Рослини посушливих місць зростання – ксерофіти.

Ксерофіти – рослини, пристосовані до життя в умовах постійної або сезонної недостачі вологи. Вони ростуть здебільшого в спепах, напівпустелях та пустелях. Серед них розрізняють дві групи рослин – склерофіти і сукуленти.

Для склерофітів характерні підвищенний осмотичний тиск, який дає їм можливість вбирати з грунту воду, недоступну для мезофітів, і здатність цитоплазми витримувати тривале зневоднення. Одні з них за анатомо-морфологічною будовою наземних органів схожі на мезофітів. Вони випаровують багато води і цим захищаються від перегріву. Коренева система в них потужна, глибока. З культурних рослин до цієї групи належать люцерна, кукурудза, соняшник, кавун.

Типові склефофіти виробили ряд пристосувань, спрямованих на зменшення транспірації. Це досягається або зменшенням листової пластинки, або її повною редукцією до лусочки (холодок). Асиміляційні функції цих рослин виконують стебла. В інших рослин листкові пластинки в суху жарку погоду скручуються в трубку. При цьому продихи потрапляють усередину трубки. Таке пристосування характерне для багатьох злакових рослин. У багатьох склерофітів на стеблах і листках розвинутий густий покрив з волосків або товстий шар кутикули, в інших продихи розміщені глибоко в тканині листка.

Найчастіше в посухостійких рослин є одночасно декілька з назвиних ксероморфних структур.

69

Особливості будови|споруди| листя різних ярусів у|біля| таволги| в’язолистої|

(розміри листка, будова верхнього і нижнього епідермісу з продихами, будова мезофілу).

Особливу групу ксерофітів становлять сукуленти – рослини з соковитими стеблами чи листками. З дикоростучих рослин нашої флори до них належать молодило, очитки, поширені на піщаних грунтах, з тропічних – кактуси, агави, молочаї.

У сукулентів дуже розвинена паренхімна водоутримуюча тканина, коренева система їх розташовується горизонтально у верхніх шарах грунту,

70

через що може вбирати воду при невеликих атмосферних опадах. Всисна сила коренів невелика. Випаровують воду вони дуже економно. Цитоплазма здатна витримувати тривале зневоднення.

До ксерофітів належать також рослини засолених грунтів, так звані галофіти. Прикладом їх можуть бути сарзан, солонець, содники, деякі види кураю, які поширені в південних степах.

Ксероморфну бідову мають рослини боліт, особливо сфагнових – оксилофіти. Низькі температури болотних грунтів перешкоджають вбиранню води кореневою системою, у зв’язку з чим рослини відчувають дефіцит вологи.

Завдання.

6. Розглянути гербарій гідрофітів, мезофітів та ксерофітів і знайти харектерні ознаки будуви цих рослин.

7. Ознайомитись з описами рослин різних груп рослин по відношенню до водного режиму.

8. На малюнках знайти особливості анатомічної будови вищезгаданих груп рослин.

9. Дати відповіді на запитання:

• На які групи поділяються рослини в залежності від їх водного режиму?

• Які бувають групи водних рослин?

• Охарактеризувати морфологічні й анатомічні властивості гідрофітних рослин;

• Виявити особливості морфологічної й анатомічні будови мезофітних рослин;

• Які особливості морфологічної й анатомічної будови ксерофітів?

10. Зробити висновки.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 12

Тема: вплив едафічних умов на будову рослин.

Мета: встановити характерні особливості будови рослин,

пов’язані з едафічними умовами

Обладнання: описи рослинних угрупонь, гербарій.

71

Рослини і грунт перебувають у тісному взаємозв’язку. Всі наземні рослини закріплюються в грунті, беруть з нього воду та елементи живлення. Тому едафічні умови для рослин мають не менше екологічне екологічне значення ніж кліматичні фактори.

За вимогливістю до валового вмісту поживних речовин у ґрунті рослини поділяються на три екологічні групи: евтрофні, мезотрофні й оліготрофні.

Евтрофи вимагають ґрунтів з високим вмістом поживних речовин. Зростаючи на родючих землях, вони інтенсивно ростуть і розвиваються, ідикаторами евтрофності ґрунту можуть служити вільха, кропива дводомна, дуб звичайний.

Оліготрофи мало вимогливі до умов мінерального живлення, а тому можуть рости на ґрунтах з мінімальним азоту і зольних елементів. До оліготрофів належать сфагни верхових боліт, рослини пісків, високогір'їв, які забезпечуються азотом і зольними елементами, котрі надходять з атмосферними опадами; на піщаних дюнах Полісся, приморських обмілинах, скелястих розсипах ростуть колосняк, верес звичайний, костриця овеча сосна звичайна, куничник наземний.

Мезотрофи — це рослини з помірною вимогливістю до водно-мінерального живлення. До цієї екологічної групи рослин належить переважна більшість.

Хімічний склад грунтів визначає певне розповсюдження окремих видів, а інколи й цілих угруповань. Спостерігається також поява особливих форм рослин на грунтах з підвищенним вмістом тих чи інших речовин (особливе забарвлення частин рослини, їх видозміну).

На розвиток рослин істотно впливає хімічний склад ґрунту, адже з нього переважна більшість рослин одержує воду, азот і зольні елементи. Рослини чутливо реагують на вміст ґрунті азоту, макро- та мікроелементів, тому вони можуть служити індикаторами кислотності, засоленості, а також забезпеченості ґрунту азотом, кальцієм, магнієм, калієм та іншими поживними речовинами.

Дія ґрунту на рослини залежить від його хімічних і фізичних властивостей: реакції ґрунту, кількості поживних речовин, меха­нічного складу, структури, водного, повітряного, теплового і сольо­вого режимів. Рослини, які ростуть лише на ґрунтах певного хімічного і фізичного складу, називають індикаторами ґрунтів.

72

Найкращими індикаторами ґрунтів є рослинні угруповання, а не окремі види рослин. Наприклад, ялинові ліси з моховим по­кривом ростуть на підзолистих ґрунтах; злакові степи зв'язані з чорноземами, полинові — з каштановими і сірими ґрунтами.

За вимогливістю до кальцію розрізняють такі групи рослин:

Кальцефіли - це вимогливі до кальцію рослини, вони добре розвиваються на грунтах, багатих на вапно. До них належать стоколос гіллястий, люцерна жовта, та крейдяна, степова айстра, степові злаки.

Кальцефоби - уникають грунтів багатих на солі кальцію. Це такі рослини як біловус, люпин, верес, зіновать, верес, чорни­ця.

Індиферентні - це рослини які байдуже ставляться до вмісту солей кальцію в ґрунтовому розчині, вони розвиваються на грунтах із мінімальним вмістом кальцію і надлишком його (до 20% і більше). Іноді вони зеляються навіть на вапняках. До індиферентних рослин належать буркун білий роман напівфарбувальний, робінія.

Азот, як один з основних біогенних елементів, що входить до складу білків та нуклеїнових кислот, є життєво необхідним для всіх рослин. За вимогливістю до азотного живлення рослини поділяються на дві групи: нітрофіли та нітрофоби.

Нітрофіли — це рослини, які потребують багато нітратного живлення. Вони поселяються на родючих грунтах поблизу житла, тваринницьких ферм, на перегної листяних лісів. Типовими нітрофілами є тютюн, малина, щириця, блекота.

Нітрофоби — це рослини, які уникають грунтів, багатих на азотні та амонійні солі й нормально розвиваються, коли вміст їх мінімальній. Такі рослини, як люпин, щучник, куничник, перстач прямостоячий є індикатрами грунтів бідних на азот.

Деякі види рослин вибірково розвиваються на різноманітних родовищах і є індикаторами корисних копалин. Є рослини-індикатори ґрунтів на засолення чи рН-реакцію ґрунтів.

На засолених ґрунтах розвиваєть­ся специфічна галофільна рослинність. В Україні вона займає по­над 2 млн. га. Особливо багато галофітів тобто рослин, які ростуть в умовах надмірного ґрунтового засолення, в сте­повій та лісостеповій зонах, приморських районах де мало опадів. Галофіти мокрих солончаків з групи соленакопичуючих низькорослих рослин, мають розпростерті на поверхні ґрунту пагони,

73

безлисті або ж з редукова­ними короткими товстими листками, добре розвиненою водо- і солезапасаючою палісадною паренхімою і малою кількістю хлорофілу в ній. В них тонкий епідерміс, слабо розвинена механічна тканина.

На сухих і малозволожених засолених ґрунтах ростуть ксерогалофіти, що мають більш здерев'янілі стебла й пагони добре розвинений епідерміс, продихи в заглибленнях, листки шкірясті ізолатеральної будови.

Для галофітів характерно без шкоди для себе накопичувати в клітинах розчинні солі – хлориди і сульфати. Завдяки цій особливості вони мають високий осмотичний тиск у клітинах, який може досягати кількох десятків атмосфер. Це й є головне екологічне пристосування цих рослин, бо дає можливість їм вбирати воду навіть з концентрованих ґрунтових розчинів солонців, які для інших рослин є фізіологічно сухими.

Висока солестійкість галофітів пов’язана з рядом захисних пристосувань: високий відсотковий вміст води у цитоплазмі, здатність зв’язувати токсичні солі органічними речовинами клітини.

Галофіти можуть бути поділені на 3 групи:

• галофіти, що накопичують солі у своїх клітинах;

• галофіти, які виділяють солі;

• галофіти, що зв’язують солі органічними речовинами.

За ступенем і характером засоленості грунтів розрізняють солончаки й солонці. Солончаки навесні зволожені ґрунтовими водами, їх називають мокрими. Концентрація солей у ґрунтовому розчині досягає декількох десятків відсотків, найбільша засоленість спостерігається в посушливу пору року, коли солончаки висихають. В цей час поверхня ґрунту покривається кірочкою солей. Рослини солончаків – солерос , кермек, сарзан, солонець, курай м'ясистий більшість видів лутиги та ін.

У солонців, на відміну від солончаків, поверхневі шари ґрунту не засолені , а солі накопичуються в більш глибоких горизонтах. Поверхневий шар солонцю безструктурний, дуже вилугований; нище нього розміщений щільний шар ґрунту, насичений натрієвими солями. В посушливий період ці шари тріскаються на брили, стовпи. Ще нижче знаходиться ґрунт засолений розчинами солей. Рослини солонців – полин чорний, полин морський, лозняк тощо.

Рослини, які ростуть на піщаних ґрунтах, називають псамо­фітами.

Вони складають специфічну групу рослин, які присто­сувалися до своєрідних гідрологічних та фізико-хімічних умов піщаних ґрунтів.

74

Завдяки високому осмотичному тиску клітинного соку (30-70 атм.), і дуже розвиненій кореневій системі, яка досягає глибини 4-6 м, псамофіти здатні поглинати воду з глибоких горизонтів, що й дозволяє їм виживати в екстремальних умовах. Для зменшення транспірації у псамофітів листки видозмінені в лусочки, або вони скидають їх на період посухи. Стебла і гілки жорсткі, покриті волосками, продихи в заглибленнях. Все це сприяє економному використанню мізерних запасів вологи піщаних ґрунтів та пісків. Крім того, плоди і насіння псамофітів мають придатки, що забезпечують їхнє поширення, швидке заглиблення в ґрунті, проростання і вкорінення молодих паростків.

Піщані ґрунти дуже рухливі, в них нізький вміст поживних речовин (гумуса), висока водопроникність.Тому у псамофітів виробилися захисні пристосування від засипання піском. По мірі підняття рівня піску, в них утворю­ються додаткові корені. Псамофіти використовуються для закріплення рухливих пісків. Це такі рослини, як саксаул, піщана акація, солянка Ріхтера

Рослини, що ростуть безпосередньо на камінні, називаються літофітами. До них належать мохи і лишайники. Внаслідок своєї життєдіяльності вони руйнують субстрат і поступово ство­рюють умови для зростання інших рослин

Деякі рослини, наприклад сосна, здатні пристосовуватись до різних грунтів. Сосну можна зустріти на підзолистих грунтах у лісовій зоні, на пісках, вапняках, гранітних виходах, на кислих болотних ґрунтах; не витримує вона лише засолених ґрунтів.

Більшість рослин росте на нейтральних або слаболужних реакціях ґрунтів, але є й такі, що для їх росту придатні дуже кислі чи дуже лужні ґрунти.

Насиченість ґрунту іонами водню відбувається в процесі окисно-відносних реакцій вугільної та органічних кислот.

Загальна кислотність визначається надлишком вільних іонів водню, а обмінна — надлишком обмінних іонів алюмінію або колоїдів. Актуальна кислотність являє собою від'ємний логарифм активності водневих іонів у даному розчині. Є три рівні рН, котрі характеризують реакцію розчину: кисла (рН менше 5), нейтральна (рН — >,7-7,0) та лужна з крайніми значеннями рН — 7,0-14,0.

За відношенням до кислотності грунту виділяються такі групи рослин:

75

Ацедофіли або оксилофіти — рослини, що ростають на кислих і дуже кислих ґрунтах (здебільшого на багнових болотах і кислих болотистих луках). До рослин кислих ґрунтів відносять щучку, вереск, щавель, біловус, чорниці.

Нейтрофіли — рослини, які ростуть при нейтральній кислотності розчину 6,7-7,0). До них належать квасоля, горох, соняшник, чина лучна, тимофіївка лучна, люцерна посівна.

Базифіли — рослини приурочені до ґрунтів з лужною реакцією. Серед них виділяють слабкібазифіли і власне базифіли.

Слабкі базифіли — це рослини, які займають проміжне положення між нейтрофілами і власне базифілами та добре розвиваються на ґрунтах з рН 7-8. На таких ґрунтах ростуть бавовник, коноплі, люцерна.

Власне базифіли вимагають ґрунтів з рН 8,0-14,0. Ідикаторами лужної реакції розчину ґрунтів є проліски, ясен, модрина,| петунія, содник солончаковий.