Меню

Экологическое значение почвы для растений

Основные свойства почвы и их экологическое значение

Возраст почвы. Возраст почвы можно рассматривать как особый экологический фактор. С течением времени меняются ее свой- пва: вымываются карбонаты, накапливаются органические веществ, щелочная реакция может смениться на кислую.

Почвы на Земле имеют разный возраст. Древние латеритные почвы находятся в тропиках. В них почвообразованием затронуты слои в несколько метров. В дождевых тропических лесах за долгое время существования биогены перешли в биомассу, которая при отмирании быстро минерализуется и вновь вовлекается в цикл производства органики. Поэтому под этими богатейшими лесами почвы содержат мало элементов минерального питания. В горных системах распространены почвы молодые: постоянные процессы смыва и переотложения ведут к их обновлению. Молодые почвы формируются у подножия ледников, в речных долинах, на зарастающих промышленных отвалах.

Результаты определения абсолютного возраста почв радиоуглеродным методом на Русской равнине, в Западной Сибири, Северной Америке и Западной Европе показали, что время образования профиля современных почв составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч лет (Г. В. Добровольский, 1989). Многие из них сформировались на отложениях плейстоцена, в течение которого в результате мощной тектонической деятельности значительно увеличились площадь суши и ее абсолютные высоты, а неоднократные похолодания (ледниковые периоды) привели к распространению в этих регионах холодостойких и засухоустойчивых растений. На слабо сформированных почвах складывались откры тые фитоценозы и светолюбивые растения могли тогда далеко мигрировать на те территории, куда их не пустили бы в другое время сомкнутые сообщества.

Почвенный режим как экологический фактор. Ряд параметров, характеризующих почву, переменчив, поэтому для экологии растений необходимы данные о режимах их изменения. Водный режим характеризуется большой изменчивостью (см. разд. 8.2.2). Особенно резко она выражена в аридных областях. Помимо собственно содержания воды, для растений важно, что с почвенной влагой связано их минеральное питание. Вода в почве — это всегда почвенный раствор, в котором находятся необходимые им минеральные вещества. Растения приспособились к перемене водного режима своих местообитаний. В экологических шкалах для характеристики резко переменного водного режима введены специальные обозначения и можно выделить растения, индицирующие переменный водный режим (полевица белая — Agrostis alba, горец земноводный — Polygonum amphibium и др.).

Тепловой режим почвы в основном определяется климатом, но важную роль в его формировании играет еще рельеф, в частности экспозиция склона. Тепловой режим почвы обусловливает многие физиологические и анатомо-морфологические адаптации растений, включая корневые системы, а также влияет на структуру растительного покрова в целом.

Воздушный режим почвы в основном зависит от ее водного режима. Повышенное увлажнение почвы часто связано с недостатком в ней воздуха (см. разд. 9.1). При затоплении или заболачивании почвенный воздух вытесняется водой, а кислород диффундирует в ней значительно медленнее, чем в газовой среде. В торфяно-болотных почвах количество кислорода составляет менее 1 %, а ниже уровня грунтовых вод падает до нуля (Т. В. Чиркова, 2002). Периодическую гипоксию испытывают растения многих почв гумидных областей. Иссушение же почвы, обеспечивая ее аэрацию, связано с опасной для растений почвенной засухой.

Гранулометрический состав почвы как экологический фактор. Гранулометрический (механический) состав почвы — следствие процессов выветривания и дальнейшей биологической переработки материнской породы. Он характеризуется процентным соотношением минеральных частиц разного размера: от крупных обломков горной породы до коллоидов размером в сотые доли микрона. Промежуточные по размеру образования, формирующие почвы, — гравий и хрящ (более 3 мм), песок (0,05 — 3 мм), глинистые частицы (мельче 0,01мм), пылеватые частицы и ил (менее 0,001 мм). В зависимости от соотношения этих фракций различают песча ные, супесчаные, суглинистые и другие типы почв. Гранулометрический состав во многом обусловливает физические свойства почвы. От него зависит ее плотность (и возможность проникновения корней), порозность и связанные с ней водо- и воздухопроницаемость, водоподъемность, гигроскопичность, поглотительная способность и др.

Гранулометрический состав почвы существенно влияет на ее тепловой и водный режимы. Во влажном прохладном климате глинистые почвы считаются «холодными и тяжелыми», так как они более теплопроводны и медленно прогреваются. Песчаные же почвы — «легкие и сухие». В области многолетней мерзлоты они летом протаивают быстрее и глубже. Но сильное нагревание их поверхности днем связано с резкими суточными колебаниями температуры. В глинистых почвах составляющие их мелкие частицы плотно «упакованы», для них характерна большая сила молекулярного сцепления и водоудерживающая способность, часто делающая воду недоступной для растений. Эти почвы менее водопроницаемы и слабо аэрируемы, в них могут создаваться анаэробные условия с накоплением диоксида углерода, сероводорода, метана и др. Хорошо выраженный капиллярный подъем воды

вызывает пересыхание глинистых почв на большую глубину. В песчаных же почвах капиллярное поднятие влаги ограничено, водоудерживающая сила мала, а за счет промывания и слабого поглощения пески обеднены минеральными солями.

В аридных зонах песчаные почвы влажнее глинистых, так как они просыхают на меньшую глубину, и в некоторых случаях в них образуется горизонт с конденсационной влагой. В результате растительность песчаных пустынь оказывается намного богаче пустынь глинистых. А каменистые почвы промачиваются еще лучше, удерживая влагу на глубине. Но на каменистых осыпях и скалах создаются жесткие тепловые, водные и ветровые условия в сочетании с недостатком минерального питания. Растения там приспособились закрепляться в щелях и трещинах, прижиматься к камням. Это растения-литофиты (от греч. lithos — камень), отличающиеся карликовостью, ползучим искривленным ростом и цепкой корневой системой (рис. 10.1).

Виды, приспособившиеся к жизни на песках, называются псаммофитами (от греч. psammos — песок). В связи с обычно неблагоприятным водным режимом здесь они ксероморфны. На подвижных песках растения приспособились к непрерывному переносу частиц ветром. Ряд их при засыпании образует придаточные корни (рис. 10.2). Другое приспособление к выдуванию субстрата и оголению корней — защитные футляры из пробковой ткани или из песчинок, склеенных корневыми выделениями. Кроме видов песчаных пустынь, они характерны также для растений приморских и приречных песков в средних широтах (овсяница Беккера — Festuca beckeri и др.).

Гранулометрический состав почв во многом обусловливает химические свойства почвы. Малый размер частиц, образующих глинистые и суглинистые почвы, способствует большему растворению минеральных веществ и переходу их в почвенный раствор. Их мелкие частицы в сумме имеют огромную поверхность, которая удерживает растворы минеральных солей, препятствуя их вымыванию. Поглотительная способность глинистых почв высока и надолго задерживает элементы минерального питания в зоне распространения корней. А низкая поглотительная способность песчаных почв слабее удерживает минеральные соли, в том числе и внесенные удобрения.

Рис. 10.2. Приспособления растений к жизни в песчаных пустынях (по М. В. Петрову, 1950):

А — образование придаточных корней при засыпании кустарника движущимся барханом; Б — корневые футляры из сцементированных песчинок у Aristida karelini

Органическое вещество почвы как экологический фактор. Органическая часть почвы представлена в основном гумусом (перегноем), состоящим из продуктов неполного разложения остатков организмов (большей частью растительных). Гумус представляет собой комплекс темноокрашенных высокомолекулярных органических соединений почвы: гуминовые кислоты, гумин и другие вещества полимерной природы, состоящие из полифенолов, углеводов, азотистых гетероциклических соединений. Кроме С, Н, О, N, в нем находится значительное количество S, Fe, Са, К, микроэлементов. От содержания гумуса зависит плодородие почвы, ее водные и тепловые свойства.

Количество гумуса связано с процессами накопления органических остатков и их минерализацией. Накопление его во многом зависит от продуктивности растительности, ежегодного опада и массы отмирающих корней. Величины ежегодного опада в разных типах растительных сообществ колеблются от 25 т/га во влажном тропическом лесу до 1 т/га в пустынях и тундрах. В ельниках эта величина составляет 3,5 5,5 т/га, в дубравах — около 6 т/га, в

луговых степях — до 4 т/га. Отмершая фитомасса в процессе гумификации превращается в гумус в результате деятельности микроорганизмов-редуцентов, минерализующих органические остатки. Их активность и соответственно скорость гумификации зависят от продолжительности вегетационного периода и запаса влаги в почве.

Наиболее активно процесс минерализации идет в почвах влажных тропиков в условиях высоких температур, влажности и достаточной аэрации. Эти почвы бедны гумусом, так как продукты гумификации, не накапливаясь, быстро усваиваются растениями. Масса гумуса в степных почвах намного превышает общую фитомассу одной генерации растений, и его накопление формирует здесь плодороднейшую почву — чернозем. Довольно богаты органикой почвы тундр, так как при их высокой влажности и недостатке кислорода, низких температурах и коротком вегетационном периоде активность редуцентов тут слабая. Поэтому остатки организмов здесь накапливаются, не разлагаясь. В высокогорных районах в условиях пониженной температуры и хорошего дренажа продуктивность растительных сообществ может быть высокой, а процессы гумификации заторможены, в результате чего также накапливается мощный слой гумуса. Под болотной растительностью деятельность сапротрофов ослаблена из-за недостатка кислорода при застойном увлажнении и, как правило, кислой реакции среды. Это способствует накоплению многометровых толщ торфа — недоразложившейся органической массы.

При отмирании и разложении растений полученные ими минеральные вещества возвращаются в почву. Накопление коллоидов обусловливает ее водоудерживающую способность, а количество гумуса определяет ее структуру (склеивание минеральных частиц ведет к образованию структурных агрегатов разного размера и прочности). Например, в богатых гумусом черноземах формируется благоприятная для корней зернистая или комковато-зернистая структура, а подзолистые почвы содержат мало гумуса и имеют непрочную структуру, где условия для жизни растений намного хуже. Плодородие почв поддерживают длительные циклы накопления органики, гумификации и минерализации.

Источник

Экологическое значение почвы для растений

На поверхности коры выветривания формируется почвенный покров – основа земельного фонда биосферы. Он представляет собой самостоятельную земную оболочку – педосферу.

Почва – особое естественно–историческое природное тело, возникшее на поверхности суши земного шара в результате совокупного воздействия факторов почвообразования:

  • климата,
  • горных пород,
  • растений,
  • животных,
  • микроорганизмов.
  • времени.

Исходя из этого определения, можно охарактеризовать основные функции почвы. В первую очередь это функция почвы в качестве основной среды обитания организмов земной суши, обеспечивающая аккумуляцию в ней биофильных веществ и атмосферной влаги. Ведь с почвой связно 99% всей биомассы Земли и более 92% известных генетически разных видов живых существ. Из этой функции почвы проистекает много важных выводов.

Если человечество желает сохранить все разнообразие живых существ Земли, оно должно в первую очередь озаботиться сохранением почвы. Почвоведы называют почву пленкой жизни, а В. И. Вернадский считал ее « областью сгущения жизни».

Почва – связующее звено биологического и геологического круговорота веществ. Почва – это экран, через который происходит обмен веществом и энергией между земной корой, атмосферой и гидросферой суши. Через почву осуществляются циклические процессы круговорота воды на земной суши, процессы трансформации органических и минеральных веществ, поступающих в почву и вновь вовлекаемых в жизненные циклы.

Важнейшим свойством почвы является плодородие – способность обеспечивать растения в период их жизнедеятельности водой, питательными веществами и воздухом. Способствуют этому живые организмы (растения, животные и микробы), связанные с почвой и составляющие вместе с ней сложные экологические системы – биогеоценозы.

Почвы представляют собой не просто твердое тело, как большинство пород литосферы, а сложную трехфазную систему, в которой твердые частицы окружены воздухом и водой. Она пронизана полостями, заполненными смесью газов и водными растворами, и поэтому в ней складываются самые разнообразные условия, благоприятные для жизни множества микро и макроорганизмов.

Одно из важнейших свойств почвы – ее структура, которая обусловлена совокупным действием органических и минеральных почвенных коллоидов, склеивающих элементарные частички почвы и способствующих образованию комочков структурных агрегатов различной формы и величины.

В почве выделяют три основных горизонта, различающихся по морфологическим и химическим свойствам:

  • верхний перегнойно-аккумулятивный горизонт, в котором накапливается и преобразуется органическое вещество и из которого промывными водами часть соединений выносится вниз;
  • горизонт вымывания, или иллювиальный, где оседают и преобразуются вымытые сверху вещества, и
  • материнскую породу, или горизонт, материал которого преобразуется в почву.
Читайте также:  Южное растение с большими цветами

Структурные горизонты почв благодаря их рыхлому сложению хорошо осваиваются корневыми системами растений. Эти горизонты обеспечивают их также водой, воздухом и элементами питания.

В почве концентрируются запасы органических и минеральных веществ, поставляемых отмирающей растительностью и остатками животных. Поэтому в ней постоянно обитает огромное количество организмов различных групп. Обитатели почвы в результате своей жизнедеятельности производят большую почвообразовательную работу. В частности, они смешивают различные ее слои между собой, переносят в глубину почвы органические вещества, разлагают и минерализуют листовой опад, отмершие организмы и т. д. почвенная фауна перерабатывает около 25% вещества лесного опада.

В верхних слоях почвы обитает основное количество организмов, каждый из которых выполняет определенную функцию:

  • дождевые черви, личинки насекомых, клещи разрыхляют почву, способствуют ее аэроции, удобряют ее своими выделениями;
  • бактерии минерализуют органические вещества, выполняя роль санитаров; простейшие уничтожают избыточное количество бактерий.

По целому ряду экологических особенностей почва является средой, промежуточной между водной и наземно-воздушной. С водной средой почву сближают ее температурный режим, пониженное содержание кислорода в почвенном воздухе, насыщенность последнего водяными парами и наличие воды в других формах, присутствие солей и органических веществ в почвенных растворах, а также возможность для обитателей почвы передвигаться в трех измерениях. С воздушной средой почву объединяют прежде всего наличие почвенного воздуха, а также довольно резкие изменения температурного режима поверхностных слоев и угроза иссушения в верхних горизонтах.

Вся совокупность физических и химических свойств почвы, способных оказывать экологическое воздействие на живые организмы, относится к эдафическим факторам. Они имеют важное значение для тех организмов, жизнь которых тесно связана с почвой. Это относится в первую очередь к животным – постоянным или временным обитателям почвенного покрова. Для растений важность почвы определяется тем, что она является опорой для большинства наземных и водных видов, растительные организмы получают необходимые для жизни минеральные вещества и воду.

Почвенный покров Земли не только питает растения, но и выполняет ряд функций, которые связаны с естественным биогеохимическим круговоротом веществ:

  • минерализация остатков организмов, органических веществ;
  • аккумуляция и распределение энергии, прошедшей через фотосинтез растений;
  • формирование стока речной воды и химического состава суши.

Экологическое значение почвы состоит и в том, что она является связующим звеном, своего рода посредником между живой и неживой природой, атмосферным воздухом, водой и недрами. Для человека почва – средство производства, предмет и орудие труда. Возделываемая (пахотная) почва также в определенной степени продукт труда. В сельском хозяйстве почва выступает в качестве основного (главного) средства производства.

Особо следует отметить уникальную особенность почв – способность к самоочищению, т. е. процесс естественного разрушения загрязнителя в почве в результате природных физических, химических и биологических процессов. При этом загрязнитель разлагается до форм, усваиваемых живыми организмами и вовлекаемых далее в биотический круговорот веществ. Оно основано на поглощении и разложении загрязнителей главным образом микроорганизмами и зависит от их количества и физиологических активности. Длительность процесса самоочищения резко меняется в зависимости от географического места, например, на севере оно идет медленно. Способность почвы к самоочищению имеет огромное значение для проживающих в ней организмов и связанных с ними других компонентов биосферы.

Таким образом, почва – гигантская экологическая система, оказывающая наряду с Мировым океаном, решающее влияние на всю биосферу. Она активно участвует в круговороте веществ. И переносе энергии в природе, поддерживает газовый состав атмосферы Земли и выполняет другие функции планетарного масштаба.

Источник

Почва и её роль в жизни растений

Характеристика почвы – верхнего плодородного слоя планеты: состав почвы (минеральные частицы – гравий, песок, глина; раствор минеральных солей, воздух, гумус); корневая система и классификация древесных пород; рост и формирование корневой системы в почве.

Рубрика Биология и естествознание
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 22.05.2014
Размер файла 28,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Почва и её роль в жизни растений

Роль почвы в жизни растений

Почва — верхний плодородный слой нашей планеты. Она образуется в результате длительного взаимодействия живых организмов, продуктов их жизнедеятельности с горными породами и веществами, образующимися при их разрушении. Почва состоит из минеральных частиц (гравий, песок, глина), раствора минеральных солей, воздуха и органических веществ. Органическую часть почвы, образованную в результате разложения отмерших остатков организмов, называют гумусом (от лат. гумус — почва), или перегноем. Гумус придает почве темную окраску и определяет ее плодородие. В состав гумуса и водного почвенного раствора входят соединения азота, фосфора, калия и других необходимых растениям химических элементов. Гумус склеивает мелкие частицы почвы в более крупные по размеру, увеличивая тем самым ее пористость. Увеличение пространства между почвенными частицами облегчает доступ воздуха к подземным частям растения и организмам, обитающим в почве. Особенно богаты гумусом наиболее плодородные почвы — черноземы, преобладающие среди пахотных земель Украины. По площади черноземов наша страна занимает первое место в мире.

Более глубокие слои почвы светлее верхних, так как с увеличением глубины количество гумуса уменьшается. Под почвой находятся гранит, известняк и другие горные породы, из которых и формируется почва на протяжении многих миллионов лет.

Существуют различные типы почв. Тип почвы определяется размерами почвенных частиц и содержанием органического вещества. Чем больше размеры почвенных частиц, тем лучше выражена пористость почвы. Так, в песчаной почве размеры частиц сравнительно крупные, и поэтому растворы минеральных солей легко проникают вглубь. В такой почве легче расти и корням. В глинистой почве, размеры минеральных частиц которой значительно меньше, наоборот, растворы солей медленно проникают вглубь и длительное время удерживаются у ее поверхности.

Питание растений зависит от содержания в почве воды. Растения могут поглощать необходимые им вещества только в растворенном состоянии. Поэтому в засушливых местностях (например, в пустынях) многие виды растений жить не могут. С другой стороны, чрезмерное увлажнение почв также неблагоприятно влияет на растения, так как может вызвать загнивание и отмирание корневой системы.

Наличие воздуха в почве также обязательно для дыхания подземных частей растения. Вода и воздух легко проникают в разрыхленную почву. Вот почему на огородах, полях и в садах несколько раз на протяжении года почву необходимо разрыхлять.

Почва — благоприятная среда для обитания разнообразных организмов: бактерий, грибов, водорослей, многих животных. Организмы, населяющие почву, обеспечивают ее плодородие. Например, бактерии, грибы разлагают органические вещества до неорганических, которые растворяются в воде и в виде почвенного раствора поглощаются корнями растений. Дождевые черви, насекомые и другие животные разрыхляют и перемешивают почву, перемещая органические вещества с ее поверхности вглубь. Ходы, образованные в почве животными, способствуют росту корней. Некоторые из микроорганизмов, живущих в почве в свободном состоянии или в корнях определенных видов растений (например, клубеньковые бактерии), способны поглощать недоступный для растений азот из атмосферного воздуха и переводить его в соединения, которые те могут усваивать.

Таким образом, почва — среда корневого питания растений: из нее растения поглощают растворы минеральных веществ.

Охрана ночв. Безответственное хозяйствование человека, уничтожение лесов, строительство водохранилищ, неправильная обработка почвы приводят к уменьшению площади пахотных земель и снижению их плодородия. Большой вред пахотным почвам наносит засоление, возникающее при неправильном орошении. На засоленных почвах произрастание большинства растений становится невозможным, так как соли в чрезмерных количествах наносят им значительный урон.

Как результат засоления и других отрицательных явлений площади плодородных земель на нашей планете постоянно уменьшаются, тогда как пустынь только за последние 20 лет увеличились на 100 млн гектаров. Если эти процессы своевременно не остановить, то скоро почти треть всех пахотных земель нашей планеты станет непригодной для сельскохозяйственного использования.

Для охраны пахотных земель и повышения их плодородия необходимо осуществлять мероприятия по предотвращению засоления, обрабатывать почвы, не нарушая их структуру, правильно вносить удобрения, использование ядохимикатов заменить безопасным для окружающей среды биологическим методом борьбы с вредителями. Следует также создавать полезащитные лесополосы, защищающие верхний плодородный слой почвы от разрушения ветром и способствующие сохранению влаги на полях. Охрана почв от разрушения — обязанность каждого из нас.

Корневая система древесных пород

Корни делают почву более структурной, что улучшает доступ воздуха к корневым волоскам. Корни наряду с углекислотой выделяют в окружающую среду сложные соединения, аминокислоты, ростовые вещества, Все это привлекает почвенные микроорганизмы. В зоне соприкосновения почвы с корнями образуется высокая плотность микроорганизмов. Эта зона носит название ризосферы.

Почва оказывает большое влияние на разрастание корневых систем деревьев. Древесные породы различаются по глубине проникновения их корневых систем в почву: глубоко укореняющиеся дуб, лиственница, липа, тополь, белая акация, орехи грецкий и черный, конский каштан, пихта белая; переходные (развивающие менее глубокую систему) бук, береза, осина, ильмовые, клены явор и остролистный, ольха, сосна; поверхностно укореняющиеся ель, ясень, рябина, клен полевой, кустарники.

Корневые системы у многих древесных пород (ясеня, ели, осины и др.) разрастаются в горизонтальном направлении и часто их размеры по радиусу во много раз превышают размеры кроны. Независимо от глубины стержневых корней основная масса всасывающих корневых окончаний находится в верхнем слое почвы, так как верхний горизонт ее обладает наилучшими физическими свойствами и аэрацией, а также содержит основное питание.

Совокупность всех корней одного растения и их ответвлений называется корневой системой. Различают два основных типа корневых систем: стержневую и мочковатую. Стержневая корневая система характеризуется наличием хорошо выраженного главного корня. Она хорошо развита у древесных растений. Развитие корней у растений связано с внешней средой. Особенно существенное влияние на распределение и проникновение корней оказывает такой фактор, как вода. В условиях, например, пустынь корни верблюжьей колючки проникают на большую глубину. На болотных же почвах при избытке влаги корни растений развиваются главным образом в верхних слоях почвы, где они приобретают мочковатый тип корневых систем. Большое значение в развитии корней имеет почва, на которой произрастают растения. На песчаных, легких почвах корневая система растений проникает глубже. На Крайнем Севере, где почва в течение лета оттаивает на незначительную глубину (50- 100 см), корневая система развивается в горизонтальном направлении.

Большое значение для роста леса имеют корневые ходы, трещины, кротовины и другие образования в плотных почвах. Корни деревьев, попадая в эти образования, обеспечивают увеличение прироста. Сосна в условиях лесостепи при наличии старых корневых ходов на песчаных почвах образует глубокую корневую систему и благодаря этому избавляется от своего злейшего врага — майских хрущей.

Отношение лесных пород к почве и зольным ее элементам, минеральное питание лесных пород. Различные древесные породы по-разному относятся к зольным элементам и азоту, находящимся в почве. В зависимости от отношения деревьев к почве различают требовательность леса к почве и потребность его в питательных веществах. Под требовательностью понимается способность растений извлекать необходимые элементы даже тогда, когда они находятся в труднодоступных соединениях, или при незначительном количестве в почве собирать их из большого объема почвы,

Г. Ф. Морозов построил шкалы потребности древесных пород в зольных элементах и требовательности их к почве.

По требовательности к почве древесные растения занимают следующий ряд: ильм, ясень, клен, бук, граб, дуб, ольха черная, липа, осина, сосна веймутова, лиственница, береза, белая акация, сосна обыкновенная.

Читайте также:  Пример диаграммы и формулы цветка растения

Потребность в азоте и зольных элементах — это фактически потребляемое их количество, необходимое лесу для его жизнедеятельности. По потребности в азоте и зольных элементах древесные породы расположены в ряд: белая акация, ильм, ясень, бук, дуб, ольха черная, ель, береза, лиственница, сосна обыкновенная, сосна веймутова.

Следовательно, древесные породы по потребности в зольных веществах занимают одно место, а по требовательности к почвенным условиям другое. Например, белая акация по потребности в зольных веществах занимает первое место, а по требовательности к почве предпоследнее. В данном случае она, имея большую корневую систему, способна и на бедной почве удовлетворить свои потребности в зольных веществах. Являясь интенсивным азотсобирателем, она может расти на почвах, где очень мало азота.

Величина потребления древесными породами питательных веществ почвы изменяется с возрастом. Молодые насаждения потребляют больше питательных веществ, чем старые. Хвойные породы потребляют меньше питательных веществ, лиственные больше. Наибольшая потребность в пище у всех пород проявляется в 20- 40 лет, т. е. в период усиленного роста. Лес извлекает из почвы меньше зольных элементов, чем сельскохозяйственные культуры.

Потребность древесных пород в минеральных веществах почвы и требовательность к ее плодородию. Различные породы в разных частях дерева содержат неодинаковое количество азота и золы. Наиболее богаты зольными веществами листья и тонкие ветви деревьев ясеня и ильма.

Отношение древесных пород к общему плодородию почвы характеризуется шкалой, построенной на основе нарастающей требовательности к ее плодородию, а также включающей другие свойства пород и их взаимоотношения с почвой.

Роль микроэлементов. Древесные растения, кроме углерода, азота, водорода, кислорода, фосфора и серы, для нормального роста и развития нуждаются в микроэлементах — калии, кальции, магнии. Помимо этого, в незначительных количествах в процессе жизнедеятельности потребляются железо, бор, цинк, марганец, молибден.

Особенно нуждаются в микроэлементах семена в процессе их прорастания. Для лучшего прорастания семян их частично обрабатывают растворами, содержащими микроэлементы: марганцовокислым калием, борной кислотой, сернокислой медью, сернокислым цинком и др. В результате предпосевной подготовки семян хвойных пород повышаются всхожесть и энергия прорастания. Сеянцы, вышедшие из обработанных семян, более устойчивы к неблагоприятным условиям, отпад сеянцев на лесокультурных площадях незначительный. Среди элементов питания, находящихся в доступных слоях почвы, иногда преобладают легкорастворимые соли, преимущественно хлористые, сернокис-лые и углекислые.

Классификация древесных пород

Древесная флора земного шара насчитывает более 40 тыс. видов, большинство из которых распространены в тропическом и субтропическом поясах. Дикорастущая дендрофлора СССР насчитывает 2883 вида, из которых 83 относятся к голосеменным растениям. В результате работ отечественных лесоводов и дендрологов по интродукции древесных пород флора СССР была значительно пополнена и в настоящее время насчитывает более 200 видов голосеменных и более 2000 видов покрытосеменных древесных растений. Таким образом, общее число видов древесных пород, выращиваемых в СССР, превышает 5000. Все эти растения изучаются в лесохозяйственных научных учреждениях и ботанических садах, и наиболее ценные из них рекомендуются для создания лесных и защитных насаждений и для работ по озеленению. С каждым годом число используемых человеком видов возрастает. В настоящем учебнике мы рассмотрим лишь те из них, которые широко применяются в практике зеленого строительства.

В процессе развития растительные организмы образовали огромное количество жизненных форм, различающихся по внешнему виду и внутреннему строению. Велико это разнообразие и у древесных растений: различны их размеры, внешний вид, биологические особенности, устойчивость к неблагоприятным факторам, а также хозяйственное использование.

Чтобы легче было разобраться во всем этом многообразии растений, необходимо было их систематизировать. Попытки систематизировать растения по определенным ботаническим группам предпринимались очень давно. Наиболее полную систему разработал Карл Линней, изложивший ее в 1758 г. в книге «Виды растений» (Species plantarum). Основная единица линнеевской системы — вид — принята и в наше время. Современная систематика относит все разнообразие высших цветковых растений более чем к 150 тыс. видам.

Что же такое вид? Вид — это исторически сложившаяся в процессе эволюции совокупность организмов, имеющих общее место произрастания, свободно скрещивающихся между собой и обладающих сходными морфологическими признаками, а также биологическими и экологическими особенностями. Виды в свою очередь входят в более крупные систематические единицы: род, семейство, класс, отдел, группу. Так, все растения разделяются на две группы: низшие и высшие. Высшие делят на семь отделов, из которых голосеменные и покрытосеменные включают все древесные растения. Отделы состоят из нескольких семейств, а последние делятся на роды.

При ботаническом описании каждое растение дается под двумя названиями по так называемой бинарной номенклатуре. Вначале идет родовое название, а затем — видовое, определяющее особые качества этого растения. Например, широко распространенный в средней полосе европейской части СССР дуб по бинарной номенклатуре называется дуб черешчатый — Quercus robur L. Когда дается название по-латыни, то сразу же за вторым (видовым) словом идет фамилия ученого, впервые описавшего этот вид. Фамилия его может быть сокращена до нескольких или даже до одной буквы (как в данном примере, где буква L означает Линней).

Каждая особь того или иного вида в результате происшедших изменений приобрела ряд отличий от других особей того же вида. По этим отличиям виды разделяют на разновидности, формы, сорта.

Древесные породы классифицируют также по особенностям их строения, размерам, отношению к условиям произрастания и другим признакам.

По характеру развития ствола (стебля) древесные растения разделяют на деревья, кустарники и полукустарники. Деревья имеют один ясно выраженный ствол. Кустарники образуют несколько идущих от корня стволов. Полукустарники также образуют несколько стволов, но у них одревесневает только нижняя часть стебля, а верхняя остается травянистой и ежегодно отмирает.

Особый интерес для работы по озеленению представляют лазящие кустарники, или лианы. Для них характерны длинные стебли, которые, обвиваясь вокруг опор, взбираются по ним.

В зависимости от высоты кустарники классифицируются на высокие — более 2,5 м, средние — 1 — 2,5 м и низкие — до 1 м.

Деревья по высоте разделяют на породы первой величины, достигающие более 25 м (сосна); второй величины — 15 — 25 м (груша); третьей величины — 7 — 15 м (яблоня) и низкие, не превышающие 7 м (можжевельник обыкновенный).

По интенсивности роста различают деревья: быстрорастущие — с ежегодным приростом более 1 м (тополь), умеренного роста — с ежегодным приростом 0,5 — 1 м (дуб) и медленного роста — с приростом до 0,5 м (самшит).

Разнообразие древесных пород — результат изменчивости растений и естественного отбора в зависимости от географических и климатических условий. Закономерности распределения растений в том или ином географическом районе земного шара изучает география растений. Известно, что каждой географической области — тропикам, субтропикам, зонам умеренного и арктического климатов — соответствуют определенные группы растений.

Различные виды древесных растений в процессе исторического развития также оказались приуроченными к определенным районам произрастания. Территории, занятые тем или иным видом, называют его ареалом. Взаимосвязь растений с характерными для отдельных областей условиями среды изучает экология растений. Основными такими условиями, так называемыми экологическими факторами, считают водный режим, температуру, свет и характер почвы.

По требовательности к различной степени увлажнения почвы древесные породы разделяют на гигрофиты — растения, которые нормально развиваются в условиях избыточной влажности (ива); мезофиты, хорошо растущие при достаточном увлажнении, но страдающие от избытка или недостатка влаги (дуб); ксерофиты, нормально развивающиеся в засушливых условиях (скумпия).

По способности произрастать в условиях почв с кислой или щелочной реакцией древесные породы делят на кальцефилы— растения, для нормального роста которых необходимы щелочные почвы (самшит), и кальцефобы, хорошо растущие только на кислых почвах (каштан съедобный, рододендроны). Многие деревья и кустарники хорошо развиваются на почвах с нейтральной реакцией или близкой к ней, а также на кислых и щелочных почвах.

По особенностям переносить морозы различают три группы древесных пород: морозостойкие, которые могут выносить температуру ниже — 25°С, умеренно морозостойкие, устойчивые до — 25°С, и неморозостойкие, которые повреждаются при температуре ниже -15° С. Эта градация применима к растениям, произрастающим в районах с умеренным климатом. В более теплых районах, например на Черноморском побережье Кавказа, богатом многими субтропическими вечнозелеными породами, разделение на группы морозостойкости имеет другие температурные критерии.

Важное влияние на жизнь растений оказывает свет как фактор, обеспечивающий само существование жизни на земле. Процесс ассимиляции, образования органических веществ самого растения, возможен только при наличии света. Наибольшее значение при этом имеют интенсивность освещения и его продолжительность. Различные растения для нормального роста требуют различной степени освещенности. Одни породы могут расти под пологом леса и в тени зданий, другим необходимо солнце. Первые относятся к теневыносливым породам (тисс, липа, пихта), вторые — к светолюбивым (береза, лиственница, сосна обыкновенная). В молодом возрасте деревья обладают большей теневыносливостью.

Деревья и кустарники разделяют также и по другим экологическим факторам, например по требовательности к питательности почв, к устойчивости по отношению к ветрам, навалу снега и т. п. В зависимости от способности различных видов переносить те или иные климатические условия проведено их районирование

почва корневая система древесные

Рост и формирование корневой системы

Прорастающее семя образует из зародышевого корешка главный, или первичный корень, после чего вытягивается подсемядольное колено (гипокотиль), разрастаются семядоли и трогается в рост почечка (дающая стебель). В этом проявляется биполярность зародыша растения, то есть способность формировать одновременно разные органы в двух противоположных направлениях. Вскоре главный корень (нулевого порядка) удлиняется и, достигнув примерно 10-20 см, начинает ветвиться. У сеянцев плодовых растений за вегетационный период образуется до 5-7 порядков ветвления корней с преобладанием 3-4 порядка.

По данным исследований, в условиях средней зоны за вегетационный период у однолетнего сеянца яблони китайской образуется до 40 тысяч корней, имеющих суммарную длину до 230 метров. Однолетние сеянцы яблони лесной и сибирской, груши дикой, вишни и других видов плодовых развивали за это время гораздо меньше корней (по длине и количеству), по сравнению с сеянцами яблони китайской. Длина всех корней взрослого плодового дерева выражается десятками километров, а суммарное количество — миллионами отдельных корешков. Подавляющая часть корней имеет малую длину. Например, по результатам одного из исследований, у яблони корни длиной от долей миллиметра до 5 мм составляют 65,1%, у груши — 43%; корни длиной от 6 до 10 мм — соответственно 18,7 и 23%. Остальные корни имеют длину от 1-2 см до 0,5 м, но их гораздо меньше (у яблони 16,2%). Средняя длина корня у однолетних сеянцев плодовых растений довольно постоянна: у яблони — 6-7 мм, у груши — 8-9, у вишни — 8 мм. У плодоносящих деревьев плодовых растений средняя длина корня в 2 раза меньше (у яблони 3,5 мм), чем у однолетних сеянцев.

В процессе жизни растения у его корневой системы происходит циклическая смена (самоизреживание) отдельных корней. Проведенные исследования позволили установить, что у каждого растения с первых дней и до конца жизни происходит неуклонное и последовательное отмирание концов осевых корней, а также коротких боковых корней сначала на главном корне, затем по мере роста на более длинных корнях последующих порядков ветвления (первом, втором и так далее). Далее наблюдается отмирание целых мочек (сеток) корней и замена их новыми, то есть очищение (оголение) верхних, уже более толстых корней от отдельных более мелких корней и мочек.

На однолетних сеянцах за один сезон могут отмирать десятки тысяч, а у взрослых деревьев — миллионы корней. Это свидетельствует о недолговечности всасывающих корней, которые в зависимости от расположения в корневой системе живут от нескольких дней до месяца и редко дольше. Отмирание корней было названо одним из ведущих исследователей корневой системы плодовых и ягодных растений в период СССР В.А. Колесниковым корнепадом. Это название достаточно прижилось и используется и сейчас. Оно несколько созвучно с явлением листопада у плодовых, ягодных и орехоплодных растений.

У разных видов растений отмирание корней может ускоряться или замедляться в разной степени, в зависимости от условий жизни. В результате отмирания и возобновления корневая система растения непрерывно в течение вегетации и всей жизни продвигается во все новые, неиспользованные слои почвы. Она распространяется от ствола круговыми полосами, отмирая в одном месте и появляясь в другом, и обеспечивает нормальные условия роста и плодоношения растений. Суммарная масса отмерших в течение года корней выражается десятками килограммов и даже тоннами органических остатков в расчете на гектар, являющихся источниками питания микроорганизмов ризосферы. В процессе корнепада происходит отмирание не только обрастающих (мелких корней), но и скелетных. Отмирание и возобновление корней, или циклическая смена их, у сеянцев и взрослых плодовых, ягодных и орехоплодных растений представляет естественный процесс в жизненном цикле их развития и свойственно всем древесным и травянистым растениям.

Рост и формирование корневой системы в почве зависит от происхождения корней (семенные или вегетативные), вида и сорта растения (привой), природных условий и агротехники. Корневые системы семенного происхождения обычно проникают в почву глубже, чем вегетативного происхождения. Различны типы роста корней в стороны и в глубь почвы, а также их расположение по горизонтали почвы и почвогрунта. Например, в средней полосе ежегодный прирост корней плодовых растений в сторону от ствола по радиусу составлял около 20-36 см, а в глубину — 17-33 см. Различия значительны, и садовод должен учитывать их при выборе и подготовке почвы под сад и при дальнейшем уходе за корнями и почвой. Агротехническими приемами, например плантажной обработкой и удобрением, на любой почве, в том числе и на распространенной у нас дерново-подзолистой, можно увеличить массу корней, расположенных ниже пахотного горизонта. Тонкие, обрастающие и всасывающие корни в зависимости от природных условий и агротехники могут расти с ранней весны и до поздней осени, даже после листопада, а затем прекращать рост и отмирать. В общем, постепенно разрастаясь, корневая система сеянца или саженца, а позднее взрослого плодового, ягодного или орехоплодного растения охватывает огромные объемы почвы и почвогрунта длинными и толстыми тяжами корней, на которых размещены сотни тысяч коротких корешков, а на них десятки миллионов коротких волосков.

Корни горизонтального направления у плодовых пород в северной зоне в массе располагаются на глубине примерно до 30-50 см, в средней — до 50-75 см, у большинства ягодных пород в этих же зонах — на глубине 0-60 см, у карликовых деревьев яблони — на глубине 0-50 см, у стланцевых деревьев яблони и груши — на глубине 0-40 см. В результате наличия плотных, а местами сцементированных прослоек и погребенных горизонтов в почве корневая система может залегать ярусами. Например, в Среднем Поволжье на дерново-подзолистой почве первый ярус корней яблони залегает на глубине 18 см, второй — 101-140 см. Более тонкие корни в значительном количестве могут встречаться во всех зонах садоводства в поверхностном слое почвы с глубины 3-10 см. У яблони в северной зоне корни чаще размещены глубже 10-20 см от поверхности почвы.

Проведенные исследования показали, что у плодовых растений, начиная со второго года и всю последующую жизнь, диаметр корневой системы в 1,5-2 раза больше диаметра (проекции) кроны. Такое соотношение диаметра крон и корневых систем наблюдается у подавляющего большинства плодовых, ягодных и орехоплодных растений во всех зонах садоводства. Так, опыты, проведенные в средней полосе, показали, что у 7-летних деревьев яблони корневая система разрастается в стороны по диаметру на 3,5 м, 14-летних — на 5 м, у 20-летних — на 8-9 м. При этом выявился следующий порядок распределения разных видов плодовых растений по диаметру распространения корневой системы — абрикос, яблоня, груша, слива, вишня.

Корни вертикального направления у разных плодовых, ягодных и орехоплодных растений проникают в северной зоне в большинстве случаев до 1-2 м, в средней — до 2-4 м, а в южной — до 5-10 м. Вглубь корни продвигаются главным образом по ходам землероев, особенно дождевых червей, и по трещинам почвы. На глубину проникновения корней сильное влияние оказывают почвенные условия, привой и подвой.

Так, на дерново-подзолистой почве в Московской области корни яблони проникают на глубину до 3-4 м, груши, сливы и вишни — до 2 м. На этой же почве основная масса вертикальных корней Антоновки обыкновенной на китайке залегает на глубине 1 м, на полукарликовом клоновом подвое — 1,3 м, на яблоне лесной и сеянцах Аниса — 2 м, а на сеянцах Антоновки — на глубине 2,5 м. Количество и длина корней вертикального направления может быть значительным, особенно у плодовых деревьев, выращиваемых в южной зоне. В этой зоне корни даже карликовых клоновых подвоев могут достигать глубины 5 м.

Как правило, чем южнее произрастают садовые растения, тем глубже залегают их корневые системы. Однако и на юге корневые системы могут быть расположены поверхностно. Это наблюдается в случаях близкого залегания грунтовых вод или плотных, а иногда галечных прослоек и сцементированных отложений. В таких случаях данные растения оказываются менее урожайными и менее долговечными. Например, в Крыму деревья яблони сорта Сары Синап в возрасте 35 лет при размещении корней на глубине до 4,6 м давали до 300 кг плодов, а деревья того же сорта и возраста при других почвенных условиях (близкие грунтовые воды) и глубине залегания корней до 1,5 м давали только 100 кг.

Глубина проникновения корней в почву имеет очень большое значение. Специалисты указывают, что деревья яблони в средней зоне, имеющие глубину залегания корней до 3 м и больше, гораздо лучше развивались и плодоносили, чем деревья с глубиной проникновения корней до 1,6 м, и что деревья яблони с поверхностными корнями (мочкой) больше нуждаются в удобрении и болезненно реагируют на всякие недочеты в агротехнике во время вегетации. Кроме того, крупные корни при поверхностном их залегании будут ежегодно повреждаться при обработке почвы, тонкие же корни намного хуже будут обеспечены в верхнем слое почвы влагой, что может привести к их отмиранию при отсутствии регулярных поливов. С более глубоким залеганием корневой системы связан и меньший выпад плодовых деревьев. Так, по наблюдениям в яблоневом саду в средней зоне при паровой обработке почвы, когда у деревьев была глубокая корневая система, общий выпад деревьев за 13 лет после посадки составлял 2,4% против 11,1% у деревьев с менее глубоко залегающей корневой системой при задернении почвы в саду.

Лучшей корневой системой садовых растений следует считать такую, которая залегает равномерно по кругу, более глубоко и широко и имеет возможность извлекать воду и питательные вещества из большого объема почвы и почвогрунта. Все указанные растения в этом случае характеризуются большей засухо- и морозоустойчивостью.

Исследованиями отечественными и зарубежными учеными установлено, что данные растения, особенно плодовые, с мощной корневой системой гораздо дольше живут, более зимостойки, лучше и регулярнее плодоносят. Поэтому очень важно соответствующими агротехническими приемами способствовать глубокому залеганию корневой системы. Вместе с тем садовод всегда перед началом обработки почвы должен проверять глубину залегания корней, чтобы правильно назначить на каждом садовом участке под каждым деревом и кустом глубину обработки, внесения удобрений и тому подобное.

При выращивании в саду плодовых, ягодных и орехоплодных растений наблюдается взаимовлияние их корневых систем. Особенно такое влияние (конкуренция) корней наблюдалась между разными экземплярами растений одного и того же вида. При этом корни растений распространяются в направлении слабого соседнего растения. При наблюдении за корневыми системами разных плодовых растений было отмечено:

1. Корни яблони в одних местах не входят, а в других входят в корни соседней яблони.

2. Корни яблони входят в корневую систему выкорчеванного в прошлом году дерева яблони, но уходят от корневых систем сеянцев яблони только что выкорчеванного питомника.

3. Корни сливы, черешни свободно входят в корневую систему яблони, То же самое наблюдалось в отношении корней яблони, груши и абрикоса, миндаля, то есть между корнями этих пород нет конкуренции ни за пищу, ни за воду и они не испытывают никакого неудобства из-за присутствия корней растений других видов.

Проведенные исследования показали, что главную роль в совместимости корневых систем растений одного вида или разных видов играет аллелопатическое их действие посредством выделения в почву токсических веществ (колинов). Проявление корневыми системами плодовых, ягодных и орехоплодных растений явления аллелопатии следует обязательно учитывать при их выращивании.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Активирование определенных ферментативных систем растений с помощью микроэлементов. Роль почвы как комплексного эдафического фактора в жизни растений, соотношение микроэлементов. Классификация растений в зависимости от потребности в питательных веществах.

курсовая работа [1005,7 K], добавлен 13.04.2012

Почва как уникальная природная система, ее свойства, состав. Образование биокосной системы почвы и значение педосферы. Роль почвы в регулировании углерод-кислородного массообмена в биосфере. Биогеохимическая трансформация минерального вещества педосферы.

курсовая работа [211,5 K], добавлен 23.08.2009

Физиологически активные вещества растительной клетки. Элементы, получаемые растением из почвы через корневую систему, их роль в жизни растений. Морфологическое строение побега, расположение листьев. Элементы древесины и луба голосеменных растений.

контрольная работа [665,7 K], добавлен 13.03.2019

Две группы почвенных сапротрофных грибов. Подстилочные или гумусовые сапротрофы, карботрофы, копротрофы, микотрофы, бриотрофы, ксилотрофы. Разложение и минерализация отмерших растений. Влияние грибов на состав биокомпонентов почвы и образование гумуса.

презентация [8,0 M], добавлен 03.03.2016

Понятие и общая характеристика черноземной почвы, ее структура и состав, особенности и факторы формирования. Классификация и разновидности: оподзоленные, выщелоченные, типичные, обыкновенные и южные. Территория их распространения в Российской Федерации.

презентация [328,2 K], добавлен 16.04.2016

Роль и значение воды в жизни человека. Особенности размножения микроорганизмов в воде. Опасность загрязнения почвы необезвреженными отходами животноводства. Механизм передачи возбудителей заболеваний через воздух. Эпифитная микрофлора, ее специфика.

презентация [7,4 M], добавлен 20.11.2014

Использование хвойных растений в озеленении. Посадка черенков и уход. Основные способы размножения хвойных растений. Характеристика можжевельника казацкого и туи западной. Развитие корневой системы растений. Характеристика участка для посадки черенков.

научная работа [22,2 K], добавлен 08.01.2010

История возникновения гидропоники и ее применение в наши дни. Методы выращивания растений без почвы. Исследование субстратов и питательных растворов, их влияние на рост и развитие фасоли и салата; преимущества выращивания растений гидропонным способом.

презентация [4,7 M], добавлен 03.11.2014

Агрохимия изучает круговорот питательных веществ в земледелии, взаимоотношение растений, почвы, удобрений и способы регулирования питания сельскохозяйственных культур для повышения их урожайности. Вмешательство в круговорот – применение удобрений.

курсовая работа [56,9 K], добавлен 07.01.2009

Характеристика почвы как источника передачи возбудителей инфекционных болезней. Исследование количественного и видового состава почвенных микроорганизмов. Санитарная оценка почвы по микробиологическим показателям. Загрязнение и самоочищение грунтов.

презентация [2,8 M], добавлен 16.03.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

Источник