Растения сигнализируют о влажности почвы

Рост растений определяется не только уровнем содержания в субстрате элементов минерального питания и кислотностью почвенного раствора, но и влажностью. Однако не вся вода, находящаяся в почве, может поглощаться растениями. Доступность ее определяется способностью почвенных частиц удерживать влагу.

Физиологи растений различают гравитационную, капиллярную, пленочную и гигроскопическую воду. Гравитационная вода заполняет крупные промежутки между частицами почвы и перемещается под действием силы тяжести в нижележащие горизонты. В почвенном слое гравитационная вода присутствует обычно после дождя. Она хорошо доступна для растений.

Капиллярная вода заполняет капиллярные промежутки между почвенными частицами и перемещается под действием менисковых сил. Она также хорошо усваивается растениями.

Пленочная вода расположена на поверхности почвенных частиц и удерживается ими по-разному: чем ближе к поверхности почвенной частицы расположены молекулы воды, тем сильнее они удерживаются ими. Корневые волоски могут поглощать воду, находящуюся на периферии водных оболочек почвенных частиц.

Что касается гигроскопической воды, то она крепко удерживается почвенными частицами и поэтому совершенно недоступна для растений.

Количество доступной для растений воды представляет собой разницу между полной влагоемкостью почвы и так называемым мертвым запасом влаги в ней. Полная влагоемкость - это максимальное количество воды, удерживаемой почвой без стекания, а мертвый запас представляет собой воду, полностью недоступную для растений.

Доступность для растений воды определяется механическим составом почв, уровнем содержания в них коллоидных частиц, концентрацией почвенного раствора.

Индикаторами влажности служат в основном две группы растений - ксерофиты и гигрофиты. Ксерофиты произрастают в засушливых, а гигрофиты - во влажных и сырых местообитаниях.

Приспособления ксерофитов к засушливым условиям существования разнообразны. Одни из них как бы "убегают" от засухи, завершая свой цикл развития в то время года, когда в почве имеется достаточное количество влаги, накопленной за зиму или за счет весенних осадков. Это эфемеры и эфемероиды, ярким ковром расцвечивающие степи и пустыни весной и бесследно исчезающие" с установлением знойного времени года.

Другие ксерофиты приспособились переносить засуху, резко ограничив транспирацию. Их листья покрыты толстой кутикулой, мощным восковым налетом, обильно опушены, а устьица погружены в толщу листа.

Особую группу ксерофитов представляют суккуленты - растения с сочными стеблями или листьями, которые служат аккумуляторами влаги. Если вода запасается в стеблях, то листья суккулентов обычно недоразвиты и имеют вид колючек. Примером таких растений являются американские кактусы и африканские виды молочаев. Кактус высотой 10 - 20 м содержит около 3 т воды. Такого запаса влаги растению хватает без пополнения на 2 года. Агавы и алоэ, а также произрастающие в средних широтах нашей страны очиток и молодило воду запасают в листьях.

У представителей еще одной группы ксерофитов - фреатофитов, которые с помощью глубокой корневой системы успешно снабжают себя водой, признаки приспособления к засухе (ксерофитизм) выражены слабо. Они используются в основном для индикации глубины залегания грунтовых вод.

Не следует думать, что ксерофиты распространены только в пустынях и полупустынях. Их можно обнаружить и в лесной зоне. Индикаторами сухих лесных почв служат очиток едкий и келерия сизая.

Очиток едкий - индикатор сухих местообитаний

На избыточное увлажнение почв указывают гигрофиты: калужница болотная, рогоз узколистный, чистец болотный, пушица влагалищная, водяной перец, сабельник болотный, белокрыльник, тростник обыкновенный. Многие из них имеют такое строение, которое позволяет им испарять большое количество воды, - крупные листья, слаборазвитая кутикула, иногда приподнятые над поверхностью листа устьица. Благодаря особым водяным устьицам - гидатодам они выделяют капельножидкую воду. Это явление называется гуттацией. Оно хорошо выражено у дербенника иволистного (Lythrum salicaria), нередко называемого еще плакун-травой. Это растение высотой 50-80 см встречается в нашей стране по сырым местам, болотам, берегам рек, прудов и вдоль канав. С июня до сентября оно украшено пурпурными цветками, собранными в густое колосовидное соцветие. Много удивительных свойств приписывалось в старину этому растению. В романе А. К. Толстого "Князь Серебряный" мельник говорит о нем князю Афанасию Вяземскому: "Есть еще плакун-трава, вырежешь из корня крест, да повесишь на шею, все тебя будут как огня бояться".

Дербенник иволистный - указатель избыточно увлажненных грунтов

Белоус (Nordus stricta) - небольшое злаковое растение, у которого после отцветания стебли становятся белыми, что и нашло отражение в его названии. Встречается там, где влажный луг превращается в болото. Вытесняя с лугов более ценные в хозяйственном отношении травы, он снижает качество собранных здесь кормов.

С помощью растений нетрудно обнаружить сходные процессы в лесах. Если в них встречаются кислица и майник, можно быть уверенным в том, что почвы здесь суглинистые или супесчаные, хорошо пропускающие воду. На таких почвах ель растет успешно. Ухудшение дренированности почв приводит к их заболачиванию и торможению елового прироста. В этих условиях кислица и майник быстро исчезают, уступая место чернике. В том случае, когда процесс заболачивания продолжается (вода застаивается, почва переувлажняется), черника замещается мхом кукушкин лен, вместо которого позже появляется мох сфагнум.