Запитання – болото, це вода чи суша - цілком законне: якщо судити про болото за складом, то його можна назвати озером - в ньому зазвичай 90-95% води і лише 5-10% сухої речовини (торфу). Однак за властивостями болото все-таки не водойма, а суша. Незважаючи на малий вміст торфу, саме він створює своєрідність болотного ландшафту. Як же виникає ця на-пів-суша, на-пів-вода?
Що таке болото
Навряд чи знайдеться людина, що не бачив повиті ряскою зарослого ставка. Водний простір стискається невблаганним зеленим кільцем. Проходять десятки, сотні, іноді і тисячі років, і водяну гладь змінює зелена що хлюпається поверхня. Озеро постаріли, стало болотом.
Але подібний шлях не єдиний і навіть не найпоширеніший. В північній стороні болота зазвичай народжуються не в воді, а на суші. Сухопутні болота ведуть свій родовід від бідних підзолистих ґрунтів і мохів. Лугова і деревна рослинність сидить там на голодному мінеральному пайку Зате під кронами голодуючих дерев пишно розростаються невимогливі мохи. Вони, як губка, утримують воду, а коріння більшості дерев не можуть жити у воді. Зі смертю дерев зникає потужний насос, що викачує воду з ґрунту, і тепер ніщо не заважає мохові заболочуватися сушу.
Чим харчуються болота?
Коли витягнеш ноги з холодної рідини і знову провалишся в болотяну трясовину, мимоволі починаєш погано ставитися до безкрайнього плоского царства води, трави і жаб. Хоча, чому плоского? Вже давно помітили, що всі болота можна розбити на дві групи: опуклі (або верхові) і низинні. Верхові в розрізі схожі на великий купол, а низинні, навпаки, увігнуті або майже рівні. Чим же це пояснити? Відповідь однозначна - все залежить від умов живлення. Скажи мені, якими водами живиться болото, і я скажу, яке воно.
У рослин низинних боліт досить сите життя - розташування цих боліт в зниженнях рельєфу або на заплавах річок полегшує доступ поживних речовин: ґрунтові води багаті мінеральними солями. А раз так, то на низинних болотах живуть примхливі рослини. Їм необхідні розчинені у воді солі кальцію, заліза, магнію... На низинних болотах ростуть не тільки зелені (гіпновні) мохи і трави - осока, очерет, хвощ, вахта, а й дерева. І не обов'язково хирляві сосонки, а справжні хащі вільхи. Увійдеш в такий ліс і провалишся по пояс в рідкий бруд.
Вважають, що всього 8-10 тисяч років тому, на початку післяльодовикового періоду, багато наших болота розвивалися при багатому мінеральному меню. Причина зникнення пишної рослинності з цих древніх боліт прихована в самій рослинності. У міру її відмирання і перетворення в торф болото як би росло вгору, відриваючись від ґрунтових, а потім і від поверхневих вод. Мінералізовані ґрунтові води вже не могли підгодовувати болотні рослини. Найгірше доводилося деревам. Спочатку падав їх приріст, а потім і вони самі. Масова загибель дерев різко збільшує швидкість накопичення торфу і ще більш піднімає болото. Колишнє низинне болото стає опуклим і переходить в розряд верхових.
На ньому з'являються нові господарі - рослини невибагливі, що миряться з відсутністю мінеральних речовин. Є навіть оригінали, які взагалі не терплять деяких солей. Так, сфагнові мохи зазвичай можуть рости тільки в кислому середовищі і гинуть при найменшій домішці вапна або інших основ. Серед їх улюблених страв - болотні кислоти: щавлева, яблучна, оцтова. Частково кислоти виділяються рослинами, частково утворюються при неповному розкладанні органічної речовини. Іноді кислотність болотної рідини настільки велика, що вода знезаражується і її можна пити без кип'ятіння. (Нагадаємо, що мова йде тільки про верхові болота!)
Зрозуміло, що рослини, що уникають мінеральної їжі, повинні селитися подалі від спокус - в центрі болота. Тут вони швидко ростуть. Але розпад органіки сповільнений: ті що виділяються сфагновими мохами кислоти як би консервують органічні речовини, і рослинні залишки накопичуються в центрі болота. Ось чому середина купола іноді на 6-8 метрів височить над околицями болота.
Чим же харчуються рослини верхових боліт? Адже не можна ж розраховувати на небо... А чому б і ні? Це як раз той випадок, коли рослини отримують всю їжу з атмосфери. Звичайно, дощова вода не така смачна, як джерельна. Але по дорозі дощові краплі захоплюють частинки атмосферного пилу та поповнюють болото хімічними речовинами. Дослідження в районі Томська показали, що за рік на гектар болота випадає іонів амонію 8,4 кг, Са - близько 10, Мg - 3,6, Nа - 53, SO4 - 97, Сl - 20, НСO3 - 61 кг. Не так вже й багато, але жити можна!
Торф і його предки
Здається, природа розпорядилася зібрати на болотах найменші, потворні, рахітичні рослини. Але, як це не дивно, на болотах лісової зони колишнього союзу дуже мало видів, які сформувалися б в болотних умовах. Більшість прийшло з інших місць. На болоті живуть представники водної флори, мешканці лугів, нащадки лісових рослин, зустрічаються навіть прибульці з гір. З води прийшли на болото очерети, хвощі, а з підліску листяних лісів - багно, підбіл, лохина і морошка. Всі вони задовольняються мінімумом солей. Зате карликові берези і деякі верби ведуть свій родовід з гір. Виникнувши в зволожених гірських долинах, вони під час заледеніння опустилися на рівнини і після відступу льодовика знайшли притулок на болотах.
Рослин - корінних мешканців боліт- зовсім небагато. Одна з них закінчується маленькими ватяними грудочками - це пухівок, інше - смачними кислуватими ягодами - це всіма улюблена журавлина. Серед моху можна виявити і маленьку росичку. Незважаючи на свій зріст, вона справжній хижак: у її раціон входить «м'ясо» мошок і комарів. Блискучі крапельки на її листі і волосках - це зовсім не роса, а клейка рідина. Прилиплу жертву росичка перетравлює за допомогою мурашиної кислоти, яку виробляють її щупальця - волоски.
І росичка, і журавлина, і верба - всі вони залишать свій слід в торфі, стануть його частками. Болотяна волога гальмує розкладання відмерлої органіки: вода відрізає її від повітря. Природно, швидше розкладається те, що найбільше до смаку мікробам і грибкам. Найчастіше це листя берези та вільхи, А ось сфагнові мохи розкладаються погано - вони містять антибіотики.
Формування торфу йде біля самої поверхні, де бактерії найбільш життєдіяльні. Тут торф набуває коричневого відтінку і гуміфікується. Зазвичай метровий шар торфу на верховому болоті накопичується за тисячу років, тобто відкладається близько міліметра торфу в рік.
Чим старше торф, ніж він глибше залягає, тим більше в ньому вуглецю і менше інших елементів, тим вище його опалювальна цінність. За своєю теплотворною здатністю глибинний торф змагається з деревиною і бурим вугіллям. Зазвичай гектар болота при потужності торф'яного покладу в один метр зберігає величезні запаси теплової енергії – 4 ·109 ккал.
Два погляди на торф
Спробуйте вичавити воду з маслоподібними маси торфу. Вона не віддасть воду, буде ковзати між пальцями. Чому ж торф не віддає воду? Це питання веде нас в область колоїдної хімії. Правда, фізики можуть заперечити, що торф - це їх об'єкт, і, будучи колоїдом, за своїми фізико-механічними властивостями займає проміжне положення між твердими тілами, тілами пружними і рідинами. Хіміки підходять до торфу трохи інакше. Для них це обводнений, складний колоїд, що складається з клітковини, лігніну, смол і інших органічних і мінеральних з’єднань. Але будемо діалектичними і визнаємо, що торфоутворення одночасно і фізичний, і хімічний процес.
Природа не створює копій, вона творить тільки оригінали. На всій Землі немає двох однакових боліт. Тому аналізи сотень зразків торфу дають сотні різних результатів. У всякому разі більшість аналізів каже, що в торфі може бути від 5 до 65% нерозкладеної целюлози, від 5 до 23% бітумів, від 1 до 9% лігніну, до 40% гумусових речовин і невеликі кількості кислот (щавлевої і янтарної). А ось як виглядає елементарний склад торфу: C -50-60%, O - 30-40%, H - 4-6%, N - 1-3,5%, S - до 1,5%.
Але є й інший погляд - погляд споживача. До хімізму торфу він підходить з практичної точки зору: який торф пустити на добриво полів, а яким обігріватися? Йдеться про два типи торфу відповідно до типів боліт що його породили: «низинному» і «верховому». Краще спалювати верховий торф; зольність його порівняно мала. У низинному торфі вміст мінеральних речовин, а отже, і золи дуже великий. Він буде давати не стільки тепла, скільки відходів. Зате ці відходи перетворюють низинний торф в найцінніше добриво. Сибірські знавці боліт з'ясували, що в ста тонах низинного торфу укладено три тони азоту, 0,4 тони фосфору і 0,4 тони калію. Цифри наче й невеликі, але якщо з цієї кількості торфу приготувати хороший компост, то їм можна удобрити п'ять гектарів ріллі, що гарантує відмінні врожаї на кілька років. Отже, все, що поверхневі і підземні води винесли з полів і віддали болотам, руками людини повертається на своє законне місце ..
Щедрість болота
Якби доля боліт вирішувалася загальним референдумом, то, напевно, з їх існуванням було б покінчено. Але і без голосування ведеться затяжна війна з цими «мокрими плямами». Освоєння боліт йде так стрімко, що де-не-де виникла загроза їх повного зникнення. І хоча загальна площа торф'яних боліт планети поки перевищує мільйон квадратних кілометрів, в 1967 році створено міжнародний орган з охорони боліт і їх вивчення. Він об'єднує вчених багатьох країн.
Фахівці стверджують, що частину боліт необхідно залишити в первозданному вигляді. І зробити це треба з кількох причин. Болота регулюють витрата річкових вод; вони служать своєрідною губкою, утримують надлишок води під час річкових розливів і потім віддають її в посушливий час. Іноді збереження боліт вигідно для тваринництва: під час посухи вони стають хорошими пасовищами. А як щедрі болота на ягоди! Без будь-яких витрат, без будь-якої механізації й підгодівлі на болотному гектарі виростає двісті кілограмів журавлини або 700-800 кілограмів морошки.
Але і це не вся користь від болота. Згадайте - «кожен кулик своє болото хвалить». А за що? Так за те, що він там живе, харчується, виводить пташенят. І не тільки кулик, а сотні інших видів птахів вдячні притулив їх болотах. Болота - улюблене місце проживання хутрових звірів: норки, ондатри, нутрії, видри... Ці мисливські оазиси ваблять до себе мисливців всіх країн. Американці переконалися, що оренда куренів, колиб та мисливських угідь дає більший прибуток, ніж перетворення боліт в поля або пасовища. І, звичайно, не можна забувати про те, що болота часом залишаються єдиними притулками рідкісних видів рослин і унікальних рослинних угруповань.
Із болота не тільки паливо
Під незворушною поверхнею болота прихована маса біохімічних перетворень, пізнання яких далеко не закінчено У відмерлих частинах рослин (опаді) йде гуміфікація, інтенсивне розкладаються вуглеводи. За рахунок цього швидко наростає кількість бітумінозних речовин, які накладають відбиток на весь процес торфоутворення - не дають згоріти рослинній органіці, подібно до того як вона мінералізується в компості. Бітуми як би стримують активність бактерій, що працюють в верхньому, при поверхневому шарі болота. Звичайно, бітуми не синтезуються в торфі, навпаки, вони потрапляють в нього разом з опалими болотними рослинами. Мохи, осоки містять приблизно 2,5% бітумів а підбіл, кассандра і багно - в чотири рази більше. Вільха і осика на болотах накопичують в своєму листі 7-9% бітумів.
І, навпаки, гумінові кислоти, яких також чимало в болотних рослинах, є сприятливим середовищем для бактерій, відкривають дорогу новому біохімічному синтезу, завдяки чому торф збагачується фізіологічно активними сполуками. До речі, і самі болотні жителі - очерети і осоки - несуть в собі специфічні прискорювачі росту. Ці речовини теж якось впливають на хімізм торфоутворення. На специфіку торфоутворення в тому чи іншому болоті позначаються і умови мінерального живлення майбутнього торф'яного покладу, мікрокліматичні особливості та інші природні фактори.
Загальний же напрямок хімічної перебудови рослинного опади можна охарактеризувати так: у верхньому, активному шарі болота, де працюють бактерії, підвищується вміст азоту і лігніну. І, навпаки, падає відсоток легко гідролізованих вуглеводів і целюлози. Головним же фактором в гуміфікації органіки служить окислення лігніну.
Торф - не одне лише паливо. Чого тільки не роблять з нього - від технічного воску до ліків, від висококонцентрованих торф’яно-мінерально-аміачних добрив до друкарської фарби. Пропарюванням і подальшої хімічної переробкою верхового торфу, що містить багато вуглеводів, отримують щавлеву і оцтову кислоти, етиловий спирт, фурфурол. Ведуться експерименти по виробництву із малозольного торфу синтетичного бензину, технологічного газу для металургії, а також торф'яного коксу.
Лужною обробкою з торфу виділяють гумінові кислоти, целюлозу. І хто знає - може, недалеко час, коли целюлозно-паперова промисловість буде починати свій виробничий цикл не з рубки дерев, а з видобутку торфу.
Торф - на всі руки майстер; одну його тонну можна переробити в 200 кг кормових дріжджів, або просто удобрити їм поля, або вжити як сорбуючу підстилку на скотарнях і пташниках.
Біологічно активні сполуки торфу ще тільки починають вивчати. Але перші обнадійливі результати вже є. У знаменитій очній клініці імені Філатова в Одесі деякі захворювання очей лікують препаратами, приготованими з торфу. Отримано і засоби від екземи та опіків. Але роботи тут ще непочатий край.
А іноді використовуються інертні властивості торфу - порошкоподібний торф служить наповнювачем в пінопласт, який застосовують в автомобілебудуванні.
Торф в повному розумінні починає входити в наш побут - в Латвії, наприклад, випускають так звані мікро-садики: моховий вапнувати торф в прозорій поліетиленовій упаковці. Мікросадік, покладений на підвіконня, в будь-який час року забезпечить вас салатом або кропом. А ось інша точка дотику городянина з торфом - плити з спресованого і просоченого вогнестійкими кислотами торфу, все частіше застосовують в будівництві - вони чудово ізолюють житло від вуличного і сусідського шуму. Ну і, звичайно, не треба забувати про те, що на торфі працюють електростанції потужністю в кілька мільйонів кіловат.
