О содержании в почвах элементов питания растений можно судить по присутствию видов определенных экологических групп — показателей плодородия почв. Так, растения-олиготрофы будут указывать бедные элементами питания почвы. Группу олиготрофов составляют главным образом растения, имеющие на корнях микоризу,— белоус, ситник нитевидный, кошачья лапка, душистый колосок, вейник наземный, овсяница овечья, ястребинка волосистая, клевер пашенный, сивец луговой, щавелек, дивала и др. Развитие на лугах полупаразитов — погремков, очанок, зубчаток — также служит индикатором обеднения почв питательными веществами. Растения-мезотрофы приурочены к почвам среднего богатства элементами питания. Об этих почвах можно судить по развитию таких растений, как полевица обыкновенная, овсяница луговая, лисохвост луговой, мятлик болотный, тмин, девясил британский, калужница, купальница, донник белый и лекарственный, клевер средний, бедренец-камнеломка, василек шероховатый, вероника длиннолистная, колокольчик скученный и др. Почвы с большим содержанием элементов питания индицируют растения-мегатрофы или эвтрофы. К ним относятся: лютик болотный, василистник водосборолистный, таволга вязолистнаяч, осока лисья, чина луговая и лесная. Некоторые растения безразличны к содержанию элементов питания в почвах и могут расти на почвах и бедных и богатых.
В эту группу эвритрофов входят: лютик едкий, лютик ползучий, лапчатка серебристая, горошек мышиный, гречишка птичья, пастушья сумка, льнянка обыкновенная, тысячелистник обыкновенный, мятлик луговой, скерда кровельная, Черноголовка, ежа сборная, трясунка средняя. Эти растения в качестве индикаторов использованы быть не могут.
Индикация содержания азота в почвах. Показателем достаточного количества азота на лугах служит разрастание таких растений-нитрофилов, как гусиная лапчатка, пырей ползучий, борщевик, птичья гречишка, купырь лесной, крестовик, гравилат речной. Значительное участие бобовых в травостое – клеверов также указывает на обогащение почв азотом.
Слишком обильное развитие на лугах бобовых при небольшом участии в травостое злаков индицирует обедненность почв азотом. О недостатке азота в почвах свидетельствует большое количество растений-нитрофобов: люпина, клевера темноцветкового, дрока красильного.
Индикация содержания фосфора и калия в почвах. После азота фосфор самый дефицитный из необходимых для растений элементов лугов. Злаки получают больше не только азота, но и фосфора, когда растут вместе с бобовыми. Фосфор необходим для нормального плодоношения растений, закладки и созревания плодов и семян. Низкий рост бобовых и отсутствие плодоношения растений индицируют недостаток фосфора в почвах.
Калий обычно бывает в достаточном количестве, но часто в плохоусвояемых соединениях. Мало обеспечены калием песчаные почвы. Хорошее развитие картофеля и свеклы (калийных растений) указывает на достаточное его количество в почве.
Индикация содержания кальция в почвах. Кальций находится в почве в виде главным образом углекислого кальция, в виде солей фосфорной, кремневой и органических кислот. Его источники - минералы почвы: доломит, кальций, гипс и материнские породы (мел, мергель, карбонатная морена), богатые известью «жесткие» грунтовые воды. При содержании более 3% кальция почвы считаются богатыми кальцием и имеют щелочную реакцию. Растениями кальций усваивается в виде двууглекислого кальция.
Глубокоукореняющиеся растения служат накопителями кальция. Кальций накапливают и бобовые. Он необходим растениям для нейтрализации вредных кислот при внутриклеточном обмене веществ, входит как элемент пищи растений. Недостаток кальция - причина кислотности почв, а избыток — щелочности. Богатство и разнообразный состав флоры индицируют ландшафты с известковыми почвами. Растения-кальциефилы - некоторые орхидные (венерин башмачок), анемона, степная астра, костер береговой, люцерна желтая — служат индикаторами богатых кальцием почв. Растения, избегающие кальциевых почв (кальциефобы),— сфагновые мхи, кукушкин лен, вереск, белоус, щавелек, люпины — индицируют кислые, бедные кальцием почвы. Имеются так называемые «безразличные» растения, которые индикаторами содержания кальция быть не могут, это пупавка красильная и некоторые другие.
К кальцефильным почвенным и подстилочным животным относятся диплоподы, мокрицы, дождевые черви, моллюски. В переднем отделе пищеварительного тракта дождевых червей расположены известковые железы. Выделяя известь, черви придают высокую водопрочность своим копролитам, улучшая структуру почвы.
Среди двупарноногих многоножек (диплопод) наиболее кальциефильной группой являются кивсяки, многочисленные в богатых кальцием черноземных и серых лесных почвах лесостепной зоны. В их покровах содержится значительное количество извести. В почвах, бедных известью, кивсяки практически отсутствуют.
На мелах и известняках обычны имеющио сильно развитый, пропитанный СаО панцирь мокрицы рода Armadillidium, с низким содержанием извести - тонкопанцирные мокрицы рода Ligidium.
В местностях с высоким увлажнением и малым содержанием извести в почве (смешанные и хвойные леса с дерново-подзолистыми и подзолистыми почвами) доминируют моллюски с редицированной раковиной (голые слизни). В сухих местностях с почвами, богатыми известью, преобладают раковинные моллюски - улитки. Однако, они являются хорошими индикаторами богатства почв кальцием в естественных условиях, в агроценозах с обрабатываемыми почвами они практически исчезают.
Численность дождевых червей, мокриц, диплопод, моллюсков резко повышается при известковании почв (Каплин, 2001).
Индикация кислотности почв. Тесно связаны с содержанием питательных элементов в луговых почвах особенности их кислотности. По отношению растений к степени кислотности почв (рН) составлены четкие группы, показывающие приуроченность отдельных видов к определенным значениям рН.
Самые кислые почвы при рН 3,0—4,5 указывает группа крайних ацидофилов. В нее входят белоус, скерда тупоконечная, ситник тощий, щучка, луговик извилистый, марьянник луговой, а также развивающиеся па вырождающихся лугах зеленые и сфагновые мхи.
Также кислые почвы, но с рН 4,5—6,0 и до 6,5 можно определить по развитию умеренных ацидофилов — калужницы болотной, лютиков ядовитого и жгучего, белозора болотного, фиалки собачьей, сердечника лугового, пырея собачьего, полевицы топкой, осоки пузырчатой, вейников ланцетного и наземного.
Несильнокислые почвы с рН 5,0—6,7, иногда до 7,2 указывают слабые ацидофилы, такие, как василистник светлый и простой, бутепь душистый, вероника длиннолистная, осока ранняя, а из кустарников — смородина черпая. К группе ацидофил-нейтральных эвритрофов, растущих при рН от 4,5 до 7,0, иногда 7,5, можно отнести чину луговую, смолку обыкновенную, душицу обыкновенную, нивяник, василек шероховатый, осоку заячью.
Особую группу составляют растения околонейтральных почв, хорошо развивающиеся при рН 6,0—7,3,— лисохвост луговой, клевера горный и луговой, астрагал датский, мыльнянка лекарственная, аистник, синеголовник, борщевик сибирский, змееголовник, горчак ястребинколистныи, мятлик сплюснутый.
Нейтробазифилы указывают значения рН 6,7—7,8, иногда до 8,5. Это такие виды, как люцерна серповидная, пупавка красильная, мать-и-мачеха, типчак, тимьян Маршалла.
Слабые щелочные почвы с рН 6,7—8,5 и более служат местообитанием базифильных растений. Растений этой группы очень мало в средней полосе, они обычны в южных степях, полупустынях и пустынях, это растения засоленных почв: кер-меки, камфоросма, астра солончаковая, солерос, сарсазан, прутняк.
Имеются виды, безразличные к кислотности почв,—эври-топы, живущие на разных местообитаниях с почвами при рН 3.0—7,7; 5—9,5; 4—8,0. Эти виды как индикаторы не используют: береза, сосна, лютик ползучий, земляника, горошек мышиный, осока лисья, звездчатка злаколистная, вьюнок полевой, мята полевая, тысячелистник, ястребинка зонтичная.
