Происхождения и пути развития высших растений. Типы ветвления побегов. Ботаническая характеристика ржи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вопрос 1. Онтогенез растительной клетки

Под термином Онтогенез (греч. On -- род. падеж, Ontos -- Существо; лат. GeneSis -- происхождение, формирование) понимают индивидуальное развитие организма, органа, клетки от момента образования до естественной гибели. Онтогенез клетки может происходить двояко: либо от деления до ее смерти, либо от деления до деления.

Второй вариант онтогенеза (от деления до деления) характерен для клеток меристем, а также для каллусных клеток In Vivo И In Vitro. Для таких клеток часто применяют термин Пролиферирующие, Т. е. постоянно делящиеся. В этом случае клетка последовательно проходит Клеточный (митотическип) цикл, Т. е. период от митоза до митоза. Клеточный цикл делится на четыре периода (фазы): собственно митоз М, Пресинтетический (постмитотический) период G1 (от англ. Gap -- интервал), синтетический период S (происходит удвоение ДНК) и постсинтетический (премитотический) период G2. Продолжительность клеточного цикла зависит от вида растения и типа клеток, однако в среднем составляет около суток. Длительность периодов цикла также варьирует: митоз может длиться от 1 до 4 ч, фаза G1 -- 0,5 --8 ч, S -- 1,5 --12 ч и G2 -- 1 -- 13 ч.

Онтогенез многих растительных клеток проходит по первому варианту -- от митоза до естественной смерти. В этом случае он также слагается из нескольких этапов: деление клетки, рост растяжением, дифференцировка, активное функционирование, старение и смерть. В процессе дифференцировки формируются различия между клетками, т. е. происходит их специализация. Деление на этапы достаточно условно: дифференцировка клетки, в частности, начинается уже на стадии роста.

Особенностью растительных клеток является возможность ее дедифференцирования, т. е. перехода специализированных клеток обратно к пролиферации. Это происходит In Vivo При образовании каллуса (травматической ткани двудольных), а также In Vitro При получении культур клеток. Культивируемые In Vitro Клетки можно получить из любой ткани любого органа растения, т. е. к дедифференциации способна практически любая живая клетка растения, независимо от типа ее дифференцировки.

Вопрос 2. Строение и работа устьичного аппарата

Настоящая мучнистая роса вызывается сумчатыми грибами, принадлежащими к порядку Perisporiales, сем. Erysiphaceae. Эти грибы по образу жизни относятся к наружным паразитам (эктопаразитам) и живут исключительно на поверхности растений. Грибы питаются посредством лопастных присосок, проникающих в клетки эпидермиса растения-хозяина. В начале своего развития белые или сероватые налёты настоящей мучнистой росы состоят из грибницы (мицелия), конидиеносцев и конидий. Конидии отшнуровываются от конидиеносцев в виде микроскопически мелких цепочек, а при созревании опадают и склеиваются в маленькие комочки, удерживающиеся на поражённой грибом поверхности листа. Массовое скопление конидий на поражённых частях растения придаёт налёту настоящей мучнистой росы порошкообразный вид. По мере развития гриба налёт изменяет окраску и становится сначала жёлтым, а затем чернеет, вследствие образования на нём замкнутых плодовых тел гриба. Внутри плодовых тел образуется одна или нескольких сумок, б. ч. с 8 сумкоспорами. Плодовые тела имеют различного рода придатки, по строению которых и по количеству сумок в плодовых телах эти грибы делятся на роды. В продолжение вегетационного периода мучнистая роса размножается конидиями, зимует в виде плодовых тел или в виде мицелия. Созревание спор внутри плодовых тел происходит осенью или после перезимовки плодовых тел - весною. Мучнистая роса распространена в умеренном и жарком климате, наиболее сильно развиваясь в сухую и жаркую погоду.

Вопрос 4. Грибы паразиты из класса базидиальных

Свыше 20 тыс. видов, отличающихся по способу питания и биологии, объединяет класс базидиомицетов. Общим признаком этих высших грибов является образование базидии - особого органа спороношения с двумя или четырьмя спорами. У базидиальных грибов существует два типа мицелия: первичный - слаборазвитый и недолгоживущий, а также вторичный - диплоидный. Среди этих организмов встречаются полупаразиты и паразиты высших растений, съедобные и ядовитые грибы.

Базидиомицеты отличаются строением плодового тела и делятся на три подкласса: голобазидиальные, гетеробазидиальные и телиоспоромицеты. Среди первой группы заслуживают внимания враги ягодных культур: возбудитель болезни картофеля, называемой "белой ножкой" и черной парши свеклы. К ней также относятся трутовые грибы, паразитирующие на стволах деревьев. Плодовые тела этих микроорганизмов живут до 80 лет. - Чешуйчатый трутовик вызывает белую гниль у грецкого ореха и груши, тунговых и других лиственных деревьев, а ложный трутовик поражает осину и каштан.

Гетеробазидиомицеты в основном сапрофиты, но среди них встречаются и фитопатогенные грибы, например возбудитель красной гнили сахарной свеклы.

Телиоспоромицеты получили свое название от покоящихся спор - телиоспор. Этот подкласс широко представлен уже известными нам головневыми и ржавчинными грибами. Около 1 тыс. видов вызывают головню у злаков, образуя пылящие сорусы на колосьях. По типу этих "головешек" различают твердую и пузырчатую, стеблевую и пыльную головню. При межвидовых скрещиваниях и мутациях возникают многочисленные расы этих патогенов. Наиболее опасны возбудители пыльной головни пшеницы и кукурузы, ячменя и овса. Немалый вред наносят земледельцам твердая, стеблевая и карликовая головня пшеницы.

Вопрос 5. Происхождения и пути развития высших растений

Чем ниже уровень эволюционного развития высших растений, тем в большей степени их половой процесс зависит от наличия воды. У более примитивных растений (например, плаунов, хвощей, папоротников и особенно мхов) некоторые фазы развития организма происходят только в воде. Она необходима для активного передвижения мужских половых клеток при оплодотворении, а само половое «поколение» (гаметофит) тоже нуждается для своего существования иногда в очень значительной влажности. Вероятно, предки высших растений жили в водной среде, где проходили и все стадии их развития.

Высшие растения, вероятно, произошли от каких-то водорослей. Об этом говорит, прежде всего, то, что в геологической истории растительного мира эре высших растений предшествовала эра водорослей. В пользу этого предположения также свидетельствуют, например, следующие факты:

1) сходство наиболее древней и уже давно вымершей группы высших растений -- риниофитов -- с водорослями и, в частности, очень сходный характер их ветвления;

2) сходство в чередовании «поколений» высших растений и многих водорослей;

3) наличие жгутиков и способность к самостоятельному плаванию у мужских половых клеток многих высших растений;

4) сходство в строении и функциях хлоропластов.

Предполагают, что высшие растения произошли скорее всего от зеленых водорослей, пресноводных или солоновато-водных.

Наземные условия существования резко отличаются от условий жизни в воде. На земле высшее растение живет одновременно в двух существенно разных средах. В то время как надземные его части приспособились к жизни в атмосфере, подземные органы проводят свою жизнь в почве. Воздушная среда характеризуется гораздо большим содержанием кислорода, чем водная, а почвенная -- иными условиями минерального питания и особенно водоснабжения. Поэтому переход предков высших растений в эти совершенно новые для них условия обитания мог произойти лишь по мере выработки специальных приспособлений для водоснабжения, для защиты половых органов от высыхания и для обеспечения полового процесса. Приспособления эти выразились в возрастающем расхождении спорофита и гаметофита и в появлении защищенных слоем стерильных клеток многоклеточных половых органов; в глубокой морфологической дифференциации спорофита и возникновении многоклеточных вместилищ спор (спорангиев); в развитии проводящей и механической систем тканей, появлении эпидермы, устьиц и т. д. Эволюция большинства высших растений, за исключением вторичных водных форм, шла по пути возрастающего приспособления к условиям наземного существования.

Грибы, относимые к вымершему роду палеомицес (Palaeomyces), найдены в подземных частях ряда древнейших высших растений, в частности в подземных органах вымершего рода хорнеофит (Horneophyton). Наличие гриба в тканях подземного органа, вероятно, способствовало более интенсивному использованию минеральных веществ, особенно фосфатов, заключенных в бедных питательными веществами субстратах силурийского и девонского периодов. Кроме того, предполагают, что наличие гриба в тканях подземных органов могло также способствовать повышению устойчивости высшего растения к засыханию.

Вопрос 6. Строение мужской шишки и пыльцевого зерна сосны обыкновенной

Сосна обыкновенная - типичный представитель хвойных (голосеменных) растений.

Сосна -- однодомное растение. У нее образуется два типа шишек на одном дереве -- так называемые мужские и женские. Шишки представляют собой видоизмененные побеги. В мае-июне пыльца разносится ветром, попадает на женские шишки, где и происходит опыление.

Диаметр мужских шишек составляет около 0,5 см; они округлые и располагаются группами у основания новых побегов под верхушечной почкой. Развиваются они в пазухах чешуевидных листьев вместо укороченных побегов. И мужские, и женские шишки состоят из плотно прижатых друг к другу спорофиллов (модифицированных листьев), расположенных спирально вокруг центральной оси.

На нижней поверхности каждого спорофилла мужской шишки находятся два микроспорангия, или пыльцевых мешка. Внутри каждого пыльцевого мешка происходит мейотическое деление, приводящее к образованию гаплоидных пыльцевых зерен, или микроспор. В них находятся мужские гаметы. У пыльцевых зерен имеется по два больших воздушных мешка, облегчающих их распространение ветром. В мае шишки становятся совсем желтыми из-за пыльцы, которая целым облаком вылетает из них. В конце лета они увядают и отпадают.

Мужской гаметофит, называемый пыльцой, целиком переносится ветром к женскому гаметофиту, где и прорастает, используя питательные вещества женского гаметофита.

Вопрос 7. Типы ветвления побегов. Приведите рисунки. Опишите эволюционное значение симподиального ветвления побегов

В процессе эволюции у растений выработались такие типы ветвления как дихотомическое, моноподиальное, симподиальное и ложнодихотомическое. Кроме того, к специализированным типам ветвления относится кущение.

Дихотомическое ветвление, или вильчатое,- самый примитивный тип ветвления. Ветвление побега в данном случае осуществляется за счет раздвоения его апикальной меристемы, в результате чего образуются две боковые ветви, которые, в свою очередь дают по две боковых и т.д. Этот тип ветвления встречается у водорослей (фукус), некоторых мхов (маршанция), плаунов, некоторых голосеменных и папоротников.

При моноподиальном ветвлении нарастание побега в высоту происходит за счет одной главной оси - моноподия. От этой оси отходят боковые, которые могут ветвиться, но никогда не бывают выше основной оси. Моноподиально ветвятся хвощи и некоторые голосеменные (хвойные). Растения с таким типом ветвления могут достигать очень большой высоты (секвойядендрон, 120 м).

- Ванда гребенчатая.

Симподиальное ветвление характерно для покрытосеменных растений. Здесь главная ось либо отмирает, либо прекращает рост, тогда рост растения продолжает одна или две боковых оси. Во втором случае ветвление называют ложнодихотомическим. При симподиальном ветвлении рост растения в длину непродолжительный из - за усиленного образования боковых побегов, поэтому эти растения, никогда не бывают очень высокими. С другой стороны, большое количество боковых побегов способствует большому образованию побегов и семян.

Типы ветвления побегов (схема): а -- дихотомическое (водоросль диктиота); б -- моноподиальное (сосна); в, г -- симподиальное (черемуха и сирень соответственно); 1, 2, 3 -- оси первого, второго и третьего порядка соответственно.

Эволюционное значение симподиального ветвления побегов.

Симподиальное ветвление в эволюции растительного мира появился значительно позже. Симподиальное ветвление могут возникать от дихотомического и моноподиального ветвления. При переходе дихотомического ветвления в симподиальное происходит сдвиг одного конуса нарастания в сторону или верхушечная почка главного побега отмирает. При этом этот конус нарастания прекращает рост, а другой конус успешно растет, как бы продолжая рост первого конуса, т.е. один из побегов второго порядка растет сильнее других и становится побегом замещения. В свою очередь, этот побег тоже перевертывается в сторону. Так многократно повторяясь и образуя симподиальную систему побегов.

При замене моноподиального способа ветвления на симподиальный, активируются боковые почки, расположенные в непосредственном соседстве с верхушечной почкой и подавляет своим ростом. Например, у сеянцев березы главная ось в течение нескольких лет может нарастать моноподиально за счет верхушечной почки. Одновременно со второго и третьего года жизни сеянцы могут ветвиться и образовывать моноподиальную систему побегов. Однако на третий и пятый год жизни растения, верхушечная почка главного побега отмирает. Тем не менее, формирование вертикального стволика, самого сильного в системе продолжается, но теперь за счет боковой почки. Так происходит перевершинивание.

Вопрос 8.Опишите строение цветка вишни, приведите его формулу

Схема строения цветка вишни

Формула цветка -- условное обозначение строения цветка с помощью букв латинского алфавита, символов и цифр.

Формула цветка вишни Ч5Л5ТµП1

Вместо µ поставьте знак бесконечности (?)

Для составления формулы используют следующие обозначения: О - простой околоцветник; Ч - Чашелистики;

Л - лепестки: Т - тычинки; П - пестик.

Число чашелистиков, лепестков, тычинок, пестиков показывают цифрами, а если их больше двенадцати, то значком.

Если какие-либо части цветка срослись, то соответствующие цифры пишут в скобках.

Пымльник (лат. anthera) -- содержащая пыльцу часть тычинки цветковых растений. По сути, представляет собой микроспорангий -- орган, в котором формируются микроспоры у всех семенных и разноспоровых растений, расположенный на микроспорофилле (тычиночной нити). Развивающаяся в пыльниках пыльца (микроспоры) содержит внутри очень маленькие, состоящие всего из двух клеток мужские гаметофиты. Обычно пыльник состоит из двух половинок, которые соединены связником -- частью тычиночной нити. Каждую половинку, в свою очередь, составляют два гнезда, именуемых гнёздами пыльника. Таким образом, чаще всего пыльник состоит из четырех микроспорангиев. Реже их -- два (рестиевые, филидровые), ещё реже -- один (вид арцеутобиума -- Arceuthobium pusillum)

Строение пыльника

Пыльцевое зерно

Пылинка (granum pollinis), муж. гаметофит семенного растения. Начинает развитие из микроспоры в микроспорангии и завершает его после опыления, т. е. перенесения в пыльцевую камеру семязачатка (у голосеменных) или на рыльце пестика (у покрытосеменных). П. з. покрыто спо-родермой, наруж. слой к-рого -- экзина-- имеет разнообразное строение и обладает высокой прочностью и стойкостью к внеш. воздействиям; внутр. слой -- интина -- состоит из клетчатки и пектиновых веществ. Ко времени опыления П. з. состоит из одной (у покрытосеменных) или неск. (у голосеменных) вегетативных клеток и генеративной клетки. Вегетативная клетка даёт начало пыльцевой трубке, а генеративная делится с образованием двух спермиев, к-рые по пыльцевым трубкам доставляются к архегониям жен. заростков (у голосеменных) или к зародышевым мешкам (у покрытосеменных). Форма П. з. часто радиально-симметричная (округлая, эллипсоидальная) или билатерально-симметричная (у сосны, ели), у водных растений сильно вытянутая. Размеры П. з. варьируют от 2 (незабудка) до 250 (тыква) мкм. Признаки морфологич. строения П. з. видоспецифичны и широко используются в таксономии, филогении и спорово-пыльцевом анализе.

Строение пыльцевого зерна

Вопрос 9. Сравните голосеменные и покрытосеменные растения по морфологическим, анатомическим признакам и способу оплодотворения

Вопрос 10. Характеристика семейства Маковые, представители и значение этого семейства

Листья у маковых простые, очередные или самые верхние почти супротивные либо мутовчатые, без прилистников. Прикорневые листья часто образуют густую розетку. Форма листовой пластинки весьма разнообразна.

Цветки маковых иногда собраны в верхоцветные соцветия. Однако большинство представителей семейства имеет одиночные цветки на длинных, прямостоячих, безлистных цветоносах, обоеполые, актиноморфные или реже зигоморфные.

Цветки маковых имеют разнообразную окраску и размеры. У всех маковых имеется опадающая чашечка, состоящая из 2 или 3 чашелистиков. В некоторых случаях она образует до начала цветения замкнутое вместилище, в котором находятся сморщенные, черепитчато уложенные лепестки бутона. Это наблюдается у всех маков и близких к ним родов. Бутоны чаще всего до цветения поникающие.

Венчик цветков маковых, если он есть, состоит из 4, 6 или 8-12 (до 16) лепестков, расположенных в два круга. Лепестки наружного и внутреннего кругов цельные, без нектарников, не отличаются друг от друга по форме и размерам. Иногда лепестки внутреннего круга несколько мельче, как это бывает, например, у чистотела. Тычинки чаще всего многочисленные, редко их 6-12, очень редко -- 4. У большинства маковых тычинки свободные. Пыльники экстрорзные; вскрываются продольно. Пыльца трехбороздная, рассеянномногобороздная или многопоровая. Экзина зернистая, сетчатая или бугорчатая.

Гинецей паракарпный, из 2 или 3-20 плодолистиков. Плодолистики многочисленные. Завязь верхняя или почти полунижняя, одногнездная или ложномногогнездная в результате врастания внутрь полости и соединения плацент.

Подавляющее большинство представителей семейства маковых являются насекомоопыляемыми растениями. Как уже упоминалось, большинство маковых имеет крупные цветки с обильной пыльцой. Пыльники в цветке, как правило, созревают раньше завязи, что обеспечивает перекрестное опыление. Пыльца, продуцируемая в огромных количествах, высыпается на лепестки. Это привлекает множество насекомых, особенно мух и мелких жучков. При этом сравнительно тяжелые насекомые -- шмели и жуки -- предпочитают садиться на своеобразную посадочную площадку -- широкие сидячие рыльца, такие, как у маков. Так протекает процесс перекрестного опыления в хорошую погоду и в случае изобилия опылителей. Однако при неблагоприятных условиях у многих маковых может происходить и самоопыление. После раскрывания пыльников пыльца попадает на лепестки. С наступлением сумерек или перед дождем цветки маковых, как правило, закрываются. Благодаря этому механизму внутренние части цветка защищаются от ночной сырости или дождя, и, во-вторых, лепестки с налипшей на них пыльцой, тесно прилегая к рыльцу, отдают ему пыльцу, и происходит самоопыление.

Иногда, в связи с плохой погодой, цветки некоторых растений не раскрываются вообще. Однако это не мешает плодоношению: самоопыление в таких случаях происходит внутри нераскрывшегося цветка.

Наиболее распространенный тип плода у маковых -- сухая коробочка округлой или стручковидной формы. Округлая коробочка маков при высыхании либо растрескивается, либо раскрывается порами в верхней части. Тонкие стручковидные коробочки, раскрывающиеся створками или разламывающиеся на членики, имеются у чистотела. Семена большинства маковых мелкие, с обильным маслянистым эндоспермом и маленьким слабо дифференцированным зародышем, октаэдрической или округлой формы, часто с придатками.

Весьма разнообразны способы распространения семян у маковых и связанные с ними биологические приспособления. Семена, лишенные придатков, чаще всего разбрасываются разными способами, т. е. являются баллистами. Так, многочисленные мелкие семена маков высыпаются из зрелой коробочки и падают довольно далеко от материнского растения. Особенно интенсивно это происходит в ветреную погоду, когда сухие коробочки мака, как погремушки, начинают качаться на сильном ветру.

Семенные придатки маковых -- элайосомы -- являются выростами наружного интегумента. Такой вырост окружает микропиле или располагается вдоль семенного шва в виде гребешка. Сочная и маслянистая ткань элайосом привлекает муравьев, которые и являются распространителями семян этого типа.

Кроме баллистов и мирмекохоров, в семействе маковых имеются и эндозоохоры. Семена многих маков и близких к ним родов поедаются птицами или другими животными и распространяются с экскрементами. Некоторые грызуны -- полевки, суслики, тушканчики, песчанки -- распространяют семена, запасая их впрок.

Маковые делятся на 2 подсемейства: маковые (Papaveroideae) и гипекоумовые (Hypecoideae). Ранее в состав семейства маковых включалось также подсемейство дымянковые (Fumarioideae), выделенное ныне в отдельное семейство.

Подсемейство маковых, состоящее из 26 родов и более 450 видов, -- самое большое по объему. Из его представителей наиболее широко распространенным и самым известным родом является мак (Papaver).

Представители семейства маковых содержат многочисленные и разнообразные алкалоиды -- производные изохинолина. Названия этих веществ -- папаверин, адлюмин, бикукулин, глауцин, фумарин и т. д.-- ясно указывают источники сырья. Лекарственными свойствами, широко используемыми в народной медицине, обладает такой представитель данного семейства, как чистотел. Сильно ядовитый сок этого растения содержит 6-7 алкалоидов: хелидонин, гомохелидонин, протонин, сангуинарин и др.

Вопрос 11. Ботаническая характеристика ржи. Нарисуйте схему простого колоска ржи и его цветок

Рожь -- однолетнее или двухлетнее травянистое растение. Рожь посевная как природный вид является диплоидной формой (2n = 14). В последние десятилетия селекционерами получена удвоением количества хромосом в клетках тетраплоидная рожь (2n = 28), сорта которой формируют крупное зерно (масса 1000 зёрен достигает 50--55 г), мощную, стойкую против полегания соломину. Рожь имеет мочковатую корневую систему, проникающую на глубину до 1--2 м, поэтому она легко переносит лёгкие песчаные почвы, а благодаря высокой физиологической активности быстро усваивает из почвы полезные вещества из труднорастворимых соединений. Узел кущения у ржи формируется на немного меньшей глубине от поверхности почвы (1,7--2 см), чем пшеницы (2--3 см). Когда зерно помещается в почву глубоко, рожь закладывает два узла кущения: первый -- глубоко, а позже второй -- ближе к поверхности почвы, который становится главным. Интенсивность кущения у ржи достаточно высока -- каждое растение формирует 4--8 побегов, а при благоприятных условиях -- до 50--90. Стебель у ржи полый, с 5--6 междузлиями, прямой, голый или лишь под колосьями опушённый. Высота стебля в зависимости от условий выращивания и сорта колеблется от 70 до 180--200 см (в среднем 80--100 см). Листья широколинейные, плоские, вместе со стеблем сизые. Длина листовой пластинки -- 15--30 см, ширина 1,5--2,5 см. В основании пластинки размещается короткий язычок и короткие голые или опушённые ушки (auriculate), охватывающие стебель. Листовая пластинка с верхней стороны иногда покрыта волосками, что указывает на сравнительную устойчивость к недостатку влаги и приспособленность к лёгким песчаным грунтам. Язычок и ушки у листьев ржи рано засыхают и опадают. Стебель несёт на верхушке соцветие -- один удлинённый, немного поникающий сложный колос; под колосом стебель немного волосистый. Колос неломкий, с крепкой, не разламывающейся на членики осью, 5--15 см длиной и 0,7--1,2 см шириной, состоит из клетчатого, почти четырёхгранного стержня и плоских колосков, сидящих на выступах стержня и обращённых к нему плоской стороной. Колоски двухцветковые с зачатком третьего цветка, и только у разновидности triflorum трёхцветковые. Колосковые чешуйки линейно-шиловидные, с одной жилкой, короче цветковых чешуек, постепенно заострённые, без ости или с короткой остью 2--3 мм длиной, по килю шероховатые; внешняя цветковая чешуйка немного длиннее колосковых, около 1,5 см длиной, ланцетовидная, с длинной остью, превышающей во много раз колосок, с пятью жилками, по килю с толстоватыми, щетинистыми, немного серповидно изогнутыми ресничками; ости шероховатые, прямые, 2--5 см длиной. Тычинок три, с удлинёнными пыльниками, выступающими из колоска, завязь верхняя с перистым двулопастным рыльцем; опыление ветровое. Зерновка продолговатая, немного сжатая с боков, с глубокой бороздкой с внутренней стороны посередине; после созревания она вываливается из колоска. Зерно ржи различается по размеру, форме и окраске. Длина его 5--10 мм, ширина 1,5--3,5 мм, толщина 1,5-3 мм. Масса 1000 зёрен у диплоидной ржи -- 20--35 г, тетраплоидной -- 30--35 г. Форма зёрен удлинённая (с соотношением длины к ширине более 3,3) или овальная (с соотношением длины к ширине 3,3 и менее) с заметной поперечной морщинистостью на поверхности. По окраске различают зерно белое, зеленоватое, серое, жёлтое, тёмно-коричневое.

Вопрос 12. Почва как экологический фактор. Растения как индикаторы почвенных условий. Охрана почв от эрозии и загрязнения

Экологические факторы -- свойства среды обитания, оказывающие какое-либо воздействие на организм.

По Г. Добровольскому (1979), «почвой следует называть поверхностный слой земного шара, обладающий плодородием, характеризующийся органоминеральным составом и особым, только ему присущим профильным типом строения. Почва возникла и развивается в результате совокупного воздействия на горные породы воды, воздуха, солнечной энергии, растительных и животных организмов. Свойства почвы отражают местные особенности природных условий». Таким образом, свойства почвы в своей совокупности создают определенный экологический режим ее, основными показателями которого служат гидротермические факторы и аэрация.

Специфические растительные ассоциации формируются в связи с разнообразием условий мест обитании, включая и почвенные, а также и в связи с избирательностью по отношению к ним растений в определенной ландшафтно-географической зоне. Следует учитывать, что даже в одной зоне в зависимости от ее рельефа, уровня грунтовых вод, экспозиции склона и ряда других факторов создаются неодинаковые почвенные условия, которые отражаются на типе растительности.

Важнейшим свойством почвы является ее плодородие, которое определяется в первую очередь содержанием гумуса, макро- и микроэлементов, таких, как азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, медь, бор, цинк, молибден и др. Каждый из этих элементов играет свою роль в структуре и обмене веществ растения и не может быть заменен полностью другим. Различают растения, распространенные преимущественно на плодородных почвах и довольствующиеся небольшим количеством питательных веществ. Разные виды растений неодинаково относятся к содержанию доступного азота в почве. Растения неодинаково относятся к кислотности почвы. Избыток солей в почвенном растворе оказывает отрицательное воздействие на растения.

Таким образом растения являются индикаторами по которым можно качественно или количественно оценить условия окружающей среды.

Главная функция почвы - это обеспечение жизни на Земле. Это определяется тем, что именно в почве концентрируются необходимые организмам биогенные элементы в доступных им формам химических соединений. Кроме того, почва обладает способностью аккумулировать необходимые для жизнедеятельности продуцентов биогеоценозов запасов воды, также в доступной им форме, равномерно обеспечивая их водой в течение всего периода вегетации. Наконец, почва служит оптимальной средой для укоренения наземных растений, обитания наземных беспозвоночных и позвоночных животных, разнообразных микроорганизмов. Эта функция и определяет понятие «плодородие почв».

По целому ряду экологических особенностей почва является средой, промежуточной между наземной и водной. С воздушной средой почву сближает наличие почвенного воздуха, угроза иссушения в верхних горизонтах, довольно резкие изменения температурного режима поверхностных слоев.

С водной средой почву сближают ее температурный режим, пониженное содержание кислорода в почвенном воздухе, насыщенность его водяными парами и наличие воды в других формах, присутствие в почвенных растворах солей и органических веществ, возможность двигаться в трех измерениях. Как и в воде, в почве сильно развиты химические взаимозависимости и взаимовлияния организмов.

Промежуточные экологические свойства почвы как среды обитания животных дают возможность сделать заключение, что почва играла особую роль в эволюции животного мира. Например, для многих групп членистоногих в процессе исторического развития почва явилась средой, через которую типично водные организмы смогли перейти к наземному образу жизни и заселить сушу.

Охрана почв - острейшая глобальная проблема сегодняшнего дня, с которой непосредственно связана проблема обеспечения продовольствием все возрастающего населения планеты. Охрана и использование земель - это система мероприятий, направленная на защиту, качественное улучшение и рациональное использование земельных ресурсов. Охрана почв необходима для сохранения и приумножения плодородия почв, для поддержания устойчивости в биосфере.

Стратегия принципов по предотвращению загрязнения почв сложна и многогранна. В промышленности и энергетике должен быть осуществлен переход на мало- и безотходную технологию (экологизация экономики). В сельском хозяйстве необходимо шире внедрять эффективные агротехнические и биологические средства борьбы с вредными организмами, применять малоопасные пестициды, исключающие загрязнение среды, соблюдать научно-обоснованные технологии использования минеральных удобрений. Важное значение имеет создание системы непрерывного контроля и наблюдения (мониторинга) за состоянием природной среды, в том числе почвенного покрова.

Эрозия почвы (от лат. егоsio - разъедание) - разрушение почвы, горной породы водой и ветром, перемещение продуктов разрушения и их переотложение. Различают водную и ветровую эрозию почвы.

Для защиты почв от эрозии в настоящее время используется система научно-организационных, агролесомелиоративных и гидротехнических мероприятий. Основные виды борьбы с водной эрозией заключаются в макси­мальном снижении величины поверхностного стока и перевода его в подземный за счет почвозащитных севооборотов при соотношение посевов многолетних трав и однолетних культур 1:2, глубоком поперечном бороздовании склонов, лунковании почвы, внедре­нии лесонасаждений. Гидротехнические меры борьбы с водной эрозией включают в себя строительство прудов и водоемов для уменьшения величины талого стока. В зависимости от степени смытости почвы все сельскохозяйственные земли разделяются на девять категорий. К первой из них отнесены земли, не подверженные эрозии, к девятой -- непригодные земли для земледелия. Для каждой из категорий земель (кроме девятой) рекомендована своя противоэрозионная система земледелия.

Размещено на Allbest.ru