Как организмы влияют на состав и плодородие почв

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 19.09.2024

В пределах почвенного профиля присутствуют разнообразные минеральные и органические вещества. Почва в своем составе имеет как живую биомассу, так и всевозможные химические соединения. Без знания их свойств агроном не сможет эффективно управлять плодородием и увеличивать урожайность. Поэтому изучение органических и минеральных веществ почвы издавна привлекает внимание специалистов сельского хозяйства. В последние годы особенно возрос интерес к исследованию растительных и животных остатков в составе верхнего слоя суши. В нашей статье речь тоже пойдет об этом.

Определение и источники

Вам будет интересно: Как подобрать рифму к имени Сережа

Итак, органическое вещество почвы – это совокупность всей живой биомассы в форме гумуса и остатков растений и животных. Оно играет ключевую роль в формировании свойств почвенного слоя, с которыми связаны фитосанитарные функции и развитие плодородия.

Главными источниками органического вещества в почве выступают отмершие растения в виде корневой и надземной масс. В меньшем количестве поступают остатки фауны. Их соотношение зависит от местных условий и состава зональной растительности. Так, для почв тундры характерна небольшая доля органических остатков. Затем к тайге, лесам и лесостепям она нарастает. При переходе в степную зону опад сокращается вследствие сухого климата, зато возрастает доля корнеопада. В пустынных областях доля органических остатков минимальна, а в лесах тропиков и субтропиков она снова резко увеличивается.

Вам будет интересно: Высшая школа перевода (ВШП) МГУ

Характер поступления опада в почву

Органические остатки проникают в почвенный профиль неодинаково: в лесах их основное количество поступает на поверхность слоя, а в травянистых местностях - непосредственно внутрь в форме отмерших корней. От характера попадания в почву опада зависят дальнейшие процессы его превращения. В химическом составе сухих остатков присутствуют белки, углеводы, воски, смолы, лигнин и другие вещества. Также содержатся зольные элементы: кремний, калий, магний, кальций, сера, фосфор, железо и ряд других.

Наиболее быстро гумификации и минерализации подвергается опад, который богат основаниями (магнием, кальцием) и веществами, легкодоступными для микроорганизмов (аминокислотами, белками, растворимыми углеводами). Растительные остатки, содержащие много смол, лигнина и дубильных веществ, разлагаются медленно. Что касается опада культурных растений, среди них быстрее всего трансформации подвергаются остатки бобовых трав, а медленнее всего — солома злаковых трав.

Гумификация

Вам будет интересно: Что такое ластик? Значения слова

Поступая в почву, органические остатки претерпевают разные превращения, в том числе биохимические изменения под влиянием микроорганизмов и измельчение почвенной фауной. Основным направлением таких превращений выступает гумификация. В настоящее время выделяют три варианта ее процесса.

Характеристики состава

Образование органического вещества почвы происходит путем соединения органических остатков отмерших организмов и продуктов их гумификации. К первой группе относятся видимые невооруженным глазом части растений и животных, а также небольшая доля веществ тех или иных классов органических соединений (углеводов, аминокислот, белков, дубильных веществ, сахаров, ферментов).

Основным органическим веществом почвы выступает гумус - смесь разных по свойствам и составу азотосодержащих высокомолекулярных органических соединений. По экстрагируемости из почвенного слоя и растворимости гумусовые вещества подразделяются на фульвокислоты, гумин и гуминовые кислоты.

Вам будет интересно: Абсолютная высота и относительная высота в географии

Фульвокислоты являются наиболее растворимой и менее сложной по строению группой. У них более низкие молекулярные массы и высокая миграционная способность. Это самая светлоокрашенная часть гумуса, преобладающая в подзолистых, красноземных и сероземных почвах тропиков. Гумин — вещество, неэкстрагируемое из почвенного слоя щелочами и кислотами. Наиболее прочно он связан с глинными минералами. Гуминовые кислоты — нерастворимая часть гумуса, характеризующаяся более сложным строением, высокими молекулярными массами и повышенным содержанием углерода. Они преобладают в каштановых, дерновых, черноземных и серых лесных почвах.

Лабильная и стабильная группы

Помимо вышеизложенных характеристик состава органического вещества почвы, существует его разделение на лабильную и стабильную части. Первую составляют подвижные формы гумуса (водорастворимые и слабо закрепленные минералами вещества), предгумусовая фракция и растительные остатки. Лабильная группа выступает в качестве основного источника пищи и энергии для почвенной биоты. Также установлено, что остатки растений улучшают физико-механические свойства слоя почвы.

Стабильную группу составляют гумусовые вещества, которые прочно закреплены соединениями минералов (гуминово-глинистыми комплексами, гуматами кальция и др.). Это медленно минерализующаяся, устойчивая часть органического вещества почвы. Чтобы она полностью обновилась, нужны тысячелетия. Стабильный гумус является потенциальным резервом разных элементов питания, но его наибольшее агрономическое значение состоит в формировании благоприятных физико-механических и водно-воздушных свойств почвы, а также выполнении ей санитарно-защитных функций.

Роль органического вещества в почве

Большое число элементарных почвенных процессов происходит при участии гумусовых веществ. Это элювиальные, биогенно-аккумулятивные, метаморфические и другие ЭПП. Запасы, состав и содержание органического вещества в почве служат главными показателями плодородия и влияют на все ее свойства и режимы.

Живая биомасса является источником зольных элементов и азота, необходимых для питания растений. Часть этих веществ усваивается флорой в ходе ионообменных реакций или находится в поглощенном состоянии. Другая часть становится доступной растениям после высвобождения и минерализации органических веществ.

В почве гумус выступает как оптимизатор физико-химических свойств. Более гумусированные слои обладают высокой буферностью к окислению-восстановлению, кислотно-основным воздействиям и действию токсикантов. Катионы, поглощенные органо-минеральными коллоидами, становятся доступными для растений и интенсивно их питают.

Также органическое вещество воздействует на структуру, механические и физические свойства почв. Чем выше гумусированность, тем ниже плотность, лучше структура и водопрочность структурных агрегатов, более оптимизированы твердость, пластичность, липкость и удельное сопротивление. За счет гумуса почва получает темную окраску, что содействует поглощению тепла.

Влияние на плодородие

Органическое вещество почвы играет ведущую роль в ее биологическом режиме, способствует сохранению в ней микроорганизмов и создает для их функционирования комфортные условия. Высокая биологическая активность почвенного слоя ведет к снижению патогенных микроорганизмов и ускорению микробиологической деградации пестицидов.

В формировании плодородия главную роль играют гумусовые вещества - конечные продукты гумификации. Опад надземных частей отмирающих растений создает на поверхности почвы слой подстилки. Ее годовое количество неодинаково в разных зонах и типах растительности.

Переработка растительного опада

Запас подстилки зависит от скорости разложения. Если опад богат дубильными веществами и сильно лигнифицирован, он разлагается намного медленнее, чем остатки лиственных пород. В разложении подстилки участвуют многие животные организмы, поглощающие опад в качестве пищи. В широколиственных лесах в дело вступают дождевые черви, а на кислых почвах хвойного леса растительный опад перерабатывают главным образом грибы.

Не менее важны в формировании гумуса отмирающие корни. По их массе на первом месте идут луговые степи и широколиственные леса, затем – субтропические и влажные тропические леса и, наконец, пустыни. Высокий запас отмирающих корней под степной травяной растительностью обусловлен преобладанием там тонких и легко разлагающихся растений. Этот гумус обеспечивает высокое плодородие черноземных степных почв.

Факторы, влияющие на гумусообразование

Содержание органического вещества в почве во многом зависит от температуры. Этим объясняется недостаток гумуса в тропических зонах, где при большой влажности и высоких температурах сапротфоры мощно перерабатывают остатки. В тундре, напротив, активность гетеротрофных организмов очень мала, и растительные остатки практически не разлагаются.

Там, где минерализация органического вещества происходит быстро, минеральные элементы в короткие сроки высвобождаются и вновь становятся доступны зеленым растениям. Это обусловливает формирование большой фитомассы, но и повышенный риск вымывания из почвы минеральных веществ.

Биологический цикл

Плодородие во многом зависит от того, насколько быстро в почву возвращаются отнятые у нее элементы. Некоторые вещества теряются, уходя через сток с дренирующими водами или попадая в атмосферу. Но такие процессы, как фиксация азота, отложение пыли, продолжающееся выветривание, частично восстанавливают утраченные элементы.

В целом зеленые растения больше отдают почве, нежели берут от нее. Они выводят относительно не много растворенных соединений, а возвращают значительную массу органических веществ: лигнин, жиры, целлюлозу, сахара, крахмал, протеины и так далее. Благодаря этому возможность развиваться в почве получают многие животные и организмы, питающиеся этими животными.

В заключение

Итак, органическое вещество почвы, по сути, представляет собой комплекс живой биомассы, входящей в ее состав. Присутствие органических соединений отличает почву от материнских пород. Живая биомасса формируется в результате разложения животного и растительного материалов и является важнейшим звеном обмена веществ неживой и живой природы. Органическое вещество почвы во многом определяет ее биологические, химические и физические свойства, а также плодородие.

Плодородие почвы заключается в возможности обеспечивать растения факторами жизни. Различают факторы и показатели (условия) почвенного плодородия.

Если к факторам плодородия относятся элементы азотного и зольного питания растений, вода, воздух и тепло — необходимые факторы жизни и роста растений, то условия плодородия — это совокупность свойств и режимов, сложное взаимодействие которых определяет возможность обеспечения растений земными факторами, т. е. конкретные показатели почвенных режимов: температурного, водно-воздушного, питательного, физико-химического, биохимического, солевого, окислительно-восстановительного.

Выделяют три группы факторов плодородия: биологические, химические и агрофизические.

К биологическим относятся: содержание и состав органического вещества почвы, почвенная биота и чистота почвы от сорняков, вредителей и возбудителей болезней.

Агрохимическую группу составляют содержание и режим питательных веществ, а также щелочно-кислотные и поглотительные свойства почвы.

К группе агрофизических факторов следует отнести гранулометрический состав почвы, структуру, строение и мощность пахотного слоя.

По характеру воздействия на организмы факторы плодородия могут быть разделены на:

1) необходимые для жизни; 2) косвенные; 3) токсические; 4) случайные.

К необходимым относятся световая энергия, питательные вещества, тепло и другие факторы жизни.

Косвенные факторы плодородия влияют на интенсивность, характер и действия необходимых факторов жизни. Их набор и особенности определяются средой обитания.

Токсические факторы нарушают физиологические функции растений. С нарастанием их содержания в среде снижается продуктивность и растения гибнут (химические соединения, фитонциды).

Случайные факторы в почвах возникают, как правило, под влиянием резких изменений погодных условий. Это снижение температуры весной или летом, затопление, засыпка пылью и т. д.

Показатели, условия, плодородия также делятся на биологические, химические и агрофизические.

1.3.Воспроизводство плодородия

Плодородие почвы представляет собой такое ее свойство, которое способно к воспроизводству как в природных условиях, так и в условиях сельскохозяйственного использования. Оно может быть простым, расширенным и неполным.

Понятие простого, неполного и расширенного воспроизводства применимо больше к потенциальному плодородию, изменяющемуся относительно медленно.

Простое воспроизводство — это отсутствие заметных изменений в совокупности свойств почвы, влияющих на ее плодородие. Ведение земледелия происходит на фоне уравновешенной (100%) интенсивности баланса питательных веществ.

Неполное воспроизводство — это ухудшение свойств почвы, влияющих на ее плодородие, снижение способности почвы обеспечивать растения факторами, необходимыми для их роста и развития в многолетнем цикле.

К сожалению, оно представляет собой широко распространенные явления на земном шаре, имеющие место и в Беларуси.

В итоге для поддержания эффективного плодородия требуется все более массированное и дорогостоящее воздействие человека на почву, которое нередко приводит к дальнейшему снижению ее потенциального плодородия.

Расширенное воспроизводство плодородия — это улучшение совокупности свойств почвы, повышение способности почвы обеспечивать растения факторами, необходимыми для их роста и развития в многолетнем цикле.

Оно может осуществляться как (постоянно, на фоне высокой агротехники, ведения земледелия с интенсивностью баланса питательных веществ свыше 100%, и химизации агрофизических, агрохимических и биологических свойств почвы, так и в короткие сроки при коренном изменении свойств почвы за счет мелиорации.

Обеспечение расширенного воспроизводства почвенного плодородия — важнейшая задача рационального использования земли в условиях интенсивного земледелия.

1.4.Оптимальные параметры почвенного плодородия

Повышение плодородия почв является составной частью более общей проблемы оптимизации использования земельных ресурсов и увеличения продуктивности агроэкосистем. Решение проблемы базируется на определении оптимальных параметров (показателей) свойств почв.

По Т.Н. Кулаковской, оптимальные параметры свойств почв — это такое сочетание количественных показателей свойств (и режимов) почв, при котором могут быть максимально использованы все жизненно важные для растений факторы, наиболее полно реализованы потенциальные возможности выращиваемых культур и обеспечен наивысший урожай при его хорошем качестве.

Для почв Беларуси наиболее обоснованы с теоретической и практической точки зрения оптимальные параметры для агрохимических свойств почвы. Т.Н. Кулаковская предложила метод комплексно-обобщенной оценки этих свойств через относительный индекс окультуренности.

Из агрохимических свойств, которые отражают состояние плодородия почв, наибольший интерес представляют степень кислотности почв (рН), содержание гумуса, Р₂О₅, К₂О.

Оценка уровня плодородия по отдельным свойствам затруднена и тем, что различные показатели находятся на разном уровне. Поэтому наиболее объективным критерием является комплексный показатель — индекс окультуренности почв, где каждое свойство выражено в относительных величинах и отражает степень соответствия почвы требованиям культурных растений.

2. Закономерности почвенно-географического районирования

Почвенно-географическое районирование — разделение территории на почвенно-географические районы, однородные по структуре почвенного покрова, сочетанию факторов почвообразования и характеру возможного сельскохозяйственного использования.

Его основой является установление географических закономерностей распространения почв, вытекающих из распределения природных условий на земной поверхности.

Почвенно-географическое районирование является основой для решения проблемы рационального и наиболее эффективного использования земельных фондов, охраны и повышения плодородия почв. Опираясь на теоретические положения географии почв, почвенно-географическое районирование дает нам в наиболее систематизированной и краткой форме всю сумму фактических знаний о структуре почвенного покрова страны и отдельных ее регионов.

При почвенно-географическом районировании почву рассматривают как элемент ландшафта, основываясь на выявлении связей почвенного покрова с современными экологическими условиями, определяющими водный и тепловой режим почв и многие важные динамические свойства, от которых зависит уровень природного плодородия почв.

Поэтому именно почвенно-географическое (почвенно-экологическое) районирование в наибольшей степени отвечает запросам сельскохозяйственного производства, решению проблемы эффективного использования земельных ресурсов в различных отраслях хозяйства и их охраны.

Почвенно-географическое районирование служит основой для разработки специальных видов районирования: почвенно-агрохимического, почвенно-мелиоративного, почвенно-эрозионного, природно-сельскохозяйственного и др.

2.1.Широтно-горизонтальная и вертикальная зональность распределения почв

Почвенно-географическое районирование является основой учения В.В. Докучаева о широтно-горизонтальной и вертикальной зональности почв, общие закономерности которого он сформулировал в 1899 г. К формированию понятия о почвенных зонах его привело учение о факторах почвообразования.

Составленная им на этой основе первая схема почвенных зон в масштабе 1:50 000 000 всего Северного полушария демонстрировалась в 1900 г. на Всемирной выставке в Париже.

На ней были выделены пять мировых зон:

1) бореальная (арктическая); 2)лесная; 3) черноземных степей; 4) аэральная с подразделением и каменистые, песчаные, лессовые и солончаковые пустыни; 5) латеритная.

В лесной зоне были показаны аллювиальные равнины. Все почвенные зоны имели широтное направление.

Разные авторы позднее доказали, что на каждом континенте распределение зон имеет свои особенности, что горизонтальные (опоясывают земной шар не лентой, а встречаются в виде островов среди других почвенных зон или могут выпадать полностью.

Более или менее строго учение о горизонтальной зональности соблюдается на обширных пространствах Русской равнины.

Для Северного и Южного полушарий в чередовании зон наблюдается асимметрия.

Например, зона тундры в Южном полушарии отсутствует на Мальдивских островах, хотя они входят в бореальный пояс.

В арктическом поясе расположены рядами типичные арктические и типично гумусовые почвы, широтные подзоны тундровой зоны выделяются сочетаниями тундровых глеевых почв и торфяников.

Мысль о вертикальной зональности почв в горах была высказана В.В. Докучаевым одновременно с учением о горизонтальной зональности.

Определение и источники

Вам будет интересно: Как подобрать рифму к имени Сережа

Вам будет интересно: Высшая школа перевода (ВШП) МГУ

Характер поступления опада в почву

Гумификация

Вам будет интересно: Что такое ластик? Значения слова

Характеристики состава

Вам будет интересно: Абсолютная высота и относительная высота в географии

Лабильная и стабильная группы

Роль органического вещества в почве

Влияние на плодородие

Переработка растительного опада

Факторы, влияющие на гумусообразование

Биологический цикл

В заключение

Для того, чтобы выращивать урожай нужен не просто безопасный грунт, но и обладающий плодородными свойствами. На плодородие грунта оказывают влияние такие факторы, как кислотность, соленость, наличие необходимых минеральных веществ и микроорганизмов, а также насыщенность углекислым газом. Иногда на эти факторы не обращается необходимое внимание, но именно они влияют на качество будущих посевов.

Плодородие почвы отвечает за то, насколько хорошо растения будут получать необходимые вещества и в каком объеме. Во многом это зависит от наличия в ней гумуса — полезного вещества, влияющего на рыхлость, способность земли задерживать влагу и тепло. Также от качества гумуса зависит и наличие в земле полезных минералов, микроэлементов и витаминов. Без них растения не способны полноценно вырасти. Иногда их нехватку пытаются восполнить различными добавками и удобрениями, не разобравшись в причинах нехватки. Таким образом при подборе неверных добавок почве наносится еще больший вред. Самостоятельный анализ почвы может не выявить все отклонения и привести к неверным результатам.

Гумус появляется в процессе гибели микроорганизмов, обитающих в почве. Это прекрасное природное удобрение, которое отвечает за качество земли и ее способность давать все необходимое растениям. Но еще он отвечает и за то, насколько растения будут устойчивы к различным заболеваниям и вредителям. Гумус помогает разлагать пестициды и соли так, чтобы эти соединения стали безопасны, а также улучшает различные свойства почвы.

Для того, чтобы все элементы плодородия почв обеспечивали хороший результат необходимо, чтобы соблюдался их баланс. Переизбыток одного вещества может привести к изменениям свойств и ухудшению плодородия.

Основные элементы плодородия грунта

Характеристики грунта могут существенно различаться даже внутри территории одной страны. Это зависит не только от географического положения, погодных условий и типа местности. Даже деятельность человека способна во многом повлиять на формирование грунта и на его свойства. Сейчас в результате различной деятельности человека снижается количество плодородного грунта и его качество.

Грунт — это сложная структура, формирующаяся из различных факторов. Можно выделить следующие факторы плодородия почвы:

Способность впитывать воду. Вода является самым одним из самых важных критериев для существования жизни. От качества жидкости и ее количества зависит и состояние растений. Нехватка жидкости может привести к тому, что грунт становится бедным и обладает низкими плодородными свойствами. Также нарушения одно нарушение влечет за собой и другие, и при нехватке воды может нарушиться рыхлость.
Наличие в ней необходимых витаминов, минералов и микроорганизмов. Помимо влаги растениям необходимы и различные питательные вещества. Они отвечают за правильный и полноценный рост растений. Также отсутствие минеральных веществ или микроорганизмов нарушает естественный баланс в составе почвы. Это может привести и к изменению свойств. Но со временем грунт может истощаться и уменьшать запас полезных веществ. Для того, чтобы этого не допустить или восполнить нехватку необходимо тщательно следить за состоянием земли, а также соблюдать особые правила. Для восполнения нехватки веществ в земле можно прибегнуть к обогащению грунта. Но в этом случае необходимо предварительно исследовать состав и свойства грунта. Неправильно подобранные способы обогащения могут еще сильнее навредить земле. Также лучше всего делать перерывы в высадке растений, чтобы грунт восстанавливал естественные запасы полезных веществ и отдыхал.
Проветриваемость. Воздух тоже важен для всего живого на земле. При правильной циркуляции воздуха почва насыщается кислородом. Кислород необходим не только растениям, но и микроорганизмам и бактериям, которые содержатся в земле. Еще именно от него зависит и наличие вредных микроорганизмов и болезней в земле.
Атмосферное давление. Правильное атмосферное давление влияет на движение воздуха, который распыляет влагу и разносит ее по всей территории. Без такого движения воздуха влага не будет в полной мере равномерно поступать в землю и питать растения.

Поэтому плодородие почвы зависит от содержания в ней многих веществ, питающих растения и поддерживающих правильные свойства грунта. Но важно следить за этими показателями и поддерживать их, не допуская полного истощения земли и потери плодородных свойств.

Есть множество способов, которые способны улучшить эти показатели. Некоторые лучше всего использовать только после подробного анализа почвы и рекомендаций специалистов. Так для того, чтобы лучше насытить землю кислородом лучше всего вносить удобрения не глубже чем на 3-4 метра. Слои земли находятся в постоянном движении и кислород, поступивший вместе с удобрениями будет находиться на верхнем слое земли. Это поможет урожаю вырасти здоровым и качественным. Знание таких тонкостей и умение вовремя замечать изменения в грунте являются залогом качественного урожая.

Что такое кислотность почвы?

Так же, как и остальные факторы на качество грунта влияет и кислотность. Она оказывает большое влияние на здоровье растений. Кислотность появляется из-за различных сорняковых растений, которые в процессе роста и жизни выделяют сок. Небольшое количество таких растений может хорошо влиять на грунт и насыщать его микроэлементами и минералами. Но если их становится слишком много, то уровень кислотности может значительно превысить допустимые нормы. Такой грунт уже будет непригоден для выращивания растений.

Кислотность способна негативно влиять на развитие растений, даже если остальные показатели в порядке. Кислотность определяется ионами водорода, которые накапливаются в земле. Она становится непригодна для многих видов растений из-за того, что растения не способны поглощать содержащиеся в земле растения. Растения перестают получать необходимые вещества и, в связи с этим ухудшается их рост и урожай в целом. Но есть и те виды домашних культур, которые хорошо чувствуют себя в такой кислотной среде и это не влияет на их рост.

Биологические вещества и витамины, которые очень часто используются для обработки земли способны предотвращать появление сорняков. Но чаще всего для борьбы с сорняками используют ручную прополку. Это трудоемкий процесс, который не всегда может привести к желаемым результатам. Ведь полностью очищенная от сорняков земля может изменить свои свойства. Поэтому все изменения должны происходить постепенно, чтобы земля успевала восстанавливаться. Сорняки лучше всего устранять в несколько этапов, делая небольшие перерывы.

Не всегда кислотность появляется из-за сорняков. Существуют и другие методы раскисления земли, которые помогают вернуть ее естественный состав. Для этого может использоваться известняк, зола, специальные зеленые удобрения и препараты-раскислители.

Оставьте свой телефон и наши специалисты проконсультируют вас
по исследованию почвы

Насыщение почвы углекислым газом

Но это не все, от чего зависит плодородие почвы. Также наличие углекислого газа является важной составляющей плодородного грунта. Распространено мнение, что углекислый газ способен негативно влиять на растения, но на самом деле он ускоряет естественные реакции в грунте. Таким образом происходит обогащение минералов и химических соединений, содержащихся в земле. Таким образом насыщение грунта углекислым газом позволяет увеличить скорость роста растений и урожайность.

Гумус и навоз являются естественными удобрениями, которые эффективно улучшают все показатели почвы. Также именно они способствуют увеличению уровня углекислого газа и повышают его продуктивность. Чем больше продуктивность газа, тем больше его способность к насыщению растений необходимыми веществами.

Но обогащение грунта углекислым газом или же биологическими микроэлементами это сложный процесс, требующий особого внимания. Нельзя бездумно добавлять различные удобрения и добавки пытаясь добиться хорошего результата. Они, наоборот, могут сильнее ухудшить состояние грунта и привести к его порче. Если внести слишком много веществ, то это может повлечь за собой изменение свойств и структуры.

Внесение различных удобрений стоит проводить после комплексного анализа почвы. Он не только поможет проанализировать состояние грунта, но и его состав, свойства и степень плодородия. Таким образом можно узнать, насколько он подходит для выращивания растений и как лучше всего провести улучшение плодородия почвы.

Читайте также: