Основы ботаники

Пырей (Agropyron). Полиморфный род, почти нацело состоящий из многолетних видов. Колоски одиночные, сидят в выемках оси колоса, двухцветковые и многоцветковые. В России более 50 видов.

П. ползучий (A. repens). Корневища с ползучими побегами. Растет по всему России, на лугах и как сорное. Как кормовое растение принадлежит к грубым, но питательным злакам. Предпочтительный конский корм. Пырейные сенокосы хороши на поемных лугах.

Житняк гребенчатый (A. cristatum). Дерновинный злак. Колос плоскопирамидальный, гребенчатый. Растет по всей России, но преимущественно в степных районах, где является отличным кормовым растением.

П. сибирский (A. sibirica). Колос узкий, безостый. Растет в сухих степях, на песках Заволжья, в Средней Азии. Хорошее кормовое растение.

Рожь (Secale). Однолетние, двулетние и многолетние виды. Соцветие -- сложный колос. Стержень колоса у диких видов в зрелом состоянии ломкий, распадающийся на членики (по выемкам). Членики при этом остаются при колосках. Колоски 2--4-цветковые, у культурных форм одиночные. Колосковые чешуи линейно-шиловидные. Нижняя цветковая чешуя вытянута в настоящую ость, редко в остевидное окончание, усаженное гребенчато расположенными щетинками. Тычинок 3, рыльце перистое. Из 8 видов 7 в северном полушарии и 1--в южном.

Р. посевная (S. cereale). Двулетние и однолетние (озимые и яровые формы). Все растение покрыто восковым налетом, отчего имеет сизый оттенок. Колосковые чешуи очень узкие. Колосковый стержень неломкий, по созревании не распадается на членики. Культурное растение, возделываемое в странах северного полушария. Большинство культурных форм -- озимые. Рожь -- анемофильный перекрестноопылитель. Самоопыляющиеся формы весьма редки. Высевают рожь в северных районах страны, в лесной

зоне, в Поволжье, Сибири и на Кавказе, в высокогорных районах.

Р. сорно-полевая (S. segetale). Обли-гатносорное растение, засоряет посевы озимой пшеницы в горах восточного Закавказья. Вне пашни не встречается. Необыкновенно полиморфный вид, дающий отличный материал для селекции.

Р. Куприянова (S. kuprianovii). Многолетнее, ярко-зеленое, хорошо облиственное, кормовое растение. Стебли многочисленные, раскидистые. Колосья узкие, пониклые, по созревании ломкие. Растет в диком виде на Северном Кавказе в горной субальпийской зоне.

Пшеница (Triticum). Однолетние и двулетние (озимые) растения. Соцветие -- сложный колос. Колоски одиночные, сидящие в выемках колосового стержня, 3--7-цветковые; плодоносят не все цветки. Стержень колоса с уступами (выемками), в зрелом состоянии неломкий, прочный (у культурных видов) или, наоборот, ломкий, распадающийся вместе с колосками, которые сидят на члениках стержня. Колосковых чешуи две. Нижняя цветковая чешуя с длинной остью или зубцом, верхняя -- пленчатая. Тычинок 3, рыльце двулопастное, перистое. Зерновка свободная. Растения самоопыляющиеся, реже -- перекрестноопыляющиеся (ветром). Очень полиморфный род. Пшеница возделывается на всех континентах и доставляет основной хлеб большей части (или половине) населения земного шара. Из 19 видов 13 видов пшеницы встречается в Закавказье, оно и является родиной пшениц (особенно Грузия)*.

Волоснец (Elymus). Многолетние крупные растения. Колоски3-- 5-цветковые, сидящие по нескольку в выемке колоскового стержня. В России 4 вида Наиболее распространенный в песчаный (Е arenanus). Корневище ползучее Все растение сизо-голубое от сплошного воскового налета. Колосья многоколосковые. Растет на приморских песках в Арктике и в северных областях.

Ячмень (Hordeum). Многолетние и однолетние растения. Колосья двурядные и шестирядные. Колосовой стержень по созревании ломкий или прочный нераспадающийся Колоски одноцветковые (очень редко 2--3-цветковые), сидят в выемке колосового стержня по три рядом, при этом средний -- сидячий, а боковые -- часто на ножках Если средний --* плодущий, а боковые бесплодные, то колосья получаются плоские (чаще всего), если же все плодущие, то колосья цилиндрические, в разрезе 6-- 4-гранные Колосковые чешуи шиловидные, короткие Нижняя цветковая чешуя обыкновенно с остью, очень редко безостая. Зерновка часто срастается с цветковыми чешуями (пленчатые формы) или же лежит свободно и тогда легко вымолачивается (голозерные формы).

Полиморфный ряд, виды которого распространены на всем земном шаре. Из 18 видов только 2 культурных, в России 10 диких и 2 культурных вида.

Семейство Лилейные. Охарактеризуйте наиболее распространенные овощные дикорастущие и декоративные растения (20 видов). Нарисуйте цветок, плод и подземные видоизменения побегов

Семейство лилейные (Liliaceae) насчитывает много эндемических видов и даже целых родов, это крупное семейство, имеющее представителей на всех континентах, богато красивоцветущими растениями, полезными пищевыми и техническими. Многолетние (по преимуществу) травянистые растения, очень часто с луковицами или с корневищами. Околоцветник венчиковидный, листочки расположены в два круга, свободные или сросшиеся. Тычинок 6. Завязь верхняя, 3-гнездная, состоит из 3 плодолистиков. Плод -- коробочка или ягода. В России более 600 видов. Многие лилейные являются энтомофильными растениями.

Луковичные лилейные распространены в России преимущественно в степях, полупустынях и в горных районах. Семейство делится на несколько подсемейств.

Подсемейство зимовниковые (Melanthioideae) относится к наиболее примитивным. Пестик с 3(4) свободными столбиками. Зрелая коробочка вскрывается по перегородкам, а не по створкам.

Чемерица (Veratrum). Многолетники, с толстыми корневищами. Листья широкоовальные, стеблеобъемлющие. Соцветие -- длинная кисть. В России 7 видов.

Ч. черная (V. nigrum) и ч. лобелиевая (V. lobelianum) -- растения, содержащие (особенно в корневищах) ядовитые алкалоиды; растут в лесной и лесостепной зонах, а V. lobelianum также в субальпийской зоне Кавказских гор.

Безвременник (Colchicum). Многолетние клубнелуковичные растения. Клубнелуковица покрыта влагалищем из старых листьев. * Расцветают ранней весной или осенью; листья появляются после цветения или одновременно с цветками. Цветки одиночные, крупные, обоеполые, листочки околоцветника внизу спайные, на верхушке раздельные, окрашенные. Тычинок 6, 3 из них более длинные. Плод -- верхняя син-карпная коробочка. Эти ядовитые засоряющие пастбища растения содержат алкалоид колхицин, применяемый для искусственного получения полиплоидов.

5. осенний (С. autumnale). Трубка околоцветника длинная, погруженная в почву. Цветет осенью. Растет на Западной Украине.

Б. великолепный (С. speciosum). Околоцветник лилово-розовый. Цветет в сентябре. На горных лугах Грузии.

С. umbrosum -- в Абхазии, Аджарии.

Б. ленкоранский (С. lencoranicum). На лугах Талыша.

Б. Регеля (С. regelii). На горных лугах Средней Азии.

Подсемейство асфоделевые (Asphodeloideae). Травянистые и деревянистые многолетники. Коробочка в зрелом состоянии вскрывается со створками.

Эремурус (Eremurus). Корневище пальчатое. Листья широколинейные, собранные в прикорневую розетку. Стрелки высокие (до 3 м). Соцветие -- прямая кисть. Листочки околоцветника спайные только в основании. Плод -- коробочка. Красивые декоративные растения. В СНГ более 20 видов, большинство из них произрастает в горах Средней Азии.

Гемерокаллис, лилейник (Hemerocallis). Листья прикорневые, длинные. Околоцветник крупный, к середине шестираздельный.

Подсемейство лилиевые (Lilioideae). Многолетние травянистые луковичные растения. Цветки собраны в кисть или одиночные, крупные. Околоцветник окрашенный. Плод -- коробочка, открывается трещинами по створкам.

Гусиный лук (Gagea). Маленькие луковичные ранневесенние растения. Околоцветник желтый. В России распространен повсеместно.

Лилия (Lilium). Луковицы с черепитчатыми чешуями. Цветки собраны в соцветие (кисть или метелку) или одиночные, крупные. Околоцветник окрашенный или белый. Тычинок 6. Рыльце мясистое, трех-раздельное. На территории России более 10 видов.

Л. мартагон (L. marthagon). Растет в европейской части страны, в Сибири, на Дальнем Востоке и в западном Закавказье; луковицы употребляют в пищу в вареном виде.

Л. однобратственная (L. monadelphum). Цветки светло-желтые, душистые. Растет на Кавказе.

Л. Шовица (L. shovitsianum). Обитает в горах западного и южного Закавказья. В Грузии употребляется в пищу в вареном виде и как приправа.

Тюльпан (Tulipa). Стебли облиственные. Листья от широкоовальных до узколанцетных. Цветки одиночные или по 2--3. Листочки околоцветника свободные, окрашенные, расположены в 2 круга (по 3). Рыльце сидячее, 3-лопастное; завязь со многими семяпочками. Плод -- коробочка. В СНГ более 60 видов, особенно много их в Средней Азии, на Кавказе, в Крыму. В степях европейской части страны встречаются 2 вида: т. Биберштейна (Т. biebersteiniana) --цветок желтый, тычиночные нити очень длинные и т. Шренка (Т. schrenkii) -- высокое растение, с крупным, чаще всего красным цветком.

Пролеска (Scilla). Маленькие растения с несколькими прикорневыми листьями. Стрелки короткие. Цветки собраны в кисть (реже одиночные), окрашенные. В России около 20 видов (S. sibirica, S.bucha-

riса, S. bifolia, S. autumnalis и др.). Ранневесенние ландшафтные или осенние растения.

Птицемлечник (Ornithogal-lum). Соцветие -- кисть, цветки на длинных цветоножках. Пыльники прикреплены серединой спинки.

Гадючий лук (Muscari). Околоцветник маленький, бочонковид-ный, сростнолистный, лиловый или голубой. Большая часть видов растет на Кавказе.

Укажите насекомоопыляемые и ветроопыляемые. Опишите особенности их цветков. Дайте рисунки

Насекомоопыление. Приспособление цветка к опылению насекомыми привело к формированию ярких, хорошо заметных душистых цветков с нектарниками, вырабатывающими сладкую сахаристую жидкость. Привлеченные запахом или видом цветка, насекомые, доставая нектар из глубины цветка, задевают пылинки, и пыльца прилипает к их телу. Перелетев на другой цветок, насекомое часть пыльцы оставляет на поверхности липкого рыльца.

Рис Цветущая ветвь яблони

Ветроопыление. У цветков ветроопыляемых растений околоцветник плохо развит, невзрачный или совсем отсутствует; пыльца сухая и мелкая, образуется в большом количестве; рыльца пестиков, улавливающие пыльцу, длинные, часто перистые. Цветки лишены запаха. Большинство ветроопыляемых растений образует более или менее густые заросли и цветет до появления листьев, что облегчает опыление (осина, береза повислая, орешник).

Рис Дуб европейский (Quercus robur):

Охарактеризуйте основные типы болот и укажите их практическое значение. Охрана болот

Болото -- избыточно увлажненная (даже летом) территория со специфической, преимущественно гидрофильной, растительностью, с торфяными, торфянистыми, торфяно-глеевыми или иловато-глеевыми почвами.

Болота и заболоченные земли в землеустройстве рассматриваются прежде всего как мелиоративный фонд (в смысле возможности перевода их после осушения в пахотные, огородные, луговые и даже садовые угодья). Они служат также местами добычи торфа на удобрение и топливо. Располагаясь замкнутыми контурами, они часто мешают землеустроителю создавать правильную конфигурацию участков пашни, луга, леса, удобную для хозяйственной деятельности. Болота обычно или используют как плохие сенокосы и пастбища, или совсем не используют.

В зарастающих и перешедших в болота водоемах, кроме торфа, добывают сапропель и мутту (органические остатки), из которых путем сухой перегонки получают горючие газы, древесный спирт и т. п. Сапропель является также хорошим удобрением.

В последнее время болото стали расценивать как необходимый элемент ландшафта со специфической, неповторимой растительностью и животным миром, как вместилище запасов воды, регулятор водного режима рек, грунтовых вод, местного климата.

В нашей стране болота и заболоченные земли занимают примерно 127 млн. га, из которых в европейской части 27 млн. га.

Почвы болот и заболоченных земель содержат много азота, иногда фосфора и исключительно богаты органическим веществом. После освоения на них можно получать устойчивые и высокие урожаи сельскохозяйственных культур.

Болотообразовательный процесс. Особенность его -- накопление в почве органического вещества в форме торфа и оглеение минеральной части почвы, выше которой и нарастает торф. Заболачивание почв происходит из-за скопления воды: 1) застой атмосферной воды на западинах и потяжинах, размещенных на выровненных водораздельных площадях; 2) большое количество-натечной воды (в дополнение к атмосферной), стекающей в ложбину или потяжину с водораздельных частей рельефа: если почвы на водоразделе оподзолены или богаты только алюмосиликатами и SiO₂, причиной заболачивания будет мягкая вода, что ведет к более быстрой смене эутрофной растительности олиготрофной; если почвы карбонатные, стекающая вода будет жесткой, и процесс смены растительности эутрофной на олиготрофную замедляется; 3) скопление грунтовой, или ключевой, воды большей частью в той или иной степени жесткой; 4) приморские, приозерные территории могут заболачиваться и нагонными водами; 5) заболачивание окружающей территории может быть вызвано и созданием искусственных плотин, дамб и других запруд.

Схема процесса заболачивания сводится к следующему: застойная вода заполняет поры почвы и создает условия анаэробиозиса. В результате начинает резко проявляться деятельность анаэробных микроорганизмов и в первую очередь маслянокислых бактерий (Е. Ф. Березова). Окисные соединения железа заменяются закисными:

Fe₂0₃ ---- 2FeO + 0;

2Fe(OH)₃ ---- 2Fe(OH)₂ + H₂O + O.

Красно-бурая окраска окисных соединений переходит в сизую или зеленовато-сизую закисных. Восстанавливаются и окислы марганца. В качестве акцепторов кислорода здесь могут быть также получающиеся биологическим путем газы СН₄, Н₂, H₂S. Разложение органики идет медленно. Вся минеральная часть почвы приобретает сизую окраску, местами с охристыми пятнами.

При оглеении происходит и разрушение алюмоферрисиликатов под влиянием возникающих фульвокислот или других кислых низкомолекулярных соединений. Вновь созданный горизонт почвы называется глеевым, а процесс образования его -- глееобразованием.

В результате болотообразовательного процесса в верхних слоях почвы накапливается органическое вещество. Так как за вегетационный период органические остатки полностью не минерализуются, часть их ежегодно отлагается в виде торфа.

При прогрессивном накоплении органических остатков в почве уменьшается запас элементов зольного питания растений, что служит основной причиной изменения в составе растительности.

Если исследовать разрез торфа мощностью 3 м, то содержание золы в нем будет увеличиваться сверху вниз: в верхней половине З...10%, в нижней-- 15...25%.

В зависимости от стадии развития болота в разных торфах содержится неодинаковое количество зольных элементов, что вызывает изменения в составе растительности в такой последовательности: 1) мелкие осоки с ивой, ольхой, березой; 2) средние и крупные осоки; 3) гипновые и сфагновые мхи с кустарниками и сосной и т. д.

Классификация болот основывается на особенностях питания растений и условиях болотообразования. По характеру питания растений выделяют болота низинные, верховые, переходные, ключевые и заросших водоемов.

В болотах низинных растения усваивают питательные вещества в основном из минеральной части почвы (снизу). В торфе этих болот содержится 10...25% золы и более. В болотах верховых (мшары) основное питание растения получают из атмосферы (сверху). Корневая система растений верховых болот не соприкасается с минеральным грунтом, и растения не берут из него элементов зольного питания. Питательные вещества в верховых болотах поступают в виде оседающей пыли, остатков растений и животных, а также и с дождевой водой. Частично питательные вещества образуются в результате биологических процессов в верхнем слое болота. В торфе верховых болот содержится 2...5% золы, т. е. они являются самыми малозольными.

Болота переходные по особенностям питания растений занимают промежуточное положение между низинными и верховыми. Произрастающие на них растения из минеральной части почвы (снизу) получают очень мало питательных веществ (связь с грунтом ослаблена). Большое значение для них имеют вещества, поступающие из атмосферы. Золы в торфе этих болот содержится 6...10%.

Болота по заросшим и зарастающим озерам и другим водоемам составляют особую группу. Питательные вещества в них поступают с водораздела, частично из грунтовых вод и отчасти из атмосферы. Поэтому в болотах по зарастающим водоемам можно встретить самых различных представителей растительного мира: растения, усваивающие вещества из озерной воды и укоренившиеся на дне озера, растущие по окраинам болота и берущие питательные вещества из минеральной части почвы, питающиеся из воды озера и атмосферы и, наконец, поглощающие питательные вещества только из атмосферы.

Болота ключевые располагаются чаще у подножья террас, по их склонам. По характеру питания растений и условиям их произрастания эти болота должны быть отнесены к низинным. Но грунтовые воды, питающие их, поступают с водораздела в форме ключей. Торф ключевых болот отличается высоким содержанием золы (15...50%), часто является охристым. Типичные растения ключевых болот -- ольха, тростник, осока пузырчатая, трифоль, камыш лесной, незабудка болотная и дернистая, реже встречается вех, поручейник, водяной укроп, белокрыльник.

Особую группу составляют болота-плавни и болота-лиманы, встречающиеся в устьях больших рек и по берегам морских лиманов. Растительность этих болот в зависимости от условий, в которых она находится (постоянный подток речных вод, нагонные ветром воды с моря и т. д.), имеет различную форму питания, но всегда богатую питательными веществами.

Следует выделить также группу болот пойменных, образую щихся в центральной пойме и притеррасной части. По характеру питания растений эти болота должны быть отнесены преимущественно к низинным.

Классификация болот и химический состав торфа различных типов болот приведены в таблицах.

. Классификация болот

Химический состав торфа различных типов болот

В землеустроительной и агрономической практике при использовании болотных почв важно знать произрастающую на болоте растительность, так как это дает основание для проведения тех или иных мелиоративных мероприятий.

На торфяно-болотных разностях почв устойчивыми и быстрорастущими породами оказываются ель, осина, тополь бальзамический и канадский, рябина, смородина черная и красная, ива пятитычинковая, а на песках -- сосна. Мелкозалежные земли с мощностью торфа свыше 0,3 м и минеральные обнажения пригодны для дуба, клена, ясеня, липы и груши.

В Германии мелиорацию маломощных низинных торфяников проводят посредством глубокой вспашки и создания верхнего песчаного слоя мощностью 20 см. В Норвегии на низинных торфяных болотах возделывают овес и ячмень, в Швеции выработанные торфяные площади трансформируют в сенокосные и ягодные угодья, создают пруды и озера с последующим разведением рыбы или превращают в зоны отдыха. В Финляндии предприятия торфяной промышленности обязаны оставлять торфяники после их выработки в состоянии, пригодном для возделывания зерновых, трав или выращивания леса. Осушенные торфяные болота используют в этой стране под огороды, сады, а торф -- в теплично-парниковом хозяйстве.

Бывшие торфяные участки, будучи обводненными, могут украшать ландшафт. Так, торфяные площади стали неотъемлемым компонентом Лосиноостровского национального парка под Москвой.

Освоение новых земель надо вести с учетом охраны природы. Иногда еще бытует мнение, что болота наносят большой вред, поэтому необходимо их осушать. Однако следует помнить, что болота выполняют важную водохозяйственную функцию, питая реки и грунтовые воды, очищая загрязненные атмосферные осадки.

Мелиорацию заболоченных земель нужно осуществлять с учетом защиты природных ресурсов от истощения и нежелательных воздействий на природу Нечерноземной зоны. В связи с этим следует уделять большое внимание экологическому контролю и широкому обсуждению проектов.