Влияние корней на почвообразовательные процессы
Влияние корней дерева на агрегацию почвы. Исследования в Умани показали, что под влиянием корневой системы плодового дерева заметно изменяются свойства почвы. В непосредственной близости от всасывающих корней дерева были установлены повышенные концентрации некоторых солей, что было названо местным засолением. В 1946 г. изучалось влияние корней яблони на агрегацию почвы. С этой целью определяли водопрочность почвенных частиц, 2 взятых в непосредственной близости от мельчайших разветвлений корней и для сравнения —в тех же почвенных горизонтах, но в почве, не содержащей корней. Исследования водопрочности почвенных частиц проводили двумя методами — методом Андрианова и капельным. По первому методу комочки почвы 3 мм в диаметре помещали на кружок фильтровальной бумаги в чашку Петри, затем бумагу смачивали водой из пипетки до избыточного насыщения; для каждого определения брали по 50 комочков. При капельном методе на частички почвы размером 3 мм выпускали из бюретки капли с высоты 15 см; при этом мерой относительной прочности считалось число капель, израсходованных на полное размывание агрегатов. Определение делали в 20 - кратной повторности. В в зоне корней заметно увеличивается прочность почвенных частиц, причем это подтверждают данные, полученные при анализах разными методами. Так, в среднем для всех почвенных горизонтов частиц, не расплывшихся за 10 минут (при определении прочности по методу Андрианова), было в почве без корней 22, 6%, в почве около корней — 36, 6%; за 20 минут —соответственно 13, 8 и 23, 3%. То же показал и капельный метод: на размывание частиц почвы без корней требовалось 7, 1 капли, а почвы около корней 8, 1, т. е. на 14 1% больше, чем почвы без корней. При этом следует отметить, что положительное влияние корней на агрегацию почвы растет с глубиной. Это следует, очевидно, объяснить тем, что в глубоких подпочвенных горизонтах корни являются единственным источником органических веществ, необходимых для цементации почвы. Причину положительного влияния корней на прочность почвенных частиц следует, очевидно, искать в выделениях корнями в почву органических и минеральных веществ, вследствие чего в прикорневой зоне увеличивается концентрация почвенного раствора и усиливается коагуляция почвенных коллоидов. Для однолетних растений аналогичные данные о положительном влиянии корней на почву получены и в исследованиях. Е. Н. Мишустина, а для древесных —в исследованиях Н. Обозова с орешником.
В Свердловской области исследователи регистрировали вертикальные и горизонтальные движения корней сосен и елей при ветре и, как следствие, — улучшение впитывания влаги у ствола и толстых корней деревьев. А потом поставили специальные опыты. Они были на редкость просты, но очень трудоемки. Веревку привязывали в верхней трети дерева и начинали раскачивать ствол. С помощью буссоли определяли амплитуду, и когда она доходила до полутора-трех метров, считали, что дерево гнется под порывами шквального ветра. Вот тут и начинали измерения. При раскачивании дерева корни двигались во всевозможных направлениях и тем сильнее, чем больше наклоняли ствол. У деревьев с поверхностной корневой системой они двигались сильнее, чем у стволов с одним мощным, глубоко уходящим в землю корнем. Из-за таких движений в почве образуются просветы, которые с легкостью заполняет вода. При раскачивании дерева скорость впитывания влаги в почву в корневой зоне увеличивается почти в четыре раза. Так что средообразующая и водоохранная функция леса — это не только рыхлая подстилка, тень и другие, бросающиеся в глаза свойства, но и способность пропускать много влаги и воздуха вдоль и около корней деревьев, раскачиваемых ветром.
В лесу почти никогда не бывает так, чтобы каждое дерево без труда могло взять из почвы то, что ему требуется, и притом в нужном количестве. А раз есть нехватка чего-то, неизбежно возникает конкуренция, выявляются сильные и слабые: те, кто сам кого-то «обделяет» , и те, кто оказывается «обделенным» . Корни одних деревьев лучше поглощают воду и питательные вещества, чем корни других, и, следовательно, отнимают жизненные блага у своих соседей. Соседи, естественно, страдают, не получают в достаточном количестве того, что им нужно для жизни. Корневая конкуренция — очень важный фактор во взаимоотношениях деревьев, его никогда нельзя упускать из виду. Что же важнее для деревьев из жизненных ресурсов, содержащихся в почве, — вода или питательные вещества? Однозначного общего ответа на этот вопрос дать нельзя. Все зависит от конкретных местных условий, прежде всего от свойств той почвы, на которой растет лес. Если почва сухая и деревьям явно не хватает влаги (например, на песчаных дюнах), важнейшим фактором оказывается вода и корневая конкуренция за влагу приобретает решающее значение (конкуренция за питательные вещества отходит на второй план).
Совсем другое дело, когда воды в почве достаточно. Тогда решающим фактором оказываются питательные вещества. Именно из-за них в первую очередь идет конкуренция. Особенно «дефицитными» бывают азотистые соединения, которых, как правило, не хватает в лесных почвах. Надо отметить, что в наших лесах почвы, достаточно обеспеченные влагой, встречаются гораздо чаще, чем сухие. Следовательно, корневая конкуренция за влагу — явление более редкое, а за питательные вещества — напротив, самое обычное. Кроме того, корни разных растений выделяют специфические вещества, которые могут либо подавлять, либо наоборот стимулировать рост растений – соседей. Также может действовать листовой опад Листья деревьев, опавшие на землю, содержат некоторые легкорастворимые вещества, способные угнетать корни других древесных пород. Эти вещества, проникая в почву, могут неблагоприятно воздействовать на корневую систему деревьев-соседей.
Древесные растения леса обусловливают накопление почвенных водорослей в своей прикорневой зоне. В ризосфере разных растений формируются различные группировки водорослей. На подзолистой почве ель накапливает в своей ризосфере в основном виды Chlorophyta (наиболее массовые — Coccomyxa solorinae, Chlorella vulgaris), а также виды Xanthophyta (обилен Pieurochloris anomala). Другая хвойная порода — сосна, взятая в том же местообитании, накапливает в ризосферной зоне преимущественно зеленые водоросли Срастающиеся корни. Срастание корней представляет значительный интерес, так как от одного растения к другому через них передаются вода, метаболиты и различные токсические вещества (см. главу 11). Естественное срастание корней - распространенное явление.
n Это наблюдалось более чем у 150 видов древесных растений и несомненно имеется и у других видов. Козловский и Кули (1961) обнаружили внутривидовые срастания корней у представителей покрытосеменных и голосеменных. Корни объединялись как у молодых, так и у старых деревьев, но более мощное срастание корней происходило у старых деревьев .
Микоризные корни. Корневая система большинства древесных растений в значительной степени модифицирована присутствием микоризы. Эти структуры, образованные внедрением гиф гриба в молодые корни, являются сим биотической ассоциацией между непатогенными или слабопатогенными грибами и живыми клетками корней. Большая часть микориз делится на две четкие группы - эктотрофные формы, которые существуют и внутри и снаружи корня, и эндотрофные формы, существующие исключительно в клетках хозяина. Эти ассоциации образуются всегда в клетках первичной коры корней хозяина и не возникают в эндодерме или стеле. Эктотрофные микоризы встречаются у многих экономически ценных пород деревьев. Они обнаружены среди видов сем. Pinaceae, Salicaceae, Betulaceae, Fagaceae, Juglandaceae, Caesalpinioideae, Tiliaceae. К важным родам голосеменных, которые обладают эктотрофной. микоризой, относятся Pinus, Picea, Abies, Pseudotsuga, Cedrus, Larix, а среди покрытосеменных Quercus, Castanea, Fagus, Nothofagus, Betula, Alnus, Salix, Carya, Populus. Эндотрофные микоризы хотя и широко распространены в растительном царстве, но обнаружены они лишь у отдельных видов Liriodendron, Acer, Liquidambar иразличных представителей сем. Ericaceae. играет важную роль в физиологии дерева, увеличивая поглощение минеральных веществ, особенно соединений фосфора. Деревья могут успешно расти без микоризы при некоторых условиях, например при очень высоком плодородии почвы, но они значительно лучше растут с микоризой. Имеется много данных о полезном сим биотическом существовании деревьев и микоризных грибов. Деревья снабжают грибы углеводами и другими необходимыми для них метаболитами. Грибы увеличивают доступность для деревьев азотных, фосфорных и других питательных веществ. Есть также данные о том, что микоризные грибы могут защищать дерево -хозяин от болезней, используя избыток углеводов, действуя как физический барьер, секретируя фунгистатические вещества и. благоприятствуя защитным организмам ризосферы. (Физиологическое значение микоризы в поглощении минеральных веществ
Скачать презентацию Влияние корней на почвообразовательные процессы Влияние корней
Влияние корней.ppt