Растения — индикаторы - Владимир Николаевич Меженский
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.
Индикаторы месторождений полезных ископаемых
Накопление минеральных веществ в органах растений можно использовать для того, чтобы путём листового анализа — изучения золы листьев — выявить нехватку или избыток определённых элементов. Растения таким образом могут служить индикаторами содержания питательных веществ в почве, а также возможного наличия рудных месторождений.
На засолённых и содержащих соду почвах, в гипсовых впадинах, на почвах с повышенным содержанием тяжёлых металлов и на отвалах пустой породы после промышленных разработок минеральные вещества могут оказывать на окружающую среду токсическое воздействие. Только немногие растения приспособлены к таким почвам. Некоторые из них способны накапливать ионы тяжёлых металлов и пригодны для индикации таких почв.
Ярутка (Thlaspi alpestre) встречается на почвах, содержащих цинк и кадмий. Она способна без вреда для себя накапливать в листьях эти металлы в количествах, в сотни и тысячи раз больших, чем на почвах с нормальным содержанием цинка и кадмия, соответственно, 25 г и 170 мг на 1 кг сухого вещества. Отмечена способность бобовых растений — астрагала (Astragalus sp.), донника (Melilotus sp.), клевера (Trifolium sp.) — накапливать много молибдена. Минуартия (Minuartia verna) из семейства гвоздичных индицирует свинец и медь, а букашник (Jasione montana) из семейства колокольчиковых — мышьяк. В местообитаниях, содержащих много свинца, произрастают злаки: овсяница овечья (Festuca ovina) и полевица тонкая (Agrostis tenuis); на цинковых почвах — особые виды фиалки (Viola calaminaria), ярутки (Thlaspica laminare) и смолёвки (Silene sp.). Полынь холодная (Artemisia frigida) помогает найти вольфрам; гладиолус (Gladiolus sp.), качим (Gypsophila patrini), смолёвка обыкновенная (Silene vulgaris) — медь. На серпентиновых почвах (богатых Cr, Ni, Mg) встречаются папоротник костенец клиновидный (Asplenium cuneifolium), армерия приморская (Armeria maritima), бурачок Бертолона (Alyssum bertolonii), кипарис Сарджента (Cupressus sargentii) и другие растения.
Кладоискатели используют способность представителей флоры обнаруживать драгоценные металлы. Имеются растения, указывающие на присутствие в почве золота, серебра, платины. В шишках пихты (Abies alba) и сосны (Pinus silvestris), растущих на почвах с содержанием золота 0,00002%, его концентрация возрастает в пятьдесят раз. Ещё более страстной любительницей золота оказалась кукуруза (Zea mais), не зря прозванная королевой полей. Из тонны золы кукурузных отходов можно извлечь до 60 г золота. Не менее активным накопителем золота оказался и неприметный хвощ (Equisetum sp.). Залежи серебряных руд в американском штате Монтана были открыты благодаря эриогонуму (Eriogonum ovalifolium).
В наш атомный век открыта способность растений указывать месторождения урана. У сосен и можжевельников, растущих над залежами урана, в надземных органах отмечается повышенная концентрация этого элемента. Если в золе листьев содержание урана составит 2 части на миллион, то данное месторождение можно считать пригодным для промышленной разработки. Астрагал двухбороздчатый (Astragalus bisulcatus) и другие виды астрагала могут быть индикаторами селена, а так как селен часто сопутствует урановым рудам, то эти растения также полезны при поиске урановых месторождений. Селен сам по себе является редким химическим элементом, на который имеется повышенный спрос в разных отраслях промышленности. Благодаря астрагалам, накапливающим его в своих тканях, организовать добычу селена можно не путём строительства рудников, а сбором растений с последующим выделением ценного металла из зольного остатка после сжигания растительной массы. Там, где уран встречается вместе с серой, полезными индикаторами могут быть накапливающие серу представители семейств крестоцветных (Brassicaceae) и лилейных (Liliaceae). У растений иван-чая (Chamaenerium angustifolium), растущих над урановыми месторождениями, розовые в норме лепестки становятся белыми. Под влиянием радиоактивного излучения белеют и зеленеют синие плоды голубики (Vaccinium aliginosum).
Нефть называют кровью промышленности, и человечество неустанно ищет всё новые и новые её месторождения. Среди множества органических веществ, входящих в состав нефти, имеются соединения, стимулирующие рост растений. Поэтому в нефтеносных местообитаниях некоторые растения выделяются необычайно буйным ростом. Это взморник, или зостера малая (Zostera noltii), достигающая в нефтеносных районах каспийских вод метровой длины, при обычном размере 10-40 см, или петросимония (Petrosimonia triandra), буйно разрастающаяся на битуминозных почвах.
Индикаторы грунтовых вод
Ботаники по нарастающей требовательности к водному режиму выделяют следующие группы растений: ксерофиты, мезофиты и гигрофиты. Первые встречаются в сухих местообитаниях, способны переживать продолжительные периоды сухости почвы и воздуха. Вторые приспособлены к жизни в условиях умеренного (достаточного) увлажения. Третьи растут во влажных местообитаниях, с большим количеством осадков и постоянно высокой влажностью воздуха. Ввиду многообразия природных условий выделяют также промежуточные (переходные) группы: ксеромезофиты и мезогигрофиты.
Донник белый (Melilotus albus), ковыль (Stipa sp.), кошачья лапка (Antennaria dioica), незабудка мелкоцветковая (Myosotis micrantha), очиток едкий (Sedum acre), песчанка узколистная (Arenaria stenophylla), тимьян ползучий (Thymus serpyllum), цикорий обыкновенный (Cichorium intybus), чистец пушистый (Stachys pubescens), ястребинка волосистая (Hieracium pilosella) указывают на сухость почв.
Индикаторами повышенной влажности являются белокрыльник (Calla palustris), водяной перец (Polygonum hydropiper), дербенник, или плакун-трава (Lythrum salicaha), калужница (Caltha palustris), лабазник вязолистный (Filipendula ulmaria), лютик ползучий (Ranunculus repens), незабудка болотная (Myosituspalustris), осоки береговая и топяная (Carexriparia, Carexlimosa), рогоз узколистный (Typha angustifolia), сабельник (Comarum palustre), селезёночник (Chrysosplenium alternifolium), тростник обыкновенный (Phragmites communis), чистец болотный (Stachys palustris).
Важно знать не только степень влажности почвы, но и глубину залегания почвенных вод, в чём нам помогут растения-индикаторы. Глубину залегания грунтовых вод можно определить, ориентируясь на данные, приведённые в таблице 3. Для плодовых деревьев требуется, чтобы грунтовые воды залегали не ближе
