Растения – индикаторы в вашем доме
Введение
Растениями-индикаторами называют растения, тесно связанные с определѐнными экологическими условиями. По их присутствию узнают о содержании определѐнных микроэлементов и веществ. На изменения окружающей среды растения-индикаторы реагируют изменением внешнего вида и химического состава; количество их может резко возрасти или, наоборот, уменьшиться.
Растениями-индикаторами пользуются при оценке механического и химического состава почвы, в поисках пресных вод в пустыне и при разведке полезных ископаемых. Им отводится важная роль в индикационной геоботанике, экологии, физиологии и биохимии растений, биогеографии, геологии, геохимии, гидрогеологии и других науках. Видовой состав растений свидетельствует о кислотности почвы, степени еѐ плодородия, наличии или нехватке тех или иных химических элементов. Умение увидеть и прочитать ту информацию, которой обладают растения, помогает найти уран и золото, узнать новое об окружающей природе, иногда даже спасти жизнь.
По состоянию растения, внешнему виду листьев и других органов можно достаточно точно определить состав почвы, наличие в ней питательных веществ. Для нормального роста и плодоношения растениям нужны свет, вода, питательные элементы. Если же их не хватает, то растение сразу же сообщает нам об этом. Умение услышать, точнее, увидеть, что именно говорят нам растения, позволяет вовремя прийти к ним на помощь. Взамен они отблагодарят нас прекраснейшими цветами или вкуснейшими плодами.
|
|
|
Не каждое растение может быть индикатором. Лучшими индикаторами являются так называемые стенобионты — виды, приспособленные к существованию в строго определѐнных условиях и не выносящие больших колебаний окружающей среды по сравнению с видами, существующими при значительных изменениях или в различных условиях окружающей среды. Численные соотношения различных видов и популяций часто служат лучшим индикатором, чем численность одного вида, так как целое лучше, чем часть, отражает общую сумму условий. Это особенно явственно проявляется при поисках биологических индикаторов разных типов загрязнения.
С помощью растений намного дешевле и проще следить за состоянием окружающей среды. При экологическом мониторинге загрязнений использование индикаторных растений часто даѐт более ценную информацию, чем оценка загрязнения приборами.
Люди и растения связаны множеством невидимых нитей, и способность разбираться в этих хитросплетениях приносит немалую пользу.
Объект исследования: природные растения, обладающие свойствами индикаторов.
Предмет исследования: растворы растительных индикаторов.
|
|
|
Цель: доказать наличие природных индикаторов в разных частях растений и изучить их свойства.
Задачи:
Изучить литературу по данной теме, проанализировать данные источники.
Приготовить растительное сырье, а также водные отвары сырья для исследования на изменение цвета в кислой и щелочной среде.
Провести исследование, какие из подготовленных растворов растений – индикаторов можно использовать в домашних условиях.
Гипотеза: растворы растительных индикаторов можно приготовить самостоятельно и применять домашних условиях при необходимости определения среды раствора.
Методы исследования: 1) изучение литературы, 2) эксперимент,
3) наблюдение, 4) аналитическая деятельность.
Глава 1. Теоретическая часть
Растения-индикаторы в природе
Индикаторы кислотности почвы. Дачу или садово-огородный участок используют по-разному. Можно отдыхать, просто наслаждаясь свежим воздухом, вкушать фрукты и ягоды, выращенные своими руками, любоваться цветниками. Между тем и цветы, и ягоды, и даже кислород, которым мы дышим, дают нам растения, без которых жизнь человека невозможна. Так как выращивать растения владельцам дач чаще всего приходится самостоятельно, им следует знать о свойствах почвы своего участка, поскольку от этого во многом зависит успешность данного мероприятия. Обладая наблюдательностью и элементарными знаниями по биологии, можно определить состояние почвы и предпринять необходимые меры по улучшению или поддержанию её свойств [1].
|
|
|
Одним из главных характеристик почвы является её кислотность. Кислотность почвы — это свойство почвы, обусловленное наличием ионов водорода, находящихся в ней. Её можно выразить при помощи рН — показателя активности ионов водорода. В соответствии с величиной рН различают почвы; сильнокислые — рН < 4,5, среднекислые —рН< 4,6-5,0, слабокислые — рН—-5,1-5,5,близкие к нейтральным — рН 5,6-7,0, щелочные — рН > 7,0. Кислую реакцию имеют болотные, дерново-подзолистые и серые лесные почвы, нейтральную — чернозёмные почвы, щелочную — каштановые почвы и серозѐмы, сильнощелочную — солонцы.
В химии применяется набор специальных веществ — индикаторов, изменяющих под влиянием увеличения или уменьшения концентрации водородных и гидроксильных ионов окраску раствора, в который их добавляют. Известным индикатором является лакмусовая бумага, которая в щелочном растворе окрашивается в синий цвет, а в кислом — в красный. Использование определённых реактивов с последующим сравнением полученной окраски почвенного раствора со стандартной окрашенной шкалой позволяет определить кислотность почвы. Её можно установить также при помощи специального прибора — рН-метра.
|
|
|
Что же делать, если невозможно выполнить эти анализы? Тогда на помощь приходят сами обитатели земли — на реакцию почвы укажут растения-индикаторы. В качестве помощников могут выступить растения, которые люди пренебрежительно называют сорняками. Разумеется, растения не так точно показывают значение рН, как специальные химические реактивы, но во многих случаях полученной информации вполне достаточно для огородника или садовода-любителя. В таблице 1 приведены широко распространѐнные травянистые растения, которые могут помочь определить кислотность почвы. Некоторые из них изображены на рис. 1,2,3 (см. Приложение 1).
Таблица 1.Травянистые растения-индикаторы кислотности почвы
| Характеристика почв | Растения-индикаторы |
| Кислые | Горец кустарниковый (Polygonum dumetorum) |
| Звездчатка ланцетовидная (Stellaria holostea) | |
| Калужница болотная (Caltha palustris) | |
| Кипрей мохнатый (Epilobum hirsutum) | |
| Куриное просо (Echinochloa crus-galli) | |
| Лютик ползучий (Ranunculus repens) | |
| Лютик едкий (Ranunculusасег) | |
| Подорожник большой (Plantago major) | |
| Сераделла мелкая (Ornithopus persusillus) | |
| Седмичник европейский (Trientalisеuгораеа) | |
| Фиалка трѐхцветная (Viola tricolor) | |
| Хвощ луговой (Equisetum pratense) | |
| Щавель воробьиный (Rumex acetosella) | |
| Щавель конский (Rumex confertus) | |
| Нейтральные или слабокислые | Клевер горный (Trifolium montanum) |
| Клевер ползучий (Trifolium repens) | |
| Крапива жгучая (Urtica urens) | |
| Манжетка обыкновенная (Alchimilla vulgaris) | |
| Мыльнянка лекарственная (Saponaria officinalis) | |
| Пырей ползучий (Erytrigia repens) | |
| Редька дикая (Raphanus raphanistrum) | |
| Ромашка лекарственная (Matricaria chamomilla) | |
| Смолѐвка поникшая (Silene nutans) | |
| Чистец лесной (Stachys sylvatica) | |
| Щелочные | Вьюнок полевой (Convolvulus arvensis) |
| Горчица полевая (Sinapis arvensis) | |
| Дрѐма белая (Melandrium album) | |
| Живокость полевая (Consolida regalis) | |
| Лебеда раскидистая (Atriplex patula) | |
| Мак самосейка (Papaver rhoes) | |
| Подмаренник цепкий (Galium aparine) | |
| Подорожник ланцетный (Plantago lanceolata) | |
| Язвенник крупноголовчатый (Anthyllus macrocephala) |
Большинство культивируемых растений наиболее успешно развивается в условиях среды, близкой к нейтральной. Поэтому если почва на участке сильнокислая или сильнощелочная, то её необходимо улучшить. Кислые почвы извёсткуют, добавляя известняк, гашёную известь, доломитовую муку, мел, мергель, торфотуф или печную золу. Доза внесения извести зависит от кислотности почвы, еѐ механического состава и выращиваемой культуры.
Некоторые садовые растения требуют кислых почв, поэтому для обеспечения наилучших условий их роста почву иногда приходится подкислять. Наши ягодные кустарники - крыжовник, малина, чёрная смородинатакже предпочитают слабокислыепочвы. Хорошо развиваются в кислой среде белокочанная и цветная капуста, редис. Многие цветочно-декоративные растения – гортензии, рододендроны, папоротник мужской— нуждаются в кислых почвах, поэтому под посадку приходится вносить кислый торф. Газонные травы - образуют лучший дёрн на почве, кислотность которой находится в пределах рН 5,2-5,6. Для формирования качественного и долговечного газона важное значение имеют интенсивность скашивания, высота скашивания - у каждого вида газонных злаков она своя - ниже 1 см, 1-2,2-3, выше 3 см, - а так же плодородие почвы и еѐ кислотность.
Индикаторы почвенного плодородия. Растительность подаёт нам достаточно явные сигналы о структуре почвы, её водном режиме и балансе питательных веществ. Поэтому с помощью растений можно определить, например, какие выбрать удобрения. Плодородие почвы является её важнейшей характеристикой. Именно от плодородия зависит и урожай, красота растений. Растения-индикаторы укажут на уровень плодородия земли, на которой они произрастают.
Если запас питательных веществ в почве невелик, на них могут произрастать только растения-олиготрофы. В природе на таких землях растут низшие растения - сфагновые мхи и лишайники. Из высшихрастений это обитающие во влажных лесах и болотах багульник, брусника, клюква, черника и др. Для того чтобы сделать эти почвы пригодными для культивирования других растений, необходимо повысить их плодородие внесением удобрений.
Растения-мезатрофы довольствуются средней обеспеченностью почвминеральным питанием. Это зелѐные мхи, папоротник мужской. земляника лесная, душица, иван-да-марья и другие растения.
Указателями богатых почв являются растения-эвтрофы и растения-мегатрофы.На плодородных почвах растут: мох мниум, папоротники страусово перо и кочедыжник женский, иван-чай, крапива двудомная и жгучая, лебеда, медуница, мокрица, паслён чёрный, хвощ леснойи некоторые другие виды.
Растения-эвритрофы, т.е. растения, которые могут расти и успешно развиваться на почвах разного плодородия, в качестве индикаторов почвенного плодородия использованы быть не могут. Важнейшим элементом питания растений является азот. При нехватке азота растения слабо растут, имеют чахлый вид, бледную окраску листьев. При достаточном азотном питании развитие надземных органов и общее состоянии растений хорошее. Индикаторами значительного содержания азота в почве являются растения-нитрофилы. Они растут на обогащённых азотом почвах - паслён сладко-горький, хмель,лопух, пустырник и др. Индикаторами низкого содержания азота в почве являются растения-нитрофобы. Ими являются многие бобовые растения: дрок красильный, люцерна, астрагал другие. Выживать на почвах, бедных азотом, им помогает содружество с азотфиксирующими микроорганизмами, которые способны получать азот из атмосферы и снабжать им растения. Клубеньковые бактерии в течение года обогащают 1 га бобового поля 200-300 кг азота. Помимо бобовых известно до двух сотен видов других растений, дружащих с азотфиксирующими микроорганизмами.
Какими бы ни были почвы по кислотности или плодородию, для нормальной жизнедеятельности растений существенным фактором является и степень солнечного освещения. Различают светолюбивые растения, которые не выносят затенения, теневыносливые и тенелюбивые, которые погибают при прямом солнечном освещении. Растения-гелиофиты нормально развиваются только при интенсивном освещении. В условиях сильного затенения процессы дыхания у них начинают преобладать над процессами фотосинтеза, и растения могут погибнуть. Светолюбивыми растениями являются земляника лесная ракитник, фиалка собачья. Теневыносливые растения способны расти и развиваться в широкомдиапазоне условий освещѐнности - от сильного затенения до полного солнечного света, например, купена лекарственная, ландыш. Тенелюбивыерастения-сциофитыневыносят прямого солнечного света. Это кислица, майник, недотрога, фиалка удивительная, хвощ лесной, растущие в тенистых влажных лесах. Знание о свето - или тенелюбивых культивируемых растениях поможет избежать ошибок при размещении их на садово-огородном участке.
Индикаторы дефицита или избытка химических элементов в почве. Растениям для нормального роста и развития необходимы разнообразные питательные элементы, причём вреден как недостаток, так и избыток их в почве. Некоторые питательные элементы могут находиться в почве в достаточном количестве, но в недоступной для растений форме. При недостатке элементов питания у растений нарушается нормальный обмен веществ, что сопровождается изменением их внешнего вида. При недостаточном питании растения бывают низкорослыми, в некоторых случаях преждевременно цветут, плодоносят и стареют. У культурных растений симптомы дефицита элементов питания хорошо изучены. При появлении признаков недостаточности каких-либо элементов питания растений-индикаторов необходимо провести подкормку недостающим элементом питания всех плодовых культур, растущих на участке [2].
Недостаток и избыток азота.Растение-индикатор недостатка азота- яблоня.Незначительный дефицит азота в почве вызывает замедление роста. Из-за уменьшения содержания хлорофилла утрачивается интенсивная зелёная окраска, листья становятся светло-зелёными, оранжевыми, красными или пурпурными. Резко уменьшается число цветков и плодов. Плоды не достигают нормальных размеров, рано созревают и опадают.
У ягодных культур листья также желтеют, уменьшаются в размерах. У земляники уменьшается количество усов, черешки листьев становятся хрупкими, ягоды мельчают. При избыточном азотном питании листья крупные, тёмно-зелёные, плоды слабо окрашены, рано опадают, плохо хранятся. Рост вегетативных органов усиливается, что приводит к снижению зимостойкости и устойчивости к паразитарным заболеваниям.
Недостаток и избыток фосфора.Растение-индикатор недостатка фосфора-персик. При недостатке фосфора для растений характерно нарушение репродуктивных процессов, выражающееся в задержке цветения и отсутствии роста. Листья и стебли приобретают бронзово-фиолетовую окраску.
У косточковых культур недостаток фосфора проявляется резче. Молодые листья вначале тёмно-зелёные. У них багровеют жилки, сначала снизу, затем сверху, особенно по краям и на черешках. Края листьев закручиваются книзу, у персика появляется крапчатая окраска. Молодые деревья персика могут погибнуть уже в год посадки. Плоды косточковых культур зеленоватого оттенка, с кислой мякотью.
У ягодных культур также уменьшается прирост, листья мельчают, становятся красновато-фиолетовыми. Засыхающие листья имеют тёмный, почти чёрный цвет. Весной задерживается распускание почек, осенью отмечается ранний листопад.
Недостаток калия.Растения-индикаторы недостатка калия- слива,персик ималина. Растениям, страдающим от нехватки калия, присуще нарушение водного баланса, приводящее к засыханию верхушек и изгибанию краёв листьев. Наиболее характерным признаком калийной недостаточности у семечковых культур является образование по краям листовой пластинки нижних листьев ободка засыхающей ткани: у яблони - серого, бурого или коричневого, у груши - чёрного цвета. При сильном калийном голодании «ожог» распространяется на всю листовую пластинку, и лист засыхает. Со временем такие листья становятся дырчатыми. У малины листья морщинистые и слегка закручены внутрь; общий цвет листвы кажется серым из-за сероватого оттенка нижней стороны листьев. Иногда появляются листья с рваными краями. У земляники по краям листьев отмечается красная кайма, которая потом буреет, а при избытке калия и одновременном недостатке магния у неё образуется серая гниль плодов.
Недостаток магния.Растения-индикаторы недостатка магния - чёрнаясмородина и яблоня. Растения слабо растут, у старых листьев проявляется межжилковый хлороз. У одних сортов яблони листья между жилками желтеют, тогда как сами жилки остаются зелёными. Затем на этих участках, начиная с краёв, появляются бурые некротические пятна. У других сортов такие изменения происходят в середине лета, а края листьев остаются зелѐными. У груши листья чернеют. У вишни пожелтение листьев начинается в середине пластинки с обеих сторон от центральной жилки. Быстро развивается некроз, желтеет остальная часть листовой пластинки, и листья преждевременно осыпаются.
Недостаток железа — хлороз. Плодовые растения-индикаторы недостаткажелеза - груша, черешня. Травянистые растения-индикаторы - вьюнок, подорожник, одуванчик, тысячелистник. Хлороз чаще всего вызывается недостатком или отсутствием в почве растворимых солей железа, а это явление нередко наблюдается на известковых почвах и связано с тем, что в щелочных почвах железо, даже если оно находится в достаточном количестве, для растений недоступно. Так как хлороз проявляется на щелочных почвах, не следует вносить удобрения, способствующие её подщелачиванию, такие как нитратные азотные удобрения (натриевая, кальциевая и калийная селитры). Нужно применять подкисляющие удобрения, например, аммиачные азотные удобрения - соли аммония. Причинами хлороза могут быть также недостаточное питание; избыток влаги в почве; сильная засуха; повреждения от заморозков, токсическое воздействие вредных веществ; избыток марганца, меди, цинка; вирусные заболевания. При незначительном недостатке железа на общем желтовато-зелёном фоне молодых листьев выделяется сетка зелёных жилок; при большом верхние листья белеют, утрачивают зелѐный цвет и жилки, затем буреют кончики и края листьев. Наблюдается засыхание побегов и верхушек деревьев. Недостаток железа проявляется сначала на молодых, затем на старых листьях.
Недостаток марганца.Растения-индикаторы недостатка марганца - яблоня,вишня, малина. При марганцевом голодании пожелтение начинается с краёв листа, распространяясь на всю листовую пластинку. Жилки при этом долго остаются зелѐными, как и в случаях, вызванных нехваткой железа. Отличие в том, что при марганцевом голодании первыми страдают старые, а не молодые листья. Верхушечные листья быстро желтеют, причѐм в начальной стадии пятна довольно резко очерчены. Растения угнетены. Богатство почв железом затрудняет марганцовое питание. Наоборот, на кислых почвах возможно отравление избытком марганца.
Недостаток бора. Растения-индикаторы недостатка бора- яблоня,вишня,земляника, сахарная свёкла. Борное голодание наблюдается у растений на карбонатных и кислых почвах после их известкования. Верхние листья мелкие, скрученные, опадают раньше времени, что приводит к оголению верхушек деревьев. Наиболее характерным признаком нехватки бора является опробковение плодов, включая внутренние ткани. Плоды в таких случаях деформируются, покрываются пятнами бронзового оттенка и трещинами, мякоть приобретает горький привкус. Корни слабо ветвятся.
Недостаток меди.Растение-индикатор недостатка меди-яблоня. Признаки недостатка меди чаще проявляются у культур, произрастающих на торфяных почвах, реже на кислых песчаных. Их проявление может усиливаться в засуху и жаркую погоду. Верхушечные листья, начиная с краёв, буреют, деформируются и опадают. Рост растений замедляется. Кора побегов трескается, на ней появляются вздутия, а сами побеги усыхают. При остром голодании рано прекращается деятельность верхушечных точек роста, наступает несвойственное растению образование боковых почек и новых побегов, деревья приобретают кустовидную форму. Верхушки побегов усыхают, у молодых листьев отмечается хлороз.
Недостаток цинка.Растение-индикатор недостатка цинка-яблоня.Недостаток цинка особенно проявляется у растений на известковых почвах, а
также при избыточном внесении азотных удобрений и навоза. У семечковых культур появляются мелкие пятна в середине листовой пластинки, у косточковых культур обычно желтеет вся ткань между жилками. Характерным признаком недостатка цинка является развитие розеточности, когда на укороченных побегах образуются мелкие, узкие листья, собранные в розетки. Меняются форма и окраска плодов.
Недостаток кальция.Растение-индикатор недостатка кальция- яблоня.Недостаток кальция проявляется на кислых почвах и сказывается, прежде всего, на верхних частях растений. Недостаток кальция может быть вызван усиленным внесением калийных и магниевых удобрений, особенно на песчаных почвах. В переизвесткованных или сильнокарбонатных почвах возможен избыток кальция, но обычно он связан с одновременным недостатком калия, магния, марганца, бора. Увеличив дозу этих элементов, можно снизить отрицательное действие избытка кальция. Недостаток кальция приводит к нарушению роста, связанного с делением клеток. У плодовых культур при нехватке кальция приостанавливается рост побегов, края листьев загибаются книзу. При значительном недостатке кальция сначала отмирают ткани верхних листьев, затем усыхают верхушки побегов. Наблюдается отмирание кончиков корней.
Недостаток серы.Растение-индикатор недостатка серы-яблоня. При недостатке серы молодые листья приобретают жёлтый цвет с оранжевым и красноватым оттенком, как при азотном голодании. Стебли и ветви грубеют, рост замедляется. На практике часто наблюдается недостаток не одного, а нескольких элементов питания. При одновременном дефиците фосфора и калия растения не обнаруживают особых признаков голодания, но плохо растут. При недостатке азота и фосфора листья приобретают светло-зелёную окраску, растут под острым углом к побегу, становятся жёсткими. При недостатке трёх важнейших элементов — азота, фосфора и калия — растения слабо растут и плохо плодоносят. Растения на почвах с повышенным содержанием тех или иных элементов накапливают их в своих тканях. Поедание таких растений животными способно вызвать у них ряд заболеваний и даже привести к гибели.
Растения – индикаторы в вашем доме
Многие комнатные растения не только украшают интерьер, но и могут служить настоящим индикаторам атмосферы в доме и ее очистителями. Важнейшая особенность растений – обогащение воздуха кислородом и поглощение углекислого газа.
Очень многие тропические растения очень быстро известят Вас о недостаточной влажности воздуха в помещении. Например, листья калатеи очень быстро приобретут коричневые кончики при малейшем понижении влажности, а если сухость воздуха достигнет критического значения (ниже 40%, например, при включенном отоплении), калатея, вообще, начнет резко засушивать свои листья, и, возможно, даже все. Однако лучше принимать меры по повышению влажности заблаговременно, когда только-только начнут засыхать кончики листьев (см. Приложение 2).
Они также различаются по требованиям к кислотности и увлажненности почвы, ее минеральному и механическому составу, к условиям освещенности, температурному режиму, влажности воздуха.
Излишне сухой воздух в квартирах с искусственным отоплением, неблагоприятный температурный режим — все это в отдельности или в комплексе вызывает негативное влияние на комнатные растения, по состоянию которых можно определить особенности их содержания. Комнатные растения, таким образом, могут выступать как индикаторами микроклиматических условий, так и индикаторами нашего самочувствия и настроения [6].
О нехватке освещения можно догадаться по внешнему виду большинства цветов, т.к. в этом случае они начинают вытягиваться, листья мельчают, междоузлия удлиняются. Цветение красивоцветущих видов уменьшится, а иногда и полностью прекратится.
Но некоторые светолюбивые растения реагируют на недостаток света довольно быстро и информируют о нем наиболее четко. Например, гипоестес имеет яркий цвет листьев, как на картинке, только на достаточно освещенном окне: южном и западном (см. Приложение 2). При малейшей нехватке света количество розовых крапинок на листьях резко уменьшается, а побеги вытягиваются с необыкновенной быстротой. Что странно, в таких неблагоприятных условиях растение еще и очень склонно к цветению. Если гипоестес выглядит у вас подобным образом, скорее всего, такие условия освещения подойдут для большинства менее светолюбивых видов, которые предпочтут яркий рассеянный свет. В то же время, при самом слабом освещении листья гипоестеса станут практически зелеными, мелкими, и пушистыми, а побеги вытянутся до 50 -60 см. В таких условиях определенно могут существовать только самые теневыносливые виды.
Но санхезия индикатор не только освещенности комнаты, она очень четко демонстрирует нам необходимость полива. К сожалению, не всегда удается точно помнить, когда мы поливали растения в последний раз. Обилие дел и работы иногда приводит к тому, что мы напрочь забываем о зеленых питомцах и о том, что они хотят пить. В этом случае на самом видном месте можно поставить санхезию. Как только количество влаги у нее в почве снизится до критического уровня, она сообщит Вам об этом вялыми поникшими листьями, тогда как растения с кожистыми листьями будут стойко терпеть подобное невнимание к себе. Однако, глядя на санхезию, Вы точно вспомните, что давно поливали свои растения. Заодно не забудете проверить влажность почвы у других цветов. Как только санхезию обильно увлажнят, она быстро расправит свои листья и примет свой нормальный внешний вид. (Однако, если полив не будет произведен вовремя, листья санхезии скрутятся и засохнут окончательно, лучше не доводить ее до такого состояния).
Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 187; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!