кальция, но обычно он связан с одновременным недостатком калия, магния, марганца, бора. Увеличив дозу этих элементов, можно снизить отрицательное действие избытка кальция.

Недостаток кальция приводит к нарушению роста, связанного с делением клеток. У плодовых культур при нехватке кальция приостанавливается рост побегов, края листьев загибаются книзу. При значительном недостатке кальция сначала отмирают ткани верхних листьев, затем усыхают верхушки побегов. Наблюдается отмирание кончиков корней.

Недостаток серы. Растение-индикатор недостатка серы — яблоня.

При недостатке серы молодые листья приобретают жёлтый цвет с оранжевым и красноватым оттенком, как при азотном голодании. Стебли и ветви грубеют, рост замедляется.

На практике часто наблюдается недостаток не одного, а нескольких элементов питания. При одновременном дефиците фосфора и калия растения не обнаруживают особых признаков голодания, но плохо растут. При недостатке азота и фосфора листья приобретают светло-зелёную окраску, растут под острым углом к побегу, становятся жёсткими. При недостатке трёх важнейших элементов — азота, фосфора и калия — растения слабо растут и плохо плодоносят.

Растения на почвах с повышенным содержанием тех или иных элементов накапливают их в своих тканях. Поедание таких растений животными способно вызвать у них ряд заболеваний и даже привести к гибели.

Индикаторы месторождений полезных ископаемых

Накопление минеральных веществ в органах растений можно использовать для того, чтобы путём листового анализа — изучения золы листьев — выявить нехватку или избыток определённых элементов. Растения таким образом могут служить индикаторами содержания питательных веществ в почве, а также возможного наличия рудных месторождений.

На засолённых и содержащих соду почвах, в гипсовых впадинах, на почвах с повышенным содержанием тяжёлых металлов и на отвалах пустой породы после промышленных разработок минеральные вещества могут оказывать на окружающую среду токсическое воздействие. Только немногие растения приспособлены к таким почвам. Некоторые из них способны накапливать ионы тяжёлых металлов и пригодны для индикации таких почв.

Ярутка (Thlaspi alpestre) встречается на почвах, содержащих цинк и кадмий. Она способна без вреда для себя накапливать в листьях эти металлы в количествах, в сотни и тысячи раз больших, чем на почвах с нормальным содержанием цинка и кадмия, соответственно, 25 г и 170 мг на 1 кг сухого вещества. Отмечена способность бобовых растений — астрагала (Astragalus sp.), донника (Melilotus sp.), клевера (Trifolium sp.) — накапливать много молибдена. Минуартия (Minuartia verna) из семейства гвоздичных индицирует свинец и медь, а букашник (Jasione montana) из семейства колокольчиковых — мышьяк. В местообитаниях, содержащих много свинца, произрастают злаки: овсяница овечья (Festuca ovina) и полевица тонкая (Agrostis tenuis); на цинковых почвах — особые виды фиалки (Viola calaminaria), ярутки (Thlaspica laminare) и смолёвки (Silene sp.). Полынь холодная (Artemisia frigida) помогает найти вольфрам; гладиолус (Gladiolus sp.), качим (Gypsophila patrini), смолёвка обыкновенная (Silene vulgaris) — медь. На серпентиновых почвах (богатых Cr, Ni, Mg) встречаются папоротник костенец клиновидный (Asplenium cuneifolium), армерия приморская (Armeria maritima), бурачок Бертолона (Alyssum bertolonii), кипарис Сарджента (Cupressus sargentii) и другие растения.

Кладоискатели используют способность представителей флоры обнаруживать драгоценные металлы. Имеются растения, указывающие на присутствие в почве золота, серебра, платины. В шишках пихты (Abies alba) и сосны (Pinus silvestris), растущих на почвах с содержанием золота 0,00002%, его концентрация возрастает в пятьдесят раз. Ещё более страстной любительницей золота оказалась кукуруза (Zea mais), не зря прозванная королевой полей. Из тонны золы кукурузных отходов можно извлечь до 60 г золота. Не менее активным накопителем золота оказался и неприметный хвощ (Equisetum sp.). Залежи серебряных руд в американском штате Монтана были открыты благодаря эриогонуму (Eriogonum ovalifolium).

В наш атомный век открыта способность растений указывать месторождения урана. У сосен и можжевельников, растущих над залежами урана, в надземных органах отмечается повышенная концентрация этого элемента. Если в золе листьев содержание урана составит 2 части на миллион, то данное месторождение можно считать пригодным для промышленной разработки. Астрагал двухбороздчатый (Astragalus bisulcatus) и другие виды астрагала могут быть индикаторами селена, а так как селен часто сопутствует урановым рудам, то эти растения также полезны при поиске урановых месторождений. Селен сам по себе является редким химическим элементом, на который имеется повышенный спрос в разных отраслях промышленности. Благодаря астрагалам, накапливающим его в своих тканях, организовать добычу селена можно не путём строительства рудников, а сбором растений с последующим выделением ценного металла из зольного остатка после сжигания растительной массы. Там, где уран встречается вместе с серой, полезными индикаторами могут быть накапливающие серу представители семейств крестоцветных (Brassicaceae) и лилейных (Liliaceae). У растений иван-чая (Chamaenerium angustifolium), растущих над урановыми месторождениями, розовые в норме лепестки становятся белыми. Под влиянием радиоактивного излучения белеют и зеленеют синие плоды голубики (Vaccinium aliginosum).

Нефть называют кровью промышленности, и человечество неустанно ищет всё новые и новые её месторождения. Среди множества органических веществ, входящих в состав нефти, имеются соединения, стимулирующие рост растений. Поэтому в нефтеносных местообитаниях некоторые растения выделяются необычайно буйным ростом. Это взморник, или зостера малая (Zostera noltii), достигающая в нефтеносных районах каспийских вод метровой длины, при обычном размере 10-40 см, или петросимония (Petrosimonia triandra), буйно разрастающаяся на битуминозных почвах.

Индикаторы грунтовых вод

Ботаники по нарастающей требовательности к водному режиму выделяют следующие группы растений: ксерофиты, мезофиты и гигрофиты. Первые встречаются в сухих местообитаниях, способны переживать продолжительные периоды сухости почвы и воздуха. Вторые приспособлены к жизни в условиях умеренного (достаточного) увлажения. Третьи растут во влажных местообитаниях, с большим количеством осадков и постоянно высокой влажностью воздуха. Ввиду многообразия природных условий выделяют также промежуточные (переходные) группы: ксеромезофиты и мезогигрофиты.

Донник белый (Melilotus albus), ковыль (Stipa sp.), кошачья лапка (Antennaria dioica), незабудка мелкоцветковая (Myosotis micrantha), очиток едкий (Sedum acre), песчанка узколистная (Arenaria stenophylla), тимьян ползучий (Thymus serpyllum), цикорий обыкновенный (Cichorium intybus), чистец пушистый (Stachys pubescens), ястребинка волосистая (Hieracium pilosella) указывают на сухость почв.

Индикаторами повышенной влажности являются белокрыльник (Calla palustris), водяной перец (Polygonum hydropiper), дербенник, или плакун-трава (Lythrum salicaha), калужница (Caltha palustris), лабазник вязолистный (Filipendula ulmaria), лютик ползучий (Ranunculus repens), незабудка болотная (Myosituspalustris), осоки береговая и топяная (Carexriparia, Carexlimosa), рогоз узколистный (Typha angustifolia), сабельник (Comarum palustre), селезёночник (Chrysosplenium alternifolium), тростник обыкновенный (Phragmites communis), чистец болотный (Stachys palustris).

Важно знать не только степень влажности почвы, но и глубину залегания почвенных вод, в чём нам помогут растения-индикаторы. Глубину залегания грунтовых вод можно определить, ориентируясь на данные, приведённые в таблице 3. Для плодовых деревьев требуется, чтобы грунтовые воды залегали не ближе 1,5-2 м от поверхности. Поэтому если на вашем участке буйно растёт осока, то без устройства искусственного дренажа здесь не стоит выращивать ни плодовые деревья, ни ягодные кустарники.

В регионах с недостаточным увлажнением вода является жизненной необходимостью. И не просто вода, а вода, пригодная для питья и земледелия. В пустынях имеются свои растения-индикаторы, позволяющие определить наличие подземных запасов воды, глубину её залегания, её качество и степень минерализации (таблица 4).

Таким образом, благодаря растениям-индикаторам можно без применения дорогостоящих технологий определить:

— состав почв;

— содержание в почве питательных веществ, т.е. степень её плодородия;

— наличие месторождений полезных ископаемых;

— глубину залегания грунтовых вод, степень их минерализации и пригодность для хозяйственно-бытовых нужд и полива.