Текст
                    HOdSGtrlS
MZWDtrt
иввлгъоъмъя
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
ПО ПРОВЕДЕНИЮ ПОЛЕВЫХ ПРАКТИК
Допущено Учебно-методическим объединением
по классическому университетскому образованию
в качестве учебного пособия для студентов,
обучающихся по специальности 011600
«Биология» и другим биологическим специальностям
САРАНСК
ИЗДАТЕЛЬСТВО МОРДОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2005

УДК 57.081.11:633 ББК Е5 П491 Автор ы: А. С. Лукаткин, В. К. Левин, В. В. Лещанкина, Т. Б. Силаева, Т. С. Колмыкова, Н. А. Бармин, Г. Г. Чугунов, А. Я. Первова Под общей редакцией профессора А. С. Лукаткина Рецензенты: кафедра ботаники и общей биологии Мордовского государственного педагогического института им. М. Е. Евсевьева; доктор биологических наук профессор М. В. Шустов Полевые методы исследования растений : учеб, пособие по П491 проведению полевых практик / А. С. Лукаткин, В. К. Левин, В. В. Лещанкина [и др.] ; под общ. ред. проф. А. С. Лукатки- на. — Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2004. — 160 с.. ISBN 5 - 7103 - 1143 - X В пособии приведены наиболее простые и доступные методы изучения анатомии, морфологии, систематики, физиологии и экологии растений, отдель- ных групп растений и растительных сообществ во время летней полевой прак- тики, апробированные авторами в течение длительного времени работы со студентами I — II курсов биологического факультета и Аграрного института Мордовского государственного университета имени Н. П. Огарева. Приво- дятся сведения о значимости ботанических экскурсий в познании раститель- ного мира и его охране. Даются методические указания по сбору, сушке и монтировке гербария. Описывается план выполнения индивидуального зада- ния. Предназначено для студентов I — II курсов биологических специально- стей. УДК 57.081.11:633 ББК Е5 Учебное издание ЛУКАТКИН Александр Степанович, ЛЕВИН Василий Кузьмич, ЛЕЩАНКИНА Валентина Владимировна и др. ПОЛЕВЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСТЕНИЙ Учебное пособие по проведению полевых практик Редактор С. П. Славкина. Технический редактор Т. А. Сальникова. Дизайн обложки Н. В. Рунковой. Корректор Н. Я. Панова. Компьютерная верстка Е. Ф. Рогачевой Сдано на верстку 15.12.04. Подписано в печать 31.12.04. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Гарнитура Петербург. Усл. печ. л. 9,30. Уч.-изд. л. 8,41. Тираж 400 экз. Заказ № 2608. Издательство Мордовского университета Типография Издательства Мордовского университета 430000, Саранск, ул. Советская, 24 ISBN 5 —7103 —1143 —X ©А. С. Лукаткин, В. К. Левин, В. В. Лещанкина, 2004 © Издательство Мордовского университета, 2004 (оформление)
ВВЕДЕНИЕ Достижения науки последних десятилетий расширили наши пред- ставления о беспредельных пространствах космоса и таинственном микромире, субмикроскопическом строении живой клетки и сложней- ших процессах, происходящих во внутриклеточных структурах. Аби- туриенты биологического факультета довольно уверенно рассуждают о сложнейших генетических проблемах, процессах, протекающих в клетке, и премудростях молекулярной биологии, но часто совершенно беспомощны в элементарных ботанических вопросах, не знают наибо- лее распространенные растения лесов, лугов и болот, основные куль- тивируемые растения и полевые сорняки. Одним из важнейших элементов системы подготовки биологов и аграриев всех специальностей является учебная полевая практика. Летняя практика является непосредственным продолжением курсов ботаники и физиологии растений. Она служит для углубления и за- крепления знаний, полученных студентами в осенний и зимний перио- ды, путем знакомства с растениями в природной обстановке. Только в непосредственном контакте с природой они могут осознать всю бе- сконечность многообразия живых организмов: планктонных, бенто- сных и эпифитных водорослей, сапрофитных, паразитных и микориз- ных грибов, различных экологических групп лишайников и мхов, раз- нообразие сосудистых растений различных биотопов. Только в есте- ственных условиях можно понять единство строения и функции орга- нов растений, их взаимоотношения при совместном произрастании, при- способительные структуры, обеспечивающие существование организ- мов в различных условиях, и прочие явления. Изучение структуры сообщества разных типов растительности, взаимоотношений в системе человек —природа возможно только в природных условиях. Учебная полевая практика играет большую роль в изучении ра- стительного мира. Ее основными задачами являются изучение видо- вого состава растений, приуроченности их к определенным природ- ным условиям, знакомство с основными типами растительности райо- на проведения практики, а также познание анатомо-морфологических и физиологических особенностей растительных организмов. Не менее з
важная задача — освоение элементов научных исследований расти- тельного мира. Любое научное исследование включает три этапа: под- готовительный, основной и заключительный. При изучении раститель- ного мира основными этапами являются полевые наблюдения и сбор материала. Особенность полевых исследований состоит в том, что усло- вия сезона неповторимы и упущенное невозможно вернуть. По этому поводу академик В. Н. Сукачев (1975) писал, что работа по изуче- нию опытов, которые ставит сама природа, «...очень сложна и нередко требует большей научной эрудиции и большего труда от ученого, чем проведение опытов, поставленных человеком в лаборатории или в поле». В настоящем пособии приводятся наиболее простые приемы ис- следования и сбора материала основных групп растений, предусмотрен- ных программами по ботанике, доступные схемы описания различных типов растительных сообществ и изучения физиологических особен- ностей растений. Учитывая существование разных толкований неко- торых терминов, нами приняты следующие определения. Растительный мир (растения) — все растения данной местно- сти, района, области и т. д., включая и культивируемые. Соответст- венно растительный мир изучается специалистами разных профилей, которые при решении научных и прикладных задач применяют специфические методы. Флора — совокупность всех видов растений данной местности, района, бассейна и т. п. (Викторов, 1964; Реймерс, 1990), но чаще по- нимается в более узком объеме как совокупность видов сосудистых растений, произрастающих в естественных условиях (Юрцев, Каме- лии, 1991), т. е. объектов флористики. Другие группы растений (водо- росли, грибы, лишайники, мохообразные) изучаются альгологами, ми- кологами, лихенологами, брио логами. Популяция — совокупность особей одного вида растений, обла- дающих общим генофондом, занимающих определенную территорию. Растительная популяция, как правило, пространственно отделена от других популяций. Ценопопуляция — совокупность особей одного вида в пределах растительного сообщества (фитоценоза). Растительность — совокупность растительных сообществ (фи- тоценозов) планеты или ее отдельных частей (Реймерс, 1990). Фитоценоз — относительно устойчивое, исторически сложив- шееся сообщество растений на однородном участке земной поверхно- сти. Фитоценоз характеризуется определенным видовым составом и структурой, сформировавшихся в результате отбора видов, способных существовать совместно друг с другом и с другими организмами в определенных условиях. Растительный покров — сочетание фитоценозов на поверх- ности Земли и ее отдельных частей. Лишены растительного покрова свежая пашня, карьеры, осыпи, песчаные наносы, пустыни и пр., хотя 4
могут встречаться единичные растения, не взаимодействующие между собой. При флористических исследованиях указываются все виды растений, произрастающих в естественных условиях, как в раститель- ных сообществах, так и на участках, лишенных растительного покро- ва. Объектом геоботанических исследований является только расти- тельный покров, сложенный из фитоценозов лесов, кустарников, лугов, болот и полей. За время существования кафедры ботаники (с 1932 г.) характер и методика проведения полевой практики менялись в зависимости от условий и статуса вуза. В педагогическом институте имени А. И. По- лежаева и в первые годы существования Мордовского государствен- ного университета имени Н. П. Огарева (1957 г.) полевая практика студентов-биологов проводилась в окрестностях города Саранска по программам и методикам педагогических институтов. С 1963 г., с целью создания научного гербария кафедры ботаники и изучения растительности республики, полевая практика проводи- лась в виде экспедиций в разные районы Мордовии (Левин, 1969). Студенты работали звеньями по 3 человека. Каждое звено оформляло и сдавало гербарий из 300 видов сосудистых растений. Начиная с 1970 г. полевая практика студентов I —II курсов проводится па созданной в Болынеберезниковском районе биологиче- ской станции. В программу практики по ботанике включены элементы геоботаники. Наряду с изучением флоры, студенты знакомятся с ос- новными типами растительности, на пробных площадках описывают лесные и луговые фитоценозы. Наиболее эффективно проведение практики в наименее нарушен- ных экосистемах с большим разнообразием биоценозов. Этим услови- ям соответствуют Мордовский государственный заповедник имени П. Г. Смидовича, национальный парк «Смольный», Симкинский при- родный парк естественного развития, где находится биостанция био- логического факультета Мордовского университета. Эти ООПТ име- ют необходимые бытовые и производственные условия для проведе- ния подобных мероприятий. Работа во время практики проводится по определенным програм- мам, учитывающим теоретическую подготовку студентов и обеспечи- вающим получение соответствующей информации и навыков самосто- ятельного исследования природных экосистем. В пособии обобщается опыт проведения полевой практики по ис- следованию сосудистых растений района базы Симкинской биостанции и даются рекомендации по изучению других групп растений (прил. 1), а также приводятся краткая характеристика природных условий базы, общая технологическая схема исследования отдельных групп расте- ний и основных типов растительности. Кроме того, дано описание про- стейшего оборудования и снаряжения, наиболее доступных материа- лов, используемых для исследований. Пособие может помочь студентам старших курсов при выполне- 5
пии курсовых и дипломных работ, учителям биологии, любителям природы при выполнении самостоятельных флористических и геобо- танических исследований. Цели и задачи практики Основной целью полевой практики является закрепление и углуб- ление теоретических знаний, выработка умений и навыков, использо- вание их па практике, освоение методов самостоятельного исследова- ния живой природы. Конкретные задачи, решаемые студентами I — II курсов, опреде- ляются учебным планом (образовательным стандартом) и уровнем подготовки студентов. Если па первом курсе основное внимание обра- щается па многообразие органического мира и методы его исследова- ния, то на втором внимание акцептируется на экологии растений, струк- туре биоценозов, взаимоотношении между растениями и средой их обитания. Во время практики студентами I курса решаются следующие за- дачи: — закрепление теоретических знаний по морфологии растений и умение применять их при определении растений; — знакомство с представителями растений разных систематиче- ских групп; — освоение методики определения растений; — освоение методики гербаризации растений; — выявление взаимосвязи растений и окружающей среды. К концу практики студенты должны знать не менее 100 видов ра- стений (русское и латинское названия (прил. 9), краткая биологиче- ская характеристика), представить полевой дневник и отчет по инди- видуальному заданию, 50 гербарных листов, оформленных в соответ- ствии с принятыми требованиями, коллекции низших растений. С учетом знаний и навыков, полученных на предыдущей практике, и теоретических знаний по систематике и флористике, студенты II курса решают следующие задачи: — закрепление теоретических знаний по систематике и флористи- ке, использование их на практике; — закрепление и углубление навыков флористических исследова- ний (составление флористических списков па маршрутах, гербариза- ция растений); — освоение методов геоботанических исследований — описание лесных, луговых, болотных фитоцепозов; — знание 150 видов растений (русское и латинское названия, си- стематическое положение, экология), из них 30 — 50 видов низших растений. 6
Летняя учебно-полевая практика по физиологии растений имеет следующие цели: — закрепить и развить знания по теоретическому курсу; — помочь приобрести разнообразные навыки экспериментальной работы, особенно в постановке экспериментов по различным разделам в естественных природных условиях; — привить элементарные навыки исследования и интерес к науч- но-исследовательской работе; — научить студентов ставить длительный эксперимент; — дать первичные навыки работы на приборном оборудовании; — научить студентов постановке некоторых простых эксперимен- тов на пришкольном учебно-опытном участке, что имеет особое значе- ние для практической работы в школе.
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ РАЙОНА ПРОВЕДЕНИЯ ПРАКТИКИ Растительный мир земной поверхности обусловлен комплексом физико-географических условий и человеческой деятельностью, поэтому для понимания основных характеристик флоры и растительности рай- она биологической станции Мордовского университета имени Н. П. Огарева приводим краткую характеристику природных усло- вий места проведения полевой практики. Биостанция расположена в Болыпеберезниковском районе на бере- гу озера Долгое (рис. 1.1). К ней примыкают леса Симкинского лесни- чества и пойменные луга, принадлежащие сельхозпредприятию села Симкино. Ближайший населенный пункт с почтовой связью (с. Сим- кино) находится в 9 км от биостанции. Ближе расположены контора Симкинского лесничества (5 км) и деревня Александровка (4 км). Климат. Основные характеристики климата села Большие Берез- ники, находящегося в 12 км южнее биостанции, даны на рис. 1. 2. Средняя многолетняя температура +3,6 °C, максимальная +38 °C, минимальная -47 °C, амплитуда колебания -85 °C. Вегетационный период длится 175 — 179 дней с началом 16 — 17 апреля и до 10 — 13 октября. В это время выпадает около 60 % осадков, всего же за год выпадает в среднем 432 мм. Колебания количества осадков по годам значительное. Отрицательное влияние на растения оказывают воз- вратные весенние заморозки, средняя дата окончания которых 22 мая (самые поздние зарегистрированы 8 июня) и осенние, средняя дата начала которых 15 сентября (самые ранние — 20 августа). В целом климат благоприятен для произрастания основных лесообразующих пород (сосна, дуб, береза, осина, липа и др.), многих видов кустарников и трав. Рельеф. Рельеф восточной части Мордовии, где находится био- станция, представлен рядом вытянутых или подковообразных текто- нических поднятий, составляющих алатырский вал, относящийся к се- веро-западной части Приволжской возвышенности. В целом террито- рия представляет собой обширное приподнятое плато с резко выра- женным эрозионным рельефом, имеющим общее повышение с юго- востока на северо-запад, а также смену водораздельных возвышенно- стей низкими равнинами по долинам рек. При абсолютной высоте у села Симкино (201 м) относительные перепады высот достигают 60 и более метров. Такое строение рельефа способствует образованию боль- шого количества оврагов и интенсивному стоку паводковых вод. 8
Симкино 9
Рис. 1.2. Клнмадиаграмма села Большие Березники Биостанция находится на дне обширной долины реки Суры в устье ее притока реки Чермелея. Мезорельеф представлен обширной пой- мой с многочисленными промоинами и надпойменными террасами, име- ющими во многих местах дюнный характер. Пересеченность рельефа оказывает существенное влияние па богатство и разнообразие расти- тельности. Почвообразующие породы и почвы. Древние коренные породы каменноугольного, пермского, юрского, мелового и третичного перио- дов покрыты мощной толщей послетретичпых отложений и обнажают- ся лишь па крутых склонах речных долин и оврагов. Основными почвообразующими породами являются глины и аллювиальные пес- ки. Преобладающими почвами являются подзолистые, а па водоразде- лах — серые лесные. В пойме реки Суры распространенны слабораз- витые пойменные почвы с наилком. В притеррасной части поймы и междюппых понижениях расположены заболоченные почвы. Данные типы почв свойственны широколистным, сосновым лесам и пойменным лугам. Наиболее существенные признаки местообитаний лесной расти- тельности — плодородие и влажность почв — выражены в двумерной эдафатической сетке лесорастительных условий Алексеева — Погреб- няка (рис 1.3). В пей дана четырехступенчатая градация плодородия (А, В, С, D) и шестиступепчатая шкала увлажнения — от 0 до 5. Увеличение плодородия показано от бедных почв (ступень А) к бога- тым (ступень D), увеличение влажности идет от ступени 0 к ступени 5. Сухие бедные местообитания выражаются индексом Ао (обычно к ним приурочены сосняки лишайниковые). Наиболее богатые заболочен- ные местообитания обозначаются как D5 (в таких условиях произра- стают ольшаники). ю
ГЬгротопыЪ Нсеро- ф ильные (очень сухие) Мезо-хсеро- фильные (сухие) Мезо- фильные (свежие) Мезо-гигро- фильные (влажные) Гигрофиль ные (сырые) Ультра • гигро- фильные (болота) Трофотопы Ясень Ольха Кустарники: хсерофильные мезофильные Рис. 1.3. Эдафичсская сетка почвенных условий Алексеева — Погребняка При всей своей простоте и наглядности эдафическая сетка Алексе- ева-Погребняка имеет ограниченное применение, так как разработа- на только для местообитаний лесной растительности. Более полно эда- фические шкалы представлены Л. Г. Раменским, которые характери- 11
зуют местообитания лесной растительности по двум показателям и охватывают практически все экотопы, включая и водные. Водные ресурсы. Основным водотоком, огибающим район био- станции с юга, является река Сура — второй по величине правый приток реки Волги. Начинаясь в Ульяновской области, опа песет свои воды в Волгу па протяжении 821 км через Пензенскую и Ульянов- скую области, Мордовию и Чувашию. Большая скорость течения пре- пятствует зарастанию русла реки водной растительностью. В районе биостанции в Суру впадает левый приток — река Чер- мелей, берущий начало в Чамзипском районе западнее села Сосновый Гарт и представляющий в пойме Суры цепь проточных озер: Широ- кое, Долгое, Глубокое, Желтое, Затон. В непосредственной близости к биостанции также находятся пойменные озера-старицы — Беляевка, Кучапа, Черное, Ст. Сура, Тростное, Круглое и множество мелких бе- зымянных озер (рис. 1.4). В зависимости от глубины и освещенно- сти озер водная растительность их довольно разнообразна. Растительный мир. Физико-географические условия, описанные выше, обусловливают богатый видовой состав флоры района проведе- ния практики. По данным В. Н. Тихомирова и Т. Б. Силаевой (1990), па территории биостанции и в ее окрестностях зарегистрировано бо- лее 880 видов растений из 94 семейств. Наиболее богаты видами сле- дующие семейства: сложноцветные - 100; гвоздичные - 100 злаки - 81; губоцветные - 81; розоцветные — 45; норичниковые - 45; осоки - 43; зонтичные - 43; бобовые - 41; лютиковые - 41. крестоцветные - 39; Растительный покров. Симкипское лесничество и окрестности сел Симкино, Александровка, Вейсе отличаются большой пестротой расти- тельности. Леса, луга, болота, поля, водоемы делают этот район весьма удобным для проведения полевой практики (Тихомиров, Силаева, 1990). Подробнее о растительности района проведения практики будет сказано в соответствующих разделах. 12
Рис. 1.4. Водоемы в окрестностях биостанции
2 ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ИЗУЧЕНИЯ ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ 2.1. Подготовительные работы. Как любое научное исследова- ние, изучение природных объектов включает три основных этапа: подготовительные работы; основной этап, в который входят полевые исследования и камеральная обработка материала; заключительный этап. В подготовительную работу входит следующее: изучение литера- туры, разработка методики и маршрутов исследования, подготовка материалов, снаряжения, оборудования, организационные мероприя- тия и т. д. Литература. Кроме литературы, знакомой студентам при про- хождении общих курсов, необходимы монографии и справочники по отдельным группам растений, методике выполнения работ и характе- ристике природных условий. Конкретный материал по условиям рай- она проведения работ можно найти в проектах землепользования хо- зяйств и материалах лесоустройства. Методика работы уточняется по монографиям и определителям отдельных групп растений. Для разработки маршрутов экскурсий необходимы крупномасштабные планы землепользования хозяйств и лесонасаждений (М 1:25 000, 1:10 000). Выкопировки делаются всего землепользования или фрагмента, где будут приводиться работы. Прокладка маршрута зависит от темы работы, но в любом случае он должен охватывать все многообразие природных условий при мини- мальном расстоянии между объектами (с учетом проходимости). Для сбора материала по отдельным группам растений и изучения растительных сообществ необходимы специальное снаряжение и ма- териалы, от качества которых зависит успех полевых работ. Важным моментом подготовительного этапа является решение вопросов финансирования, транспорта, продуктов питания, одежды и т. д. 2.2. Основной этап. Подробно данный этап будет рассматривать- ся при описании работ по изучению отдельных групп растений и ра- стительных сообществ. Общими требованиями при изучении природ- ных объектов являются тщательное описание растительных сообществ непосредственно на месте и правильная паспортизация собранного материала. Важной составной частью полевых работ является ведение полевого дневника, в котором описываются маршрут и особенности природных объектов. Камеральная обработка собранного материала имеет свою специ- 14
фику, но общим требованием является приведение в порядок собран- ного материала (фиксация, закладка на сушку и т. п.). Сразу после экскурсии полевой дневник дополняется соответствующими запися- ми. Окончательная обработка и изучение собранного материала про- водятся в стационарных условиях. 2.3. Заключительный этап. Результаты полевых исследований и камеральной обработки материалов обобщаются в виде отчетов (если работа долговременная), докладов, статей, курсовых и дипломных ра- бот. Коллекции, гербарии, бланки описания фитоценозов передаются для храпения в музеи, гербарные фонды, архивы для последующей работы с ними.
3. ФЛОРИСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 3.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ФЛОРЫ Флора — одно из основных ботанических понятий, которое полу- чило свое название от имени древнеримской мифологической богини цветов и весны. В ботанической литературе можно встретить разные определения понятия «флора», а суть их одна — это исторически сложившаяся совокупность таксонов (видов, родов, семейств и т. д.) растений, произрастающих или произраставших в прошлые геологи- ческие эпохи на данной территории. По территориальным рангам раз- личают флору Земли, флору отдельных континентов и их частей, фло- ры островов, государств и отдельных административных единиц. Так- же выделяют флоры отдельных систематических групп — водорослей, грибов, лишайников, мхов и сосудистых растений. Чаще всего под флорой понимают только совокупность видов сосудистых растений, хотя опа подразумевает виды и низших растений. При изучении природных явлений необходимым условием следу- ет считать определение объема выборки, способствующей при мини- мальных затратах времени и средств характеризовать существенные признаки целого. Для флористических исследований выборкой будет являться флора минимального участка территории, которая характе- ризует основные признаки изучаемого объекта. Такая выборка полу- чила название элементарной или конкретной флоры (Алехин и др., 1957; Толмачев, 1974). Для равнинных территорий А. И. Толмачев (1974) минимальную площадь определяет примерно в 100 — 500 км2, что соответствует площади круга радиусом 6 — 12 км. Первым этапом исследования флоры является выявление ее ос- новного признака — инвентаризация видового состава растений. При инвентаризации сосудистых растений (для других систематических групп это не столь существенно, так как среди них практически отсут- ствуют культивируемые виды) возникает вопрос, все ли виды нужно учитывать? Обычно во флору включают все дикорастущие и широко культивируемые виды растений. Из декоративных растений (комнат- ных и оранжерейных, растений ботанических садов и других коллек- ций) включают те, которые хотя бы некоторое время могут существо- вать независимо от человека, т. е. способны распространяться самосе- вом или с помощью вегетативных органов. При инвентаризации фло- ры учитывают информацию о видовом составе растений из имеющих- ся публикаций, архивных материалов, гербарных фондов, относящих- 16
ся к изучаемой территории. Но основным способом получения ин- формации о составе флоры остаются непосредственные полевые ис- следования. В зависимости от решаемой задачи и имеющихся условий, флори- стические исследования выполняются маршрутным, стационарным или смешанным методом: — при маршрутном методе исследования в составе комплексных или чисто ботанических экспедиций на пути следования делаются ос- тановки, на которых составляют флористические списки встреченных растений, берут отдельные виды для гербаризации. Этот метод охва- тывает (особенно на автотранспорте) сравнительно большие террито- рии, но не позволяет получить полного представления о флоре, так как не выявляются виды других временных синузий и удаленные от маршрута; — при стационарных методах исследования небольших террито- рий флора выявляется полнее, так как в течение полевого сезона воз- можно исследование разных местообитаний и многократное посеще- ние одних и тех же мест; — при смешанном методе исследования на маршруте экспедиции делаются многодневные стоянки, во время которых исследуются раз- личные местообитания, достаточно удаленные от основного маршру- та. Во время экскурсий составляются флористические списки и со- бираются образцы для хранения и камерального исследования, для сосудистых растений — это гербаризация. В флористических спи- сках, кроме названия видов, указываются дата, краткий маршрут, ме- стообитание и иногда фенологическое состояние. Список может быть общий, сводный па весь маршрут или составляются отдельные списки для разных местообитаний (лес, луг, болото, поле и т. п.). Названия растений в списке могут быть как на русском, так и на латинском языке, но обязательно указывается полное название растения. Если растение неизвестно или возникают сомнения по поводу его суще- ствования, берется образец для определения под номером, помещается в список под этим же номером, который после определения вида заме- няют названием. В полевом дневнике описывается подробный марш- рут, а на маршрутной карте указываются места сбора наиболее инте- ресных растений. Подробные конкретные методики по инвентаризации флоры от- дельных групп растений приведены ниже. 3.2. ИЗУЧЕНИЕ ВОДОРОСЛЕЙ 3.2.1. Подготовительные работы. Во время подготовительных работ уточняются конкретные задачи, решаемые по теме; по литера- турным источникам изучаются основные направления исследований в других регионах; выясняется изученность района; уточняются мето- 17
дические вопросы. Разрабатывается подробная программа исследова- ний, подготавливаются необходимые материалы и снаряжение. По имеющимся данным проводится знакомство с природными условия- ми района исследований, выявляются возможные источники загрязне- ния водоемов, выполняются копии планов землепользования. Маршруты. На сводных копиях планов землепользования и ле- соустройства выявляются все водоемы (озера, пруды, ручьи, реки и болота), прокладываются кратчайшие маршруты с учетом проходимо- сти. Протяженность маршрутов определяется конкретной решаемой задачей, размерами водоемов, расстоянием от базы до водоемов и т. п. Снаряжение. До начала полевых работ для сбора и фиксации водорослей заготавливают небольшие (50 — 100 мл) широкогорлые банки с плотно закрывающимися крышками или широкие пробир- ки, вкладываемые в ячейки специального пояса («патронташ») (рис. 3.1, в). Банки желательно пронумеровать краской или другим способом. Для сбора планктонных водорослей используют специальную план- ктонную сетку, представляющую собой конический мешок из тонкой мелкоячеистой (размер ячеек 0,05 мм) капроновой ткани, который пришит к металлическому кольцу с тремя ушками для шпагата. Ди- аметр кольца — 36 см, что соответствует площади круга 0,1 м2. К нижней части сетки прикреплен небольшой металлический стаканчик с трубочкой для слива воды с водорослей (рис. 3.1, а). При протаски- вании сетки на протяжении 10 м через нее проходит 1 м3 воды. Это облегчает расчеты количества и массы водорослей планктона. в Рис. 3.1. Снаряжение для сбора водорослей: а — планктонная сетка; б — «кошка» для сбора нитчатых водорослей; в — «патронташ» для пробирок; г — ложка для сбора бентосных и эпифитных водорослей 18
Планктонные водоросли можно собирать с помощью ситечка из той же капроновой ткани. Процеживая через нее воду, можно полу- чить концентрат планктонных воДорослей. Для сбора бентосных (донных) водорослей используют специаль- ный дночерпатель или обычную металлическую ложку, насаженную на палку. Заточенный край ложки позволяет использовать ее для со- скабливания эпифитных водорослей со стеблей водных растений и подводных предметов. Для удобства палка (шест) может быть склад- ной (в виде двухколенного удилища из бамбука) и использоваться для сбора нитчатых водорослей (рис. 3.1, г). Также для их сбора используют специальный металлический крюк, или «кошку», состоя- щий из трех соединенных вместе крюков с кольцом для веревки (рис. 3.1, б). Для этикеток и гербаризации заготавливают необходимое количе- ство белой, оберточной или газетной бумаги, закупают тетради и блок- ноты для полевых дневников, мягкие графитные карандаши, готовят специальные фиксирующие жидкости (на основе формалина, спирта и др.). В подготовительный период решаются всевозможные организаци- онные вопросы, связанные с размещением, питанием, транспортом и т. д. Не упускаются из поля зрения одежда, предметы гигиены и прочие условия быта и работы в полевых условиях. 3.2.2. Работа на маршруте. Перед выходом на экскурсию прове- ряется наличие и состояние необходимого для работы снаряже- ния: банки, планктонная сетка, ложка для бентоса, нож, шест, крюк, бумага, карандаш и др. Планктон собирают, забрасывая планктонную сетку на несколько метров в воду и подтягивая к берегу веревкой. Процеживают воду и «концентрат» из водорослей из стаканчика сливают в банку. При наличии лодки планктонную сетку привязыва- ют к корме и протаскивают на определенное расстояние (10 — 20 м), «концентрат» также сливают в банку, закрывают, заворачивают в бу- магу, на которой указываются место и дата взятия пробы, или этикет- ку из плотной бумаги с указанием места и даты взятия пробы вклады- вают в банку с образцом. Записи на этикетке делают мягким графит- ным карандашом. Соответствующая запись заносится в полевой днев- ник с указанием номера банки, в которую помещена проба. Бентосные водоросли берут металлической ложкой или дночерпа- телем, помещают в банку и заливают водой из водоема. На этикетке указывают место взятия образца, грунт, глубину, дату и время. Со- ответствующая запись делается и в полевом дневнике. Эпифитпые водоросли с водных растений, подводных сооруже- ний и камней соскабливают ножом или берут вместе с кусочком субстрата, помещают в банку с водой из этого водоема и этикетируют. Нитчатые водоросли достают шестом или «кошкой» и также помещают в банку с водой. Эти водоросли можно гербаризировать. 19
Для этого под водоросли подводят лист плотной бумаги, расправляют их па листе и осторожно вынимают бумагу из воды. Дают воде стечь и помещают образец в сушильную бумагу. Вместе с образцом вклады- вают черновую этикетку с указанием места взятия материала, даты и фамилии исполнителя. 3.3.3. Камеральная обработка. По возвращении с экскурсии на базу банки с образцами ставят на освещенное место, открывают крышки (не путать этикетки!) и изучают образцы под микроскопом. Материал, требующий более детального исследования, фиксируют в 4% растворе формалина или другой фиксирующей жидкости. Для фиксации фор- малином достаточно к 9 частям воды с образцом добавить 1 часть (по объему) 40% формалина. В стационарных условиях уточняют виды водорослей, рассчитывают показатели фитомассы, количественные от- ношения между видами, проводят анализ химического состава воды и т. д. 3.3. ИЗУЧЕНИЕ ГРИБОВ 3.3.1. Подготовительные работы. Разнообразие грибов обуслов- ливает разные методы сбора представителей этого «царства». Мы при- водим отдельные методы сбора плодовых тел макромицетов и некото- рых паразитических микромицетов. Теоретическая подготовка к проведению летних работ по сбору макромицетов существенно не отличается от подготовительных работ по исследованию водорослей. Снаряжение для сбора то же, что и для сбора сосудистых растений: гербарная папка, пресс, сушильная бума- га. Для сбора плодовых тел макромицетов необходимы корзинка или приспособленный для носки короб, небольшой ящик или другая до- статочно жесткая емкость, в которой можно доставить плодовые тела неповрежденными, оберточная бумага и шкала цветов для описания окраски плодовых тел в полевых условиях. Для сохранения споровых порошков и гербарных образцов пло- довых тел следует приготовить специальную желатинизированную бумагу следующим образом: в стакане кипятка растворить 15 — 20 г желатина и прибавить 2 — 3 капли концентрированной карболовой кислоты или половину чайной ложки борной кислоты для дезинфек- ции и предохранения препаратов от плесени; полученный раствор нанести кисточкой на обыкновенную бумагу и дать высохнуть. Чтобы бумага не коробилась, ее за углы фиксируют кнопками. Вместо жела- тина можно использовать столярный клей: в 250 — 300 мл разбавлен- ного раствора клея добавить чайную ложку глицерина. Густоту нанесе- ния клея определяют опытным путем. Маршруты экскурсий разрабатываются в соответствии с постав- ленными задачами: для сбора плодовых тел макромицетов маршруты прокладываются по лесным массивам и искусственным насаждениям; 20
для сбора паразитических микромицетов в маршруты включают поля, огороды, сады. Если задачей исследования является сбор паразити- ческих микромицетов культивируемых растений, то маршруты про- кладывают только по сельскохозяйственным угодьям. Основное тре- бование к маршрутам — наибольший охват разнообразных условий при минимальных расстояниях. 3.3.2. Работа на маршруте. Перед выходом на маршрут прове- ряют необходимое снаряжение и материалы: корзинка, гербарная папка с бумагой, нож или топорик, бумага для обертывания плодовых тел и этикеток, карандаш, шкала цветов, план местности с нанесенными мар- шрутами, компас, полевой дневник и др. Одежда не должна стес- нять движения и быть достаточно прочной и практичной. Обнаружив на маршруте плодовые тела гименомицетов или гасте- ромицетов, берут их осторожно, чтобы не повредить, сравнивают со шкалой цветов, записывают на черновой этикетке место сбора, фитоце- ноз, в котором взят образец, дату и фамилию исполнителя. Этикетку вместе с образцом заворачивают в бумагу и аккуратно кладут в ем- кость. В полевом дневнике делают соответствующую запись. Пораженные паразитическими микромицетами высшие растения берут целиком или отрезают пораженные части и кладут в гербарную папку в оберточной бумаге. Вместе с образцом вкладывают черновую этикетку с указанием места взятия образца, вида пораженного расте- ния, даты и фамилии сборщика. 3.3.3. Предварительная обработка материала. По возвращении с экскурсии пораженные микромицетами части растений с черновы- ми этикетками перекладывают в сухую бумагу и закладывают в пресс для сушки. Сушат как сосудистые растения (см. стр. 26). Сочные плодовые тела макромицетов раскладывают на сушку или фиксиру- ют в растворе формалина или в других фиксирующих жидкостях. Для изготовления гербария сочные плодовые тела грибов разре- зают вдоль. С одной половины делают тонкий продольный срез тол- щиной 1 — 2 мм и кладут на приготовленный желатиновый лист бу- маги. Со шляпки соскабливают гимениальный слой и часть трамы, оставляя кожицу с тонким слоем мякоти. Таким же образом соскаб- ливают мякоть с ножки. Все фрагменты укладывают кожицей вверх на желатиновый лист бумаги, затем срезы накрывают тканью, сушиль- ной бумагой, и листы помещают в гербарный пресс для сушки. До полного высыхания образцов отсыревшую бумагу ежедневно заменя- ют сухой. Для более быстрой сушки материала прессы ставят верти- кально или подвешивают в проветриваемом помещении или под наве- сом. Для точного определения видов шляпочных грибов необходимы отпечатки споровых порошков. Для этого вторую половинку шляпки разрезанного гриба кладут гименофором вниз над бумагой на под- ставки (палочки толщиной 1,0 — 1,5 см). Через 2 — 3 дня созревшие споры высыпаются на бумагу, образуя отпечаток пластинок или тру- 21
бочек. Чтобы споры приклеились к бумаге, сверху их покрывают фик- сатором (лаком для волос). Высушенные фрагменты и споровый по- рошок аккуратно вырезают ножницами вместе с желатиновой бума- гой и монтируют на стандартный гербарный лист. По возможности грибы определяют в свежем виде, так как при сушке или фиксации окраска их меняется и затрудняется точное оп- ределение вида. Одновременно дополняют полевой дневник названи- ями собранных и определенных грибов. Окончательное их определе- ние выполняют в стационарных условиях специалисты-микологи. 3.4. ИЗУЧЕНИЕ МХОВ И ЛИШАЙНИКОВ 3.4.1. Подготовительные работы. Мхи и лишайники относятся к разным систематическим группам, по произрастают в одинаковых ус- ловиях, а нередко совместно, поэтому методика их сбора и хранения сходна. Теоретическая часть подготовительных работ по исследованию мхов и лишайников такая же, как по исследованию водорослей и грибов. Материалы и снаряжение. Для сбора крупных мхов и лишайни- ков (сфагнумы, политрихумы и др.) необходима гербарная папка с бумагой. Для хранения мелких напочвенных мхов и трудноотделяе- мых эпифитов лучше изготовить специальные конверты из прочной бумаги (рис. 3.2) или использовать синтетические пакеты (из-под молока, кефира и т. п.), также понадобятся сумка или рюкзак, проч- ный, достаточно острый нож или топорик для срезания коры деревьев с эпифитными лишайниками и мхами, небольшое зубило и молоток для откалывания кусочков скалистых пород с лишайниками и мхами. Обязательными являются бумага для этикеток, карандаш, полевой дневник, компас, карта и др. Требования к одежде и обуви те же, что и при исследовании грибов (см. стр. 21). Маршрут. Так как основная масса мхов и лишайников произра- стает в древесных насаждениях (леса, парки, защитные полосы), мар- шрут прокладывается с охватом большего разнообразия растительно- сти. При прокладке маршрутов в лесах необходимо иметь планы ле- сонасаждений М 1:25 000, где указаны основные лесообразующие по- роды и их возрастные группы. 3.4.2. Работа на маршруте. Перед выходом на маршрут проверя- ют наличие и состояние снаряжения и материалов, одежды и обуви. При работе на маршруте в полевом дневнике делают краткие опи- сания растительных сообществ, в которых собирают мхи и лишайни- ки. Мелкие напочвенные и эпифитные образцы помещают в отдель- ные пакеты (лучше, если они пронумерованы) и вкладывают черно- вые этикетки с номером и указанием географического положения, ме- ста обитания, вида дерева или другого субстрата, высоты и стороны 22
горизонта. Соответствующие записи делают в полевом дневнике. Круп- ные напочвенные, болотные и водные мхи закладывают в гербарную папку, предварительно расправив их на листе бумаги. Водные мхи (фонтиналис, риччия) расправляют под водой, для чего под образец подводят лист плотной бумаги, фиксируют на нем мох, осторожно вынимают бумагу с растением и закладывают в газетный лист. Каж- дый образец немедленно снабжают черновой этикеткой. Рис. 3.2. Конверт для хранения лишайников и мхов 3.4.3. Предварительная обработка материала. По возвращении с экскурсии собранный материал разбирают по группам. Собранные в гербарную папку мхи вместе с этикетками перекладывают на сухую бумагу и закладывают для сушки в пресс. Мелкие напочвенные и эпифитные мхи и лишайники с субстратом вынимают из пакетов и раскладывают в проветриваемом помещении для сушки (не путать этикетки!). Для дальнейшей работы материал помещают в бумажные конверты или пакеты и хранят в коробках. Черновые этикетки заме- няют стандартными или данные о материале переносят непосредственно па конверт, где хранится соответствующий образец. 23
3.5. СОСУДИСТЫЕ РАСТЕНИЯ 3.5.1. Подготовительные работы. При работе с сосудистыми растениями следует соблюдать общую технологическую схему иссле- дования природных объектов. Наиболее подробно методика работы с сосудистыми растениями описана А. К. Скворцовым (1977). Материалы и снаряжение. Особенно необходимыми являются гербарная папка и пресс. Их можно приобрести в специализирован- ных магазинах или сделать из подручных материалов. Папку изго- тавливают из двух кусков фанеры или прочного картона размером 30 — 35 х 42 — 45 см. На каждом листе делают 4 отверстия, через которые продергивают тесьму, образующую ручки (рис. 3.3, а). Чтобы картон или фанера не коробились от сырости, их лучше пропитать горячей олифой и покрасить масляной краской. Рис. 3.3. Снаряжение для гербаризации растений: а — гербарная папка; б — копалки; в — гербарный пресс Пресс представляет собой две деревянные рамки размером 30 — 35 х 42 — 46 см, на которые натянута металлическая сетка. Сетку можно заменить фанерой или плотным картоном с отверстиями, про- питанных олифой и покрашенных краской. Е. М. Тарасова (1997) предлагает использовать в качестве прессов для сушки растений пла- стинки из оцинкованной цельнопаянной сетки для звероводческих кле- ток. Вырезают пластинку по размеру гербарного листа и зачищают края. Размер ячеек 2,5 х 2,5 см или крупнее. Для прессования вло- женных между двумя рамками растений необходим прочный шпагат (бельевая веревка) длиной 1,5 — 2,0 м (рис. 3.3, в). Для сбора и сушки растений необходимы листы рыхлой оберточ- ной бумаги размером 60 х 42 см, перегнутые пополам, или ста- рые газеты, плотная бумага для черновых этикеток и тетради для полевых дневников. Для записей приобретают мягкие графитные ка- рандаши. Для выкапывания растений используют прочные ножи 24
или стамески. Можно сделать копалки из тонкостенных труб диамет- ром 2,5 — 3,0 см (рис. 3.3, б). Прокладка маршрутов. Изучив природные условия района ис- следований, на копиях планов землепользований или лесоустройства прокладывают маршруты экскурсий, основным требованием к кото- рым является максимальный охват всего разнообразия биотопов при минимальной протяженности. Маршрут должен пролегать по наибо- лее сохранившимся природным комплексам, избегая сбитых пастбищ, полей, дорог, населенных пунктов. Намечают его в виде петли, чтобы путь возвращения на базу захватывал другие биотопы. Густота сети маршрутов зависит от поставленной задачи и времени, отведенного на ее выполнение. 3.5.2. Работа на маршруте. Перед выходом на маршрут проверя- ют наличие и состояние необходимого снаряжения: гербарная папка с 30 — 50 листами бумаги, карандаш и копалка, привязанные прочной ниткой или шпагатом к поясу или гербарной папке. Одежда и обувь — прочная и удобная для дальних походов. Во время экскурсии в полевом дневнике или на отдельных листах (ведомостях) записывают все виды растений, встреченных на маршру- те. Незнакомые растения нумеруют и берут в гербарную папку под этим же номером для дальнейшего определения вида и гербаризации. Также берут растения, необходимые для уточнения вида, для научной работы и т. п. Травянистые растения выкапывают копалкой, с корней отряхива- ют землю и расправляют на листе газетной бумаги («рубашке»), вкла- дывают черновую этикетку с указанием названия (или номера), гео- графического положения, местообитания, даты и фамилии исполните- ля. Гербаризируют наиболее типичные, здоровые, неповрежденные ра- стения средних размеров с органами размножения (цветки, плоды, спороносные колоски и пр.). Образцов мелких растений берут не- сколько, чтобы заполнить весь гербарный лист, у крупных растений — отдельные части, характеризующие его признаки. Растения с длин- ным топким стеблем (злаки и др.) брать следует целиком, укладывая на «рубашку» многократно согнутый стебель (в «гармошку»). Тол- стые органы разрезают ножом вдоль и берут половину, вьющиеся и паразитические растения (вьюнок, повилику и др.) — с растением- опорой или хозяином. У древесных растений срезают веточки с наи- более характерными листьями и органами размножения. У растений, цветущих до распускания листьев, по возможности срезают веточки в два срока — во время цветения и после распускания листьев. Неж- ные водные растения (ряску, пузырчатку и др.) забирают под водой, для чего под образец подводят лист плотной бумаги, расправляют на ней растение и осторожно вынимают из воды. Дав стечь воде, образец помещают па «рубашку», затем в папку, снабдив черновой этикеткой. В полевом дневнике делают краткие записи о характере местооби- таний растения. 25
Растения укладывают па «рубашки» таким образом, чтобы их час- ти не выступали из папки, в противном случае за время экскурсии они засыхают и образец будет испорчен. 3.5.3. Предварительная обработка материала. По возвращении с экскурсии собранные растения с черновыми этикетками перекла- дывают на сухую бумагу, окончательно расправляют и закладывают в пресс. Предварительно на одну рамку пресса кладут 3 — 5 пустых газетных листов, на них помещают сложенную «рубашку» с расправ- ленным растением. Сверху настилают сухой чистый лист сушильной бумаги, затем снова «рубашку» с растением и т. д. Заложив 30 — 40 растений, застилают еще 3 — 4 пустых листа, накрывают второй рам- кой пресса и туго завязывают шпагатом. Через сутки растения пере- кладывают в сухую бумагу, а влажную сушат на воздухе. Сочные растения (петров крест, очиток, орхидные и др.) для более быстрого засыхания перед закладкой в пресс необходимо несколько минут подержать в кипятке. Очень нежные растения не перекладыва- ют, а только меняют сушильные прокладки. При закладке на сушку растение на «рубашке» расправляют таким образом, чтобы отдельные ее части не накладывались друг на друга или между ними проклады- вают кусочки бумаги. Особенно тщательно расправляют цветки, ина- че они сморщиваются и теряют вид. Крупные сочные цветки водных растений перед сушкой перекладывают ватой. 3.5.4. Сушка растений. Прессы с образцами ставят вертикально или подвешивают в проветриваемом помещении или под навесом. Растения ежедневно перекладывают в сухую бумагу вместе с черно- выми этикетками. Если в пресс заложены «рубашки» с растениями и сушильная бумага, то меняют только последнюю. Перекладывают ра- стения до полного высыхания, в противном случае при длительном храпении недосушенные образцы сморщиваются или чернеют. Необ- ходимо отделять высохшие экземпляры от сырых по мере их высыха- ния. Рассмотренные виды сушки растений являются наиболее доступ- ными в полевых условиях. А. К. Скворцовым (1977) были предложе- ны специальные сушилки, не всегда приемлемые в полевых условиях, поэтому в данном пособии они не рассматриваются. 3.5.5. Оформление и хранение. Высушенные растения перено- сят на листы плотной бумаги принятого размера (30 х 42) или сло- женные вдвое листы размером 60 х 42 см и фиксируют, пришивая нитками или приклеивая узкими бумажными полосками. Используе- мые в последнее время липкие ленты не всегда дают положительный результат, так как при хранении лента часто отклеивается. На лист с растением в правом нижнем углу или на любом свободном участке приклеивают постоянную этикетку размером 7 — 9x10 — 12 см с указанием гербария или другого хранилища, где будет находиться образец, а также семейство, род и вид растения, место его сбора (гео- графический адрес и местонахождение), дата сбора и фамилия со- 26
бравшего (рис. 3.4). Гербарные образцы хранят в специальных ко- робках или шкафах с ячейками шириной 35, глубиной 45 и высотой 30 — 35 см. ГЕРБАРИЙ МОРДОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ИМЕНИ Н. П. ОГАРЕВА Сем. Liliaceae Convallaria majalis L. Ландыш майский Р. Мордовия, окрестности г. Саранска. Лиственный лес. Т. Петрова 25 мая 2001 г. <----------------------12-------------------------> Рис. 3.4. Образец оформления гербарного листа и этикетки 27
3.6. ИЗУЧЕНИЕ ПОПУЛЯЦИЙ ОТДЕЛЬНЫХ ВИДОВ РАСТЕНИЙ Происходящие в природе глобальные изменения, усиливающееся влияние средств массовой информации и стихийные заготовки лекар- ственных и других групп растений, приводящие к изменению локаль- ных и региональных флор, требуют более детального изучения попу- ляций отдельных видов растений, в первую очередь редких и нуждаю- щихся в охране. В «Красной книге Республики Мордовия» (2003) таких видов указано 200, еще 128 видов нуждаются в постоянном конт- роле и наблюдении. Популяция растений (лат. populus — парод, население) — сово- купность особей одного вида, обладающих общим генофондом и зани- мающих определенную территорию. Популяция характеризуется об- щей численностью особей, плотностью (числом особей на единицу пло- щади), характером пространствеппого распределения. Структура по- пуляции проявляется количественными отношениями особей разных возрастных групп, пола (для раздельнополых растений), морфометри- ческих показателей (Работпов, 1978; Миркин и др., 1989). Совокуп- ность особей в пределах фитоценоза называется ценопопуляцией. При очень больших размерах фитоценоза в нем может быть несколько популяций, при мелкоконтурности фитоценозов в составе популяции может быть несколько ценопопуляций. Например, в ценопопуляции сныти обыкновенной в массиве лиственного леса могут быть ценопо- пуляции сныти в липняках, дубняках, осинниках. Описание популяции растений начинается с характеристики мес- тообитания, фитоценоза и определения занимаемой площади. Неболь- шие участки измеряют шагами, большие площади определяют по пла- нам лесонасаждений или землепользований. Плотность особей под- считывается па учетных площадках размером 0,25 — 4,0 м2 в зависи- мости от характера распределения. Важнейшим показателем состояния популяции является структу- ра — соотношение возрастных групп особей и полов. Т. А. Работпов (Д978) в составе ценопопуляции выделяет несколько возрастных групп особей: — ювенильные — находящиеся в состоянии первичного покоя (семена, луковицы и другие зачатки); — виргинальные — от всходов до взрослых особей, не вступив- ших в плодоношение; — генеративные (плодоносящие); — сенильные — старые неплодоносящие особи. У монокарпиче- ских видов сенильные особи отсутствуют. Существенным признаком популяции являются морфометрические параметры вегетативных и генеративных органов (размеры растений и их органов, количество цветков, плодов и семян). Число измерений должно обеспечить достоверность результатов. 28
4. ИЗУЧЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ (ФИТОЦЕНОЗОВ) 4.1. ПОНЯТИЕ О БИОГЕОЦЕНОЗЕ Живое вещество биосферы (биом — совокупность живых организ- мов) сосредоточенно в основном в приповерхностном слое суши и гидросферы. В процессе длительной эволюции в зависимости от кон- кретных природных условий сформировались определенные сообще- ства живых организмов — биоценозы. Состав и структура биоцено- зов на суше в естественных условиях определяются климатическими и эдафическими факторами (рельеф, горные породы, водный режим). Почва как продукт деятельности биоценоза и абиотических факторов играет определенную роль в биоценозе. Деятельность человека также вносит определенные, иногда решающие коррективы. В разработанном В. Н. Сукачевым (1972) учении о биогеоценозе раскрывается единство биоценоза и среды. Биогеоценоз рассматрива- ется как участок земной поверхности, где биоценоз, климатические, почвенные условия и водный режим относительно однородны, связа- ны определенными взаимоотношениями. По В. Н. Сукачеву, «...био- геоценоз = биоценоз (фитоценоз + зооценоз) + биотоп (эдафотоп + климатоп)». Контуры биогеоценоза обычно совпадают с границами фитоценоза. Взаимоотношения между компонентами биогеоценоза В. Н. Сукачевым представлены в виде простой наглядной схемы (рис. 4.1). 4.2. ОСНОВНЫЕ ПРИЗНАКИ ФИТОЦЕНОЗОВ И МЕТОДЫ ИХ ИЗУЧЕНИЯ Студенты I — II курсов не знакомы с основами фитоценологии, поэтому приведем основные понятия и признаки фитоценоза. В процессе сопряженной эволюции на разных местообитаниях сфор- мировались определенные совокупности растений. Такие совокупности на относительно однородных участках земной поверхности названы фитоценозами (фитон — растение, койнос — сообщество, греч.). Фито- ценоз характеризуется определенным видовым составом и структурой. Это открытая динамичная система, которая является составной частью более сложных систем — биоценоза и биогеоценоза. 29
Биогеоценоз Рис. 4.1. Структура биогеоценоза и схема взаимоотношений между его компонентами Основными признаками фитоценоза являются аспект (внешний вид), видовой состав, вертикальная и горизонтальная структура, опре- деленные количественные отношения между видами, растениями и средой. Например, в качестве фитоценозов можно привести однород- ные участки леса, луга, болота, поля. Аспект. Физиономичность — это внешний вид фитоценоза. Не про- водя глубокого изучения, можно по внешнему виду (аспекту) отличить лесной фитоценоз от кустарникового, луговой от болотного и т. д. Ас- пект — наиболее динамичный признак, по у одних фитоценозов вне- шние изменения слабо выражены (например, в хвойном лесу), у дру- гих в течение вегетационного периода эти смены многократные. Осо- бенно ярко выражены смены красочных аспектов северных луговых степей. Флористический состав включает все виды растений, составля- ющих фитоценоз, по при их описании ограничиваются характеристи- кой сосудистых растений, мхов и лишайников. Каждый вид в фитоценозе представлен ценопопуляцией — сово- купностью разновозрастных особей. Основными признаками популя- 30
ции являются численность, плотность (количество особей на единицу площади), возрастная структура. Т. А. Работпов (1978) в составе цено- популяции выделяет несколько возрастных групп особей (см. стр. 28). При геоботанических исследованиях покоящиеся особи обычно не учитываются ввиду большой трудоемкости подобной работы и яв- ляются предметом специальных исследований. Структура фитоценоза трактуется по-разному, но чаще ее пони- мают как вертикальное или горизонтальное расчленение — ярусность и мозаичность. Как правило, фитоценоз образован растениями раз- ных жизненных форм и размеров и, соответственно, они образуют раз- личные ярусы. Наиболее четко ярусность выражена в лесных фито- ценозах, где деревья образуют I и II ярус, кустарники или подлесок — II и III ярус, травы — IV ярус, мхи и лишайники — V ярус. Вьющиеся и эпифитные растения образуют внеярусную растительность. Ярус- ность выражена и в сложных травянистых сообществах. В поймен- ных лугах I ярус образован верховыми злаками: кострецом, тимофе- евкой, лисохвостом, ежой; II ярус — мятликами, многими бобовыми, тысячелистником и др.; III ярус включает землянику зеленую, лапчат- ку гусиную и др.; в V ярусе могут быть зеленые мхи, луговой чай и др. Под мозаичностью понимается наличие хорошо выраженных кур- тин отдельных видов растений или групп в составе фитоценоза. Количественные отношения между видами выражаются различ- ными величинами: встречаемостью, численностью, проективным по- крытием, массой, объемом. В фитоценотических исследованиях чаще указывают численность (обилие) и проективное покрытие. Численность может выражаться в абсолютных величинах — чис- лом экземпляров на единицу площади или в относительных — баллы или другие условные единицы. Абсолютные величины приемлемы при учете деревьев и их возобновления на 1 га. При ресурсных учетах травянистых растений — на 1 м2. В отечественной геоботанике широко использовалась относитель- ная шкала обилия травянистых растений, предложенная О. Друде (Алехин, 1957; Программы, 1932; Миркин и др., 1989): — soc — растения смыкаются наземными частями; — сор3 — растения очень обильны; — сор2 — растения обильны; — copt — растения довольно обильны; — sp — растения редки; — sol — растения единичны. Чтобы придать большую объективность этой шкале, А. А. Уранов предложил в основу оценки обилия положить расстояние между рас- тениями: не более 20 см, 20 — 40 см, 40 — 100 см, 100 — 150 см, более 150 см (Воронов, 1973). Если строить логарифмическую кривую, то для copt допускают расстояние 40 — 80 см, а для sp — 80 — 150 см. Вместо обозначений Друде можно ввести балльную оценку и, пользу- 31
ясь поправками А. А. Уранова, перейти к абсолютным величинам чис- ленности (табл. 4. 1). Таблица 4. 1 Относительная шкала обилия травянистых растений Балл Обилие Расстояние между Количество растений, шт. по Друде растениями на 100 м2 на 20 м2 на 4 м2 на 1 м2 5 с°р3 До 20 см 2 500 500 100 25 4 сор2 20 — 40 см 2 500 - 625 500 - 125 100 - 25 25-6 3 copt 40 — 80 см 625 - 156 125 - 31 25-6 6-2 2 sp 80 — 150 см 156 - 44 31-9 6-2 1 sol более 150 см 44 8 2 Для учета засоренности А. И. Мальцевым (1962) была предложе- на 4-балльная оценка засоренности: — балл 1 — (слабая засоренность) сорные растение встречаются единично; — балл 2 — (средняя засоренность) сорные растение встречаются чаще, но теряются среди массы культурных растений, занимая до 25 % стеблестоя; — балл 3 — (сильная засоренность) сорняки встречаются в боль- шом количестве (до 50 % стеблестоя), но культурные растения еще преобладают; — балл 4 — (очень сильная засоренность) сорняки преобладают количественно (более 50 % стеблестоя) над культурными растениями, глушат их. Проективное покрытие — сумма проекций крон растений на по- чву. Для выражения этой величины у древесных растений применяет- ся термин «сомкнутость крон», он выражается в процентах или деся- тых долях единицы. Проективное покрытие определяют глазомерно или с помощью специальных приспособлений. Наиболее простое при- способление — сеточка Л. Г. Раменского (1971), представляющая не- прозрачную пластинку (картон, пластик) с окошком 2 х 5 см, которое разделено на 10 квадратиков (рис. 4.2, а). Чтобы определить проек- тивное покрытие, сеточку держат на вытянутой руке над травостоем, сравнивают его с разработанными Раменским эталонами (рис. 4.3). Чтобы получить более или менее достоверный результат, делают 25 — 30 измерений и получают средний результат делением суммы всех показателей на число измерений. Для измерения проективного по- крытия высокого травостоя Раменским была предложена зеркальная сеточка (рис. 4.2, 6). Масса отдельных видов оценивается при специальных ресурсных исследованиях (см. раздел 4.10) или при оценке кормовых угодий. Например, при изучении луговых фитоценозов срезается наземная масса с 1 м2 на высоте 2 — 3 см, взвешивается, а затем разбирается на 4 фрак- 32
ции: злаки, бобовые, разнотравье и осоки. Каждая фракция отдельно взвешивается и вычисляется ее процентное содержание. а Рис. 4.2. Приспособления Л. Г. Раменского для определения проективного покрытия: а — сеточка; б — зеркальная сеточка Рис. 4.3. Шкала эталонов проективного покрытия Измерение объема отдельных видов растений — очень трудоем- кий процесс и выполняется только при специальных научных иссле- дованиях. 33
4.3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ИЗУЧЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ 4.3.1. Подготовительные работы. Общая технологическая схема изучения растительных сообществ также включает три этапа. Под- готовительные работы, как и при флористических исследованиях, вклю- чают теоретическую подготовку, организационные мероприятия, под- готовку материалов, снаряжения и т. п. Ввиду сложности объекта ис- следования, каковым является растительный покров, особое значение приобретает конкретная задача предстоящей работы. Возможны чисто теоретическая задача — составление геоботанической карты какой- либо территории или выявление разнообразия фитоценозов и при- кладная — определение продуктивности кормовых угодий, составле- ние карт засоренности полей и т. п. В соответствии с решаемой задачей проводятся теоретические изыс- кания: изучаются опубликованные и рукописные материалы по природ- ным условиям района исследований, почвенные карты, планы земле- пользований и лесонасаждений, материалы по флоре и т. д. На основа- нии изученных материалов составляется предварительная геоботаниче- ская карта, на которой подробно разработаны маршруты и пункты по- левых исследований. В программе исследований определены объемы и сроки выполнения работ, методические вопросы, материальное и финансовое обеспечение и пр. В соответствии с разработанной про- граммой готовится необходимое оборудование, материалы, снаряже- ние, продукты питания и пр., проводится обучение привлекаемых уча- стников работ. 4.3.2. Полевые исследования. В соответствии с разработанной программой, полевые работы проводятся по проложенным ранее мар- шрутам. При движении по маршруту па рабочей карте уточняются границы контуров растительных сообществ, при необходимости выде- ляются дополнительные контуры. На всех контурах проводится опи- сание фитоценозов на пробных площадках или трансектах. Размеры пробных площадок зависят от типа растительности и решаемых за- дач. Для характеристики лесных фитоценозов многие ученые реко- мендуют пробные площадки от 400 до 5 000 м2. Для учебных целей используют рекомендованные эстонскими ботаниками пробные пло- щадки размером 20 х 20 м с пятью учетными площадками размером 2 х 2 м по углам и в середине пробной площадки. Для характеристики травянистых фитоценозов достаточны пробные площадки размером 10 х 10 м с пятью учетными площадками 1 х 1 м, также размещенны- ми «конвертом». Для измерения сторон площадки целесообразно использовать мер- ный шпагат длиной 20 м. Чтобы он не путался, его наматывают на колодочки из тонких дощечек или фанеры (вместо шпагата можно использовать толстую леску на спиннинговой катушке). На выбран- ном участке натягивают шпагат, протаптывают по нему дорожку, за- тем шпагат с одного конца дорожки натягивают перпендикулярно отме- 34
чеппой стороне и снова протаптывают дорожку. Так же отмечают тре- тью и четвертую стороны. Если углы правильно определены, получа- ется квадратная площадка размером 400 м2. В четырех ее углах и в центре выделяют учетные площадки размером 2 х 2 м. Для изучения сорной растительности обычно закладывают серию учетных площадок размером 0,25 — 1,0 м2. В условиях плохой видимости или при быстрой смене фитоцено- зов (на болотах, берегах водоемов и пр.) целесообразно закладывать не площадки, а полосы (трансекты) шириной 1 — 2 м перпендикуляр- но береговой линии. Для этого натягивают параллельно 2 шпагата в 1 — 2 м друг от друга и описывают растительность на площадках 1x1 или 2 х 2 м. Для картирования растительности болот и водоемов закладывают серию трансектов. Обязательной частью описания площа- док и трансектов является указание на географическое положение, антропогенное воздействие и прочие факторы, влияющие на состоя- ние растительности. Описание фитоценозов проводится на специальных бланках, заго- товленных в необходимом количестве во время подготовительных ра- бот. Есть методы описания растительности без закладки пробных пло- щадок и трансектов, но в любом случае в описаниях должны быть отражены основные признаки фитоценоза: видовой состав, структура, основные количественные показатели отдельных видов. Для картирова- ния растительности важна точная привязка описаний к картируемым контурам растительных сообществ. Камеральная обработка материала включает определение или уточ- нение видов, гербаризацию растений, нуждающихся в более точном определении (особенно это важно для мохообразных), обсчет количе- ственных показателей хозяйственных признаков, группировку описа- ний по типам угодий или ассоциаций. 4.3.3. Заключительный этап сводится к составлению отчетов, кар- тированию угодий, написанию статей, докладов и т. п. 4.4. ИЗУЧЕНИЕ ЛЕСНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ 4.4.1. Краткая характеристика лесной растительности. Основ- ными лесообразующими породами в лесах Мордовии являются сосна, ель, липа, дуб, ясень, береза, осина, ольха. Они образуют однопородпые (чистые) или смешанные насаждения с преобладанием той или иной породы: сосняки, березняки, осинники и др. Как правило, чистые на- саждения развиваются на бедных (сосняки) или избыточно увлаж- ненных местообитаниях. Чистые березняки и осинники формируются на вырубках или при естественном зарастании залежей. Широколи- ственные леса чаще всего полидоминантные, образованные липой, ду- бом, ясенем в различных сочетаниях. По преобладающей породе вы- деляют липняки, дубняки, ясенники. Часто применяемый термин «дуб- рава» понимают как спелый полидоминантный широколиственный лес. 35
Лесные фитоценозы, как правило, имеют богатый видовой состав и сложную структуру: 2 — 3 яруса деревьев, подлесок (кустарниковый ярус), подрост (разновозрастное возобновление лесообразующих по- род), травяно-кустарничковый ярус и мохо-лишайниковый покров. Зональным типом лесной растительности на территории Мордо- вии являются широколиственные леса с преобладанием в напочвен- ном покрове сныти, осоки волосистой и разнотравья. В западных рай- онах республики и заалатырских лесничествах распространены хвой- но-широколиственные леса с участием ели, сосны, липы и дуба. На покровных флювиогляциальных песках и на пойменных террасах Мокши, Суры и их притоков распространены разные типы сосняков. На территории Симкипского лесничества распространены сосня- ки нескольких групп ассоциаций, укладывающихся в эколого-динами- ческие ряды (Сукачев, 1972). Сосняки беломошные или лишайниковые занимают небольшие площади в верхней части южных склонов песчаных дюн. Более отчет- ливо эта ассоциация выражена в средневозрастных насаждениях, во многих случаях это возрастная серия сосняков зеленомошных. Дре- весный ярус представлен исключительно сосной, подлесок отсутствует или встречаются единичные кусты ракитника. Изредка встречается угнетенный подрост сосны. Травостой изреженный и включает лан- дыш майский, прострел раскрытый, василек сумский, золотарник, хо- рошо развит лишайниковый покров из кустистых кладоний (к. лесная, к. оленья, к. альпийская). Встречаются небольшие куртины политрихума можжевельникового. Сосняки зеленомошные распространены довольно широко на бо- ровых песках. Древесный ярус состоит из сосны высоких бонитетов, в подлеске присутствуют единичные кусты ракитника, рябины. Траво- стой изреженный из вейника наземного, ландыша майского, купены, кошачьей лапки и др. Зеленые мхи образуют сплошной покров, из них наиболее характерны плевроций Шребера и дикранум волнистый, иног- да встречаются небольшие пятна птилиума перистого и гилокомиума блестящего, в более сухих местах небольшие пятна кустистых лишай- ников. В сомкнутых насаждениях слабое возобновление сосны. Само- сев сосны хорошо развивается на опушках и «окнах». В нижней части склонов, на пониженных ровных местах, вокруг переходных болот небольшие площади занимают Сосняки бруснич- ные, черничные, ландышевые с доминированием в травостое брусники, черники, ландыша. Сосняки долгомошные занимают небольшие междюнные пониже- ния, нижние части дюн, окраины болот. Древостой состоит из сосны высоких бонитетов, подлесок — из рябины и крушины ломкой, в траво- стое присутствуют вейник тростниковидный, марьяник луговой, бру- сника, седмичник. Хорошо развит моховой покров из политрихумов (п. обыкновенный, п. изящный). В отдельных местах в подлеске боль- шое участие в формировании травостоя принимает багульник болот- ный. 36
Сосняки сфагновые встречаются небольшими участками на вер- ховых и переходных болотах. В древостое присутствует сосна и бере- за пушистая, в подлеске — редкие кусты багульника и хамедафны, в травостое — пушица многоколосковая и влагалищная, осоки. Мохо- вой покров состоит из сфагпумов. Возобновление сосны слабое. Сосняки сложные распространены на маломощных песках, подстилаемых опоками и на выходах коренных пород, па склонах. В состав древостоя кроме сосны входят липа, дуб, береза повислая. Дуб и липа входят в состав первого подъяруса древостоя или образуют второй подъярус. Хорошо развит подлесок из бересклета бородавча- того, жимолости лесной, орешника. Видовой состав травостоя богат и включает много видов широколиственных лесов (неморальные виды): сныть обыкновенную, осоку волосистую, про лесник многолетний, звезд- чатку жестколистную и др. Возобновление сосны отсутствует, обилен подрост липы и всходы клена остролистного. На территории Симкинского лесничества встречаются небольшие участки сосняков пристепных с вишней кустарниковой в подлеске. В травостое присутствуют дерновинки типчака, келерия сизая, тимофе- евка степная, бубенчик лилиелистный и др. Широколиственные леса. Зональные широколиственные леса в Симкинском лесничестве находятся в кварталах 1, 175, 177. Более доступны для выездных экскурсий широколиственные леса Чамзин- ского лесничества западнее села Шугурово. Расположенные на меловых отложениях леса имеют сложный со- став. В древостое присутствует дуб черешчатый, ясень обыкновенный, липа мелколистная, осина, вяз. По происхождению эти леса поросле- вые: в подлеске — лещина, бересклет, жимолость, в небольших коли- чествах черемуха и калина; в травостое — сныть, осока волосистая, про лесник, чина весенняя, медуница; на полянах и опушках богатая травянистая растительность суходольных лугов с лугово-степными видами. В Симкинском лесничестве широко представлены пойменные дубня- ки: крапивные, крапивно-снытевые и др. В составе древостоя дуб, вяз, липа высотой 25 — 27 м. Сохранилось немало дубов (семенников) диаметром около 1 м. Возобновление древесных пород слабое. В под- леске более распространена черемуха, встречаются единичные экзем- пляры клена татарского, шиповника, смородины черной, много ежеви- ки. В травостое «господствуют» крапива двудомная, сныть, будра плю- щевидная, ландыш майский. Из злаков встречаются рэгнерия собачья, бор развесистый. На вырубках пойменных дубняков разрастаются осинники или высокорослые кустарники из орешника, клена татарского и поросли широколиственных пород. Ольшаники приурочены к избыточно увлажненным частям при- террасной поймы рек, окраинам озер и болот. Древесный ярус однопо- родный и состоит из ольхи черной или в небольшом количестве при- 37
мешивается береза пушистая; подлесок часто отсутствует или имеют- ся единичные экземпляры ивы пепельной, крушины ломкой, черемухи; на приствольных возвышениях произрастает малина. Возобновление практически отсутствует — встречаются единичные угнетенные эк- земпляры подроста ольхи и березы пушистой, на более сухих местах — слабые экземпляры подроста дуба. В зависимости от близости грунто- вых вод и степени увлажнения в травостое господствуют осоки, вер- бейник обыкновенный, лабазник вязолистный, паслен сладко-горький, вех ядовитый и др. На более сухих местах травостой состоит из кра- пивы двудомной. Березняки. В окрестностях биостанции березняки представлены преимущественно молодняком березы пушистой. Они приурочены к торфянистым почвам с близким залеганием грунтовых вод. Древо- стой состоит из березы и ольхи, подлесок редкий из крушины ломкой, ивы пепельной, па торфяниках со сфагнумом встречается багульник болотный. На более богатых местообитаниях травостой состоит из осо- ки, лабазника вязолистного, тростника, папоротника. В густых молод- няках травостой сильно изрежен. Березняки из березы бородавчатой приурочены к более сухим местообитаниям и развиваются на месте вырубленных сосняков или на зарастающих залежах. В зависимости от возраста и сомкнутости насаждений напочвенный покров их отли- чается большим разнообразием и пестротой видов. Особый интерес представляет богатое разнотравье березовых ред- колесий па месте вырубленных сосняков. В густом сомкнутом траво- стое из серпухи разнолистной, марьянников, калгана, посконника ко- ноплевого часто встречаются многие виды орхидных: венерин башма- чок обыкновенный и крапчатый, пыльцеголовник, дремлики, любки, тайник. В отдельные годы появляется надбородпик безлистный. Мно- гие из этих видов занесены в Красную книгу РСФСР. Осинники, как вторичные мелколиствешшые леса, формируются на месте вырубленных дубняков и по структуре и видовому составу близки к коренным типам широколиственных лесов. В I ярусе — осина с редкой примесью вяза; в подлеске — лещина, бересклет, жимо- лость, черемуха; в травостое — крапива, сныть, костяника, колоколь- чик скученный, нередки мертвопокровные осинники без травянистого покрова. Для поймы Суры наиболее характерны осинники крапивно-сныте- вые. Как светолюбивая пионерная порода, осина, благодаря обильной корневой поросли, активно внедряется в травянистые фитоценозы лес- ных опушек и полян, подготавливая условия для развития коренных пород: дуба, липы, вяза. Травостой таких осинников долгое время содер- жит многие виды луговой растительности. Вырубки. На месте вырубленных сосняков разрастаются вейник наземный, иван-чай, золотарник и др. Обычно они засаживаются со- сной. Вырубки пойменных дубняков и осинников на 2 — 3-й год зарастают порослью лиственных пород, в первую очередь осины. В 38
первые годы па этих вырубках буйно разрастаются сныть, крапива и другие растения, затем они заглушаются быстрорастущей порослью. 4.4.2. Описание лесной растительности. Для характеристики лесных фитоценозов многие ученые рекомендуют пробные площадки размером 100, 400, 1 000 или 5 000 м2. Многолетний опыт работы убедил, что для учебных целей целесообразно закладывать площадки размером 20 х 20 м с пятью учетными площадками 2 х 2 м по углам и в центе пробной площадки («конверт»). Описание лесного фитоценоза выполняется па специальных блан- ках. В разных вузах и ведомствах они различны, но обязательными элементами являются положение площадки, характер условий, основ- ные признаки растений, некоторые хозяйственные показатели. В ос- нову бланка Мордовского государственного университета (прил. 2) положен эстонский вариант. Методика заложения площадки приведе- на выше (см. стр. 35). В начале работы па бланке указывается дата. Название ассоциа- ции дается предварительное, окончательное может быть дано после камеральной обработки данных. Номер площадки проставляется на каждый день. Возможна и сквозная нумерация па сезон. Географическое положение указывается с достаточной полнотой: республика (область), район, населенный пункт, направление и рассто- яние от населенного пункта. Как дополнительный ориентир, можно указать помер квартала с указанием лесничества, но на общих картах квартальная сетка не приводится. При описании рельефа указывается общий характер (равнина, плоскогорье и т. п.); мезорельеф — неровности земной поверхности от нескольких метров до 5 и более километров и глубиной или высо- той от 0,5 до 10 м; микрорельеф — неровности по протяженности от 1 до 10 м и по высоте от 10 до 50 см. Положение пробной площадки в рельефе может объяснить некоторые особенности фитоценоза, по- этому указывается достаточно подробно: прирусловая пойма, верхняя часть склона и т. п. Для характеристики почвы выкапывается почвенная яма глуби- ной более 120 см и сторонами 80 и 170 см. Ориентируют яму так, чтобы одна из узких сторон к моменту окончания работы была верти- кальной до самого дна и освещена солнцем. На противоположной сто- роне делают уступы (ступеньки). Почва выбрасывается на боковые стороны, чтобы не загрязнять лицевую сторону. Вместо почвенной ямы может быть выкопана полуяма глубиной 75 — 120 см или прикопка до 75 см. После подготовки ямы зарисовывают схему почвенного разреза и дают характеристику почвенных горизонтов. Из множества систем выделения почвенных горизонтов чаще используют следующие обо- значения: Горизонт Aq — самая верхняя часть почвенного профиля, пред- ставленная различными стадиями разложения в виде лесной подстил- ки или степного войлока. 39
Горизонт Az — гумусовый, наиболее темноокрашепный в почвен- ном профиле, в нем происходит накопление гумуса. Мощность гуму- сового горизонта от нескольких сантиметров до 1,5 и более метров, цвет от черного, бурого, коричневого до светло-серого в зависимости от состава и количества гумуса. Горизонт А2 — подзолистый, элювиальный, формирующийся под влиянием кислотного или щелочного разрушения минеральной части. Это осветленный бесструктурный, рыхлый горизонт (горизонт вымы- вания). Горизонт В — располагается под элювиальным. Это бурый, охри- сто-бурый, красновато-бурый уплотненный, хорошо оструктуренный горизонт (горизонт вмывания, иллювиальный). Горизонт С — материнская (почвообразующая) порода, не затро- нутая специфическими процессами почвообразования. При характеристике почвы в полевых условиях указываются ее тип и механический состав. Простейший («мокрый») метод определе- ния механического состава почвы в полевых условиях: — песчаная — влажный комок почвы не скатывается в шарик, рассыпается; — супесчаная — шарик сохраняет форму, по в «колбаску» не скатывается; — суглинистая — влажная почва скатывается в «колбаску», но при попытке согнуть в колечко разламывается; — глинистая — влажная почва скатывается в «колбаску» и сги- бается в колечко. При характеристике водного режима указывается источник по- ступления влаги в фитоценоз: атмосферные осадки, паводковые воды, близость грунтовых вод. Под антропогенным воздействием понимают любое вмешательство человека: санитарные и браконьерские вырубки, выпас скота. При характеристике древостоя состав указывается с принятыми в лесном хозяйстве правилами: общее количество деревьев принимает- ся за 10 и доля каждого вида определяется из этой величины. Напри- мер, состав чистого сосняка записывается как 10 С, березняка — 10 Б, осины — 10 Ос, ольхи — 10 Ол, липы — 10 Лп, дуба — 10 Д, ясеня — 10 Яс. Если насаждение смешанное, то состав отражает соотношение пород. Например, на площадке 20 одновозрастных деревьев дуба, липы, ясеня, причем дуба — 12 деревьев, липы — 6, ясеня — 2. Тогда состав древостоя выражается формулой 6ДЗЛп1Яс. Незначительная примесь других пород менее 1 записывается через плюс (+) без указания ве- личины, например 10С+Б. Сомкнутость крон определяется глазомерно и выражается в про- центах (%). При заполнении таблички пункта А (см. прил. 2) перечисляются все виды деревьев I и II ярусов, подсчитывается их количество на всей пробной площадке, что позволит сделать пересчет числа деревьев на 1 га. 40
Высоту деревьев определяют специальными высотомерами или мерной вилкой. При отсутствии оборудования высоту измеряют по ветровальным или срубленным деревьям (при браконьерских выруб- ках верхушка дерева, как правило, остается на месте и можно изме- рить расстояние от пня до макушки) или косвенным образом по подо- бию треугольников (рис. 4.4). а Рис. 4.4. Измерение высоты дерева по подобию треугольников (а) и с помощью самодельного высотомера (б) Для определения высоты деревьев можно изготовить простой ком- пактный высотомер из листа картона (фанеры, пластика) (рис. 4.5). На лист (21 х 30) наносится сетка квадратов со сторонами 2,5 см, а из точки А — веером лучи с интервалом 5°. От точки А вправо наносят- ся величины, определяющие высоту (h), вниз — расстояние от изме- ряемого дерева (L). В точках А и В делают небольшие отверстия (до 1 мм), в одно из них (в точке А) прикрепляется прочная нитка длиной 30 — 35 см с небольшим грузом на конце. Для определения высоты выбирают дерево, у которого хорошо видна макушка. На расстоянии 40 — 45 м визируют линию АБ на верхушку дерева (см. рис. 4.4, б). Фиксируют угол, который показывает нитка с грузом, и па пересечении линий определяют высоту. Например, на расстоянии 40 м зафиксирован угол 25°, что соответствует на 40-мет- ровой линии высоте 18 м. Общая высота дерева будет составлять сум- му найденной величины с ростом наблюдателя: 18 м + 1,6 м = 19,6 м. Для получения точного результата измерение необходимо прово- дить на ровной площадке и для удобства визирования в отверстиях А и В зафиксировать нитку подручным материалом (хвоинки, соломинки). 41
Рис. 4.5. Самодельный прибор для определения высоты дерева Рис. 4.6. Мерная вилка Диаметр деревьев измеряет- ся мерной вилкой (рис. 4.6), или мерной лентой измеряется окруж- ность дерева и полученная ве- личина делится на 3,14 (дли- на окружности = 2лг). Возраст определяется по годичным коль- цам на находящихся поблизо- сти пнях сходной толщины. Бонитет деревьев — пока- затель хозяйственной произво- дительности леса. Он зависит от 42
природных условии и воздействия человека па лес, характеризуется размером прироста древесины (нередко высотой деревьев) в сравни- мом возрасте. Выделяют 5 классов бонитета: от 1-го (наиболее произ- водительного) до 5-го (Реймерс, 1990). Определяется бонитет по спе- циальным таблицам или бонитировочным кривым (рис. 4.7). Рис. 4.7. Кривые для определения бонитета Запас древесины определяется суммой попере'чного сечения ство- лов и высоты. Для определения суммы поперечного сечения суще- ствуют специальные полнотомеры (рис. 4.8). Лесоводы используют призму Анучина (рис. 4.8Б), представляющую собой часть прозрачно- го клина. Если смотреть через призму на ствол дерева, то вычленяет- ся участок ствола. Чем он тоньше или чем дальше дерево от наблюда- теля, тем сильнее «отходит» он от своего места. Выделяют 3 положе- ния участка (рис. 4.8Г). Если дерево толстое или расположено близ- ко, то участок в призме остается в пределах ствола (в). У некоторых деревьев участок «смещается» до края ствола (б); если дерево далеко, участок в призме «смещается» за пределы ствола (а). 43
Рис. 4.8. Определение запаса древостоя: А — полнотомер Битерлиха; Б — призма Анучина; В — портативный полнотомер эстонских ботаников; Г — определение круговой пробы приз- мой Анучина: а — 0; 6 — 0,5; в — 1; Д — определение круговой про- бы полнотомером: а — 0; б — 0,5; в — 1 Сумма сечений (круговая проба) определяется следующим обра- зом (рис. 4.8Г): наблюдатель становится в середине пробной площад- ки, держа призму в вытянутой руке, поочередно наводя па окружаю- щие его деревья по кругу. Деревья, у которых участок в призме соот- ветствует положению в, принимаются за 1, в положении б — за 0,5, в положении а — не учитываются. Осмотрев все деревья, складывают полученные величины, сумма которых составляет так называемую круговую пробу. Затем по специальной номограмме определяют запас древостоя (рис. 4.9). Для определения запаса древесины па левой шкале номограммы находят величину соответствующей породы, а на правой — величину круговой пробы. Прямая линия, соединяющая эти точки, на средней шкале покажет запас древесины на 1 га. Например, если высота сосны 27 м, а круговая проба равна 18, то запас древесины на 1 га будет 220 м3. Для определения запаса древесины эстонские ботаники предло- жили простейшее приспособление па базе полпотомера Битерлиха (см. рис. 4.8А). Непрозрачную пластинку с вырезом шириной 1 см привязывают к нитке длиной 0,5 м (см. рис. 4.8В). Держа одной рукой свободный конец нитки у глаза, другой рукой с пластинкой на- 44
тягивают нитку, так же, как с призмой Анучина, просматривают через вырез все окружающие деревья. Здесь также возможны 3 положения (см. рис. 4.8Д): положение в принимается за 1, положение б — за 0,5, положение а — не учитывается. Затем по полученной сумме показате- лей по номограмме определяют запас древесины па 1 га. Высота, м Породы Сосна Лиственница Осина Ольха Ель, пихта, кедр, бук Дуб Число дпи*вьеы ни круговой пробе, равное гумме площа- дей сечений всех деревьев на 1 га, м2 •ЮС” г-“00 мо-4 Ё-зоо 203—: 150 — —150 Рис. 4.9. Номограмма для определения запаса и состава древостоя Завершив характеристику древостоя пробной площадки, присту- пают к изучению подроста, подлеска и напочвенного покрова. Опыт показывает, что лучше давать характеристику этих компонентов сооб- щества последовательно. Отмерив в одном углу пробной площадки учетную площадку размером 2 х 2 м, подсчитывают возобновление лесообразующих пород (всходы, сеянцы, подрост) и заносят в графу 1 численности в таблице возобновления (см. прил. 2). Затем подсчиты- вают число кустарников по видам и заполняют графу 1 численности в таблице кустарникового яруса. После этого также заполняют графу 1 численности по травянистому и моховому покрову. При сильном тра- востое и для мохового покрова вместо численности указывают проек- тивное покрытие. Закончив работу на этой учетной площадке, переходят ко второй, затем к следующим, заполняя графы 2, 3, 4, 5 численности в соответ- ствующих таблицах. После заполнения 5 граф численности внима- 45
телыю обследуют всю пробную площадку и, обнаружив новые виды, не встреченные на учетных площадках, записывают их в соответству- ющие таблицы, а количественные показатели заносят в графу 6 чи- сленности. Высоту растений на учетных площадках указывают в сантимет- рах, фенологическое состояние — условными значками, предложен- ными В. В. Алехиным (прил. 3). Впеярусную растительность (лианы, эпифиты) без количественных показателей указывают для всей проб- ной площадки. В заключение дают дополнительные хозяйственные показатели или рекомендации (например, «20 % осины поражено трутовиком», «провести прореживание» и т. п.). Завершив работу на площадке, закладывают в гербарную папку пронумерованные незнакомые растения. Собирают все снаряжение и переходят к следующему фитоценозу или другой пробной площадке в этом же фитоценозе, если контур достаточно велик. Ежедневно после завершения полевых работ на базе уточняются виды растений, заменяются номера в бланках па названия растений, если удалось их определить; закладываются растения в пресс для сушки; делаются расчеты запаса, бонитета и др. 4.5. ИЗУЧЕНИЕ КУСТАРНИКОВОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ 4.5.1. Общая характеристика кустарниковой растительности. Кустарники как биоморфа входят в состав лесной растительности как подлесок, но могут образовывать и самостоятельные заросли. В хо- зяйственном отношении кустарниковая растительность считается наи- менее ценной, поэтому лесники и земледельцы стараются ее уничто- жать, заменяя лесами или лугами. В природных экосистемах кустарниковые заросли играют опреде- ленную роль, часто занимают биотопы, непригодные под другие уго- дья. На склонах кустарники уменьшают почвенную эрозию, на опуш- ках они препятствуют проникновению луговых злаков в лесной тра- востой, создают благоприятные условия для возобновления лесной ра- стительности. Кустарниковые заросли являются местообитанием мно- гих видов животных, предоставляя им кров и пищу. По приуроченности к экотопам и доминантам кустарниковые за- росли на территории Мордовии можно объединить в 4 формации: заросли степных кустарников, олиготрофные кустарники верховых и переходных болот, мезотрофные высокорослые кустарники и ивняки. Степные кустарники в окрестностях Симкинской биостанции пред- ставлены небольшими зарослями спиреи городчатой в прирусловой части поймы Суры. Кустарники не образуют сомкнутый полог, поэто- му хорошо развит травянистый покров из ксероморфных злаков. За- росли багульника, голубики и хамедафны встречаются по окраинам верховых и переходных болот, а также в междюнных понижениях 46
среди сосняков зеленомошных. Травостой изреженный состоит из ти- пичных бореальных и болотных элементов — грушанок, брусники, черники, в моховом покрове политрихума куртины сфагнумов. Высокорослые мезофитные кустарники из клена татарского, ле- щины, черемухи, порослевого дуба распространены в центральной пой- ме Суры, где чаще всего II ярус состоит из бересклета, жимолости, шиповника, ежевики. Эти кустарники могут образовывать опушку по периферии зарослей. Травостой в изреженных зарослях состоит из неморальных элементов — сныти, ландыша, про лесника и др. Ивняки составляют разнородную группу и имеют определенную приуроченность к соответствующим экотопам. На прирусловых пес- чаных наносах распространены заросли ивы остролистной, корзиноч- ной, белой, трехтычиночной. Последние часто образуют монодомипант- ные заросли вдоль проточных водоемов и по берегам озер. Вокруг болот и зарастающих озер на пониженных заиленных участках пре- обладает ива пепельная. Другие виды кустарниковых ив самостоя- тельные заросли образуют редко. Травостой кустарниковых ивняков сильно зависит от сомкнутости верхнего полога и степени увлажне- ния экотопа. Кустарниковые формы ивы остролистной в притеррасной части поймы и на песках часто изрежены и имеют парковый характер. Прак- тически это комплексы кустарниковой и луговой растительности. За- росли вдоль речных берегов часто имеют ленточный характер и обра- зованы ивой корзиночной, трехтычиночной, белой. Также ленточный характер имеют заросли ивы вокруг озер и низинных болот. 4.5.2. Методы изучения кустарниковой растительности. Ввиду большого разнообразия кустарниковых зарослей единая методика их изучения невозможна, поэтому используются как метод пробных пло- щадок, так и метод трансектов. Описание изреженных высокорослых кустарников выполняется по типу лесных фитоценозов на пробных площадках размером 20 х 20 или 15 х 15 м. При описании степных кустарниковых заро- слей и фитоценозов олиготрофных болот применимы пробные пло- щадки размером 10 х 10 м; для описания можно использовать бланки для описания лесного фитоценоза или специальные бланки, в кото- рых исключены таблицы по древостою и возобновлению. В густых непроходимых кустарниковых зарослях практически невозможно за- ложить пробные площадки, поэтому для описания таких, а также лен- точных зарослей вдоль рек, вокруг болот и озер применяют метод ленточных трансектов (см. стр. 50). В высокорослых зарослях закла- дывают трансекты шириной 2 м, в низкорослых — достаточно 1 м. Для описания трансектов используют специальные бланки (прил. 4). На сравнительно коротких трансектах даются характеристики растений па всех площадках по длине трансекта, при большой дли- не трансекта описывают площадки выборочно по регулярной схеме или по случайным числам. Например, при описании по регулярной схеме дают характеристики через 1 или 2 участка. При другом спосо- 47
бе площадки описывают согласно таблицам случайных чисел. В лю- бом случае описывается не менее 10 учетных площадок па один трап- сект. На крутых склонах и площадках с меняющимся характером растительности лучше давать характеристику видов на всех площад- ках трапсекта. 4.6. ИЗУЧЕНИЕ ЛУГОВОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ 4.6.1. Основные признаки луговой растительности. Травянис- тая растительность с доминированием многолетних трав присуща эко- системам с разным режимом увлажнения: болотной, луговой, степной, пустынной. Резких переходов между ними нет, поэтому методика изу- чения их в принципе одинакова. На территории Мордовии преобла- дает травянистая растительность, используемая под сенокосы и паст- бища. Луга, по определению А. П. Щенникова, — «тип биогеоценозов, в которых растительность представлена ассоциациями многолетних тра- вянистых мезофитов» (цит. по: Работпов, 1984). Луга речных пойм, за- ливаемые паводковыми водами, называют пойменными или заливными; незаливаемые луга называют суходольными или материковыми. По доминированию видов различают ассоциации: злаковые, злаково-бо- бовые, злаково-бобово-разнотравные. Травянистая растительность в окрестностях Симкинской биостан- ции представлена пойменными лугами разных уровней. Вдоль русла реки (на гривах) распространены сильно ксерофитизированные тра- востои из типчака и других мезоксерофитов. Луга центральной поймы красочные, со сменой аспектов. Из зла- ков доминируют овсяница луговая, кострец безостый, тимофеевка лу- говая, лисохвост; бобовые представлены клевером луговым, люцерной серповидной; богато разнотравье лабазником обыкновенным, тысяче- листником, щавелем и др. В притеррасной части поймы, в промоинах преобладают луга с более влаголюбивыми травами: бекмапией, лабаз- ником вязолистным, осоками. Суходольные луга распространены по опушкам и на полянах ши- роколиственных лесов, на склонах. На склонах у села Симкино сухо- дольные луга содержат много видов трав, свойственных северным лу- говым степям: ковыль перистый, типчак, клевер горный, лабазник обык- новенный, зоппик, адонис и др. Сокращение выпаса скота на склонах способствовало разрастанию ковыля перистого, горошка тонколистно- го и др. 4.6.2. Методика изучения луговой растительности. Основным методом описания луговых фитоцеиозов является метод пробных пло- щадок, позволяющий охарактеризовать основные признаки и хозяй- ственную ценность луговой растительности. Закладывают площадку размером 100 м2, для уточнения распределения видов и количествен- ных параметров закладывают 5 учетных площадок по 1 м2 по углам и 48
в центре. Описание растительности выполняется на специальных блан- ках. Содержание бланков разных учреждений имеет детальные отли- чия, но предусматривает основные признаки фитоценозов и хозяй- ственные показатели. Для учебных целей предлагаем бланк с более подробной характеристикой растений (прил. 5). Для оценки массы травостоя с одной учетной площадки срезается весь травостой на высоте 3 — 4 см и взвешивается. Большая репрезен- тативность выборки будет в том случае, если с 4 площадок срезать по 0,25 м2 травостоя. После взвешивания пробы разбирают на 4 фрак- ции: злаки, бобовые, разнотравье, осоки. Каждую фракцию взвешива- ют отдельно и вычисляют долю участия в процентах. Если проба слишком большая, составляют среднюю пробу, для чего всю срезан- ную массу делят на 4 примерно равные части, 2 части объединяют и смешивают. Если и эта проба велика, процедуру повторяют. Перед разборкой на фракции среднюю пробу взвешивают и от этой величи- ны определяют процент каждой фракции. Для предотвращения силь- ного усыхания образцы укосов (средняя проба) упаковывают в поли- этиленовые мешки. Незнакомое растение заносят в бланк под определенным номером и берут в гербарную папку для дальнейшего определения и гербари- зации. Ежедневно после полевых работ на базе уточняются виды неизве- стных растений, номера в бланках заменяются названиями, делаются соответствующие дополнения в полевом дневнике, закладываются ра- стения на сушку. Если в полевых условиях не был сделан разбор укосов, эта работа выполняется на базе. 4.7. ИЗУЧЕНИЕ БОЛОТНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ Под болотами понимают избыточно увлажненные участки земли, на которых происходит накопление неразложившегося органического вещества, превращающегося затем в торф. Если толщина торфяного слоя менее 30 см — это заболоченные земли (Реймерс, 1990). Растительность болот и состав торфа зависят от характера пита- ния болот, т. е. источника поступления воды. Если в болото поступа- ют минерализованные грунтовые воды — это низинные (эвтрофные) болота, содержащие низинный торф с высоким содержанием золы. Обычно эти болота расположены в поймах рек, в притеррасной части или на месте зарастающих стариц. В составе растительности присут- ствуют осоки (о. пузырчатая, о. стройная, о. острая и др.), тростник, манники и др. Источником поступления воды в верховых болотах являются атмосферные осадки, а минеральные вещества поступают с пылью, соответственно, в этих болотах образуется малозольный торф. В растительном покрове доминируют сфагновые мхи, пушица, осоки. Переходные болота имеют промежуточные признаки. Из древесных 49
пород присутствуют сосна обыкновенная (болотные формы), береза пушистая, из кустарников — багульник, хамедафна, голубика; на ни- зинных — ольха клейкая, береза пушистая. Растительность болот часто имеет комплексный характер или ас- социации располагаются поясами, поэтому при их изучении не всегда можно использовать метод пробных площадок. В этом случае целесооб- разно закладывать несколько трапсектов, пересекающих все болото или расположенных радиально. Ширина трапсектов определяется ха- рактером растительности. Если на болоте имеется древесно-кустарни- ковая растительность, то трапсекты закладывают шириной 2 м, если болото с травянистой растительностью или сплошь покрыто сфагно- выми мхами, то достаточно 1 м. Трапсекты закладываются на одина- ковом расстоянии друг от друга (20 — 50 м) перпендикулярно краю болота. Количество и расстояние между ними определяются размера- ми болота и необходимой подробностью описания. Описание растительности выполняется на специальных бланках (прил. 6). Сначала заполняют адресную часть бланка (общие сведе- ния), затем последовательно описывают учетные площадки (1x1 или 2 х 2 м), характеризуя виды растений: размеры, фенофаза и основные количественные показатели. 4.8. ИЗУЧЕНИЕ ВОДНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ Характер растительности водоемов зависит от состава воды, ско- рости течения, глубины водоема, характера дна. Наиболее богата вод- ная растительность в неглубоких озерах, прудах, речных заводях со стоячей или слабопроточпой водой. Здесь можно наблюдать измене- ние видового состава растений с изменением глубины. У берега рас- тут полупогруженпые растения: стрелолист, ежеголовник, сусак, неко- торые осоки, хвощи и другие, здесь же можно обнаружить ряски, водо- крас, элодею. Глубже располагаются прикрепленные растения с пла- вающими листьями — кувшинки и кубышки, полностью погруженные рдесты. В некоторых водоемах доминирует какой-либо вид: поверх- ность водоема полностью закрывает ряска или телорез, вытесняя все другие виды. Наиболее приемлемым методом описания водной растительности является метод линейных трапсектов. Для этого с одного берега на другой натягивается шпагат и вдоль пего через равные промежутки (1 —2 м) измеряется глубина водоема и указываются виды растений, находящиеся как на поверхности воды, так и в ее толще. Работа про- водится в лодке. Описание выполняется па специальном бланке (прил. 7), на котором зарисовывается схема водоема с расположением трапсектов и измерением глубин. Для более детальной характеристи- ки водоема необходим точный план в масштабе 1:10 000 или 1:5 000 (иногда крупнее). Работа по изучению водной растительности может быть дополнена анализами воды. 50
4.9. ИЗУЧЕНИЕ СОРНО-ПОЛЕВОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ В отличие от естественных фитоценозов, сформировавшихся в процессе длительной эволюции, посевы сельскохозяйственных куль- тур со «свитой» сорняков имеют сравнительно небольшой историче- ский возраст. Засеянные поля, посадки овощных культур и сады рассматриваются как агрофитоценозы и состоят из двух основных компонентов — культуры и набора сорных растений. Агрофитоцено- зы как экосистемы очень неустойчивы и сохраняются только в резуль- тате деятельности человека. При соблюдении правил агротехническо- го возделывания сельскохозяйственных культур доминантами агро- фитоценозов являются возделываемые растения, но в отдельных слу- чаях ими могут становиться и сорняки, чаще всего корнеотпрысковый трудноискорепимый бодяк полевой. Почва всегда насыщена зачатками сегетальных сорняков (семена, корневища, корни), поэтому посевы имеют довольно сложный и ста- бильный видовой состав и все присущие признаки фитоценозов. Изу- чаются агрофитоценозы в основном для решения важнейшей пробле- мы — борьбы с сорной растительностью. Результатом этих работ яв- ляются карты засоренности полей. Для разработки мер борьбы с сорняками растения объединяют в группы: малолетники, корневищные, корнеотпрысковые истержнекор- певые многолетние. В зависимости от преобладания той или иной группы различают: типы простой засоренности — малолетний, корневищный, корпеотп- рысковый; типы сложной засоренности — корневищно-малолетний, кор- певищно-корнеотпрысковый, корпеотпрысково-малолетний, корневищ- по-корнеотпрысково-малолетний. Типом засоренности определяются мероприятия по борьбе с сорной растительностью. Основным методом изучения сорно-полевой растительности яв- ляется метод площадок. В зависимости от культуры и степени засо- ренности закладывают серию учетных площадок размером 0,25; 0,5 или 1 м2. Чаще их размещают по диагонали поля, но могут быть и другие варианты. При этом должна соблюдаться репрезентативность выборки. Площадки размещают на равном расстоянии друг от друга (регулярная выборка) или по таблицам случайных чисел. Количе- ство площадок должно обеспечивать статистическую достоверность результатов, поэтому обычно закладывают 20 — 25 площадок на од- ном поле. Оптимальным сроком проведения учетов считается фаза кущения основной культуры. Работа осложняется тем, что сорняки находятся в вегетативном состоянии, но благодаря этому наносится минимальный ущерб посевам. При глазомерной оценке дается общая засоренность без учета видового состава, что затрудняет составление карты засорен- ности и проведение агротехнических и химических мер борьбы с сорня- ками. 51
Описание сорно-полевой растительности выполняют на специаль- ных бланках (прил. 8), где предусмотрены географическое положение поля, характер условий и описание видов сорняков, показывается схе- ма поля и размещения учетных площадок. Для культур сплошного посева используют квадратные рамки со сторонами 50 см, которые в поле накладывают так, чтобы противоположные ее углы размещались на одном или соседних рядах (по диагонали). На пропашных культу- рах лучше закладывать учетные площадки размером 0,5 или 1 м2; площадки также размещаются по диагонали, желательно, чтобы проти- воположные углы находились на соседних рядках. В бланке для каждого вида сорняка на учетной площадке указы- вают фенофазу, высоту и количество, неизвестные виды нумеруют и берут в гербарную папку для определения. При камеральной обработке полевых описаний проводят статис- тическую обработку результатов и устанавливают тип засоренности и ее степень, которая определяется по четырехбаллыюй шкале: — I — слабая: единичные сорняки; — II — средняя: количество сорняков до 1/4 травостоя посевов; — III — сильная: засоренность близка к густоте культурных рас- тений; — IV — очень сильная: сорные растения преобладают над куль- турными. Если таким образом исследовать все поля хозяйства, можно соста- вить карту засоренности, на которой цветом показать тип засорен- ности, а интенсивностью цвета — степень засоренности. 4.10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСОВ ДИКОРАСТУЩИХ ПОЛЕЗНЫХ РАСТЕНИЙ Современное ботаническое ресурсоведение основано на примене- нии положений и методов геоботаники, которые изложены в специаль- ной литературе: «Введение в геоботанику» А. П. Шенникова (1964), «Геоботаника» П. П. Ярошенко (1969), «Фитоценология» Т. А. Работ- нова (1978) и в изданиях АН СССР «Полевая геоботаника» (Т. 1—5. 1959 - 1976). В ботаническом ресурсоведении под термином «растительные ре- сурсы» понимают все потенциальные богатства, которые содержатся во флоре и растительном покрове Земли и обусловливают существо- вание человека. Биологические ресурсы относятся к категории исчерпаемых, но возобновляемых. Термин «ресурсы» происходит от французского «среда», «запасы», поэтому часто применяются комбинированные тер- мины: «ресурсы растений», «ресурсы сырья», «сырьевые ресурсы». В этих словосочетаниях термин «ресурсы» включает в себя и количе- ственное понятие «запасы». 52
При проведении ресурсоведческих работ исследователь должен четко различать следующие понятия. Продуктивные растительные сообщества — это участки ассо- циаций, на которых произрастают продуктивные популяции полез- ных растений, пригодных для проведения заготовок сырья. Площадь продуктивного сообщества — участок заготовки. Продуктивная популяция дикорастущих полезных растений в ресурсоведческих работах называется «массив ДПР» или «заросли ДПР». Совокупность растительных группировок, к которым приурочена популяция полезного растения, называют цепокомплексом вида, а их пространственное размещение — ареалом ценокомплекса. При уста- новлении цепокомплекса полезного растения необходимо рассматри- вать только полезные растительные сообщества, имеющие практиче- ское значение для заготовок сырья. Биологический запас — количество сырья, которое можно загото- вить на площади участка заготовок «массива» в зарослях. Выражает- ся в единицах массы (кг; т). Эксплуатационный запас — количество сырья, которое можно заготовить на площади участка заготовки полезного растения, не под- рывая возможности обновления растений и регенерации популяции. Выражается в единицах массы (кг; т). Возможная ежегодная заготовка — часть суммарных эксплуата- ционных запасов сырья, которую можно ежегодно использовать при введении очередности эксплуатационных участков заготовки. Выра- жается в единицах массы (кг; т). Очередность заготовки — периодичность использования выяв- ленных при ресурсоведческом обследовании участков заготовки по- лезных растений. Период очередности — это время, включающее число лет эксплу- атации и восстановления популяции после заготовки сырья. В основе расчета биологического и эксплуатационного запаса сырья лежит оп- ределение его плотности на участке заготовок «массива» в зарослях дикорастущих полезных растений. Плотность запаса сырья — это средняя масса сырья на единицу площади «массива» заросли дикорастущего полезного растения. Выра- жается в единицах массы, отнесенной к единице площади «массива», «заросли полезного растения» (г/м2; кг/га; т/га). Методика подсчета ресурсов дикорастущих полезных растений своеобразна почти для каждого вида. Применение той или иной ме- тодики зависит от специфики изучаемого растения (его размеров, диффузности (рассеянности) произрастания, степени приуроченно- сти к определенным растительным сообществам), наличия в распоря- жении исследователя геоботанических или лесных карт, их масштаба и др. Наиболее точным, понятным и трудоемким является метод пря- 53
мого подсчета сырья на выявленных во время маршрутных ходов зарослях. При этом определяется средний запас сырья на 1 м2 (на 4 м2, па 10 м2) в зависимости от размеров растения и его диффузло- сти. Определяется общая площадь заросли и ее контур (выдел) на- носится па карту маршрута. Такой метод применим для растений, не имеющих приуроченности к определенным растительным сообществам. Это прежде всего относится к сорным и полу сорным растениям, встре- чаемость и обилие которых зависит от деятельности человека. Так же подсчитываются и картируются ресурсы культивируемых расте- ний. Определение запасов сырья полезных растений складывается из следующих задач: 1) определение площади, занимаемой растительным сообществом с участием изучаемого вида, т. е. определение площади выдела; 2) определение обилия в пределах сообщества, т. е. определение густоты заросли; 3) определение запаса сырья на единицу измерения (на 1 экземп- ляр, на 1 побег, на 1 % проективного покрытия). В тех случаях, когда определение границы экземпляра по надзем- ным органам затруднительно (ландыш, диоскорея, лимонник, малина, шиповник), учетной единицей измерения принимается побег. Если растение образует сплошную куртину (плаун булавовидный, ромашка, черника), учетной единицей измерения считают 1 % проективного по- крытия площади. В этом случае определяется вес сырья с 1 % пло- щади проективного покрытия. Определение веса сырья должно проводиться сразу после его сбо- ра. Нельзя проводить сбор после дождя и во время росы. Коэффици- енты усушки некоторых видов приведены в табл. 4. 2. Таблица 4. 2 Данные для расчета сухой массы сырья (выход сырья в % от сырой массы) (Рекомендации..., 1982) Лекарственные растения Лекарственное растительное сырье Выход сухой массы сырья, % 1 2 3 Аир болотный корневище 30 Багульник болотный трава 32 - 36 Береза бородавчатая почка 40 Белена черная лист 20 Бессмертник песчаный цветки 33 Брусника лист 45 54
Продолжение табл. 4. 2 1 2 3 Валериана лекарственная корневище с корнями 25 Василек синий цветки 22 Горец перечный трава 25 Горец почечуйный трава 20 - 22 Горец птичий (спорыш) трава 22 Горец змеиный корневище 33 Донник лекарственный трава 25 Дуб черешчатый кора 45 Душица обыкновенная трава 25 - 28 Жёстер слабительный плоды 16 - 17 Зверобой продырявленный трава 30 Земляника лесная лист 20 Калина обыкновенная кора 40 Крапива двудомная лист 22 Крушина ольховидная кора 37 - 47 Ландыш майский лист 25 Ландыш майский трава 25 Ландыш майский соцветия 14 Лимонник китайский плоды 20 Липа сердцевидная цветки 25 Лапчатка прямостоячая корневище 28 Мать-и-мачеха лист 15 Мать-и-мачеха цветки 15 Можжевельник обыкновенный плоды 45 Одуванчик лекарственный корень 33 - 35 Ольха серая и клейкая «шишки» 30 - 40 Папоротник мужской корневище 30 Пастушья сумка трава 26 Пижма обыкновенная цветки 22 - 25 55
Окончание табл. 4. 2 1 2 3 Плаун булавовидный споры, ликоподий 7-5 Подорожник большой лист 15 Полынь горькая лист, трава 15 - 25 Пустырник пятилопастный трава 25 Ромашка аптечная цветки 20 Ромашка душистая цветки 20 Рябина обыкновенная плоды 30 Сосна обыкновенная почки 40 Сушеница топяная трава 23 Толокнянка обыкновенная лист 50 Трилистник водяной лист 16 Тысячелистник обыкновенный трава 22 Тысячелистник обыкновенный цветки 22 Фиалка трехцветная трава 20 Хвощ полевой трава 20 - 25 Чабрец трава 32 Чемерица Лобеля корневище с корнями 25 Череда трехраздельная трава 20 - 25 Чистотел большой трава 23- 25 Черника плоды 13 Шиповник, разные виды плоды 32 - 33 Щавель конский корень 33 Яснотка белая (глухая крапива) венчики цветков 18 Если изучаемое растение в таблице отсутствует, то необходимо определить коэффициент усушки один раз и в дальнейшем пользо- ваться им при пересчете веса свежесобранного сырья на воздушно-су- хое сырье. Определение площади выдела проводится непосредственным из- мерением на местности или по размерам его контура на карте с уче- том масштаба. Густота заросли определяется числом экземпляров изучаемого растения па единицу площади или процентом проективного покрытия. 56
Определение запаса сырья на единицу измерения (на 1 экземп- ляр, на 1 побег, на 1 % проективного покрытия). Определение веса модельных экземпляров — это наиболее трудо- емкая, но необходимая часть работы, так как растения одного вида в разных местообитаниях сильно отличаются по своим размерам, а сле- довательно, и по запасам сырья. Для этого, в зависимости от условий, с 3—10 учетных площадок берут по 50 экземпляров данного вида и у каждого взвешивают органы, используемые как сырье. Записыва- ют данные по каждому экземпляру и вычисляют средний вес сырья с одного экземпляра растения. Для растений типа черники, где используются плоды, на 100 эк- земпляров определяют число ягод (зрелых и незрелых вместе). Для ромашки и других растений, где используются соцветия, определяют среднее число соцветий. Затем устанавливают средний вес одной зре- лой ягоды (соцветия) в результате 100 взвешиваний по одной ягоде (соцветию) или (что менее точно) в результате трехкратного взвеши- вания по 100 ягод (соцветий) с последующим определением среднего веса одной ягоды (соцветия). Получив необходимые данные: общий размер выдела, среднее число экземпляров на 1 м2 и средний вес сырья с данного выдела, перемно- жив полученные показатели, устанавливают запасы сырья на данном выделе.
5. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП ПОЛЕВЫХ БОТАНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ Экскурсия считается законченной, если весь собранный материал обработан и изучен. Его дальнейшая обработка позволяет восстано- вить последовательность проведения экскурсии, дополнить, углубить и обобщить знания. Студенты описывают каждую экскурсию, отмечая экологические особенности места ее проведения, приводят список за- регистрированных в данной местности видов растений. Важным моментом работы является определение вида растений, в процессе которого проявляется творческая деятельность студентов, устанавливающих научное название и принадлежность растения к той или иной систематической группе (таксону) — порядку, семейству, виду. Характерные признаки семейств, родов и видов обусловлены их морфологическими особенностями. Чтобы научиться определять рас- тения, необходимо знать морфологию их вегетативных и генератив- ных органов, пользоваться определителями, которые включают флору района прохождения практики. Для нашего региона можно пользо- ваться определителями: «Флора средней полосы европейской части СССР» (Маевский, 1964), «Определитель весенних и осенних рас- тений Среднего Поволжья и Заволжья» (Терехов, 1969), «Определитель растений Мещеры» (1986 — 1987), «Определитель луговых злаковых трав Нечерноземной зоны» (Виноградова, 1984), «Определитель сосу- дистых растений центра Европейской России» (1995) и др. При со- ставлении списка растений можно воспользоваться книгами «Флора Мордовской АССР» (1968), «Конспект флоры Мордовского Прису- рья: Сосудистые растения» (Тихомиров, Силаева, 1990), «Школьный атлас-определитель высших растений» (Новиков, Губанов, 1985). В определителях приводятся таблицы для выявления отдела, класса, семейства, рода и вида растения. Каждая таблица состоит из про- нумерованных ступеней и построена по парному (дихотомическому) принципу. В процессе определения растения необходимо провести тщательный морфологический анализ вегетативных и генеративных органов, отме- тив наиболее характерные признаки, внимательно прочитать «тезы» и «антитезы» каждой ступени, учитывая весь комплекс указываемых признаков. Незнакомую терминологию следует выяснить по слова- рям-справочникам или предметным указателям, помещенным в конце каждого учебника. Морфобиологическая характеристика растений дается во многих 58
руководствах учебно-полевой практики по ботанике, но наиболее пол- ной является схема, приведенная Г. А. Бавтуто (1990), где растения описываются по следующему плану (приводится в сокращении): 1) расположение побегов в пространстве по способу их роста и направлению; 2) стебель (форма, наличие или отсутствие полости, поперечное сечение); 3) листорасположение; 4) характер опушения побега; 5) почки (форма, внешний вид, способ прикрепления, расположе- ние); 6) листья (простые цельные, лопастные, раздельные, рассеченные, сложные, способ прикрепления, наличие прилистников); 7) форма листовой пластинки, край листа; 8) жилкование; 9) характер основания, верхушки листа: особенности верхушеч- ных и низовых листьев; 10) подземные органы (однолетние или многолетние); И) подземные побеги (корневище, клубень, луковица); 12) корневая система; 13) соцветие; 14) цветок; 15) андроцей; 16)гинецей; 17) тип завязи; 18) расположение частей цветка; 19) формула и диаграмма цветка; 20) приспособление к опылению; 21) плод; 22) семя; 23) способ распространения плодов и семян; 24) роль растения в фитоценозе; 25) использование растения. Камеральная обработка собранного полевого материала по каж- дой группе растений или типу растительности имеет свою специфику, которая подробнее раскрывается в специальных руководствах. Заключительным этапом любого исследования является обобще- ние результатов в виде отчета, научного сообщения (доклад или ста- тья), рекомендаций для производства или охранных мероприятий для администрации региона. Заключительным этапом учебной полевой практики является со- ставление отчета с приложением сводного флористического списка, обработанных бланков описаний фитоценозов, оформленного герба- рия. Отчеты защищаются публично. Собранные коллекции, гербар- ные образцы, флористические списки, бланки описаний передаются в музеи, гербарные фонды, архивы, создаваемые банки данных для по- следующих анализов, сравнений, обобщений.
6. АЗБУКА ЦВЕТНОЙ ФОТОГРАФИИ Очень часто студенты берут с собой на практику фотоаппарат, не обладая достаточным минимумом знаний, необходимых для работы с ним. Отсюда многочисленные ошибки и просчеты при фотографиро- вании. Остановимся подробнее на основных теоретических знаниях и некоторых практических приемах фотографирования на природе. Камеры для цветной съемки На сегодняшний день наиболее распространенными являются 3 типа зеркальных фотокамер: камеры с ручной фокусировкой, когда пользователь сам устанавливает параметры экспозиции; автофоку с- пые камеры, когда наводка на резкость и установка экспозиции осу- ществляются с помощью компьютерной программы; цифровые каме- ры, не требующие пленки и не имеющие никаких экспозиционных программ. Изображение, зафиксированное на пленке, неизменно, его нельзя «поправить», поэтому надо прилагать максимум усилий, чтобы изобра- жение попало на пленку в паилучшем виде. Цифровое изображение, записанное в карту памяти (Smart Media) аппарата, можно изменять: добавить экспозиции, произвольно устанавливать цветовую темпера- туру источников света, отнять или добавить резкости и т. п. Часто наилучшие результаты дает применение всякого рода «автоматики» не в момент съемки, а после нее. К сожалению, цена хороших цифро- вых камер в 5 — 7 раз превосходит зеркальные камеры, а необходи- мость иметь к такой камере качественный струйный или сублимаци- онный принтер и персональный компьютер делает пока невозмож- ным их широкое распространение среди фотолюбителей, поэтому рас- смотрим технологию работы только зеркальных камер. Важным обстоятельством, над которым стоит подумать при выбо- ре зеркальной камеры, является диапазон предлагаемых режимов экс- позиции. Если компактные камеры (в простонародье — «мыльницы») все экспозиционные установки выполняют сами, то зеркальные пред- лагают пользователю контролировать эти функции с большим коли- чеством вариаций. Традиционные экспозиционные режимы — руч- ные, при которых пользователь сам устанавливает как диафрагму, так и выдержку, либо режимы с приоритетом диафрагмы (выдержки, где фотограф устанавливает одно из значений, а второе для него выбирает камера). Одна из последних разработок в сфере программного конт- роля — это введение новых режимов для специфических категорий 60
съемки. Способ их работы заключается в том, что пользователю дается возможность выбрать тип фотографирования — пейзаж, спорт, макро- съемка ит. д., после чего камера устанавливает экспозицию и даже фокусировочные значения для обеспечения идеального результата. Это позволяет всем, кто не обладает большими фотографическими познаниями, легко получать снимки высокого качества. В програм- мном режиме зеркальные камеры так же легки в обращении, как и компактные, по благодаря лучшему качеству объектива позволяют по- лучать снимки лучшего качества. Что надо знать о пленке Главная характеристика пленки — ее светочувствительность, т. е. способность вещества, содержащегося в эмульсионном слое фотомате- риалов, изменяться под действием света. Чем выше чувствительность пленки к свету, тем с более короткой выдержкой и при меньшей ос- вещенности можно фотографировать. Величина светочувствительно- сти оценивается цифровым индексом. Если съемка происходит летом на улице при солнце, то лучше взять пленку чувствительностью в 100 единиц. Для съемки в пасмурную погоду, глубокой осенью, вечером, в помещении больше подойдет пленка в 200 и 400 единиц. Поначалу надо стараться пользоваться пленками одной чувствительности, так быстрее можно научиться избегать ошибок при выборе экспозиции. Если вы неопытны и снимаете сюжеты в различных по условиям осве- щения местах, рекомендуется для начала пользоваться 12-кадровыми пленками разной чувствительности в зависимости от освещения объекта съемки. Что такое экспозиция? Экспозиция — это процесс разумного засвечивания пленки через объектив. Света па пленку должно попасть столько, чтобы в светочув- ствительном слое успели произойти достаточные химические измене- ния, но и не слишком много, чтобы она не засветилась (почернела) слишком сильно. Регулировать поток света, попадающего на пленку, можно при помощи выдержки, т. е. времени, в течение которого дол- жен быть открыт затвор. Чем ярче освещен объект, тем короче долж- на быть выдержка. На шкале выдержки фотоаппарата выгравирован ряд чисел — знаменателей дробей, обозначающих доли секунды, кото- рые автоматически отмеряет во время работы затвор. Кроме того, на шкале выдержек имеется положение «В», в котором затвор остается открытым до тех пор, пока нажата спусковая кнопка. Таким образом, более продолжительные выдержки, в несколько секунд, можно отме- рять вручную. Кроме того, количеством попадающего на пленку света можно уп- равлять при помощи диафрагмы. Диафрагма — это механическая 61
заслонка, состоящая из многих лепестков. С ее помощью изменяют диаметр отверстия, через которое на пленку попадает свет из объекти- ва. На шкале диафрагм можно увидеть следующие числа: 2; 2,8; 4; 5,6; 8; 11; 16; 22. При этом больший диаметр диафрагмы соответству- ет меньшему числу па шкале, а каждое последующее число больше предыдущего в 1,4 раза. Площадь отверстия при таком изменении диаметра уменьшается или увеличивается в 2 раза. Также па число, кратное 2, меняются между собой значения выдержек (30, 60, 125, 250, 500) и единицы чувствительности пленок (100, 200, 400, 800). Сделано это для того, чтобы в зависимости от возможностей фотоаппарата, кон- кретной необходимости можно было, меняя диафрагму, выдержку, при- меняя пленку различной чувствительности, получать хорошие сним- ки. Глубина резкости Что лучше: большее отверстие диафрагмы (например, 2,8) при короткой выдержке (1/125), или, наоборот, маленькая диафрагма (16) при длительной выдержке (1/4)? Короткая выдержка необходима, если вы снимаете движущиеся объекты: бегущего зверя или мчащийся автомобиль, спортивные сюжеты. В противном случае изображение па пленке получится смазанным, размытым. С другой стороны, чем меньше диафрагма, тем больше глубина резкости — расстояние меж- ду плоскостями, в которых расположены самые ближние и дальние объекты съемки, изображаемые па пленке с удовлетворительной чет- костью. Глубина резкости целиком зависит от диафрагмы. Часто для определения глубины резкости на оправу объектива фотоаппарата наносится специальная маркировка. Ее также можно определить по таблице глубины резкости, напечатанной в инструкции к аппарату. Опытный фотограф умеет определять экспозицию «на глаз», ему по- могает в этом опыт. Начинающему фотографу при выборе правиль- ной экспозиции можно воспользоваться экспонометром, встроенным у некоторых аппаратов в камеру, или справочными таблицами, которые можно найти в книгах по фотографии. Легко запомнить, что при очень ярком солнечном освещении выдержка при диафрагме 16 примерно соответствует чувствительности пленки. Если для съемки при летнем полуденном солнце используется пленка в 100 единиц, то можно приме- нять следующие пары «диафрагма-выдержка» (с): 1/16 — 1/125; 1/11 — 1/250; 1/8 — 1/500. Но при фокусном расстоянии объек- тива 300 мм при съемке птиц или зверей выдержка 1/125 уже может дать «смаз», поэтому диапазон доступных выдержек и диафрагм при такой светосиле невелик. Птиц и других проворных животных лучше снимать при выдержке 1/500 — только это спасет кадр от «шевелен- ки» и нерезкости. В пасмурную погоду, снимая телеобъективом даже при полностью открытой диафрагме, экспонометр показывает в луч- шем случае 1/60 секунды, а то и больше. В общем, если надежды на 62
хорошую погоду мало, или съемка происходит рано утром, то лучше использовать пленку чувствительностью не менее 400 единиц. Свет и цвет в природе Выбор лучшего цветового и композиционного варианта требует от фотографа особого умения видеть свет на натуре, знания законо- мерностей, согласно которым изменяются условия цветового освеще- ния. При съемке в кадре может находиться множество объектов, рас- положенных от объектива на расстояниях от нескольких метров до нескольких километров, и это расстояние наложит свой отпечаток па цвет объекта. Кроме того, цвет одного и того же предмета зависит от по- годы, высоты и положения солнца, времени года, окружающих предме- тов. Начинать первые практические опыты фотографирования приро- ды лучше со съемок пейзажа. Здесь легче всего проследить, как меня- ются условия освещения в зависимости от сезона года и т. д., можно не торопясь замерить экспозицию, выбрать лучшую точку съемки. Лучшее время съемки на природе — утро или вечер, когда все предме- ты выглядят объемными, тени становятся длинными, светлые поверх- ности имеют красивый багряный оттенок, а небо часто бывает украше- но облаками. Небо, как правило, попадает в кадр па всех снимках, сделанных на улице, и далеко не всегда оно бывает голубым. Чистая голубизна бывает лишь в очень хорошую, безоблачную погоду в сель- ской местности. Небо над городом из-за пыли и загрязнения часто имеет желтоватый оттенок. Над большими лесными массивами, озера- ми, морями, где воздух насыщен влагой, небо приобретает белесый от- тенок. В степных районах, особенно в засуху, небо имеет пепельно- серый цвет. Атмосферная дымка, к примеру, не только приглушает собственный цвет предмета, но и придает ему голубоватый оттенок, и является прекрасным средством выражения пространственного рас- положения предметов при помощи так называемой «воздушной перс- пективы». В то же время, снимая в таких условиях телеобъективом, нельзя добиться на фотографии ярких красок. При чистом, безоблач- ном небе тени всегда имеют оттенок синевы, который исчезает, когда небо прикрыто легкими облаками, но может появиться снова, в еще более сильной степени, при пасмурной погоде. Используя небо на сним- ках в качестве фона, следует иметь в виду эти особенности, которые могут стать дополнительным средством художественной выразитель- ности. Листья и трава в природе не всегда имеют привычно-зеленый цвет. Даже в середине лета южные растения часто имеют красновато-бу- рый оттенок, а северные и высокогорные — голубоватый. Весной мо- лодой растительности свойственен нежный светло-зеленый цвет, кото- рый заметно грубеет к осени. Осенью же трава становится белесой и бурой, а листва деревьев приобретает богатую гамму желто-оранжево- красных топов, удачно сочетающихся с интенсивно-глубоким цветом неба. 63
Летняя съемка в лесу более сложна в силу неблагоприятных усло- вий освещения. В пасмурную погоду в лесу очень темно, и съемка с рук практически невозможна, а в солнечную погоду пробивающиеся сквозь листву лучи создают на земле множество светлых пятен. При съемке надо стараться подбирать такую композицию кадра, чтобы раз- ница между наиболее яркими и темными местами была не столь зна- чительной. В таких случаях для съемок нужно выбирать широкие поляны, опушки, где света побольше, а контрасты пониже, и снимать из глубины леса в сторону открытого пространства. Неплохой результат приносит съемка рано утром глубоко в лесу, когда еще не рассеялся обычный для этого времени суток слабый туман. В этом случае осве- щение даже в солнечную погоду не столь контрастно, так как тени подсвечиваются рассеянным во влажном воздухе светом, что снижает интервал яркостей пейзажа. Если снимать при встречно-диагональ- ном направлении света, то можно избавиться от изменений пестроты и получать снимки с красивым световым рисунком. Так как интервал яркостей лесного пейзажа очень высок, при съемках желательно ис- пользовать пизкочувствительпые пленки, устанавливать камеру на шта- тив и применять спусковой тросик. Очень важно, особенно при съемке природы, вдумчиво относиться к композиции каждого кадра, стараться фотографировать интересу- ющий объект как можно более крупно, тогда в кадре не будет лишних деталей. Использовать возможно большую глубину резкости, особен- но при съемке протяженных объектов. Нерезкость какой-либо части и неряшливый задний план придает плохой вид всему изображению. Одной из основных ошибок начинающих фотографов является съем- ка сюжетов против солнца, в то время, когда паилучшее изображение получается при боковом освещении. В последнее время среди многих любителей фотосъемки наметил- ся определенный интерес к макросъемке насекомых и цветков. Фото- охота предполагает, что фотограф не нанесет никакого вреда объектам природы и не причинит им беспокойства. Камера для макросъемки должна обладать следующими характеристиками: как можно более яркий видоискатель (желательно только с матовой поверхностью, без клиньев и микрорастра); возможность наблюдения за объектом съем- ки при полностью открытой диафрагме с использованием удлинитель- ных колец; выдержка синхронизации не длиннее 1/125 с (лучше 1/250); возможность работы со вспышкой, так как для получения приемлемой глубины резкости объектив приходится сильно диафраг- мировать (до 16 — 22) и естественного освещения уже не хватает. Кроме того, реальное значение диафрагмы увеличивается при сильном выдвижении макрообъектива за счет удлинительных колец. Наибо- лее удобны полностью согласованные с камерой вспышки, работаю- щие в TTL-режиме. Неважно, является ли вспышка кольцевой, пред- назначенной специально для макросъемки, или же это вспышка обще- го назначения, необходимо лишь учитывать, что опа должна иметь 64
поворотный рефлектор с большим углом отрицательного отклонения или крепиться на кронштейн сбоку камеры так, чтобы рефлектор на- ходился на одном уровне с объективом. Кольца обязательно должны иметь механизм передачи прыгающей диафрагмы и быть достаточно прочными по конструкции. Теперь вам достаточно известно, чтобы, взяв аппарат в руки, гра- мотно сделать первые снимки. Помните: лучший советчик фотогра- фа — это его собственный опыт. Один практический урок приносит порой больше, чем многие страницы прочитанных руководств. А пото- му — не бойтесь ошибаться. Главное — делать из своих ошибок пра- вильные выводы.
7. ТЕХНИКА РАБОТЫ НА ПРАКТИКЕ 7.1. ПОДГОТОВКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСКУРСИИ Общие сведения. Экскурсия — основа учебно-полевой практики, поэтому опа требует серьезной подготовки. Предварительно выбира- ется место проведения практики, уточняются сроки, наличие необхо- димого оборудования, составляются планы и рабочие программы. Сту- денты заочной формы обучения обычно проходят учебную практику по месту их проживания, предварительно получив задание и необхо- димые рекомендации. Сроки. Учебно-полевая практика по ботанике со студентами днев- ной формы обучения проводится в соответствии с учебным планом. У студентов заочной формы обучения она включает несколько эта- пов. 1. В конце летнего учебного семестра преподаватель, ведущий учеб- ную практику, знакомит студентов с ее планом, задачами и отчетностью. 2. Проводится экскурсия с целью ознакомления с естественным фитоценозом. Преподаватель знакомит студентов с растениями, пере- числяет экологические факторы, оказывающие влияние на многообра- зие видов, а также па формы вегетативных органов. 3. Студенты знакомятся с методикой сбора, сушки, определения вида растений и монтировки гербария. 4. Всю дальнейшую работу по сбору, сушке, определению вида растений и монтировке гербария студенты выполняют самостоятель- но. При затруднениях, возникающих в ходе выполнения задания, они могут получить консультацию на кафедре ботаники и физиологии растений, а необходимую литературу найти в читальных залах биб- лиотеки университета. 5. К началу зимнего семестра студенты обязаны отчитаться за лет- нюю полевую практику. Преподаватель намечает цель и задачи каждой экскурсии, плани- рует и предварительно изучает ее маршрут по имеющимся картам. При необходимости выезжает для ознакомления с местом предстоя- щей практики, что позволяет уточнить план и конкретизировать мето- ды работы. Плохое знание маршрута затрудняет выполнение наме- ченных задач и рассеивает внимание студентов. Студентам даются список литературы, а также перечень необхо- димого оборудования и экипировки. Для большей эффективности ра- боты группа студентов разбивается на звенья по 3 — 4 человека. Одежда и обувь должны быть удобными и практичными. Необходимо предус- мотреть экипировку на случай дождя. 66
7.2. ОБОРУДОВАНИЕ, НЕОБХОДИМОЕ ДЛЯ СБОРА И ИЗУЧЕНИЯ РАСТЕНИЙ 1. Гербарная папка размером 45 х 35 см, бумага (примерно 60 — 80 газетных полулистов для каждой экскурсии) (см. рис. 3. 3). 2. Нож для выкапывания растений. 3. Емкость для сбора грибов, мхов и лишайников. 4. Лупа для более тщательного рассматривания органов растения. 5. Фотоаппарат для фиксации растения в естественной среде его обитания. 6. Компас. 7. Карта местности. 8. Этикетки. 9. Записная книжка, графитный карандаш. 10. Полиэтиленовые мешочки для сбора цветков, плодов и семян. И. Рулетка. 12. Определитель растений. 13. Емкость для сбора водных растений. 14. Микроскопы: дорожный (МД), МВС-2, М-52 (для работы в лаборатории). 15. Гербарная сетка или пресс для сушки растений. 16. Термометр для измерения температуры воды и почвы. 17. Пинцет, скальпель, препаровальные иглы. 18. Чашки Петри, часовые стекла, пипетки и др. 19. Дневник. Результаты индивидуальной работы оформляются в альбомах. Из перечисленного снаряжения на экскурсию следует брать лишь необходимые предметы. Недостаток оборудования усложняет само- стоятельную работу студента, что снижает интерес и затрудняет вы- полнение поставленной задачи. 7.3. ОФОРМЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ ЭКСКУРСИЙ. ВЕДЕНИЕ ДНЕВНИКА При посещении любого фитоценоза преподаватель проводит ввод- ную беседу со студентами, знакомит их с физико-географическими условиями района проведения практики, дает подробную характерис- тику фитоценоза, жизненных форм, а также выявляет преобладающие экологические группы в данном сообществе. Затем знакомит с видо- вым составом растений, называет типичные таксономические призна- ки растений из семейств, наиболее часто встречающихся во время эк- скурсии. Студенты, совершающие экскурсию без преподавателя (заочное отделение), а также выполняющие научную работу, должны пред- 67
варителыю ознакомиться с литературой о том, какие растения и в какую фазу роста и развития необходимо зарегистрировать во время данной экскурсии. Дневник, который студент ведет на полевой практике, является основным документом, подтверждающим успешность его работы. Ве- сти его надо тщательно и аккуратно. Полевые записи рекомендуется переносить в дневник после их обработки, при этом следует стремить- ся к краткости и емкости и записывать лишь то, что конкретно уда- лось увидеть в природе. По каждой экскурсии записывают тему (по формулировке преподавателя), основные задачи и краткий итог вы- полненных наблюдений. В дневник заносятся мысли, вопросы, возни- кающие в ходе экскурсии или при обсуждении ее результатов. Очень важно воспроизвести схемы и зарисовки, сделанные на экскурсии или при обработке материалов, а также привести списки характерных ра- стений определенных растительных сообществ. Специальный раздел в дневнике отводится для зарисовок и описания видов изученных растений. Здесь же записывается краткая характеристика зарегист- рированных в ходе экскурсий семейств цветковых растений. 7.4. СБОР РАСТЕНИЙ. ПРАВИЛА ГЕРБАРИЗАЦИИ Сбор растений производится с целью изучения отдельных видов или флоры в целом, для составления различных ботанических коллек- ций, при этом необходимо пользоваться общепринятыми правилами (Туленкова, 1986; Бавтуто, 1990). До начала сбора важно выяснить общие особенности природной зоны, в которой проводится работа, и специфические черты данной территории. Также уточнить, какие виды растений данной местности относятся к редким и нуждающимся в охране. Редкие растения следует собирать лишь в крайнем случае, не полностью (оставляя части растения, особенно органы возобновления роста) и только с разрешения преподавателя. Для сбора растений во время экскурсии необходимы: ботаниче- ская копалка для выкапывания растений, складной нож, гербарная папка с достаточным запасом листов бумаги, листы бумаги под черно- вые этикетки, блокнот или записная книжка, графитный карандаш, лупа. Для сбора водных растений необходимо иметь водяные грабельки, а также полиэтиленовые мешки для транспортировки образцов. При возможности иметь фотоаппарат. При сборе растений необходимо выполнять правила гербариза- ции: 1. Растения следует собирать в сухую погоду в определенные часы суток. Для средней полосы европейской части России лучшее время 68
сбора растений с целью их гербаризации — от 10 до 12ч. К этому времени капельки росы уже испаряются, но растения еще не успевают завянуть из-за сильной жары. Влажные растения медленно сохнут, темнеют, иногда загнивают. Если утром прошел дождь, растения сле- дует собирать во второй половине дня. 2. Для гербаризации необходимо брать только свежие растения (без признаков увядания) в фазе вегетации и цветения. Цветущие экземпляры лучше собирать в первый или во второй день цветения, чтобы не осыпались лепестки. У многолетних травянистых расте- ний подземные органы без особой необходимости выкапывать не следу- ет. У древесных растений срезают цветущие или плодоносящие побеги. 3. Водные растения извлекают из воды сачком или руками и поме- щают в емкость с водой. Если растение берется для гербария, то за- кладку проводят по методу водных мхов (см. стр. 23). 4. Растения, паразитирующие на подземных органах других рас- тений (повилика), следует брать вместе с подземными побегами расте- ния-хозяина. 5. Папоротники нужно брать со спороносными листьями. 6. Хвощи со спороносными побегами собирают весной, с ве- гетативными — летом. 7. Мхи собирают с небольшими дерновинками и обязательно с коробочками. 8. Лишайники следует собирать во влажную погоду или слегка смачивать их перед закладкой в пресс. 9. Суккуленты — сочные травы (молодило, очиток) — рекомен- дуется предварительно обдать кипятком. 10. Грубые и колючие побеги (чертополох, шиповник, малина и др.) необходимо сплющить между листами толстого картона или фанеры. И. Плоды и семена собирают в пакетики с частями побега, чтобы легче было установить их видовую принадлежность. 12. Подземные органы растений необходимо очистить от почвы, мясистые органы разрезать вдоль и обложить кусочками фильт- ровальной бумаги или ватой. Во время сбора растений следует соблюдать определенные прави- ла. Для гербаризации не нужно брать первые попавшиеся растения, выбор должен быть сознательным. При этом рекомендуется брать неизвестные виды с незнакомыми и различным образом устроенными цветками. В гербарий собираются непременно цветущие или плодо- носящие экземпляры. Для сбора выбирают цельные, неповрежден- ные растения с корневой системой, которую тут же следует очистить от земли и немедленно заложить в бумажный лист-«рубашку» (рис. 7.1), туда же вкладывают черновую этикетку со сведениями о месте и време- ни сбора, а также о принадлежности растения к тому или иному таксо- ну. 69
Лист должен быть заполнен растением или его частью по возмож- ности полно и равномерно, при этом надо стремиться к тому, чтобы части растения не налегали друг на друга и не выступали за пределы бумаги. Растения следует располагать так, чтобы часть листьев и цвет- ков оказались нижней стороной кверху. Это важно при определении вида, так как с нижней стороны более заметны жилки, стороны листьев могут отличаться опушением и другими важными признаками. Вод- ные растения с тонкими, нежными листьями можно закладывать пря- мо в воде. Если растение имеет луковицу или его части очень толстые и мясистые, их рекомендуется разрезать вдоль, в противном случае при сушке такие экземпляры могут загнить. Высокие и крупные эк- земпляры следует закладывать на нескольких листах, при этом важно сохранить представление о характере роста растения. Для этого час- ти растения сгибают, не отделяя от целого. Рис. 7.1. Папка для сбора растений и листы-«рубашки» (по А. К. Скворцову) При работе па водоеме следует обращать внимание на земновод- ные макрофиты, которые при падении уровня воды образуют назем- ную форму. Желательно собирать и водные, и наземные экземпляры такого вида. Если имеется гетерофилия, необходимо сохранить лис- тья всех типов. При закладке цветков рекомендуется вложить между лепестками листочки бумаги, предварительно замоченные в растворе квасцов, соли или сахара, тогда цветки не почернеют и сохранят ок- раску венчика. Некоторые цветки, имеющие неправильный спайноле- пестный венчик (губоцветные, бобовые, норичниковые), рекомендуется расчленить, высушить, вложить в пакетики и приклеить их на гербар- ный лист. Образцы растений, цветущих до появления листьев (мать-и-ма- чеха, белокопытник и др.), берутся дважды: в период цветения и пос- ле распускания листьев. Двудомные растения (ива, тополь, конопля, крапива и др.) должны быть представлены мужскими и женскими экземплярами. Непосредственно на месте сбора заполняется черновая этикетка. В ней указываются название растения, регион, в котором сделан сбор, затем приводятся более мелкие ориентиры, позволяющие уточнить 70
место сбора: ближайший населенный пункт, субстрат, тип растительно- сти, дата сбора, имя и фамилия коллектора. Этикетки следует писать сразу же при сборе растения не допуская искажения и ошибки, так как это может обесценить научный факт или привести к ложным вы- водам. При сборе растений для гербария можно собрать букетик из тех же видов для их определения в лабораторных условиях по свежему материалу, не затрагивая заложенные в пресс экземпляры. 7.5. СУШКА РАСТЕНИЙ Сушка гербария начинается с того, что растения вынимают из влаж- ных экскурсионных газетных листов-«рубашек» и помещают в сухие. При этом вновь расправляют все побеги и листья, отодвигают один от другого цветки, удаляют ненужные ветви и части корней. Стопку су- хих «рубашек» с растениями и сухими прокладками из влагоемкой бумаги или другого материала помещают в сушильный пресс, который состоит из двух деревянных четырехугольных рамок размером при- близительно 35 х 55 см, на каждую из них с одной стороны натянута проволочная сетка с ячейками величиной 1 — 3 см (рис. 7.2). В каж- дый пресс рекомендуется помещать не более 20 — 25 листов с расте- ниями. Рис. 7.2. Образцы гербарных прессов (по А. К. Скворцову) После заполнения гербарного пресса сверху необходимо положить 3 — 4 полулиста газетной бумаги, затем вторую половину гербарной сетки и зафиксировать жгутом (бельевой веревкой). Заполненный пресс вывешивают для просушки на ветру или в хорошо проветриваемом помещении. Плохо спрессованные растения сморщиваются, коробятся, приобретают неприглядный вид, быстро кро- шатся и рассыпаются, долго не сохраняются в гербарии. Менять про- кладки необходимо каждые 12 ч, а по прошествии 2 — 3 дней — каждые 24 ч. Вынутые из прессов влажные прокладки после просуш- ки можно использовать вновь. Ветки хвойных деревьев (чтобы не 71
отпала хвоя), сочные листья, побеги, клубни орхидей рекомендуется обдать кипятком — это ускорит сушку. Стебли представителей се- мейств орхидные, лилейные можно продавить ногтем в одном-двух местах, что предотвратит поступление воды в соцветие и облегчит сушку. Растения в прессе сохнут неодновременно, поэтому вынимают их по мере высыхания. Гербарий можно считать высушенным, если при прикосновении к растению чувствительной частью руки или губами не ощущается холода. 7.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ЭТИКЕТИРОВКА Определение растений ведется по собранным во время экскурсии букетикам параллельно с сушкой гербария. После работы с определи- телями растений рекомендуется сравнить исследуемые материалы с уже имеющимися гербарными образцами. При определении сухих об- разцов рекомендуется их размачивать или «разваривать». Степень размягчения регулируют, добавляя в воду глицерин или этанол (гли- церин делает структуру мягче, этанол — уплотняет). Растение долж- но быть снабжено чистовой этикеткой, которая переписывается тушью или чернилами с черновой (рис. 7.3). На ней указываются: — латинское и русское название семейства и вида; — местонахождение; — местообитание; — дата сбора; — фамилия сборщика и лица, определившего сбор. 7.7. МОНТИРОВКА ГЕРБАРИЯ Высушенные растения можно хранить в «рубашках», вложив в них чистовые этикетки. Но при работе такой гербарий быстро ломает- ся, поэтому его надо смонтировать, нашив на листы плотную белую бумагу размером 30 х 40 см. Монтируемое растение располагают на листе так, чтобы оно по возможности сохраняло свой естественный вид, и прикрепляют к листу нитками или полосками бумаги. Нельзя сма- зывать растение клеем, так как он впоследствии желтеет и крошится. Пришивая растение, нельзя протягивать нитку от стежка к стежку с нижней стороны листа, так как за нее могут зацепиться и сломаться растения пижерасположенпого гербарного листа. Поэтому необходи- мо завязывать узелок и отрезать нитку после каждого стежка. Прове- ряя прочность прикрепления, поворачивают лист пришитым растени- ем вниз и следят за тем, чтобы пи одна часть его не отвисала. В ниж- нем правом углу гербарного листа помещают этикетку, после чего смон- тированные листы определяют на постоянное место хранения. 72
Сем. Pyrolaceae - Грушанковые Ramischia secunda (L.) Garcke - Рамишия однобокая Республика Мордовия. Большеберезниковский район, 11 км южнее с. Симкино, биостанция МГУ им. Н.П. Огарева. Сосняк-зеленомошник в долине р. Суры. 05.07.2003. Собрал Н.А. Нотов Определил Г.Г. Чугунов Рис. 7.3. Чистовая этикетка 7.8. ПЛАН ОПИСАНИЯ ЦВЕТКОВОГО РАСТЕНИЯ 1. Жизненная форма: растение травянистое (однолетнее, двулет- нее, многолетнее) или деревянистое. Высота растения. Особенности подземных частей: наличие корневищ, клубней, луковиц, утолщенных корней и т. д. 2. Корень: главный, боковые, придаточные. Тип корневой системы: стержневая, мочковатая. 3. Стебель: простой или ветвистый. Ветвление: базитонное (в ниж- ней части), мезотонпое (в средней части), акротонное (в верхней ча- сти). Облиственный или безлистный. Прямостоячий, восходящий, ле- жачий, ползучий (укореняющийся), лазящий, вьющийся. Форма в по- перечном сечении. Опушение и его тип (есть ли волоски и какие или стебель голый). Наличие колючек, усиков, шипов. Другие особенности. 4. Листья. Расположение: очередное, супротивное, мутовчатое. Че- решковые или сидячие. С прилистниками илй без них. Форма плас- тинок простых листьев или листочков сложных листьев по общему очертанию. Степень расчленения пластинок листьев или листочков. Характер края пластинки: лопасти, доли, сегменты. Опушенность. Ме- таморфозы листьев: колючки, усики, филлодии. Другие особенности. 5. Надземные побеги. Система ветвления: дихотомическое, мопо- подиалыюе, симподиалыюе. Видоизменения побегов: укороченные, стрелка, другие. Особенности почек: пазушные, придаточные, одиноч- ные, сериальные, коллатеральные, открытые (без чешуй), закрытые (с чешуйчатыми листьями). Положение почек возобновления: в воз- душной среде, на границе сред, в почве. 6. Соцветие. Цветки одиночные или в соцветии. Форма соцветия. 73
Соцветие простое, сложное (ветвление до III и более высокого поряд- ка), моноподиалыюе (кистецветное, ботрическое, рацемозное, бокоцвет- ное, неопределенное), симподиалыюе (цимозное, верхоцветпое, опреде- ленное). Для мопоподиалыюго — открытое (верхушечного цветка на оси соцветия пет), закрытое (ось соцветия заканчивается верхушеч- ным цветком). Прицветники (кроющие листья), их форма, размеры, или отсутствие прицветников. Прицветпички (зеленые, чешуйчатые, пленчатые), их число, расположение, форма, размеры, либо отсутствие. 7. Цветок. Цветки: обоеполые, бесполые, однополые (растение однодомное или двудомное). Околоцветник: простой, двойной, или цветок голый. Расположение околоцветника: наверху или под завя- зью. Чашечка: разделыюлистпая или спайполистпая, правильная или неправильная. Число чашелистиков, их окраска, другие особенности. Венчик: спайнолепестный или раздельнолепестный, правильный или неправильный. Число лепестков, их окраска, форма, расположение па цветоложе (спиральное, круговое). Другие особенности. Андроцей: число тычинок, их форма, расположение в цветке в один круг (тычин- ки чередуются с лепестками, против лепестков), в два (и больше) кру- га, по спирали, пучками, свободные, сросшиеся друг с другом (нитями, пыльниками), с другими частями цветка. Гинецей: число пестиков (чис- ло плодолистиков). Расположение в цветке: спиральное, круговое. Тип завязи: верхняя, нижняя. Рыльце цельное или лопастное. Число стол- биков. Цветоложе: выпуклое, плоское, вогнутое. Формула и диаграм- ма цветка. Приспособления к перекрестному опылению. Самоопыле- ние. 8. Плод. Размеры. Мпогосемеппой или одпосемепной, вскрываю- щийся или невскрывающийся. Околоплодник: сухой или сочный. Число гнезд. Название плода. Особенности плода. 9. Семя. Размеры, форма, окраска, наличие присемяппика, другие особенности. 10. Экология вида и местообитание. 11. Обилие и встречаемость в районе практики и на территории административного региона исследования по данным литературы. 12. Народно-хозяйственное значение растения', лекарственное, декоративное, кормовое, пищевое, масличное, техническое, сидеральное. 7.9. ИНДИВИДУАЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТА Индивидуальная работа на летней учебной практике является пер- вым научным исследованием. Ее выполнение развивает наблюдательность в условиях природы и в определенной мере готовит студентов к выпол- нению курсовых работ. Темы индивидуальных работ разнообразные, но обязательно связанные с наблюдениями па природе. Результаты наблю- дений оформляются в виде письменных отчетов и наглядных посо- бий. Темы индивидуальных заданий намечаются заранее с целью ис- 74
пользования собранного материала в учебном процессе, пополнения научного гербария, а также привития студентам определенных умений и навыков. При выполнении индивидуальных заданий большое внимание уде- ляется изучению отдельных систематических групп, фитоценотичес- ких сообществ, дикорастущих полезных и вредных растений (биоло- гии лекарственных, пищевых, ядовитых, кормовых, медоносных, сор- ных, витамипоносных и других групп растений). Студенты, получив- шие задание, знакомятся с литературой, таблицами и гербарными об- разцами растений, затем составляют план работы. К концу практики они оформляют письменный отчет и гербарий. Студенты, выполняющие индивидуальную работу по лекарственным растениям, за время практики должны ориентировочно установить видовой состав, выявить заросли, определить их фенологическую фазу (на момент прохождения практики), а также оформить гербарий наи- более распространенных видов лекарственных растений. При работе с медоносными растениями студенты должны уточ- нить их видовой состав, вести наблюдения за раскрытием и закрытием цветков в течение суток, частотой посещения растений пчелами. Кро- ме того, выявить начало, продолжительность и окончание цветения особей на наблюдаемом участке. При изучении сорных растений определяются их видовой состав и принадлежность к семействам. Особое внимание уделяется биологии сорных растений, энергии семенного и вегетативного размножения. С этой целью подсчитывается число цветков па одном растении, семян, образовавшихся па одном цветке, а также почек возобновления па подземных органах (Никитин, 1983; Шлякова, 1982). В последнее время возрос интерес к дикорастущим пищевым рас- тениям, что связано, во-первых, с ведением здорового образа жизни, во- вторых, с разнообразным их биохимическим составом. Задание в этом случае выполняется по методике изучения лекарственных расте- ний. При изучении кормовых растений оценивают кормовые достоин- ства луга или пастбища. Для этого с делянки площадью 1 м2 скашива- ют травостой, определяют урожайность зеленой массы, проводят бота- нический анализ видового состава травостоя, устанавливают процент- ное соотношение растений семейства злаковых, осоковых, бобовых и разнотравья (Медведев, 1981). Ядовитые растения могут вызвать серьезные нарушения фи- зиологических процессов в организме человека и животных, поэтому знание их особенностей необходимо как для будущих учителей, так и для специалистов сельского хозяйства. При работе с ядовитыми рас- тениями необходимо соблюдать меры предосторожности, так как они могут вызвать отравление, а иногда и смерть. Студенты должны на- учиться распознавать ядовитые виды в полевых условиях, используя для этого цветные таблицы, буклеты, гербарные образцы, имеющиеся на кафедре ботаники. 75
Индивидуальные задания могут быть посвящены изучению биоло- гии растений, произрастающих в естественных фитоценозах, а также в агрофитоцепозах (ботанический сад, лес, поле и т. д.). При этом сту- денты должны научиться проводить фенологические наблюдения за ростом и развитием растений. Индивидуальная работа повышает ин- терес к ботанике, делает полевую практику увлекательной и способ- ствует более глубокому познанию природы. Приводим темы индивидуальных заданий для полевой практики для студентов I — II курсов специальностей «Биология» и «Биоэко- логия». Тема 1. Трутовые грибы Цель: изучение грибов трутовиков района исследования. Задачи: 1. Ознакомиться с литературой по биологии и экологии трутовиков. 2. Выявить видовой состав грибов трутовиков. 3. Определить приуроченность трутовиков к типам субстрата. 4. Выделить экологические группы трутовиков. 5. Определить связи трутовиков с основными компонентами лес- ных экосистем. Литература: Горбунова и др., 1976; Великанов и др., 1981; Горленко и др., 1980; Гордеева и др., 1986; Елсневский и др., 2001; Жизнь растений, 1976, т. 2. Тема 2. Микромицеты — паразиты древесных растений Цель: изучение микромицетов — паразитов древесных растений района исследования. Задачи: 1. Ознакомиться с литературой по биологии и экологии микромицетов. 2. Выявить видовой состав микромицетов — паразитов деревьев и кустарников. 3. Определить приуроченность микромицетов к типам субстрата. 4. Выделить экологические группы микромицетов. 5. Определить связи микромицетов с основными компонентами лесных экосистем. Литература: Горбунова и др., 1976; Великанов и др., 1981; Горленко и др., 1980; Гордеева и др., 1986; Еленевский и др., 2001; Жизнь растений, 1976, т. 2. Тем а 3. Ржавчинные грибы Цель: изучение ржавчинных грибов района исследования. Задачи: 1. Ознакомиться с литературой по биологии и экологии ржавчинных грибов. 2. Выявить видовой состав ржавчинных грибов. 3. Определить видовой состав растений-хозяев. 76
4. Изучить разные типы жизненных циклов. 5. Определить экологическую роль ржавчинных грибов в лесных экосистемах. Литература: Горбунова и др., 1976; Великанов и др., 1981; Горленко и др., 1980; Гордеева и др., 1986; Еленсвский и др., 2001; Жизнь растений, 1976, т. 2. Т е м а 4. Эпифитные лишайники Цель: изучение эпифитпых лишайников района исследования. Задачи: 1. Ознакомиться с литературой по биологии и экологии лишайников. 2. Выявить видовой состав эпифитпых лишайников. 3. Определить приуроченность лишайников к типам субстрата. 4. Выделить экологические группы лишайников. 5. Выявить редкие виды эпифитных лишайников. Литература: Горбунова и др., 1976; Великанов и др., 1981; Гордеева и др., 1980; Еленсвский и др., 2001; Жизнь растений, 1977, т. 3; Водоросли, лишайники и мохообразные СССР, 1978. Т е м а 5. Эпигейные лишайники Цель: изучение эпигейных лишайников района исследования. Задачи: 1. Ознакомиться с литературой по биологии и экологии лишайников. 2. Выявить видовой состав эпигейных лишайников. 3. Определить приуроченность лишайников к типам субстрата. 4. Выделить экологические группы лишайников. 5. Выявить редкие виды эпигейпых лишайников. Литература: Горбунова и др., 1976; Великанов и др., 1981; Гордеева и др., 1980; Еленсвский и др., 2001; Жизнь растений, 1977, т. 3; Водоросли, лишайники и мохообразные СССР, 1978. Т е м а 6. Водоросли озер Цель: изучение водорослей района исследования. Задачи: 1. Ознакомиться с литературой по экологии пресновод- ных водорослей. 2. Выявить видовой состав водорослей озер. 3. Выделить экологические группы водорослей. 4. Определить различия в альгофлоре разных озер. 5. Установить причины этих различий и зависимость от экологи- ческих условий. Литература: Гуревич, 1966; Горбунова и др., 1976; Великанов и др., 1981; Гор- деева и др., 1986; Антипина, 1992; Еленсвский и др., 2001; Жизнь растений, 1977, т. 3; Водоросли, лишайники и мохообразные СССР, 1978; Водоросли, 1989. 77
Тема 7. Редкие растения Цель: изучение редких растений района исследования. Задачи: 1. Ознакомиться с литературой по проблемам охраны растений. 2. Выявить видовой состав редких растений района. 3. Выделить экологические группы редких растений. 4. Установить фитоцепотическую приуроченность редких расте- ний. 5. Определить факторы, лимитирующие численность редких рас- тений. Литература: Комарницкий и др., 1975; Горышина, 1979; Практикум по анато- мии растений, 1979; Словарь ботанических терминов, 1984; Лотова, 1999; Елснсвский и др., 2001; Миркин и др., 2001; Новиков, Губанов, 2002; Жизнь растений, 1974 — 1982, т. 1 - 6. Т е м а 8. Лекарственные растения Цель: изучение лекарственных растений района исследования. Задачи: 1. Ознакомиться с литературой по лекарственным рас- тениям. 2. Выявить видовой состав лекарственных растений района. 3. Выделить экологические группы лекарственных растений. 4. Установить фитоцепотическую приуроченность лекарственных растений. 5. Определить группы лекарственных растений по фармакологи- ческому действию. Литература: Комарницкий и др., 1975; Горышина, 1979; Практикум по анато- мии растений, 1979; Словарь ботанических терминов, 1984; Лотова, 1999; Елснсвский и др., 2001; Миркин и др., 2001; Новиков, Губанов, 2002; Жизнь растений, 1974 — 1982, т. 1 - 6. Тема 9. Ядовитые растения Цель: изучение ядовитых растений района исследования. Задачи: 1. Ознакомиться с литературой по ядовитым растени- ям. 2. Выявить видовой состав ядовитых растений района. 3. Выделить экологические группы ядовитых растений. 4. Установить фитоцепотическую приуроченность редких расте- ний. 5. Определить группы ядовитых растений по действию па орга- низм человека и животных. Литература: Комарницкий и др., 1975; Горышина, 1979; Практикум по анато- мии растений, 1979; Словарь ботанических терминов, 1984; Орлов и др., 1990; Лотова, 2000; Елснсвский и др., 2001; Новиков, Губанов, 2002; Жизнь растений, 1974 — 1982, т. 1 - 6. 78
Тема 10. Растения семейства сложноцветных Цель: изучение растений семейства сложноцветных района ис- следования. Задачи: 1. Ознакомиться с литературой по растениям семейства сложноцветных. 2: Выявить видовой состав растений семейства сложноцветных. 3. Выделить экологические группы растений семейства сложноц- ветных. 4. Установить фитоценотическую приуроченность видов сложноц- ветных. 5. Определить редкие виды семейства сложноцветных в районе базы практики. Литература: Комарницкий и др., 1975; Горышина, 1979; Практикум по анато- мии растений, 1979; Словарь ботанических терминов, 1984; Лотова, 2000; Еленевский и др., 2001; Миркин и др., 2001; Новиков, Губанов, 2002; Жизнь растений, 1974 — 1982, т. 1 - 6. Тема 11. Растения семейства бобовых Цель: изучение растений семейства бобовых района исследова- ния. Задачи: 1. Ознакомиться с литературой по растениям семейства бобовых. 2. Выявить видовой состав растений семейства бобовых. 3. Выделить экологические группы растений семейства бобовых. 4. Установить фитоценотическую приуроченность видов бобовых. 5. Определить редкие виды семейства бобовых в районе базы прак- тики. Литература: Комарницкий и др., 1975; Горышина, 1979; Практикум по анато- мии растений, 1979; Словарь ботанических терминов, 1984; Лотова, 2000; Еленевский и др., 2001; Миркин и др., 2001; Новиков, Губанов, 2002; Жизнь растений, 1974 — 1982, т. 1 - 6. Тема 12. Растения семейства злаков Цель: изучение растений семейства злаков района исследования. Задачи: 1. Ознакомиться с литературой по растениям семейства злаков. 2. Выявить видовой состав растений семейства злаков. 3. Выделить экологические группы растений семейства злаков. 4. Установить фитоценотическую приуроченность видов злаков. 5. Определить редкие виды семейства злаков в районе базы прак- тики. Литература: Комарницкий и др., 1975; Горышина, 1979; Практикум по анато- 79
мии растений, 1979; Словарь ботанических терминов, 1984; Лотова, 2000; Еленсвский и др., 2001; Миркин и др., 2001; Новиков, Губанов, 2002; Жизнь растений, 1974 — 1982, т. 1 - 6. Тема 13. Водные растения и их особенности Цель: изучение водных растений района исследования. Задачи: 1. Ознакомиться с литературой по экологии водных растений. 2. Выявить видовой состав водных растений. 3. Изучить анатомо-морфологические приспособления растений к среде обитания. 4. Выделить экологические группы водных растений: гигрофиты, гидрофиты и др. 5. Определить редкие виды водных растений в районе базы прак- тики. Литература: Гулснкова, Красникова, 1976; Горышина, 1979; Практикум по ана- томии растений, 1979; Словарь ботанических терминов, 1984; Лотова, 2000; Еленсвский и др., 2001; Новиков, Губанов, 2002; Жизнь растений, 1974 — 1982, т. 1 — 6. Тема 14. Сорные растения и их особенности Цель: изучение сорных растений района исследования. Задачи: 1. Ознакомиться с литературой по экологии сорных растений. 2. Выявить видовой состав сорных растений. 3. Изучить анатомо-морфологические приспособления сорняков к среде обитания. 4. Выделить экологические группы сорных растений. 5. Определить пути расселения сорных растений в районе базы практики. Литература: Гулснкова, Красникова, 1976; Горышина, 1979; Практикум по ана- томии растений, 1979; Никитин, 1983; Словарь ботанических терминов, 1984; Лотова, 2000; Еленсвский и др., 2001; Новиков, Губанов, 2002; Жизнь растений, 1974 — 1982, т. 1 — 6. Тема 15. Типы структурной организации водорослей водоемов и наземных субстратов Цель работы: изучение цитологической характеристики водо- рослей таксонов разных рангов. Объекты исследования: водоросли различных таксонов, обитающие в водоемах и наземных субстратах. Методы исследования: 1. Составление плана и характеристики места исследования. 2. Сбор материала. 80
3. Изготовление временных препаратов и изучение цитологичес- кой характеристики водорослей различных типов структурной орга- низации. 4. Серия рисунков по особенностям цитологической характерис- тики. 5. Составление систематического списка выявленных водорослей. 6. Выявить основные признаки, характеризующие таксоны любых рангов. Итоги работы: 1. Краткая эколого-ценотическая характеристика объектов иссле- дования. 2. Карта-схема изучаемого района. 3. Рисунки водорослей и их описание. 4. Выводы исследования по особенностям цитологической характе- ристики водорослей как одной из основных диагностических признаков. 5. Отчет. Литература: Гарибова и др., 1978; Горбунова и др., 1976; Дьяков, 2000; Левки- на и др., 1981; Жизнь растений, 1977, т. 3; Определитель пресноводных водорослей, вып. 13, 1980. Тема 16. Морфолого-анатомическое строение лишайников Цель работы: изучить морфологические типы лишайников, их анатомическое строение и выявить диагностические признаки, исполь- зуемые при их определении. Объекты исследования: лишайники района исследования. Методы исследования. 1. Выявление морфологических типов лишайников в районе ис- следования. 2. Гербаризация лишайников. 3. Приготовление временных препаратов срезов слоевищ лишай- ников и описание особенностей их строения. 4. Составление систематического списка собранных лишайников. 5. Указать некоторые диагностические признаки лишайников. От- метить значение лишайников в биомониторинге. Итоги работы: 1. Краткая эколого-ценотическая характеристика объектов иссле- дования. 2. Карта-схема изучаемого района. 3. Рисунки и фотографии различных морфологических типов ли- шайников. 4. Анатомические рисунки срезов слоевищ лишайников. Их опи- сание. 5. Выводы по морфолого-аналитическим особенностям строения лишайников. 6. Отчет. Литература: Голубкова, 1966; Солдатенкова, 1977. 81
Тема 17. Морфолого-анатомические особенности отдела моховидных Цель работы: ознакомиться с морфолого-анатомическими осо- бенностями надземных и подземных органов моховидных; выявить степень дифференциации их гистологических структур. Объекты исследования: моховидные сфагновых болот рай- она исследования. Методы исследования: 1. Составление плана и характеристики места исследования. 2. Сбор материала с места исследования. 3. Изготовление временных препаратов и изучение гистологичес- ких структур исследуемых представителей. 4. Обосновать особенность структурной организации мхов в ус- ловиях их обитания. Итоги работы: 1. Краткая эколого-цепотическая характеристика объектов иссле- дования. 2. Карта-схема изучаемого района. 3. Фотографии собранных мхов в условиях их обитания. 4. Анатомические рисунки гистологических структур мхов. 5. Выводы по структурной организации мхов. 6. Гербарий. 7. Отчет. Литература. Жизнь растений, 1977, т. 3; Абрамов, 1998; Мульдияров, 1990; Иматов, 2004. Тема 18. Морфолого-анатомические особенности высших споровых растений Цель работы: изучить морфологические особенности плауно- видных, хвощевидных, папоротниковидных и характер структурной организации их органов (объект по выбору). Методы исследования: 1. Составление плана и характеристики района исследования. 2. Сбор растений. 3. Морфологическое описание. 4. Изготовление временных препаратов анатомического строения органов растения для изучения тканевой дифференциации. 5. Рисунки по анатомическому строению вегетативных органов с последующим описанием. 6. Гербарий. 7. Выявить диагностические признаки по морфолого-анатомичес- ким особенностям исследуемых растений с учетом степени эволюци- онной продвинутое™ в цикле развития. 82
Итоги работы: 1. Краткая эколого-цепотическая характеристика объектов иссле- дования. 2. Карта-схема изучаемого района. 3. Фотографии растений в условиях их обитания. 4. Рисунки анатомического строения надземных и подземных ор- ганов (схема с указанием топографии тканей и детализированные ги- стологические структуры отдельных тканей). 5. Выводы, свидетельствующие о степени эволюционной продви- нутое™ высших споровых растений. 6. Отчет. Литература: Лотова, 2000; Эсау, 1980. Тема 19. Голосеменные. Морфолого-анатомические особенности листьев хвойных Цель работы: изучить морфолого-анатомические особенности листьев хвойных, выявить их структурную организацию. Объекты исследования: хвойные, произростающие на тер- ритории района исследования. Методы исследования: 1. Составление плана и характеристики места исследования. 2. Сбор материала. 3. Морфологическое описание листьев хвойных. 4. Изготовление временных препаратов анатомического строения листьев хвойных. 5. Описание структурной организации листьев хвойных, выявле- ние диагностических признаков. Итоги работы: 1. Краткая эколого-цепотическая характеристика объектов иссле- дования. 2. Карта-схема исследуемого района. 3. Фотографии и анатомические рисунки (схема по топографии тканей и детализация слагающих гистологических структур). 4. Выводы, касающиеся диагностических признаков морфолого- анатомического строения листьев хвойных. 5. Отчет. Литература: Веховидр., 1980; Двороковский, 1983; Лотова, 2000; Лотова, Ти- монин, 1989; Эсау, 1980. Тема 20. Влияние экологических факторов на морфолого-анатомическое строение вегетативных органов покрытосеменных растений Цель работы: ознакомиться с закономерностями внутреннего строения вегетативных органов растений, с многообразием их струк- 83
турпой организации и особенностями слагающих эти органы тканей, их использованием для составления общей характеристики таксонов разных рангов. Объекты исследования: представители семейств цветко- вых растений, произрастающих в различных условиях: мезофиты, ксе- рофиты, гидрофиты, гигрофиты и др. Методы исследования: 1. Составление плана и характеристики места обитания растений. 2. Сбор материала. 3. Морфологическое описание растений. 4. Изучение гистологических структур вегетативных органов и их описание. 5. Проанализировать особенности анатомического строения изу- чаемых растений; выявить диагностические признаки, определяющие принадлежность растений к соответствующим таксонам. Обосновать взаимосвязь условий произрастания и внутренней диффирипцировки гистологических структур органов. Итоги работы: 1. Краткая эколого-ценотическая характеристика района исследо- вания. 2. Карта-схема изучаемого района. 3. Фотографии исследуемых растений в районе местообитания. 4. Серия анатомических рисунков, отражающих гистологическую структуру органов растений (схемы, детализация диагностических структур). 5. Описание рисунков. 6. Выводы, отражающие действие экологических факторов (ветра, температуры, света, характера почвы) па морфолого-анатомические признаки растения 7. Отчет. Литература. Вехов и др., 1980; Двороковский, 1983; Лотова, 2000; Лотова, Ти- монин, 1989; Эсау, 1980. При выполнении самостоятельных работ (звеньями по 3 — 4 че- ловека) студенты получают первые навыки научных исследований. С их тематикой следует ознакомиться заранее и подобрать необходи- мую литературу. По итогам работы составляется краткий отчет, кото- рый «защищается» па итоговой конференции. Отчет составляется в традиционной форме: введение, обзор литературы, условия и методы, результаты и их обсуждение, список использованной литературы. От- чет иллюстрируется картами, схемами, таблицами, рисунками, фото- графиями и в случае необходимости документируется гербарием или другой коллекцией (плодовых тел трутовиков, образцов лишайников и т. п.).
8. ПОЛЕВАЯ ПРАКТИКА ПО ФИЗИОЛОГИИ РАСТЕНИЙ В процессе обучения студентов (биологов, технологов сельскохо- зяйственного производства и др.) по физиологии растений основной упор делается па теоретическое освоение курса. На лабораторных занятиях, проводимых преимущественно в осенне-зимний период, бу- дущие учителя и специалисты аграрного сектора не могут приобрести необходимые навыки экспериментальной работы с растениями. По- этому учебный план ряда специальностей предусматривает проведе- ние летней полевой практики по физиологии растений, во время кото- рой можно поставить вегетационные опыты и провести наблюдения за физиологическими процессами у растений непосредственно в природ- ной обстановке, что очень важно для будущего специалиста. Кроме теоретических знаний, студенты в ходе обучения должны получить умения и навыки работы с живыми растениями, их органами, тканями и клетками, что особенно важно для правильной профессио- нальной ориентации студентов. Понимание целостности функциони- рования растительного организма особенно четко развивается па по- левой практике. Наряду с приближенным к естественной природе рассмотрением физиологических процессов, летняя производственная практика по- зволяет экспериментально пронаблюдать влияние экологических фак- торов среды на растение, что способствует интеграции биологического и экологического образования будущих биологов, биоэкологов, педаго- гов и работников аграрного сектора. В процессе летней практики пре- дусмотрено рассмотрение всех физиологических функций растений в их развитии и взаимосвязи со средой. Работа по физиологии растений в период учебно-полевой практи- ки включает в себя элементы исследовательской работы в доступной для студентов форме. Организация практики Летняя учебно-полевая практика по физиологии растений прово- дится па базе лабораторий кафедры ботаники и физиологии растений, а также в естественных фитоцепозах и па опытном участке. Практика проводится в июле, когда возможно провести основные физиологичес- кие эксперименты с культурными и дикорастущими растениями, а так- же осуществить учет результатов длительных опытов. В каждой выполняемой работе студент должен количественно учи- 85
тывать результаты и, сопоставляя с условиями опыта, самостоятельно делать выводы и обобщения. При этом необходимым условием полно- ценной практики является индивидуализация заданий: каждая груп- па студентов (преимущественно состоящая из двух человек) получает свою конкретную задачу при постановке длительного эксперимента и при выполнении физиологических работ. После выполнения своей части работы студенты обобщают полученные данные в виде сводных таблиц, диаграмм, графиков для выработки экологических и физиоло- гических выводов. Перед началом практики из предлагаемых по различным разде- лам программ опытов необходимо выбрать наиболее подходящие для конкретной специальности (факультета, института) и условий сезона. Следует сказать, что преподаватель может поставить и другие опыты, к разработке методики проведения которых следует привлекать сту- дентов. Вполне возможно поручение отдельным студентам постанов- ки и планирования экспериментов, сбор и обработку данных, получен- ных группой, с целью получения первичного материала для подготов- ки курсовых работ. Некоторые работы, рекомендуемые для летней практики, дублиру- ют лабораторные занятия, проводимые в зимний период, по с включе- нием других видов растений и условий опыта с тем, чтобы студенты могли на разнообразном растительном материале показать сущность физиологических процессов и выявить основные закономерности яв- лений, в связи с экологическими условиями произрастания растений. Необходимо обратить особое внимание на соблюдение студентами техники безопасности в период прохождения летней практики. С этой целью целесообразно провести подробный инструктаж по технике бе- зопасности с регистрацией в журнале. Во время прохождения практики студенты ведут индивидуальные дневники, которые включают следующие разделы: — правила техники безопасности при работе в лаборатории; — план проведения практики; — постановка длительных опытов; — методики экспериментальной работы; — полученные в ходе практики экспериментальные результаты, обобщения и выводы проделанной работы. Дневник летней практики заполняется ежедневно и является ос- новным отчетным документом студента при сдаче зачета. Занятие 1. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПОЛЕВОЙ ПРАКТИКИ ПО ФИЗИОЛОГИИ РАСТЕНИЙ Во время полевой практики по физиологии растений необходимо обратить особое внимание па соблюдение студентами норм и правил техники безопасности как во время маршрутных (полевых) работ, так 86
и во время лабораторных исследований. Это связано с использовани- ем в работе различных агрессивных реактивов, электрооборудования и другого травмоопасного инвентаря. Преподаватель должен провес- ти подробный инструктаж студентов с рассмотрением наиболее ти- пичных ситуаций, проверить полноту усвоения ими материала и офор- мить журнал техники безопасности. Требования безопасности перед началом работы 1. Каждый приступивший к работе в лаборатории должен ознако- мится с содержанием настоящей инструкции. 2. Приступая к выполнению работы студент обязан ознакомиться с ее описанием, с принципом работы применяемой аппаратуры и ее особенностями. 3. На рабочих местах не должны находиться посторонние предме- ты, приборы, инструменты, не относящиеся к выполнению работы. Требования безопасности в ходе работы 4. Во время работы в лаборатории следует соблюдать чистоту, ти- шину и порядок. 5. По окончании пользования водой, электричеством необходимо немедленно закрывать крапы и выключать электроприборы. 6. Нельзя выливать в раковины остатки кислоты, щелочи, огне- опасных жидкостей. Указанные вещества необходимо сливать в пред- назначенные склянки. 7. Нельзя бросать в раковины бумагу, песок и другие твердые ве- щества. 8. Необходимо бережно обращаться с лабораторной посудой и пред- метами оборудования. Требования безопасности по окончании работы 9. По окончании работы в лаборатории образовавшийся мусор должен быть убран с рабочего места в специально отведенные места (ящики). 10. Помещение в лаборатории должно быть проветрено. Занятие 2. экскурсия «физиологические явления В ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ» Во время наблюдения за растениями в естественных фитоцепозах можно визуально увидеть различные проявления физиологических процессов. В том числе: 1) яруспость растений как пример фототропизма и морфологи- ческих изменений в растениях различных экологических групп по отношению к свету; 2) элементы водного режима растений (тургесцентное состояние, гуттация, корневое давление); 87
3) пигментный состав (окраска) органов растений различных эко- логических групп; 4) ксероморфпость верхних листьев растений; 5) движения растений: тропизмы, настии, нутации; 6) реакции иммунитета растений (реакции сверхчувствительно- сти); 7) взаимодействие растений с другими организмами, др. Экскурсии на природу проводятся по следующим направлениям: экскурсия в лес и парк, экскурсия на луг и поле. Экскурсия в лес и парк 1. Ярусность растений определяет произрастание растений в раз- ных экологических нишах, способствует более полному использова- нию экологических факторов, прежде всего света. Растения одной и той же формы в зависимости от размеров группируются в определен- ные «этажи» так называемы ярусы. В широколиственном лесу I ярус создают самые высокие деревья (осина, дуб, клеи, липа); II — подрост тех же видов деревьев, а также кустарники (бересклет, лещи- на); III ярус представлен высокими и низкими травами; IV ярус вклю- чает мхи, грибы, лишайники. Ярусность растений можно наблюдать не только в лесу, по и па лугу и в поле, т. е. в травянистых сообществах, по с менее резким выражением этого явления. Физиологическая основа яруспости — наличие в фитоценозе рас- тений различающихся по светочувствительности (светотребователь- пости) экологических групп. У разных растений неодинаковые точки светового оптимума, точки световой компенсации и т. п. 2. Самоочищение ствола. По мере роста дерева доступ света к нижним ветвям уменьшается. Это ведет к тому, что побеги вырабаты- вают меньше органических веществ, чем расходуют па процесс дыха- ния, и поэтому из производящих становятся потребляющими. Расте- нию становится невыгодно содержать такие побеги и оно избавляется от них. Это достигается (па основе гормональной перестройки) таким образом, что транспорт органических веществ перестраивается, пита- тельные вещества не попадают в «убыточные» побеги, что ведет к постоянному их отмиранию и опадению. Явление самоочищения имеет важное практическое значение: оно позволяет получать высококачественную древесину. У растущих оди- ночно или па опушке леса деревьев нижние побеги освещены так же хорошо, как и верхние, поэтому они долго растут не опадая, вследствие чего ствол получается кривым и непригодным в качестве строитель- ного материала. Физиологическая основа процесса — гормональная регуляция тро- фических потоков в направлении интенсивно растущих частей расте- ния, где более высока концентрация ауксинов и цитокининов. 3. Листовая мозаика. На каждом побеге дерева листья различа- ются размерами листовой пластинки: есть более мелкие, есть более 88
крупные. Кроме того они имеют черешки различной длины. На зате- ненных ветвях и те и другие чередуются, располагаясь в определен- ном порядке: мелкие листья занимают промежутки между крупными, почти не затеняя друг друга. В то же время между листьями практи- чески не остается листовых промежутков, поэтому при взгляде сверху они кажутся плотно прилегающими друг к другу, образуя листовую мозаику. Такое расположение листьев позволяет нижним и внутрен- ним ветвям более полно использовать солнечный свет для процесса фотосинтеза и располагать листья в оптимальных условиях освеще- ния. Физиологическая основа явления — процесс фототропизма, т. е. интенсивный рост черешков листьев с затененной стороны. 4. Ксероморфность верхних листьев растений хорошо заметпа па древесных растениях. Это явление характеризуется тем, что верх- ние листья отличаются от нижних размерами и окраской: обычно вер- хние листья мельче и светлее, чем нижние. Наряду с анатомо-морфо- логическими, имеются и физиологические отличия верхних листьев, присущие растениям более засушливых мест. Физиологическая осно- ва — экологическая адаптация верхних частей растения к недостатку воды. 5. Отношение растений к свету. Между растениями, растущими в неодинаковых условиях освещения, существуют морфологические, анатомические и физиологические различия. На основе этих разли- чий все растения делятся па три экологические группы: — светолюбивые — произрастающие на открытых солнечных местах; — тенелюбивые — живущие в условиях постоянного затенения, занимая нижние ярусы в растительных сообществах; — теневыносливые — растущие па открытых местах, однако спо- собные выносить и значительное затенение. К группе светолюбивых, кроме растений открытых пространств, принадлежат также рапневесеппие эфемероиды широколиственных лесов (первоцвет, медуница, ветреница) и прибрежные растения (тро- стник, частуха, рогоз). У светолюбивых растений световые пластинки более светлые, мельче и толще, чем у тенелюбивых, листовая мозаика выражена слабо. Листья светолюбивых растений имеют толстую ку- тикулу и наружнюю стенку эпидермиса, так как яркому освещению всегда сопутствуют нагревание и повышение транспирации. В анато- мическом различии у светолюбивых растений устьица более мелкие, но па единицу поверхности листа их приходится больше, чем у тене- любивых. Мезофилл пронизан густой сетью проводящих пучков. Клетки столбчатой паренхимы располагаются в несколько рядов, об- разуя мощный слой. Хлоропласты мелкие, содержат меньше хлоро- филла, однако на единицу объема клетки их приходится больше, чем у тенелюбивых растений. У светолюбивых растений интенсивность фо- тосинтеза значительно возрастает с увеличением интенсивности света и достигает максимума при половине полного солнечного освещения. 89
Тенелюбивые травы имеют вытянутые стебли с малоразвитыми механическими тканями и крупные топкие листья с цельными плас- тинками. У представителей этой группы растений кутикула и оболоч- ки клеток эпидермиса тонкие. У многих из них в листьях совершенно не развивается палисадная паренхима, а только губчатая (ландыш, копытень). У тенелюбивых растений толщина слоя палисадной па- ренхимы относительно небольшая, клетки больших размеров, с круп- ными хлоропластами, содержащими много хлорофилла. Тенелюби- вые растения более активно, чем светолюбивые, используют солнеч- ную энергию. В листьях теневыносливых растений, по сравнению с тенелюбивы- ми, относительно высокое содержание ксантофилла и хлорофилла Ь. Эта особенность в составе пигментов позволяет листьям теневыносли- вых растений использовать свет, прошедший через листья светолюби- вых растений. 6. Индикаторы чистой атмосферы. Давно отмечено, что многие растения могут служить индикаторами состояния окружающей сре- ды. Наиболее изученными в этом плане являются лишайники. Они очень чувствительны к загрязнению воздуха промышленными газами, особенно сернистым ангидридом, в большом количестве поступающем в атмосферу из труб заводов и тепловых электростанций. Небольшая примесь этого газа губительна для некоторых видов, когда же концен- трация увеличивается, отмирают все виды лишайников. Из этого мож- но заключить, что там, где лишайников много, воздух чист и почти не содержит сернистого газа; там, где их пет, атмосфера загрязнена. Сле- довательно, лишайники являются показателями чистоты воздуха. 7. Живая изгородь — это густо посаженные и сильно разветвив- шиеся кустарники, используемые для ограждения участка. Ее способ- ны образовывать не все кустарники, а только те виды, которые при ежегодной обрезке верхних частей побегов увеличивают число боко- вых стеблей (лох, снежноягодник, барбарис). У таких растений суще- ствует явление апикального доминирования (преобладание верхней точки роста над боковыми). Причина этого явления в том, что в верх- ней части главного побега происходит интенсивный синтез фитогор- мопа ауксина, который транспортируется от верхушки побега к осно- ванию растения базипетально. Двигаясь вниз, ауксин подавляет раз- витие боковых (пазушных) почек. Ежегодная подрезка приводит к удалению верхних почек, синтезирующих ауксин, при этом его подав- ляющее действие па боковые почки исключается, что приводит к раз- витию новых побегов. Разрастаясь, они образуют в дальнейшем жи- вую изгородь. Аналогичное явление — корневую поросль можно наблюдать па пнях срубленных деревьев. Опа появляется при прорастании спящих почек из нижней части ствола дерева после удаления его верхней части. 8. Пестролистность у растений. У пурпурной разновидности барбариса обыкновенного можно видеть листья двух цветов — зеле- ные и красно-фиолетовые. Такое же явление наблюдается у пекото- 90
рых комнатных растений, например у колеуса пестролистного. Это объясняется тем, что в листьях таких растений хлорофилл находится в клетках мезофилла листа — в столбчатой паренхиме, а антоциан — в эпидермисе, что придает листу красный цвет. Антоциан не оказыва- ет влияние на процесс фотосинтеза, который происходит обычным спо- собом. Присутствием антоциана объясняется окраска лепестков в цвет- ках многих растений. У растений семейства бурачниковых (синяк, медуница, незабудка) венчики цветков в течение вегетационного пери- ода изменяют окраску: в начале цветения они розовые, а к концу становятся синими. Это объясняется тем, что антоциан способен изме- нять свою окраску в зависимости от реакции среды (pH) клеточного сока: при слабокислом значении pH он красный или розовый, при нейтральном — фиолетовый, а при слабощелочном — синий. Есть данные, что смена реакции среды клеточного сока, а следовательно и окраска венчиков, происходит только после оплодотворения завязи цветка. Экскурсия на луг и в поле 1. Биологическая фиксация азота. На корнях растений семейства бобовых (клевер, мышиный горошек, люцерна) имеется большое чис- ло вздутий — клубеньки. Они представляют собой опухоли — разра- стание паренхимы, заполненные бактериями рода Rhizobium. Поселя- ясь на корнях, бактерии усваивают из воздуха азот для синтеза соб- ственных белков, а от растения получают углеводы, минеральные эле- менты и воду. Таким образом, они выступают в качестве паразитов растений. После гибели растения части бактерий используют азотис- тые соединения для своего питания. С этого момента между бактери- ями и растениями устанавливаются взаимовыгодные отношения — симбиоз. После отмирания растений их корни разлагаются другими бактериями, при этом азот остается в почве в форме аммонийных со- единений, обогащая ее. 2. Выделения у растений. У некоторых растений можно обнару- жить выделение цветками сладковатой жидкости (ива, клевер, пикуль- ник), специфический запах, исходящий от цветка (ландыш, шиповник) или целого растения (полынь, болиголов), млечный сок (у надломлен- ного стебля чистотела, осота). Все наблюдаемые вещества представля- ют собой продукты растительных выделений. Сладкая капелька жид- кости в основании цветка — нектар, который выделяется специальны- ми желёзками — нектарниками. Он представляет собой раствор раз- личных сахаров, органических кислот и других веществ и служит при- способлением для привлечения насекомых-опылителей у энтомофиль- ных растений. Аромат цветков у большинства энтомофильных растений обус- ловлен эфирными маслами, которые выделяются особыми желёзками. Вместе с окрашенным венчиком и нектаром они также служат для 91
привлечения опылителей. Эфирпые масла полыни, пижмы и других растений выполняют роль средства, отпугивающего насекомых и тра- воядных животных, и служат своеобразным приемом защиты от меха- нических повреждений. Значение млечного сока в растениях до сих пор не установлено. Возможно, оп выполняет функцию запасного вещества, однако его превращения в растении не наблюдаются, поэтому обычно считают, что это продукт метаболизма — экскрёт. Все выделяемые растениями вещества являются вторичными ме- таболитами, т. е. они образуются в результате многократных превра- щений продуктов фотосинтеза. 3. Движение растений. Растение остается прикрепленным к суб- страту в течение всей жизни, поэтому часто считают, что оно непод- вижно. Однако растения имеют движения, которые можно наблюдать. Например, листья многих растений в течение суток могут поворачи- ваться, ориентируясь перпендикулярно или параллельно солнечным лучам (подсолнечник, соя, одуванчик). У других растений они опуска- ются па ночь (клевер, кислица). Это явление можно наблюдать также па комнатных растениях, стебли и листьях которых часто наклонены в сторону окна. После сильного дождя на полях можно наблюдать полегание стеб- лей злаков, которые через несколько дней вновь поднимаются. В пасмурный день, а также перед дождем венчики многих цветко- вых растений (одуванчик, цикорий, вьюнок) закрываются. При этом лепестки совершают своеобразные движения. Кроме того, венчики цветков открываются и закрываются в определенное время суток. У многих бобовых растений (гороха) можно наблюдать круговые движения усиков, благодаря которым растения цепляются за опору, поднимая свой слабый стебель. Примером движения являются круго- вые движения стеблей у вьющихся растений (выопок полевой, плющ). Их стебли способны обвивать опору, таким образом растение выносит свои листья ближе к свету. Различают несколько типов движения у растений. Одни из них — тропизмы, осуществляются как изгибапие органа в ответ на односто- роннее раздражение. Например, наклон стебля у комнатных растений и поворачивание листьев в сторону окна носит название фототро- пизма. Его механизм заключается в том, что одностороннее освещение вызывает поляризацию стебля, смещая на затененную сторону поток фитогормона ауксина, направленный от верхушки к основанию стеб- ля. Обеднение ауксином освещенной стороны побега приводит к ранне- му прекращению стадии растяжения его клеток, а обогащение ауксином затененной стороны — к стимуляции роста клеток растяжением, что ве- дет к искривлению побега. Это положительный фототропизм — по на- правлению к свету. У корней же оп отрицательный — к темноте. Другой вид тропизма — геотропизм, т. е. способность растений воспринимать силу земного притяжения и своеобразно реагировать 92
на нее, вследствие чего корни всегда растут вниз (положительный гео- тропизм), а стебли всегда вверх (отрицательный геотропизм). При- мером могут служить произрастающие на крутых склонах деревья. Их стволы расположены не перпендикулярно к поверхности почвы, па которой они растут, а независимо от крутизны склона в направлении к центру Земли. Уже при прорастании семени, которое происходит в темноте, наблюдается изгиб зародышевого корешка вниз, а проростко- вого побега — вверх. Возвращение в вертикальное положение приби- тых к земле ветром или дождем хлебных злаков также обусловлено геотропизмом. Физиологическая сущность этого явления связана с восприятием силы тяжести, обусловленной поляризацией, которая связана с осажде- нием статолитов — пластид, содержащих крахмал в специализиро- ванных клетках побега или корпя (в центральной части корневого чехлика), и стеканием ауксина на нижнюю сторону корня или побега, что приводит к изгибанию горизонтально ориентированного корня вниз, а горизонтально ориентированного стебля — вверх. Движения, совершаемые лепестками цветков, когда они раскрыва- ются или закрываются в ответ па изменение освещенности или темпе- ратуры, вызываемые диффузным действием раздражителя, называют- ся настическими движениями, или настиями. Освещение приводит к повышению тургора клеток верхней стороны лепестков и в результа- те — к открыванию венчиков цветков. Колебания температуры также могут вызвать настические движения околоцветников многих расте- ний. Например, цветки тюльпана, крокуса закрываются па ночь, пото- му что при понижении температуры лепестков тургорное давле- ние быстро снижается, а открываются утром в результате его повыше- ния. Существует еще один тип движения — нутация или круговые движения. Они выражены у стеблей вьющихся растений. Эти движе- ния зависят от присутствия в стеблях гиббереллинов и флавоноидов в определенной концентрации. Доказательством служат наблюдения, показывающие, что многие певыощиеся растения начинают виться после обработки их гиббереллином. Усики лазящих растений также совер- шают постоянные круговые нутации, однако в отличие от движения стеблей вьющихся растений эти движения носят эндогенный характер, т. е. вызваны внутренними причинами, которые еще недостаточно изу- чены. 4. Реакцию сверхчувствительности можно пронаблюдать на мно- гих растениях. Она выражается в том, что на их листьях появляются некротические пятна темной окраски. Образование пятен — резуль- тат самоуничтожения клеток листа вокруг места проникновения патогена. Это защитная реакция организма на внедрение паразита, обусловленная действием элиситоров — специфических веществ, концентрация которых резко возрастает после инфицирования расте- ний. 93
5. Взаимодействие растений с другими организмами. В живой природе все растения взаимодействуют друг с другом. К числу пря- модействующих факторов можно отнести влияние паразитов на орга- низм хозяина. Например, повилика, забирая воду, органические и не- органические вещества, вызывает общее нарушение обмена веществ у растепия-хозяипа, задержку его роста и развития. Опутывая растение, повилика не дает ему распрямиться. Физиологическое и механичес- кое действия паразита приводят к ослаблению хозяина, ассимилирую- щие органы которого работают не в полную силу. В результате у пораженных растений масса вегетативных органов бывает всегда мень- ше, чем у непораженных. Паразиты способны отравлять растение-хо- зяина продуктами своей жизнедеятельности. Кроме того, отдельные виды паразитов являются переносчиками вирусов, например мозаики табака, желтухи астры, курчавости свеклы. К прямому действию следует отнести и влияние растений друг на друга путем выделения различных физиологически активных веществ (аллелопатия). В настоящее время различают вещества, выделяемые высшими растениями (колипы и фитонциды), и вещества, выделяемые микроорганизмами (антибиотики). Благодаря фитонцидам растения невосприимчивы к некоторым заболеваниям. Наибольшим действием обладают вещества, выделяемые растениями в период цветения. Дей- ствуя на соседей химическими веществами, многие растения не только убивают патогенные микроорганизмы, отпугивая листоедов и других вредителей, по и «держат» вокруг себя незанятую другими растения- ми зону, называемую фитогенным слоем. Прямое положительное влияние па высшие растения оказывают грибы, образующие микоризу. Ее имеют более 2 000 видов высших растений. Подсчитано, что поверхность соприкосновения клеток коры корпя и гифа гриба в микоризе в 10 — 14 раз больше, чем поверх- ность контакта с почвой клеток «голого» корпя. Вопросы для самостоятельной проработки 1. Почему растения разных жизненных форм сосуществуют и нор- мально развиваются на одной территории? 2. Почему с возрастом у деревьев происходит опадение нижних ветвей и олиствеппой остается только верхняя часть? 3. Какое физиологическое значение имеет листовая мозаика для растений? 4. Какие различия между растениями, произрастающими в раз- ных условиях освещения? 5. Почему лишайники считаются индикаторами воздуха? 6. Почему у растений, образующих живую изгородь, при срезании верхних частей побегов усиливается рост боковых? 7. Чем объясняются различия окраски листьев у растений? 8. Какую роль играют клубеньки в жизни бобовых растений? 94
9. Какова роль выделений у растений? 10. Чем вызваны и как объяснить физиологически движения рас- тений? И. Какое положительное и отрицательное влияние оказывают живые организмы на жизнедеятельность растений? При рассмотрении этих и других физиологических проявлений в жизни растений студенты должны провести наблюдения, описать вы- явленные процессы в дневнике, сделать физиологические обоснования и выводы. Занятие 3. изучение водного режима растений Работа № 1. Определение содержания воды в растениях Материалы и оборудование. Термостат. Сушильный шкаф. Технические весы. Аналитические весы. Эксикатор с СаС12 или концентрированной H2SO4. Бюксы и ножницы. Вода играет огромную роль в жизни растения. Содержание ее сильно колеблется в зависимости от вида растения и условий произ- растания и достигает 90 % и более. Оно неодинаково в различных органах и тканях одного и того же растения. Количество воды опреде- ляется с целью установления среднего процента ее в растениях, произ- растающих в одинаковых условиях, в разные фазы развития, сортовых особенностей отдельных экземпляров и т. п. Содержание воды в растениях определяют высушиванием. Раз- ность в весе до высушивания и после дает вес воды, содержащейся в растении. В зависимости от целей исследования растительный мате- риал высушивают до воздушно-сухого или абсолютно сухого состоя- ния. 1. Определение содержания воды в растении путем вы- сушивания до воздушно-сухого состояния Пробу растения размельчают ножницами на кусочки не более 1 см в длину. Тщательно перемешивают и из общей пробы берут в широкие бюксы навески по 10 — 20 г, взвешивают на технических весах с точностью до 0,01 г. Бюксы предварительно высушивают вме- сте с крышками в термостате до постоянного веса. Бюксы с исследуе- мым материалом помещают в термостат с температурой 100 — 105 °C па 30 мин для инактирования ферментов. По истечении указанного срока температуру снижают до 55 — 60 °C и оставляют на 4 — 6 ч. Во время сушки бюксы должны быть открыты, крышечки подкладыва- ют под бюксы или ставят рядом с ними. После 4 — 6 ч сушки бюксы закрывают крышечками и переносят на 30 — 40 мин в эксикатор с СаС12 или концентрированной H2SO4 для охлаждения. Затем бюксы с растительным материалом взвешива- 95
ют па тех же весах. Сухой остаток навески в бюксах и есть материал, высушенный до воздушно-сухого состояния. В таком состоянии бывает высушенное на солнце сено, солома, хлопок-сырец и др. Семена растений доходят до воздушно-сухого со- стояния по мере их созревания. При определении содержания воды в растениях очень важно ис- следуемый материал просушить до постоянного веса, который опреде- ляется вторичным высушиванием в течение 1 — 2 ч и взвешиванием. Если разница между первым и вторым взвешиванием не обнаружива- ется, значит исследуемый материал высушен до постоянного веса. Расчет содержания воды производится для каждой навески от- дельно по формуле: _ 100 (В - В,) где X — содержание воды в растительном материале в процентах к сырому весу навески; В — чистый вес навески до высушивания; Bj — вес после высушивания до воздушно-сухого состояния. 2. Определение содержания воды в растении путем вы- сушивания до абсолютно сухого состояния Ход выполнения работы такой же, как было описано выше. Ис- ключение составляют следующие операции: бюксы (пустые и с навес- ками) взвешивают на аналитических весах. Все навески не должны превышать 5 г. Сушку навески производят в течении 4 — 6 ч в термо- стате при температуре 100 — 105 °C. При такой температуре из рас- тения испаряется вода, прочно удерживающаяся клеточными коллои- дами. Сухой остаток после высушивания представляет абсолютно су- хой материал. Для контроля полноты высушивания пробы ставят в сушильный шкаф еще па 1 — 2 ч, после чего снова охлаждают и взвешивают. Если разницы между этим и предыдущим взвешивания- ми пет или составляет несколько сотых грамма, то высушивание счи- тают окончательным. Разница в весе между массой высушенной на- вески и сырой массой показывает количество воды в навеске. Содер- жание воды в процентах рассчитывают по отношению к исходной сы- рой навеске. Результаты заносят в табл. 8.1. Сухая масса (г) = масса бюкса после высушивания - масса бюкса, Содержание воды (г) = навеска - сухая масса. Для быстрого просушивания растительных материалов, особенно сочных, применяют вакуум-сушильиый шкаф ВШ-0035. Расчет содержания воды производят по указанной выше формуле. В данном случае процент содержания воды в растении будет выше, а сухого вещества — ниже. Объясните, почему? 96
Таблица 8.1 Содержание воды и сухого вещества в растительных тканях Объект № бюкса Масса сухого бюкса, г Масса бюкса с навес- кой, г Масса навес- ки, г Масса бюкса после 1-го высуши- вания, г Масса бюкса после 2-го высуши- вания, г Сухая масса Содержа- ние воды г % г % 3. Определение содержания воды и сухого вещества в листьях, стеблях, корнях и плодах растений Содержание воды неодинаково не только в различных растениях, но и в органах и тканях одного и того же растения. Поэтому большой интерес представляет изучение сравнительного содержания воды и сухих веществ в листьях, стеблях, корнях и плодах одного вида расте- ния. Методика и ход работы — такие же, как в предыдущей работе. Пробы составляют для каждого органа растения, навески берут от- дельно. Высушивать можно до воздушно-сухого или абсолютно сухо- го состояния. Данные исследований по изучению содержания воды и сухого вещества в листьях, стеблях, корнях и плодах одного и того же растения записывают в табл. 8.2. Таблица 8.2 Содержание воды и сухого вещества в органах растений Название растения Орган Содержание, %, на сырой вес Воды Сухого вещества Листья Стебли Корни Плоды Работа №2. Рефрактометрическое определение сухого вещества в растении Материалы и оборудование. Рефрактометр. Терка. Ступ- ка с пестиком. Ручные прессы. Химический стакан. Воронка. Фильт- ровальная бумага. Марля. Короткие пробирки с резиновыми пробка- 97
ми. Пробочные сверла. Стеклянные палочки. Технические весы пер- вого класса. Бюксы. Микробюретка или микропипетка. Тонкая ме- таллическая игла с деревянной ручкой. Рефрактометрический метод определения сухого вещества в рас- тении является быстрым и удобным. Он основан на неодинаковом преломлении луча света, проходящем через растворы различной кон- центрации. С помощью рефрактометра определяют сухое вещество в капле сока, выжатого из растения. Поэтому для этой цели берут такие растения или их органы, которые содержат много воды (корнеплоды, клубнеплоды, сочные листья, стебли, корни, плоды томата и др.). 1. Определение концентрации клеточного сока и сухого вещества в растениях Работа выполняется следующим образом: составляют среднюю пробу для анализа, измельчают в ступке или растирают на терке, тща- тельно перемешивают, из мезги прессом отжимают сок и фильтруют его в чистый химический стакан. С помощью рукоятки откидывают верхнюю призму рефрактомет- ра, наносят на гладкую поверхность нижней призмы несколько капель испытуемого сока и закрывают, опустив верхнюю призму. Спустя 10 — 20 сек проводят определение. Постепенно передвигая ручку перевода и нониуса, наблюдают в окуляр появление границы света и тени. Граница раздела должна быть резкой, без переходов. В этих условиях делают отсчет пе менее 3 раз (после сдвига и наведения границы на линию раздела). Показатели по шкале наблюдают следу- ющим образом: на левой стороне шкалы показан коэффициент пре- ломления испытуемого сока, на правой — процентное содержание су- хих веществ. Затем находят средний показатель нескольких отсчетов. Для каждого образца сока проводят 3 последовательных определе- ния. Показатель преломления зависит от температуры, поэтому при каждом определении записывают температуру, которая не должна изменяться и быть близкой к 20 °C. Это достигается путем пропуска- ния воды через полости призмы с помощью специального термостата. В тех случаях, когда поддерживать температуру затруднительно, для внесения поправок используют табл. 8.3. Поверхность призмы рефрактометра должна содержаться в абсолютной чистоте. Перед каж- дым определением ее обмывают дистиллированной водой и насухо вытирают фильтровальной бумагой. Для сравнения желательно провести определение сухого веще- ства в разных органах одного и того же растения или на разных видах растения. Данные записываются в табл. 8.4. 2. Влияние влажности почвы на концентрацию клеточ- ного сока Листья растений, выросших при различной влажности почвы в условиях вегетационного опыта или в различных условиях естествен- ного местообитания, имеют различное содержание воды и, следовательно, концентрацию клеточного сока. 98
Поправка на температуру при рефрактометрическом определении процента содержания сухих веществ Таблица 8.3 Темпера- тура, °C Процент сухих веществ в продукте Темпера- тура, °C 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14 15 16 17 От найденного содержания сухих веществ нужно отнять: 10 0,50 0,54 0,58 0,61 0,64 0,66 0,68 0,70 0,72 0,73 0,74 0,75 0,76 0,78 0,79 10 И 0,46 0,49 0,53 0,55 0,58 0,60 0,62 0,64 0,65 0,66 0,67 0,68 0,69 0,70 0,71 И 12 0,42 0,45 0,48 0,50 0,52 0,54 0,56 0,57 0,58 0,59 0,60 0,61 0,61 0,63 0,63 12 13 0,37 0,40 0,42 0,44 0,46 0,48 0,49 0,50 0,51 0,52 0,53 0,54 0,54 0,55 0,55 13 14 0,33 0,35 0,37 0,39 0,40 0,41 0,42 0,43 0,44 0,45 0,45 0,46 0,46 0,47 0,48 14 15 0,27 0,29 0,31 0,33 0,34 0,34 0,35 0,36 0,37 0,37 0,38 0,39 0,39 0,40 0,40 15 16 0,22 0,24 0,25 0,26 0,27 0,28 0,28 0,29 0,30 0,30 0,30 0,31 0,31 0,32 0,32 16 17 0,17 0,18 0,19 0,20 0,21 0,21 0,21 0,22 0,22 0,23 0,23 0,23 0,23 0,24 0,24 17 18 0,12 0,13 0,13 0,14 0,14 0,14 0,14 0,15 0,15 0,15 0,15 0,16 0,16 0,16 0,16 18 19 0,06 0,06 0,06 0,07 0,07 0,07 0,07 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 19 К найденному содержанию сухих веществ нужно прибавить: 21 0,06 0,07 0,07 0,07 0,07 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 21 22 0,13 0,13 0,14 0,14 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 22 23 0,19 0,20 0,21 0,22 0,22 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 23
Окончание табл. 8.3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 24 0,26 0,27 0,28 0,29 0,30 0,30 0,31 0,31 0,31 0,31 0,31 0,31 0,32 0,32 0,32 24 25 0,33 0,35 0,36 0,37 0,38 0,38 0,39 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 25 26 0,40 0,42 0,43 0,44 0,45 0,46 0,47 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 26 27 0,48 0,50 0,52 0,53 0,54 0,55 0,55 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 27 28 0,56 0,57 0,60 0,61 0,62 0,63 0,63 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 28 29 0,64 0,66 0,68 0,69 0,71 0,72 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 29 30 0,72 0,74 0,77 0,78 0,79 0,80 0,80 0,80 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 30
Таблица 8.4 Определение концентрации клеточного сока и сухого вещества в растениях Объект Условия выращивания Коэффициент преломления клеточного сока Концентрация клеточного сока Содержание сухого вещества (в расчете на сахарозу), % Определение концентрации клеточного сока проводят на реф- рактометре. Листья растений, произрастающих в разных услови- ях влажности почвы, растирают в ступке. Мезгу помещают в марлю и из нее выжимают сок. Несколько капель сока наносят на приз- му рефрактометра и определяют концентрацию сухого вещества в соке (в расчете на сахарозу) по найденому показателю преломления. 3. Определение водообмена растений по величине по- тенциального осмотического давления и концентрации кле- точного сока Для нормального развития растительный организм должен содер- жать определенное количество воды, а расход и приход ее — быть сбалансированными. Знание состояния водного режима растений в полевых условиях даст возможность своевременно внести коррективы в установление сроков и норм полива растений. Для определения водообмена растений используют такие физио- логические показатели, как осмотическое давление клеточного сока, степень открытости устьиц, концентрация клеточного сока (ККС), во- доудерживающая способность и др. Ход работы. Концентрацию клеточного сока и потенциальное осмотическое давление определяют рефрактометрическим методом. Для этого с опытных участков отбирают по 10 растений (с учетом фазы развития), отчленяют у них листья одного яруса, плотно скручи- вают и ручным прессом отжимают клеточный сок. Первую каплю сока наносят на призму рефрактометра и по его шкале устанавливают кон- центрацию клеточного сока (%). Перед следующим анализом ручной пресс и призму рефрактометра промывают водой и насухо вытирают. Необходимо определить ККС у листьев 3 ярусов с тем, чтобы просле- дить распределение воды по растению. Все показатели записывают в табл. 8.5. По табл. 8.6 находят величину потенциального осмотического дав- ления, соответствующую ККС исследуемых растений. 101
Таблица 8.5 Определение осмотического потенциала растений Объект Ярус листьев Концентрация клеточного сока, % Потенциальное осмотическое давление, кПа Верхний Средний Нижний Верхний Средний Нижний Таблица 8.6 Потенциальное осмотическое давление клеточного сока (пересчет от концентрации сахарозы) Концентрация сахарозы, % Потенциальное осмотическое давление, кПа Концентрация сахарозы, % Потенциальное осмотическое давление, кПа 1 2 3 4 3,0 236,0 12,0 1 027,2 3,5 276,5 12,5 1 075,8 4,0 320,1 13,0 1 123,4 4,5 361,6 13,5 1 174,1 5,0 400,1 14,0 1 224,7 5,5 440,6 14,5 1 280,4 6,0 480,2 15,0 1 331,1 6,5 518,5 15,5 1 378,8 7,0 563,2 16,0 1 440,5 7,5 603,7 16,5 1 493,2 8,0 649,3 17,0 1 548,9 8,5 694,9 17,5 1 604,6 9,0 742,5 18,0 1 668,4 9,5 788,1 18,5 1 729,2 10,0 836,7 19,0 1 796,0 102
Окончание табл. 8.6 1 2 3 4 10,5 880,3 19,5 1 856,8 11,0 929,9 20,0 1 921,7 11,5 977,5 На основании определенной ККС делают вывод о потребности растений в воде. 4. Определение общей, свободной и связанной воды в листьях растений по Н. А. Гусеву Вода в клетках растений может находиться в двух состояниях. Часть ее, находящаяся в клеточном соке и частично в протоплазме и клеточных стенках, представляет собой обычную воду — подвижную, легко испаряющуюся, участвующую в различных химических реакци- ях обмена веществ, способную быть растворителем, замерзающую при температурах, близких к О °C. Эта часть воды называется свободной. Другая часть воды прочно удерживается (при помощи электроста- тических и поверхностных сил) ионами, молекулами растворимых веществ (главным образом в клеточном соке) и более сложными так называемыми коллоидными частицами, представляющими комплексы молекул или молекулы большой величины (белки, нуклеопротеиды и т. п. соединения, находящиеся главным образом в протоплазме). Эта часть воды называется связанной. Она утрачивает подвижность, не может быть растворителем, трудно испаряется и замерзает при тем- пературах значительно ниже О °C. Благодаря различию свойств, свободная и связанная вода имеет различные физиологические значения. От содержания свободной воды зависит интенсивность физиологических процессов (синтеза различ- ных соединений, роста, дыхания и т. п.). Содержание связанной воды влияет на устойчивость растений к засухе и морозу. Поэтому большой интерес представляет определение не только общего содержания воды в растениях, но и количества свободной и связанной воды. Сущность рефрактометрического метода состоит в том, что опре- деленная навеска исследуемых листьев помещается в гипертониче- ский раствор сахарозы известной концентрации. По снижению кон- центрации этого раствора после пребывания в нем листьев можно установить, сколько воды он отнял из листьев. Отнята может быть лишь свободная (точнее, свободная + слабосвязанная) вода, способная быть растворителем. Прочно связанная вода, удерживаемая с большей силой, остается в клетках. В параллельной навеске определяется общее количество воды, а по разности находится количество связанной воды. Ход работы. Для определения связанной воды применяют 30% раствор сахарозы (30 г сахарозы растворяют в воде, доведя массу раствора до 100 г). Точная концентрация этого раствора устанавлива- 103
ется при помощи рефрактометра. Показатели рефрактометра дей- ствительны лишь в том случае, если определения проводились при температуре 20 °C, если же при другой температуре, то в показания рефрактометра предварительно должна быть введена поправка (см. табл. 8.3). По 1,5 мл 30% раствора сахарозы помещают в предварительно взвешенные стеклянные бюксы диаметром 15 — 18 мм (которые мо- гут быть заменены короткими пробирками с резиновыми пробками). Раствор отмеряют при помощи микропипетки или микробюретки. Оп не должен попадать па стенки бюксов. Для каждого варианта опыта заготавливают столько бюксов с раствором, сколько предполагают по- вторностей определения. После помещения раствора бюксы вновь взвешивают для установ- ления точного количества находящегося в них раствора. Затем в каж- дый бюкс с раствором помещают определенное количество высечек, приготовленных из средней части листа при помощи пробочного свер- ла. Диаметр высечек из листьев пшеницы составляет 5 — 7 мм (40 — 50 шт.), из листьев кукурузы — 9 — 12 мм (20 шт.). Высечки должны быть полностью погружены в раствор при помощи топкой металли- ческой иглы (которая не должна соприкасаться с раствором, так как унесенная на ней капля раствора вызовет неточность определения). Вес помещенных в каждый бюкс высечек находят следующим обра- зом: бюксы с раствором взвешивают, а затем из полученных данных вычитывают вес бюксов с раствором. Высечки остаются в растворе два часа. Наблюдения показали, что за это время из листьев выходит почти вся вода, которая может быть отнята 30% раствором сахарозы. К концу второго часа выход воды сильно замедляется, а по истечении времени происходит настолько медленно, что практически не влияет на результаты определения. По истечении двухчасового срока содержимое бюксов перемеши- вают стеклянной палочкой. При помощи рефрактометра определяют конечную концентрацию раствора в каждом бюксе. Одновременно определяют общее содержание воды в таких же высечках из листьев, помещенных в бюксы и высушенных до постоян- ного веса в сушильном шкафу при температуре 100 — 105 °C. Дан- ные заносят в табл. 8.7. Расчеты количества воды а) общее количество воды находят по формуле: v _ 100 (б - в) Х " б-а где а — вес пустого бюкса; б — вес бюкса с сырой навеской; в — вес бюкса с сухой навеской; X — общее количество воды в процентах от сырого веса навески; 104
Таблица 8.7 Содержание свободной и связанной воды в растительных тканях Объект X? бюкса Масса сухого бюкса, г Масса бюкса с раство- ром сахарозы, г Масса бюкса с высеч- ками листьев,г Масса высечек листьев,г Коэффициент прелом- ления после 2 ч вы- держивания Концентрация сахарозы спустя 2 ч, % Общее содер- жание воды Содержание фракций воды, % г % свобод- ной связан- ной б) количество свободной воды находят по формуле: Y _ 100(А- Б) (Г - В) , Х - Б(Д-Г) где А — процент сахарозы в исходном растворе (до опыта); Б — процент сахарозы в опытном растворе (после опыта); В — вес пустого бюкса; Г — вес бюкса с раствором; Д — вес бюкса с раствором и высечками; X — количество свободной воды в процентах от сырого веса листьев; в) количество связанной воды (в процентах от сырого вещества) находится по разности между общим количеством воды и количеством свободной воды (также в процентах от сырого веса). Р а б о т а № 3. Определение потери воды, водоудерживающей способности и водного дефицита растений весовым методом Материалы и оборудование. Квадрантные весы. Экси- катор. Бюксы. Бумажные коробки. Деревянные штативы. Лезвия. Цветные карандаши. 1. Определение потери воды растением Определение потери воды растением весовым методом имеет пре- имущество потому, что вода удаляется из растения в относительно нормальных условиях, без предварительного нарушения структуры про- топлазмы. Этот метод также имеет преимущество перед другими, так как вода из листьев отнимается в парообразном состоянии, т. е. так, как это происходит в естественных условиях. Для создания нормальных условий аэрации, необходимой для дыхания растений, в эксикатор емкостью 3 — 5 л наливают 600 мл серной кислоты с удельным весом 1,83. 105
Пробы растения (листья, корпи и другие органы) тщательно, но быстро очищают встряхиванием и марлей. Для устранения потери воды (до взятия навески) помещают под небольшой стеклянный кол- пак или в полиэтиленовый мешочек. Отрезки листьев или корней, имеющие примерно одинаковый размер и возраст, помещают в пред- варительно высушенные бумажные (или стеклянные) коробки с ре- шетчатым дном (последнее необходимо для того, чтобы не было задер- жки в испарении воды в эксикаторе) и быстро взвешивают на квад- рантных весах. Размер навески зависит от разрешающей способности весов и в разных вариантах опыта должен быть примерно одинако- вым. Навески листьев или корней в бумажной коробке помещают в эксикатор и плотно закрывают крышкой. Отшлифованную часть крышки эксикатора необходимо смазать вазелином. Потеря растени- ем воды и ее активность тесно связаны с температурой водоотнимаю- щего воздуха, поэтому опыты необходимо проводить при одинаковых условиях температуры и освещения (каждый раз нужно учитывать температуру воздуха лаборатории, где проводятся опыты). Как известно, серная кислота является гигроскопическим веще- ством, поэтому сильно поглощает пары воды из воздуха, находящегося в эксикаторе, вследствие чего давление пара в воздухе эксикатора значительно падает. В межклетниках листьев или корней давление пара будет высокое. Иначе говоря, активность паров воды в межклет- никах будет выше, чем в сухом воздухе эксикатора. При этих услови- ях будет происходить усиленный переход (испарение) воды из меж- клетников и с поверхности листа в воздух эксикатора, из которого парообразная вода будет поглощаться серной кислотой. Скорость водоотдачи листьями или корнями зависит от двух при- чин: во-первых, от структурных особенностей тканей растения, высо- кополимерпых и низкомолекулярных компонентов протоплазмы, от их водоудерживающей способности и от интенсивности процесса об- мена веществ; во-вторых, опа зависит от водоотнимающей силы сухого воздуха эксикатора и серной кислоты. Если водоотпимающая сила в эксикаторе все время будет одинакова, то скорость водоотдачи будет зависеть только от первой причины, т. е. от структурных особенностей растения и от интенсивности обмена веществ. Постоянство водоотнимающей силы в эксикаторе может быть до- стигнуто путем замены серной кислоты после 10 — 15 опытов. В эксикатор помещают от 16 до 20 коробок с навесками расте- ния. Навески растений из эксикаторов вынимают и взвешивают два раза: через 30 мин и через 2 ч. Продолжительность сушки растений в эксикаторе зависит от задачи опыта. После двухкратного взвешива- ния навески растения переносят (без коробки) в заранее высушенные и взвешенные бюксы, помещают в сушильный шкаф, высушивают при температуре 100 — 105 °C до постоянного веса. Общее количество воды в растении находят общепринятым спо- 106
собом (см. работу № 1) и рассчитывают в граммах на 1 г сырого вещества. Количество же воды, потерянное растением в течение 30 мин и 2 ч, находят путем вычитания каждого последующего веса навески от предыдущего веса. Скорость водоотдачи рассчитывают в процентах от сырого и су- хого веса навески. Между водоудерживающей способностью растения и скоростью потери воды имеется обратная зависимость, т. е. чем меньше потеря воды листьями, тем выше их водоудерживающая способность. С помощью этого метода потеря воды листьями или корнями учи- тывается при одинаковых величинах упругости водяного пара, равной 0,006 5 мм рт. ст., иначе говоря, при одинаковой водоотнимающей силе воздуха, находящегося в камере. Поэтому данные, полученные по по- тере воды при сравнительных исследованиях, могут быть использова- ны и для оценки активности воды в растении (сравниваются данные, полученные для двух вариантов, двух культур или две фазы развития растений и т. д.). Поскольку водоотнимающая сила будет во всех случаях одинакова, различия в потере воды листьями или корнями растений различных вариантов будет зависеть от активности воды. Между количеством потерянной воды и ее активностью существует прямая зависимость: чем выше активность воды в растении, тем боль- ше ее потери. Таким образом, с помощью этого метода можно характеризовать следующие показатели водного режима растения: — общее количество воды; — водоудерживающую способность растения; — активность воды в растении (листья, корни) . 2. Влияние условий выращивания на водоудерживающую способность растений Водоудерживающая способность растений является хорошим по- казателем их водообмена и устойчивости к неблагоприятным факто- рам внешней среды. Хорошо известно, что независимо от того, повы- шается или понижается температура, снижается ли содержание воды в почвенном растворе или в атмосфере, у растений всегда снижаются функции в результате обезвоживания. Чем выше водоудерживающая способность растений, тем оно устойчивее к неблагоприятным факто- рам внешней среды. Растения считаются устойчивыми, если за 30 мин они теряют не более 4 — 5 % воды от своей массы. Ход работы. Для определения водоудерживающей способно- сти с каждого участка отбирают по 5 растений, отчленяют у них кор- невую систему, а также сухие листья. Надземную массу всех растений (сначала одного, а затем и другого варианта) взвешивают на элект- ронных весах. Растения аккуратно расставляют в деревянные штати- вы или па столе так, чтобы они не касались друг друга и не мешали испарению воды. Через 30 мин на тех же весах делают повторное взвешивание, затем через 1, 1,5 и 2 ч. Данные записывают в табл. 8.8. 107
По разности предыдущей массы растений и последующей опреде- ляют количество потерянной ими воды за каждые 30 мин. Делают пересчет количества потерянной воды в процентах и по полученным результатам строят диаграмму водоотдачи. По количеству потерянной воды за первые 30 мин судят о водо- удерживающей способности растений. Таблица 8.8 Определение водоудерживающей способности растений Вариант Кол-во растении, шт. Масса растений, г Потеряно воды растениями за каждые 30 мин Ис- ход- ная Интервал времени, мин г от исходной массы, % 30 60 90 120 А а! а2 аз “4 В, В2 в3 В4 В, с2 сз С4 Расчеты: В, = А-а„ В2 а2 а3, В3 = *3 ~ а4‘ Процент потерянной воды рассчитывается по общей формуле: В х 100 — /о. А 3. Определение водного дефицита растений Под водным дефицитом понимают недостающее до полного насы- щения клеток количество воды, выраженное в процентах от общего его содержания при полном насыщении ткани. В природных услови- ях полное насыщение листьев водой практически не наблюдается. В большинстве случаев водный дефицит колеблется от 10 — 12 до 30 — 35 %. Этот показатель хорошо коррелирует с водообеспеченностыо растений и может быть использован для характеристики водного ре- жима. Порядок работы. 20 высечек из листьев средней части одно- летнего побега помещают в предварительно взвешенные сухие бюксы, закрывают крышкой и взвешивают на аналитических весах (Ml). Затем диски помещают на поверхность воды в закрытые чашки Петри и оставляют на 2 ч для насыщения ткани водой. Тургесцептные высечки подсушивают фильтровальной бумагой и 108
взвешивают (М2). Затем определяют массу абсолютно сухой тка- ни (М3), высушив диски в термостате при 105 °C. На основании полученных данных вычисляют показатели водообеспеченности растений. (М2 - М3) - (Ml - М3) Водный дефицит =------- Q _”мо--------- х Ml - М3 Относительная тургесцептность = ------------ х 100 %. М2 - М3 Относительная тургесцептность показывает, какую долю в про- центах составляет наличное количество воды от ее содержания, обес- печивающего полный тургор. Величина, показывающая, сколько воды необходимо для достижения листьями растений тургесцентного состояния, называется дефицитом относительной тургесцентности (ДОТ): ДОТ = 100 - относительная тургесцептность. Результаты заносят в табл. 8.9. Таблица 8.9 Определение показателей водообеспеченности растений Вариант опыта № бюкса Масса бюкса, г Навеска листьев, г Масса тургесцентной ткани, г Масса абсолютно сухой ткани, г Содержание воды, г Количество воды, насыщающее листья, г Показатели водообеспеченности, % Водный дефицит Относительная тургесцент- ность ДОТ Работа№ 4. Определение параметров транспирации растений Материалы и оборудование. Микроскоп. Объективный и окулярный микрометры. Пинцет. Предметные и покровные стекла. Торсионные весы. Лезвия. Секундомер или песочные часы. /• Определение количества устьиц методом подсчета в микроскопе Устьице — это листовой аппарат, через которое испаряется вода в парообразном состоянии и поступает углекислый газ. Устьица нахо- дятся в эпидермисе и имеют микроскопическую величину. Количе- ство их на единице листовой поверхности бывает не одинаково. 109
Оно зависит от вида растения, причем у одних растений они рас- положены только на верхней стороне листа, у других — только на нижней, а у третьих — на верхней и нижней стороне листа. Для определения количества устьиц эпидермис листа слегка над- резают и, захватив кончик пинцетом, быстро срывают и помещают в воду. Снятый эпидермис просматривают под микроскопом на предмет- ном стекле в капле воды под покровным стеклом. Подсчет производят в разных местах препарата, причем необходимо считать все устьица, находящиеся в поле зрения. Для точности нужно просмотреть не ме- нее 20 полей зрения и вычислить среднее. Далее определяют величи- ну поля зрения микроскопа по формуле S = яг2. Радиус поля зрения микроскопа измеряют объективным микрометром, который кладут на столик микроскопа, шкалу располагают по диаметру. Измерив диа- метр, вычисляют радиус и определяют по формуле площадь поля зре- ния. Измерения заканчивают тем, что вычисляют количество устьиц, находящихся на 1 мм2 эпидермиса исследуемого растения. Для этого полученное среднее количество устьиц в поле зрения делят на пло- щадь поля зрения. 2. Определение интенсивности транспирации Определение испарения воды листьями является важным показа- телем, характеризующим растение. Чаще всего определяют интенсив- ность транспирации — количество воды, испарившейся за единицу времени с единицы площади или веса листьев. Для определения интенсивности транспирации срезают острой бритвой лист растения и взвешивают его на торзионных весах в тече- ние одной минуты с момента срезания листа. Таким образом, первая минута после срезания листа не учитывается. Затем лист быстро переносят в те же условия, в каких он находил- ся до срезания, и оставляют на 3 мин. Ровно через 3 мин взвешивают вновь. Таким способом взвешивание повторяют 3 раза, вычисляют среднюю величину испарения и рассчитывают интенсивность транс- пирации в миллиграммах за 1 ч на листовую площадь 100 см2 или к весу листа. Расчет на листовую площадь ведут по формуле: ттгг, А х 60 х 100 где ИТ — интенсивность транспирации площади листовой поверхно- сти, мг/дм2ч; А — средняя величина испарившейся воды, мг; Т — время экспозиции, мин; S — площадь листовой поверхно- сти, см2. Результаты заносят в табл. 8.10. 110
Таблица 8.10 Определение интенсивности транспирации растений Объект Ярус Время измере- ний Началь- ная масса, г Экспо- зиция, мин Конеч- ная масса, мг Убыль массы, мг Площадь листа, 2 см Интенсив- ность транс- пирации, мг/м2 ч Занятие 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ фотосинтеза Работа № 1. Определение чистой продуктивности фотосинтеза растений Материалы и оборудование. Весы электрические. Лез- вия. Миллиметровая бумага. Оберточная бумага. Сушильный шкаф. Около 90 % общей биомассы растительного организма приходится на долю органического вещества, образованного в процессе фотосин- теза, поэтому изменение сухой массы растений может служить объек- тивным показателем их ассимиляционной деятельности. Прирост су- хой биомассы в граммах за определенный промежуток времени, отне- сенный к единице листовой поверхности, называют чистой продуктив- ностью фотосинтеза (ЧПФ). Ее необходимо определять периодиче- ски в течение всего вегетационного периода. Показатель чистой продуктивности в природных условиях колеб- лется от 0,1 до 20,0 г сухого вещества на 1 м2 площади листьев в сутки; эта величина меняется в разные периоды роста и развития растения. Определение ЧПФ даст возможность получить материал, который используется для разработки приемов повышения продуктивности сельскохозяйственных растений, прогнозирования и программирова- ния урожаев. Ход р а б о т ы. На поле зерновых культур выбирают характер- ный участок площадью 1 м2. Подсчитывают на нем количество расте- ний, определяют их продуктивную кустистость. С опытного участка отбирают 5—10 характерных для него рас- тений, тщательно их перебирают. Пожелтевшие и отмершие листья учитывают отдельно. Все зеленые листья отрывают от растений, взве- шивают и складывают в коробочку. Затем взвешивают все стебли и подсохшие листья, кладут в другую коробочку. Результаты взвешива- ния записывают в табл. 8.11. 111
Таблица 8.11 Определение биомассы растений Вариант Дата взятия проб Кол-во растений взятых для анализа, шт. (а) Кол-во растений на 1 м2 посева, шт. (А) Сырая масса, г Кол-во высечек, шт. Сырая масса высечек, г Площадь одной 2 высечки, cmz Площадь высечек, см2 Зеленые листья Стебли Другие части растений Сумма Далее следует определить площадь зелепых листьев. Для этого вынимают из коробочки несколько зелепых листочков, складывают их один па другой так, чтобы они совпадали по площади. Затем свер- лом определенного диаметра в нескольких местах листьев делают вы- сечки, подсчитывают их, взвешивают и снова кладут в ту же коробоч- ку. Все показатели записывают в табл. 8.11. Площадь высечек рассчитывают по формуле: Sb = лг2п, где Sb — площадь высечек, см2; г — радиус высечки, см ; п — коли- чество высечек, шт. Если нет сверла, то поступают следующим образом. Несколько листочков складывают один па другой и находят такое место, где ши- рина листовой пластинки не изменяется. Обычно оно располагается па расстоянии 3 — 4 см от влагалища листа. В этом месте вырезают полосочки длиной 2,0 — 2,5 см, подсчитывают их, определяют по мил- лиметровой бумаге площадь каждой из них и все вместе взвешивают. Умножив площадь одной полосочки па их количество, определяют площадь всех полосочек (высечек). Затем определяют площадь всех зеленых листьев (табл. 8.12), взя- тых для анализа, по формуле: q _ Sn х М 5л m » где Бл — площадь листьев, см2; Sn — площадь всех высечек (поло- сочек), см2; М — сырая масса зелепых листьев, г; m — сырая масса всех высечек (полосочек), г. 112
Таблица 8.12 Определение чистой продуктивности фотосинтеза растений Вариант Дата взятия проб Площадь листьев, взятых для анализа, м2 Воздушно-сухая масса, г ЧПФ в сутки, г/м2 Прирост биомассы в сутки на 1 м2 посева Содержа- ние воды в расте- нии, % Зеленые листья Стебли Другие части Сумма После этого бумажные коробочки с растительным материалом ста- вят в сушильный шкаф и сушат до воздушно-сухого состояния при температуре 105 °C. Затем растительный материал взвешивают, опре- деляя воздушно-сухую массу зеленых листьев, подсохших и пожел- тевших листьев, а также остальных частей растения. Растительный материал выбрасывают, а освободившиеся коробочки используют для растительного материала при втором сроке взятия проб. Через 7 — 10 дней вновь берут такое же количество растения с тех же участков. Нужно внимательно следить за тем, чтобы были ото- браны растения с таким же количеством продуктивных побегов, как и в первый срок взятия проб. Растения так же, как и в первый срок, разбирают, раскладывают в коробочки, определяют их сырую массу, площадь высечек (полосочек) и всех зеленых листьев. Ставят в сушильный шкаф, просушивают и взвешивают. Чистую продуктивность фотосинтеза рассчитывают по формуле: в2-в, ЧПФ 0,5 (S, + S2) X п где ЧПФ — чистая продуктивность фотосинтеза в сутки, г/м2; В2 и Bt — сухая масса растений в конце и в начале учетного периода, г; S1 и S2 — площадь зеленых листьев в начале и в конце учетного периода, м2; п — число дней между двумя определениями. Прирост биомассы в сутки на 1 м2 посева рассчитывают по форму- ле: п = ЧПФ х А а ли _ (S, * s,) х А а 113
где П — прирост биомассы, г/сут; ЛИ — листовой индекс; А — число растений на 1 м2 посева, шт; а — число растений, взятых для анализа, шт. Занятие 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ Работа № 1. Определение потребности растений в удобрениях методом листовой и тканевой диагностики Материалы и оборудование. Ручной пресс. Реактивы в капельницах: дифениламин сернокислый, молибдат аммония, бензи- дин, насыщенный раствор натрия уксуснокислого, дипикриламин маг- ния, соляная кислота, кобальт-нитрит натрия. Фильтровальная бума- га. Лезвия. Значение элементов минерального питания для растений огромно. Одни из них идут на построение самого организма, другие являются кофакторами при различных процессах жизнедеятельности, состав- ной частью ферментов. Общий их недостаток или вредный избыток приводит к нарушению обмена веществ в клетках растений, последую- щему изменению его внешнего вида в результате разрушения ткани. Каждый элемент вызывает вполне определенные изменения как в течение биохимических процессов, так и во внешнем облике расте- ний. Недостаток азота ведет к пожелтению листьев, которые затем от- мирают, сильно тормозя рост и развитие. В целом растение очень угнетено, имеет бледную окраску. Недостаток фосфора сказывается на активности роста, листья при- обретают темно-зеленую окраску с фиолетовым оттенком, при силь- ном недостатке опа переходит и на черешки. При недостатке калия наблюдается подсыхание листьев на их вер- хушке и краях, как при ожоге. «Краевой ожог» листьев — весьма характерный признак калийной недостаточности. Эти и некоторые другие элементы способны в растениях реутили- зироваться (вторично использоваться), поэтому их недостаток сопро- вождается появлением симптомов недостаточности в первую очередь на нижних листьях и в нижних ярусах. Недостаток микроэлементов проявляется на молодых, растущих частях. Недостаток элементов минерального питания приводит к значи- тельным потерям урожая сельскохозяйственных культур. Следова- тельно, агроном должен уже па ранних этапах (пока не появились внешние признаки) определить содержание этих элементов в отдель- ных частях растения. Содержание неорганических форм азота, фос- фора и калия приводится в табл. 8.13. 114
Таблица 8.13 Содержание нитратов, фосфатов и калия у зерновых культур (мг/кг сырой массы и в баллах по шкале Церлинг) Содержание, мг/кг Балл 0-следы 1 2 3 4 5 6 Нитратный азот <№3) Следы 28 67 151 174 221 710 Неорганический фосфат (Р2О5) 86,5 122 174 225 415 692,5 - Калий (К2О) Следы 1 300 2 400 3300 3700 5 400 - Ход работы. В поле отбирают по 2 — 3 растения каждого варианта, отчленяют от них те же части растения, которые можно ис- пользовать для диагностических целей в соответствии с фазой разви- тия, на которой они находятся в момент определения. Определение нитратов. Из листьев с помощью ручного пресса отжимают сок, каплю его наносят па кусочек фильтровальной бумаги. Затем наносят каплю 1% раствора дифениламина сернистого. Резуль- таты оценивают в баллах на основании табл. 8.14. Таблица 8.14 Шкала для определения нитратов Балл Характер окрашивания пятна Потребность растений в азотном удобрении 1 2 3 6 Раствор и ткань быстро и интенсивно окрашиваются в иссиня-черный цвет. Окраска устойчивая Не нуждается, избыток нитратов 5 Раствор и ткань сразу окрашивают- ся в темно-синий цвет. Окраска со- храняется Не нуждается, достаточное количест- во 4 Раствор и ткань окрашиваются в си- ний цвет. Окраска проявляется не сразу Слабо нуждается 3 Окраска раствора и ткани светло- синяя, исчезает через 2 — Змин Средне нуждается 2 Окрашивается в основном в светло- голубой цвет Нуждается 115
Окончание табл. 8.14 1 2 3 1 Следы голубой, быстро исчезающей окраски Сильно нуждается 0 Порозовспие бумаги, обугливание Очень сильно нуждается Определение фосфатов. Из листьев отжимают сок, каплю его наносят па фильтровальную бумагу, капают па нее одну каплю молибдата аммония. Отпечатку дают слегка просохнуть и затем по- следовательно наносят по одной капле бензидина и насыщенного раствора натрия уксуснокислого. После этого появляется синяя окраска отпечатков сока на фильтровальной бумаге. Интенсив- ность окраски сравнивают со шкалой табл. 8.15 и оценивают в бал- лах. Таблица 8.15 Шкала для определения фосфатов Балл Окраска раствора на бумаге или ткани Потребность растений в фосфатных удобрениях 5 Окраска пятна и ткани темно-синяя Не нуждается 4 Окраска пятна и ткани синяя Не нуждается или слабо нуждается 3 Отпечаток светло-синий Средне нуждается 2 Отпечаток серо-голубой Нуждается 1 Окраска всего пятна и ткани слабо- ссро-голубая Сильно нуждается 0 Нет никакого синего или голубого окрашивания Очень сильно нуждается Определение калия. Каплю сока из листьев исследуемых расте- ний наносят па фильтровальную бумагу. Затем на пятно наносят одну каплю раствора магния дипикрил амина (или натрия кобальт- нитрита), а затем каплю соляной кислоты. Появившуюся окрас- ку пятна сравнивают со шкалой табл. 8.16 и оценивают в баллах. Лимонно-желтый цвет пятна указывает на отсутствие калия у исследуемых растений. Полученные баллы по содержанию нитратов, фосфатов и калия записывают в табл. 8.17. 116
Таблица 8.16 Шкала для определения калия Балл Окраска раствора на бумаге или ткани Потребность растений в калийных удобрениях 5 Красно-суриковая Не нуждается 4 Красно-оранжевая Слабо нуждается 3 Оранжевая Средне нуждается 2 Желто-оранжевая Нуждается 1 Соломенно-оранжевая Сильно нуждается 0 Лимонно-желтая Очень сильно нуждается Таблица 8.17 Содержание элементов в растениях Вариант Анализи- руемая часть растения Азот Фосфор Калий балл потреб- ность балл потреб- ность балл потреб- ность Необходимая для подкормки доза элемента минерального питания рассчитывается по следующей формуле: п _ Сопт х Драсч Д подк “ г” ’ ^факт где Дподк — доза подкормки, кгд. в./га; Драсч — запланированная доза подкормки в хозяйстве, кг д. в./га; Сопт — оптимальное содер- жание элемента в растении, балл; Сфакт — фактическое содержание элемента в растении, балл. Занятие 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РОСТА и развития растений Работа № 1. Анатомо-морфологические и физиологические особенности листьев разных видов в развитии Оборудование. Микроскоп. Окуляр-микрометр. Предметные покровные стекла. Стеклянные трубочки. Ножницы. Пинцет. Препа- ровальные иглы. Стакан с водой. Лезвия. 117
Обоснование. Анатомо-морфологические характеристики в зна- чительной степени зависят от экологических факторов: водного режи- ма, освещенности, почвенного питания. Например, тенелюбивые расте- ния, как правило, отличаются более крупными и тонкими листовыми пластинками. Мезофилл слабо дифференцирован па палисадную и губчатую паренхиму, имеет рыхлое строение. Клетки мезофилла круп- ные. Крупные устьица чаще расположены на нижней стороне листьев. У светолюбивых растений листовые пластинки толще, имеют бле- стящую поверхность, толстую кутикулу, густое опушение или воско- вой палет. Внутреннее строение листа светолюбивых растений имеет следующие особенности: развитая палисадная ткань, состоящая из 2 — 3 рядов узких длинных клеток; клетки губчатой ткани мелкие, расположены компактно; устьица мелкие и многочисленные. Кроме того, анатомическое строение листьев в сильной степени зависит от стадии развития растений. Растительный материал. Листья светолюбивых и тенелю- бивых растений на разных стадиях развития. Ход работы. Отбирают с 10 — 15 экземпляров каждого вида по 10 листьев среднего яруса. Помещают между листами влажной бумаги или в чашки Петри. В лаборатории получают поперечные сре- зы листовых пластинок, снимают кусочки эпидермиса. Готовят препа- раты. При помощи микроскопа и окуляр-микрометра определяют тол- щину листовых пластинок, размеры устьиц и их число.
9. ПРИМЕРНЫЕ ПРОГРАММЫ ПРАКТИКИ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 011600 «БИОЛОГИЯ» И 013500 «БИОЭКОЛОГИЯ» I курс. Практика по биоразнообразию (Раздел Ботаника) — 108 ч Введение. Цели и задачи полевой практики. Организация рабо- ты. Материалы и оборудование. Техника безопасности при полевых исследованиях. Полевая документация. Отчетность. Водоросли. Основные признаки. Разнообразие водорослей. Сна- ряжение и маршруты. Сбор материала во время экскурсий. Каме- ральная обработка собранного материала. Определение основных групп водорослей. Нитчатые водоросли. Колониальные водоросли. Планк- тонные и бентосные водоросли. Зарисовка и фиксация водорослей. Грибы. Основные признаки грибов, их многообразие. Роль грибов в круговороте веществ в природе. Сапрофитные и паразитные грибы, микоризообразователи. Методика сбора грибов. Снаряжение и мате- риалы. Работа на маршруте: сбор плодовых тел макромицетов и гер- баризация патогенных микромицетов. Паспортизация собранного ма- териала: Камеральная обработка: определение, фиксация, зарисовка плодовых тел макромицетов и пораженных органов высших растений, мицелия, микоризы. Лишайники. Основные признаки. Многообразие лишайников. Индикационные свойства. Методика полевых исследований. Матери- алы и снаряжение. Работа на маршруте: сбор и паспортизация со- бранных образцов. Камеральная обработка: определение, зарисовка, составление коллекций. Мохообразные. Основные признаки. Многообразие мохообраз- ных. Экологические группы. Методика полевых исследований. Мате- риалы и снаряжение. Работа на маршруте. Камеральная обработка материала: определение, зарисовка, гербаризация. Сосудистые споровые растения: плауны, хвощи, папоротники. Ос- новные признаки. Распространение в Мордовии. Методика сбора и гербаризации споровых растений. Материалы и снаряжение. Работа на маршруте: взятие образца, укладка в папку, этикетирование. Каме- ральная обработка: определение, зарисовка, сушка растений, оформле- ние гербария. Семенные растения: голосеменные и цветковые. Основные при- 119
знаки и многообразие представителей. Роль в природе и жизни чело- века. Методика сбора и гербаризации. Описание и определение рас- тений из наиболее распространенных семейств цветковых растений. Заключительный этап. Оформление коллекций, гербария и отчет- ной документации. Отчеты звеньев и сдача зачета. II курс. Практика по экологии (раздел Ботаника) — 72 ч Введение. Цели и задачи практики. Системный подход к изуче- нию природных объектов. Организация работы. Материалы и снаря- жение. Техника безопасности. Полевая документация. Отчетность. Природные условия района практики. Географическое положе- ние. Климат и природные условия полевого сезона. Рельеф. Почво- образующие породы и почвы. Гидрография и почвенный режим. Рас- тительный мир: флористический состав, основные типы растительно- сти. Водные экосистемы. Характеристика водоемов района практи- ки. Видовой состав и характер размножения водных растений. Груп- пы водных и прибрежных растений. Анатомо-морфологические осо- бенности водных растений, связанные с условиями существования. Болотные экосистемы. Особенности болотных экосистем. Типы болот: верховые (олиготрофные), низинные (эвтрофные), переходные (мезотрофные). Растительный компонент болотных биоценозов: ви- довой состав, растительные сообщества (фитоцепозы). Приспособи- тельные структуры болотных растений, обособленные условиями су- ществования. Влияние болот на водный режим местности. Луговая растительность. Особенности луговых экосистем. Отно- шение луговых растений к условиям среды: почве, водному режиму, свету. Экологическая шкала Л. Г. Раменского. Видовой состав и ос- новные ассоциации луговой растительности. Хозяйственная характе- ристика. Элементы степной растительности в районе практики. Лесная растительность. Лес как сложная многокомпонентная си- стема. Лесорастительные условия. Экологические ряды Л. Г. Сукаче- ва. Эдафическая сетка Алексеева — Погребняка. Основные лесооб- разующие породы района практики, их биологические особенности, зависимость от эдафических условий. Влияние древесных растений па условия среды. Другие группы растений: кустарники, кустарнички, травы, мхи и лишайники, грибы. Основные типы лесных биоценозов района практики, их видовой состав, пространственная структура. Методика изучения лесной растительности. Кустарниковая растительность. Кустарники как жизненная форма в составе лесной растительности и как доминанты самостоятельного типа растительности. Видовой состав, пространственная структура кустарниковых ценозов. Методика изучения кустарниковой раститель- ности. Искусственные биоценозы. Агроценозы. Видовой состав сорно- 120
полевой растительности. Методика изучения засоренности полей. Искусственные древесные насаждения: сады, защитные полосы, скве- ры, парки, уличные насаждения, их видовой состав, пространственная структура. Заключение. Составление отчетных материалов. Оформление гер- бария и коллекций. Отчет по практике. Примечание. В зависимости от природных условий места про- хождения практики отдельные разделы программы могут быть опуще- ны. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ПОЛЕВОЙ ПРАКТИКИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ I КУРСА СПЕЦИАЛЬНОСТИ «БИОЭКОЛОГИЯ» Задачи практики Летняя практика студентов-биоэкологов (прил. 10, И) играет важ- ную роль в подготовке специалиста-биолога и является непосредствен- ным продолжением зимнего курса ботаники. Основной ее задачей явля- ется углубление и закрепление теоретических знаний путем знакомст- ва с объектами изучения — растениями в их природной обстанов- ке. Летняя практика способствует развитию у студентов наблюдатель- ности, умению ориентироваться в природе, вызывает повышенный ин- терес к ботанике и экологии растений и обеспечивает более эффектив- ное их усвоение. Все это необходимо будущим экологам в их деятель- ности, в которой значительное место занимает экологическое воспита- ние школьников. Летняя практика по ботанике студентов I курса биологическо- го факультета является частью полуторамесячной комплексной прак- тики и состоит из двух частей. Первая — флористическая часть практики, где студенты знако- мятся с отдельными видами растений, их морфологическими призна- ками, экологией, получают представление о экологической индивиду- альности видов растений, о их взаимоотношениях с другими живы- ми существами и окружающей природной средой. Студенты приобре- тают навыки сбора и гербаризации растений, работы с определителя- ми, изучают флору конкретных растительных сообществ. Вторая часть практики — геоботаническая. Студенты во вре- мя экскурсий на природу знакомятся с признаками основных фитоце- нозов и осваивают методы геоботанических описаний. При работе па природе студенты должны руководствоваться принципом максималь- ного сохранения целостности флоры и растительности, в связи с чем особое внимание должно быть уделено редким и исчезающим видам растений. 121
Вводное занятие: — установочная беседа о целях и задачах практики, календарном плане работы, назначении экскурсионного снаряжения и лаборатор- ного оборудования; — ознакомление с техникой безопасности при полевых исследова- ниях: ядовитые и опасные растения места практики; — объяснение и показ на пробных образцах техники сбора расте- ний в природных условиях, их предварительной обработки, составле- ние рабочей этикетки, закладывание растений в ботаническую папку и гербарную сетку; — ознакомление со способами сушки растений, определением го- товности, степени сухости и способах хранения засушенного материа- ла; — объяснение основных правил и способов монтировки гербария, важности точного этикетирования. Демонстрация готовых образцов лучших гербарных листов, объяснение возможных ошибок; — знакомство с определителями, справочной, учебной и научно- методической литературой; — ознакомление с методикой морфологического анализа растения и его определения. Заранее заготовленное растение определяется и исследуется по общей схеме описания, при этом преподаватель отме- чает важнейшие диагностические признаки растения. В ходе исследо- вания студентами ведется запись процесса определения вида расте- ния и зарисовка его отдельных органов; — самостоятельная работа студентов по морфологическому ана- лизу и определению растений, предложенных преподавателем; — знакомство с тематикой индивидуальных заданий. Объяснение особенностей выполнения каждой темы. Выбор студентами темы для самостоятельного исследования. Экскурсия на водоем. Водоросли и водные растения Во время вводной беседы преподаватель дает характеристику во- доемов и рассказывает об особенностях водной среды и ее отличиях от воздушной (плотность воды, газовый состав, освещенность, обеспечен- ность минеральными солями, температурный режим). Необходимо усвоить различия в характере режимов разных водоемов, грунта, ско- рости течения, химического состава воды, распределения высших рас- тений, так как все эти факторы обусловливают формирование различ- ных экологических групп водорослей, преобладание тех или иных со- обществ. Во время экскурсии по указанию преподавателя берутся пробы водорослей из различных участков водоема, отличающихся по эколо- гии (бентос, планктон, водоросли обрастаний и т. д.). Водоросли, види- мые невооруженным глазом в виде тины, собирают просто руками, плотно приросшие к субстрату соскребаются ножом или скребком. При «цветении» водоема — массовом развитии планктонных форм, вода может приобретать определенную окраску, консистенцию и за- 122
пах. Этим, в частности, определяется практическое значение цветения воды. Если в водоеме имеются участки с различной степенью органи- ческих загрязнений, то необходимо сравнить их заселенность водорос- лями (впоследствии в лаборатории сопоставить их качественный со- став) и вспомнить о роли водорослей в биологической оценке чистоты водоема в процессе биологического самоочищения вод. При самостоятельной работе студенты должны: — определить все исследуемые растения, отметить ход определе- ния по ключу определителя; — пронаблюдать быстрое увядание и поникание растений, вынутых из воды; сильное рассечение листовых пластинок урути, роголистника; расположение цветков по отношению к поверхности воды у цветущих видов; объяснить причины наблюдаемых явлений; — сравнить толщину и окраску листьев рдеста, водокраса, кубыш- ки, надводные, плавающие и подводные листья стрелолиста; указать способы вегетативного размножения этих видов; — изучить структуру побегов (число, направление роста, длину междоузлий, форму листьев) наземной и водной формы частухи обык- новенной; зарисовать их, отметить черты различия, указать причины их возникновения; — выделить и зарисовать следующие метаморфизированные орга- ны: столоны водокраса, листовидное тело ряски, ловчие пузырьки пу- зырчатки. Установить происхождение и функцию, выполняемую ви- доизмененными органами. Грибы Вводная беседа перед экскурсией указывает студентам на эконо- мическое значение грибных, бактериальных и вирусных заболеваний, а также на основные признаки грибов и их многообразие. Во время экскурсии следует обратить внимание на древоразрушающие грибы- паразиты на древостое и кустарниках, сапрофиты на пнях и валежни- ке. При этом отмечается влияние внешних условий на их развитие и распространение, па формирование плодовых тел, характерные черты их морфологии, особенности строения гименофора у представителей различных родов. Желательно иметь в лаборатории для целей опре- деления постоянно возобновляемый набор плодовых тел трутовых грибов данной местности. В зависимости от сроков проведения практики в лесу могут быть встречены шляпочные базидиальпые грибы, дискомицеты и гастероми- цеты. Необходимо указать на экологические особенности распростра- нения этих грибов, их участие в разложении лесной подстилки, связь с высшими растениями (различные типы микоризы). Все плодовые тела макромицетов собираются, рассматриваются основные черты их стро- ения: характер гименофора, наличие покрывала, степень развития ножки и шляпки, окраска плодовых тел. Необходимо обратить впима- 123
пие па пищевую ценность съедобных грибов, причины отравления ими. Следует уделить внимание морфологическим отличиям между съе- добными и сходными с ними ядовитыми грибами (летние и ложные опята, белый и сатанинский грибы и т. д.). Во время экскурсий в лес и па луг студенты знакомятся с парази- тами травянистых растений и с внешними проявлениями грибных поражений (увядание, пятнистости, налеты, наросты, пустулы ит. д.), а также с их биологией, получают представления об основных вне- шних отличиях поражений ржавчинными, головневыми, мучнисторо- сяными и другими грибами. Если возможно, указывают дикорасту- щие растения, которые могут быть источниками инфекции (эцидиаль- пые хозяева ржавчинных грибов), и способы перезимовки различных грибов. Для некоторых грибов (вентурии) следует указать возмож- ность существования их в паразитной фазе, подчеркнуть значение сап- рофитной фазы для перезимовки. Разбирая на месте собранный с пре- подавателем материал, студенты усваивают различия между энтомо- логическими, вирусными и грибными поражениями растений, при этом образцы повреждений (опавшие листья) следует брать для определе- ния в лаборатории. Во время экскурсии определяются токсические свойства некоторых видов (спорынья, фузариум), специализация гри- бов-паразитов, расы, выведение устойчивых сортов растений и значе- ние внедрения их в хозяйстве. Необходимо составить представление о методах количественного учета заболеваний и мерах борьбы, что необходимо для выполнения некоторых тем самостоятельных работ. Следует провести сравнение видового состава грибов в различного типа лесах и других биоценозах. В ходе экскурсии преподаватель обучает студентов методике сбо- ра и технике гербаризации шляпочных грибов и грибов-паразитов. Лишайники Во время экскурсии по лесу студенты знакомятся с различны- ми типами талломов лишайников, приуроченностью их к субстратам (почва, живые деревья, пни и др.), морфологическими отличиями ли- шайников, например от мхов и грибов. Преподаватель рассказывает о эпифитизме лишайников, строении, подчеркивая значение размноже- ния их соредиями, изидиями, участками таллома как симбиотического организма. Следует обратить внимание студентов на медленный рост и на межвидовые и межродовые отношения лишайников, растущих па одном и том же субстрате. Указать на изменение окраски и формы талломов лишайников под влиянием различных экологических фак- торов: освещенности, влажности и т. д. Рассказать о роли лишайни- ков в природе и об их практическом использовании. В заключение провести сбор различных видов лишайников с целью их дальнейшего определения в лаборатории. 124
Мохообразные Во время экскурсии в лес и разнообразные влажные местообита- ния (пойменные луга, болота) студенты знакомятся с различными ви- дами моховидных. Преподаватель рассказывает об основных разли- чиях и общих признаках представителей двух классов моховидных (печеночников и листостебельных мхов), о характерном чередовании поколений, свойственном только этой группе растений, показывает осо- бенности строения спорофитпого и гаметофитпого поколений. Следу- ет обратить внимание на отсутствие корнеподобных органов у гамето- фита, а также па то, что это поколение является доминирующим, в то время как у сосудистых растений таким поколением является споро- фит. Особый упор следует делать на экологические особенности. Мож- но изучить влияние освещенности, влажности на степень покрытия субстрата мхами, распространение их по высоте, например в зависи- мости от экспозиции па сухом степном склоне. В заключение прово- дится сбор наиболее распространенных видов с их последующей мор- фолого-экологической характеристикой. Сосудистые споровые растения: плауны, хвощи, папоротники Во время экскурсии по лесу, полю, лугу студенты знакомятся с различными представителями споровых сосудистых растений. При этом отмечается появление у растений настоящих вегетативных орга- нов: корней, стеблей и листьев, и наличие специализированных орга- нов — спорангиев, в которых формируются споры — клетки, служа- щие для размножения и расселения. Преподаватель показывает, что спорангии могут развиваться на щитовидных верхушечных строби- лах (у хвощей) или па спорофиллах и в их пазухах (у плаунов и папоротников). Они могут быть одиночными или развиваться груп- пами, образуя скопления — сорусы (у папоротников). Преподаватель рассказывает о жизненном цикле споровых растений, при этом указы- вает на медленный рост и развитие гаметофитов из прорастающих спор, длительное созревание архегопиев и антеридиев и на необходи- мость присутствия воды для оплодотворения. У хвощей рассматрива- ются побеги двух типов: появляющиеся весной и после спороношения, отмирающие и зеленые вегетативные; у папоротника страуспика — листья (вайи) дифференцированные па стерильные (фотосинтезиру- ющие) и фертильные (несущие спорангии). Проводится сбор различ- ных видов папоротников с целью их дальнейшего определения в ла- боратории по строению и внешнему виду сорусов и листовых пласти- нок. Семенные растения: голосеменные Во время экскурсии в лес следует обратить внимание на биологи- ческие особенности сосны как самого распространенного вида голосе- менных растений в Мордовии. Преподаватель предлагает рассмот- реть микроспорангиатные (мужские) шишки, формирующиеся на ниж- 125
пих ветвях деревьев и состоящие из многочисленных спирально рас- положенных пленчатых микроспорофиллов. Каждый из пих несет два микроспорангия со множеством микроспор. Женские шишки, распо- ложенные на верхних ветвях того же дерева, крупнее и устроены слож- нее. Следует обратить внимание, что их чешуи не являются мегаспо- рофиллами, а представляют укороченные побеги, включающие кроме семенной чешуи с двумя семязачатками еще и кроющую стерильную чешую. Каждый открытый (голый) семязачаток содержит многокле- точный спорангий (нуцеллус), окруженный массивным покровом (ин- тегументом) с отверстием (микропиле), обращенным к оси шишки. Опыление происходит весной при содействии ветра. Пыльца при ис- парении микропилярной жидкости втягивается в микропиле и попа- дает па нуцеллус. Особенностью жизненного цикла семян является то, что оплодотворение наступает лишь через год после опыления, а шиш- ки созревают осенью второго года после опыления. Семена высыпа- ются на третий год, причем семенная чешуя и зародыш семени дипло- идны, а женский гаметофит — гаплоидный. Раскрываются биологи- ческие и экологические особенности сосны в сравнении с другой лесо- образующей породой (елью) и об их практическом использовании. ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ПОЛЕВОЙ ПРАКТИКИ ПО БОТАНИКЕ для специальности «Технология производства и переработки продукции сельскохозяйственного производствам Введение. Цели и задачи практики. Системный подход к изуче- нию природных объектов. Организация работы. Материал и снаря- жение. Техника безопасности при полевых работах. Полевая доку- ментация. Отчетность. Биотические и абиотические компоненты биосферы, их выражение в районе проведения практики: климат, рельеф, почвообразующие по- роды, водный режим. Почва как природное тело, основные признаки разных типов почвы. Биотический компонент биосферы. Растительный мир района про- ведения практики. Локальная или конкретная флора. Условия среды и богатство флоры. Понятие о популяциях, их основные признаки: численность, плотность, возрастные группы и прочее. Зависимость фенотипа особей популяции от экологических условий. Растительный покров района прохождения практики. Фитоце- ноз как составная часть биогеоценоза и растительного покрова. Ос- новные признаки фитоценоза: флористический состав, аспект, количе- ственные отношения между видами, пространственная структура и др. Основные типы растительности и методы их изучения. Лесная растительность. Широколиственные и мелколиственные леса. Харак- 126
теристика абиотических факторов. Анализ состояния ценопопуляции в зависимости от условий среды и антропогенного фактора. Кустарниковая растительность как элемент растительного покро- ва. Луговая растительность. Пойменные и суходольные луга. Флори- стический состав и структура. Степной элемент во флоре лугов. Опи- сание луговой растительности на пробных площадках. Болотная растительность. Верховые, низинные, переходные боло- та. Видовой состав, приспособительные структуры. Методы изучения болотной растительности. Водная растительность. Видовой состав, группы водных растений, особенности анатомо-морфологического строения водных растений. Растительность агрофитоценозов. Видовой состав и биологические особенности сорных растений. Группы сорняков и типы засоренности полей. Методика изучения засоренности. Заключительный этап практики. Камеральная обработка материа- лов. Оформление отчетных материалов. Отчет студентов о выполнен- ной работе. Примерная тематика индивидуальных заданий 1. Морфологическая характеристика растений смешанного леса. 2. Разнообразие жизненных форм растений (по Серебрякову, Ра- ункиеру). 3. Растения обочин дорог, троп, придорожные растения. 4. Растения пойменных лугов. 5. Сорные растения. 6. Лекарственные растения. 7. Дикорастущие съедобные и ядовитые растения.
10. ОТЧЕТНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ ПО ПРАКТИКЕ После практики студенты отчитываются о выполненной работе. Отчетными материалами являются: 1) дневник с описанием всех проведенных экскурсий, а также результаты работы по морфологическому анализу и определению рас- тений; 2) дневник должен содержать список всех видов растений, изучен- ных па практике, с краткими характеристиками (по возможности ил- люстрируются рисунками и фотоснимками). Список составляется по семействам и рассчитывается па пополнение и продолжение его на последующих курсах. Студент должен знать 150 — 200 видов растений, из них 100 видов па латыни; 3) систематический и экологический гербарий (50 экземпляров па одно звено); работающие по индивидуальному плану и заочники оформляют гербарий из 50 листов; 4) отчет по индивидуальному заданию. Рекомендации по ведению полевого дневника даны ниже. В спис- ке растений для каждого вида приводятся русские и латинские назва- ния, семейство, краткая биологическая характеристика (жизненная форма, морфологические признаки, экология, ценотическая роль). В отчете по индивидуальному заданию указываются тема, испол- нитель, введение, решаемые задачи, обзор литературы, условия и мето- ды работы, полученные результаты и их обсуждение, выводы, спи- сок использованной литературы. Отчет иллюстрируется картами, схе- мами, таблицами, рисунками, фотографиями и документируется в слу- чае необходимости гербарием или другой коллекцией (плодовых тел трутовиков, образцов лишайников и т. п.). Можно предусмотреть защиту отчета на итоговой конференции. Гербарий оформляется па плотной бумаге по общепринятым пра- вилам (Скворцов, 1977). На зачетном занятии проверяется умение студентов самостоятель- но определять растения, проводить морфологический анализ, знание таксонометрических признаков важнейших семейств (плауновые, хво- щевые, многоножковые, сосновые, ивовые, буковые, липовые, березовые, лютиковые, розоцветные, бобовые, крестоцветные, зонтичные, маревые, гвоздичные, норичниковые, губоцветные, пасленовые, сложноцветные, орхидные, лилейные, осоковые, злаки). 128
Рекомендации по ведению полевого дневника 1. Полевой дневник является основным отчетным документом по практике. 2. Записи в дневнике выполняются ежедневно во время экскурсии и уточняются после предварительной обработки материала в тот же день после экскурсии. Записи выполняются разборчиво мягким гра- фитным карандашом или шариковой ручкой. 3. Дневники иллюстрируются схематическими рисунками и фото- снимками (по возможности), дополняющими и уточняющими записи. 4. В ежедневных записях указываются маршрут экскурсии, ха- рактеристика биоценозов, по которым проходит маршрут, основные признаки растительных сообществ и список встреченных видов. 5. В завершающей части ежедневных записей указываются ре- зультаты предварительной обработки материала: определенные виды растений, заложенные для гербаризации образцы, оформление кол- лекций и т. п.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Абрамов И. И. Определитель листостебельных мхов Карелии / И. И. Абра- мов, Л. А. Волков // Бриол. журн. 1998. — Т. 7. — Прил. 1. — 390 с. 2. Алексеев Ю. Е. Методическое руководство по учебной практике (геоботани- ка) / Ю. Е. Алексеев, А. В. Барсукова, В. И. Пятковская. — М. : Изд-во Моск, ун- та, 1969. — 140 с. 3. Алексейчик Я. И. Дары лугов, полей, лесов / Я. И. Алексейчик, В. А. Сань- ко. — М. : Физкультура и спорт, 1994. — 285 с. 4. Алехин В. В. География растений с основами ботаники / В. В. Алехин, Л. В. Кудряшов, В. С. Говорухин. — М. : Учпедгиз, 1957. — 520 с. 5. Антипина Г. С. Водоросли : учеб, пособие / Г. С. Антипина. — Петроза- водск : Изд-во Петрозавод. ун-та, 1992. — 112 с. 6. Баету то Г. А. Учебно-полевая практика по ботанике / Г. А. Бавтуто. — Минск : Вышэйш. шк., 1990. — 269 с. 7. Быков Б. А. Геоботаника / Б. А. Быков. — Алма-Ата : Изд-во АН Каз.ССР, 1953. - 458 с. 8. Викторов Д. П. Краткий словарь ботанических терминов / Д. П. Викто- ров. — М. ; Л. : Наука, 1964. — 180 с. 9. Виноградова Т. А. Определитель луговых злаковых трав Нечерноземной зо- ны / Т. А. Виноградова. — Л. : Колос. Ленингр. отд-ние, 1984. — 112 с. 10. Водоросли : справочник / С. П. Вассер, Н. В. Кондратьева, Н. П. Масюк. — Киев : Наук, думка, 1989. — 608 с. И. Водоросли, лишайники и мохообразные СССР / отв. ред. М. В. Горленко. — М. : Мысль, 1978. — 365 с. 12. Водоросли, лишайники и мохообразные / Л. В. Гарибова, Ю. К. Дундин, П. Ф. Коптяева и др. — М. : Мысль, 1978. — 368 с. 13. Воронов А. Г. Геоботаника / А. Г. Воронов. — М. : Высш, шк., 1973. — 384 с. 14. Все о грибах / М. В. Горленко, Л. В. Гарибова, И. И. Сидорова и др. — М. : Леев, пром-сть, 1986. — 280 с. 15. Гаммерман А. Ф. Лекарственные растения (Растения-целители) : справ, по- собие / А. Ф. Гаммерман, Г. Н. Кадаев, А. А. Еценко-Хмелевский. — М. : Высш, шк., 1990. - 544 с. 16. Глухов М. М. Медоносные растения/ М. М. Глухов. — М. : Колос, 1974. — 274 с. 17. Голубкова Н. С. Определитель лишайников средней полосы Европейской ча- сти СССР / Н. С. Голубкова. — М. ; Л. : Наука, 1966. — 225 с. 130
18. Гордеева Т. Н. Практический курс систематики растений / Т. И. Гордеева, Ю. К. Круберг, В. В. Письяукова. — М. : Просвещение, 1986. — 224 с. 19. Горышина Т. К. Экология растений : учеб, пособие / Т. К. Горышина. — М. : Высш, шк., 1979. — 368 с. 20. Грибы СССР / М. В. Горленко, М. А. Бондарцева, Л. В. Грибова и др. — М. : Мысль, 1980. — 304 с. 21. Грибы: справ, изд. — М. : ACT.; Астрель, 2001. — 303 с. 22. Гуленкова М. А. Летняя полевая практика по ботанике / М. А. Туленкова, А. А. Красникова. — М. : Просвещение, 1986. — 224 с. 23. Гуревич А. А. Пресноводные водоросли (определитель)/ А. А. Гуревич. — М. : Просвещение, 1966. — 112 с. 24. Двороковский М. С. Экология растений /М. С. Двороковский. — М. : Высш, шк., 1983. — 190 с. 25. Деревья и кустарники СССР / Н. А. Бородина, В. И. Некрасова, Н. С. Некрасова и др. — М. : Мысль, 1968. — 638 с. 26. Дьяков Ю. Т. Введение в альгологию и микологию / Ю. Т. Дьяков. — М. : Изд-во Моск, ун-та, 2000. — 192 с. 27. Еленевский А. Г. Систематика растений: практикум : в 2 ч. / А. Г. Еленев- ский, М. Н. Ключникова, Г. А. Купетадзе. — М. : Академия, 2001. — Ч. 2. — 128 с. 28. Жизнь растений: в 6 т. / гл. ред. А. А. Федоров. — М. : Просвещение, 1974 - 1982. Т. 1 - 6. 29. Загреев В. В. Основы лесной таксации / В. В. Загреев, А. В. Вагин. — М. : Высш, шк., 1975. — 204 с. 30. Игнатов М. С. Флора мхов средней части Европейской России : в 2 т. / М. С. Игнатов, Е. А. Игнатова. — М. : КМК, —2004. — Т. 2.— С. 609— 944 с. 31. Ипатов В. С. Фитоценология / В. С. Ипатов, Л. А. Кирикова. — СПб. : Изд-во СПб. ун-та, 1995. — 316 с. 32. Комарницкий Н. А. Ботаника: Систематика растений / Н. А. Комарницкий, Л. В. Кудряшов, А. А. Уранов. — М. : Просвещение, 1975. — 608 с. 33. Корчагин А. А. Строение растительных сообществ. Полевая геоботаника : в 5 т. - М. ; Л. : Наука, 1959 - 1976. - Т. 1. 1959. - 444 с.; Т. 2. 1960. - 500 с.; Т. 3. 1964. - 530 с.; Т. 4. 1972. - 336 с.; Т. 5. 1976. - 320 с. 34. Красная книга Республики Мордовия : в 2 т. — Саранск : Мордов. кн. изд- во, 2003. - Т. 1. - 288 с. 35. Красная книга РСФСР (растения). — М. : Росагропромиздат, 1988. — 590 с. 36. Красная книга СССР: Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды животных и растений: в 2 т. — М. : Лесн. пром-сть, 1984. — Т. 2. — 480 с. 37. Курс низших растений / Л. Л. Великанов, Л. В. Гарибова, Н.П. Горбунова и др. — М. : Высш, шк., 1981. — 504 с. 38. Левин В. К. Изучение флоры МАС СР во время полевой практики / В. К. Левин // Организация и методика проведения учебной практики на биологи- ческих и биолого-почвенных факультетах университетов. — М. : Изд-во Моск, ун-та, 1969. - С. 66 - 67. 39. Левкина Л. М. Летняя учебная практика по низшим растениям: метод, указа- ния / Л. М. Левкина, Т. П. Сизова, Г. Д. Успенская. — М. : Изд-во Моск, ун-та, 1981. - 28 с. 40. Летние практические занятия по физиологии растений. Полевая практика / под ред. М. С. Миллер. — М. : Просвещение, 1973. — 208 с. 131
41. Летние практические занятия по физиологии растений / В. В. Аникиев, М. С. Миллер, Г. А. Обухова и др. — М. : Учпедгиз, 1960. — 240 с. 42. Лотова Л. И. Анатомия семенных растений / Л. И. Лотова, — М. : Изд-во Эдиториал УРСС, 2000. — 528 с. 43. Лотова Л. И. Морфология и анатомия высших растений /Л. И. Лотова. — М. : Изд-во Эдиториал УРСС, 2000. — 526 с. 44. Лотова Л. И. Сравнительная анатомия высших растений / Л. И. Лотова, Н. К. Тимонин. — М. : Изд-во Моск, ун-та, 1989. — 80 с. 45. Маевский П. Ф. Флора средней полосы европейской части СССР / П. Ф. Маевский. — Л. : Колос. Лснингр. отд-ние, 1964. — 880 с. 46. Мальцев А. И. Сорная растительность ССС / А. И. Мальцев. — М. ; Л. : Ссльхозгиз, 1962. — 295 с. 47. Малый практикум по низшим растениям / Н. П. Горбунова, Е. С. Ключнико- ва, Н. А. Комарницкий и др. — М. : Высш, шк., 1976. — 216 с. 48. Мамонтова 3. Л. Гербаризация растений с сохранением их естественной окраски и формы / 3. А. Мамонтова. — М. : Просвещение, 1964. — 32 с. 49. Медведев П. Ф. Кормовые растения европейской части СССР : справ. / П. Ф. Медведев, А. И. Сметанникова. — Л. : Колос. Ленингр. отд-ние, 1981. — 336 с. 50. Миркин Б. М. Словарь понятий и терминов современной фитоценологии / Б. М. Миркин. — М. : Наука, 1989. — 224 с. 51. Миркин Б. М. Высшие растения / Б. М. Миркин, Л. Г. Наумова, А. А. Мулдашсв. — М. : Логос, 2001. — 264 с. 52. Мордовский национальный парк «Смольный». — Саранск ; Смольный : [Б. и.], 2000. - 86 с. 53. Мульдияров Е. Я. Определитель листостебельных мхов Томской области / Е. Я. Мульдияров. — Томск : Изд-во Томск, ун-та, 1990. — 207 с. 54. Никитин В. В. Сорные растения флоры СССР / В. В. Никинин. — Л. : Наука. Ленингр. отд-ние, 1983. — 454 с. 55. Николайчук Л. В. Целебные растения: Лекарственные свойства. Кулинарные рецепты. Применение в косметике / Л. В. Николайчук, М. П. Жигар. — Харьков : Прапор, 1993. — 239 с. 56. Новиков В. С. Школьный атлас-определитель высших растений / В. С. Но- виков, И. А. Губанов. — М. : Просвещение, 1985. — 239 с. 57. Новиков В. С. Популярный атлас-определитель. Дикорастущие растения / В. С. Новиков, И. А. Губанов. - М. : Дрофа, 2002. — 416 с. 58. Определитель пресноводных водорослей // Зеленые, красные и бурые водо- росли. -Л., 1980. — Вып. 13. — 248 с. 59. Определитель растений Мещеры : в 2 ч. / под ред. В. И. Тихомирова. — М. : Изд-во Моск, ун-та, 1986 - 1987. - Ч. 1. 1986. - 240 с.; Ч. 2. 1987. - 224 с. 60. Определитель растений Среднего Поволжья / В. В. Благовещенский, Ю. Л. Пчелкин, Н. С. Раков и др. — Л. : Наука. Ленингр. отд-ние, 1984. — 302 с. 61. Определитель сосудистых растений центра Европейской России / И. А. Губанов, К. В. Киселева, В. С. Новиков и др. — М. : Аргус, 1995. — 560 с. 62. Определитель сосудистых растений центра Европейской России / И. А. Губанов, К. В. Киселева, В. С. Новиков и др. — М. : Аргус, 1995. — 560 с. 63. Орлов В. Н. Ядовитые животные и растения СССР : справ, пособие / В. Н. Орлов, Д. П. Гелошвили, А. К. Ибрагимов. — М. : Высш, шк., 1990. — 272 с. 64. Практикум по анатомии растений / под ред. Д. А. Транковского. — М. : Изд-во Моск, ун-та, 1979. — 192 с. 132
65. Практикум по физиологии растений / Н. Н. Третьяков, Т. В. Карнаухова, Л. А. Паничкина и др. ; под ред. Н. Н. Третьякова. — М. : Агропромиздат, 1990. - 271 с. 66. Пособие по систематике растений / В. Н. Вехов, Л. И. Лотова, А. Н. Слад- ков и др. — М. : Изд-во Моск, ун-та, 1974. — 212 с. 67. Почвы СССР / Т. В. Афанасьева, В. И. Василенко, Т. В. Терешина и др. — М. : Мысль, 1979. — 384 с. 68. Практический курс систематики растений / Т. Н. Гордеева, Ю. К. Крубсрг, В. В. Письяукова и др. — М. ; Л. : Учпедгиз, 1953. — 380 с. 69. Программы для геоботанических исследований / под ред. акад. Б. А. Келле- ра и проф. В. Н. Сукачева. — Л. : Изд-во АН СССР, 1932. — 248 с. 70. Работное Т. А. Луговедение/ Т. А. Работнов. — М. : Изд-во МГУ, 1984. — 384 с. 71. Работнов Т. А. Фитоценология / Т. А. Работнов. — М. : Изд-во МГУ, 1978. - 384 с. 72. Раменский Л. Г. Избранные работы. Проблемы и методы изучения раститель- ного покрова / Л. Г. Раменский. — Л. : Наука, 1971. — 324 с. 73. Редкие и исчезающие виды флоры СССР, нуждающиеся в охране / под род. акад. А. А. Тахтаджяна. — Л. : Наука. Ленингр. отд-ние, 1981. — 264 с. 74. Реймерс Н. Ф. Природопользование / Н. Ф. Реймерс. — М. : Мысль, 1990. - 640 с. 75. Рекомендации по изучению ресурсов лекарственного растительного сырья для организации их рационального использования и охраны: метод, руководство / сост.: Н. А. Борисова, В. Д. Токарева, М. А. Кузнецова. — Курск : Курская правда, 1982. - 52 с. 76. Ростовцев С. Как составлять гербарий? / С. Ростовцев. — М. : Типоли- тогр. В. Рихтера, 1915. — 88 с. 77. Силаева Т. Б. Редкие и исчезающие растения Мордовии / Т. Б. Силаева, В. Н. Тихомиров, С. Р. Майоров. — Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 1996. — 72 с. 78. Скворцов А. К. Гербарий. Пособие по методике и технике / А. К. Сквор- цов. — М. : Наука, 1977. — 200 с. 79. Словарь ботанических терминов / под ред. И. А. Дудки. — Киев : Наук, думка, 1984. — 308 с. 80. Слука 3. А. Малый практикум по ботанике. Сфагновые мхи / 3. А. Слу- ка. — М. : Изд-во Моск, ун-та, 1971. — 112 с. 81. Слука 3. А. Зеленые мхи / 3. А. Слука. - М. : Изд-во Моск, ун-та, 1980. — 136 с. 82. Солдатенкова Ю. П. Малый практикум по ботанике: Лишайники / Ю. П. Солдатенкова. — М. : Изд-во Моск, ун-та, 1977. — 122 с. 83. Сосудистые растения Мордовского заповедника / Н. В. Бородина, Л. В. Долматова, Л. В. Санаева и др. — М. : [Б. и], 1987. — 80 с. 84. Сукачев В. Н. Избр. тр. : в 3 т / В. Н. Сукачев. — Л. : Наука Ленингр. отд- ние, 1972 - 1975. - Т. 1. 1972. - 420 с.; Т. 2. 1973. - 352 с.; Т. 3. 1975. - 544 с. 85. Тарасова Е. М. Простой и удобный гербарный пресс // Ботан. журн. 1997. - Т. 82, № 1. - С. 119 - 120. 86. Терехов А. Ф. Определитель весенних и осенних растений Среднего По- волжья и Заволжья / А. Ф. Терехов. — Куйбышев : Кн. изд-во, 1969. — 464 с. 87. Тихомиров В. Н. Конспект флоры Мордовского Присурья. Сосудистые расте- ния / В. Н. Тихомиров, Т. Б. Силаева. — М. : Изд-во Моск, ун-та, 1990. — 86 с. 133
88. Толмачев А. И. Изучение флоры при геоботанических исследованиях. Поле- вая геоботаника : в 5 т. / А. И. Толмачев. — М. ; Л. : Наука, 1969. — Т. 1. — С. 369 - 383. 89. Толмачев А. И. Введение в географию растений / А. И. Толмачев. — Л. : Изд-во Лснингр. ун-та, 1974. — 214 с. 90. Травянистые растения : в 2 т. / Ю. Е. Алексеев, В. Н. Вехов, Г. П. Тапочка и др. — М. : Мысль, 1971. — Т. 1. — 488 с.; Т. 2. — 310 с. 91. Флора Мордовской АССР : учен. зап. Мордов. ун-та. № 66. Саранск, 1968. — 138 с. 92. Шенников А. П. Введение в геоботанику / А. П. Шенников. — Л. : Наука. Лснингр. отд-нис, 1964. — 448 с. 93. Шлякова Е. В. Определитель сорно-полевых растений Нечерноземной зо- ны / Е. В. Шлякова. — Л. : Колос. Лснингр. отд-ние, 1982. — 208 с. 94. Эсау К. Анатомия семенных растений : в 2 т. / К. Эсау. — М. : Мир, 1980. - 558 с. 95. Юрцев Б. А. Основные понятия и термины флористики / Б. А. Юрцев, Р. В. Камслин. — Пермь : Изд-во Псрм. ун-та, 1991. — 80 с. 96. Ярошенко П. Д. Геоботаника / П. Д. Ярошенко. — М. : Просвещение, 1969. - 200 с.
Приложение 1 ПРИЛОЖЕНИЯ СПИСОК таксонов сосудистых растений, обязательных для изучения Плауновые Хвощёвые Папоротники Сосновые Рогозовые Ежеголовниковые Рдестовые Частуховые Сусаковые Водокрасовые Злаки Осоковые Ароидные Рясковые Ситниковые Лилейные Ирисовые Орхидные Ивовые Березовые Буковые Ильмовые Коноплевые Крапивные Кирказоновые Гречишные Маревые Гвоздичные Кувшиноковые Лютиковые Крестоцветные Толстянковые Крыжовниковые Розанные Бобовые Гераниевые Молочайные Бересклетовые Кленовые Крушиновые Липовые Мальвовые Зверобоевые Фиалковые Дербенниковые Кипрейные Зонтичные Грушанковые Вересковые Первоцветные Вьюнковые Синюховые Бурачниковые Губоцветные Пасленовые Норичниковые Подорожниковые Мареновые Жимолостные Валериановые Ворсянковые Тыквенные Колокольчиковые Сложноцветные 135
Приложение 2 БЛАНК ОПИСАНИЯ ЛЕСНОГО ФИТОЦЕНОЗА Дата № Название ассоциации____________________________ Географическое положение___________________________ Ре л ьеф___________________________________________________ М езоре л ьеф______________________________________________ М икрорел ьеф______________________________________________ Положение участка в рельефе________________________________ Почва______________________________________________________ Водный режим_______________________________________________ Антропогенное воздействие__________________________________ Размер пробной площадки А. Древостой (L) Состав Сомкнутость Круговая проба Запас Лесообразующие породы Коли- чество Высота Диаметр Возраст Бонитет ср. макс. ср. макс. Возобновление Виды деревьев Высота Численность 1 2 3 4 5 6 136
В. Кустарниковый ярус (F) Сомкнутость Виды кустарников Высота Численность 1 2 3 4 5 6 С. Травяно-кустарничковый ярус (Н) Проективное покрытие Виды растений Фенофаза Высота Численность 1 2 3 4 5 6 Д. Моховой покров (М) Общее проективное покрытие Виды растений Высота Проективное покрытие 1 2 3 4 5 6 Е. Внеярусная растительность Исполнитель_______________ 137
Приложение 3 УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ ФЕНОЛОГИЧЕСКИХ ФАЗ ПО АЛЕХИНУ (цит. по Алексееву Ю. Е., 1969) — — растение только вегетирует; А — растение выкинуло стебель или стрелку и заметны бутоны; 3 — растение находится в фазе зацветания; О — растение находится в полном цвету; с — растение находится в фазе отцветания; + — растение уже отцвело, но семена еще не созрели и не высыпа- ются ; # — семена (плоды) созрели и высыпаются; — вегетация после цветения и высыпания семян. 138
Приложение 4 БЛАНК ОПИСАНИЯ КУСТАРНИКОВОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ Дата № Название ассоциации ______________________________ Географическое положение__________________________ Рельеф____________________________________________________ Мезорельеф________________________________________________ Микрорельеф_______________________________________________ Положение участка в рельефе_______________________________ Водный режим______________________________________________ Влияние человека__________________________________________ Размер пробной площади____________________________________ Кустарниковый ярус (F) Сомкнутость_______________ Виды растений Высота (ср.) Диаметр (ср.) Численность 1 2 3 4 5 6 Травянистый ярус (Н) Проективное покрытие Виды растений Фенофаза Высота Численность 1 2 3 4 5 6 Моховой покров (М) Общее проективное покрытие Виды растений Высота Проективное покрытие 1 2 3 4 5 6 Продуктивность отдельных компонентов Исполнитель_______________ 139
Приложение 5 БЛАНК ОПИСАНИЯ ЛУГОВОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ Дата № Название ассоциации________________________________ Географическое положение___________________________ Рельеф______________________________________________________ Мезорельеф__________________________________________________ М икрорел ьеф_______________________________________________ Положение участка в рельефе_________________________________ Почва_______________________________________________________ Водный режим________________________________________________ Культуротехническое состояние_______________________________ Использование_______________________________________________ Характеристика травостоя____________________________________ Общее проективное покрытие__________________________________ X? Виды растений Фснофаза Высота Численность (проективное покрытие) 1 2 3 4 5 6 1 2 И т. д. Урожайность___________________________________ Состав травостоя, %_______________________________________ Масса пробы_____________________________ в том числе: злаки ________________ бобовые ______________ осоки ________________ разнотравье_____________ Ядовитые растения Рекомендации по улучшению и использованию Исполнитель____________________ 140
Приложение 6 БЛАНК ОПИСАНИЯ БОЛОТНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ Дата № Название ассоциации________________________________ Географическое положение___________________________ Рельеф______________________________________________________ Почва_______________________________________________________ Водный режим________________________________________________ Влияние человека____________________________________________ Размер трапсекта____________________________________________ Сомкнутость кустарникового яруса Покрытие травостоя__________________________________________ Схема фитоценоза и размещение трапсектов Схема расположения учетных площадок на трансекте Виды растений Высота (ср.) Фснофаза (ср.) Численность 1 2 3 4 5 6 7 Исполнитель______________ 141
Пр иложение 7 БЛАНК ОПИСАНИЯ ВОДНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ Дата № Тип водоема, название________________________________________ Географическое положение_____________________________________ Протяженность исследуемого участка Характер береговой линии_____________________________________ Характер дна водоема_________________________________________ Прозрачность воды____________________________________________ Скорость течения воды в зарослях Скорость течения воды в открытом месте План участка водоема Профиль дна водоема Площадь зарастания_____________________________________________ Название ассоциаций____________________________________________ Виды растений Фснофаза Распределение растений по трансскту 1 2 3 4 5 И т. д. Исполнитель___________________ 142
Приложение 8 БЛАНК ОПИСАНИЯ СОРНО-ПОЛЕВОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ Дата № Географическое положение___________________________________ Севооборот, № поля, площадь_____ Культура, способ сева_____________________________ Предшественник_____________________________________________ Рельеф поля_______________________________________ Почва____________________________________________________ Размер учетных площадок______________________________________ Дата № Схема поля и размещения учетных площадок Виды растений Фенофаза Высота Численность на учетных площадях 1 2 3 4 и т. д. Сред- нее Исполнитель______________ 143
Пр иложение 9 СПИСОК ВИДОВ СОСУДИСТЫХ РАСТЕНИЙ, РЕКОМЕНДУЕМЫХ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ И СДАЧИ ОТЧЕТА ПО ПРАКТИКЕ СЕМЕЙСТВО ONOCLEACEAE - ОНОКЛЕЕВЫЕ Matteuccia struthiopteris (L.) Todaro - страусник обыкновенный СЕМЕЙСТВО ASPIDIACEAE - ЩИТОВНИКОВЫЕ Dryopteris filix-mas (L.) Schott - щитовник мужской СЕМЕЙСТВО HYPOLEPIDACEAE - ГИПОЛЕПИСОВЫЕ Pteridium aquilinum (L.) Kuhn ex Decken - орляк обыкновенный СЕМЕЙСТВО OPHIOGLOSSACEAE - УЖОВНИКОВЫЕ Botrychium lunaria (L.) Sw. - гроздовник полулунный СЕМЕЙСТВО EQUISETACEAE - ХВОЩОВЫЕ Equisetum arvense L. - хвощ полевой E. fluviatile L. - x. приречный E. hyemale L. - x. зимующий E. palustre L. - x. болотный E. sylvaticum L. - x. лесной СЕМЕЙСТВО LYCOPODIACEAE - ПЛАУНОВЫЕ Lycopodium annotinum L. - плаун годичный L. clavatum L. - п. булавовидный L. complanatum L. - п. сплюснутый ОТДЕЛ GYMNOSPERMAE - ГОЛОСЕМЕННЫЕ, ИЛИ PINOPHYTA СЕМЕЙСТВО PINACEAE - СОСНОВЫЕ Picea abies (L.) Karsten - ель обыкновенная Pinus sylvestris L. - сосна обыкновенная СЕМЕЙСТВО CUPRESSACEAE - КИПАРИСОВЫЕ Juniperus communis L. - можжевельник обыкновенный Thuja occidentalis L. - туя западная ОТДЕЛ ANGIOSPERMAE (MAGNOLIOPHYTA) - ЦВЕТКОВЫЕ, ИЛИ ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ СЕМЕЙСТВО TYPHACEAE - РОГОЗОВЫЕ Typha angustifolia L. - рогоз узколистный Т. latifolia L. - р. широколистный 144
СЕМЕЙСТВО SPARGANIACEAE - ЕЖЕГОЛОВНИКОВЫЕ Sparganium erectum L. - ежеголовник прямой S, emersum Rehm. - e. всплывающий СЕМЕЙСТВО POTAMOGETONACEAE - РДЕСТОВЫЕ Potamogeton crispus L. - рдест курчавый P, lucens L.- p. блестящий P. natans L.- p. плавающий СЕМЕЙСТВО ALISMATACEAE - ЧАСТУХОВЫЕ Alisma plantago-aquatica L. - частуха подорожниковая Sagittaria sagittifolia L. - стрелолист обыкновенный СЕМЕЙСТВО BUTOMACEAE - СУСАКОВЫЕ Butomus umbellatus L. - сусак зонтичный СЕМЕЙСТВО HYDROCHARITACEAE - ВОДОКРАСОВЫЕ Elodea canadensis Michx. - элодея канадская Stratiotes aloides L. - телорез алоэвидный Hydrocharis morsus-ranae L. - водокрас лягушачий СЕМЕЙСТВО GRAMINEAE (POACEAE) - ЗЛАКИ Zea mays L. - кукуруза Echinochloa crusgalli (L.) Beauv. - ежовник обыкновенный, или ку- риное просо Panic ит miliaceum L. - просо посевное Setaria glauca (L.) Beauv. - щетинник сизый 5. viridis (L.) Beauv. - щ. зеленый Anthoxanthum odoratum L. - душистый колосок обыкновенный Stipa pennata L. - ковыль перистый S, capillata L. - к. волосовидный Phleum phleoides (L.) Karst. - тимофеевка степная Ph, pratense L.- т. луговая Alopecurus pratensis L. - лисохвост луговой Calamagrostis epigeios (L.) Roth - вейник наземный Deschampsia caespitosa (L.) Beauv. - щучка дернистая Avena sativa L. - овес посевной Helictotrichon pubescens (Huds.) Pilger - овсец опушенный Beckmannia eruciformis (L.) Host - бекмания обыкновенная, или гу- сеницевидная Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud. - тростник обыкновенный Melica nutans L. - перловник поникший Dactylis glomerata L. - ежа сборная Роа angustifolia (L.) Arcang - мятлик узколистный P. nemoralis L. - м. дубравный 145
P. palustris L. - м. болотный Catabrosa aquatica (L.) Beauv. - поручейница водная Festuca pratensis Huds - овсяница луговая F. valesiaca Gaud. - о. валлисская Bromopsis inermis (Leyss.) Holub. - кострец безостый В. riparia (Rehm.) Holub. - к. береговой Elytrigia repens (L.) Nevski. - пырей ползучий Secale cereale L.- рожь посевная Triticum aestivum L. - пшеница мягкая, или летняя Hordeum vulgare L. - ячмень обыкновенный СЕМЕЙСТВО CYPERACEAE - ОСОКОВЫЕ Eriophorum polystachyon L. - пушица многоколосковая E. vaginatum L. - п. влагалищная Scirpus lacustris L. - камыш озерный S. sylvaticus L. - к. лесной Carex acuta L. - осока острая C. cespitosa L. - о. дернистая C. globularis L. - о. шаровидная С. leporina L. - о. заячья С. limosa L. - о. топяная С. montana L. - о. горная С. orthostachys С. А. Меу. - о. прямоколосая С. pilosa Scop. - о. волосистая С. praecox Schreb. - о. ранняя С. vesicaria L. - о. пузырчатая С. vulpina L. - о. лисья СЕМЕЙСТВО ARACEAE - АРОИДНЫЕ Calla palustris L. - белокрыльник болотный СЕМЕЙСТВО LEMNACEAE - РЯСКОВЫЕ Spirodela polyrhiza (L.) Schleid. - многокоренник обыкновенный Lemna minor L. - ряска малая СЕМЕЙСТВО JUNCACEAE - СИТНИКОВЫЕ Luzula pilosa (L.) Willd. - ожика волосистая СЕМЕЙСТВО LILIACEAE - ЛИЛЕЙНЫЕ Veratrum lobelianum Bernh - чемерица Лобеля Gagea lutea (L.) Ker-Gawl. - гусиный лук желтый G. minima (L.) Ker-Gawl. - г. л. малый Alliun angulosum L. - лук угловатый A. oleraceum L. - л. огородный A. sativum L. - чеснок А. сера L. - л. репчатый 146
Lilium martagon L. - лилия саранка, или кудреватая Maianthemum bifolium (L.) F.W. Schmidt - майник двулистный Polygonatum multiflorum (L.) All. - купена многоцветковая P. odoratum (Mill.) Druce - к. душистая, или лекарственная Convallaria majalis L. - ландыш майский, или обыкновенный Paris quadrifolia L. - вороний глаз четырехлистный СЕМЕЙСТВО IRIDACEAE - КАСАТИКОВЫЕ Iris aphylla L. - ирис безлистный I. pseudacorus L. - и. желтый, водный, или ложноаирный СЕМЕЙСТВО ORCHIDACEAE - ОРХИДНЫЕ Cypripedium calceolus L. - башмачок настоящий Neottia nidus-avis (L.) Rich. - гнездовка настоящая Platanthera bifolia (L.) Rich. - любка двулистная Dactylorhiza fuchsii (Druce) Soo - пальчатокоренник Фукса D. incarnata (L.) Soo - п. мясо - красный СЕМЕЙСТВО SALICACEAE - ИВОВЫЕ Salix alba L. - ива белая, или ветла S. aurita L. - и. ушастая 5. caprea L. - и. козья 5. cinerea L. - и. пепельная 5. fragilis L. - и. ломкая, или ракита 5. pentandra L. - и. пятитычинковая 5. starkeana Willd. - и. Штарке Populus tremula L. - осина СЕМЕЙСТВО BETULACEAE - БЕРЕЗОВЫЕ Betula alba L. - береза пушистая, или белая В. pendula Roth - б. повислая, или бородавчатая Alnus glutinosa (L.) Gaertn. - ольха черная, или клейкая Corylus avellana L. - лещина обыкновенная, или орешник СЕМЕЙСТВО FAGACEAE - БУКОВЫЕ Quercus robur - дуб обыкновенный СЕМЕЙСТВО ULMACEAE - ВЯЗОВЫЕ, ИЛИ ИЛЬМОВЫЕ UImus glabra Huds. - вяз голый U. laevis Pall. - в. гладкий СЕМЕЙСТВО CANNABACEAE - КОНОПЛЕВЫЕ Humulus lupulus L. - хмель вьющийся, или обыкновенный СЕМЕЙСТВО URTICACEAE - КРАПИВНЫЕ Urtica dioica L. - крапива двудомная U. urens L. - к. жгучая 147
СЕМЕЙСТВО ARISTOLOCHIACEAE - КИРКАЗОНОВЫЕ Asarum europaeum L. - копытень европейский Aristolochia clematitis L. - кирказон обыкновенный СЕМЕЙСТВО POLYGONACEAE - ГРЕЧИШНЫЕ Rumex acetosa L. - щавель кислый R. acetosella L. - щ. малый, или щавелек R. confertus Willd. - щ. конский R. obtusifolius L. - щ. туполистпый Polygonum amphibium L. - горец земноводный P. aviculare L. s. str. - г. птичий, или спорыш P. bistorta L. - г. змеиный, или раковые шейки Р. convolvulus L. - г. вьюнковый Р. dumetorum L. - г. призаборный Р. hydropiper L. - г. перечный, или водяной перец Fagopyrum esculentum Moench - гречиха съедобная СЕМЕЙСТВО CHENOPOD1ACEAE - МАРЕВЫЕ Beta vulgaris L. - свекла обыкновенная Chenopodium album L. s. 1. - марь белая Ch. glaucum L. - м. сизая Ch. polyspermum L. - м. мпогосемянная Ch. rubrum L. - м. красная Atriplex patula L. - лебеда раскидистая A. tatarica L. - л. татарская СЕМЕЙСТВО AMARANTHACEAE - ЩИРИЦИЕВЫЕ, ИЛИ АМАРАНТОВЫЕ Amaranthus retroflexus L. - щирица запрокинутая СЕМЕЙСТВО CARYOPHYLLACEAE - ГВОЗДИЧНЫЕ Stellaria graminea L. - звездчатка злаковая S. holostea L. - з. жестколистная 5. media (L.) Vill. - з. средняя, или мокрица 5. palustris Retz. - з. болотная Cerastium holosteoides Fries - ясколка обыкновенная, или дернистая Arenaria biebersteinii Schlecht - песчанка Биберштейпа A. longifolia Bieb. - п. длиннолистная A. serpyllifolia L. - п. тимьяполистная Moehringia trinervia (L.) Clairv. - мерипгия трехжилковая Scleranthus annuus L. - дивала однолетняя Spergularia rubra (L.) J. et C. Presl - торичник красный Vise aria viscosa (Scop.) Aschers. - смолка обыкновенная, или липкая Silene alba (Mill.) E. H. L. Krause - смолевка белая, или дрема S. nutans L. - с. поникшая 5. viscosa (L.) Pers. - с. клейкая 148
S. vulgaris (Moench) Garcke - с. обыкновенная, или хлопушка Coronaria flos-cuculi (L.) A. Br. - горицвет кукушкин Gypsophila muralis L. - качим стенной Dianthus horbasii Vandas - гвоздика Борбаша D. deltoides L. - г. травянка D. superbus L. - г. пышная Saponaria officinalis L. - мыльнянка лекарственная СЕМЕЙСТВО NYMPHAEACEAE - КУВШИНИКОВЫЕ Nymphaea Candida J. et C. Presl - кувшинка белоснежная Nuphar lutea (L.) Smith - кубышка желтая СЕМЕЙСТВО CERATOPHYLLACEAE - РОГОЛИСТНИКОВЫЕ Ceratophylluni demersuni L. - роголистник погруженный СЕМЕЙСТВО RANUNCULACEAE - ЛЮТИКОВЫЕ Caltha palustris L. - калужница болотная Trollius europaeus L. - купальница европейская Actaea spicata L. - воронец колосистый Consolida regalus S. F. Gray - сокирки полевые Aconitum septentrionale Koelle. - борец северный Anemone ranunculoides L. - ветреппица лютиковая A. sylvestris L. - в. лесная Pulsatilla patens (L.) Mill. - прострел раскрытый, или сон-трава Ranunculus acris L. - лютик едкий R. auricomus L. - л. золотистый R. cassubicus L. - л. кашубский R. polyanthemos L. - л. многоцветковый R. repens L. - л. ползучий R. sceleratus L. - л. ядовитый Adonis vernalis L. - адонис весенний, или горицвет СЕМЕЙСТВО PAPAVERACEAE - МАКОВЫЕ Chelidonium majus L. - чистотел большой СЕМЕЙСТВО FUMARIACEAE - ДЫМЯНКОВЫЕ Fumaria officinalis L. - дымянка лекарственная СЕМЕЙСТВО CRUCIFERAE (BRASSICACEAE) - КРЕСТОЦВЕТНЫЕ Sisymbrium loeselii L. - гулявник Лезеля S. officinale (L.) Scop. - г. лекарственный Descurainia sophia (L.) Webb ex Prantl - дескурепия София Erysimum cheiranthoides L. - желтушник левкойный Cardamine impatiens L. - сердечник недотрога 149
Turritis glabra L. - вяжечка голая Bunias orientalis L. - свербига восточная Berteroa incana (L.) DC. - икотник серо-зеленый Lepidium ruderale L. - клоповник мусорный Thlaspi arvense L. - ярутка полевая Capsella bursa-pastoris (L.) Medik. - пастушья сумка обыкновенная СЕМЕЙСТВО DROSERACEAE - РОСЯНКОВЫЕ Drosera rotundifolia L. - росянка круглолистная СЕМЕЙСТВО CRASSULACEAE - ТОЛСТЙНКОВЫЕ Sedum acre L. - очиток едкий 5. maximum (L.) Hoffm. - о. большой СЕМЕЙСТВО SAXIFRAGACEAE - КАМНЕЛОМКОВЫЕ Chrysosplenium alternifolium L. - селезеночник очереднолистный СЕМЕЙСТВО GROSSULARIACEAE - КРЫЖОВНИКОВЫЕ Grossularia reclinata (L.) Mill. - крыжовник обыкновенный Ribes nigrum L. - смородина черпая R. rubrum L. - с. красная СЕМЕЙСТВО ROSACEAE - РОЗОЦВЕТНЫЕ Malus sylvestris (L.) Mill. - яблоня лесная Sorbus aucuparia L. - рябина обыкновенная Crataegus sanguinea Pall. - боярышник кроваво-красный Rubus caesius L. - ежевика сизая R. idaeus L. - малина лесная R. saxatilis L. - костяника Fragaria vesca L. - земляника лесная, или обыкновенная F. viridis Duch. - з. зеленая Potentilla alba L. - лапчатка белая P. anserina L. - л. гусиная P. argentea L. - л. серебристая P. erecta (L.) Raeusch. - л. прямостоячая, или калган Comarum palustre L. - сабельник болотный Filipendula ulmaria (L.) Maxim. - лабазник вязолистный F. vulgaris Moench - л. обыкновенный, или земляные орешки Alchemilla vulgaris L. - манжетка обыкновенная Agrimonia eupatoria L. - репешок обыкновенный A. pilosa Ledeb. - p. волосистый Sanguisorba officinalis L. - кровохлебка лекарственная Rosa majalis Herrm. - шиповник майский 150
СЕМЕЙСТВО LEGUMINOSAE (FABACEAE) - БОБОВЫЕ Genista tinctoria L. - дрок красильный Ononis arvensis L. - стальник полевой Medicago falcata L. s. 1. - люцерна серповидная M. lupulina L. - л. хмелевая Melilotus albus Medik. - донник белый M. officinalis (L.) Pall. - д. лекарственный Trifolium alpestre L. - клевер альпийский T. arvense L. - к. пашенный T. aureum Poll. - к. золотистый Т. hybridum L. - к. гибридный, или розовый Т. medium L. - к. средний Т. montanum L. - к. горный Т. pratense L. - к. луговой Т. repens L. - к. ползучий Lotus corniculatus L. s. 1. - лядвенец рогатый Astragalus austriacus Jacq. - астрагал австрийский A, cicer L. - а. нутовый A. danicus Retz. - а. датский Oxytropis pilosa (L.) DC. - остролодочник волосистый Coronilla varia L. - вязель разноцветный Onobrychis arenaria (Kit.) DC. - эспарцет песчаный Vicia cracca L. - горошек мышиный V. sepium L. - г. заборный V. sylvatica L. - г. лесной V. tenuifolia Roth - г. тонколистный Faba bonaMedik. - бобы русские, или конские Lathyrus pratensis L. - чипа луговая L. sylvestris L. - ч. лесная L. vernus (L.) Bernh. - ч. весенняя Pisum sativum L. - горох посевной Phaseolus vulgaris L. - фасоль обыкновенная СЕМЕЙСТВО GERANIACEAE - ГЕРАНИЕВЫЕ Geranium palustre L. - герань болотная G. pratense L. - г. луговая G. sanguineum L. - г. кроваво-красная G. sylvaticum L. - г. лесная Erodium cicutarium (L.) L’Herit. - аистник обыкновенный СЕМЕЙСТВО POLYGALACEAE - ИСТОДОВЫЕ Polygala comosa Schkuhr - истод хохлатый СЕМЕЙСТВО EUPHORBIACEAE - МОЛОЧАЙНЫЕ E. semivillosa Prokh. - м. полумохнатый E. virgata Waldst. et Kit. - м. острый 151
СЕМЕЙСТВО CELASTRACEAE - БЕРЕСКЛЕТОВЫЕ Euonymus verrucosa Scop. - бересклет бородавчатый СЕМЕЙСТВО ACERACEAE - КЛЕНОВЫЕ Acer platanoides L. - клеи остролистный, или платаповидпый A. tataricum L. - к. татарский, или черноклен СЕМЕЙСТВО BALSAMINACEAE - БАЛЬЗАМИНОВЫЕ Impatiens noli-tangere L. - недотрога обыкновенная СЕМЕЙСТВО RHAMNACEAE - КРУШИНОВЫЕ Frangula alnus Mill. - крушина ломкая Rhamnus cathartica L. - жостер слабительный СЕМЕЙСТВО TILIACEAE - ЛИПОВЫЕ Tilia cordata Mill. - липа сердцелистпая, или мелколистная СЕМЕЙСТВО MALVACEAE - МАЛЬВОВЫЕ Lavatera thuringiaca L. - хатьма тюрингенская Malva pusilia Smith. - мальва приземистая СЕМЕЙСТВО HYPERICACEAE - ЗВЕРОБОЕВЫЕ Hypericum elegans Steph, ex Willd. - зверобой изящный H. perforatum L. - з. продырявленный СЕМЕЙСТВО VIOLACEAE - ФИАЛКОВЫЕ Viola arvensis Murr. - фиалка полевая V. hirta L. - ф. опушенная V. mirabilis L. - ф. удивительная V. tricolor L. - ф. трехцветная СЕМЕЙСТВО THYMELACEAE - ВОЛЧЕЯГОДНИКОВЫЕ Daphne mezereum L. - волчеягодник обыкновенный СЕМЕЙСТВО LYTHRACEAE - ДЕРБЕННИКОВЫЕ Lythrum salicaria L. - дербенник иволистпый, или плакун-трава СЕМЕЙСТВО ONAGRACEAE - КИПРЕЙНЫЕ Epilobium hirsutum L. - кипрей волосистый Е. palustre L. - к. болотный. Chamaenerion angustifolium (L.) Scop. - иван-чай узколистный 152
СЕМЕЙСТВО HALORAGACEAE - СЛАНОЯГОДНИКОВЫЕ Myriophyllum verticillatum L. - уруть мутовчатая СЕМЕЙСТВО HIPPURIDACEAE - ХВОСТНИКОВЫЕ Hippuris vulgaris L. - водяная сосенка обыкновенная СЕМЕЙСТВО UMBELLIFERAE (APIACEAE) - ЗОНТИЧНЫЕ Eryngium planum L. - синеголовник плосколистный Chaerophyllum prescottii DC. - бутепь Прескотта Anthriscus sylvestris (L.) Hoffm. - купырь лесной Conium maculatum L. - болиголов пятнистый Cicuta virosa L. - вех ядовитый, или цикута Bupleurum falcatum L. - володушка серповидная Falcaria vulgaris Bernh. - резак обыкновенный Carum carvi L. - тмин обыкновенный Pimpinella saxifraga L. - бедренец камнеломка Aegopodium podagraria L. - сныть обыкновенная Oenanthe aquatica L. - омежник водный Angelica archangelica L. - дудник лекарственный, или дягиль A. sylvestris L. - д. лесной Anethum graveolens L. - укроп пахучий, или огородный Pastinaca sativa L. - пастернак посевной Heracleum sibiricum L. - борщевик сибирский Н. sosnowskyi Man den. - б. Сосновского Daucus sativus (Hoffm.) Roehl. - морковь посевная СЕМЕЙСТВО PYROLACEAE - ГРУШАНКОВЫЕ Pyrola chlorantha Sw. - грушанка зеленоватая P. rotundifolia L. - г. круглолистная Orthilia secunda (L.) House - ортилия однобокая Chimaphila umbellata (L.) Barton - зимолюбка зонтичная СЕМЕЙСТВО ERICACEAE - ВЕРЕСКОВЫЕ Ledum palustre L. - багульник болотный Chamaedaphne calyculata (L.) Moench - мирт болотный Calluna vulgaris (L.) Hull - вереск обыкновенный Vaccinium myrtillus L. - черника V. uliginosum L. - голубика V. vitis-idaea L. - брусника Oxycoccus palustris Pers. - клюква болотная СЕМЕЙСТВО PRIMULACEAE - ПЕРВОЦВЕТНЫЕ Primula veris L. - первоцвет весенний Androsace filiformis Retz. - проломник нитевидный 153
A. septentrionalis L. - п. северный Lysimachia nummularia L. - вербейник монетный, или луговой чай L. vulgaris L. - в. обыкновенный Naumburgia thyrsiflora (L.) Reichenb. - кизляк кистецветный Trientalis europaea L. - седмичник европейский СЕМЕЙСТВО OLEACEAE - МАСЛИННЫЕ Fraxinus excelsior L. - ясень обыкновенный Syringa vulgaris L. - сирень обыкновенная СЕМЕЙСТВО GENTIANACEAE - ГОРЕЧАВКОВЫЕ Gentiana cruciata L. - горечавка крестовидная C. pneumonanthe L. - г. легочная СЕМЕЙСТВО MENYANTHACEAE - ВАХТОВЫЕ Menyanthes trifoliata L.- вахта трехлистпая, или трифоль СЕМЕЙСТВО CONVOLVULACEAE - ВЬЮНКОВЫЕ Convolvulus arvensis L. - вьюнок полевой Calystegia sepium (L.) R. Br. - повой заборный СЕМЕЙСТВО CUSCUTACEAE - ПОВИЛИКОВЫЕ Cuscuta europaea L. - повилика европейская СЕМЕЙСТВО POLEMONIACEAE - СИНЮХОВЫЕ Polemonium caeruleum L. - синюха голубая СЕМЕЙСТВО BORAGINACEAE - БУРАЧНИКОВЫЕ Echium vulgare L. - синяк обыкновенный Symphytum officinale L. - окопник лекарственный Lycopsis arvensis L. - кривоцвет полевой Nonea pulla (L.) DC. - нопея темная Pulmonaria obscura Dum. - медуница неясная Myosotis arvensis (L.) Hill - незабудка полевая M. caespitosa К. F. Schultz - и. дернистая M. sparsiflora Mikan ex Pohl - п. редкоцветковая Lappula squarrosa (Retz.) Dum. - липучка растопыренная Cynoglossum officinale L. - чернокорень лекарственный СЕМЕЙСТВО LABIATAE (LAMIACEAE) - ГУБОЦВЕТНЫЕ Ajuga genevensis L. - живучка женевская Scutellaria galericulata L. - шлемник обыкновенный Glechoma hederacea L. - будра плющевидная Dracocephalum ruyschiana L. - змееголовник Рюйша 154
D. thymiflorum L. - з. тимьяпоцветковый Prunella grandiflora (L.) Scholl. - Черноголовка круппоцветковая P. vulgaris L. - ч. обыкновенная Phlomis tuberosa L. - зоппик клубненосный Galeopsis ladanum L. - пикулышк ладанниковый G. speciosa Mill. - п. красцвый, или зябра Lamium maculatum (L.) L. - яснотка пятнистая Leonurus quinquelobatus Gilib. - пустырник пятилопастпый Stachys annua (L.) L. - чистец однолетний S. palustris L.- ч. болотный S, sylvatica L. - ч. лесной Betonica officinalis L. - буквица лекарственная Salvia pratensis L. - шалфей луговой S. stepposa Schost. - ш. степной S, verticillata L. - ш. мутовчатый Acinos arvensis (Lam.) Dandy - щебрушка полевая Origanum vulgare L. - душица обыкновенная Thymus cimicinus Blum ex Ledeb. - тимьян Дубяпского, или поволж- ский Th. marschallianus Willd. - т. Маршалла Lycopus europaeus L. - зюзник европейский Mentha arvensis L. s. 1. - мята полевая СЕМЕЙСТВО SOLANACEAE - ПАСЛЕНОВЫЕ Solanum dulcamara L. - паслен сладко-горький S. nigrum L. - п. черный Hyoscyamus niger L. - белена черная СЕМЕЙСТВО SCROPHULARIACEAE - НОРИЧНИКОВЫЕ Verbascum lychnitis L. - коровяк метельчатый, или мучнистый V. thapsus L. - к. обыкновенный, или медвежье ухо Linaria vulgaris Mill. - льнянка обыкновенная Scrophularia nodosa L. - норичник шишковатый Veronica anagallis-aquatica L. - вероника ключевая V. chamaedrys L. - в. дубравная V. longifolia L. - в. длиннолистная V. officinalis L. - в. лекарственная V. spicata L. - в. колосистая V. teucrium L. - в. широколистная Melampyrum nemorosum L. - марьянник дубравный, или Иван-да- Марья но М. pratense L. - м. луговой Euphrasia brevipila Burn, et Gremli - очанка коротковолосистая Odontites vulgaris Moench - зубчатка обыкновенная, или поздняя Rhinanthus angustifolius С. C. Gmel. - погремок узколистный Pedicularis kaufmannii Pinzger - мытник Кауфмана 155
СЕМЕЙСТВО LENTIBULARIACEAE - ПУЗЫРЧАТКОВЫЕ Utricularia minor L. - пузырчатка малая U, vulgaris L. - п. обыкновенная СЕМЕЙСТВО PLANTAGINACEAE - ПОДОРОЖНИКОВЫЕ Plantago lanceolata L. - подорожник ланцетный Р, major L. s. 1. - п. большой Р. media L. - п. средний СЕМЕЙСТВО RUBIACEAE - МАРЕНОВЫЕ Galium aparine L. - подмаренник цепкий G. mollugo L. - п. мягкий G. odoratum (L.) Scop. - п. душистый G. verum L. s. 1. - п. настоящий СЕМЕЙСТВО CAPRIFOLIACEAE - ЖИМОЛОСТНЫЕ Sambucus racemosa L. - бузина красная Viburnum opulus L. - калина обыкновенная Linnaea borealis L. - липнея северная Lonicera xylosteum L. - жимолость обыкновенная СЕМЕЙСТВО ADOXACEAE - АДОКСОВЫЕ Adoxa moschatellina L. - адокса мускусная СЕМЕЙСТВО VALERIANACEAE - ВАЛЕРИАНОВЫЕ Valeriana officinalis L. - валериана лекарственная СЕМЕЙСТВО DIPSACACEAE - ВОРСЯНКОВЫЕ Knautia arvensis (L.) Coult. - короставник полевой СЕМЕЙСТВО CUCURBITACEAE - ТЫКВЕННЫЕ Cucumis sativus L. - огурец посевной Cucurbita pepo L. - тыква обыкновенная Echinocystis lobata (Michx.) Torr, et Gray - эхиноцистис лопастной СЕМЕЙСТВО CAMPANULACEAE - КОЛОКОЛЬЧИКОВЫЕ Campanula glomerata L. - колокольчик скученный C, latifolia L. - к. широколистный C. patula L. - к. раскидистый С. persicifolia L. - к. персиколистный С, sibirica L. - к. сибирский С. trachelium L. - к. крапиволистный 156
СЕМЕЙСТВО COMPOSITAE (ASTERACEAE) - СЛОЖНОЦВЕТНЫЕ Solidago virgaurea L. - золотарник обыкновенный, или золотая розга Aster amellus L. s. 1. - астра ромашковая Galatella linosyris (L.) Reichenb. fil. - солопечпик лыювидный Erigeron acris L. - мелколепестник острый Filago arvensis L. - жабник полевой Antennaria dioica (L.) Gaertn. - кошачья лапка двудомная Gnaphalium sylvaticum L. - сушеница лесная G. uliginosum L. s. 1. - с. топяная Helichrysum arenarium (L.) Moench - цмин песчаный, или бессмертник Inula britannica L.- девясил британский I. salicina L. - д. иволистпый Xanthium albinum (Widd.) H. Scholz - дурнишник беловатый Helianthus annuus L. - подсолнечник однолетний Anthemis tinctoria L.. - пупавка красильная Achillea cartilaginea Ledeb. - тысячелистник хрящеватый A. millefolium L. - т. обыкновенный A. nobilis L. - т. благородный Leucanthemum vulgare Lam. - нивяник обыкновенный, или поповник Matricaria perforata Merat - ромашник непахучий Pyrethrum corymbosum (L.) Willd - пиретрум щитковый Tanacetum vulgare L. - пижма обыкновенная Artemisia abrotanum L. - полынь лечебная, или Божье дерево A. absinthium L. - п. горькая A. campestris L. s. 1. - п. равнинная A. vulgaris L. - п. обыкновенная, или чернобыльник Tussilago farfara L. - мать-и-мачеха обыкновенная Petasites spurius (Retz.) Reichenb. - белокопытник ложный Senecio jacobaea L. - крестовник Якова Echinops ritro L. - мордовпик обыкновенный E. sphaerocephalus L. - м. шароголовый Arctium lappa L. - лопух большой A. minus (Hill) Bernh. - л. малый A. tomentosum Mill. - л. паутинистый Jurinea cyanoides (L.) Reichenb. - наголоватка васильковая Carduus acanthoides L. - чертополох колючий C. crispus L. - ч. курчавый C. nutans L. - ч. поникший Cirsium arvense (L.) Scop. s. 1. - бодяк полевой C. heterophyllum (L.) Hill - б. разнолистный C. palustre (L.) Scop. - б. болотный C. vulgare (Savi) Ten. - б. обыкновенный Serratula lycopifolia (Vill.) A. Kerner - серпуха зюзниколистная S. wolffii Andrae (S. coronata L.) - с. Вльфа, или венценосная Centaurea cyanus L. - василек синий C. jacea L. - в. луговой 157
C. pseudophrygia С. А. Меу. - в. ложнофригийский С. ruthenica Lam. - в. русский С. scabiosa L. - в. шероховатый Cichorium intybus L. - цикорий обыкновенный Scorzonera purpurea L. - козелец пурпурный Tragopogon dubius Scop. s. 1. - козлобородник сомнительный, или большой Т. pratensis L. - к. луговой Trommsdorffia maculata (L.) Bernh. - тромсдорфия пятнистая Leontodon autumnalis L. - кульбаба осенняя Sonchus arvensis L. - осот полевой 5. oleraceus L. - о. огородный Lactuca serriola L. - молокап компасный L. tatarica (L.) С. А. Меу. - м. татарский Lapsana communis L. - бородавник обыкновенный Taraxacum erythrospermum Andez. s. 1. - одуванчик красноплодный T. officinale Wigg. s. 1. - о. лекарственный Crepis praemorsa (L.) Tausch - скерда тупоконечная C. sibirica L. - с. сибирская C. tectorum L. - с. кровельная Hieracium pilosella L. - ястребипка волосистая H. umbellatum L. - я. зонтичная 158
Приложение 10 ПРИМЕРНЫЙ ГРАФИК ПРОХОЖДЕНИЯ ПРАКТИКИ ДЛЯ СТУДЕНОВ I КУРСА 1. Вводная беседа. Ознакомительная экскурсия. 2. Экскурсия на водоемы. Сбор водорослей. Изучение и зарисов- ка собранного материала. 3. Изучение строения и определение основных групп водорослей. 4. Экскурсия в сосновые и лиственные леса по сбору грибов и лишайников. 5. Изучение морфологического строения и определение наиболее распространенных грибов и лишайников. Изготовление коллекций. 6. Экскурсия по сбору мохообразных. 7. Морфологическая характеристика мохообразных, определение наиболее распространенных видов. Гербаризация мохообразных. 8. Экскурсия по сбору сосудистых споровых растений и голосе- менных. Методика сбора и гербаризации сосудистых растений. 9. Изучение строения и определение сосудистых споровых и голо- семенных растений. 10 - 16. Сбор, определение и гербаризация основных групп цвет- ковых растений. 17 - 18. Оформление материалов практики. Отчет. Приложение И ПРИМЕРНЫЙ ГРАФИК ПРОХОЖДЕНИЯ ПРАКТИКИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ II КУРСА 1. Вводная беседа. Ознакомительная экскурсия по основным био- ценозам. 2. Экскурсия на водоемы. Изучение основных групп водных рас- тений. 3. Растительность низинных болот. 4. Переходные и верховые болота. 5. Луговая растительность. Видовой состав пойменного луга. 6. Описание луговой растительности методом пробных площадок. 7. Экскурсия на суходольные луга (степные участки). 8. Экскурсия в хвойные леса. Видовой состав и структура лесной растительности. 9. Экскурсия в лиственные (пойменные) леса. 10. Методика описания лесной растительности. 11-12. Оформление материалов практики. Отчет. Примечание. Последовательность экскурсий может меняться в зависимости от конкретных погодных условий. 159
СОДЕРЖАНИЕ Введение...................................................3 Цели и задачи практики.....................................6 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ РАЙОНА ПРОВЕДЕНИЯ ПРАКТИКИ............................................8 2. ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ИЗУЧЕНИЯ ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ............................................14 3. ФЛОРИСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ................................16 3.1. Основные понятия и методы изучения флоры.............16 3.2. Изучение водорослей..................................17 3.3. Изучение грибов......................................20 3.4. Изучение мхов и лишайников...........................22 3.5. Сосудистые растения..................................24 3.6. Изучение популяций отдельных видов растений..........28 4. ИЗУЧЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ (ФИТОЦЕНОЗОВ)...............29 4.1. Понятие о биогеоценозе...............................29 4.2. Основное признаки фитоценозов и методы их изучения...29 4.3. Технологическая схема изучения растительности........34 4.4. Изучение лесных фитоценозов..........................35 4.5. Изучение кустарниковой растительности................46 4.6. Изучение луговой растительности......................48 4.7. Изучение болотной растительности.....................49 4.8. Изучение водной растительности.......................50 4.9. Изучение сорно-полевой растительности................51 4.10. Определение ресурсов дикорастущих полезных растений..........................................52 5. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП ПОЛЕВЫХ БОТАНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ...................................................58 6. АЗБУКА ЦВЕТНОЙ ФОТОГРАФИИ..................................60 7. ТЕХНИКА РАБОТЫ НА ПРАКТИКЕ.................................66 7.1. Подготовка и организация экскурсии...................66 7.2. Оборудование, необходимое для сбора и изучения растений.......................................67 7.3. Оформление материалов экскурсий. Ведение дневника....67 7.4. Сбор растений. Правила гербаризации..................68 7.5. Сушка растений.......................................71 7.6S Определение и этикетировка...........................72 7.7. Монтировка гербария..................................72 7.8. План описания цветкового растения....................73 7.9. Индивидуальная работа студента.......................74 8. ПОЛЕВАЯ ПРАКТИКА ПО ФИЗИОЛОГИИ РАСТЕНИЙ....................85 9. ПРИМЕРНЫЕ ПРОГРАММЫ ПРАКТИКИ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ.....................................119 10. ОТЧЕТНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ ПО ПРАКТИКЕ........................128 Библиографический список.................................130 Приложения...............................................135