2. Отношение растений к богатству почвы.

К числу необходимых для растении химических элементов относятся азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, а также ряд микроэлементов (медь, бор, цинк, молибден и др.). Каждый из них играет свою роль в обмене веществ растения и не может быть полностью заменен другим.

По отношению к богатству почвы различают следующие группы растений:

- эутрофы (или эвтрофы) – растения, произрастающие на плодородных почвах

- мезотрофы – произрастают на среднеплодородных почвах

- олиготрофы – могут расти на бедных почвах.

Азот как экологический фактор. Азот необходим растениям, т.к. входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Молекулярный азот воздуха растениям недоступен. Они потребляют азот в ионной форме из почвы в виде нитратов и солей аммония. Источники азота для растений - органические вещества, разлагаемые почвенными микроорганизмами в процессе аммонификации и нитрификации. Дополнительный источник азота для культурных растений — подкормки минеральными удобрениями.

Азот в почве может быть в дефиците, если складываются неблагоприятные условия для почвенных микроорганизмов: высокая кислотность почвы, низкие и слишком высокие температуры, плохая аэрация и т. д. Поэтому очень бедны азотом почвы заболоченные, торфянистые, холодные. Азотное голодание наблюдается и ранней весной, т.к. при температуре почвы ниже 5°С нитрификация не идет. В городах также снижена микробиологическая активность почвы и дополнительно отмечается вынос азота из биогеохимических циклов при ежегодном удаления опавших листьев, скашивании газонов. и т.д.

При недостатке азота у растений развиваются мелкие листья, снижается содержание хлорофилла, отмечается угнетение роста, карликовость, недоразвитость побегов. Разные виды растений неодинаково относятся к содержанию доступного азота в почве. Различают особую группу растений:

Нитрофилы - растения, особенно требовательные к повышенному содержанию азота в почве. Обычно они поселяются в местах, где есть дополнительные источники органических отходов. Эторастения вырубок (малина, бузина красная, хмель), многие рудеральные виды (чистотел, крапива, щирица).

Однако чрезмерные дозы азота в почве вредны для всех растений и при избытке в почве азотных удобрений происходит «выгорание» растений.

Влияние на растения кальция.

Кальций повышает плодородие почвы и обезвреживает токсичное действие солей тяжелых металлов и хлоридов. Источник кальция в почве - доломит, кальцит, гипс, мел, мергель, а также выходы известковых (жестких) грунтовых вод. В сухом климате почвы значительно богаче Са.

Кислотность почвы и богатство почвы кальцием – противоположные факторы.

Растения, произрастающие на карбонатных почвах, называют кальциефилы (венерин башмачок, мордовник, лиственница сибирская, бук и ясень.

Растения, избегающие почв с большим содержанием Са, называют кальциефобы (это все ацидофилы): сфагновые мхи, вересковые, береза бородавчатая.

3. Отношение растений к механическому составу почвы.

Песчаные почвы встречаются преимущественно в пустынях и песчаной степи. В умеренной зоне пески могут быть приморскими, приозерными, приречными на пойменных песчаных террасах вдоль рек и т. д. (приурочены к берегам водоемов). Различают также сыпучие, или подвижные, пески, перевеваемые ветром (например, подвижные дюны на морских побережьях) и пески, закрепленные растительностью.

Песок как субстрат имеет ряд особенностей, вызывающих необходимость адаптации со стороны растений.

- Водоудерживающая сила песка низкая, осадки быстро просачиваются вниз, вымывая питательные вещества в грунтовые воды и такие почвы обычно бедные.

- Песчаные почвы плохо удерживают влагу, быстро пересыхают, растения там часто страдают из-за засухи, в поверхностном слое почв корни развиваются плохо.

- Песок способен сильно нагреваться и быстро остывать, что приводит к резким суточным колебаниям температуры почвы.

- Песчаные почвы рыхлые, в них много воздуха.

- Пески имеют низкую водоудерживающую способность и легко отдает воду корням растений.

На песчаных почвах произрастает особая экологическая группа растений - псаммофиты (растения песков). Особенности псаммофитов:

- Глубокая корневая система, помогающая псаммофитам преодолевать недостаток воды, поглощая ее из глубоких слоев почвы.

- Псаммофиты при засыпании стеблей песком легко образуют придаточные корни и легко укореняются, образуя затем новые побеги.

- Корни псаммофитов покрыты плотной пробковой тканью или заключены в чехол, образовавшийся из скрепленного слизью песка. Благодаря этому псаммофиты легко переносят засуху, перегрев и возможное обнажение корней (овсяница Беккера).

- Многие псаммофиты имеют приспособления, чтобы прочнее закрепиться в подвижном субстрате. Это длинные, сильно разветвленные корневища, которые развиваются почти горизонтально в поверхностных слоях песка в разные стороны иногда до 20 м (осока песчаная, вейник наземный).

- Псаммофиты имеют ксероморфные черты в строении листьев для снижения транспирации, например, восковой голубоватый налет на листьях (волоснец), густое серебристое опушение (цмин, лапчатка песчаная), жесткие, узкие, мелкие листья.

- Среди травянистых псаммофитов много эфемеров и эфемероидов, вегетирующих только ранней весной, когда в пустыне еще есть влага.

Многие псаммофиты применяют для закрепления подвижных песков. н-р кустарник ива-шелюга (S. acutifolia) используется при «шелюговании» песков.

Псаммофиты составляют основу растительного покрова песчаных степей. Это такие виды как полынь песчаная и австрийская, астрагал, гвоздика растопыренная, цмин песчаный, чабрец, кохия песчаная, сушеница песчаная.

В умеренной зоне на песчаных почвах встречаются келерия сизая, волоснец колосистый, фиалка песчаная, сосна и травянистые виды песчаных боров: сосняки брусничники и черничники : (вероника трилистная, смолевка, ястребинка волосистая).

Лишь немногие растения добровольно растут на «чистых» песках. В природе их туда вытесняют более сильные конкуренты. В отсутствие конкурентов псаммофиты хорошо развиваются на супесчаных, влажных, плодородных почвах.

Литофиты - это растения, обитающие на камнях, скалах, каменистых осыпях. К этой группе принадлежат растения, первыми поселяющиеся на скалах и горных осыпях: водоросли (Nostoc, Chlorella и др.), лишайники, выделяющие особые кислоты, разрушающие горны породы. Со временем на поверхности и в трещинах камней накапливается слой органически, на котором поселяются мхи. Под мхами создается слой примитивной почвы, на которой поселяются высшие растения-литофиты. Они способны жить на очень малом количестве субстрата. Это виды рода камнеломка (Saxifraga), кустарники и деревья (можжевельник, сосна, дуб скальный).

Литофиты обладают особой формой роста: ползучей, искривленной, карликовой и т.д.), что связано с недостатком питания, жестким водным и тепловым режимом, сильными ветрами. Побеги литофитов плотно прижимаются к камням и используют тепловое излучение нагретых камней. Одна из главных особенностей растений скал и осыпей — неглубокая, но очень прочная и цепкая корневая система.

Своеобразные условия для литофитов создаются на горных каменистых осыпях, где растения помимо прочего приспосабливаются к подвижности осыпей. Они имеют различные способы закрепления стеблей, которые погружены в каменистый субстрат, а над поверхностью поднимаются лишь невысокие розетки листьев. У других на небольшой глубине под поверхностью развиваются удлиненные ползучие побеги. При засыпании растения они способны формировать придаточные корни и новые побеги. Корневые системы на осыпях обычно ориентированы вверх по склону: растения, подобно альпинистам, как бы «ползут» вверх, развиваются контрактильные (втягивающие) корни. Растения-литофиты приостанавливают движение осыпей, давая возможность селиться другим видам. Впоследствии на таких осыпях появляются высокогорные луга. |

В последние годы многие красивоцветущие литофиты введены в культуру и используются для создания альпинариев, рокариев.

Глинистые почвы отличаются плохой воздухопроницаемостью, часто бывают переувлажненными, плохо прогреваются. Корневая система в таких почвах развивается очень плохо.

Растения, произрастающие на глинистых почвах, называются пелитофиты. Корни таких растений сильно ослизняются, что способствует более легкому их продвижению в плотных почвах. Корневые системы мощные, заглубленные, с хорошо развитыми механическими тканями. К пелитофитам относится полынь белоземельная (Arthemisia terrae-albae), копытень, печеночница благородная растут преимущественно на легких глинистых почвах.