Засоленная почва: растения-галофиты. Растения на засоленных почвах

Свой домик в деревне.Засоленные почвы и сад

Можно ли вырастить плодовый сад на засоленных почвах, и что растет на солончаках?

Сажаем сад за засоленных почвах

Очень часто приходится слышать такую фразу: «На моем участке сад не растет». Казалось бы, вполне себе нормальный ухоженный участок,с какой стати не растут подовые деревья? Оказывается, на это могут быть объективные причины.

Природа «пересолила»… Или что растет на солончаках?

Практически повсеместно в наших краях, а также в Среднем и Нижнем Поволжье, Средней Азии, степных районах Северного Кавказа, в Крыму встречаются непригодные для сада земли — солончаки.

Мои бабушка и дедушка всю жизнь прожили на такой земле. В засоленных почвах чаще всего встречаются:

• карбонаты (натрия,магния, кальция
• сульфаты (магния, натрия)
• хлориты (натрия, магния, кальция)

Какой-то мерой подсказкой служит местная вода — у моих родственников,например, накипь на чайниках образуется с завидной скоростью. Наиболее вредным веществом для сада является сода — концентрация 0.005 % считается предельной. Например, при концентрации водорастворимых солей в почве 0.43 % плодовые будет расти плохо. При концентрации до 1.2% растения погибают.

Что все-таки растет на солончаке?

Более чувствительны к почвенным солям яблоня и груша. Зато абрикос и особенно айва вполне могут расти на таких почвах. Примером такого солончака всегда будет участок моих бабушки с дедушкой. У нас никогда не росли яблони и груши, все попытка посадить были бесполезны. Приживалось, но толком не развивалось ничего. А что же росло? Действительно, росли абрикосы!

Айвы,правда, не было, но абрикосами обсадили все, что только можно. Отлично росли шелковицы.

Местные сеянцы — выход из положения

Судя по опыту возделывания сада на солончаках, могу сказать — за долгие года жизни пронаблюдали — не смотря на пугающие цифры наличия солей — некоторые плодовые могут расти — но во всех случаях это были не посаженные из питомника,а случайные сеянцы прямо на месте.

Абрикосы: мы не сжали покупные саженцы. Нежные деревца, из оптимальных условий попадая к нам, просто не выдерживали агрессивной почвенной среды.

Поступали просто: после переработки абрикос на варенье, повидло — все косточки тут же высевали в грунт. Все что всходило — рассаживали по предполагаемым местам дислокации будущего произрастания. Изначально выделялись только самые стойкие к тем условиях саженцы. Другие просто не вырастали.

Такая же история произошла со случайным сеянцем яблони. Пока мы безуспешно тратили деньги на покупные яблоньки, на углу дома выросла сама собой самосейка.

Да, яблонька получилась не совсем сортовой, но вполне вкусной. И мало того — единственной на всем участке! Она получилась родовой — около нее десятилетиями стоял умывальник и несколько поколений буквально-таки выросло под ней.

Груши так и не смогли прижиться вовсе.

О посадке сада также полезно почитать:

Выбор самой подходящей почвы для того или иного дерева — не простое дело, если вас волнует этот вопрос, возможно вам пригодится эта статья.

Одним словом — высаживать деревья лишь бы как не рекомендуем.

Были вопросы по поводу планировки участка — могу порекомендовать статью в тему: Как спланировать участок. Там можно найти таблицы, сколько и каких деревьев должно быть посажено и т.д.

Очень много благодарных откликов получили на статью о сортах-опылителях. Оказывается, от того, насколько правильно посажены сорта рядышком друг с другом тоже зависит будущая урожайность сада!

По поводу размещения сада у водоема — можно прочитать ЗДЕСЬ По поводу закладки нового сада:

Но самый быстрый сад — это все-таки ягодники. Еще можно посадить малину!

Это статья из нашего журнала "Свой домик в деревне"

Архивные и новые издания ЗДЕСЬ

Удачи!

(Visited 1 557 times, 4 visits today)

loading...

domikru.net

Адаптация растений к засолениям почвы2012 Проверил Гладков Е

Выполнила Гусарова Е.И.

15.04.2012

МГУИЭ

Оглавление

• Введение
• Понятие адаптации растений
• Классификация почв в зависимости от степени и типа засоления.
• Зависимость природного засоления почв от климатических факторов.
• Примеры растений засоленных почв.
• Механизмы приспособление растений к условиям засоления.
• Осморегуляция
• Соленакапливающие растения
• Солевыделяюшие растения
• Соленепроницаемые растения
• Солелокализующие растения
• Анатомо-морфологическая характеристика галофитов.
• Солевое закаливание семян агрокультур.
• Заключение
• Словарь
• Использованные информационные ресурсы при выполнении реферата

Выбранная тема чрезвычайно актуальна, так как без растений невозможно представить себе жизни на Земле. Они создают условия существования для всех организмов: выделяют кислород, служат источником пищи для всех живых организмов и т.д. Но почти четвертая часть почв всего земного шара засолена в той или иной мере, а потребность введения их в сельскохозяйственный оборот только растёт. Различные факторы способствуют распространению ареала таких почв. Это и активная хозяйственная деятельность человека, вызывающая нарушение экологического равновесия, приводящего, в частности к засолению почв, и регистрируемое изменение глобального климата, и другие причины. На данный момент на Земле тяжелая экологическая ситуация, и многие экологические факторы меняют окружающую среду, а, следовательно, меняются и обитатели этой среды, они приспосабливаются к условиям жизни. Но ведь не только окружающая среда влияет на растения. Растения тоже оказывают влияние на их среду обитания. Именно поэтому, адаптация растений к окружающей среде является особо важным и насущным вопросом в наше время, нуждающимся во всестороннем изучении с целью, как понимания механизмов данных процессов, так и применения полученных научных данных на практике, и в области экологии, и в различных областях хозяйственной деятельности человечества, для гармоничного развития современного общества, требующего всё более высоких стандартов уровня жизни, одним из основополагающих требованием которого, конечно же, является экология.

Целью данной работы является изучение влияния окружающей среды, в частности, засоления почв, на растения и их адаптационные возможности.

Задача: по литературным источникам изучить условия обитания растений на засоленных почвах, пронаблюдать за тем, как изменяются и приспосабливаются растения к среде их обитания.

• Понятие адаптации растений

У каждого вида программа развития признаков заложена в генетическом материале. Материал и закодированная в нем программа передаются от одного поколения другому, оставаясь относительно неизменными, благодаря чему представители того или иного вида выглядят и ведут себя почти одинаково. Однако в популяции организмов любого вида всегда присутствуют небольшие изменения генетического материала и, следовательно, вариации признаков отдельных особей. Именно из этих разнообразных генетических вариаций процесс приспособления отбирает те признаки, которые благоприятствуют развитию таких признаков, которые в наибольшей степени увеличивают шансы на выживание и тем самым на сохранение генетического материала. Адаптация, таким образом, может рассматриваться как процесс, посредством которого генетический материал повышает свои шансы на сохранение в последующих поколениях в условиях изменяющейся окружающей среды.

• Классификация почв в зависимости от степени и типа засоления.

• хлоридно-сульфатные (избыток хлоридных и сульфатных ионов
• сульфатно-содовые (избыток сульфатных и карбонатных йонов
• нитратное (избыток нитратных йонов) и т.д

• Незасоленные, содержание солей меньше 0,25% на протяжении всех почвенных горизонтов (до 150 см
• солончаковые √ содержание солей больше 0,25
• слабосолончаковые - засоление сплошное до 80√150 см
• солончаковатые √ засоление до 30√80 см
• солончаковые √ засоление до 5√30 см
• солончак √ в верхнем горизонте почвы содержится больше 1% солей

• на величину осмотического давления, которое нарушает водоснабжение растений
• действует как отравляющее вещество, нарушающее азотный обмен и способствующий накоплению продуктов белкового распада
• подавляет процессы роста и замедляет синтез белка.

• Зависимость природного засоления почв от климатических факторов.

Преобладают в солончаках соли натрия. Если - почва засолена только хлоридами и сульфатами, то реакция почвенного раствора таких солончаков близка к нейтральной; при содовом засолении (в Западной Сибири, на северо-востоке Казахстана) значение рН почвенного раствора может достигать 9—11.

Но в природе часто наблюдаются случаи, когда из засоленной почвы происходит вымывание солей, т. е. идет рассоление, например, при увлажнении климата или, чаще, при понижении зеркала грунтовых вод. При. рассолении по мере выщелачивания легкорастворимых, особенно натриевых, солей солянковая растительность (например в южных степях) постепенно сменяется сначала полынной, а затем злаковой. Этот процесс называют осолонцеванием, а образующиеся при этом почвы — солонцами. Солонцы в большинстве случаев также засолены хорошо растворимыми солями, которые находятся в под-солонцовом горизонте, и значение рН этого горизонта близко к нейтральному. Для растений имеет значение и структура солонцового горизонта: в сухом состоянии он сильно уплотнен, а во влажном — бесструктурный и мажущийся.

При дальнейшем понижении уровня грунтовых вод связь солонца с ними может разорваться. Легкорастворимые соли постепенно вымываются в самую нижнюю часть промачиваемой толщи. Солонцеватая растительность постепенно сменяется степной, т. е. идет процесс остепнения солонца. Другим направлением эволюции солонцов может быть путь, когда грунтовые воды не понижаются, но если солонец расположен в понижении микрорельефа, то сюда стекают воды и промывают его. В результате образуются солоди, а сам процесс называется осолодением. В степной зоне для таких почв типичны так называемые осиновые кусты, или колки. На юге степной зоны и в полупустынях солонцы и солончаки обусловлены в основном микрорельефом и определяют типичную черту растительности этих регионов — ее комплексность и мозаичность.

• Примеры растений засоленных почв.

Бок о бок с солеросом растет сведа, имеющая стебель и толстые мясистые листья. Она хуже, чем солерос, выдерживает засоление почвы. Несколько иным образом борется с засолением кермек, обладающий прикорневой розеткой листьев. В жаркий солнечный день листья кермека покрывает похожий на муку белый налет. Попробуйте лизнуть этот налет языком, и вы почувствуете солено-горький вкус. Через особые желёзки кермек выделяет избыток солей на поверхность листа, а отсюда их смывает дождь. Так же выделяет соли и среднеазиатский кустарник тамарикс. По самому краю солончака растет особый вид полыни — полынь солончаковая. Она может расти на засоленной почве, но отличается от, солероса и кермека тем, что поглощает из почвы очень мало солей. Галофиты, несомненно, произошли в далеком прошлом от глюкофитов, т. е. растений, растущих на незасоленной почве (от греческого слова «глюкос» — сладкий). В процессе естественного отбора среди глюкофитов, поселявшихся на засоленной почве, выживали те, которые были способны переносить засоление. Теперь многие галофиты уже не могут жить в ином месте и лучше развиваются при сравнительно высоком содержании солей в почве. Их происхождение от глюкофитов подтверждается и тем, что семена многих галофитов лучше прорастают на малозасоленной почве. Обычно осенью, зимой и ранней весной солончак отмывается от солей, вернее соли уходят вместе с дождевой водой в более глубокие слои почвы. Семена солероса прорастают, когда в почве почти совсем нет солей. Затем понемногу соли поднимаются с испаряющейся водой наверх, где их поглощают корни проросшего растения.

Галофит солерос: 1 — общий вид; 2 — веточка; 3 — поперечный разрез веточки.

Своеобразно приспособилась к засолению мангровая растительность. Мангровые растения растут по побережьям тропических морей — в заливах, проливах или в устьях рек, там, куда не доходит морской прибой. Очень часто мангровой растительностью покрыты внутренние берега коралловых атоллов. В тропической части Китая, на острове Хайнань, мангровые представляют собой кустарники значительно выше человеческого роста. В Индонезии некоторые мангровые достигают 20 и более метров высоты.

Большинство мангровых растений — деревья с гладкими кожистыми листьями, они напоминают комнатные фикусы, но стоят как бы на огромных подпорках. Это ходульные корни, они помогают мангровым растениям вынести крону выше уровня прилива. С поверхности почвы поднимаются вверх искривленные дыхательные корни. С их помощью многие мангровые поглощают из атмосферы кислород. В почве мангровым его не хватает, так как она затопляется приливом.

Самое удивительное у многих мангровых то, что это растения живородящие: их семена прорастают на материнском растении. Плоды с проросшими семенами свешиваются с деревьев в виде длинных образований, достигающих у некоторых пород 30 см. На поверхности почвы, где растут мангровые, обычно лежит большое количество таких проростков, отпавших от материнского растения. У многих из проростков на нижнем конце можно заметить корни, идущие в грунт. Все исследователи, изучавшие жизнь мангровых растений, утверждают, что корни на этих проростках образуются очень быстро (за несколько часов), и проросток легко укореняется в илистом либо песчаном грунте. Если бы семя мангровых пород упало в морскую воду непроросшим, оно быстро отравилось бы солями. Однако этого не происходит, потому что семя прорастает на материнском растении. Получая от него питательные вещества и соли, оно приспосабливается к засолению. Оторвавшемуся от материнского растения проростку уже не страшно сильное засоление.

Гребенщи́к (лат. Tamárix) — род кустарников семейства Гребенщиковые (Lauraceae). Известен также под названиями тамари́ск,  тамари́кс, гребенчу́к, Бо́жье де́рево и би́серник, в Астраханской области -жидови́льник, астраханская сирень.

Применяются как декоративные и пескозакрепительные растения.

Представители рода встречаются в пустынях, полупустынях и степях на юге Европы, в Африке и Азии, где являются характерными, часто господствующими растениями. Обычны в тугайных лесах Центральной Азии, где встречается около 15 видов.

Произрастают, преимущественно, вдоль рек в тугайных лесах, на солонцах и солончаках, по краям такыров, а иногда и на барханных песках. В горах Средней Азии поднимаются до 2000 м над уровнем моря; на Кавказе — до 600 м. Нетребовательны к почве, солеустойчивы.

asyan.org

Растения засоленных почв

 Наиболее ярко проявляется зависимость между общим распространением

, ареалами и почвенными факторами в тех случаях, когда один из почвенных факторов доминирует и оказывается экстремальным. Это положение хорошо иллюстрируют растения, произрастающие на засоленных почвах.

В их распространении очень много общего и заслуживающего внимания. При рассмотрении ареала, например, подорожника приморского (Plantago maritima), обычного растения солончаковых лугов, бросается в глаза, что подавляющая его часть находится во Внутренней Азии.

Эти восточные районы Туранской флористической области богаты засоленными почвами. Оттуда этот вид распространился на запад; он встречается местами по берегам Средиземного моря, Атлантического океана, Северного и Балтийского морей и проник даже на арктические побережья. Затем он заселил территории с засоленными почвами, рассеянные по всей Европе, но находящиеся вдали от морей.

Почти так же распространены солерос европейский (Salicomia europaea), сведа приморская fSuaeda maritima), млечник приморский (Glaux maritimaУ, солянка калийная (Salsola kali), полынь приморская (Artemisia maritima), лебеда прибрежная (Atripleх litoralis), ситник Жерара (Juncus gerardii) и другие виды. Очевидно, что для формирования ареалов всех этих растений климат имеет второстепенное значение, так как они хорошо развиваются в районах с разным климатом.

Стоит лишь вспомнить, насколько различны климатические условия жарких центральноазиатских полупустынь и морских побережий северной Норвегии и Кольского полуострова. И хотя не все растения засоленных почв встречаются в областях со столь разным климатом (а у некоторых видов можно обнаружить даже определенную зависимость ареала от климата), все же решающее значение для их распространения имеет содержание соли в почве.

Некоторые виды для нормального развития нуждаются в присутствии в почве поваренной соли в определенной концентрации; их называют галофитами или растениями засоленных почв в узком смысле слова. Таковы, например, солерос, свела приморская, а также виды мангровых лесов. Другие виды оказываются лишь солевыносливыми: они так же хорошо растут и на почвах, не содержащих соли.

При этом важно, что все эти растения способны хорошо развиваться в местообитаниях с засоленными почвами, где условий для жизни других растений нет. Здесь они не испытывают конкуренции со стороны других видов и потому господствуют. Следовательно, в их существовании и распространении немаловажную роль играет такой фактор, как конкуренция.

worldofscience.ru

Засоленная почва: растения-галофиты - Легкое дело

Засоленная почва

Хорошо известно, что соль - враг живой растительности. Однако в природе встречается достаточно мест с засоленной почвой (сухие солончаковые степи, морское побережье и т.д. ), но не имеющих при этом абсолютно безжизненного вида. Что же там растет и почему. Попробуем разобраться. Замечу, что эти вопросы не совсем абстрактны и навеяны они вполне реальными проблемами садоводов, оказавшихся волею судьбы на таких участках.

Почему вредна соль

Начнем с того, что попытаемся понять, чем же вредна соль для обычных, не приспособленных к ней растений. Тех, что растут на нормальной почве.

• осмотический
• токсический
• микробиологический

1. Осмотическая модель.Необходимая для жизнедеятельности растения вода поступает из почвы через корневую систему благодаря явлению осмоса (или всасывания), для эффективного действия которого необходима некоторая разность давлений (или осмотических потенциалов). А повышение концентрации солей приводит к уменьшению этой разности. В результате - растение страдает от недостатка воды, точно также, как и при засухе. Такая модель отрицательного воздействия характерна для сульфатов и нитратов.

2. Токсичностная модель.Вредное воздействие - отравление и гибель клеток растения в результате накопления солей, особенно опасен хлорид натрия. Обычные, неприспособленные растения, не умеют избавляться от излишков соли. В результате в их клетках повышается концентрация ионов натрия и хлора, приводящая к нарушению всех жизненных процессов в клетке, образованию и накоплению токсинов и, в конечном счете, к гибели клеток.

3. Микробиологическая модель.Известно, что минеральное питание растений обеспечивается деятельностью почвенных микроорганизмов, которые превращают органику в водорастворимые минеральные соединения, попадающие в виде раствора в растения. Кроме того, корневая система древесных растений активно взаимодействует в микоризой (грибницей), дополняющей сосущие корни и значительно увеличивающей площадь контакта с почвой. Но всем известно, что поваренная соль - сильнодействующий консервант. Достаточно вспомнить процессы соления рыбы или мясопродуктов. Однако при "засолке" грибов или квашении капусты повышенная концентрация соли приводит к печальным последствиям: в капусте тормозятся процессы брожения, не вырабатывается кислота (именно она - консервант) и она остается свежей и горькой. Аналогичная история с грибами - соль препятствует их ферментации микроорганизмами. Смысл этих примеров - показать, что соль, действуя как консервант, угнетает деятельность почвенных микроорганизмов и микоризы, делая почву мертвой и лишая растения минерального питания. От этого они сразу не погибнут, но развиваться, асти и плодоносить - не будут.

Анализ этих трех моделей позволяет сделать, по крайней мере, один практический вывод: главное средство борьбы с отрицательным водействием соли - вода. Которая поможет снизить концентрацию солей и спасти растения от засухи и отравления. Другой способ - улучшение структуры почвы и насыщением ее живой органикой, богатой микроорганизмами (компост, перегной). Понятно, что это поможет только в том случае, когда нет постоянного притока соли извне (с грунтовыми водами или в результате человеческой деятельности).

Как выживают растения

• Соленакапливающие. Или солевые суккуленты. У них мясистые стебли и листья, позволяющие поглощать соль из почвы и накапливать ее в клетках. Примеры: сарсазан, солянка .
• Солевыделяющие. Эти растения проницаемы для соли и имеют на листьях специальные клетки, в которых накапливается соль. При достижении предельной концентрации эти клетки лопаются, выбрасывая соль наружу. При этом в остальных клетках растения концентрация соли не увеличивается и их жизнедеятельность не нарушается. римеры: кермек, тамариск.
• Соленепроницаемые. Они защищаются от соли, накапливая углеводы, которые предотвращают избыточное поглощение и накопление солей. Примеры: полынь, лебеда.

Если говорить о интересующем нас регионе, то большую группу растений, приспособившихся к жизни на сильнозасоленных почвах можно встретить в Кургальджинском заповеднике в окрестностях озера Тенгиз (это горько-соленый бессточный водоем): солерос, сарсазан, сведа, кермек, различные виды солянок, кустарник селитрянка. Кроме того там можно встретить и другие степные растения: тюльпаны Шренка и двуцветковый, лук сине-голубой, иксиколирион татарский, солодка уральская, цмин песчаный, алтей лекарственный, полынь черная, рябчик малый, ковыль Лессинга, шалфей степной.

• тропические болотистые морские берега (мангровые)
• cолончаковые болота с травянистой растительностью
• галофитные сообщества на скалах.
• травы и кустарники на солончаковой песчаной или щебенистой почве
• тропические леса на морских песчаных берегах
• леса безлистных галофитов на песчаной почве
• травы и кустарники на солончаковой глинистой почве (солончаковая степь)
• солончаковыя пустыни
• приморские луга

Из всего сказанного можно сделать такой практический вывод:в любом, даже самом неблагоприятном месте с засоленной почвой можно при необходимости вырастить растения, приспособленные природой к таким условиям.

Как вырастить сад

1. Выращивание деревьев и кустарников (декоративные и ягодные)
2. Выращивание однолетних травянистых растений (цветы, овощи, пряности)
3. Выращивание многолетников и создание лужаек (газонов).

Первая задача может быть решена так. Выкапываем посадочные ямы достаточного размера (в зависимости от вида растения). На дно насыпаем щебень в качестве дренажа. Сверху - плодородный рыхлый и водопроницаемый грунт. По периметру посадочную яму ограждаем заглубленным бордюром из пластиковой ленты. И в эту яму высаживаем саженец. При этом верхний уровень грунта в посадочной яме должен быть несколько выше уровня окружающей почвы, чтобы избежать прямых потоков возможно соленой воды по ее поверхности. Понятно, что достичь полной водоизоляции не удастся. Но если учесть, что основная масса сосущих корней дерева расположена в самом верхнем слое, то есть шанс, что при хорошем и частом поливе концентрация соли в нем будет оставаться в норме. А хороший дренаж поможет избавиться от переувлажнения корневой системы. Разумеется, такой способ будет работать только при условии, что лишняя вода достаточно быстро уходит из ямы. Для того, чтобы это проверить желательно провести следственный эксперимент: выкопать яму, наполнить водой и понаблюдать за ее уровнем.

Вторая задача. Для травянистых однолетников нужно использовать приподнятые посадочные места (клумбы, грядки). Снимаем верхний слой грунта по заданному криволинейному контуру на штык лопаты, по периметру устанавливаем ленточный бордюр из любого гибкого и негниющего материала. Насыпаем щебенку для дренажа. Сверху - плодороный грунт толщиной в 30-40 см (этого достаточно для большинства однолетников).

Третья задача. Здесь есть варианты. Часть многолетников, не переносящих соли, можно высадить тем же способом, что и древесные растения. На участках с исходной (засоленной) почвой можно попытаться вырастить растения-галофиты. о которых шла речь выше. Самая сложная проблема будет с лужайкой. Газон из классических злаков вряд ли удастся вырастить, поэтому придется подобрать почвопокровные растения из числа галофитов. А здесь без экспериментов тоже не обойтись. Но в любом случае поверхность почвы нужно закрывать растительностью, и хорошо бы - поддающейся стрижке. Мне кажется, что при обильном и регулярном поливе удастся снизить концентрацию соли и вырастить какие-то из неприхотливых злаков. Очень перспективен белый клевер - это настолько живучее растение, что он сможет выдержать. По крайней мере, он способен расти даже в голой щебенке. Ну,конечно, при достаточном поливе. И еще не стоит забывать об альпийских растениях. Некоторые из которых будут прекрасно себя чувствовать на возвышенностях из каменисто-щебенчато-песчаной смеси. При этом решается и побочная (но тоже важная ) задача - изменение в лучшую сторону плоского рельефа участка.

http://humangarden.ru

legkoe-delo.ru

Почвенные факторы - Стр 2

Фосфор,так же как азот, – важнейший элемент питания растений. Он играет основную роль во многих ферментных реакциях, входит в состав нуклеиновых соединений и необходим для образования меристем. Молодые, активно растущие клетки меристемы содержат фосфора в несколько сот и даже в несколько тысяч раз больше, чем старые клетки, деление которых уже закончено. Фосфор играет важную роль в процессе фотосинтеза и в метаболизме растений. Важнейший аккумулятор высокоэнергетических фосфатов - аденозинтрифосфат (АТФ).

Причина недостатка доступного растениям фосфора в почве – его низкая растворимость. Он находится в труднорастворимой форме (ортофосфаты) в минералах, главным образом в апатитах, фосфоритах, в нерастворимых фосфатах кальция, железа и других соединениях. Растворимость фосфатов увеличивается в нейтральных и щелочных почвах и уменьшается в кислых. Кроме того, корневые выделения растений, особенно гречихи и бобовых, увеличивают растворимость и, следовательно, доступность фосфора для других растений.

При недостатке фосфора растения медленно развиваются, у них недоразвиты вегетативные органы: корни, стебли, листья. Стебли тонкие, листья грубые, окраска их серовато-зеленая, тусклая, иногда синевато-зеленая, часто листья имеют бронзовый или пурпурный оттенок, вызванный излишком антоциановых пигментов. Интенсивность кущения и число плодоносящих побегов уменьшается. Таким образом, многие признаки угнетения растений при недостатке фосфора и азота совпадают, отчасти это объясняется тем, что эти элементы играют очень важную и многостороннюю роль в метаболизме растений и недостаток любого из них нарушает и замедляет его. Однако признаки недостатка азота проявляются быстрее и в более резкой форме, в то время как признаки недостатка фосфора очень трудно выявить: растения могут быть сильно угнетенными и недоразвитыми, но четких признаков того, что именно фосфор служит этому причиной, нет.

Калийиграет большую роль в синтезе аминокислот и протеинов из ионов аммония. Кроме того, он важен для нормального хода фотосинтеза: уменьшение концентрации калия в листьях снижает скорость ассимиляции углекислоты. Общее количество углеводов у растений, произрастающих на бедных калием почвах, зависит не только от интенсивности фотосинтеза и усиленного дыхания, но и от общей площади листовой поверхности и от того, что при недостатке калия нижние листья растений начинают преждевременно отмирать. При недостатке калия в тканях растений накапливается много азота и образуется мало углеводов, вследствие чего подавляется рост корней, поэтому к недостатку калия особенно чувствительны корне- и клубнеплоды.

Как правило, в почве доступных для растений форм калия мало, хотя недоступных его форм в почве достаточно. Почвенный калий обычно подразделяют на необменный (39,6% от всего почвенного калия), обменный и водорастворимый. Последние две формы калия, составляющие 0,4%, доступны для растений. При использовании растениями обменного калия под влиянием корневых выделений, влажности почвы и других факторов незначительная часть необменного калия переходит в обменную форму.

При недостатке калия у многих растений снижается устойчивость к низким температурам. При недостатке в почве доступного растениям калия у них появляются признаки калийного голодания: укороченные стебли, буреющие и отмирающие (прежде всего края и кончики листьев), узкие морщинистые листья со скрученными краями. До побурения и отмирания частей листа появляется пурпуровая, оранжевая или сине-зеленая окраска листовой пластинки и некротические пятна на ней.

Кальцийнеобходим для развития меристем. Он входит в состав клеточных стенок растений.

Кальций обусловливает прочность структурных отдельностей, образуемых почвенными коллоидами, а также обезвреживает токсичное действие солей тяжелых металлов и хлоридов. Источник кальция в почве – содержащие известь минералы (доломит, кальцит, гипс) и материнские породы (мел, мергель, карбонатные морены), а также выходы известковых (жестких) грунтовых вод. Двууглекислый кальций, усваиваемый растениями, легко вымывается из почвы, поэтому в сухом климате почвы значительно богаче кальцием.

Недостаток кальция, наблюдающийся в кислых почвах, приводит к недоразвитости корней. При недостатке кальция в тканях растений в избытке накапливаются другие элементы, что нарушает обмен веществ и снижает рост и темпы развития растений. избыточное же содержание кальция в тканях растений снижает поглощение ими магния и калия, а также некоторых других элементов. Растения извлекают из почвы только легкорастворимый двууглекислый кальций СаСО3. Поглощенный растениями углекислый кальций откладывается в клетках и тканях растений, и таким образом задерживается процесс выщелачивания его из почвы и подпочвы. После минерализации растительных остатков кальций вновь возвращается в почву. Особенно большую роль в круговороте кальция играют растения с глубоко укореняющимися корневыми системами: деревья, а из травянистых – бобовые (люцерна серповидная, клевер горный) и те, которые накапливают кальций.

Отношение растений к кальцию – своего рода негативное отражение их отношения к кислотности (поскольку кислотность и богатство почвы кальцием – факторы-антагонисты). В зависимости от отношения к кальцию растения делят на следующие группы.

1. Кальциефилы. Предпочитают почвы, богатые кальцием (карбонатные почвы, содержащие более 3% карбонатов и вскипающие с поверхности). К ним относятся большинство степных растений и произрастающих на известковых и меловых обнажениях: астра ромашковая (Aster amellus), ветреница (Anemone sylvestris), мордовник обыкновенный (Echinops ritro), василек русский (Centaurea ruthenica), язвенник многолистный (Antyllis polyphylla), венерин башмачок (Cypripedium calceolus). Из деревьев к кальциефилам относятся бук, лиственница сибирская (Larix sibirica), ясень обыкновенный.

2. Кальциефобы.Избегают почв с большим содержанием извести (в то же время они являются ацидофильными). К ним относятся прежде всего сфагновые мхи и другие растения верховых болот, а также растения крайне кислых почв: вереск, щучка (Deschampsia caespitosa), белоус, щавелек и др., из деревьев – настоящий каштан (Castanea vesca), береза бородавчатая, чайный куст (Thea chinensis).

3. Индифферентные к кальцию растения.В эту группу входят ландыш (Convallaria majalis), встречающийся как на крайне кислых почвах, так и на известковых почвах, пупавка красильная (Anthemis tinctoria), произрастающая одинаково обильно и на известковых и на безызвестковых почвах.

Обычно кальциефилы растут на структурных почвах, богатых известью и другими зольными элементами, в то время как кальциефобы – показатели не только кислых, но и бесструктурных, бедных зольными элементами и азотом почв.

Подразделение растений на кальциефилы, кальциефобы и на безразличные к кальцию растения условно, так как есть немало видов, которые в одних условиях среды являются кальциефилами, а в других – не обнаруживают какой-либо приуроченности к почвам, богатым кальцием. Это объясняется тем, что кальций в сочетании с другими экологическими факторами оказывает далеко не одинаковое влияние на растения. немалую роль играет и конкуренция других растений.

Среди растений-кальциефилов особое место занимают виды, произрастающие на меловых обнажениях. Растительный покров на них редкий и чахлый, но здесь встречаются многие необычные виды: или выходцы из гораздо более южных местообитаний (вплоть до пустынных видов в лесной зоне), или нигде более не встречающиеся представители так называемой «меловой флоры». Это древние реликты, сохранившиеся в немногих местах Восточно-Европейской равнины, не подвергавшихся оледенению (так называемых убежищах).

Интересна экология этих растений, растущих на таком необычном субстрате, как мел, почти не затронутом почвообразовательным процессом. Твердость и каменистость мела затрудняют его заселение; легче других здесь укореняются растения, у которых корни проникают в глубь породы по трещинам. Бедность субстрата гуминовыми веществами и сильнощелочная реакция почвенного раствора (рН более 8) затрудняют минеральное питание. Кроме того, здесь весьма жесткий световой режим (открытые пространства, огромное альбедо мелового субстрата), вынуждающий растения защищаться от света: у некоторых видов в поверхностных тканях листьев скапливаются экранирующие защитные вещества в виде непрозрачных кристаллов, сильно развито опушение.

Сухость меловых субстратов обусловливает обилие ксероморфных адаптивных черт. Несколько примеров характерных меловых видов: льнянка меловая (Linaria cretacea), норичник меловой (Scrophularia cretacea), иссоп меловой (Hyssopus cretaceus), оносма простейшая (Onosma simplicissimum), ясменник подмаренниковый (Asperula galiodes). интересно отметить, что в культуре на черноземной почве многие меловые виды теряют свои «меловые» черты и приобретают более мезофильный облик (усиливается рост, удлиняются междоузлия, листья становятся более крупными и приобретают более зеленый цвет и т. д.). очевидно, на мелу растения находятся далеко не в оптимальных условиях, но вынуждены поселяться там, так как в иных условиях они не выносят конкуренции других растений и связанного с ней задернения почвы корнями.

Своеобразие субстратов, богатых известью, отражается на составе флоры известняков: обычно здесь велик процент эндемичных и реликтовых видов, преобладают растения-кальциефилы. Наряду с химическими свойствами известковых субстратов большое влияние на растительность оказывают их тепловой и водный режимы.

Магний – составная часть хлорофилла и компонент рибосом. Он играет важную роль в перемещении фосфатов в растении. Обычно недостаток магния, так же как недостаток кальция, имеет место на кислых почвах. Кроме того, недостаток магния может быть вызван чрезмерным внесением в почву калийных удобрений.

Натрий.Избыток натрия в почве для многих растений вреден, так как, накапливаясь в тканях, он препятствует усвоению других катионов, главным образом, кальция и магния. Однако некоторые растения, особенно на солончаках и солонцах, гораздо лучше растут в присутствии легкодоступного натрия, чем без него. Находясь в виде поваренной соли в тканях таких растений солончаков, как солерос европейский (Salicornia europaea), сарсазан шишковидный (Halocnemum strobilaceum) и др., натрий способствует накоплению и удержанию воды в клетках этих растений, увеличению мясистости и, следовательно, их засухоустойчивости.

Железо играет важную роль в процессе фиксации клубеньковыми бактериями азота. В азотфиксирующих клубеньках люпина желтого (Lupinus luteus) и сои (Glicyne hispida) обнаружен железопорфириновый белок – леггемоглобин (клубеньковый гемоглобин), являющийся переносчиком электронов в процессе фиксации азотных соединений. При недостатке железа на плодовых деревьях, винограде, декоративных деревьях и кустарниках появляются хлорозные листья с бледно-желтой и даже пурпуровой окраской. От недостатка доступного железа страдают не только плодово-ягодные культуры, но и бобовые, злаки, хвойные и другие растения. чаще всего хлороз связан с избытком извести, причем именно такой хлороз вызывает наиболее глубокие и трудно устранимые нарушения обмена веществ в клетках растений. Это объясняется тем, что щелочная реакция среды усиливает гидролиз и способствует осаждению из почвенного раствора ионов железа, кобальта, марганца, меди, цинка и других элементов питания растений, вследствие чего снижается их доступность и усвояемость растениями. Очень часто хлороз от недостатка железа наступает не потому, что а почве мало железа, а потому, что это железо не доступно для поглощения его корнями растений или не может быть использовано для внутриклеточного метаболизма.

Кроме азота, фосфора, калия, кальция, магния и других макроэлементов для нормального роста и развития растений необходимы микроэлементы, поглощаемые растениями в очень небольших количествах. К ним относятся марганец, бор, медь, цинк, кобальт и др. Микроэлементы становятся ядовитыми, если находятся в почве в доступной форме и в большой концентрации.

Марганец прежде всего необходим для фотосинтеза и дыхания растений. наибольшая концентрация марганца – в хлоропластах листьев и хвои. Марганец входит также в состав ферментов, стимулирующих фотосинтез и участвующих в процессе дыхания растений. Он принимает участие в синтезе аминокислот, протеинов, витаминов, полипептидов и других соединений. Марганец влияет на азотный обмен растений. Недостаток его обычен на известковых почвах и чаще всего вызывается чрезмерным известкованием освоенных под культуру торфяников, подзолистых, садовых и других почв, богатых органическими веществами. Доступность марганца для растений увеличивается на кислых почвах. Избыток марганца наблюдается на кислых почвах с повышенной концентрацией легкодоступного марганца. Излишек марганца так же, как и недостаток, отрицательно действует на рост и развитие растений.

Бор участвует в образовании и поддержании белков, нуклеиновых кислот, липидов и полисахаридов, которые лежат основе рибосом, мембранного аппарата, хроматина и клеточных стенок. При недостатке или отсутствии бора наступает структурная дезорганизация важнейших биокомплексов, приводящая к различным анатомическим и функциональным нарушениям и в конце концов к гибели растения. Отсутствие или недостаток бора прежде всего сказывается на меристеме и вообще на активно делящихся клетках. Вследствие этого при борном голодании отмирают кончики корней, конусы нарастания побегов, не раскрываются бутоны и т. д. Борное голодание чаще всего наступает потому, что бор находится в почве в недоступной для растений форме; наиболее часто это наблюдается на сильноизвестковых почвах и особенно заметно проявляется в период их иссушения. Кроме того, запасы доступного, легкорастворимого бора вымываются из почвы, поэтому сильновыщелоченные почвы очень мало его содержат.

Цинк.У растений цинк стимулирует дыхание и входит в состав многих растительных ферментов, активизируя их действие. При недостатке в почве доступного растениям цинка активность ферментов и активность дыхания растений снижаются. Кроме того, при недостатке цинка у растений уменьшаются активность и скорость биосинтеза нуклеиновых кислот. При цинковом голодании в тканях растений накапливается излишнее количество железа, вследствие чего, например у яблонь, появляется заболевание «розеточность-мелколистность». Кроме яблонь к недостатку цинка в почвенном растворе чувствительны груша, цитрусовые, кукуруза и другие растения, а также многие сорняки.

Медь содержат некоторые ферменты, принимающие участие в окислительно-восстановительных реакциях. Она влияет на азотный и углеводный обмен растений.

Кобальт.Основное значение кобальта заключается в том, что он усиливает устойчивость хлорофилла, так как предохраняет его о разрушения в темноте. Это в конечном счете приводит к активизации фотосинтеза и к увеличению листовой поверхности растений. Совместно с молибденом и медью кобальт повышает активность некоторых ферментов, особенно гидрогеназы и дегидрогеназы. Кобальт оказывает положительное влияние на весь процесс фиксации азота клубеньковыми бактериями и стимулирует синтез витамина В12. Он принимает участие в азотном и углеводном обмене растений. Особенно нуждаются в кобальте бобовые растения, пшеница и некоторые другие злаки. Однако излишнее содержание кобальта в почвенном растворе действует неблагоприятно: у растений замедляются рост и развитие, появляются хлоротичные листья и другие признаки угнетения.

4. Экологические особенности растений засоленных почв.В той или иной мере засолено около 25% всех почв нашей планеты. Избыток солей в почвенном растворе токсичен для большинства растений. Наиболее вредны легкорастворимые соли, без труда проникающие в цитоплазму:NaCl,MgCl2,CaCl2. Менее токсичны труднорастворимые соли:CaSO4,MgSO4,CaCO3. При этом хлоридное засоление особенно сильно действует на растения, в то время как сульфатное менее вредно.

Избыточная концентрация солей оказывает как осмотическое действие, нарушающее нормальное водоснабжение растение, так и токсическое, вызывая отравления. В частности отравление возникает в результате резкого нарушения азотного обмена и накопления продуктов распада белков, подавляет процессы роста. В жарком и сухом климате с преобладанием в почве восходящего тока воды засоление встречается очень часто на огромных площадях (большая часть территорий степной, полупустынной и пустынной зон). Здесь источником засоления служит не только приток солей из грунтовых вод, но даже атмосферные осадки, несущие ничтожные количества минеральных солей. Засоление в таких местностях может быть вызвано и неумелым орошением.

Во влажном климате при постоянном промывании почв накопления солей не происходит, и их содержание в почвенном растворе не превышает сотых или тысячных долей процента. Исключение составляют лишь почвы, постоянно увлажняемые сильно засоленными выходами грунтовых вод или морскими приливами (по побережьям Балтийского, Белого и других северных морей). Еще один источник засоления – отложение морских солей ветром на приморских скалах (импульверизация), в большей степени влияющее на состав и размещение прибрежной растительности.

А.П..Шенников подразделяет засоленные местообитания на солончаки, солончаковые почвы, солонцы и солонцеватые почвы. Для солончаковхарактерно засоление с поверхности почвы, на которой встречаются налеты и даже выцветы солей. Почва сильно увлажнена, представляет собой соляную грязь, особенно весной и осенью. В полупустынях солончаки обычно приурочены к замкнутым понижениям, там, где очень близко к поверхности подходят засоленные грунтовые воды и имеются благоприятные условия для накопления солей. Солончаки обычны также по засоленным берегам морей и соленых «озер-гигантов» (Баскунчак). Они имеют наибольшую концентрацию солей в почвенном растворе, которая особенно возрастает летом, когда солончаки высыхают в зависимости от преобладания сульфатов или хлоридов различают сульфатные, хлоридные и смешанные солончаки.

Солончаковыми почваминазывают почвы, переходные между солончаками и незасоленными территориями. В сухое время их верхние слои имеют незначительную концентрацию солей; весной и в период дождей легкорастворимые соли вымываются из солончаковых почв.

Солонцы отличаются от солончаков прежде всего тем, что у них засоление начинается не с поверхности почвы, а несколько глубже. Верхние горизонты солонцов промыты и выщелочены. В противоположность верхним горизонтам мокрых солончаков они сильно, особенно летом, высушены. Ниже верхнего незасоленного бесструктурного слоя толщиной несколько сантиметров залегает сильно уплотненный пресный горизонт. Он насыщен поглощенным натрием и в период дождей представляет собой творожистую липкую массу, летом же высыхает и разделяется трещинами. Ниже этого плотного пресного горизонта начинается засоление почвы растворимыми солями.

Солонцеватые почвылетом имеют незначительное засоление нижних горизонтов, вызванное подъемом соленой воды из подпочвы. Весной и осенью соли из почвы вымываются.

Образование солончаков и солончаковых почв тесно связано с засоленными грунтовыми водами, поэтому они встречаются и в сухом, и во влажном климате. Солонцы же и солонцеватые почвы свойственны только сухому климату. Солончаки, солонцы и незасоленные почвы в Прикаспийской низменности, Средней Азии, Казахстане и в южной степной части Сибири небольшими участками мозаично чередуются друг с другом, образуя то солончаково-солонцовые комплексы, покрытые различными солянками, то участки выщелоченных почв, покрытые травяной степью.

На засоленных почвах поселяются растения, приспособившиеся к высокому содержанию солей, – галофиты. Они отличаются специфическим видовым составом. Например, существуют целые «галофильные семейства»: маревые (Chenopodiaceae), свинчатковые (Plumbaginaceae), франкениевые (Frankeniaceae), тамарисковые (Tamaricaceae). Флора галофитов особенно богата и разнообразна в аридных зонах. В отличие от галофитов растения незасоленных местообитаний называютгликофитами.

В зависимости от морфофизиологических особенностей и путей адаптации к засолению различают несколько групп галофитов (по П.А. Генкелю):

1.Эугалофиты(солянки). В основном это обитатели солончаков или солончаковых участков засоленных комплексов, например, солерос европейский (Salicornia europaea), сарсазан шишковатый (Halocnemum strobilaceum), виды родовSalsola, Petrosimonia, Suaeda, Obioneи др. Характерен внешний облик этих растений. Некоторые из них имеют суккулентные черты: редуцированные листья, мясистые членистые стебли, по периферии которых располагается ассимиляционная ткань – двухслойная палисадная паренхима, а центральная часть занята сочной водозапасающей тканью. У других (Suaeda, Obione) листья обычные, пластинчатые, но с чертами «галоморфной» структуры: сильно утолщенной и несколько суккулентной листовой пластинкой, сравнительно крупными клетками.

В связи с высокой солеустойчивостью цитоплазмы эугалофиты способны поглощать и накапливать большие количества солей (до 45 – 50% от массы золы). Чем засоленнее почва, тем больше солей содержат и растения-соленакопители. Состав ионов в теле растения обычно соответствует их соотношению в почве, но есть примеры избирательного накопления: так, злаки и осоковые накапливают больше К, чем Na, маревые –Na,Clи органические анионы (главным образом оксалат), крестоцветные –NaиSo4. солерос концентрирует в тканях значительные количества солей даже при малом содержании их в почве. Опад эугалофитов способствует засолению поверхностного слоя почвы. Под зарослями галофитов происходит также подщелачивание почвы.

2.Криногалофиты(солевыделители). Эти растения способны выделять наружу избыток соли в виде солевого раствора через особые железки на листьях. Таковы тамариксы, франкения, многие кермеки (Limonium). Сухой порошок соли сдувается с листьев ветром, осыпается или смывается дождем. По строению листа многие криногалофиты близки к мезофитам.

3.Гликогалофиты.В эту группу входят растения ксерофильного облика (например, многие полыни). Корневая система гликогалофитов малопроницаема для солей, поэтому даже на сильнозасоленных почвах в тканях растений соли не накапливаются.

Существует еще группа растений, избегающих засоления благодаря глубокой корневой системе: хотя они и могут расти на сильно засоленных почвах, их сосущие корни располагаются в глубоких малозасоленных горизонтах. Таковы, например, тростник (Phragmites communis), кендырь сибирский (Apocynum sibiricum) и другие виды. Эту группу иногда называютпсевдогалофитами.

Галофиты имеют ряд биохимических особенностей, способствующих «обезвреживанию» вредных солей и выведению их из основного обмена.

Произрастая на сравнительно влажных солончаках, многие эугалофиты недостаточно выносливы к засухе. На более сухих почвах (например, сильно пересыхающих летом солончаковатых солонцах) поселяются галофиты с теми или иными ксероморфными чертами: кокпек (Atriplex cana) и лебеда бородавчатая (Atriplex verrucifera) с опушенными листьями и глубокой корневой системой, биюргун (Anabasis salsa) с утолщенным двухслойным эпидермисом и др. На сухих столбчатых солонцах преобладают виды с ярко выраженными ксероморфными чертами: с сильно опушенными и рассеченными листьями (полыни малоцветковая и Лерха (Artemisia pauciflora, A. lercheana), ромашник (Pyrethrum achillefolium)) или с очень мелкими игловидными листьями. На этих же почвах способны расти и некоторые выносящие засоление степные ксерофиты, например типчак (Festuca sulcata). Можно таким образом проследить ряд переходов от настоящих галофитов кгалоксерофитам и ксерофитам.

Есть и другая промежуточная группа – галомезофиты. Это в основном растения лугов, произрастающие на слабозасоленных почвах: в поймах лесостепных и степных рек, в местах с подтоком засоленных грунтовых вод. По внешнему облику и строению они не отличаются от обычных луговых мезофитов. Таковы лисохвост вздутый (Alopecurus ventricosus), бескильница расставленная (Puccinellia distans), клубнекамыш морской (Bolboschoenus maritimus), морковник Бессера (Silaus besseri) и др. Некоторые из них имеют повышенное содержание солей и способны выделять их избыток в процессе гуттации.

Своеобразную группу составляют приморские галофиты и галомезофиты - растения «маршей» (приморских лугов), литоралей, дюн и зон, контактных с дюнами, приморских скал. В этих местообитаниях избыток солей, поступающих в почву с морским приливами, из засоленных грунтовых вод или с ветром, для одних видов сочетается с избытком увлажнения (и даже временным анаэробиозом при заливании), для других, растущих на повышенных и песчаных субстратах, – с ограниченным количеством доступной влаги. видовой состав приморской флоры (в пределах Европы) довольно однообразен. Здесь можно найти и типичный галофит – солерос, и виды с галоморфными чертами – утолщенными суккулентными листьями, и растущие на засоленных песках галопсаммофиты с теми или иными ксерофильными чертами, например, встречающийся на побережье Финского залива волоснец гигантский (Elymus giganteus) с листьями, покрытыми сизым восковым налетом. Такие растения имеют повышенную концентрацию клеточного сока, высокое осмотическое давление и накапливают в надземных частях довольно значительные количества минеральных солей. Иногда вместе с приморскими галофитами растут и гликофиты, обладающие повышенной выносливостью к засолению: например, частуха (Alisma plantago-aquatica) выносит рН почвы от 2 до 12 и концентрацию солей до 3%.

Особую группу среди растений засоленных местообитаний составляют мангровые заросли, или мангры, – затопляемые леса тропических побережий в зоне морских приливов или в эстуариях тропических рек. Сильное засоление в этих местообитаниях создается благодаря действию морской воды, накоплению солей на берегах, приносу солевой пыли ветрами. Из древесных пород в манграх наиболее распространены роды Avicennia, Rhizophora и др.

Адаптации к засолению проявляются у них в некоторых физиологических механизмах, обеспечивающих избирательное поглощение ионов: например, более токсичный натрий поглощается меньше, чем калий. Избыток солей удаляется путем их активного выделения через особые устьица, поэтому нижний эпидермис часто покрыт солевой корочкой. Высказываются предположения о том, что мангровые деревья способны поглощать из океанического «раствора» пресную воду путем простой фильтрации. Осмотическое давление у мангровых древесных пород высокое. Фотосинтез у них идет вполне нормально при высоких концентрациях солей, которые у гликофитов сильно его подавляют.

studfiles.net

Действие солей на растения

Растения по их отношению к засоленности почвы разделяются на две основные группы: галофиты и гликофиты.

Согласно определению П. А. Генкеля (1954), «галофитами называются растения засоленных местообитаний, легко приспособляющиеся в процессе своего онтогенеза к высокому содержанию солей в почве благодаря наличию признаков и свойств, возникших в процессе эволюции под влиянием условий существования. Гликофитами называются растения пресных местообитаний, обладающие сравнительно ограниченной способностью приспособляться к засолению в процессе индивидуального развития, так как условия их существования в процессе эволюции не благоприятствовали возникновению данного свойства».

Жизнь растений на засоленных почвах протекает весьма своеобразно. Скопление даже безвредных солей, повышая осмотическое давление почвенного раствора, нередко приводит почвы к физиологической сухости и вследствие этого затрудняет водоснабжение растений. В данном случае наблюдается такое явление, когда при достаточной влажности почвы растение не в состоянии полностью обеспечить себя водой.

Как показали исследования В. С. Шардакова (1953), водоудерживающая сила засоленной почвы изменяется от содержания в ней как солей, так и воды.

Чрезмерное скопление солей в почве может вызвать солевое отравление и гибель растений.

В этом случае проявляется непосредственное ядовитое или, как говорят, токсическое действие солей на растение.

Таким образом, действие солей на растение двойственно по своей природе. С одной стороны, скопление солей в почве, повышая осмотическое давление почвенного раствора, сильно снижает доступность воды для корней, а с другой — некоторые соли действуют на растение как специфические яды. В естественных условиях то и другое действие трудно разграничить, так как оно изменяется в зависимости от соотношения солей в почве и реакции растений на засоление.

Специальные исследования показывают, что соли, ядовитые в чистых растворах, в смесях менее вредны для растений. Две соли, ядовитые порознь, при той же концентрации нередко оказываются более или менее безвредными в смесях. Наблюдаемое явление объясняется тем, что соли в смесях взаимно нейтрализуют свое вредное действие на растение. Опыты показывают, что смесь, по соотношению солей приблизительно соответствующая морской воде, наименее вредна не только для морских, но и для пресноводных организмов. Такое соотношение солей называется уравновешенным, а явление взаимного уничтожения ядовитости солей получило название антагонизма ионов. Смесь солей — «раствор Вант-Гоффа» — по сути дела представляет собою искусственную морскую воду. Этот раствор нередко используется при изучении сравнительного действия одностороннего и уравновешенного засоления на растительный организм.

Явление антагонизма солей имеет большое значение для жизнедеятельности растений на засоленных почвах. В этом убеждают нас опыты по выращиванию растений на растворах с различным соотношением солей. Так, например, на растворе смеси Na2CO3 (0,0398%) + Na2SO4 (0,0710%) растение развивается относительно нормально, но при уменьшении концентрации Na2SO4 вдвое растения погибают (Коньков, 1948).

Опыты академика А. А. Рихтера (1927) показывают, что одностороннее засоление оказывает специфическое ядовитое действие не только на гликофиты, но и на такой типичный галофит, как солерос.

Поэтому одностороннее накопление солей, определяющих тип засоления почвы, создает далеко не равноценные условия для роста растений. Вредность засоленной почвы для растений возрастает, если какая-либо соль будет находиться в большем количестве, чем другие. Поэтому карбонатное и хлоридное засоления почвы более вредны для растений, чем сульфатно-хлоридное или хлоридно-сульфатное.

Обстоятельное исследование по токсичности солей для растительной клетки провел Кахо (Kaho, 1923, 1926, 1934). Он указывает, что проникновение солей в плазму растений является сложным физиологическим процессом.

Ионы солей, проникая в клетку, изменяют вязкость протоплазмы и состояние плазменных коллоидов. Эти изменения в первую очередь проявляются на поверхностных слоях плазмы, которые быстрее реагируют на действие ионов, чем ее внутренняя часть. По мнению Кахо, при восприятии солей клеткой исключительное значение имеют липоидные вещества поверхностного слоя протоплазмы. Обратимые изменения коллоидального состояния этих веществ под влиянием ионов солей имеют решающее значение для скорости поступления каждой нейтральной соли в клетку.

Ионы, проникающие в клетку, оказывают специфическое действие. Катионы, обладающие свойством коагулировать (свертывать) биоколлоиды плазмы, вызывают снижение проницаемости протоплазмы для солей. Анионы солей действуют в обратном направлении на плазменные коллоиды и приводят к повышенной проницаемости протоплазмы для этих веществ. Ядовитость солей находится в прямой зависимости от способности их проникновения в плазму клеток. Соли, легко проникающие и быстро накапливающиеся в растительной клетке, более ядовиты для растительного организма.

Токсичность солей в значительной мере зависит и от температурных условий внешней среды. Исследованиями Кахо (Kaho, 1926) было установлено, что токсическое действие солей на растительную клетку с повышением температуры (от 0 до 36°) неизменно повышалось. На возрастание токсичности солей при повышении температуры указывает в своей работе и Л. И. Сергеев (1936а).

Соответствующие данные показывают, что поступление солей в растение регулируется проницаемостью протоплазмы. Как указывает А. А. Рихтер (1927), непроницаемость клеток корней, определяющая солестойкость растения, удерживается до определенного предела концентрации, после чего наблюдается своеобразный «прорыв» солей, отравляющих, а порой и приводящих к гибели растительный организм. П. А. Генкель с сотрудниками (1944) указывают на то, что у растений при высокой концентрации солей повреждается плазма. В результате повреждения плазмы избирательное поступление солей сменяется пассивным, что и приводит к ненормально высокому накоплению солей в органах растения.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.activestudy.info

Агротехнические мероприятия на засоленных почвах

Повышение плодородия засоленных почв не ограничивается только удалением солей и понижением уровня соленосных грунтовых вод. На них и после промывок все же остается некоторое количество вредных солей. К тому же вода во время промывок оказывает отрицательное действие на структуру почвы и вымывает часть питательных веществ, необходимых для растений.

Поэтому на рассоленных почвах применяются дополнительные мероприятия, повышающие их плодородие.

С целью улучшения структуры почвы и обогащения ее питательными веществами вносится навоз и разнообразные местные удобрения. Кроме того, на рассоленных почвах вводится специальный переходный севооборот, в котором используются так называемые растения-освоители.

В качестве освоителей используются такие солеустойчивые растения, как люцерна, суданка, шабдар, подсолнечник, свекла, озимый ячмень, сорго, чумиза и многие другие культуры. Культуры-освоители способствуют рассолению, обогащают почву питательными веществами и восстанавливают ее структуру. При сочетании мелиоративных и агротехнических мероприятий такие растения, как люцерна, могут способствовать рассолению почвы и значительно повысить ее плодородие.

У люцерны образуется большое количество зеленой массы, на что расходуется очень много воды. Поэтому это растение быстро иссушает верхние слои почвы и благодаря мощно развитым корням использует воды нижних горизонтов. Густой травостой люцерны значительно сокращает испарение влаги самой почвой, в результате чего уменьшается капиллярное поднятие воды с растворен ными в ней солями в верхние горизонты. Рассолении почвы способствуют и очередные поливы люцерны. Все это вместе взятое снижает содержание солей в почве до 60—70%,

Кроме того, на люцерновом поле после распашки на каждом гектаре остается до 10 т пожнивных остатков и корней, которые по содержанию питательных веществ равноценны 50 т навоза. Но особенно важно то, что почва после люцерны становится более структурной. Благодаря наличию большого количества органических веществ, распыленные частицы почвы образуют прочные комочки и, таким образом, создается структурность.

Представляет интерес и то, что люцерна снижает степень ядовитости одних солей и повышает растворимость других. Так, например, при обогащении почвы углекислотой, выделенной корнями люцерны, такая сильноядовитая соль, как карбонат натрия, переходит в менее ядовитую — бикарбонат натрия. При этом снижается щелочность почвенного раствора и усиливается растворимость карбоната кальция вследствие перехода его в более растворимую соль — бикарбонат кальция. Углекислота создает также условия для дополнительного растворения труднорастворимых солей фосфора. Кроме того, корни люцерны, как и многие другие травы с глубоко проникающей корневой системой, извлекают из глубоких горизонтов почвы кальций и выносят его в верхние слои почвы, улучшая тем самым ее структуру. Подобным свойством восстанавливать плодородие почвы обладают многие травы, особенно, травосмеси.

Как известно, люцерна в молодом возрасте крайне несолеустойчива. Вследствие этого на солончаковых пятнах семена люцерны часто не прорастают, и почва не рассоляется. Поэтому представляет интерес небольшой опыт с пересадкой люцерны, который провел в 1953 г. В. Е. Бессмертный. Опыт заключался в следующем: после удаления надземной массы в первой половине октября с глубины 10—12 см были выкопаны подземные части люцерны, которые хранились в подвале при температуре 5—10° С до конца ноября, а затем высаживались на такырную засоленную почву. С ранней весны пересаженные растения стали нормально расти и развиваться. Осенью эти растения дали хорошую надземную массу и семена. В то же время люцерна, посеянная семенами весной на аналогичном участке, дала небольшую надземную массу. Следовательно, используя способ пересадки люцерны, можно будет повысить густоту стояния растений на участках с пятнистым засолением.

Интересный опыт по освоению засоленных перелогов с помощью шабдара описывает М. Варламов (1951). Осенью 1949 г. под опыт был выделен участок, сплошь покрытый большим налетом солей. Участок был соответствующим образом вспахан, полит и засеян шабдаром. Весной высота травостоя достигала 50 см, а содержание хлора в почве снизилось с 1 до 0,01%. После уборки травы поле вспахали и засеяли хлопчатником. С контрольной делянки без трав был получен урожай хлопка-сырца 15,8 ц/га, а с делянки с посевом шабдара — 44,5 ц/га.

Некоторые растения-освоители характеризуются высокой солеустойчивостью, и их нередко рекомендуют использовать в качестве биологических рассолителей засоленных почв. Рассоление почвы с помощью растений называют фитомелиорацией. К фитомелиораторам относят, например, австралийскую лебеду. Есть указание на то, что в надземных органах лебеды, растущей на засоленных

почвах, содержание солей доходит до 33% от сухого веса. Таким образом, 5 т сена лебеды в среднем уносят из почвы 1 т солей. Подсчитано, что после нескольких лет возделывания лебеды засоленая почва становится пригодной для выращивания на ней менее солеустойчивых культурных растений.

Однако применение фитомелиорации как средства борьбы с засолением почвы, если оно прогрессирует, не может иметь практического значения. Действительно, некоторые солеустойчивые растения способны произрастать на сильнозасоленной почве и накапливать в своих органах огромное количество солей. Вынос солей подобными растениями невелик, так как запас их в засоленной почве весьма значителен. Кроме того, по мере выноса солей растениями из корнеобитаемой зоны она может вновь пополняться солями за счет нижележащих слоев почвы и грунтовых вод.

Таким образом, растения-освоители далеко не всегда рассоляют почву, но при выращивании их создаются условия для ее рассоления. Эти условия возникают в результате того, что растения-освоители могут произрастать на сильнозасоленных почвах и давать такую надземную массу, которая, затеняя почву, резко снижает расход воды самой почвой. При этом сильно падает поступление солей и в корнеобитаемую зону. Кроме того, агротехнические мероприятия, применяемые при выращивании этих растений, и, в первую очередь, поливы значительно способствуют рассолению почвы.

Дальнейшая задача заключается в том, чтобы окультуренные и плодородные почвы с высоким стоянием грунтовых вод не подвергались вторичному засолению. Все разнообразные мелиоративные и агротехнические мероприятия направляются на предупреждение подъема грунтовых вод в корнеобитаемый слой почвы.

Несоблюдение правил водопользования и низкий уровень агротехники способствуют подъему грунтовых вод. Скорость их подъема может быть очень большой. Так, например, в Голодной Степи в начале освоения она составляла 2 м в год. Наблюдения показывают, что если в летние месяцы уровень грунтовых вод не поднимается выше 2,5—3 м, вторичного засоления почв обычно не возникает. Поэтому крайне необходимо избегать переполива почвы. Каждый тип почвы имеет свою определенную влагоемкость, т. е. способность удерживать воду. И если воды дается больше, чем почва способна ее удерживать, она фильтруется в грунт и со временем достигает грунтовой воды, вызывая ее подъем.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.activestudy.info

Смотрите также

• 
  Животные и растения луга
• 
  Царство растения 7 класс
• Наблюдение за растениями осенью
• 
  Ин грин искусственные растения
• 
  Комнатные растения бегония коралловая
• 
  Лечебный лук комнатное растение
• 
  Алоэ википедия комнатное растение
• 
  Майский ландыш ядовитое растение
• 
  Ландыш майский ядовитое растение
• 
  Растение толстянка как ухаживать
• 
  Растения для болотистых участков