Науково-дослідницька робота "Рослини - індикатори"

Міністерство освіти і науки України

Департамент освіти і науки Хмельницької обласної державної адміністрації

Хмельницьке територіальне відділення Малої академії наук України

 

 

 

 

Наукове відділення: екології та аграрних наук

Секція: екологія

 

 

 

РОСЛИНИ – ІНДИКАТОРИ ГРУНТІВ.

 

 

 

Роботу виконала:

                          Новодворчук Анастасія Сергіївна

          здобувач освіти 8 класу

               Великокаленицької гімназії

                                                   Полонської ТГ

 

                                                   Науковий керівник:

                                                   Костюк Олена Петрівна

                                                   учитель хімії та біології

             Великокаленицької гімназії

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                     Полонне - 2023

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

 

ВСТУП__________________________________________________________3

РОЗДІЛ 1   РОСЛИНИ – ІНДИКАТОРИ

   1.1 Загальна характеристика_______________________________________6

   1.2 Рослини – індикатори родючості грунтів._________________________8

   1.3 Рослини – індикатори забезпеченості грунту певними елементами.___9

   1.4 Рослини – індикатори рН  грунту_______________________________10.

   1.5 Рослини - індикатори засоленості грунту_________________________12

   1.6 Рослини – індикатори водного режиму грунтів____________________13

   1.7 Рослини – індикатори глибини залягання грунтових вод____________14

РОЗДІЛ II  ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА________________________________15

ВИСНОВОК_____________________________________________________16

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ______________________________17

ДОДАТКИ______________________________________________________18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                    ВСТУП

 

 Багато рослин пристосувалися до певного середовища проживання, тому по їх наявності можна зробити висновок про структуру, хімічний склад грунту, ступінь його родючості, рівні залягання ґрунтових вод. Ця інформація часто

підтверджується при проведенні досліджень на ділянці.
Деякі експерти, які добре знають властивості рослин, можуть з одного погляду визначити, якими речовинами багатий грунт, як багато вологи і світла одержують ті або інші ділянки, безпечно вирощувати на цій землі фрукти, овочі і ягоди. І все це – без будь-яких аналізів. Здавалося б, просто містика! Однак насправді він просто добре розбирається у властивостях рослин-індикаторів грунту. Дуже корисний навик, що дозволяє отримувати багатий урожай і з мінімумом зусиль утримувати ділянку в ідеальному стані.

Актуальність теми.  Позбавити себе від потреби в постійній діагностиці культурних рослин, можна, звернувшись до тих, що ростуть на ділянці без вашої участі, дикоростучим рослинам, так званим рослинам-індикаторам. Озирніться і ви їх точно знайдете. З року в рік вони добре ростуть самі по собі, незалежно від того, наскільки часто ви їх прибираєте. Визначення стану грунту – один з важливих чинників для садівників-городників, що допомагає завчасно і більш точно визначити які добрива варто вносити, що саме краще садити на тому чи іншому місці. Можна, звичайно, провести  хімічний аналіз грунту, а можна поспостерігати за тим, які рослини та в яких місцях воліють селитися. Йдеться про дикорослі бур’яни з явними уподобаннями щодо складу ґрунту. Насьогодні дедалі більше застосовується досить ефективний і недорогий спосіб моніторингу середовища – фітоіндикація, який ми вирішили застосувати. Тому ми обрали тему нашої роботи – «Рослини- індикатори грунту», в якій розглянули можливість використання рослин на присадибних ділянках, як індикаторів стану грунтів цих ділянок. Запропонована оцінка якості ґрунтів має важливе значення як для спеціалістів-агрономів, так і для власників присадибних ділянок, фермерів, тощо.

Мета дослідження – провести спостереження за рослинами – індикаторами грунту і на основі висновків скласти карту – схему досліджуваних ділянок на якісний склад грунту на них.

У відповідності із метою, перед нами були поставленні такі завдання:

1. Використовуючи літературу та інтернет – джерела вивчити рослини – індикатори грунту;

2. Обрати досліджувані ділянки і вивчити дикоростучі рослини на них;

3. Знаючи рослини і їх індикаторні властивості скласти карту-схему досліджуваних ділянок;

4. Зробити висновок про важливість знань про рослини-індикатори для підтримання родючості грунту та отримання врожайності культурних рослин.

Об’єкт вивчення: певні земельні ділянки

Предмет вивчення: взаємозв`язок між характеристиками грунтів та зростаючими на них рослинами.

При роботі я використала такі методи дослідження: вивчення наукової літератури, використала Інтернет – ресурс; якісний аналіз, порівняння, спостереження, описовий метод.

Новизна роботи: уперше було досліджено рослини-індикатори та застосовано метод фітоіндикації задля моніторингу екологічного стану грунтів певних ділянок школи, узагальнено знання щодо абіотичних умов на різних земельних ділянках.

Прикладна цінність:

       теоретичні висновки можуть бути використані для подальшого вивчення рослин-індикаторів;        подані у роботі дослідження та теоретичні висновки можуть бути використані агрономами у їх професійній діяльності як джерело відомостей про стан ґрунтів, а також власниками присадибних ділянок відповідних районів для визначення якості грунтів, їх типу та родючості.

Практичне значення роботи.

Інформацію, отриману в цій роботі можна використовувати   як на уроках екології, так і на уроках біології. Рослини- індикатори доступні для кожного учня і можуть використовуватись при проведенні дослідів у шкільній лабораторії, для домашніх дослідів, для досліджень у польових умовах,  а також для визначення кислотності ґрунту, так як на одній і тій же землі в залежності від її кислотності один вид рослин може давати високий урожай, а інші будуть пригніченими.  

Очікувані результати: виявити зв`язок ідентифікованих видів рослин з факторами – показниками якості ґрунтів.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                       

 

 

 

 

                                                   РОЗДІЛ 1

 

1.1 ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОСЛИН – ІНДИКАТОРІВ.

 

Значимість рослинного покриву як індикатора стану екосистеми полягає в тому , що він дуже чутливо реагує на зміну екологічних факторів і така реакція в багатьох випадках фіксується візуально. Достатньо важливим є те, що він відображує появу нових змін властивостей екосистем в залежності від рівня їх організації. Ці три ознаки (чутливість, візуальність, поява нового, зміни рослинного покриву) визначають придатність фітоіндикації для екологічних досліджень, експертиз, прогнозування поведінки, стану та розвитку екосистем. Функції індикатора виконує той вид який має вузьку амплітуду екологічної толерантністю відношенню до якого-небудь фактора. Основою фітоіндикаційної оцінки служить екологічна специфіка видів, які ростуть тільки в певних зонах, зміни якогось екологічного компоненту.

Деякі рослини найкраще ростуть на грунті, склад якого збалансований, кількість світла і вологи є середніми. Однак іншим для успішного зростання потрібні саме ділянки зі збитими характеристиками. Наприклад, надлишок або, навпаки, брак певних мікроелементів, велику чи малу кількість води і сонячного світла. Такими вони стали завдяки мільйонам років еволюції – росли на певних ділянках, пристосовувалися до раптово змінених умов.

Особливо чітко виражені індикаторні властивості у дикорослих трав’яних рослин, за якими можна визначити стан орної землі

Саме такі рослини прийнято називати індикаторами. Існують рослини-індикатори повітря, певних мікроелементів і умов на даній ділянці. В деяких випадках абсолютно різні індикатори можуть рости поблизу. Приміром, під ділянкою, затіненим пишною кроною ялини, що ростуть одні трави, а в парі метрів від них – зовсім інші, яким для успішного розвитку дуже важливо мати велику кількість сонячного світла і тепла. Звичайно, знати про такі особливості дуже корисно – на абсолютно незнайомому ділянці можна вирішити, де і які рослини будуть рости і плодоносити найкраще, а де краще взагалі нвисаджувати нічого, щоб уникнути серйозної небезпеки. 

  При наявності таких рослин можна якісно або кількісно оцінити умови навколишнього середовища, а в нашому випадку оцінити характеристики грунту певних ділянок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Рослини – індикатори родючості та щільності грунту

 

Повний аналіз ґрунту вимагає багато часу та праці. Однак багато особливостей ґрунту, в тому числі і родючість, можна визначити за рослинами-індикаторами, які ростуть на ньому. Так наприклад, про високу родючість свідчать такі рослини: малина, кропива, іван-чай, таволга, яглиця звичайна, чистотіл, копитняк, квасениця, валеріана.

Індикатори помірної (середньої) родючості: медунка, дудник, грушанка, гравілат річковий, костриця лучна, купальниця, вероніка довголиста.

Про низьку родючість свідчать сфагнові (торф’яні) мохи, наземні лишайники, котяча лапка, брусниця, журавлина, ситник ниткоподібний, запашний колосок.

Байдужі до ґрунтової родючості жовтець їдкий, грицики. Маловимоглива до ґрунтової родючості сосна звичайна. Берізка та деревій відносяться до рослин еврітрофів, які можуть зростати на різних за родючістю грунтах, тому індикаторами не є.

Пухкий грунт обовязкова складова для рутки лікарської, пікульника звичайного, незабутки польової. Щільний грунт полюбляють – жовтець повзучий, перстач гусячий, подорожник великий тощо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3  РОСЛИНИ – ІНДИКАТОРИ ЗАБЕЗПЕЧЕНОСТІ ГРУНТУ

ПЕВНИМИ    ЕЛЕМЕНТАМИ

 

Рослини – оліготрофи вказують на малий вміст корисних елементів в грунті. Це лишайники, верес, журавлина, листяні мохи, багно, брусниця і чорниця. А також антеннарія, білоус і тмин піщаний.
    Найважливішим елементом живлення рослин є азот.При нестачі азоту рослини слабо ростуть, мають хирлявий вигляд, бліде забарвлення листя. При достатньому азотному харчуванні розвиток надземних органів і загальне стані рослин хороше. Індикаторами значного вмісту азоту в грунті є рослини-нітрофіли.  Про високий вміст азоту свідчать: іван-чай, малина, кропива; на луках і ріллі – розростання пирію, споришу, (горця пташиного).  На родючих пустирях - кропива глуха і глуха кропива пурпурова, лопух, лобода біла, собача кропива. На луках і поораних ділянках ростуть гусячий перстач, підмаренник чіпкий, пирій, горець пташиний. Серед городніх- бобові рослини: дрік фарбувальний, люцерна, астрагал і інші. Виживати на грунтах, бідних азотом, їм допомагає симбіоз з азотфіксирующими мікроорганізмами. Крім бобових відомо до двох сотень видів інших рослин, що дружать з азотфіксирующими мікроорганізмами. Це лохина, обліпиха, вільха, шефердія. При хорошому забезпеченні азотом рослини мають інтенсивно зелене забарвлення.  Навпаки, нестача азоту проявляється блідо-зеленим забарвленням рослин, зменшенням гіллястості і числа листя.

Високу забезпеченість кальцієм показують кальцієфіли: багато бобових (наприклад люцерна серповидна), модрина сибірська.  При нестачі кальцію панують кальцієфоби – рослини кислих ґрунтів: щучка ( луговик дернистий), квас, сфагнум та ін.

 

 

 

 

1.4 РОСЛИНИ-ІНДИКАТОРИ рН - ГРУНТІВ

 

        Ще одним важливим показником, від якого залежить урожай, є кислотність грунту. При pH на рівні 7 грунт вважається нейтральним. Якщо показник нижче, то він кислий, а якщо вище, то лужний. Існують певні рослини-індикатори кислотності грунту, про яких обов’язково слід знати дачникові.             

        Підвищена кислотність негативно позначається на рості і розвитку ряду видів рослин. Це відбувається через появу в кислих ґрунтах шкідливих для рослин речовин, наприклад розчинного алюмінію або надлишку марганцю. Вони порушують вуглеводний і білковий обмін в рослинах, затримують утворення генеративних органів і призводять до порушення насіннєвого розмноження, а іноді викликають загибель рослин. Підвищена кислотність ґрунтів пригнічує життєдіяльність ґрунтових бактерій, що беруть участь в розкладанні органіки і вивільнення поживних речовин, необхідних рослинам.

   У лабораторних умовах кислотність ґрунтів можна визначити універсальним індикаторним папером,  а в польових умовах – за допомогою рослин-індикаторів.

  У процесі еволюції сформувалися три групи рослин: ацидофіли – рослини кислих ґрунтів, нейтрофіли – мешканці нейтральних ґрунтів, базіфіли – ростуть на лужних ґрунтах. Знаючи рослини кожної групи, в польових умовах можна приблизно визначити кислотність ґрунту.

Рослини – нейтрофіли ( pH 4,5-7,0 ): деревій, зелені мохи, мати й мачуха, осот городній, дика суниця, лугова і повзуча конюшина, манжетка звичайна, конвалія травнева, грицики звичайні, любисток лікарський, редька дика, аптечна ромашка, осот, комірник вязолистий, зірочник середній.
     Мешканці кислих та слабокислих ґрунтів — кінський щавель, щавель малий, шпергель польовий, майник дволистий, котяча лапка дводомна, мати-і-мачуха, медунка темна, м'ята польова, вероніка лікарська, подорожник великий, папороть чоловіча, фіалка собача, жабрій красивий, куряче просо, хвощ польовий, жовтець повзучий та їдкий. На ґрунтах з нейтральною реакцією частіше ростуть грицики, мокриця, приворотень звичайний, собаче мило лікарське, пирій повзучий, пупавка красильна, редька дика.

 

 На лужному грунті оселяються: дрімота біла, підмаренник чіпкий, кермеки, чорнушка польова, живучка вузьколиста, очний цвіт польовий, молочай серповидний, подорожник ланцетолистный, гірчиця польова, золототисячник зонтичний.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5 РОСЛИНИ-ІНДИКАТОРИ ЗАСОЛЕНОСТІ ГРУНТІВ

 

Високий вміст солей у ґрунті – справжня біда для дачників в деяких регіонах нашої країни. Справа в тому, що існує взагалі дуже мало рослин, які зможуть рости на такій землі. Вірними показниками високого вмісту солі можуть стати солерос (звідси і така рослина), а також дуже невибаглива лобода, зростаюча практично повсюдно.

Знизити солоність грунту взагалі дуже складно – зазвичай надлишок солей потрапляє разом із землею, яка використовується для поливу. Тому варто відмовитися від такої практики. Намагайтеся використовувати тільки дощову воду – збирати її у місткі резервуари і поливати грядки і рослини тільки нею. Поступово зовсім прісна вода зможе вимити надлишок солі з грунту  і тоді з’явиться можливість вирощувати на ділянці різні культурні рослини.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.6 РОСЛИНИ-ІНДИКАТОРИ ВОДНОГО РЕЖИМУ ГРУНТУ

 

Індикаторами різного водного режиму ґрунтів являються рослини-гігрофіти, мезофіти, ксерофіти.                                                                                                                          

   Вологолюбні рослини (гігрофіти) – мешканці вологих, іноді заболочених ґрунтів: лохина, багно,  морошка, білозір, калюжниця, герань лугова, очерет лісовий, шабельник болотний, гірчак зміїний,  м’ята польова, чистець болотний.

        Рослини досить забезпечених вологою місць, але не сирих і заболочених – мезофіти. Це велика частина лугових трав: тимофіївка, лисохвіст луговий, пирій повзучий, конюшина лучна, горошок мишачий, волошка фрігійська. У лісі це брусниця, костяниця, копитняк, золота різка, плауни.

      Рослини сухих середовищ (ксерофіти): котяча лапка, нечуйвітер волосистий, ковила пірчаста, мучниця, мітлиця біла, наземні лишайники.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.7 РОСЛИНИ-ІНДИКАТОРИ ЗАЛЯГАННЯ ГРУНТОВИХ ВОД

 

Господарі ділянки, особливо нової, задаються питанням наявності води, наприклад, для облаштування свердловини або колодязя, системи автополиву або розподілу рослин. У цьому прийдуть на виручку рослинні індикатори. Обстежте ділянку і знайдіть рослини, що визначають наявність підземних вод.На глибину залягання води від 10 см вкаже осока двох видів – дерністий і пухирчаста, 10-50 см осока гостра і пурпурний вейник, від 50 см до метра комірник вязолістний і канареечник. Коли вода проходить на глибині 1-1,5 м, рослинними індикаторами будуть стрілець-трава, вівсяник луговий, вика багатоквіткова і полевічка, більше 1,5 м – повзучий пирій, конюшина червоний, подорожник великий і багаття безострий.

Встановлення показників глибини залягання ґрунтових вод має значення для уточнення властивостей ґрунтів і для вироблення рекомендацій щодо їх меліорації.  

Глибина ґрунтових вод

1. Конюшина лучна, подорожник великий, пирій повзучий – більше 150 см.
2. Мітлиця біла, костриця лучна, горошок мишачий -100-150 см .
3. Таволга в’язолисна, канаркова трава – 50-100см.
4.  Осока лисяча, осока гостра, куничник Лангсдорфа – 10-50 см.
5. Осока дерниста, осока пухирчаста – 0-10 см.

 

 

 

 

 

 

ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА

 

Щоб вивчати грунт, ми вивчили дикоростучі рослини.

Придивіться, які рослини переважають серед ваших бур’янів. Не варто робити серйозних висновків на підставі спостережень за одиничними екземплярами, які можуть зростати будь-де. Але якщо рослини, які ми умовно назвали індикаторами, ростуть у великих кількостях, виглядають сильними та здоровими, можна стверджувати, що вони ростуть на своєму «улюбленому» ґрунті.

  Досліджувана територія – земельні ділянки школи, зокрема ділянка, відведена під навчально-дослідну земельну ділянку та ділянка плодового саду, адже по одній ділянці висновки робити не можна. ( Додаток 1)

 Для кожної ділянки  склали список видів рослин індикаторів, віднесли їх до певних родин. Рослини індикатори вибирали не поодиночні, а ті, що зростали групами. (Додаток 2)

На основі визначених рослин обох ділянок була складена карта-схема зростання рослин – індикаторів.(Додаток 3)

 

 

 

 

 

 

 

                   

         ВИСНОВОК

Застосувавши метод фітоіндикації, ми дослідили грунт обох досліджуваних ділянок. На основі спостережень і вивченої літератури можна зробити висновок, що грунт першої ділянки, яку ми вирішили виділити під навчально-дослідну земельну ділянку, має змішані характеристики. Він є родючим, оскільки за типом є чорноземом і про це свідчать такі рослини як: малина, яглиця, різні види кропив. В одному місці є скупчення лободи, що свідчить про засоленість тієї ділянки. Грунт ділянки кислий або слабкокислий на що вказують такі рослини як жовтець повзучий, кінський щавель, якого багато. З північної сторони ділянки зростають осот та редька дика, які говорять про нейтральні грунти. Крім того грунт збагачений азотом ( астрагал, спориш, пирій, кропива, малина, чистотіл тощо), тому вносити добрива не потрібно. Ділянка розміщена під невеликим горбком, тому грунт сухуватий ( мітлиця біла), але є залягання підземних вод ( пирій – 1.5 м).

Щодо ділянки № 2- плодовий сад можна зробити слідуючі висновки. Дослідження цієї ділянки є необхідним, оскільки сад старий, щоб висадити молоді деревцята потрібно оцінити всі ризики. Грунт ділянки родючий ( кропива дводомна), в певних місцях кислий або слабкокислий ( кінський щавель, куряче просо, подорожник), є місця із нейтральною реакцією ( деревій звичайний, підбіл звичайний). Крім того є скупчення кропиви собачої, де не зростають плодові дерева, але у планах посадка молодняку, а грунт збагачений азотом.

Тепер ви точно знаєте, що означає поява тих чи інших рослин на ділянці. І зможете максимально раціонально використовувати кожен квадратний метр, щоб отримати багатий врожай. А при необхідності без особливої праці усунете негативні особливості грунту

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

 

 

 

1. https://www.npblog.com.ua/index.php/botanika/roslini-indikatori.html

2. http://pro-dachu.pp.ua/3440-roslini-yak-ndikatori-kislotnost-y-rodyuchost-runtv-vse-pro-dachu.html

3. https://woodstar.com.ua/roslini-indikatori-na-dachnij-diljanci/

      4. https://what.com.ua/roslini-indikatori-iaki-dopom/9/

      5. https://android72.ru/allinnews/saleshop&com&uu/info/uk/atlas-viznacenna-osoblivostej-gruntiv-za-dopomogou-roslin-indikatoriv.html

6. https://ispolnitelnoe-proizvodstvo.com.ua/archives/13425

7. Нечитайло В.А., Кучерява Л.Ф. Ботаніка. Вищі рослини. – Київ: Фітосоціоцентр. – 2001.

8.Новиков В.С. Популярний атлас – визначник дикорослих рослин. «Дрофа», 2002.

9. Дідух Я. П.Основи біоіндикації. – Київ: Наукова думка, 2012.- 361с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДОДАТОК 1

 

 

 

Ділянка № 1 Навчально-дослідна земельна ділянка

 

 

 

 

 

 

 

 

Ділянка № 2   Шкільний плодовий сад

 

 

                                                                                                                      ДОДАТОК 2

Рослини - індикатори ділянки №1

 

 

 

 

Рослини-індикатори	Родини до яких вони належать
Кульбаба лікарська	Айстрові
Осот польовий	Айстрові
Пирій повзучий	Тонконогові
Грицики звичайні	Капустяні
Редька дика	Капустяні
Чистотіл великий	Макові
Кропива дводомна	Розоцвіті
Мітлиця біла	Злакові
Лобода	Щирицеві
Кінський щавель	Гречкові
Спориш звичайний	Гречкові
Астрагал	Бобові
Жовтець повзучий	Жовтецеві
Яглиця звичайна	Окружкові

 

 

 

 

 

                  Рослини – індикатори ділянки №2

Рослини - індикатори	Родина, до якої вони належать
Тонконіг лучний	Злакові
Кропива глуха пурпурова	Глухокропивові
Кінський щавель	Гречкові
Підбіл звичайний	Складноцвіті
Деревій звичайний	Айстрові
Куряче просо	Злакові
Костриця лучна	Тонконогові
Кропива однодомна	Розоцвіті
Подорожник	Подорожникові
Лопух або реп’ях	Айстрові

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                      

 

 

                                                                                                 ДОДАТОК 3

 

https://www.figma.com/file/UYlbCsitNUvHx7f5Qm1mZk?editor-type=design

 

https://www.figma.com/file/zzYSZ2IRJmDC1ggPAQHXbc?editor-type=design