Wykorzystanie roślin wskaźnikowych w monitoringu

Wykorzystanie roślin wskaźnikowych w
monitoringu gleby
Monitoring jakości gleby to nieodzowny element racjonalnego gospodarowania
użytkiem rolnym. Polega na kontroli jej właściwości chemicznych (odczynu, składu),
struktury i zachodzących w niej zmian (kumulacji zanieczyszczeń, degradacji
troficznej). Są to parametry, bez znajomości których nie jest w ogóle możliwe
prowadzenie żadnych skutecznych działań agrotechnicznych. Monitoringu gleby
dokonuje się w oparciu o proste metody kolorymetryczne (dające niestety jedynie
szacunkowe wyniki) lub instrumentalne analizy laboratoryjne (niejednokrotnie dość
drogie). Mniej znaną i zarazem alternatywną metodą oceny jakości gleby jest
bioindykacja florystyczna, to jest ocena jej właściwości na podstawie zasiedlających
ją organizmów roślinnych.
Wiele gatunków roślin (w tym także występujących jako chwasty na polach uprawnych)
ma wąski zakres tolerancji w stosunku do określonych właściwości gleby. W związku z
tym są one swego rodzaju biotestem warunków siedliskowych - ich obecność
w środowisku świadczy o występowaniu lub deficycie danego czynnika. Takie gatunki
nazywa się roślinami wskaźnikowymi i wykorzystuje się do monitoringu biologicznego
(bioindykacji). Ze względu na zapewnienie miarodajności metody, bierze się w niej pod
uwagę w pierwszej kolejności rośliny kosmopolityczne (daje to możliwość
uniwersalnego wykorzystania ich jako wskaźników), o dobrze poznanych wymaganiach
siedliskowych, małej zmienności genetycznej i łatwo rozpoznawalne. Powinny
występować na danym terenie w dużej ilości - wyklucza to ich przypadkową, niezależną
od cech siedliska obecność. Z perspektywy rolniczej praktyczne znacznie mają
zwłaszcza rośliny wskazujące na poziom wilgotności, odczyn i obecność określonych
składników pokarmowych (troficzność gleby). Te parametry pozwalają bowiem na
dobór odpowiednich do warunków glebowych roślin uprawnych oraz zaprojektowanie
istotnych zabiegów agrotechnicznych, takich jak na przykład nawadnianie i nawożenie.
Biorąc za kryterium odczyn gleby, wyróżnia się trzy grupy roślin wskaźnikowych:
indykatory gleb kwaśnych, zasadowych i obojętnych. Roślinami wskaźnikowymi gleb o
niskim pH (to jest o odczynie kwasowym) są między innymi borówka czernica, czerwiec
roczny, kłosówka miękka, skrzyp polny, szczaw polny, wrzos zwyczajny i różne gatunki
fiołków. O wysokim pH (odczynie alkalicznym) podłoża świadczy natomiast
występowanie babki zwyczajnej, cykorii podróżnik, gorczycy polnej, jasnoty białej,
maku polnego, tobołków polnych. Na glebach o odczynie obojętnym i/lub zbliżonym do
obojętnego rosną między innymi jasnota purpurowa, przetacznik polny, tasznik
pospolity. Gdy weźmiemy pod uwagę poziom wilgotności gleby, roślinami mającymi
duże wymagania wodne i wskazującymi na stanowiska podmokłe są: firletka pospolita,
jaskier rozłogowy, knieć błotna, kozłek lekarski, miotła zbożowa, niezapominajka polna,
wiązówka i wiechlina błotna. O stanowisku suchym świadczy natomiast obecność
takich gatunków roślin, jak macierzanka piaskowa, mak piaskowy, babka lancetowata i
wilczomlecz sosnka. W podobny sposób można określić termiczność terenu (warunki
cieplne). O stanowisku dobrze nasłonecznionym i łatwo nagrzewającym się świadczą:
dziewanna firletkowa, goździk kartuzek, miłek wiosenny. Roślinami mającymi małe
wymagania cieplne, występującymi na trudno nagrzewających się stanowiskach są
między innymi kminek zwyczajny i skrzyp błotny. Dzięki roślinom wskaźnikowym
można też z powodzeniem ocenić zasobność gleby w składniki pokarmowe.
Przykładowo, jeśli na badanym terenie występuje masowo gorczyca polna, groszek
bulwiasty, mak polny, miłek wiosenny, oset zwisły i szałwia łąkowa wskazuje to
niezbicie na dużą zawartość w podłożu wapnia. W miejscach ubogich w ten pierwiastek
będą występowały: chaber bławatek, czerwiec roczny, rumianek pospolity, szczaw
polny. Gatunkami nitrofilnymi, to jest wskazującymi na zasobność gleby w związki
azotu, są: pokrzywa zwyczajna, gwiazdnica pospolita, perz właściwy, jasnota biała,
wiechlina roczna, żywokost lekarski. O małej ilości związków tego pierwiastka w glebie
będzie świadczyła masowa obecność bliźniczki psiej trawki i fiołka wonnego. Roślinami
wskazującymi na stanowiska zasobne w fosfor są: koniczyna biała, wiechlina zwyczajna,
wyczyniec łąkowy. Indykatorami gleb ubogich w ten pierwiastek będą: bliźniczka psia
trawka, drżączka średnia, mietlica pospolita, tomka wonna. W podobny sposób, to jest
oceniając skład roślinności badanego terenu, można zmonitorować poziom obecnej w
glebie próchnicy. Na glebę zasobną w substancje organiczne będzie wskazywać
obecność pokrzywy żegawki, przytuli wonnej, wierzbówki kiprzycy. Indykatorami gleb
ubogich w próchnicę są natomiast chroszcz nagołodygowy i prosiecznik gładki. Na tej
samej zasadzie można określić rodzaj badanej gleby. Indykatorami gleb piaszczystych
są zwłaszcza: szczaw polny, złocień polny, przymiotno kanadyjskie, turzyca piaskowa.
Na glebie gliniastej zobaczymy łobodę rozłożystą, podbiał pospolity, szałwię łąkową,
gorczycę polną. Natomiast na glebie ilastej dobrze rosną: jaskr rozłogowy, glistnik
jaskółcze ziele, ostróżeczka polna, pięciornik gęsi.
W fitomonitoringu bierze się pod uwagę zarówno występowanie (ilość) roślin
wskaźnikowych, jak też ich wygląd (jakość). Pojawiające się u wrażliwych gatunków
zmiany (nekrozy, chlorozy) mogą wskazywać na obecność w podłożu określonych
zanieczyszczeń lub niedobory troficzne (degradację chemiczną gleby). W tym
przypadku roślinami wskaźnikowymi są nie tylko chwasty, ale też rośliny uprawne. W
monitoringu „wizualnym” - opartym na obserwacji wzrostu, rozwoju i wyglądu
organizmu - indykatorem może być właściwie każda roślina. Każdy bowiem gatunek we
właściwy sobie sposób reaguje na określone deficyty pokarmowe lub skażenia gleby.
Ważne jest tu poznanie fizjologii danego organizmu i umiejętność diagnozowania zmian
w jego wyglądzie. Przykładowo, czułym indykatorem małej ilości siarki w podłożu są
rośliny z rodziny krzyżowych (gorczyca, kapusta, kalafior, rzepak, rzodkiew) i
liliowatych (cebula, czosnek), które ze względu na znaczną produkcję olejków
eterycznych wykorzystują ją w większej ilości niż inne gatunki. Charakterystycznym
objawem niedoboru tego pierwiastka w glebie jest u rzepaku tak zwane bielenie
młodych liści i kwiatów. W przypadku molibdenu, wskaźnikiem małej jego ilości w
glebie są zwłaszcza rośliny motylkowate (bób, fasola, groch). Pierwiastek ten odgrywa
istotną rolę w metaboliźmie żyjących z nimi w symbiozie mikroorganizmów wiążących
azot atmosferyczny. Oznaką jego niedoboru są między innymi chloroza (odbarwienie
na skutek zaniku chlorofilu) i redukcja blaszek liściowych. Niedobór magnezu łatwo
natomiast zauważyć wczesną wiosną na zasiewach zbóż jarych. Charakterystycznym
objawem jest chloroza międzynerwowa (tak zwana marmurkowość lub perełkowatość).
W uprawach warzywnych wizualnym symptomem niedoboru wapnia w glebie i jej
kwasowego odczynu może być między innymi zgnilizna wewnętrzna główek kapusty
i brzeżne zamieranie jej liści. Innym przykładem fitomonitoringu jakościowego jest
możliwość zdiagnozowania małej ilości związków żelaza w glebie na podstawie
wizualnej oceny drzew owocowych. Przy niedoborze tego mikroelementu występuje u
nich chloroza młodych liści i zahamowanie wzrostu pędów. Są to tylko wybrane
egzemplifikacje (przykłady). Takich możliwości wykorzystania oceny kondycji roślin w
monitoringu gleby jest znacznie więcej.
Fitoindykatory (rośliny wskaźnikowe) mają bardzo szerokie zastosowanie.
Są wykorzystywane w poszukiwaniu złóż, na przykład uranu, siarki, srebra. Odgrywają
istotną rolę w ocenie stopnia zanieczyszczenia środowiska (gleby, wody, powietrza)
substancjami toksycznymi. Okazują się też bardzo przydatnym „narzędziem” w
gospodarce leśnej. W fitomonitoringu wykorzystuje się zarówno rośliny nasienne, jak
też zarodnikowe (mszaki, paprotniki), glony i porosty.