24. Формирование плодородия почвы, сущность процесса почвообразования.

Совокупность явлений превращения и передвижения вещества и энергии, протекающих в почвенной толще под воздействием живых организмов. Наиболее важные слагаемые:

- Создание органического вещества и его разрушение;

- Аккумуляция органического и неорганического вещества в верхних горизонтах почвы и их вынос;

- Синтез и распад минералов;

- Поступление воды в почву и возврат её в атмосферу;

- Поглощение почвой лучистой энергии солнца и её излучение.

Три стадии почвообразования: Первичный процесс почвообразования совпадает с началом функционирования первых биогеоценозов на различных породах. На этой стадии круговорот характеризуется небольшим объёмом, вызванным низкой продуктивностью биогеоценозов. Помимо синтеза органики на начальных стадиях почвообразовательного процесса протекают процессы и небиологической природы (растворение, испарение) в результате осуществляется перенос различных веществ. Такие процессы называют микропроцессами. Постепенно они начинают преобразовываться и согласовываться во времени и пространстве. В результате начинают формироваться верхние горизонты почв, что является началом второй стадии (мезопроцесс). К ним относят оподзаливание, торфообразование, аструктурирование. В результате этих процессов в почве появляются новые соединения, которых не было в материнской породе (горной). Далее идёт макропроцесс. Он ведёт к формированию почвенных типов, а не отдельных горизонтов. Типы почв: краснозём, чернозём, подзолистая, солончак, дёрн, болото. Макропроцесс протекает при непременном участии зелени. На основе этих процессов происходит эволюция почв. Эволюция почв — изменения почвы от начала до наших дней. В естественных условиях идёт очень медленно, но под воздействием антропогенного фактора быстрее.

25. Учение в.В.Докучаева о факторах почвообразования.

Основы учения о факторах почвообразования заложил В. В. Докучаев. Он установил, что почва формируется в результате взаимодействия климата, растительности, почвообразующих пород, рельефа местности и возраста страны (времени). В дальнейшем был выделен еще один фактор почвообразования — производственная деятельность человека.

Климат. С этим фактором почвообразования связано поступление в почву воды, необходимой для жизни растений и для растворения минеральных питательных веществ. От климата зависит активность биологических процессов.

Большое значение имеют такие элементы климата, как атмосферные осадки, испарение и температура. Атмосферные осадки, выпадающие на земную поверхность, расходуются на испарение, фильтрацию в нижние горизонты, стекание по склонам, рост и развитие растений. При этом растворенные вещества и механические частицы передвигаются с водой как по поверхности почвы, так и по ее вертикальному профилю.

В процессе обмена тепла и влаги между почвой и атмосферой устанавливается определенный гидротермический режим почвы. В каждой природной зоне климат характеризуется температурными условиями и увлажнением. Выделение термических групп климатов основано на показателях суммы температур выше 10 °С за вегетационный период: холодные — 600 °С, холодно-умеренные — 600...2000 °С, тепло-умеренные — 2000...3800 °С, теплые — 3800...8000 °С, жаркие — более 8000 °С. Эти группы климатов располагаются в виде широтных поясов.

По условиям увлажнения выделяют шесть групп климатов: очень влажные — коэффициент увлажнения более 1,33, влажные — 1,33...1,00, полувлажные — 1,00...0,55, полусухие — 0,55...0,33, сухие — 0,33...0,12, очень сухие — менее 0,12.

Коэффициент увлажнения — это отношение среднемноголетнего количества осадков за год, мм, к испаряемости, мм.

От температуры и условий увлажнения зависят скорость химических и биохимических процессов, выветривания, биологическая продуктивность растений и др.

Роль ветра как одного из элементов климата проявляется в его воздействии на рельеф и растительность.

Рельеф. Роль рельефа в почвообразовательном процессе проявляется в перераспределении и различном количестве тепла, поступающего на склоны разной экспозиции. Рельеф влияет на относительный возраст почв, так как в различных условиях почвообразовательный процесс может протекать с разной скоростью.

Почвообразующие породы. В одних и тех же природных условиях, но на различных материнских породах могут формироваться разные почвы. Это обусловлено тем, что почва наследует от почвообразующей породы гранулометрический, минералогический и химический составы, а также физические свойства. От материнских пород зависят биологическая продуктивность, скорость разложения растительных остатков и образование гумуса.

Биологический фактор. Ведущая роль в образовании и формировании плодородия почв принадлежит трем группам организмов — зеленым растениям, микроорганизмам и животным.

Зеленые растения синтезируют органическое вещество. После завершения жизненного цикла растений часть биомассы в виде корневых остатков и наземного опада ежегодно возвращается в почву. В верхних горизонтах накапливаются элементы питания, образуется и разрушается органическое вещество. Вместе с биомассой в почвах аккумулируется солнечная энергия.От типа растительности и интенсивности биологического круговорота зависят почвообразовательный процесс и свойства почв.

В почве и на ее поверхности находится огромное количество микроорганизмов: бактерий, грибов, актиномицетов, а также водорослей и лишайников. Наименьшее содержание микроорганизмов характерно для почв тундры и северной тайги, а наибольшее — для черноземных и сероземных почв.

Бактерии — наиболее распространенные в почве микроорганизмы. Больше всего их в верхних горизонтах, особенно в пахотном слое, где создаются лучшие условия аэрации.

По потребности в свободном кислороде воздуха бактерии подразделяют на аэробные, анаэробные и факультативные. Аэробные бактерии живут при наличии кислорода воздуха, анаэробные — без доступа воздуха, а факультативные — как в присутствии воздуха, так и без него.По способу питания бактерии бывают автотрофные и гетеротрофные. Автотрофные бактерии по способу добывания энергии делятся на фотосинтезирующие и хемосинтезирующие. К фотосинтезирующим относятся цветные, зеленые и пурпурные бактерии. Для превращения углерода СО2 в органические соединения своего тела они используют солнечную энергию (фотосинтез). К хемосинтезирующим относятся нитрифицирующие бактерии, серобактерии и железобактерии.Гетеротрофные бактерии для питания используют готовое органическое вещество. Они участвуют в таких важнейших процессах почвообразования, как разложение растительных остатков и образование гумуса.

Актиномицеты — это группа бактерий, образующих ветвящиеся клетки, или гифы. Они широко распространены в почве, воде, навозе и других средах. Они разлагают клетчатку, лигнин и активно участвуют в образовании гумуса.

Грибы — это гетеротрофные организмы, питающиеся остатками растений и животных. Азот они усваивают из минеральных и органических соединений. Углерод грибы потребляют из крахмала, пектина, клетчатки, лигнина и даже амидов. Им необходимы также минеральные вещества (фосфор, калий, магний, сера, железо, марганец и др.).

Многие виды грибов выполняют важную функцию — обеспечивают растения питательными веществами. У некоторых древесных пород (дуб, береза, осина, сосна и др.) окончания корней окутаны грибной микоризой, которая выполняет функцию всасывающего аппарата.Грибы принимают активное участие в почвообразовательном процессе, в разложении грубых остатков, поступающих в почву, и в образовании гумуса.

Водоросли — автотрофные фотосинтезирующие микроорганизмы, распространенные преимущественно на поверхности почвы. В их клетках содержится хлорофилл, с помощью которого происходит фотосинтез — образование из СО2 и воды органического вещества.. Водоросли участвуют в процессах выветривания и в первичном почвообразовательном процессе.

Лишайники — симбиотические организмы, состоящие из двух компонентов: гриба и водорослей. Гриб обеспечивает водоросли водой и минеральными элементами питания, а водоросли синтезируют углеводы, которые потребляет гриб.По внешнему виду различают накипные, листоватые и кустистые лишайники. Одни из лишайников обильно покрывают почву, другие — деревья. В горах распространены литофитные лишайники, живущие на камнях и скалах. Своими гифами лишайники внедряются в горные породы, разрушая их.

Почва — среда обитания многих представителей простейших, беспозвоночных и позвоночных животных.

Простейшие — это микроскопические одноклеточные организмы, к которым относятся жгутиковые, амебы, корненожки и инфузории. Они питаются бактериями, водорослями и более мелкими видами простейших. Большинство простейших живут в поверхностном 15-сантиметровом слое почвы в аэробных условиях и участвуют в разложении органических веществ.

Беспозвоночные животные (дождевые черви, членистоногие — клещи, ногохвостки и др.) принимают активное участие в почвообразовании.

Позвоночные животные (кроты, суслики, мыши и др.) проделывают в земле различные ходы, смешивают растительные остатки с породой и почвой. Растительность, переработанная в пищеварительных органах животных, попадая в почву, превращается в гумус.

Возраст почв. В развитии почвы различают абсолютный и относительный возраст.

Абсолютный возраст определяется временем, прошедшим от начала возникновения почвы до современной стадии ее развития. Чем раньше территория освободилась от моря или ледника, тем больший возраст имеет почва. Это обусловлено суммарным проявлением биологических процессов.

Относительный возраст зависит от рельефа и свойств почвообразующих пород. Эти факторы влияют на интенсивность почвообразовательных процессов.

Производственная деятельность человека. Освоенная почва подвергается сильному воздействию обрабатывающих орудий, на ее состав и свойства влияют вносимые удобрения, мелиоративные мероприятия и др. При этом ее свойства изменяются значительно быстрее, чем это происходит в природных условиях. Действие природных факторов продолжается, но сильно видоизменяется. С заменой природной растительности на культурную изменяются состав почвенных микроорганизмов и характер биохимических процессов.В результате правильной агротехники, применения высоких доз органических удобрений, фитомелиорации и других приемов создаются окультуренные и культурные почвы.