Факторы почвообразования

Примером осуществления  хемосинтеза является деятельность нитрифицирующих бактерий. Под нитрификацией  понимают процесс биохимического окисления аммиака до азотной кислоты. О количественном масштабе процесса нитрификации можно судить по тому, что за один год деятельности нитрифицирующих бактерий может образоваться до 300 кг солей азотной кислоты на 1 г почвы.

Аналогично  происходит хемосинтез у других нитрифицирующих бактерий. Источником энергии для поглощения углерода из углекислого газа могут служить реакции окисления сероводорода, тиосоединений серы, соединений Fe (II), Mn (II) и т. д. Накопление сульфатов в результате деятельности серобактерий в приповерхностном слое почвы достигает 200-250 кг на 1 г почвы.

Определенные  группы бактерий обладают способностью поглощать молекулярный азот из воздуха. Этот процесс получил название фиксации азота. Нехватка азота в почве сдерживает развитие растительности, ограничивает возможности сельскохозяйственного использования почвы. Значение азотофиксирующих бактерий чрезвычайно велико, так как только благодаря их деятельности для всей остальной массы живых организмов становится доступным атмосферный азот.

Гетеротрофные бактерии поглощают необходимый  углерод из готовых органических соединений, разлагая сложные соединения на простые. Благодаря их деятельности осуществляется грандиозный процесс разрушения колоссального количества мертвого органического вещества, ежегодно поступающего в почву, и освобождение химических элементов, прочно связанных в составе органических остатков.

Актиномицеты  – лучистые грибы. Их используют в  качестве источника углерода разнообразные органические соединения. Они могут разлагать клетчатку, лигнин, перегнойные вещества почвы. Учавствуют в образовании гумуса. Актиномицеты лучше развиваются в почвах с нейтральной и слабощелочной реакцией, богатых органическим веществом и хорошо обрабатываемых. К актиномицетам относят близкие к ним проактиномицеты, микобактерии, микромоноспоры и микоккоки.

Среди почвенных  микроорганизмов исключительно  важное значение принадлежит грибам. Большая часть грибов состоит из ветвящихся нитей (гиф), образующих тело гриба (мицелий). Наиболее распространены плесневые грибы, а в лесных почвах гриб – мукор. Грибы разрушают клетчатку и лигнин, участвуют в разложении белков. При этом образуются органические кислоты, увеличивающие почвенную кислотность и влияющие на преобразование минералов. Так же как актиномицеты, грибы преимущественно являются аэробами.

Мицелий грибов часто развивается на корнях растений и даже в клетках высших зеленых  растений. Подобный симбиоз высших растений с грибами называется микоризой. В этом симбиозе мицелий гриба выполняет функции всасывающего аппарата корневой системы, обеспечивая растения водой и пищей. В силу того, что грибы усваивают питательные вещества непосредственно из органических соединений, микориза обеспечивает развитие растений на почвах, богатых слаборазложившимися растительными остатками. В свою очередь, мицелий грибов использует для питания углеводы и некоторые органические кислоты, поступающие из листьев в корни растений.

Водоросли распространены во всех почвах, главным образом  в поверхностном слое. Содержат в своих клетках хлорофилл.

В болотных почвах и на рисовых полях водоросли  улучшают аэрацию, усваивая растворенный СО₂ и выделяя в воду кислород.

Водоросли активно  участвуют в процессах выветривания пород и в первичном процессе почвообразования.

Лишайники не относятся к микроорганизмам, но поскольку они представляют собой сложное симбиотическое образование гриба и водоросли, целесообразно рассмотреть их участие в почвообразовании. Лишайники поселяются как на органическом веществе, так и на горных породах. Особый интерес представляет их деятельность на горных породах. Воду и углерод лишайники получают из атмосферы, а другие химические элементы – за счет разрушения минералов.

Помимо растительных организмов в почве распространены простейшие животные организмы. Это преимущественно корненожки, жгутиковые и реснитчатые инфузории, но роль их в почвообразовании недостаточно выяснена.

Роль  животных в процессах почвообразования.

Беспозвоночные  животные. Почву населяют разнообразные  беспозвоночные: дождевые черви, энхитреиды, членистоногие (клещи, ногохвостки), кивсяки и другие. Они играют  исключительно важную роль в процессах превращения растительных остатков, используя последние в качестве пищи и существенно ускоряя биологический круговорот.

Среди беспозвоночных животных особенно большая роль в процессах почвообразования и создания плодородия почвы принадлежит дождевым червям. Их деятельность разнообразна. Проделывая многочисленные  ходы и норки, они улучшают физические свойства почвы: повышают ее пористость, аэрацию, влагоемкость и водопроницаемость. В почвах, обогащенных продуктами жизнедеятельности дождевых червей – капролитами, значительно возрастает количество гумуса, увеличивается сумма обменных оснований, снижается кислотность. Почвы содержащие капролиты червей, отличаются и более водопрочной структурой. Таким образом, дождевые черви улучшают не только физические свойства и структуру почвы, но и ее химический состав.

Насекомые. В  почве живет значительное количество насекомых (жуки, муравьи и др.), которые  оказывают существенное влияние на поочвообразовательный процесс. Проделывая в почве многочисленные ходы, они разрыхляют почву и улучшают ее физические и водные свойства. Насекомые, активно участвуя в переработке растительных остатков, обогащают почву гумусом и минеральными веществами.

Позвоночные животные. Среди позвоночных, активно участвующих в процессах почвообразования, значительная роль принадлежит грызунам.

Все грызуны  роют в почвенной толще норы, перемешивая  и выбрасывая на поверхность огромное количество земли. Некоторые из них образуют в почве так называемые кротовины – ходы, засыпанные массой почвы или породой.

На почвенном  профиле кротовины имеют округлую форму и выделяются по окраске и степени уплотненности.

В степных районах  землерои настолько сильно перемешивают верхние горизонты с нижними, а также выбрасывают наверх почву  нижних горизонтов, что на поверхности  образуется своеобразный микрорельеф, особенно характерный для степи. Иногда степень перерытости так велика, что почву характеризуют как перерытый "кротовинный" чернозем, перерытую каштановую почву или перерытый чернозем.

Роль  растительности в почвообразовании.

На суше ежегодно образуется 5·3·10¹⁰ т биомассы, синтезируемой зелеными растениями за счет СО₂ атмосферы, солнечной энергии, воды и минеральных соединений, поступающих из почвы. Часть этой биомассы в виде корневых остатков и наземного опада ежегодно возвращается в почву. Зеленые растения, таким образом, - единственный первоисточник органических веществ в почве, и основной функцией их как почвообразователей следует считать – биологический круговорот веществ – поступление из почвы элементов питания и воды, синтез органической массы и возврат ее в почву после завершения жизненного цикла. Следствие биологического круговорота – аккумуляция потенциальной энергии и элементов азотного и зольного питания растений в верхней части почвы, обусловливающая постепенное развитие почвенного профиля и основного свойства почвы – ее плодородия. Зеленые растения участвуют в трансформации минералов почвы – разрушение одних и синтез новых, в формировании сложения и структуры всей корнеобитаемой части профиля, а также в регулировании водно-воздушного и теплового режимов почв.  Характер участия зеленых растений в почвообразовании различен в зависимости от типа растительности и интенсивности биологического круговорота.

 

1.4 РЕЛЬЕФ КАК ФАКТОР ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

 

Характеристика  рельефа основывается на изучении его  генезиса. Различают три группы форм рельефа: макрорельеф, мезорельеф и микрорельеф.

Под макрорельефом понимают самые крупные формы рельефа, определяющие общий облик территории: равнины, плато, горные системы. Возникновение макрорельефа связано главным образом с тектоническими явлениями в земной коре.

Мезорельеф  – формы рельефа средних размеров: увалы, холмы, лощины, долины, террасы и их элементы – плоские участки, склоны разной крутизны. Возникновение мезорельефа связано в основном с экзогенными геологическими процессами, на которые оказывает большое влияние медленные поднятия и опускания некоторых участков суши.

Под микрорельефом  понимают мелкие формы рельефа, занимающие значительные площади, с колебаниями относительных высот в пределах одного метра. Сюда относятся бугорки, понижения, западины, возникающие на ровных поверхностях рельефа из-за просадочных явлений, мерзлотных деформаций или по другим причинам. На склонах микрорельеф иногда определяется сползанием почвенно-грунтовых масс или почвенно-эрозионными процессами.

Широко развиты  склоновые формы рельефа, которые  принято характеризовать по крутизне, формам и экспозиции.

Значение рельефа  в формировании почв и развитии почвенного покрова велико и разнообразно.

Рельеф выступает  как главный фактор перераспределения  солнечной радиации и осадков в зависимости от экспозиции и крутизны склонов и оказывает влияние на водный, тепловой, питательный, окислительно-восстановительный и солевой режимы.   

 Элементы  мезо- и микрорельефа  и особенно  склоны разной крутизны прежде всего перераспределяют влагу осадков на земной поверхности и регулируют соотношение вод, стекающих по поверхности, просачивающихся в почву, накапливающихся в понижениях. Поверхности разного наклона и экспозиции получают неодинаковое количество солнечной радиации, что отражается на условиях температурного и водного режима. Различия в увлажнении вызывают изменения питательного, окислительно-восстановительного и солевого режимов.

Все это приводит к поселению и развитию различной  растительности, к существенным отличиям в синтезе и разложении органического вещества, превращении почвенных минералов и в конечном счете к образованию разных почв в различных условиях рельефа.

В настоящее  время выделяют по положению в  рельефе и по определяемому им перераспределению осадков следующие группы почв, которые называются рядами увлажнения.

Автоморфные почвы – формируются на ровных поверхностях и склонах в условиях  свободного стока поверхностных вод, при глубоком залегании грунтовых вод (глубже 6 м).

Полугидроморфные  почвы – формируются при кратковременном  застое поверхностных вод или при залегании грунтовых вод на глубине 3-6 м.

Гидроморфные  почвы – формируются в условиях длительного поверхностного застоя вод или при залегании грунтовых  вод на глубине менее 3 м.

Рельеф оказывает  большое влияние на развитие эрозионных процессов. В условиях склоновых форм рельефа возможно проявлении водной эрозии, т. е. смыва и размыва почвы. В равнинных районах благоприятствуют ветровой эрозии.

 

1.5 ВОЗРАСТ ПОЧВ

 

Процесс почвообразования протекает во времени. Каждый новый  цикл почвообразования (сезонный, годичный, многолетний) вносит определенные изменения в превращения органических и минеральных веществ в почвенном профиле. Поэтому фактор времени имеет огромное значение в формировании и развитии почв.

Различают понятия:

1. Абсолютный возраст – время, прошедшее с начала формирования почвы до настоящего времени. Он колеблется от нескольких лет до миллионов лет. Наибольший возраст имеют почвы тропических территорий, не претерпевших различного рода нарушений (водная эрозия, дефляция).
2. Относительный возраст – скорость почвообразовательного процесса, быстрота смены одной стадии развития почвы другой. Он связан с влиянием состава и свойств пород, условий рельефа на скорость и направление почвообразовательного процесса.

 

1.6 ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА

 

Производственная  деятельность человека – специфический  мощный фактор воздействия на почву (обработка, удобрение, мелиорация) и на весь комплекс окружающих условий развития почвообразовательного процесса (растительность, элементы климата, гидрологию). Это фактор сознательного, направленного воздействия на почву, вызывающий изменение ее свойств и режимов значительно быстрыми темпами, чем это происходит под воздействием природного почвообразования. Производственная деятельность человека в современную эпоху становится решающим фактором почвообразования и повышения плодородия почвы на значительных пространствах земного шара. При этом характер и значимость почвы зависят от социально-экономических производственных отношений, уровня развития науки и техники.

Систематическое применение мероприятий по повышению плодородия почв с учетом их генетических свойств и требований возделываемых культур приводит к окультуриванию почвы, т. е. формированию почв с более высоким уровнем эффективного и потенциального плодородия.

Неправильное использование почв без учета их свойств, условий развития, с нарушением научно обоснованных рекомендаций применения того или иного приема приводит не только к отсутствию необходимого эффекта в повышении плодородия почв, но и может вызвать существенное их ухудшение (эрозия, вторичное их засоление, заболачивание, загрязнение почвенной среды и т. д.).

Задача агронома – на основе знания свойств почв и требований возделываемых культур  осуществлять систему агротехнических  и мелиоративных мероприятий, обеспечивающих непрерывное возрастание почвенного плодородия.