Указатели кислотности почвы

Обычно едва речь заходит о кислотности, в памяти оживает школьная лакмусовая бумажка - узкая полоска непроклеенной фильтровальной бумаги, пропитанная лакмусом. Лакмус - продукт жизнедеятельности лишайников из рода рочелла (Roccella). Еще отец ботаники Феофраст, живший в 371 - 286 гг. до н.э., упоминал об этих растениях как источнике красящих веществ. В средние века из них получали ценные красители - орсей, индиго красный, лакмус, французский пурпур и другие, использовавшиеся для окраски шкур, шерсти и шелка. Рочеллы - древние представители растительного мира, о чем свидетельствуют как особенности их географического распространения, так и своеобразие морфологического строения. Их беловато-серые, сизые, а иногда и грязно-оливковые слоевища обычно прикрепляются к скалам. По форме и окраске они напоминают причудливые известковые окаменелости. В Европе рочеллы распространены главным образом в Средиземноморье. Один из наиболее характерных видов - рочелла фукоидная (Roccella fucoides) - представляет собой прямостоячие светлосерые или сизые кустики, возвышающиеся над поверхностью субстрата на 2-10 см. Для производства лакмуса, резко меняющего в кислой среде свою синюю окраску на красную, используется рочелла красильная (Roccella tinctoria).

Кислотность раствора может указывать не только лакмус, но и другие вещества, придающие растениям характерную окраску. Так, например, в качестве индикатора кислотности раствора может быть использована спиртовая или водная вытяжка антоцианов из листьев краснокочанной капусты. Ее слабо-фиолетовый раствор под действием кислоты окрашивается в ярко-алый цвет, а щелочи - в желто-зеленый.

Вообще антоцианы многих растений могут заменить лакмус. Хорошими индикаторными свойствами обладают, например, антоцианы сеткреазеи пурпурной (Setcreasea purpurea) - комнатного растения из семейства коммелиновых, близкого родственника нашей обычной традесканции. У этого растения источником получения антоцианов являются широколанцетные, заостренные, матово-пурпурные, а снизу темно-фиолетовые листья. Сок спелой ежевики после кипячения и нанесения на фильтровальную бумагу также может быть использован вместо лакмуса. В кислой среде он приобретает красную окраску, а в щелочной - зеленую. Аналогичным образом изменяется окраска отваров плодов черемухи и лепестков мака восточного, фиалки. Синий фиалковый сироп, а также ряд других растительных индикаторов был введен в аналитическую практику Робертом Бойлем во второй половине XVII в.

Итак, растения издавна использовались в качестве индикаторов кислотности растворов. Однако сейчас нас интересует не кислотность вообще, а кислотность почвы, почвенного раствора. И здесь нам на помощь вновь приходят растения.

Интенсивность роста растений на той или иной почве зависит не только от содержания питательных веществ, но и от кислотности, которая определяет растворимость солей и, следовательно, усвояемость различных элементов минерального питания. Фосфор, калий, железо, цинк, марганец, бор лучше усваиваются растениями на кислых почвах. Однако значительное увеличение кислотности приводит к повреждению растений. Каждый вид растений может существовать лишь в свойственных ему пределах кислотности (рН) почвенных растворов. Поэтому некоторые растения и выступают в роли индикаторов кислотности почв.

Растения по их способности нормально развиваться в той или иной среде принято дифференцировать на несколько групп. Предпочитающие кислые субстраты относятся к ацидофилам, а щелочные - к базофилам.

Крайние ацидофилы успешно произрастают при рН = 3,0-4,5. К ним относятся сфагнумы компактный и магелланский, плаун булавовидный, водяника черноплодная, марьянник луговой, пушица влагалищная.

Крайний ацидофил - плаун булавовидный

Умеренные ацидофилы предпочитают почвы с рН = 4,5-6,0. Это калужница болотная, лютики ядовитый и ползучий, сердечник луговой, седмичник европейский.

Умеренный ацидофил - калужница болотная

Слабые ацидофилы растут при рН = 5,0-6,7. К их числу относятся ветреница лютичная, медуница неясная, купена многоцветковая.

Слабый ацидофил: ветреница лютичная

Слабый ацидофил: медуница неясная

Ацидофил-нейтральные виды (смородина черная, малина, лещина обыкновенная, крапива жгучая) произрастают при рН = 4,5-7,0.

Ацидофил-нейтральное растение: лещина обыкновенная

Ацидофил-нейтральное растение: крапива

При рН = 6,0-7,3 хорошо развиваются растения околонейтральных почв: клевер горный, смолевка поникшая, таволга шестилепестная, мыльнянка лекарственная.

К числу нейтрально-базофильных растений, предпочитающих почвы с рН = 6,7-7,8, относятся люцерна серповидная, мать-и-мачеха, полыни сероземная, цитварная и Лерха.

Мать-и-мачеха - нейтрально-базофильное растение

Базофильные растения произрастают при рН = 6,7-8,5. Это лебеда бородавчатая, поташник олиственный, астра солончаковая, кермек Гмелина и др.

Некоторые растения нормально развиваются в широких пределах кислотности (от 3,0 до 7,5 и от 5,0 до 9,5). Это так называемые эвритопные растения. К ним относятся лютик ползучий, земляника лесная, марь белая, птичья гречиха, вьюнок полевой и др.

Бобовые растения не выносят кислой реакции среды, поэтому их никогда не встретишь на сильнокислых почвах. Однако после известкования такие субстраты становятся пригодными для бобовых трав.

Облепиха - индикатор почв, богатых карбонатами

Сушеница топяная - индикатор почв, содержащих достаточное количество извести

На почвах, богатых карбонатами, произрастают бук, облепиха, бересклет европейский, ясень. В этом случае ствол у бука более ровный, а кора его чище и светлее, нежели у дерева, выросшего при умеренном содержании карбонатов. Живокость полевая (Delphinium consolida) - один из самых обыкновенных спутников хлебных злаков Черноземья. По этому растению и без сложных химических анализов можно определить, что почвы богаты известью. На достаточное количество ее указывает обилие горчицы полевой, сушеницы болотной, подорожника ланцетолистного. Засорение посевов грыжником голым, васильком голубым, дикой редькой свидетельствует о намечающемся недостатке извести. В лесу отсутствие в почве кальция выявляют майник двулистный, папоротник орляк, фиалка собачья. К кальцефобам относятся вересковые (эрика крестолистная, вереск обыкновенный, брусника), многие виды осок и все сфагновые мхи. Если в растительном покрове встречаются некоторые виды сфагновых мхов, то можно говорить о недостаточном содержании в почве кальция.