Читайте также:
|
Лес – превосходный биологический фильтр воздуха. Он улавливает из загрязненной атмосферы озон, цементную пыль, сажу, свинец, окислы азота и др. Соединения азота в виде двуокиси и аммонийных солей, поглощаясь в небольшом количестве, выступают как фактор внекорневой (через листья) подкормки растений.
Соединения азота, поступающие в большом количестве в атмосферу с выбросами промышленных предприятий и транспорта, в конце концов выпадают с осадками на землю, причём в форме, пригодной для использования растениями. Исследователи, специально изучившие баланс углерода на нескольких лесных участках в Западной Европе, показали, что чем больше азота попадает в лес с осадками, тем выше чистая первичная продукция данной экосистемы и тем больше она может связать углекислого газа.Значительную роль в жизни растений играют грибы и бактерии. Благодаря огромному количеству, быстроте размножения и высокой химической активности они существенно влияют на обменные процессы между корнями и почвой. Корневые системы лесных растений конкурируют за почвенный азот. С клубеньковыми бактериями, усваивающими азот из воздуха, сожительствуют виды акации, ольхи, лоха и облепихи. Бактерии потребляют синтезируемые ими углеводы и другие питательные вещества, а деревья — азотистые соединения, вырабатываемые бактериями. За год серая ольха способна фиксировать до 100 кг/га азота. В некоторых странах ольха используется как азотоудобряющая культура. Выраженной азотфиксацией обладают и микоризные грибы в сожительстве с корнями вересковых растений.Для хвойных древостоев, так же как и для тундровых растительных ассоциаций характерно высокое содержание азота (вслед за С, О, Н). Количество его в лесном ценозе превышает сумму зольных элементов. В листве подлеска, в хвое, тонких ветвях и корнях азота больше, чем любого минерального элемента, и лишь в стволе и крупных ветвях он уступает первенство по кальцию.Лесная подстилка является главным источником азотистых соединений, имеющих огромное значение в жизнедеятельности растений. Без азота невозможно образование белка – важнейшего носителя жизни. С увеличением содержания азота в органическом веществе лесной породы повышается продуктивность древостоев, изменяется состав насаждений.Лесные породы, как и большая часть растений, получают азот в форме нитратов, т. е. разных солей азотной кислоты, а также в виде аммиачных солей разных кислот. Источниками азота в лесных почвах являются:
азот органического вещества, в частности лесной подстилки, поступающей в почву в результате минерализации ее при посредстве бактерий, переводящих его в усвояемые формы (аммиачные соли, соли азотной кислоты);азот свободного воздуха, доставляемый в почву осадками и электрическими разрядами или усвояемый бобовыми и некоторыми другими растениями при посредстве клубеньковых бактерий, а также свободноживущими в почве азотфиксирующими бактериями;
азотистые вещества, образующиеся в результате нитрификации (окисления аммиака до азотной кислоты), под влиянием света, ряда микроэлементов, радиоактивных элементов и редких земель, например титана, а также через микоризы.Лесная подстилка оказывает большое влияние на формирование и рост древостоев, успешность естественного возобновления (прорастание семян лесных пород, рост всходов). Рыхлая подстилка благоприятствует появлению самосева и развитию подроста древесных пород; плотная, кислая, толстая подстилка препятствует прорастанию семян и росту всходов
24. Биологически значимые элементы
— химические элементы, необходимые живым организмам для обеспечения нормальной жизнедеятельности. Биологически значимые элементы классифицируют на макроэлементы (содержание которых в живых организмах составляет больше 0,01 %) и микроэлементы (содержание менее 0,001 %).
Биогенные элементы:Кислород- 65%, Углерод- 18%, Водород- 10%, Азот- 3%
Основные микроэлементы: Бром,Железо,Йод,Кобальт,Марганец,Медь,Молибден,Селен,Фтор,Хром,Цинк
Основные макроэлементы:Калий, Кальций, Магний, Натрий, Сера, Фосфор, Хлор
В состав растительных организмов входят почти все элементы периодической системы Д. II. Менделеева, причем 99,76 % массы живого вещества приходится на кислород, углерод, водород, азот, кальций, фосфор, калий, серу и магний, а 0,24 % - на долю остальных элементов.Кислород, водород и углерод растения усваивают из почвы и атмосферы. Большая часть азота усваивается из атмосферы благодаря деятельности азотфиксирующих бактерий. Остальные элементы в основном поступают в растения из почвы.Биогенные элементы участвуют в ферментативных реакциях организма, регулируют осмотические процессы, являются основными частями буферных систем и регуляторами проницаемости биологических мембран. Так, медь входит в состав ферментов, ускоряющих окислительные процессы в растительном организме. Молибден играет большую роль в усвоении растениями нитритного азота. Литий стимулирует процессы дыхания, повышает гидрофильность коллоидов плазмы. Цинк активно участвует в азотном обмене и гидролизе крахмала. Кобальт интенсифицирует процессы дыхания и фотосинтеза. Медь и никель необходимы для семенного размножения растений. Микроэлементы входят в состав витаминов, гормонов, хлорофилла, белков, углеводов, жиров и др. биологически важных соединений.
Содержание химических элементов в растениях зависит также от содержания элементов в почве. В районах распространения известняков растения содержат больше кальция, в приморских районах - йода, на рудных месторождениях - меди, цинка, свинца и др. рудных элементов. Известны растения, являющиеся концентраторами биогенных элементов. Напр.: бобовые энергично накапливают кальций и магний; злаки, осоки, хвощи - кремний; гречиха, картофель, свекла, кукуруза - калий; солянки - натрий и хлор; растения семейства гвоздичных - медь; осина - кобальт; береза и пихта - марганец; фейхоа - йод и т. п.
Передвижение биогенных элементов с момента поглощения растением до возвращения в почву (при разложении лесной подстилки) называется биологическим круговоротом. Показателем биологического круговорота в лесах служит содержание биогенных элементов в биологической массе леса, в ежегодном приросте деревьев, опаде, отпаде и т. д. Напр., установлено, что в ельниках южной тайги в расчете на 1 га ежегодно с опадом в почву возвращается 20-45 кг азота, 8-17 кг кремния, 17—14.1 кг кальция.Наиболее частым симптомом недостатка биогенных элементов в древесных растениях является хлороз, вызываемый нарушением синтеза хлорофилла.В районах действия обогатительных фабрик и металлургических заводов наблюдается образование поясов с повышенным содержанием ряда биогенных элементов в почве и растениях. Особую опасность для растений представляют соединения фтора, хлора, диоксид серы и аммиак. Ответная реакция лесной растительности на промышленное загрязнение выражается разной степенью деградации леса. При этом наблюдается подавление роста древостоев, обеднение видового разнообразия травяно-кустарничкого и, особенно, мохово-лишайникового ярусов, сокращение фитомассы, упрощение структурного разнообразия по градиенту загрязнения, снижение запаса подстилки. Процесс деградации у хвойных деревьев выражается в хлорозе хвои за счет снижения содержания хлорофилла, сокращении продолжительности жизни хвои и скелетных ветвей, снижении прироста побегов и радиального роста ствола и, как следствие, - уменьшении продуктивности древостоев.
25 Симптомы недостаточности минерального питания растений можно разделить на две большие группы:
Симптомы недостаточности минерального питания растений можно разделить на две большие группы:I. Первую группу составляют главным образом симптомы, проявляющиеся на старых листьях растения. К ним относятся симптомы недостатка азота, фосфора, калия и магния. Очевидно, при нехватке указанных элементов они перемещаются в растении из более старых частей в молодые растущие части, на которых не развиваются признаки голодания.
II. Вторую группу составляют симптомы, проявляющиеся на точках роста и молодых листочках. Симптомы этой группы характерны для недостатка кальция, бора, серы, железа, меди и марганца. Эти элементы, по-видимому, не способны перемещаться из одной части растения в другую. Следовательно, если в воде и грунте нет достаточного количества перечисленных элементов, то молодые растущие части не получают необходимого питания, в результате чего они заболевают и погибают. Азот (N) Листья мельчают, теряют интенсивную зеленую окраску, рано опадают, желтеют, появляется оранжевые и красные оттенки. Слабый рост и цветение растения. Плохое усообразование у земляники. При недостатках азота деревья слабо ветвятся, плоды мелкие и могут осыпаться. Молодые листья яблони при дефиците азота не достигают нормальных размеров, их черешки отходят от побега под острым углом. Усиливать азотное голодание растений могут кислые почвы и задернение участка под плодовыми деревьями. Недостаток азота приводит к заложению малого количества плодовых почек. Азотные удобрения не вносят под культуры во второй половине вегетации, использовать их можно весной, а симптомы нужно выявить еще предыдущим летом. Фосфор (P) Тусклая темно-зеленая окраска листьев, иногда с бронзовым отливом. Могут проявляться красные и фиолетовые оттенки (особенно у черешков и жилок). Засыхающие листья становятся темными и даже черными. Цветение и созревание затягиваются, рано наступает листопад. Замедляется рост побегов и корней, листья мельчают, снижается зимостойкость. Симптомы фосфорного голодания растений чаще всего наблюдаются на кислых легких почвах с малым содержанием органики. Взрослые плодовые деревья могут несколько лет не проявлять признаков дефицита фосфора, т.к. они отдают накопленные запасы этого элемента от старых частей дерева более молодым. Калий (К) Симптомы дефицита калия начинают проявляться с побледнения листьев. Тусклая голубовато-зеленая окраска листьев (до хлоротичной). Края листьев опускаются вниз. По краям листа появляется ободок засыхающей ткани - краевой "ожог". Неравномерный рост листовых пластинок, листья сморщенные. Растение становится низкорослым с короткими междоузлиями, побеги вырастают тонкими. Признаки калийного голодания могут ярко проявляться на сильнокислых почвах и там, куда вносили избыточные дозы кальция и магния. Недостаток калия может сопровождаться деформацией и курчавостью листьев. Многолетники и плодовые растения на почвах теряют свою зимостойкость. Незначительный дефицит калия приводит к закладке на деревьях небывало большого количества мелких плодовых почек, дерево все усыпано цветами, но плоды из них развиваются очень мелкие. Кальций (Са) Побеление молодых листьев, закручивание их кверху, отмирание верхушечной почки и побегов, опадение листьев и завязей. При недостатке кальция задерживается рост корней, образование новых почек, побеги утолщаются, замедляется рост растения. Симптомы дефицита кальция могут проявляться на почвах с избыточным внесение калийных удобрений. Недостаток кальция плохо сказывается на образование косточек у косточковых культур, скорлупы у орехов. Магний (Mg) Желтые, красные или пурпурные листья, их края и жилки некоторое время остаются зелеными (межжилковый хлороз). Окраска напоминает "елочку". Преждевременный листопад начинается с нижней части растения. Иногда недостаток магния приводит к появлению рисунка на листьях, схожего с мозаичной болезнью растений. Симптомы дефицита магния особенно ярко проявляются на легких кислых почвах. Непрерывные внесения калийных удобрений в таком случае только усиливает нехватку магния. Дефицит магния приводит к снижению зимостойкости и вымерзанию растений. По краям листьев крыжовника появляются красные полосы. Бор (В) Хлороз молодых листьев, их мельчание, скручивание, раннее опадание, пожелтение жилок. Позднее на таких листьях появляется краевой и верхушечный некроз. Торможение развития верхушечных почек при усиленном развитии боковых. Слабое цветение и завязывание плодов. Плоды уродливой формы. При недостатке бора подавлен рост всего растения. Симптомами борного голодания семечковых пород может служить опробкование тканей плода. На побегах отмирают мелкие участки коры. При длительном борном голодании верхушки побегов могут отмирать (суховершинность). При недостатке бора мякоть яблок твердеет, на цветной капусте проявляется стекловидность головок, у свеклы загнивает сердцевина. Бор ускоряет прорастание пыльцы, влияет на развитие завязей, семян, плодов.
Медь (Cu) Задержка роста, отмирание верхушки побега, пробуждение боковых почек. Листья пестрые, бледно-зеленые с коричневыми пятнами, вялые, уродливые. Особенно страдают от недостатка меди цитрусовые растения. Очень отзывчивы на внесения медитоматы.
Железо (Fe) Симптомами нехватки железа могут служить пожелтение и обесцвечивание листьев (частичное или целиком). У ослабленных хлорозом растений замедляется рост, отмирают края листьев, мельчают плоды, снижается урожай, наступает преждевременный листопад. Могут усыхать вершины деревьев. Признаки дефицита железа проявляются при избыточном известковании почвы. На плодовых деревьях и ягодных кустарниках наблюдается сплошное побеление листьев. Сера (S) Недостаток серы проявляется в замедлении роста стеблей в толщину, в бледно-зеленой окраске листьев без отмирания тканей. Признаки недостатка серы сходны с признаками недостатка азота, появляются они прежде всего на молодых растениях. Цинк (Zn) Мелкие, сморщенные, узкие листья. Крапчатые из-за межжилкового хлороза. Побеги тонкие, короткие. Характерна "розеточность". Ветки с короткими междоузлиями. Плоды мелкие, уродливые, с толстой кожурой. У косточковых пород в мякоти плодов появляются бурые пятна. Для предупреждения дефицита цинка в саду в междурядьях выращивают люцерну. Молибден (Мо) Дефицит молибдена отмечается у цветной капусты на кислых песчаных (реже глинистых) почвах, особенно, если применяют физиологически кислыми удобрениями. Симптомы голодания проявляются в отмирании точки роста. Недостатку молибдена способствуют заболоченные почвы, холодный или сухой период, избыток азота. У растений не доразвиваются листовые пластинки, головка цветной капусты практически не завязывается. Старые листья приобретают хлоротичную окраску. Недостаток молибдена в поздних стадиях развития цветной капусты приводит к деформации молодых листьев, появляются те же симптомы, что при повреждении черешковым комариком. Ранние сорта менее устойчивы, чем поздние.. Марганец (Mn) Появляются белые, светло-зелены, красные пятна как при магниевом голодании, но только не на нижних, а на верхних, молодых листьях. Межжилковый хлороз. Дефицит марганца может вызвать бурую пятнистость листьев. Внесение марганца способствует повышению урожая, увеличению сахаристости плодов и ягод.
Продективность лесных экосистем. При анализе продуктивности и потоков вещества и энергии в экосистемах выделяют понятия биомасса и урожай на корню. Под урожаем на корню понимается масса тел всех организмов на единице площади суши или вод, а под биомассой — масса этих же организмов в пересчёте на энергию (например, в джоулях) или в пересчёте на сухое органическое вещество (например, в тоннах на гектар. К биомассе относят тела организмов целиком, включая и витализированные омертвевшие части и не только у растений, к примеру, кора и ксилема, но и ногти и ороговевшие части у животных. Биомасса превращается в некромассу только тогда, когда отмирает часть организма (отделяется от него) или весь организм. Часто зафиксированные в биомассе вещества являются «мёртвым капиталом», особенно это выражено у растений: вещества ксилемы могут сотнями лет не поступать в круговорот, служа только опорой растения.
Дата добавления: 2015-05-05; просмотров: 17 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |