Экологические фитотехнологии
Шрифт:
Более 1000 видов растений разводят с декоративными целями: либо из-за красивых цветков, либо из-за эффектной зеленой листвы.
Растения, уже используемые человеком или которые могут быть использованы им в будущем, составляют растительные ресурсы. Растительные ресурсы относятся к категории восполняемых (при правильной эксплуатации), растительные ресурсы делят на ресурсы природной флоры (сюда относятся все дикорастущие виды) и ресурсы культивируемых растений.
1.5. Сельскохозяйственные растения
Ответить на вопрос, когда впервые были посеяны семена, достаточно сложно. Возможно, это произошло в результате логического следствия простого ряда событий. Дикорастущие, дающие съедобные зерна злаки легко заселяли открытые, нарушенные человеком места или участки голой земли, где росло мало других видов, создающих им конкуренцию. Люди, регулярно собиравшие такие зерна, возможно, могли случайно рассыпать, а может быть сознательно посеять, получив более надежный источник питания. Так появилось земледелие. Где дикорастущих съедобных растений было много, люди оставались надолго, со временем они увеличивали урожай за счет запасания и посева семян, таким образом, произошел переход от собирательства к земледелию. Наибольший интерес представляли семена растений с признаками, облегчающими сбор урожая, его хранение или использование. У дикорастущей пшеницы ось соцветия (рахис) легко разламывается, рассыпая зрелые зерна. У культурных видов пшеницы рахис прочный и семена сохраняются в колосе до уборки урожая. В природе это свойство препятствовало бы их распространению, зато оно облегчает сбор для использования в пищу и нового посева. С течением времени закреплялись мутуалистические взаимоотношения – зерновые становились все более зависимыми от возделывающего их человека, а человек – от них.
Первыми культурными растениями были ячмень и пшеница, затем к ним прибавились чечевица и горох.
Специальные орудия для сбора и обработки зерна, например кремневые серпы, каменные жернова применялись уже более 10000 лет назад. Примерно 8000 лет люди стали обжигать глиняные сосуды для хранения зерна.
За последние 500 лет важнейшие сельскохозяйственные культуры распространились по всему миру, главные зерновые растения – пшеница, рис и кукуруза. Большое значение для человека имеют: сахарный тростник, сахарная свекла, фасоль, соя, ячмень, сорго, кокос, бананы, картофель, батат, маниок. Эти 14 растений составляют значительную часть возделываемых источников питания.
Растения, неизвестные в Европе до Колумба (кукуруза, помидоры и другие) разводят по всему миру.
1.6. Систематика растений
Растения делят на два подцарства – низшие и высшие. У низших растений тело не расчленено на органы и ткани и называется слоевищем или талломом. К низшим растениям относят красные водоросли (багрянки), которые иногда выделяют в отдельное подцарство, и настоящие водоросли. Лишайники, представляющие собой мутуалистические отношения грибов и водорослей, также обычно относят к низшим растениям. У высших растений имеются органы (корень, стебель и лист), образованные сложно дифференцированными тканями, зигота высших растений развивается в многоклеточный зародыш. К высшим растениям относятся отделы Моховидные, Плауновидные, Хвощевидные, Папоротниковидные, Голосеменные и Покрытосеменные (Цветковые).
1.7.Водоросли
Настоящие водоросли – обширная группа растительных организмов, включающая несколько отделов и около 30 тыс. видов. Размеры водорослей зависят от уровня их организации. Они могут быть представлены только одной клеткой либо колонией клеток, или многоклеточным слоевищем. Настоящих тканей нет, вегетативные органы отсутствуют. Размеры одноклеточных водорослей составляют от 0,25 до 30 мкм. Представители многоклеточных видов достигают 10-12 и даже 50 м (бурые водоросли).
Водоросли распространены в морских и пресных водах и во влажной среде на суше. В зависимости от экологических особенностей водоросли делят на планктонные, бентосные (донные), наземные, почвенные, водоросли горячих источников, водоросли снега и льда.
Биомасса водорослей в Мировом океане оценивается в 1,7 млрд. т., биомасса животных – в 32,5 млрд. т. Таким образом, биомасса животных почти в 20 раз превышает растительную. Однако, несмотря на такую разницу, фитопланктон чрезвычайно продуктивен – 550 млрд. т в год. Бентосные растения значительно менее продуктивны- 0,2 млрд. т в год.
Наземные водоросли поселяются на твердых субстратах: на коре деревьев, на мхах, валунах и скалах, на заборах, крышах и т.д., главное условие – постоянное или периодическое увлажнение.
Зеленые водоросли распространены преимущественно в пресных водах (около 13 тыс. видов). Красные водоросли (багрянки) распространены преимущественно в теплых водах морей и океанов (около 4 тыс. видов). Почти все красные водоросли многоклеточные. Багрянки выделили в самостоятельное подцарство растений. Бурые водоросли распространены преимущественно в умеренных и холодных водах морей и океанов (около 1,5 тыс. видов). Все бурые водоросли многоклеточные.
К условиям жизни в почве приспособились почти 2000 видов водорослей. Основная их масса обнаруживается в поверхностном слое глубиной до 1 см. На глубине более 10 см они встречаются в незначительных количествах, эти растения хорошо переносят засуху, благодаря образованию слизистых чехлов, состоящих из полисахаридов и способных быстро поглощать и удерживать большое количество воды. Органические вещества, выделяемые водорослями, живые тела и продукты распада клеток водорослей являются пищей для многих почвенных организмов: бактерий, грибов и др. Водоросли хорошо адаптировались к жизни в экстремальных условиях обитания, они встречаются в горячих источниках и на снегу.
Говоря о вершинах гор, мы представляем снег, одевающий их вечным покровом, и обладающий удивительной первозданной белизной. Однако, попав на вершины Гималаев, Анд, и Альп можно не поверить своим глазам – большие пространства снегов розовеют, как бледноватая мякоть арбуза. На таких высотах, кажется, что эти волшебные снежные полосы, всего лишь причудливые тени. Некоторые путешественники не могли поверить в реальность этого пейзажа. Может быть, усталость с человеком играет« злую шутку»? Это водоросли, толерантные к низким температурам и ультрафиолетовому излучению. В каждой водоросли существуют зеленые частички, осуществляющие фотосинтез, но красный цвет придает интенсивный красный пигмент, который предохраняет водоросли от ультрафиолетового излучения.
Экологическое значение. Планктонные и бентосные водоросли служат основными производителями органического вещества в водоемах. Водоросли источник питания для многочисленных морских животных, от их численности зависит численность различных растительноядных беспозвоночных и позвоночных животных (моллюсков, ракообразных, рыб и др.).
В формировании осадочных пород большую роль играют одноклеточные водоросли диатомеи, строящие свой панцирь из кремнезема.