Роль микроорганизмов в почвообразовании. - раздел История, Почвоведение как отрасль естествознания, его предмет, история и значение
От характера растительности, поселяющейся в определенном месте, напрямую зависит характер формирующейся здесь почвы, и наоборот. Растительность воздействует на почвы как прямо, так и опосредованно. Прямое влияние заключается в отложении на поверхности почвы опада, который, разлагаясь, обуславливает ее физико-химические свойства. Так, хвойные породы дают более кислый опад, чем лиственные, что способствует развитию подзолистого процесса под хвойными лесами. Опад широколиственных пород обладает слабокислой и нейтральной реакцией и содержит много кальция, являющегося одним из главных элементов в формировании свойств почв, благоприятных в лесорастительном отношении. Моховая растительность, отлагая слои торфа, часто подтягивает кверху уровень грунтовых вод, ухудшая лесорастительные условия.
Создаваемая таким образом среда определяет характер местообитания для почвенной микро- и мезофауны, представители которой также влияют на процесс почвообразования, разрыхляя, перемешивая разнородные участки почвы, разлагая органику. Таким образом, косвенное влияние растительности на почвы заключается в создании среды для поселения фауны редуцентов.
Колоссальная роль в почвообразовании – низшие бактерии (Б). Б. спосбны усваивать из атмосферы O2, N2, h3, C2.
Азот фиксаторы – бактерии, способные усваивать атмосферный азот. Нитрификаторы - бактерии усваивающие азот из аммиачных соединений. Способны окислять аммиачный азот. 2 Nh4 + 3O2 →2HNO2 + 158 кал.
Нитрификаторы (nitrasamonas) недоступный аммиачный азот переводят в аммиачную кислоту. HNO2 ↔ H+ + NO2-
Растения усваивают питательные элементы в ионной форме. Нитрификаторы способны окислять дальше HNO2 до азотной кислоты.
HNO2 + O2 → HNO3
H+ NO3-
Амонификаторы – усваивают азот из белковых соединений и переводят его в доступную форму. Среди группы бактерий азот фиксаторов существует род Clostridium azotobacter – паразитируют на корнях бобовых растений и усваивают атмосферный азот.
Колоссальная роль бактерий в минерализации растительного опада травянистых сообществ. Бактерии - гумусообразующие, за счет бактерий в гумусе – гумидные кислоты.
Грибная микрофлора типична для лесных цинозов. Её значение: -минерализация растительного опада, -образование гумуса. В лесных сообществах минерализация происходит благодаря микрофлоре. Они способствуют переходу пород в доступную форму. Принимают участие в образовании гумуса. В составе гумуса в лесных ценозах входит фульвокислота, в травянистых гуминовая.
Водоросли. Сине-зеленые водоросли усваивают атмосферный азот. Почвы обогащаются органическими веществом. Лишайник - симбиоз гриба и водоросли: - способствуют обогащению субстрата органическим веществом; - разлагают растительные остатки; - участие в процессах выветривания
Высшие растения играют колоссальную роль в почвообразовании. Биологический круговорот. Растения усваивают питательные элементы на ионом уровне, усваивают питательные элементы из водных растворов.
Биологический круговорот основных типов зональных биоцинозов.
Тип растительного покрова | Биомасса | Прирост Ц/га | Опад Ц/га | Подстилка Ц/га | Отнош. Подстил. К опаду. | ||
Ц/га | Надз. Часть в % | Подзем. В% | |||||
Тундра | 50(159) | 10(38) | 10(37) | 35(280) | 3.5 | ||
Ельники (южно-таежные) | 3300 (2700) | 85(155) | 55(120) | (1300) | 6.3 | ||
Дубравы | (5800) | 90(330) | 65(255) | (800) | 2.3 | ||
Степи луговые | (1180) | (682) | (682) | (800) | 0.9 | ||
Саванны | 667(727) | 120(-) | 115(-) | 13(16) | 0.1 | ||
Влажные тропические леса | (11000) | (2000) | (1500) | 20(178) | 0.08 |
(-) количество зольных питательных элементов.
В лесных цензах преобладает надземная биомасса (80%). Корневая масса преобладает в травянистых растениях (68%). В лесных цинозах земного шара подавляющая часть питательных элементов оказывается законсервированной в стволах и ветвях деревьев. Они накапливаются в течение всей их жизни. В травянистых сообществах биологический круговорот гораздо интенсивнее. Здесь формируются наиболее плодородные почвы Земного шара. Корни древесных - многолетние. В травянистых сообществах есть растения однолетние и многолетние (часть корневой системы отмирает.) В лесных цинозах гумус резко убывает с глубиной, в травянистых сообществах – плавно.
Химический состав золы некоторых химических элементов
Группы растений | Общая зольность | Содержание в золе в % | ||||
K | Ca | Mg | P | S | ||
Бактерии | 7.3 | 14.7 | 6.0 | 4.8 | 1.0 | 1.2 |
Водоросли | 25.3 | 5.0 | 23.1 | 1.7 | 1.5 | 8.9 |
Грибы. | 7.2 | 28.4 | 3.2 | 2.4 | 16.5 | 2.3 |
Лишайники | 2.6 | 9.3 | 11.0 | 2.4 | 2.3 | 2.9 |
Хвойные породы | 3.8 | 15.4 | 26.4 | 4.5 | 6.2 | 6.2 |
Злаки | 6.6 | 23.0 | 4.4 | 1.9 | 2.1 | 2.4 |
бобовые | 7.9 | 27.0 | 3.4 | 4.7 | 1.7 |
Почвоведение как отрасль естествознания, его предмет, история и значение. Вильямс В.Р.: Почвы – это верхние слои коры выветривания, обладающие плодородием. Появляется плодо
Новообразования. Соединения, которые возникают в процессе развития почвы. Различны по химизму и морфологии. Лесные почвы: но
Почвенный профиль. Профили состоят из горизонтов В.В. Докучаев. А – поверхностный слой, В – переходный горизонт, С – материнск
Выветривание, его формы и значение для почвообразования. Выветривание – это процесс разрушения горных пород под влиянием температурных колебаний, воды, а
Биологическое выветривание. - Разрушение горных пород под влиянием растительных
Гидроклиматические факторы почвообразования. Климат оказывает прямое и косвенное воздействие на почву. Почвообразование идет при положительных темпера
Роль материнских пород и рельефа в почвообразовании. Рельеф. Поверхность земной коры неоднородна. Она представляет собой, грубо говоря, чередование по
Почвенные коллоиды, строение мицеллы, емкость поглощения. Почва – природное образование. Твердая фаза. Многокомпонентное образование – дисперсная сре
Типы водного режима. 1. Промывной тип водного режима (Тайга). Атмосферные осадки просачиваются через толщу грунта или почвы н
Гумус, его образования, состав и свойства. Надпочвенный опад и внутрипочвенный опад. Опад состоит из различных органических соединений: 1. Уг
Обменное или ионосорбционное. 1. Механическое – способность почвы, как пористого тела задерживать в своих порах различные со
Почвенные растворы, их состав, свойства и значение. Почвенный раствор, жидкая фаза почвы, вода с растворёнными газами, минеральными и органическими в
Кислотность. 1. Уравновешенность – это способность почв раствора поддерживать определенную свойствен
Плодородие почв и меры его регулирования. Плодородие – способность почв удовлетворять потребности растений в питательных элементах и воде
Кислотность почв. (ППК) H+ K+ + CaCO3↔(ППК) Ca+ + h3
Таксономия почв. Таксономия (от греч. taxis — расположение, строй, порядок и nomos — закон), теория классификаци
I. Общие. Fe2O3 ↔ FeO Процессы разрушения и синтеза минералов. Разрушение ↔ синтез. K2 Al
Первичное почвообразование. В результате выветривания откладываются грунты – материнские породы. Первопоселенцы на материнских
Свет, хлорофилл 6СО2 + 6Н2О + 674 ккал → С6Н12О6 + 6O2 Для осуществления этой сло
Микроэлементы в растительных и животных организмах Некоторые химические элементы входят в состав особых соединений, которые способны регулировать жизненно
Условия почвообразования и почвы северной тайги. На почвы таежно-лесных территорий влияет наличие выхода кабонатно-осадочных пород (мергели). На ни
Почвы северной тайги. В восточной Европейской провинции и Западно-Сибирской провинции на грунтах тяжелого механического состав
Подзолы иллювиально-гумусовые. Формируются под светло-хвойными лесами на грунтах легкого механического состава (песочек). Профиль:
Глеемерзлотно-таежные. Формируются на равнинных территориях, на грунтах тяжелого механического состава. Профиль их слабо диффере
Подзолистые почвы. Aov/A1/A2/B/C Нет оглеения. Кислые почвы, низкая емкость поглощения, мало N, P, K. Невысокое плодородие.
Мерзлотно-таежные палевые. Лена-Вилюйская. Для этих почв профиль: Aov/A/B(ca)/C(ca)/ нет оглеения, появляются в нижней части карбонаты
Дерново-подзолистые. Профиль: Ao/ Ad/ A1/ A2/ B/ C В надпочвенном слое хорошо развит травянистый покров. Кроме лесных трав,
Дерново-карбонатные. Формируется на грунтах – карбонатного состава. Как правило – карбонатная морена, а иногда элювий известня
Характеристика почвенного покрова сухих степей. Сухие степи в северном полушарии в умеренн
Почвенный покров лесостепей Западной Сибири. Европейская провинция Западно-Сибирская провинция. 1. Светло-серые лесны
Ao, Ad, A1, A2, A1, Bt, BC, C. Это явление является результатом резкого усиления климатических условий в сторону похолодания.
Солончаки, солонцы, солоди. Интразональные. Встречаются ни в одной природной зоне. Могут встречаться в разных ландшафтных природных зо
Солончаки. Имеют наиболее широкий ареал распространения (интразональные). 2 группы:1. гидроморфные. 2. автоморфные.
Солоди. Почвы, характерные для лесостепной зоны, в таежной зоне в пределах Лено-Вилюйской котловины. Обладает наибо
Почвы пустынь и полупустынь умеренного пояса. Полупустыни – территории Евразии. Это территории Казахстана, Монголии и Китая. В США и Аргенти
Почвы северной тайги. В восточной Европейской провинции и Западно-Сибирской провинции на грунтах тяжелого механического состав
Подзолы иллювиально-гумусовые. Формируются под светло хвойными лесами на грунтах легкого механического состава (песочек). Профиль:
Дерново-подзолистые. Профиль: Ao/ Ad/ A1/ A2/ B/ C В надпочвенном слое хорошо развит травянистый покров. Кроме лесных трав,
Серые лесные почвы, их генезис, свойства и распространение. Серые лесные почвы – встречаются в лесост
Ao, Ad, A1, A2, A1, Bt, BC, C. Это явление является результатом резкого усиления климатических условий в сторону похолодания.
Условия почвообразования и почвы мерзлотных провинций таежной зоны. Подзоны Средне-Сиб. провинция (до Лены). Дальневост. провинция.
Глеемерзлотно-таежные. Формируются на равнинных территориях, на грунтах тяжелого механического состава. Профиль их слабо диффере
Мерзлотно-таежные палевые. Лена-Вилюйская. Для этих почв профиль: Aov/A/B(ca)/C(ca)/ нет оглеения, появляются в нижней части карбонаты
Дерново-подзолистые. Профиль: Ao/ Ad/ A1/ A2/ B/ C В надпочвенном слое хорошо развит травянистый покров. Кроме лесных трав,
Условия почвообразования, свойства и распространение бурых лесных почв. Бурые лесные почвы характерны для стран континентальной Европы (Франция, германия, Чехия, Польша).
Условия почвообразования и почвы Европейских лесостепей. Европейская провинция Западно-Сибирская провинция. 1. Светло-сер
Ao, Ad, A1, A2, A1, Bt, BC, C. Это явление является результатом резкого усиления климатических условий в сторону похолодания. Ч
Коричневые почвы. Bm – интенсивное внутрипочвенное выветрив
Серо-коричневые. Приурочены к межгорным котловинам. Южное побер
Черные-субтропические (вертисоли или слитоземы). Индостан, Судан. Имеют локальное распространение. Балканы, Испания, Мексика – небольшие площади, межгорные
Почвы континентальных субтропиков. Азия, межгорные и предгорные котловины, страны ближнего и среднего востока, также Китай, Бразилия. Территор
Почвы влажных (муссонных) субтропиков. Высокое количество осадков: от 1000 (равнины) до 2500 (горы). Температура 21-24гр. Сезонно-влажные леса, которые по с
Красноземы. Формируются на древних корах выветривания, в которых большое содержание полуторных оксидов. R
Условия почвообразования и почвы экваториальных и субэкваториальных широт. Высокие температуры. Большое количество осадков до 2000 мм/год. Должно идти интенсивное биохими
Характеристика солончаков, солонцов и солодей. Интразональные. Встречаются ни в одной природной зоне. Могут встречаться в разных ландшафтных природных зо
Солончаки. Имеют наиболее широкий ареал распространения (интразональные). 2 группы:1. гидроморфные. 2. автоморфные.
Солоди. Почвы, характерные для лесостепной зоны, в таежной зоне в пределах Лено-Вилюйской котловины. Обладает наибо
Почвы арктических и тундровых ландшафтов. Располагаются на островах и материковой части арктического и субарктического поясов северного по
Арктические пустынные. Аоv ≈ 4см, Ac ≈ 3см, C. Общая мощность меньше 40 см. Характерны морозобойные трещины. Содержан
Дерново-Субарктические. Имеют ограниченное распространение, приурочены к островам, омываемых тёплыми течениями (Исландия). Полуост
Аллювиальные почвы. Их генезис и свойства. Формируются в долинах рек (ручьёв) – посто
allrefers.ru
От характера растительности, поселяющейся в определенном месте, напрямую зависит характер формирующейся здесь почвы, и наоборот. Растительность воздействует на почвы как прямо, так и опосредованно. Прямое влияние заключается в отложении на поверхности почвы опада, который, разлагаясь, обуславливает ее физико-химические свойства. Так, хвойные породы дают более кислый опад, чем лиственные, что способствует развитию подзолистого процесса под хвойными лесами. Опад широколиственных пород обладает слабокислой и нейтральной реакцией и содержит много кальция, являющегося одним из главных элементов в формировании свойств почв, благоприятных в лесорастительном отношении. Моховая растительность, отлагая слои торфа, часто подтягивает кверху уровень грунтовых вод, ухудшая лесорастительные условия.
Создаваемая таким образом среда определяет характер местообитания для почвенной микро- и мезофауны, представители которой также влияют на процесс почвообразования, разрыхляя, перемешивая разнородные участки почвы, разлагая органику. Таким образом, косвенное влияние растительности на почвы заключается в создании среды для поселения фауны редуцентов.
Колоссальная роль в почвообразовании – низшие бактерии (Б). Б. спосбны усваивать из атмосферы O2, N2, h3, C2.
Азот фиксаторы – бактерии, способные усваивать атмосферный азот. Нитрификаторы - бактерии усваивающие азот из аммиачных соединений. Способны окислять аммиачный азот. 2 Nh4 + 3O2 →2HNO2 + 158 кал.
Нитрификаторы (nitrasamonas) недоступный аммиачный азот переводят в аммиачную кислоту. HNO2 ↔ H+ + NO2-
Растения усваивают питательные элементы в ионной форме. Нитрификаторы способны окислять дальше HNO2 до азотной кислоты.
HNO2 + O2 → HNO3
H+ NO3-
Амонификаторы – усваивают азот из белковых соединений и переводят его в доступную форму. Среди группы бактерий азот фиксаторов существует род Clostridium azotobacter – паразитируют на корнях бобовых растений и усваивают атмосферный азот.
Колоссальная роль бактерий в минерализации растительного опада травянистых сообществ. Бактерии - гумусообразующие, за счет бактерий в гумусе – гумидные кислоты.
Грибная микрофлора типична для лесных цинозов. Её значение: -минерализация растительного опада, -образование гумуса. В лесных сообществах минерализация происходит благодаря микрофлоре. Они способствуют переходу пород в доступную форму. Принимают участие в образовании гумуса. В составе гумуса в лесных ценозах входит фульвокислота, в травянистых гуминовая.
Водоросли. Сине-зеленые водоросли усваивают атмосферный азот. Почвы обогащаются органическими веществом. Лишайник - симбиоз гриба и водоросли: - способствуют обогащению субстрата органическим веществом; - разлагают растительные остатки; - участие в процессах выветривания
Высшие растения играют колоссальную роль в почвообразовании. Биологический круговорот. Растения усваивают питательные элементы на ионом уровне, усваивают питательные элементы из водных растворов.
Биологический круговорот основных типов зональных биоцинозов.
Тип растительного покрова | Биомасса | Прирост Ц/га | Опад Ц/га | Подстилка Ц/га | Отнош. Подстил. К опаду. | ||
Ц/га | Надз. Часть в % | Подзем. В% | |||||
Тундра | 50(159) | 30 | 70 | 10(38) | 10(37) | 35(280) | 3.5 |
Ельники (южно-таежные) | 3300 (2700) | 78 | 22 | 85(155) | 55(120) | 350 (1300) | 6.3 |
Дубравы | 4000 (5800) | 76 | 24 | 90(330) | 65(255) | 150 (800) | 2.3 |
Степи луговые | 250 (1180) | 32 | 68 | 137 (682) | 137 (682) | 120 (800) | 0.9 |
Саванны | 667(727) | 94 | 6 | 120(-) | 115(-) | 13(16) | 0.1 |
Влажные тропические леса | 50000 (11000) | 82 | 18 | 325 (2000) | 250 (1500) | 20(178) | 0.08 |
(-) количество зольных питательных элементов.
В лесных цензах преобладает надземная биомасса (80%). Корневая масса преобладает в травянистых растениях (68%). В лесных цинозах земного шара подавляющая часть питательных элементов оказывается законсервированной в стволах и ветвях деревьев. Они накапливаются в течение всей их жизни. В травянистых сообществах биологический круговорот гораздо интенсивнее. Здесь формируются наиболее плодородные почвы Земного шара. Корни древесных - многолетние. В травянистых сообществах есть растения однолетние и многолетние (часть корневой системы отмирает.) В лесных цинозах гумус резко убывает с глубиной, в травянистых сообществах – плавно.
Химический состав золы некоторых химических элементов
Группы растений | Общая зольность | Содержание в золе в % | ||||
K | Ca | Mg | P | S | ||
Бактерии | 7.3 | 14.7 | 6.0 | 4.8 | 1.0 | 1.2 |
Водоросли | 25.3 | 5.0 | 23.1 | 1.7 | 1.5 | 8.9 |
Грибы. | 7.2 | 28.4 | 3.2 | 2.4 | 16.5 | 2.3 |
Лишайники | 2.6 | 9.3 | 11.0 | 2.4 | 2.3 | 2.9 |
Хвойные породы | 3.8 | 15.4 | 26.4 | 4.5 | 6.2 | 6.2 |
Злаки | 6.6 | 23.0 | 4.4 | 1.9 | 2.1 | 2.4 |
бобовые | 7.9 | 27.0 | 18 | 3.4 | 4.7 | 1.7 |
studfiles.net
Процесс образования почвы и деятельность микроорганизмов
Все почвы на Земле образовались из выходящих на дневную поверхность весьма разнообразных горных пород, которые обычно называют материнскими. В качестве почвообразующих выступают главным образом рыхлые осадочные породы, так как изверженные и металморфические породы выходят на дневную поверхность сравнительно редко.
Основоположник научного почвоведения В. В. Докучаев рассматривал почву как особое тело природы, столь же самобытное, как растение, животное или минерал. Он указал, что в различных условиях образуются разные почвы, и что они изменяются во времени. По определению В. В. Докучаева, почвой следует называть «дневные», или поверхностные горизонты горных пород, естественно измененные влиянием ряда факторов. Тип почвы слагается в зависимости от:
а) материнской породы,
б) климата,
в) растительности,
г) рельефа страны
д) возраста почвообразовательного процесса.
Разрабатывая научные основы почвоведения, В. В. Докучаев отмечал огромную роль живых организмов, и в частности микроорганизмов, в формировании почвы.
Период творчества В. В. Докучаева совпал со временем великих открытий Л. Пастера, показавших огромное значение микроорганизмов в превращении разнообразных веществ и в инфекционном процессе. В конце прошлого и в начале текущего века был сделан ряд важных открытий в области микробиологии, имевших принципиальное значение для почвоведения и земледелия. Было установлено, в частности, что в почве содержится огромное количество разных микроорганизмов. Это давало повод думать о существенной роли микробиологического фактора в формировании и жизни почвы.
Одновременно с В. В. Докучаевым работал другой выдающийся ученый-почвовед П. А. Костычев. В монографии «Почвы черноземной области России, их происхождение, состав и свойства» (1886) он писал, что геология имеет второстепенное значение в вопросе о черноземе, потому что накопление органического вещества происходит в верхних слоях земли, геологически разнообразных, и чернозем является вопросом географии высших растений и вопросом физиологии низших растений, разлагающих органическое вещество. П. А. Костычев провел ряд опытов по выяснению роли отдельных групп микроорганизмов в создании перегноя почвы.
Большой вклад в представления о роли биологического фактора в преобразовании Земли и в процессе почвообразования сделал ученик В. В. Докучаева академик В. И. Вернадский. Он считал, что главным фактором в миграции химических элементов в верхней части земной коры являются организмы. Их деятельность затрагивает не только органические, но и минеральные вещества почвенного и подпочвенного слоев.
Уже с начальных этапов превращения горных пород в почву роль микроорганизмов в процессах выветривания минералов вырисовывается весьма наглядно. Выдающиеся ученые В. И. Вернадский и Б. Б. Полынов рассматривали выветривание горных пород как результат деятельности растительных, преимущественно низших организмов. К настоящему времени эта, точка зрения подтверждена большим экспериментальным материалом.
Обычно первыми поселенцами горных пород являются накипные лишайники, образующие листообразные пластины, под которыми накапливается небольшое количество мелкозема. Лишайники, как правило, находятся в симбиозе с неспорообразующими сапрофитными бактериями.
В отношении ряда элементов лишайники выступают как их аккумуляторы. В мелкоземе под литофильной растительностью резко увеличивается количество органического вещества, фосфора, окиси железа, кальция и магния.
Из других растительных организмов, поселяющихся на материнских породах, следует отметить микроскопические водоросли, в частности сине-зеленые и диатомовые. Они ускоряют выветривание алюмосиликатов и также обычно живут в ассоциации с неспорообразующими бактериями.
Водоросли, очевидно, играют существенную роль как автотрофные накопители органических веществ, без которых не может протекать энергичная деятельность сапрофитных микроорганизмов. Последние продуцируют разные соединения, вызывающие выветривание минералов. Многие сине-зеленые водоросли являются фиксаторами азота и обогащают разрушаемую горную породу этим элементом.
Основную роль в процессе выветривания, вероятно, играют углекислота, минеральные и органические кислоты, вырабатываемые разными микроорганизмами. Имеются указания, что сильным растворяющим действием обладают некоторые кетокислоты. Не исключается возможность участия в выветривании перегнойных соединений.
Следует отметить, что многие бактерии образуют слизи, облегчающие тесный контакт микроорганизмов с горной породой. Разрушение последней происходит как под влиянием продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, так и в результате образования комплексных соединений между веществом слизей и химическими элементами, входящими в состав кристаллических решеток минералов. Выветривание горных пород в природе должно рассматриваться как единство двух противоположных процессов - распада первичных минералов и возникновения вторичных минералов. Новые минералы могут возникать при взаимодействии микробные метаболитов друг с другом.
В зависимости от сочетания ряда природных факторов дальнейшее развитие почвообразовательного процесса протекает различно, обусловливая образование того или иного типа почвы. С первых этапов развития почвообразовательного процесса начинает накапливаться в почвенном слое перегной.
В создании перегноя почвы большое значение имеют микроорганизмы. Их роль весьма многогранна. Они разлагают различного рода остатки и среди прочих веществ образуют соединения, которые служат структурными единицами молекул гумусовых веществ. Частично подобного рода вещества создаются самими микроорганизмами. Наконец, многие микроорганизмы вырабатывают фенолоксидизы, которые окисляют полифенолы до хинонов, легко конденсирующихся при определенных условиях в перегнойные соединения.
Под термином «перегной», или «гумус», объединяется целая группа родственных высокомолекулярных соединений, химическая природа которых до сих пор точно не установлена. Гумус составляет 85-90% всего еретического вещества почвы. В нем аккумулировано значительное количество азота, фосфора и ряда других элементов. Перегнойные соединения могут разлагаться очень многими микроорганизмами (бактериями, актиномицетами, грибами и т. д.).
В природных условиях накопление перегноя в почве является результатом двух диаметрально противоположных процессов - его синтеза и распада. Существенное значение при этом имеет поступление в почву растительных остатков.
Следует отметить также, что перегнойные соединения в небольших концентрациях стимулируют рост растений, что объясняется содержанием в них биологически активных веществ. Чем больше в почве перегноя, тем более энергично протекают в ней микробиологические и биохимические процессы, играющие огромную роль в накоплении питательных для растений соединений.
Микроорганизмы в создании плодородия почв
Почва является основным средством производства в сельском хозяйстве. Все продукты сельского хозяйства состоят из органических веществ, синтез которых происходит в растениях под воздействием, главным образом, солнечной энергии. Разложение органических остатков и синтез новых соединений, входящих в состав перегноя, протекает при воздействии ферментов, выделяемых разными ассоциациями микроорганизмов. При этом наблюдается непрерывная смена одних ассоциаций микробов другими.
Микроорганизмов в почве очень большое количество. По данным М. С. Гилярова, в каждом грамме чернозема насчитывается 2-2,5 миллиарда бактерий. Микроорганизмы не только разлагают органические остатки на более простые минеральные и органические соединения, но и активно участвуют в синтезе высокомолекулярных соединений — перегнойных кислот, которые образуют запас питательных веществ в почве. Поэтому, заботясь о повышении почвенного плодородия (а, следовательно, и о повышении урожайности), необходимо заботиться о питании микроорганизмов, создании условий для активного развития микробиологических процессов, увеличении популяции микроорганизмов в почве.
Основными поставщиками питательных веществ для растений являются аэробные микроорганизмы, которым для осуществления процессов жизнедеятельности необходим кислород. Поэтому увеличение рыхлости, водопроницаемости, аэрации при оптимальной влажности и температуре почвы обеспечивает наибольшее поступление питательных веществ к растениям, что и обуславливает их бурный рост и увеличение урожайности.
Однако растениям для нормального роста и полноценного развития необходимы не только макроэлементы, такие как калий, азот, фосфор, но и микроэлементы, например, селен, который выступает как катализатор в различных биохимических реакциях и без которого растения не в состоянии сформировать действенную иммунную систему. Поставщиками микроэлементов могут быть анаэробные микроорганизмы — это микроорганизмы, которые живут в более глубоких почвенных пластах и для которых кислород - яд. Анаэробные микроорганизмы способны по пищевым цепям «поднимать» необходимые растениям микроэлементы из глубинных слоев почвы.
В окультуренных плодородных почвах бурно развиваются не только микрофлора, но и почвенная фауна. Животные в почве представлены дождевыми червями, личинками различных почвенных насекомых и живущими в почве грызунами. Из числа микроскопической фауны черви являются наиболее активными почвообразователями. Они живут в поверхностных горизонтах почвы и питаются растительными остатками, пропуская через свой кишечный тракт большое количество органического вещества и минеральной составляющей почвы. Микроорганизмы в почве образуют сложный биоценоз, в котором различные их группы находятся между собой в сложных отношениях. Одни из них успешно сосуществуют, а другие являются антагонистами (противниками). Антагонизм их обычно проявляется в том, что одни группы микроорганизмов выделяют специфические вещества, которые тормозят или делают невозможным развитие других.
Почвы населены многочисленными представителями микроскопических существ. Мир их разделен на растительные и животные виды. Микроскопический растительный мир почвы представлен бактериями, актиномицетами, дрожжами, грибами, водорослями. Животный мир почвы составляют простейшие (протозоа), насекомые, черви и прочие. Кроме них, в почве обитают различные ультрамикроскопические существа — фаги (бактериофаги, актинофаги) и многие другие еще мало изученные виды.
Особенно широко представлены в почве гнилостные, масляно-кислые и нитрифицирующие бактерии, актиномицеты и плесневые грибы.
Количество микробной флоры зависит от плодородия почв. Чем плодороднее почвы, чем больше в них перегноя, тем плотнее заселены они микроорганизмами. Накопление микроорганизмов в значительной степени зависит от количественного и качественного содержания органических веществ в свежеотмерших растительных и животных остатках и продуктах их первичного распада; вначале микробов больше, а после минерализации уменьшается.
Существенное значение в жизни микроорганизмов имеют витамины, ауксины и другие биотические вещества. Небольшие дозы их заметно ускоряют развитие и размножение клеток микробного населения.
Почва при высушивании обедняется микроорганизмами. Иногда численность их при высушивании образцов почвы уменьшается в 2-3 раза, а нередко в 5-10 раз. Наиболее стойко сохраняют жизнеспособность актиномицеты, затем микобактерии. Самый высокий процент гибели отмечается среди бактерий. Однако полного вымирания бактерий, даже в условиях длительной засухи почвы, как правило, не происходит. Даже у весьма чувствительных к высушиванию культур имеются единичные клетки, которые длительное время сохраняются в сухом состоянии.
На распределение отдельных микробов сильное влияние оказывает кислотность почвенного раствора. В почвах с нейтральной или слегка щелочной реакцией бактерий бывает значительно больше, чем в кислых, заболоченных или торфяных почвах.
Плесневые грибы лучше переносят кислую среду, чем бактерии, поэтому они обычно доминируют в кислых почвах.
Вопрос о распределении микробов в почве освещен недостаточно. Повседневные микробиологические исследования почв показывают, что клетки бактерий размещаются отдельными очагами, в каждом из которых разрастаются и концентрируются клетки одного или нескольких неантагонистических видов.
Групповой состав бактерий в разных почвах не одинаков. Из бактерий в почве преобладают формы, не образующие спор. Спороносные бактерии составляют около 10-20%.
В почве в больших количествах обитают также актиномицеты, грибы, водоросли и простейшие. Грибов и актиномицетов в 1 г почвы насчитывается десятки и сотни тысяч, а нередко миллионы. Общая масса водорослей, по мнению исследователей, немногим уступает общей массе бактерий.
Простейшие и насекомые на гектар пахотного слоя составляют массу, равную 2-3 т. Вся эта масса живых существ находится в непрерывном развитии. Отдельные клетки - особи растут, размножаются, стареют и погибают. Происходит непрерывная смена и обновление всей живой массы. Вся бактериальная масса, по самым скромным подсчетам, регенерируется за лето в южной полосе 14-18 раз. Таким образом, общая бактериальная продукция пахотного горизонта почвы за вегетационный период определяется десятками тонн живой массы.
Самый верхний слой почвы беден микрофлорой, потому что находится под непосредственным влиянием вредно действующих на нее факторов: высушивание, ультрафиолетовые лучи солнечного света, повышенная температура и прочее. Наибольшее количество микроорганизмов располагается в почве на глубине 5-15 см, меньше - в слое 20-30 см и еще меньше — в подпочвенном горизонте 30-40 см. Глубже могут существовать лишь анаэробные формы микробов.
Влияние обработки почвы на интенсивность микробиологических процессов. Вспашка, культивация, боронование значительно стимулируют развитие микрофлоры. Это связано с улучшением водно-воздушного режима почв.
Наиболее благоприятные условия при обработке создаются для аэробных микробов, в результате чего весной уже через 8-20 дней после обработки численность микрофлоры возрастает в 5-10 раз.
Разные приемы обработки почвы действуют неодинаково на микробы и мобилизацию питательных веществ в пахотном слое. Поверхностное рыхление подмосковных подзолистых почв усиливает развитие микроскопических существ, только в самом верхнем слое почвы сапрофитных бактерий в этом слое в 3-4 раза больше, чем в других. Послойное рыхление без оборота пласта активировало микрофлору незначительно. При рыхлении с оборотом пласта почти в 3 раза возросла численность микроорганизмов в нижнем слое, попадающем наверх. Даже в среднем слое, остающемся при такой обработке на месте, содержание микробов явно увеличивается. Аналогичные изменения наблюдались и в развитии нитрифицирующих бактерий. Эти данные показывают, что положительный эффект от оборота пласта в основном объясняется интенсивной минерализацией в нижней его части органических веществ.
В условиях орошаемого земледелия глубина и способ обработки заметно увеличивают количество полезных микроорганизмов как в поверхностных, так и в нижних слоях почвы. При глубокой вспашке наверх выворачивается малоплодородный, бедный микроорганизмами слой почвы, количество микробов в горизонте 0-20 было больше, чем при пахоте на глубину 20 см.. Это можно объяснить положительным влиянием удобрений, орошения и другими факторами.
В связи с тем, что превращения органических веществ в почве тесно связаны с деятельностью микроорганизмов, в слоях, где возросло их количество, увеличилось и содержание растворимых питательных веществ, включая нитраты. Существенно значение обработки почвы и в какой степени зависит от этого активность отдельных групп микроорганизмов, участвующих в мобилизации питательных веществ для растений. Однако беспрерывная обработка почвы без периодического внесения органических удобрений снижает содержание гумуса.
Чтобы количество гумуса в почве находилось на достаточном уровне, необходимо систематически вносить органические удобрения, которые повышают общую численность в почве не только бактерий, но и актиномицетов и плесневых грибов. Этим создаются благоприятные условия для развития всех групп почвенных микроорганизмов. Повышение общей активности микрофлоры обусловливается как количеством в почве энергетических или питательных веществ, так и внесением перегноя, торфа, навоза, которые усиливают аэрацию и повышают влагоудерживающую способность почвы, делая ее более структурной. Применение минеральных удобрений на почвах, богатых органическим веществом, оказывает стимулирующее действие на микрофлору. Питательные элементы, входящие в минеральные удобрения, обеспечивают возможность расщепления органических веществ и, следовательно, вызывают интенсивное размножение микробов.
Механизм действия минеральных удобрений на микрофлору в почве многогранен. Из повышающих факторов главными являются такие:
1. Изменение физических свойств почвы, оказывающих благоприятное влияние на размножение микробов.
2. Изменение реакции (рН) почвы в сторону нейтральной или слабощелочной.
3. Минеральные удобрения в значительной степени усиливают развитие растений, что, в свою очередь, оказывает стимулирующее действие на микрофлору: более интенсивно растут корни, а, следовательно, и количество ризосферных организмов быстро увеличивается.
Различные факторы внешней среды, стимулирующие или ограничивающие развитие микроорганизмов, оказывают непосредственное влияние и на содержание гумуса в почве. К этим факторам можно отнести температуру, аэрацию, влажность почвы, кислотность и др. Оптимальными условиями для разложения органических остатков является температура 30-35° С и влажность 70-80% предельной полевой влагоемкости. Но эти условия в то же время максимально благоприятны и для минерализации гумуса. Для сохранения перегноя необходимы рациональная обработка почвы и регулярное возобновление запасов органических веществ внесением навоза, торфа, сидератов и т. п. Способствует этому также применение минеральных удобрений .
Гумус повышает количество водопрочных агрегатов почвы, что способствует хорошей водопроницаемости, экономному расходу воды, улучшает аэрацию и создает благоприятный биологический режим в структурной почве, гармонически сочетает аэробный процесс с анаэробным. Перегной служит источником энергии для микроорганизмов и одновременно делает почву более благоприятной для развития растений. Он, постепенно и медленно разлагаясь под действием почвенных микроорганизмов, является источником усвояемых питательных веществ для растений. Учитывая его многогранное влияние на почву, можно сказать, что основные свойства ее, включая плодородие, определяются гумусом.
biofile.ru
Почвенные животные могут быть сгруппированы по степени связи со средой обитания в три основные экологические группы.
Геобионты — постоянные обитатели почвы. Весь цикл их развития протекает в почвенной среде. Типичными представителями являются дождевые черви (Lymbricidae), многие первичнобескрылые насекомые (Apterygota).
Геофилы — животные, часть цикла развития которых, чаще одна из фаз, обязательно проходит в почве. К ним принадлежит большинство насекомых: саранчовые (Acridoidea), ряд жуков (Staphylinidae, Carabidae, Elateridae), комары-долгоножки (Tipulidae). Личинки их развиваются в почве, а во взрослом состоянии это типичные наземные обитатели. К геофилам принадле жат и такие насекомые, которые в почве находятся в фазе куколки.
Геоксены — животные, иногда посещающие почву для временного укрытия или убежища. Из насекомых к геоксенам относятся таракановые (Blattodea), многие полужесткокрылые (Hemiptera), некоторые развивающиеся вне почвы жуки, а также грызуны и другие млекопитающие, живущие в норах.
Однако эта классификация не отражает роли животных в почвообразовательных процессах, поскольку в каждой группе есть организмы как активно передвигающиеся и питающиеся в почве, так и пассивные, которые пребывают в почве в период отдельных фаз развития (личинки, куколки или яйца насекомых). Поэтому почвенных обитателей можно разделить на экологические группы исходя из их размеров и степени подвижности. Выделяют три такие группы.
Микробиотип, микробиота,— почвенные микроорганизмы, составляющие- основное звено детрит-ной пищевой цепи. Они представляют собой как бы про-, межуточное звено между растительными остатками и почвенными животными. Это прежде всего зеленые (Chlorophyta) и сине-зеленые (Cyanophyta) водоросли, бактерии (Bacteria), грибы (Fungi) и простейшие (Protozoa).
Мезобиотип, мезобиота,— совокупность сравнительно мелких легко извлекающихся из почвы подвижных животных. Сюда относятся почвенные нематоды (Nematoda), мелкие личинки насекомых, клещи (Oriba-tei), ногохвостки (Collembola) и др. Они весьма многочисленны — от десятков и сотен тысяч до миллионов особей на 1 кв. м почвы. Питаются в основном детритом и бактериями. Некоторые клещи И насекомые являются хищниками, а отдельные виды нематод паразитируют в корнях растений, иногда сильно повреждая их.
Макробиотип, макробиота,— крупные насекомые, дождевые черви и другие животные вплоть до роющих позвоночных. В этот тип включаются и корни растений. Наибольшее значение в данной группе имеют дождевые черви. Численность их может достигать до 300 на 1 кв. м. Вместе с другими животными они играют большую роль в перемешивании почвы. Сюда относятся и подвижные членистоногие, обитающие между почвой и подстилкой. Механически разрушая последнюю, они переводят ее в удобную для разложения микроорганизмами форму.
Особую группу представляют организмы, заселяющие сыпучие подвижные пески. Растения, адаптированные к таким местам обитания, называются псаммофитами, а животные — псаммофилами. Подвижные сыпучие пески широко представлены в песчаных пустынях. Мелкими массивами они встречаются в степях и в лесной зоне.
Растения сыпучих песков во всех климатических зонах имеют общие особенности морфологии и биологии. Это объясняется аналогичностью экологических условий. Образующиеся в песках барханы из-за постоянно дующих ветров беспрерывно перемещаются. В результате растения либо засыпаются толстым слоем песка, либо, наоборот, обнажаются вплоть до корневой системы. Семенам растений на подвижном песке трудно прорастать и укореняться. Водный режим в этих местах также в основном одинаков, поскольку для песков характерна большая проницаемость и ничтожная водоудерживающая сила, малая капиллярность и глубокое залегание грунтовых вод.
У растений, произрастающих на подвижных песках, исторически выработались своеобразные приспособления. Древесные и кустарниковые псаммофиты, к примеру, при засыпании их песком образуют придаточные корни. Придаточные почки и побеги развиваются на корнях, если растения обнажаются при выдувании песка. Таковы белый саксаул (Arthrophytum haloxylon), кандымы (Calligonum), песчаная акация (Ammodendron conollyi) и другие типичные пустынные растения. Некоторые псаммофиты спасаются от заноса песком быстрым ростом побегов, редукцией листьев. Это приспособление к тому, чтобы песок легко продувался и не задерживался. У псаммофитов развились специальные приспособления, увеличивающие летучесть и пружинистость плодов. Их плоды передвигаются вместе с движущимся песком и .не засыпаются им. Псаммофиты легко переносят засуху благодаря различным приспособлениям. Это и песчаные чехлы на корнях, и опробковение корней, и сильное развитие боковых корней. Разреженная растительность пустыни в значительной степени обусловлена тем, что подземная часть их (корневая система) довольно густая и обычно плотно сомкнутая. Большинство псаммофитов безлистые или имеют четко выраженную ксероморфную листву (листья жесткие с сизым восковым налетом, узкие и свернутые или блестящие и кожистые). Это значительно сокращает транспирирующую поверхность.
Сыпучие пески встречаются и во влажном климате. Примером могут служить песчаные дюны по берегам северных морей и в Прибалтике, пески обсыхающего речного ложа по берегам крупных рек. На этих песках растут такие типичные псаммофиты, как ива-шелюга (Salix acutifolia), волоснец песчаный (Elymus arenari-us), овсяница песчаная (Festuca arenaria). Большинство из них характеризуется ксероморфностью.
К специфичным условиям жизни в сыпучих подвижных песках приспособлены и многие животные. У позвоночных псаммофилов конечности часто устроены в форме своеобразных «песчаных лыж», облегчающих передвижение по рыхлому грунту. У ящериц, живущих на песке (Psammodromus, Phrynocephalus), на пальцах развиваются роговые гребни. У тонкопалого суслика (Spermophilopsis leptodactylus) и гребпепалого тушканчика (Paradipus ctenodactylus) пальцы покрыты длинными волосами и роговыми выростами. Птицы и млекопитающие песчаных пустынь способны преодолевать большие расстояния в поисках воды или длительное время обходиться без нее. Это, например, бегунки (Cursorius cursor), рябки (Pterocletes). Верблюды благополучно переносят отсутствие воды до 8—16 суток, обеспечивая организм необходимой влагой за счет окисления жиров. Другие животные получают воду вместе с пищей или запасают ее в период дождей, накапливая в мочевом пузыре, в подкожных тканях, в брюшной полости. Некоторые животные во время засухи прячутся в норы, зарываются в песок или впадают в летнюю спячку.
В подвижных песках живут многие членистоногие. Типичными псаммофилами являются мраморные хрущи из рода Pofyphylla, личинки муравьиных львов (Myrme-leonidae) и скакунов (Cicindelinae), многие перепончатокрылые (Hymenoptera). Почвенные животные, обита ющие в подвижных песках, обладают специфическими приспособлениями, обеспечивающими им передвижение в рыхлом грунте. Обычно это «минирующие» животные, которые раздвигают частицы песка. Сыпучие пески заселяются только типичными псаммофилами.
В тесной связи с изучением особенностей обитателей подвижных песков находится проблема закрепления последних. При перевыпасе на сухих песчаных почвах часто нарушается задерненность, что облегчает выдувание, перемещение песка при ветре. Подвижные пески надвигаются на соседнюю растительность, на посевы. Это явление наблюдается и при ошибках, допущенных во время обработки почвы, при проведении мелиоративных работ. Для закрепления подвижных песков используются растения-псаммофиты: ива-шелюга, кандымы и другие кустарники. После закрепления песка псаммофитами создаются благоприятные условия для произрастания других растений. Так, на закрепленных дюнах разрастаются сосновые леса, на степных и пустынных песках успешно возделываются бахчевые, зерновые, кормовые и плодовые растения. При этом сами псаммофиты по мере уплотнения песка находят для себя все меньше благоприятных условий и в конце концов исчезают, что приводит к полной смене растительных ассоциаций, а вместе с тем и животного населения.
Засоленные почвы. В зонах недостаточного атмосферного увлажнения, в основном в степях и пустынях, широко распространены засоленные почвы. Это связано с тем, что в засушливом и жарком климате наблюдается неполное промывание почв осадками. В таких почвах преобладает восходящий ток воды, который приносит в верхние горизонты большое количество легкорастворимых солей, вредных для большинства растений и животных. Засоление почв может происходить и на низких побережьях морей и океанов, в местах выхода соленых источников и ключей.
Среди засоленных почв различают солончаки — почвы, испытывающие постоянное и сильное увлажнение солеными водами. При высыхании на их поверхности образуется корочка из кристаллических солей. В нашей стране солончаки отмечаются в Казахстане и Средней Азии, по берегам соленых озер.
Так называемые солонцы содержат вредные соли только в глубоких слоях, а на поверхности они сильно выщелочены.
Промежуточное положение между солончаками и незасоленными почвами занимают солончаковатые почвы. Они увлажняются сравнительно слабозасоленными водами.
Выделяются еще солончаковые солонцы и солонцеватые почвы. У первых поверхностные горизонты еще не окончательно выщелочены. Эти почвы занимают промежуточное положение между солончаками и солонцами. Солонцеватые почвы слабо засолены в нижних горизонтах и весной при определенном количестве осадков могут опресняться.
Растения, обитающие на засоленных почвах, называются галофитами. Все они имеют очень высокое осмотическое давление, позволяющее им использовать почвенные растворы, поскольку сосущая сила корней превосходит сосущую силу почвенного раствора. Некоторые галофиты выделяют излишки солей через листья или накапливают их в своем организме. Вот почему их иногда используют для получения соды и поташа. Типичными галофитами являются солерос (Salicornia herbacea), cap-сазан (Halocnemum strobilaccum), содовая (Salsolasoda) и калийная (S. kali) солянки, поташник (Kalidium). Многие галофиты охотно поедаются животными и в некоторых местах служат для них основным кормом в течение круглого года.
Имеются и животные, приспособившиеся к жизни на засоленных почвах. Это так называемые галофилы.
В целом почвенные животные относительно солевыносливы, поскольку концентрация солей в почвах может существенно колебаться в связи с периодической сменой засух дождями. Однако в засоленных почвах фауна и в количественном и в качественном отношении сильно обедняется — исчезают, к примеру, личинки щелкунов (Elateridae), хрущей (Melolontliinac), но зато появляются специфичные галофилы, не встречающиеся в почвах обычной засоленности. К ним можно отнести личинок некоторых пустынных жуков-чернотелок (Tcnebrionidae). Весьма своеобразные экологические условия складываются на меловых обнажениях: резко выра женный специфичный химизм, каменистость, особый световой режим в связи с сильным отражением света (альбедо).
На южных склонах меловых обнажений встречаются южные ксерофиты, на северных — арктические и альпийские растения. Подземные органы у меловых растений часто деревянистые или, наоборот, мясистые и сочные. Листья опушенные или свернутые, обычно небольшие. У многих хлоропласты расположены в эпидермисе. Для некоторых характерно сравнительно высокое осмотическое давление (до 25—29 атм). Заселяют такие растения площадки мела, свободные от других растений, что свидетельствует о их высокой выносливости в крайне неблагоприятных условиях.
Из всего сказанного становится ясно, что почвообразование представляет собой сложный механический, физический, биологический и физико - химический процесс. По определению А. А. Роде, почвообразовательным процессом называется совокупность явлений превращения и передвижения веществ и энергии, протекающих в почвенной толще. Почвообразовательный процесс протекает непрерывно, вследствие чего также непрерывно изменяется состав и свойства почвы. Этот процесс слагается из различных и противоположно направленных явлений: синтеза и разрушения органических соединений, синтеза и разрушения минералов, аккумуляции органических и минеральных веществ, их вымывания и т. д. В каждой почве одновременно и взаимно влияя друг на друга протекают противоположно направленные процессы (синтез - разрушение, окисление - восстановление и др.), но интенсивность их в разных почвах неодинакова. Один и тот же процесс в разных горизонтах почвы может проходить с различной скоростью или идти только в одном горизонте. Вследствие этого формируются почвы с различным строением генетического профиля.
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ
1. Агрохимия. 2-е изд., перераб. и доп./ Под ред. Смирнов П.М., Муравин Э.А. - М.: Колос, 1984. - 304с.
3. Почвоведение. Учеб. для ун-тов. В 2 ч./ Под ред. В. А. Ковды, Б. Г. Розанова. Ч. 1. Почва и почвообразование/ Г. Д. Белицина, В. Д. Васильевская, Л. А. Гришина и др. — М.: Высш. шк., 1988. — 400 с : ил.
4. Уваров Г.И., Голеусов П.В. Практикум по почвоведению с основами бонитировки почв. – Белгород: Изд-во Белгор. гос. ун-та, 2004. – 140 с.
INTERNET
5. http://enc.sci-lib.com/article0001034.html
6. http://www.newecologist.ru/ecologs-113-1.html
7. http://zakupki.at.ua/publ/12-1-0-26
8. http://www.ssc.smr.ru/media/journals/samluka/2008/17_3_01.pdf
stud24.ru
От характера растительности, поселяющейся в определенном месте, напрямую зависит характер формирующейся здесь почвы, и наоборот. Растительность воздействует на почвы как прямо, так и опосредованно. Прямое влияние заключается в отложении на поверхности почвы опада, который, разлагаясь, обуславливает ее физико-химические свойства. Так, хвойные породы дают более кислый опад, чем лиственные, что способствует развитию подзолистого процесса под хвойными лесами. Опад широколиственных пород обладает слабокислой и нейтральной реакцией и содержит много кальция, являющегося одним из главных элементов в формировании свойств почв, благоприятных в лесорастительном отношении. Моховая растительность, отлагая слои торфа, часто подтягивает кверху уровень грунтовых вод, ухудшая лесорастительные условия.
Создаваемая таким образом среда определяет характер местообитания для почвенной микро- и мезофауны, представители которой также влияют на процесс почвообразования, разрыхляя, перемешивая разнородные участки почвы, разлагая органику. Таким образом, косвенное влияние растительности на почвы заключается в создании среды для поселения фауны редуцентов.
Колоссальная роль в почвообразовании – низшие бактерии (Б). Б. спосбны усваивать из атмосферы O2, N2, h3, C2.
Азот фиксаторы – бактерии, способные усваивать атмосферный азот. Нитрификаторы - бактерии усваивающие азот из аммиачных соединений. Способны окислять аммиачный азот. 2 Nh4 + 3O2 →2HNO2 + 158 кал.
Нитрификаторы (nitrasamonas) недоступный аммиачный азот переводят в аммиачную кислоту. HNO2 ↔ H+ + NO2-
Растения усваивают питательные элементы в ионной форме. Нитрификаторы способны окислять дальше HNO2 до азотной кислоты.
HNO2 + O2 → HNO3
H+ NO3-
Амонификаторы – усваивают азот из белковых соединений и переводят его в доступную форму. Среди группы бактерий азот фиксаторов существует род Clostridium azotobacter – паразитируют на корнях бобовых растений и усваивают атмосферный азот.
Колоссальная роль бактерий в минерализации растительного опада травянистых сообществ. Бактерии - гумусообразующие, за счет бактерий в гумусе – гумидные кислоты.
Грибная микрофлора типична для лесных цинозов. Её значение: -минерализация растительного опада, -образование гумуса. В лесных сообществах минерализация происходит благодаря микрофлоре. Они способствуют переходу пород в доступную форму. Принимают участие в образовании гумуса. В составе гумуса в лесных ценозах входит фульвокислота, в травянистых гуминовая.
Водоросли. Сине-зеленые водоросли усваивают атмосферный азот. Почвы обогащаются органическими веществом. Лишайник - симбиоз гриба и водоросли: - способствуют обогащению субстрата органическим веществом; - разлагают растительные остатки; - участие в процессах выветривания
Высшие растения играют колоссальную роль в почвообразовании. Биологический круговорот. Растения усваивают питательные элементы на ионом уровне, усваивают питательные элементы из водных растворов.
Биологический круговорот основных типов зональных биоцинозов.
Тип растительного покрова | Биомасса | Прирост Ц/га | Опад Ц/га | Подстилка Ц/га | Отнош. Подстил. К опаду. | ||
Ц/га | Надз. Часть в % | Подзем. В% | |||||
Тундра | 50(159) | 10(38) | 10(37) | 35(280) | 3.5 | ||
Ельники (южно-таежные) | 3300 (2700) | 85(155) | 55(120) | (1300) | 6.3 | ||
Дубравы | (5800) | 90(330) | 65(255) | (800) | 2.3 | ||
Степи луговые | (1180) | (682) | (682) | (800) | 0.9 | ||
Саванны | 667(727) | 120(-) | 115(-) | 13(16) | 0.1 | ||
Влажные тропические леса | (11000) | (2000) | (1500) | 20(178) | 0.08 |
(-) количество зольных питательных элементов.
В лесных цензах преобладает надземная биомасса (80%). Корневая масса преобладает в травянистых растениях (68%). В лесных цинозах земного шара подавляющая часть питательных элементов оказывается законсервированной в стволах и ветвях деревьев. Они накапливаются в течение всей их жизни. В травянистых сообществах биологический круговорот гораздо интенсивнее. Здесь формируются наиболее плодородные почвы Земного шара. Корни древесных - многолетние. В травянистых сообществах есть растения однолетние и многолетние (часть корневой системы отмирает.) В лесных цинозах гумус резко убывает с глубиной, в травянистых сообществах – плавно.
Химический состав золы некоторых химических элементов
Группы растений | Общая зольность | Содержание в золе в % | ||||
K | Ca | Mg | P | S | ||
Бактерии | 7.3 | 14.7 | 6.0 | 4.8 | 1.0 | 1.2 |
Водоросли | 25.3 | 5.0 | 23.1 | 1.7 | 1.5 | 8.9 |
Грибы. | 7.2 | 28.4 | 3.2 | 2.4 | 16.5 | 2.3 |
Лишайники | 2.6 | 9.3 | 11.0 | 2.4 | 2.3 | 2.9 |
Хвойные породы | 3.8 | 15.4 | 26.4 | 4.5 | 6.2 | 6.2 |
Злаки | 6.6 | 23.0 | 4.4 | 1.9 | 2.1 | 2.4 |
бобовые | 7.9 | 27.0 | 3.4 | 4.7 | 1.7 |
studopedya.ru