Меню

Экологические особенности растений засоленных почв

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Галофиты

Галофиты — растения засоленных почв.[ . ]

ГАЛОФИТЫ — растения, приспособленные к обитанию на засоленных почвах. Они способны накапливать большие количества солей, что не причиняет им вреда.[ . ]

Галофиты растения, произрастающие на почвах с высоким содержанием солей — солончаках, солонцах.[ . ]

ГАЛОФИТЫ — растения, приспособленные к обитанию на засоленных почвах (сухие степи, пустыни, морские побережья). Они способны накапливать в своих органах большие количества солей, это в основном безлистные кустарнички и травы (солянки, полыни и др.), Для большинства из них характерно высокое внутриклеточной осмотическое давление. Эти растения способны регулировать содержание солей в своих тканях путем их выделения или накапливания солей в листьях или в побегах (тамариск, галофильные злаки, мангровые растения). Наиболее интересным представителем является черный саксаул — безлистное, не дающее тени (как и белый саксаул) дерево, которое довольствуется солоноватыми и даже солеными водами. Он их усваивает за счет высокой всасывающей силы (летом осмотическое давление достигает 100 атм.) корней, которые имеют длину до 20-25 м (Попов, 1991). Однако летом черный саксаул сбрасывает ветви и тем самым избавляется от избытка солей. В итоге под его кроной образуются микросолончаки, на которых не могут расти даже солянки, но эта тонкая корочка солей способствует уменьшению испарения с поверхности почвы.[ . ]

Настоящие галофиты накапливают в тканях до 10 % солей (солянки). Это ведет к увеличению осмотического давления клеточного сока, что повышает возможность извлечения воды из засоленных почв, в которых осмотическое давление водного раствора также повышено. Такое свойство — важное приспособление водного обмена в условиях засоленных почв; оно встречается и у других видов, обитающих в сходных условиях. У некоторых из них повышение сосущей силы корней достигается увеличением концентрации в клетках органических веществ, в первую очередь углеводов (например, полыни). В результате они эффективно сосут воду из почвы, а избыток солей не наносит им вреда из-за того, что цитоплазма таких видов плохо проницаема для электролитов.[ . ]

В отличие от галофитов растения, произрастающие не на засоленных почвах, называют гликофитами. Галофиты имеют высокое осмотическое давление, позволяющее им использовать почвенные растворы, так как сосущая сила корней превосходит сосущую силу почвенного раствора. Некоторые галофиты выделяют излишки солей через листья или накапливают их в своем организме. Поэтому иногда их используют для получения соды и поташа.[ . ]

Вторая группа галофитов отличается тем, что соли поглощаются корнями, по не накапливаются в клеточном соке. Поглощенные соли выделяются через специальные поры, имеющиеся на всех надземных органах, благодаря чему листья этих растений обычно покрыты сплошным слоем солей. Растеппя данпой группы характеризуются очень высокой интенсивностью фотосинтеза, что создает у них высокую концентрацию клеточного сока. Эта особенпость позволяет им поглощать воду из засоленных почв. Вместе с тем протоплазма их неустойчива и легко повреждается солями. К таким растениям относятся такие кустарники, как тамарикс, лох и др.[ . ]

Третья группа галофитов характеризуется тем, что цитоплазма клеток корня малопропицаеыа для солей, поэтому они пе поступают в растение. Высокое осмотическое давление в клетках растений этой группы создается за счет большой интенсивности фотосинтеза и накопления растворимых углеводов.[ . ]

Исследователи галофитов неоднократно описывали внешние признаки процесса выделения солей растениями.[ . ]

Это касается не только галофитов, но и жизненных форм растений относительно влаги (гигрофиты, ксерофиты и т. д.), по которым можно оценить влияние этих условий на пастбищный потенциал. Широко известно применение геоботанических методов для поисков полезных ископаемых по растениям-индикаторам, которые способны накапливать в себе химические элементы полезного ископаемого и т. п.[ . ]

Все приспособительные особенности галофитов, хотя и заложены в их наследственной основе, проявляются в процессе их роста па засоленных почвах (А. А. Шахов). Из культурных растений известной способностью приспособления к засолению обладают хлопчатник и частично, сахарпая свекла. Солеустойчивость растений можно повысить, применив прием закаливания (П. А. Гепкель). Для этого набухшие семена различных растепий выдерживают в течение часа е 3%-ном растворе хлористого натрия, после чего промывают водой и высевают. Растения, выросшие из таких семяп, характеризуются более низкой интенсивностью обмена, по являются более устойчивыми к аасолепию.[ . ]

Для роста некоторых растений засоленных почв галофитов) оказывается полезным натрий. Благоприятное влияние оказывает натрий на рост сахарной свеклы и сине-зеленых водорослей.[ . ]

По другим признакам среди растений выделяют такие группы как галофиты (растения засоленных почв), нитрофилы (растения, предпочитающие почвы, богатые азотом), литофиты, или петрофиты (растения каменистых почв), псаммофиты (растения песков).[ . ]

Растительность солончаков бедна, но своеобразна. Здесь могут расти только галофиты — виды, приспособленные к засоленным почвам, многие из которых являются суккулентами, обладающими сочными, мясистыми стеблем и листьями. Чаще всего здесь растут солянки (Salsola), солерос (Saticornia herbacea), сарсазан (Holoc-neum strobilaceum), сведа (Suaeda).[ . ]

К первой группе относят растепия, протоплазма которых устойчива к накоплению большого количества солей. Галофиты этого типа растут на наиболее засоленных почвах (солерос). Исследования, проведенные советским ботаником Б. А. Келлером, показали, что галофиты этой группы настолько приспособлены к произрастанию ца засоленных почвах, что при нормальном содержашш солей добавление хлористого натрия оказывает благоприятное влияние па их рост. Клетки растепий этой группы характеризуются высоким осмотическим давлением, благодаря чему они могут добывать воду из засоленной почвы. Так, некоторые солянки накапливают до 7% солей от массы клеточпого сока. Одиовременно протоплазма этих растений обладает большой гидрофильностыо, высоким содержанием белка. Она высокоустойчива к накоплению солей.[ . ]

Читайте также:  Значение кислорода углекислого газа в жизни растений

Многие представители самого обширного в семействе рода парнолистник, насчитывающего около 100 видов, являются галофитами. Они населяют солончаки главным образом Азии, Африки и Австралии. Этот кустарник обладает небольшими мясистыми листьями и развивает мощный стержневой корень, который проникает до влажных горизонтов почвы.[ . ]

Растительность, участвующая в формировании лугово-каштановых почв, представлена лугово-степными группировками с участием галофитов.[ . ]

Организмы, по которым можно определить тот тип физической среды, где они росли и развивались, являются индикаторами среды. Например, таковыми могут быть галофиты. Адаптируясь к засолению, они приобретают определенные морфологические признаки, по которым можно определить, что данная почва засолена, и даже примерную степень засоления.[ . ]

Луговые солончаки развиваются также при близком уровне грунтовых вод, но более слабоминерализованиых. На них хорошо произрастает луговая растительность с галофитами. В почвах ясно проявляются дерновый и солончаковый процессы.[ . ]

Среди них есть болотные и водные растения, галофиты и ксерофиты. Стебли меластомовых часто 4-угольные в поперечном сечении; листья супротивные, обычно крест-накрест расположенные, редко мутовчатые. Они часто крупные, кожистые или мясистые, разнообразные но форме, цельные, пильчатые или зубчатые rio краю, нередко покрыты, как и другие части растения, чешуями, разнообразными волосками, щетинками или сосочками, лишены прилистников. Часто листья очень красиво окрашены, нередко пестрые, с пятнами или точками. Они снабжены 3—9(11) рельефно выступающими продольными жилками, дуговидно восходящими от основания листа к верхушке; они соединяются друг с другом и с главной жилкой многочисленными поперечными, часто почти параллельными жилочками, редко листья перистонервпые.[ . ]

Особую группу растений составляют принадлежащие к разным семействам виды, приспособленные к обитанию на почвах с высоким содержанием растворимых солей, солончаках, так называемые галофиты. Одни из них активно возвращают в почву избыточные соли корневой системой, другие выделяют их листьями. Во всех случаях работа механизмов выведения солей требует больших энергетических затрат, поэтому галофиты отличаются медленным ростом и накоплением биомассы, а экосистемы засоленных земель — низкой продуктивностью.[ . ]

Флора и фауна засоленных почв очень специфичны. Растения здесь весьма устойчивы не только к концентрации, но и к составу солей, но разные растения приспособлены по-разному. Один из галофитов так и называется — солерос и может выдерживать концентрацию солей свыше 20%. В то же время дождевые черви даже при невысокой степени засоления длительный срок выдержать его не могут. Засоление почв приводит к . падению урожайности сельхозкультур.[ . ]

Соленые озера занимают наибольшую площадь-около 21 кв. км. Для них характерны глубокие крутосклонные котловины, плотное супесчаное ложе и многочисленные выклинивания пресных грунтовых вод. Встречаются также лебедовые сообщества (Halimione verrucifera) и бескильницевые луга (Puccinellia tenuifolia, P. hauptiana). На первой террасе распространены различные луговые сообщества с доминированием Hordeum brevisu bu latum Elytrigia repens, Calam-agrostis epigeios, Leymus angustus. Для второй террасы характерны тырсово-типчаковые (Festuca valesiaca, Stipa capillata) ассоциации с обилием Pseudosophora a lop ecu roi des и Stipa pennata. На крутых склонах котловин отмечены пустынные галофитные полукустарнички (Atriplex cana, Limonium suffruticosum).[ . ]

При этом по виду поглощаемого элемента различают следующие группы организмов-концентраторов: водородисто-кис-лородные, углеводородные, азотные и натриевые, серные и кальциевые, магниевые и алюминивые, железистые и т.п. Так, например, водоросли концентрируют в себе йод, картофель и подсолнечник — калий, бобовые — кальций, галофиты — натрий и хлор и т.п.[ . ]

Классический пример земноводных ландшафтов составляют мангровые леса, развитые по низменным побережьям тропических морей. Почвой в них служит голубовато-черный ил, обедненный кислородом, и для большей устойчивости, а также для получения кислорода из воздуха у многих деревьев развиты ходульные и дыхательные корни, обнажающиеся во время отлива- Располагаясь в соленой воде, мангровые растения являются галофитами (приспособленными к произрастанию на засоленной почве) с ясно выраженным ксероморфным строением.[ . ]

Другой путь воздействия промышленных загрязнений на фитоценозы — это образование техногенных солончаков, характерных для промышленных предприятий самого разного профиля [Шилова, Капелькина, 1988; Капелькина, 1953; Kaleta, 1980]. Причем их развитию в районе исследования способствует непромывной и выпотной гидротермический режим почв и их тяжелый механический состав [Глазовекая и др. , 1983]. Это подтверждается формированием на промплошадках сообществ с доминированием и участием галофитов и мегатрофов союзов Agropyro-Ramicion crispi и Scirpion maritimi (Puccinellia distans, Chenopodium glaucum, Atriplex prostrata, Bolboschoenus maritimus).[ . ]

Читайте также:  Системные фунгициды для растений названия

Определение величины осмотического давления умеет большое значение, в частности, для экологических исследований. В известной мере величипа осмотического давления позволяет судить о способности растения поглощать воду из почвы и удерживать ее, несмотря на иссушающее действие атмосферы. В 1 л сока этого растешш содержится 67,33 г хлоридов. У большинства растений средней полосы осмотическое давление колеблется от 0,5 до 3 МПа. Вместе с тем необходимо отметить, что факторы, действующие на измепепие осмотического давления, чрезвычайно разнообразии. Даже соседпие, рядом расположенные клетки могут отличаться но величине осмотического давления. Обычно величина осмотического давления больше у мелких клеток по сравнению с крупными. Установлены определенные градиенты осмотического давлеиия в пределах одной ткани. Так, в ткапих стебля осмотическое давление возрастает от периферии к центру и от осиовапия к верхушке. В корне осмотическое давление, наоборот, постепенно сшнкается от основания к верхушке.[ . ]

Следует отказаться от посадки деревьев в непосредственной близости от проезжей части дорог и тротуаров. В рядах деревьев можно использовать наиболее устойчивые виды лип — широколистную и голландскую, с аккуратной густой кроной, крупной листвой, более длительным, чем у мелколистной, периодом вегетации. Для задернения и окультуривания обочин дорог перспективным является использование посевов устойчивых видов многолетних газонных трав (культурного вида райграса пастбищного и дикорастущего галофита бескильницы тончайшей), которые показывают повышенную солеустойчивость. Высокую чувствительность к действию солей обнаружили полевица белая, мятлик луговой и овсяница красная, традиционно используемые для составления газонных травосмесей.[ . ]

Особенно интересны приспособительные механизмы избавления от избытка солей у галофитных растений северной части Сахары. Некоторые виды тамариска имеют специальные железы, способные выводить избыточные соли из организмы. Поэтому если потрясти ветки растения, то с них посыплется соленая пыль. Отдельные виды лебеды (из сем. маревых) выводят соли с помощью соленакапливающих пузырей, в которых концентрация солей намного выше, чем в клетках растения. И наконец, существует еще один механизм, посредством которого галофиты регулируют содержание в них солей, а именно, сбрасывание листьев после того, как в них накопится нежелательное количество солей.[ . ]

Адаптация растений к таким экстремальным условиям в процессе длительной эволюции сформировала самые разные экологические приспособления. Это, прежде всего, господство ксерофитов, могущих экономно расходовать влагу при активной сосущей способности корней, проникающих на значительную глубину (верблюжья колючка, джузгун, черный саксаул и др.). В песчаных пустынях доминируют псаммофиты, имеющие приспособления против засыпания их песком. В пустынях широко развиты засоленные типы почв, на которых могут существовать лишь галофиты (солянки, сарсазан, солерос, лебеда, тамариск, белый саксаул и др.). Так, некоторые виды галофитов (тамариск) в Сахаре на фотосинтезирующих органах имеют специальные железы, выводящие избыток солей, у других — происходит сбрасывание соленасыщенных органов. Во всех пустынях земного шара преобладающими видами растений являются представители таких семейств, как маревые, сложноцветные, крестоцветные, бобовые, гречишные, парнолистниковые и др. Так, флора Сахары насчитывает примерно 1200 видов, песчаных пустынь Турана — 536, Кызылкумов — 533, Южного Устюрта — 259 видов и т. д.[ . ]

На рис. 16.14, £ представлена вертикальная поясность распределения в зависимости от высоты над уровнем моря некоторых видов растений. Они поселяются на определенной отметке в зависимости от устойчивости к затоплению солоноватыми водами во время приливов. Так как наибольшая высота здесь соответствует и наиболее удаленному от моря участку суши, и самой поздней стадии сукцессии, по рис. 16.14, Б можно судить и о горизонтальном распределении видов, и о временной последовательности их участия в этой сукцессии. Ближе всего к уровню моря располагаются пионеры заселения солоноватоводных илистых отмелей — камыш (Багриз) и полевица (Agrostis). Они встречаются по всему маршу, доходя до границы произрастания дуба (фиегси5), т. е. в эстуарии Фала до 2,26 м над уровнем моря. Зона распространения двух облигатных галофитов (РисапеШа и Тг1д1осЫп) местами фактически заходит за нижнюю границу затопляемых в прилив зарослей ивы, ольхи и дуба. Разница в высоте над уровнем моря между маршем и лесом может составлять всего 0,2 м.[ . ]

Источник

Занятие 28 «Экологические группы растений по отношению к разным свойствам почв»

Кинопособие содержит методический аппарат, обеспечивающий помощь учите­лю на всех этапах проведения уроков.

Вы знаете, что почва — очень сложное природное образование. Слоем толщиной от 2 см до 2 м она почти сплошь покрывает су­шу нашей планеты. Процесс почвообразования очень длитель­ный. Он проходил на Земле миллионы лет, везде продолжается и сейчас. Новые почвы образуются в настоящее время, например, на сыпучих песках, щебнистых россыпях, на вулканическом пепле.

Тип учебного занятия; изучения и первичного закрепления новых знаний

Дидактическая цель; создать условия для осознания и осмысления блока новой учебной информации.

Читайте также:  Борьба с болезнями растений сывороткой

Формы проведения занятия; лекция, учебный фильм

Азотные, калийные и фосфорные соли, нитраты. Сыпучие пески. Солончаковые почвы. Поваренная соль.

Азотное голодание. Азотолюбы. Солончак. Солевыносливые растения. Солеустойчивые растения. Растения-соленакопители. Солевыводящие растения.

Вопросы для обсуждения

Чем определяется богатство почв?

Какие растения называют азото- любами?

На каких почвах растения испы­тывают азотное голодание и почему?

Где встречаются засоленные поч­вы? Каковы причины их засоления?

Каковы особенности солевынос­ливых растений?

Чем отличаются растения-солена- копители от солевыводящих?

Растения бедных и богатых почв

Различают почвы бедные (сероземы в пустынях, тундровые почвы), средние (подзолистые почвы) и богатые (черноземы, се­рые лесные почвы, луговые почвы в поймах рек). Чем же опреде­ляют богатство почв? В первую очередь содержанием в них гу­муса и солей, необходимых растениям. Вам известно, что самые необходимые соли для растений — это азотные, фосфорные и калийные.

Растения богатых почв. Растения, развивающиеся на почвах, очень богатых соединениями азота, называют азотолюбами. Они обычно дают высокие побеги с крупными темно-зелеными листь­ями, например крапива двудомная, сурепка обыкновенная, мали­на, чистотел большой, таволга вязолистная, лопух паутинистый и многие другие растения (рис.1). Азотолюбы накапливают в теле много нитратов.

Рис. 1. Растения-азотолюбы: 1 — крапива двудомная, 2 — лопух паутинистый 3 — таволга вязолистная

Растения бедных почв. Бедными почвами являются песчаные, пустынные сероземы, тундровые почвы. Они содержат мало гуму­са и минеральных солей, особенно нитратов. Если растениям не хватает нужных солей, говорят о том, что они голодают. Особен­но часто растения испытывают азотное голодание, при котором образуется меньше хлорофилла, растение становится бледным, медленнее растет, побеги и листья значительно мельче

Азотное голодание испытывают растения (водяника, голубика, карликовая березка и др.) в тундрах (рис.2). В почвах накапли­вается много органических остатков. Если нет условий для их раз­ложения микроорганизмами (холодно, мало кислорода, так как почвы насыщены водой, а в почвенном растворе содержатся веще­ства, угнетающие бактерий), образуется торф. Азотных солей в нем очень мало.

Рис. 2. Тундровые растения: 1 — карликовая березка, 2 — водяника, 3 — куропаточья трава

Растения засоленных почв

Засоленные почвы. Примерно четвертая часть поверхности су­ши имеет засоленные почвы. Много засоленных земель в пустынях, полупустынях, в степях, а также на морских и океанических побережьях. Причины засоления разные.

В засушливых местах, где выпадает мало осадков, соли остают­ся в верхних слоях почвы, так как слабо вымываются дождевой водой. Почвы морских побережий во время прилива пропитывает соленая морская вода. Соленые брызги прибоя, постоянно оседая на прибрежной полосе, тоже засоляют почву. Избыток солей в почве вреден для растений. Во-первых, из засоленной почвы рас­тениям труднее всасывать воду. Во-вторых, поглощая из почвы много солей, растения могут отравиться и погибнуть. Особенно вредны для растений поваренная соль и сода.

В степях и пустынях встречаются солончаки. Это участки су­ши, расположенные в небольших понижениях рельефа, здесь за­соленные грунтовые воды подходят близко к поверхности. Вода испаряется, а соли накапливаются в почве. На поверхности солон­чака они образуют белый налет. Ветер может поднимать соли с со­лончаков в воздух, засоляя соседние земли.

Солевыносливые, или солеустойчивые, растения. На солон­чаках могут жить немногие растения. Эти растения называют со­леустойчивыми, или солевыносливыми. Название некоторых из них связано со словом “соль”: солерос, солянки, соляноколосник. Растет там и поташник. Поташ — название одной из солей. Все это травы или невысокие кустарнички. Солеустойчивы также не­которые деревья (черный саксаул) и кустарники (гребенщик).

Рассмотрим, как приспособлены солевыносливые растения к жизни на солончаках. Выделяют две группы: растения-соленакопители и солевыводящие растения.

Растения-соленакопители. Растение может всосать воду из за­соленной почвы, если содержит в своем теле много солей. Погло­щая и накапливая их в большом количестве, эти растения не от­равляются. Вода достается им с большим трудом, поэтому очень экономно расходуется. У многих видов солянок листья мелкие, а у солероса превратились в маленькие чешуйки, плотно прилегаю­щие к стеблю (рис. 3). Фотосинтез происходит в основном в стеб­ле. Зеленые стебли имеют водозапасающую ткань, поэтому они сочные, как у пустынных суккулентов, но не такие толстые

Солевыводящие растения. Растения этой группы не накапли­вают много солей, хотя и поглощают их довольно много. Капельки соляных растворов выходят через особые железки на листь­ях. Вода высыхает, а на листь­ях остается налет солей. Они осыпаются, их сдувает ветер или смывает дождь. Так расте­ние освобождается от лишних солей. К солевыводящим расте­ниям принадлежат травы: франкения, кермек, гониолимон и кустарники — гребенщик и лох.

Солевыносливые растения лучше растут на почвах, хотя бы немного засоленных, чем на незаселенных.

Рис. 3. Солевыносливые растения:

1— гониолимон татарский

2— солерос: а — общий вид растения,

б. участок побега с чешуевидными листьями

Источники информации: А.М. Былова, Н.И. Шорина, 1999 (209стр.)

Источник