Сообщение на тему строение сфагнума. Лабораторная работа на тему: "Строение мха сфагнума"
Вопрос 1. Что такое ризоиды?
Ризоиды - нитевидные образования из одной или нескольких однорядных клеток; служат для прикрепления к субстрату и поглощения из него воды и питательных веществ. Имеются у мхов, лишайников, некоторых водорослей и грибов.
Вопрос 2. Почему водоросли относят к низшим растениям?
Водоросли относятся к низшим растениям, т.к они не имеют ни корней, ни стеблей, ни листьев.
Вопрос 3. Что такое спора?
Споры – микроскопические зачатки низших и высших растений, имеющие разное происхождение и служащие для их размножения и (или) сохранения при неблагоприятных условиях. В биологии понятие «спора» подразделяется на:
* споры бактерий, служащие для пережидания неблагоприятных условий;
* споры растений, споровиков и грибов, служащие для размножения.
Лабораторная работа № 10. Строение мха.
1. Рассмотрите растение мха. Определите особенности его внешнего строения, найдите стебель и листья.
Стебель прямостоячий не разветвленный. Длина стебля составляет 12см, но может достигать 30-40 см. Стебли густо покрыты листьями. На верхушке есть коробочка со спорами. В низу стебля есть выросты – ризоиды.
2. Определите форму, расположение, размер и окраску листьев. Рассмотрите лист под микроскопом и зарисуйте его.
Листья ввогнутые тёмно-зелёные, имеют обхватываюий стебель черешок. Каждый лист на верхней своей поверхности имеет ассимиляционные пластиночки и крупную основную жилку. Лист похож на толстоватую иголочку и на миниатюрные растения льна. Нижние листья на стебле развиваются в форме чешуек.
3. Определите, ветвистый или неветвистый стебель у растения.
У мха неветвистый стебель.
На верхушках мужских растений размещаются половые органы, в которых развиваются подвижные половые клетки (гаметы) - сперматозоиды.
У женских растений на верхушках расположены половые органы с женской половой клеткой (гаметой) - яйцеклеткой.
На женских растениях развиваются коробочки на длинных ножках, покрытые волосистыми заострёнными колпачками. Они напоминают сидящую кукушку. В коробочках развиваются споры. Высыпаясь и прорастая, они образуют новые растения мха.
5. Рассмотрите коробочку со спорами. Каково значение спор в жизни мхов?
Растение образует многочисленные споры. Высыпаясь и прорастая, они образуют новые растения мха. Из каждой споры при благоприятных условиях развивается побег с небольшой продолжительностью жизни, который выглядит как коробочка (спорангий) на ножке.
6. Сравните строение мха со строением водоросли. В чём их сходство и различие?
Различия: у водорослей нет корней, их тело представлено слоевищем. У мхов появляются ризоиды. Водоросли живут только в водной среде, мхи живут только во влажной среде. У мхов есть стебли и листья, но их нет у водорослей.
Сходства: в клетках есть пластиды (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты), поэтому могут осуществлять фотосинтез. Неограниченно растут в течении всей жизни. Неподвижны.
7. Запишите свои ответы на Вопросы.
Вывод: мхи по сравнению с водорослями более развиты. Они уже могут находиться не в воде, а во влажной среде. Уже появляются стебли и листья.
Вопрос 1. Почему мхи называют высшими споровыми растениями?
Так как тело мхов расчленено на стебель и листья, а размножаются они спорами, то их относят к высшим споровым растениям.
Вопрос 2. Каково строение кукушкина льна?
Его стройные коричневатые стебельки покрыты маленькими тёмно-зелёными листиками и похожи на миниатюрные растения льна.
У кукушкина льна есть мужские и женские растения. На верхушках мужских растений размещаются половые органы, в которых развиваются подвижные половые клетки (гаметы) - сперматозоиды (от греческих слов «сперма» - семя, «зоон» - живое существо и «эйдос» - вид). У женских растений на верхушках расположены половые органы с женской половой клеткой (гаметой) - яйцеклеткой.
На женских растениях развиваются коробочки на длинных ножках, покрытые волосистыми заострёнными колпачками. Они напоминают сидящую кукушку. Отсюда и название мха - кукушкин лён. В коробочках развиваются споры. Высыпаясь и прорастая, они образуют новые растения мха.
Вопрос 3. Чем сфагнум отличается от кукушкина льна?
Кукушкин лен – зеленый мох, сфагнум - светло-зеленый мох, торфяной. У кукушкина льна есть ризоиды, у сфагнума-нет. У кукушкина льна стебель не ветвится, а у сфагнума - есть ветви трех видов, в листьях у кукушкина льна нет мертвых клеток, а у сфагнума их большое количество, это воздухоносные клетки, способные к поглощению влаги. Коробочки со спорами у кукушкина льна имеют волосистый колпачок и вытянутую форму, у сфагнума они без колпачка и округлые. У кукушкина льна растения мужские и женские, а у сфагнума – обоеполые. Коробочки со спорами у кукушкина льна располагаются на верхушках женских растений по одной, а у сфагнума по 3-5.
Вопрос 4. Чем мох отличается от водоросли?
Мхи более сложно организованы, чем водоросли. Среди водорослей есть большая группа одноклеточных, все мхи – многоклеточные организмы. Большинство водорослей живет в водной среде, большинство мхов – на суше, но с высоким процентом влажности. Тело мха дифференцированно на органы, лишь у самых развитых водорослей можно наблюдать что-то похожее на ткани. У мхов есть внешние отличия между мужскими, женскими особями, между половым и бесполым поколением. У водорослей все особи одного вида одинаковы. Мхи не могут размножаться вегетативно, а водоросли могут. Мхи имеют стебли и листья, как все высшие растения, а у водорослей таллом.
Вопрос 5. Какое значение имеют мхи в природе и жизни человека?
Мхи, поселяясь на лугах, в лесах, сплошным ковром покрывают почву, затрудняя поступление воздуха. Это ведёт к закисанию и заболачиванию почв.
Листостебельные, особенно сфагновые, мхи сплошным ковром покрывают болота и, отмирая, образуют торф, который широко используется человеком. Торф применяется как топливо, удобрение и как сырьё для промышленности. Из торфа получают древесный спирт, карболовую кислоту, пластмассы, изоляционные ленты, смолу и многие другие ценные материалы. Некоторые животные питаются мхом.
Подумайте
Почему даже самые крупные мхи не достигают размеров более 80 см?
Мхи не бывают высокими потому что в местах, где они произрастают очень "бедная" почва. Морозы и сильный ветер - довольно неблагоприятные условия для существования. У мхов нету проводящей системы и, как следствие, ограниченный рост в высоту.
Задания для любознательных
1. Рассмотрите под микроскопом листья мха сфагнума. Отметьте особенности строения двух типов клеток, из которых они состоят.
В клетках листа присутствуют два вида клеток. Узкие зеленые клетки, в которых происходит фотосинтез (есть хлорофилл), соединены концами и образуют сетчатую структуру, в которой происходит движение органических веществ. Между ними находятся крупные прозрачные мертвые клетки, от которых остались только оболочки (в них вода).
2. Поместите в банку с влажной почвой немного риччии. Банку накройте стеклом и поставьте в тёплое светлое место. Следите, чтобы почва была постоянно влажной. Наблюдайте, что будет происходить с риччией.
Риччия начнет развиваться, т.к. условия благоприятные (от влажного и теплого воздуха, света). У плавающей риччии ризоидов нет, но на сырой почве она может их образовать.
Если растить риччию в воде, то если температура ниже, чем 20°С, рост риччии замедляется, но внешний вид остается привлекательным. Также надо знать, что оптимальной для этого растения считается мягкая вода, жесткость которой не должна превышать 15 единиц, но если этот показатель выше 8, это уже негативным образом сказывается на росте. Допустимый уровень pH – 4-8.
- 1. Строение мха сфагнума Практическая работа №16
- 2. © Биоуроки: играя обучать и обучаться. Издревле на Руси срубы собирали «на мох». Благодаря гигроскопичности (способности впитывать и отдавать влагу из окружающего пространства) мха создается естественная вентиляция пазов, дерево внутри сруба не разрушается. Сфагнум поселяется на влажных местах, способствует быстрому заболачиванию территории, так как способен активно поглощать и удерживать влагу. Сфагнум является образующим растением сфагновых болот. Сфагновые мхи - источник образования торфа. Окаменевшие остатки сфагновых мхов найдены в отложениях уже раннего Пермского периода. На территории России распространено более 400 видов мхов, из которых сфагнум имеет наибольшее экологическое значение.
- 3. © Биоуроки: играя обучать и обучаться. Что делаем. Рассмотрите зелёный мох сфагнум. Найдите стебель, листья-чешуйки и коробочку (смотреть на верхушке стебля). Обратите внимание на стебель. Он обильно ветвиться, образуя веточки трёх типов: одни отходят в стороны горизонтально – торчащие; другие свисают – свисающие, третьи – образуют подобие головки – верхушечные.
- 4. © Биоуроки: играя обучать и обучаться. Что наблюдать. Рассмотрите верхушку сфагнума под лупой. На концах верхних ветвей образуются маленькие коробочки. В них образуются споры. Что делать. Зарисуйте и подпишите то, что вы видите.
- 5. © Биоуроки: играя обучать и обучаться. Что наблюдать. Один лист положить в каплю воды и накройте покровным стеклом. Рассмотрите лист под микроскопом. Найдите узкие хлорофиллоносные клетки. Между ними находятся широкие бесцветные водоносные клетки в которых находятся поры. Что делать. Зарисуйте то, что вы видите.
- 6.
- 7. © Биоуроки: играя обучать и обучаться. Подготовить к отчёту. Рисунки: внешнее строение сфагнума и внутреннее строение листа-чешуйки. Ответить на вопрос: за счёт чего происходит всасывание воды у сфагнума.
СФАГНУМ
Сфагнум - большой род растений, включающий в себя свыше 200 видов мхов, схожих по строению и экологии.
Систематика и названия
Сфагнум относится к высшим, или, как их еще называют, листостебельным растениям. Это разделение скорее условно, но характеризует мох как растение с дифференцированными органами. Сфагнум принадлежит к отделу Моховидные, или Бриофиты, – самому примитивному отделу современных высших растений.
Порядок Сфагновые (Sphagnales) отличается от зеленых мхов целым рядом анатомических, морфологических и биологических характеристик. В него входит только одно семейство – Сфагновые (Shagnaceae) и единственный род Shagnum, объединяющий около 350 видов (согласно другим данным 320). На фото сфагнум болотный (Shagnum palustre).
Синонимичные названия сфагнума:
Белый мох - происходит от белого или светло-зеленого цвета некоторых видов; из-за белого цвета сфагновый мох иногда путают с некоторыми видами лишайников.
торфяной мох – из-за способности растения образовывать торфяники;
сфагн.
Ареал и место в биоценозах
Основное распространение сфагновых мхов – тундровая и лесная зоны Северного полушария: в северной и средней части лесной зоны, тайге, тундре, лесотундре, в Сибири, на Дальнем Востоке и Кавказе.
В Южном полушарии сфагновый мох встречается реже, произрастая в основном в горных местностях. Хотя сфагнум – типичное голарктическое растение, наибольшее видовое разнообразие этого рода встречается на территории Южной Америки.
Экосистемы, где растут сфагновые мхи:
верховые болота (называемые также сфагновыми);
заболоченные хвойные или смешанные леса;
лесотундровая зона с преобладанием хвойных пород деревьев;
влажные луга с плохим водостоком и застоем воды;
долины рек с заболоченными берегами, здесь на боровых террасах ареал сфагнума может простираться далеко на юг, вплоть до степной зоны;
горные районы (альпийский и субальпийский пояс).
Морфологические особенности
Все виды сфагнума имеют морфологические особенности, присущие только мхам, – у них отсутствуют корни. Но сфагнум имеет свои характерные черты, отличающие его от зеленых мхов.
Вопреки часто употребляемому названию «белый мох» большинство видов сфагнума обладают зеленой, бурой или красноватой окраской.
Сфагнум четко дифференцирован на стебель и листья. Разветвленные стебли, каулидии, растут вертикально, достигая высоты 20 см. Растущие плотно стебельки сфагнума образуют подушечки или дерновинки. Сфагновый мох растет только в верхней части, а нижняя постепенно отмирает, образуя торф.
Характерная особенность сфагнума – отсутствие у взрослых растений ризоидов, заменяющих мхам корни. У прорастающего из споры мха ризоиды образуются, но вскоре гибнут вместе с нижней частью сфагнума.
Строение стебля сфагнума простое: в центре сердцевина, внутренний слой состоит из удлиненных клеток с утолщенными стенками (прозенхимы), а снаружи стебель покрыт клетками эпидермиса. Сфагновый многослойный эпидермис называют гиалодермой. Этот слой состоит из мертвых пустых прозрачных клеток, в которых есть поры. Клетки всегда заполнены водой и растворенными минеральными компонентами, они играют роль проводящей ткани.
Благодаря гиалодермальным клеткам и водоносным листовым клеткам, сфагнум имеет такое свойство, как гигроскопичность. Сухой мох может увеличивать свою массу в тридцать раз при попадании его в воду.
На конце каждой веточки листья собраны в пучок – это особенность сфагновых мхов.
Листья, или филлидии, у сфагнума двух типов – стебельные и веточные. Веточные листочки меньшего размера, чем стебельные, и расположены, как черепица: налегают один на другой.
Листья сфагновых мхов состоят только из одного слоя клеток. Отличие их от листьев зеленых мхов в том, что у сфагнума нет центральной листовой жилки.
Клетки листьев делятся на живые и мертвые. Это связано с разными клеточными функциями. Живые (ассимилмрущие) клетки содержат хлорофилл, они узкие, червеобразные, длинные. Мертвые – ромбовидные, поглощают и сохраняют воду.
Фото: белый мох - сфагнум / сфагнум болотный
Особенности размножения
Мхи – единственные представители высших растений, у которых в цикле развития доминирует гаметофит, то есть гаплоидное поколение. Диплоидное поколение – спорофит, сильно редуцирован и представляет собой спороносную коробочку на ножке.
Сфагнум, как и все представители отдела Бриофита, размножается при помощи спор и при помощи гамет (половое размножение).
Гаметофитное поколение – это и есть то, что люди называют сфагнум (стебель с листьями). Среди сотен видов сфагнума есть однодомные и двудомные представители. Гаметы у сфагнума образуются в архегониях и антеридиях.
Особенности химического состава
В состав сфагнового мха входят:
танины – благодаря им мох хранится сотни лет, не подвергаясь гниению;
сфагнол - фенольное соединение, блокирующее развитие гнилостных бактерий, играя роль природного антисептика;
полисахариды (крахмал, глюкоза и немного целлюлозы);
терпены;
белки и аминокислоты;
кремний.
Виды рода Сфагнум (Shagnum)
Обычно под словом «сфагнум» понимают сфагнум болотный (Shagnum palustre).
В заболоченных сосновых лесах чаще растет с. компактный (S. compactum) и с. дубравный (S. nemoreum).
На сфагновых болотах типичные виды с. бурый (S.fuscun) , с. обманчивый (S.fallax).
В низинных болотах, в ольшаниках и заболоченных рощах - с. центральный (S.centrale), с. притупленный (S.obtusum), с. бахромчатый (S.fimbriatum).
Роль в биоценозах и хозяйственное применение
В природе белые мхи являются основоположниками и основными растительными компонентами сфагновых болот. Благодаря сфагнолу белые мхи не гниют, а очень медленно разлагаются, при этом создавая кислую среду.
На верховых болотах сфагнум образует слабоминерализованный, но высококалорийный торф. Процент золи в таком торфе не превышает 6 % , его используют, как топливо, строительный и теплоизоляционный материал, химическое сырье, а также в качестве субстрата (или добавки в субстрат) для выращивания цветов и сельскохозяйственных культур.
В сельском хозяйстве сухой сфагнум используют и как подстилку для домашних животных. В медицине торф служит как антисептический и перевязочный материал. Экстракты сфагнума помогают при лечении ревматизма, кишечных заболеваниях, инфекционных заболеваний кожи, вызванных стафилококками.
Сфа́гнум (лат. Sphagnum) - болотное растение, род мха (обычно беловатой окраски), из которого образуется торф; торфяной мох.
Включает 320 видов; в СССР 42 вида. Преимущественно болотные мхи, произрастающие густыми плотными скоплениями, образующими крупные подушки или сплошные ковры на сфагновых болотах; реже С. встречаются во влажных лесах. Прямостоячий (высотой 10-20 см) мягкий стебель с пучковидно расположенными ветвями и однослойные листья С. содержат большое количество мёртвых водоносных (гиалиновых) клеток с порами, легко впитывающих воду, что обусловливает высокую влагоёмкость С. и способствует быстрому развитию верховых болот в местах, где появляются эти мхи. Стебли С. ежегодно в нижней части отмирают (рост стебля продолжают верхушечные ветви), образуя торф. Распространены преимущественно в тундровой и лесной зонах Северного полушария; в Южном полушарии встречаются высоко в горах, реже на равнинах умеренного пояса.
Окаменевшие остатки протосфагновых мхов найдены в отложениях уже раннего Пермского периода.
На территории России распространено более 400 видов мхов, из которых сфагнум имеет наибольшее экологическое и экономическое значение.
Строение
Сфагнум - многолетнее растение с сильно ветвящимся стеблем, который может быть довольно плотным у одних видов сфагнума, и мягким, пористым у других. Ветви располагаются на стебле по спирали кластерами, расстояние между которыми ближе к верхушке уменьшается, и они образуют косматую головку (capitulum). Мелкие светло-зеленые листья, покрывающие стебель и ветви, состоят из клеток двух хорошо различимых под микроскопом типов. Узкие зеленые клетки, в которых происходит фотосинтез, соединены концами и образуют сетчатую структуру, в которой происходит движение органических веществ. Между ними находятся крупные прозрачные мертвые клетки, от которых остались только оболочки. Стебель также покрыт снаружи этими клетками. Именно обилие мертвых клеток-резервуаров позволяет сфагнуму долго сохранять запас воды и питать ей живые клетки. Более того, этот запас пополняется: клетки-резервуары, имеющие отверстия, втягивают и конденсируют пары воды из окружающего воздуха.
Cфагнум не имеет ризоидов (тонких нитей, состоящих из одного ряда клеток), которыми другие мхи (например, кукушкин лен) укрепляются в почве и поглощают из нее воду и минеральные вещества. Он впитывает воду всей своей поверхностью.
Свойства
Мхи и лишайники – растения, не имеющие циркуляторной системы. Они получают влагу из осадков или атмосферы, используя осмотическое давление. Это означает также, что они одновременно поглощают все содержащиеся в окружающей среде вещества, в том числе вредные, не обладая механизмами освобождения от них. Поэтому мхи и лишайники являются прекрасными индикаторами состояния окружающей среды.
В Европе имеются обширные пространства, на которых однажды испытавшие загрязнение мхи исчезли полностью. Накапливая поступающие с осадками минеральные вещества, бриофиты, разлагаясь по завершении жизненного цикла, отдают их подстилающей почве вместе со своей биомассой. Поэтому они жизненно важны для здоровья леса.
Сфагновые мхи способны повышать кислотность окружающей их среды, выделяя в воду ионы водорода.
Наиболее важной особенностью сфагнума, приобретенной в ходе миллионов лет эволюции, является его способность впитывать и сохранять от 12 до 20 весовых частей воды на часть сухого веса (в зависимости от биологического вида сфагнума), а также его бактерицидные свойства.
Исследователи с кафедры аналитической химии Белорусского государственного университета изучили химический состав и абсорбционные свойства белого мха – сфагнума. Они выделили из него большой набор веществ с бактерицидными и противогрибковыми свойствами и подтвердили его высокую впитывающую способность.
Биологически активные вещества извлекали из растения с помощью различных растворителей: дистиллированной воды, этанола, бутанола, эфира и хлороформа. Самым лучшим растворителем для экстрагирования веществ оказалась дистиллированная вода. Исследователи выделили из сфагнума шесть фенокислот (изохлорогеновую, фумаровую, кофейную, хлорогеновую, пирокатехиновую, федуловую) и шесть веществ из класса кумаринов (эскулетинн, эскулин, умбеллиферон, скополетин, кумарин, герниарин). Эти вещества обладали ярко выраженным бактерицидным действием, особенно сильно они действовали на культуры стафилококка и стрептококка. Экстракты из сфагнума оказались также губительными для грибковых инфекций. Ученые предположили, что противогрибковым действием сфагнум обязан прежде всего кумаринам.
По имеющимся данным, сфагнум сам по себе не подвержен никаким болезням.
Размножение
Сфагнум может размножаться как спорами, так и вегетативно.
Количество спор в спорофите может быть от 20 000 до 200 000 в зависимости от вида мха, а на квадратном метре болота – примерно 15 млн. Спорофит выбрасывает споры в июле. Коробочка как бы взрывается при сухой теплой погоде, и споры разносятся ветром на различные расстояния, так как имеют разный размер, 20-50 мкм. Еще один механизм переноса спор – потоком воды или брызгами от капель дождя. В последнем случае расстояние переноса не превышает десятка сантиметров.
Крупные споры имеют больший запас питательных веществ и, следовательно, лучшие шансы дождаться подходящих условий. По результатам экспериментов, 15-30% спор сфагнума сохраняли способность к развитию через 13 лет хранения в холодильнике, и именно способностью формирования банка спор в окружающей среде объясняют то, что сфагнум колонизировал практически все болотистые, бедные питательными веществами пространства северных лесов.
Размножение спорами является основным при расселении сфагнума на большие расстояния - новые или пострадавшие от пожара или хозяйственной деятельности участки. Для образования растения из споры необходимо, чтобы она попала на подходящую почву – влажный торф. Лучше, если эта почва будет богата фосфором (растительные остатки или помет животных). В целом вероятность благоприятного стечения обстоятельств мала, но у сфагнума много времени.
Другой механизм распространения сфагнума – вегетативный, участками стебля или ветвей. Этот механизм эффективен на малых расстояниях.
На болотах максимальную продуктивность по биомассе имеют sphagnum papillosum и sphagnum magellanicum, однако, наиболее распространенными являются другие, менее требовательные, виды сфагнума.
Места обитания
Основной средой обитания сфагнума в России являются болота, занимающие примерно пятую часть ее территории.
Поверхность моховой дернины очень живописна: на ней видны лишь головки сфагнума всевозможных оттенков, напоминающие узоры персидского ковра.
У сфагнума одновременно протекают процессы роста и разложения. Верхушка растет, вытягиваясь вверх на 1-3 см в год, а нижняя подводная часть отмирает и со временем превращается в торф, поэтому стебель постепенно опускается вниз. Однако, из-за постоянного накопления торфа (до 1 см в год в верхних слоях) поверхность болота медленно поднимается – формируются так называемые верховые болота, в которых обычно нет трясин, а уровень воды находится на 10-20 см ниже поверхности сфагновой дернины.
В вытянутом из дернины пучке мха можно различить три зоны. В верхней зоне толщиной до пяти сантиметров сфагнум живой и зеленый, хотя может иметь множество оттенков, от желтоватого до красного (такая окраска чаще появляется при холодной погоде). Сфагнум никогда не бывает темно-зеленым. Далее, на глубине 5 – 10 сантиметров, живые клетки с хлорофиллом постепенно отмирают, но пустые клетки сохраняются. Эта зона имеет плавный переход от светло-зеленого к светло-желтому цвету. Еще глубже, обычно ниже уровня воды, сфагнум начинает разлагаться и его цвет переходит в светло-коричневый.
Отмирающие нижние части сфагновых мхов формируют многометровые отложения торфа. В верхних слоях идет постепенное разложение органических веществ, нижние под давлением верхних слоев уплотняются – на глубине несколько метров одному году соответствует уже слой толщиной несколько миллиметров, а возраст глубинных слоев составляет несколько тысячелетий (для старых болот Вологодской области – 8000 лет на глубине 2 м, 12000 лет на глубине 4 м). В результате процесса постепенного уплотнения и модификации торфа за этот период образовались месторождения бурого угля.
Способность сфагнума формировать торф обусловлена следующими основными факторами:
1. Исключительной способностью удерживать воду, что обеспечивает насыщение водой и препятствует доступу кислорода к органическим отложениям, замедляя их разложение;
2. Малым содержанием питательных веществ, что еще больше замедляет разложение;
3. Способностью создавать кислую среду, препятствующую деятельности большинства микроорганизмов; и, вероятно,
4. Содержанием природных антибиотиков (сфагновых кислот).
Болота играют важнейшую роль в природе, являясь естественным накопителем и фильтром дождевой воды, очищая ее и питая водоносные слои и реки. Растительность болот, в первую очередь сфагнум, активно поглощает углекислый газ и метан, выделяющийся при разложении торфа, а также другие вещества – недаром сфагнум является биоиндикатором загрязнения окружающей среды.
В средневековой Европе торф активно добывался в качестве топлива, что привело к исчезновению большинства болот. Хозяйственное использование немногих оставшихся болот строго регламентируется, а некоторые объявлены национальными заповедниками, доступ в которые ограничен. Туристы осматривают эти последние островки нетронутой природы, передвигаясь по деревянным настилам. Значение сфагновых болот как экологического, рекреационного и образовательного ресурса только сейчас начинает осознаваться по-настоящему.
Сфагнум может расти в лесу совместно с другими мхами, например, кукушкиным льном. Если условия ему благоприятствуют, он постепенно формирует влажную дернину, под которой почва переувлажняется. На такой почве деревья растут плохо, лес вырождается, еще более уступая сфагнуму, и постепенно заболачивается. В отсутствие мхов почва, наоборот, пересыхает и подвержена эрозии потоками воды, которой некуда впитываться. Механизмы поддержания равновесия в лесу являются довольно тонкими и легко нарушаются в результате климатических изменений и хозяйственной деятельности человека.
Применение сфагнума
Сфагнум издавна был одним из наиболее полезных человеку дикорастущих растений. Он широко применялся для утепления стен, в крестьянских хозяйствах Севера полуразложившийся сфагнум из светло-коричневого слоя, лежащего в болотах выше торфа, использовался вместо соломы в качестве подстилки в стойлах домашнего скота, главным образом из-за его превосходной впитывающей способности. Образующаяся смесь навоза и сфагнума представляла собой прекрасное удобрение. Внедрение промышленных технологий вытеснило из сельского хозяйства этот ценный, но относительно дорогой материал.
На фронтах I мировой сфагнум широко использовался в качестве перевязочного материала, спасшего многие жизни. По впитывающей способности он в 2-6 раз превосходит вату, но главное преимущество – то, что он распределяет ее равномерно во всех направлениях, и только после того, как пропитается весь, выделения выступают на поверхность. Поэтому повязка меняется реже, и пациенту обеспечивается покой. Особенно важно это в фронтовых условиях, когда медперсонал перегружен. Если вспомнить бактерицидные свойства сфагнума, преимущества становятся неоспоримыми. Раны со сфагновыми повязками заживают быстрее и процент осложнений значительно уменьшается из-за содержания в нем многих сложных органических соединений, препятствующих нагноению.
Хотя во многих руководствах рекомендуется стерилизовать сфагнум (в экстремальных условиях – прокаливанием на разогретых камнях), в экстренных случаях его можно использовать и без этого. Сфагнум – прекрасный материал для оказания первой помощи при переломах – обернутые мхом перед наложением шин, конечности лучше фиксируются и не затекают. Не много найдется микроорганизмов, перед которыми сфагнум бессилен. Не стоит рассчитывать на него при перевязке язв, вызванных проказой. К счастью, это редкое заболевание.
В конце II мировой войны на Британских островах возникла целая отрасль промышленности по изготовлению перевязочных материалов из мха сфагнума, добываемого в Шотландии, Ирландии, Уэльсе и Девоне. Для удобства транспортировки часть сфагнума выпускалась в виде прессованных листов, помещенных в марлевые оболочки с большим запасом по размерам, чтобы обеспечить пространство для его набухания.Листовой сфагнум прессовался на заводе в Шотландии на том же гидравлическом прессе, на котором в другую смену прессовались оболочки снарядов.
Перевязочные материалы на основе сфагнума широко применялись нашими партизанами, и сейчас он обязательно упоминается в руководствах по выживанию в экстремальных условиях..
В настоящее время сфагнум снова используется в современных перевязочных материалах, главным образом благодаря Германии, где его ценные качества были совершенно случайно заново открыты в начале восьмидесятых: повязки прекрасно впитывают, «дышат», мягки и комфортны.
Однако, несмотря на то, что внедрение сфагнума в современную медицину выглядит инновацией, предыдущие поколения прекрасно знали его целебные свойства. Сохранились летописные свидетельства о том, что воины накладывали на раны повязки изо мха с мягкой травой. С незапамятных времен мох использовался в народной медицине и быту народов Севера. По свидетельству древнего автора, «лапландские матери кладут в колыбели мох, который меняют утром и вечером, благодаря чему ребенок остается в замечательной сухости, удобстве и тепле».
В настоящее время основным потребителем сфагнума в мире является растениеводство и цветоводство, в первую очередь в США, ЕС и Японии. Большие количества сухого сфагнума импортируются этими странами для выращивания орхидей, приготовления почвенных смесей, флористики и изготовления широкого ассортимента моховых опор и подвесных корзин.
Другими интересными применениями сфагнума становятся биофильтры. Сфагнум слабой степени разложения является ценным сырьем для производства особо эффективных сорбентов.
Ввиду множества возможных применений сфагнума в Канаде и странах Евросоюза разрабатываются технологии его культивирования как возобновляемого биоресурса, в том числе для замены в агротехнике торфа, запасы которого близки к исчерпанию.
Заготовка
Основными поставщиками сфагнума на мировой рынок являются Чили, Новая Зеландия, Австралия и Канада. Свежий сфагнум заготавливают в Германии и Швеции для нужд местного цветоводства, а также экспортируют в другие страны ЕС, главным образом в Нидерланды, страну развитой цветочной индустрии. Небольшие расстояния, значительное и регулярное потребление делают экономически приемлемой транспортировку влажного мха, с одновременной экономией на просушивании и упаковке.
В условиях Вологодской области сфагнум заготавливают с конца апреля до середины июня и с конца июля до середины сентября. Весенняя заготовка осложнена высоким уровнем талых вод и может оказаться вообще невозможна. В середине июня начинается период вегетации сфагнума и максимальной активности кровососущих насекомых, существенно осложняющих работу на болоте. Основная заготовка выполняется в августе-сентябре, при условии сухой и относительно теплой погоды. Дождливая осень может сорвать заготовку из-за невозможности просушки во влажном воздухе. Поэтому заготавливаемое количество может существенно изменяться от года к году.
Места заготовки, как правило, удалены от населенных пунктов и дорог, точнее – близость болот неблагоприятна для проживания и дорожного строительства. Однако, это способствует экологической чистоте болот. При всем многообразии и обилии природных ресурсов в Вологодской области есть лишь несколько болот, пригодных по совокупности факторов для заготовки мха.
Заготовка сфагнума производится в основном вручную. Для заготовки выбираются места, в которых мох нужного вида максимально свободен от растительных примесей (участки болота вдали от леса). Это увеличивает трудоемкость заготовки, так как мох с болота приходится выносить дальше. Влажный мох тяжел, и перед переноской он слегка отжимается. Сильное отжимание не уменьшает влагоемкости и может применяться при заготовке для медицинских и гигиенических целей, однако, для декоративных приложений мох должен собираться максимально бережно.
Сбор мха производится выборочно, «траншеями» шириной 20-30 см с такими же промежутками между ними, оставляемыми нетронутыми. Это позволяет мху постепенно восстановиться на участках сбора. Повторная заготовка на таком участке возможна только через 7-10 лет. Для ускорения восстановления на обнаженной в результате сбора мха поверхности торфа рассыпают измельченные верхние части мха.
К сожалению, в настоящее время нет транспортных средств, позволяющих вывозить груз непосредственно с мест заготовки. Выносить мох с болота приходится самим заготовителям. Влажный мох в мешках накапливается на площадке в приболотном лесу, откуда перевозится на участок обработки (для этого обычно используется техника, арендованная у лесозаготовителей). На участке обработки мох раскладывается на сетчатые лотки, где солнце и ветер удаляют из него избыточную влагу. Одновременно изо мха удаляются возможные примеси (хвоя, чешуйки коры, листья, болотные растения). Просушивание мха – достаточно длительный процесс именно из-за его знаменитой аккумулирующей способности. Использование искусственного подогрева сопряжено с трудностью обеспечения равномерности сушки и риском пересушить мох, в результате чего он становится хрупким и легко перетирается в пыль.
Высушенный и перебранный мох легок и помещается уже в большие тюки, в которых перевозится на участок упаковки. Там он упаковывается для оптовых и розничных продаж, а также служит сырьем для декоративных изделий, моховых опор и подсыпок.
Интересные факты
В мировых запасах сфагнума и сфагнового торфа аккумулировано больше углерода, чем в любом другом виде растений.
Сфагновый торф используется в качестве ароматизатора шотландского виски
В мире встречаются сфагновые болота, вода в которых кислее лимонного сока
Волокно сфагнума и ткань из этого волокна применяются в качестве промышленного протирочного и поглощающего материала, а из мохового торфа производят сорбенты для устранения последствий экологических катастроф. Эти сорбенты, в отличие от мха, почти не впитывают воду, но хорошо впитывают органические вещества.
Во многих европейских городах на мостах можно заметить висящие контейнеры со мхом, предназначенные для мониторинга загрязнения воздуха. Американцы предпочитают использовать для мониторинга сложные автоматические станции, однако, бриофиты выполняют ту же работу гораздо надежнее, но не менее эффективно.
Орхидеи Phalaenopsis экпортируются из Тайваня (крупнейшего поставщика этих растений) в США укорененными в мох сфагнум, в соответствии со специальными соглашениями.
В Австралии разработано моюще-дезинфицирующее средство на основе экстракта мха сфагнума. Эффективность этого средства, по утверждению фирмы-производителя, удовлетворяет санитарным требованиям для госпиталей при полной безопасности применения на любых поверхностях.
Торфяные болота занимают у нас в стране свыше 150 миллионов гектаров - больше, чем в любой другой стране мира. Из торфа и сфагнума можно получить древесный спирт. Спирт – перспективное горючее с октановым числом более 100 для двигателей внутреннего сгорания.
Сфагнум вологодский
Мох сфагнум, заготавливаемый в Вологодской области, произрастает на верховых болотах, расположенных вдали от индустриальных областей России и других стран. Мох заготавливается с соблюдением экологических норм, принимаются меры по его восстановлению на местах сбора. Мы стараемся постоянно улучшать качество поставляемого мха путем поиска лучших мест заготовки и применения более совершенных технологий обработки.
31. Рассмотрите рисунок. Подпишите названия частей мха, обозначенных цифрами. Какие функции они выполняют?
1. Коробочка, в ней накапливаются и созревают споры;
2. Стебель, выполняет опорную функцию;
3. Листья;
4. Ризоиды, обеспечивающие прикрепление к почве.
32. Изучите таблицу «Моховидные». Подпишите этапы размножения кукушкина льна.
1. Споры;
2. Прорастающая спора;
3. Гаметофит.
33. Выполните лабораторную работу «Строение сфагнума».
1. Рассмотрите и опишите внешний вид сфагнума. Сделайте его рисунок, подпишите основные органы.
2. Рассмотрите листья сфагнума: все ли они одинаковы, где и как располагаются.
Половина клеток листа содержит хлорофилл, другая половина клеток имеет спиральные утолщения с водоносными порами – отверстиями. Листья располагаются на стеблях по спирали.
3. Приготовьте препарат листа сфагнума и рассмотрите его при большом увеличении микроскопа. Найдите хлорофиллоносные и водоносные клетки.
34. Выполните лабораторную работу «Строение кукушкина льна».
1. Рассмотрите и опишите строение кукушкина льна (форма, окраска, размеры листьев и стебля).
Высокая трава зеленого цвета, с относительно небольшими листьями и высоким стеблем, длинной 10-15 см.
2. Рассмотрите верхушки нескольких стебельков. Найдите мужские и женские экземпляры.
Мужские экземпляры имеют коробочки со спорами, а женские – нет.
