Почва в природе – биология

Роль почв в природе (стр. 1 из 2)

Почва в природе - биология

Введение.

Почвоведение – достаточно молодая наука. Люди всегда взаимодействовали с почвой, но углубить знания и систематизировать оказалось не просто.

Предметом этой науки является почва – особое царство природы, о котором еще в 1771 году профессор Московского университета М.И. Афонин на торжественном собрании университета сказал так: “Почва есть самое преизящнейшее Всевышнего существа творение”.

Сейчас почва рассматривается как органоминеральное природное тело, со своими особенностями и функциями…

Роль почв в природе.

Почвенный покров образует одну из геофизических оболочек Земли – педосферу. Основные геосферные функции почвы как природного тела обусловлены положением почвы на стыке живой и неживой природы. И главная из них – обеспечение жизни на Земле.

Именно в почве укореняются наземные растения, в ней обитают мелкие животные, огромная масса микроорганизмов. В результате почвообразования именно в почве концентрируются жизненно необходимые организмам вода и элементы минерального питания в доступных для них формах химических соединений.

Таким образом, почва – условие существования жизни, но одновременно почва – следствие жизни на Земле.

Существуют следующие общие функции почв:

· Запасание энергии т.к. почва является важнейшим условием фотосинтетической деятельности растений.

· Обеспечение постоянного взаимодействия большого геологического и малого биологического круговоротов веществ

· Почва участвует в процессе регулирования состава атмосферы и гидросферы

· Регулирование биосферных процессов, в частности плотности и продуктивности живых организмов на земной поверхности

· Обеспечение существования жизни на земле

Но помимо этого существуют еще экологические и биосферные функции почвы, которые также необходимо знать при изучении и анализе почвенного покрова.

Экологические и биосферные функции почв.

Экологические функции почв – учение о роли и формах участия почв в функционировании и динамике различных природных и социоприродных систем.

Современные представления о экологических функциях почв позволяет преодолеть доминирующее одностороннее восприятие почвы как объекта сельскохозяйственного труда и трактовать почвенный покров Земли – педосферу как незаменимую планетарную оболочку, без которой невозможно благополучие биосферы и общества. Выделяются две основные категории почвенных экофункций: глобальные и биогеоценотические (экосистемные).

Глобальные функции подразделяются на гидросферные, атмосферные, литосферные, общебиосферные и этносферные.

В группе гидросферных функций почв обособляются: трансформация почвой поверхностных вод в грунтовые; участие почвы в формировании речного стока и влияние ее на биопродуктивность водоемов за счет приносимых почвенных соединений; работа почвы в качестве барьера, защищающего акватории от загрязнений и др. Антропогенная деятельность вызывает сильные изменения водного режима почв и водного баланса территорий. К сожалению, последствия этих изменений учитываются явно недостаточно, хотя во многих случаях они служат причиной крупных негативных явлений регионального и глобального масштаба. Среди них – нарушение естественного водообмена в геосистемах, гипертрофирование гидрологических функций почв, их переувлажнение при орошении, что сопровождается процессами вторичного засоления, опустынивания в аридных и семиаридных зонах.

Группа атмосферных функций почв включает в себя: поглощение и отражение почвой солнечной радиации; регулирование влагооборота атмосферы; поставку в воздушную оболочку твердого вещества и микроорганизмов; поглощение и удержание некоторых газов от ухода в космическое пространство; регулирование газового режима атмосферы. Например в структурном пахотном горизонте почти полное обновление воздуха может происходить каждый час. Масштабы потребления и выделения газов почвой характеризуются исключительным размахом. За 1 ч. кислорода потребляется 1000-4000 л/га, в таких же примерно количествах выделяется углекислый газ. Важным является взаимодействие почвы с подземной атмосферой, представляющее весьма важную область исследований. Значимость этого вопроса становится все более очевидной в связи с установлением значительного разнообразия проявлений подземной атмосферы и большого ее удельного веса в суммарной газовой оболочке Земли.

Работы микробиологов показали, что в почве распространена микрофлора, окисляющая углеводороды, проникающие в нее из подземной атмосферы. Причем повышенные концентрации бактерий, окисляющих пропан и гептан, были обнаружены над залежами нефти и газа.

В то же время в приземном воздухе этих районов до вскрытия месторождений углеводороды отсутствовали, что свидетельствует об эффективности работы почвенного бактериального фильтра.

Экологическое значение данной функции почвенных и подпочвенных микроорганизмов трудно переоценить, ведь благодаря ее действию атмосферная среда обитания высших организмов оказывается защищенной от вредного действия горючих газов.

Там, где в районе промыслов уничтожается почвенный защитный бактериальный фильтр, содержание углеводородов в атмосфере достигает десятых долей, а иногда и нескольких процентов.

Таким образом, можно констатировать, что газорегуляторная функция почвы наряду с аналогичной функцией наземных биоценозов – действенный механизм поддержания почвой атмосферы в определенном режиме, сформировавшемся в ходе эволюции.

Это достигается многообразием и эффективностью конкретных форм влияния почвы на атмосферу, к которым относятся: выделение многочисленных газообразных почвенных продуктов в атмосферу, биологическое и физико-химическое поглощение газов тропосферы, фиксация газов, выделяющихся из недр Земли, и др.

Литосферные функции почв включают в себя: биохимическое преобразование верхних слоев литосферы при участии почвообразовательного процесса; роль почвы как источника вещества для образования минералов, пород, полезных ископаемых; вклад почвы в защиту литосферы от чрезмерной эрозии, в обеспечение условий ее нормального развития и др.

Анализируя сущность основных литосферных функций почвы, необходимо иметь в виду, что верхняя часть каменной оболочки, граничащая с гидросферой и воздушной оболочкой, находится в особых термодинамических условиях.

Поверхностные горизонты литосферы испытывают постоянное разрушающее воздействие ряда агентов.

На континентах особую разрушающую силу несут с собой движущиеся воды и ветер, наиболее интенсивно воздействующие на не защищенные почвенным и растительным покровом дневные горизонты геологических пород.

В группе общебиосферных почвенных функций почва выступает как среда обитания, аккумулятор и источник вещества и энергии для организмов суши, связующее звено биологического и геологического круговоротов, планетарная мембрана, защитный барьер и условие нормального функционирования биосферы, фактор биологической эволюции.

Особый интерес представляет роль почвы как среды обитания и фактора биологической эволюции. Роль почвы как среды обитания для растений и животных проявляется, прежде всего, в том, что именно с ней связаны существование большинства видов живых организмов и образование основной массы живого вещества планеты.

Доказано (М.С. Гиляров, Д.А. Криволуцкий и др.), что без почвы оказалось бы невозможным то разнообразие наземных форм жизни, которое имеет место в настоящее время.

Однако антропогенные воздействия на биосферу, приводящие к негативным изменениям в почвенной оболочке, ослабляют ее роль как благоприятной среды обитания для многих групп организмов, что с неизбежностью приводит к снижению биоразнообразия.

Значительная роль почвенного покрова в дифференциации географической оболочки и биосферы. Природные зоны отражают порядок чередования и пространственная ориентация зон определяют структуру континентальной части географической оболочки и биосферы.

Почва является фактором биологической эволюции. До сих пор оценка значимости почвы не реализована в полной мере. Анализируя почву ученые пришли к выводу о том, что почвенная оболочка промежуточная между водной и воздушной, через которую возможен постепенный переход от водного образа жизни к наземному. [3]

Этносферные функции почв . Среди выдающихся достижений междисциплинарных направлений исследования взаимосвязей природы и общества в числе первых следует назвать географо-этнологические работы Л.Н.

Гумилева, обобщенные им в монографиях «Этногенез и биосфера Земли» (1990), «Тысячелетие вокруг Каспия» (1993) и ряде других публикаций.

Убедительно показав, что «разнообразие ландшафтов – вот причина этнической мозаичности антропосферы», ученый стимулировал многие науки по-новому оценить степень зависимости этносов и общества в целом от различных компонентов географической среды и биосферы в целом.

Данная оценка должна коснуться и почвоведения, поскольку в прямой и опосредованной форме степень влияния почвы на этногенез весьма ощутимо. «Космические и планетарные вариации стоят на несколько порядков выше этногенезов, влияют на всю биосферу, включающую не только совокупность живых организмов, но и почвы… И хотя этносы – «капли в океане биосферы», они не могут не реагировать на ее флуктуации».

Анализ данного вопроса дает основание выделить категорию этносферных, а также социосферных функций почвы, существенно определяющих этногенез и жизнь этносферы и социосферы.

Среди таких функций можно назвать: роль почвы как одного из важных факторов существования и динамики этносферы и социосферы; участие ее в формировании полезных ископаемых и энергетических ресурсов, используемых этносами Земли; почва как место для поселений, промышленных и дорожных объектов; сохранение почвой информации о развитии природной и этнокультурной среды и др.

Источник: http://MirZnanii.com/a/24567/rol-pochv-v-prirode

Почва, ее место и роль в природе – Роль почвы в природе

Выходные данные
Безуглова О.С. Почва, ее место и роль в природе // Соросовский образовательный журнал.-1999.-12.-с.40-46.

Страница 3 из 5.

РОЛЬ ПОЧВЫ В ПРИРОДЕ

Почвенный покров образует одну из геофизических оболочек Земли – педосферу. Основные геосферные функции почвы как природного тела обусловлены положением почвы на стыке живой и неживой природы. И главная из них – обеспечение жизни на Земле.

Именно в почве укореняются наземные растения, в ней обитают мелкие животные, огромная масса микроорганизмов. В результате почвообразования именно в почве концентрируются жизненно необходимые организмам вода и элементы минерального питания в доступных для них формах химических соединений.

Таким образом, почва – условие существования жизни, но одновременно почва – следствие жизни на Земле.

Запасание энергии – следующая общая функция почвы. Почва является важнейшим условием фотосинтетической деятельности растений. Этим путем аккумулируется на Земле колоссальное количество энергии. В.А. Ковда приводит такие данные.

В форме топлива, пищи, кормов ежегодно на земном шаре расходуется примерно 7 ” 1012 кВт ” ч этой энергии. Еще 16,2 ” 1012 кВт ” ч человечество сжигает в виде ископаемого топлива (угля, нефти, газа, торфа), созданного в прошлые геологические эпохи также, по-видимому, растениями.

Другие источники энергии (реки, ветер, ядерное топливо) дают неизмеримо меньше энергии. И в настоящее время и, вероятно, еще долго в будущем именно система почва – растения – животные будет главным поставщиком трансформированной энергии Солнца человечеству.

Живое вещество неустойчиво, после отмирания организмов оно быстро разрушается, минерализуется, и только небольшая часть его превращается в почве в гумус и надолго сохраняется, обеспечивая нормальное функционирование почв в биосфере.

Третья глобальная функция почвы – обеспечение постоянного взаимодействия большого геологического и малого биологического круговоротов веществ, так как биогеохимические циклы элементов, в том числе таких важнейших биофилов, как углерод, азот, кислород, осуществляются через почву.

Эти элементы в разной форме и в разных соотношениях участвуют в синтезе органического вещества растениями. Затем они проходят сложный цикл превращений в почве, и часть продуктов поступает в атмосферу и гидросферу. Тем самым почва участвует в процессе регулирования состава атмосферы и гидросферы.

Это четвертая глобальная функция почвы.

Пятая глобальная функция почвы – регулирование биосферных процессов, в частности плотности и продуктивности живых организмов на земной поверхности. Почва обладает не только плодородием, она имеет и свойства, лимитирующие жизнедеятельность тех или иных организмов.

Не случайно зарождение древних цивилизаций происходило в тех регионах нашей планеты, где естественное плодородие почв особенно велико.

Таким образом, почва – основное средство производства и объект труда в сельском хозяйстве, а ее распределение – причина острых социальных конфликтов.

Источник: http://dssac.ru/soil.html?start=2

Биология почвы

Почва кишит жизнью и дает ее. Микробы в почве по размеру колеблются от микроскопических бактерий до макроскопических земляных червей и микрочленистоногих. Некоторые почвоведы утверждают, что на лопате с землей из сада можно обнаружить больше видов организмов, чем на всех надземных дождевых лесах Росии.

Бактерии – самые распространенные клетки в почве. Они могут встречаться по одиночке или собираться в группы. Бактерии, как и прочие организмы, в почве отвечают за разложение растительных остатков.

Они выделяют энзимы, которые расщепляют такие молекулы как сахара и крахмалы, до основных химических составляющих, таких как углерод и азот, из которых бактерии могут извлекать энергию.

Читайте также:  Углеводы. липиды - биология

Если питательные вещества не востребованы бактериями (или другими разлагающими организмами), то они высвобождаются в почву и становятся доступными для потребления растениями. Прочие типы бактерий, такие как микоризы, образуют специфические связи с растениями (например, с бобовыми культурами).

Симбиотические связи приводят к образованию растениями клубеньков. Эти бактерии связывают азот из воздуха и превращают его в аммонийный азот, т.е. в ту форму. В которой его может впитывать растение.

Актиномицеты являются еще одним типом бактерий, из которых было произведено большое количество антибиотиков. Они работают на разложение более крупных молекул лигнина в растительных остатках и являются причиной возникновения «землинистого» запаха благодаря выработке геосмина («запаха земли»).

Грибки также важны для разложения растительных остатков, особенно стойких соединений, таких как гемицеллюлоза и лигнины. Они менее чувствительны к кислотной среде, чем бактерии. Девяносно процентов растений, за исключением семейства капустных (Brassica) и некоторых других.

Вступают в симбиоз с некоторыми грибками, которые называются грибками микоризы. Микориза означает «корень гриба». Грибок проникает в клетки корней и образует специальные структуры под названием арбуксулы, которые являются местом обмена питательными веществами между растением и грибком.

Грибок также производит гифы. Которые прорастают в почву и поглощают воду и питательные вещества, особенно фосфор, а потом перемещают их к растению. В обмен на них грибок получает от растения углеводы, которые использует в качестве источника энергии.

Некоторые почвенные грибки также являются патогенами и вызывают заболевания.

Некоторые основные функции почвенных микроорганизмов
  • Разложение органического вещества (растительные остатки)
  • Минерализация и круговорот питательных веществ
  • Фиксация азота
  • Детоксификация загрязняющих веществ
  • Поддержание структуры почвы
  • Биологические методы подавления вредителей растений
  • Паразитирование и ущерб для растений

Нематоды обычно являются самыми распространенными многоклеточными организмами в почвах. Они вовлечены в процесс разложения органического вещества и в круговорот питательных веществ, биологическую борьбу с насекомыми и прочими организмами, а также становятся пищей для других почвенных организмов. Многие из них являются паразитами растений и животных.

Водоросли также встречаются в местах, где есть солнечный свет и достаточно влаги. Они могут существовать как отдельные клетки. Так и образовывать длинные цепочки.  Подобно настениям водоросли также содержат хлорофилл и, следовательно, могут превращать солнечный свет в энергию или образовывать более сложные соединения.

Простейшие – это одноклеточные животные, которые классифицируются в зависимости от органов, при помощи которых они передвигаются (ресничные, жгутиковые и т.д.

) они могут питаться непосредственно клетками микробов, такими как бактерии и грибки, или поглощать растворённые органическое и неорганические соединения.

Благодаря тому, что простейшие питаются другими микроорганизмами в почве, они полезны для минерализации азота в сельскохозяйственных системах.  

Большие макроскопические организмы, такие как земляные черви, насекомые и многоножки, важны для улучшения аэрации, дренажа почвы и аэрации благодаря тому, что они прокладывают в почве ходы.

Все живоое в почве взаимодействует между собой, и эти отношения называются пищевой сетью и почве.

Когда органическое вещество является изначальным источником питания, бактерии, грибки, актиномицеты и нематоды потребляют его и выделяют питательные вещества для впитывания растениями. А ими.

В свою очередь, питаются почвенные организмы большего размера: членистоногие. Земляные черви и т.д. 

Источник: http://biogran.su/ru/k2-items/advantages/polezno-znat/134-biology-of-ground

Почва и жизнь на Земле

Почвенный покров Земли кажется нам обычным и вечно существующим в природе. Однако это не так. Природа создавала почву в течение 4,5 миллиардов лет! Основой для образования почвы послужили продукты выветривания горных пород. Выветривание – это сложный процесс, результат совместного действия многих физических, химических и биологических факторов. Видео 37.

Условно это отражено в формуле: Горные породы + Солнце + воздух + вода + живые организмы = почва.

Процесс почвообразования никогда не прекращается, конечно, он идет и в наши дни, но очень медленно. Почва находится в постоянном процессе развития – формирования или разрушения.

Длительность процесса образования почвенного покрова Земли обусловлена многими факторами. На образование почвы требуются многие тысячелетия.

В то же время нерациональное природопользование, губительное для почвы, может уничтожить ее всего за несколько лет.

Как Вы думаете, следует почву отнести к возобновляемым, или невозобновляемым природным ресурсам? Можно ли дать однозначный ответ на этот вопрос?

Благодаря почвенному покрову Земли обеспечивается жизнь растений, животных и человека. Почва – важнейший компонент всех наземных экологических систем Земли и сама является уникальной экосистемой (см. подробнее темы 2 и 3).

Она осуществляет связи живых организмов с литосферой, атмосферой и гидросферой. Почва – это объект изучения отдельной науки – почвоведения. Родоначальник почвоведения – выдающийся русский ученый Василий Васильевич Докучаев.

 В Петербурге находится Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева, который является одним из крупнейших в мире музеев почвенно-экологического профиля.

В музее можно получить ответы на вопросы – Что такое почва? Как она образуется? Что на этой почве растет? Кто в этой почве живет? Музей является хранителем богатейшей коллекции почв из различных природных зон мира.

В настоящее время ученые выделяют около ста типов почв. Почему существуют разные типы почв?

Многобразие почв связано, разумеется, с многообразием условий, в которых они формировались. Особенно большое значение имеют климат и свойства тех пород, из которых образовалась почва.

Рассмотрите рисунок и сравните чернозем, дерново-подзолистые и тундровые подзолистые почвы.

Знаете ли Вы, какие типы почвы характеры для Вашей местности? В почве имеется нескольких слоев, связанных между собой.Видео 38. Среди них различают коренную породу, которая подвергается выветриванию при выходах ее на поверхность, и материнскую, из которой формируется верхний слой почвы. Нижележащий слой называется подпочвой.

Уникальное свойство почвы – плодородие. Именно оно обеспечивает существование жизни на Земле. Плодородие почвы обусловлено содержанием в ней гумусных веществ (гумуса).

Гумус – это скопление органических веществ, которые образовались при гниении растительных и других остатков живого. Он придает почве черный цвет и обеспечивает рост и развитие растений (т.е. жизнь на Земле).

Чем больше в почве гумуса, тем она плодороднее. Больше всего гумуса содержится в черноземных почвах. Видео 39.

Из чего состоит почва?

Примерно 50% пространства в почве занимает воздух, заполняющий промежутки между твердыми частицами. Около 45% массы почвы приходится на долю минеральных веществ, около 5% – на долю органических веществ. Однако эти сведения о составе почвы не дают настоящего представления о ней.

Мы привыкли думать, что почва мало населена, что основная масса живых организмов находится на ее поверхности. Но это совсем не так! Для многих животных она является средой обитания.

Все знают, что в почве живут и дождевые черви, и личинки насекомых, и сами насекомые. Почва служит местом гнездования и строительства жилищ для многих птиц и других животных.

 Расчеты ученых показывают, что масса живого в почве составляет ? массы живых обитателей лесов и более ? массы живого степной растительности.

Установлено, что чем меньше размеры организмов, тем больше их число в почве. Так, в 1 м3 почве находится несколько десятков миллионов червей и насекомых. А в 1 грамме почвы содержится более миллиона простейших микроорганизмов.

 В целом количество почвенных микроорганизмов на Земле ученые оценивают приблизительно в один миллиард тонн! Однако значение живых организмов в почвенных процессах определяется не их массой, а той огромное работой, которую они совершают.

 Видео 40.

Мы не замечает работу почвенных бактерий, которые непрерывно перерабатывают отмирающие части растений и других организмов. Но если бы она прекратилась, поверхность Земли была бы завалена этими остатками.

Трудно представить, что было бы с нашей прекрасной Планетой через какие-нибудь сто лет! А дождевые черви, как известно, питаясь, заглатывают почву.

Если в одном гектаре почвы обитает около 140 тысяч дождевых червей, то их масса составляет 500 кг! А это значит, что за один год они пропускают через свой организм около десяти тонн почвенной массы!

В чем заключается биосферная функция почвы?

Важно понимать, что для характеристики почвы недостаточно знать ее состав. Научное знание о почве связано с пониманием того, что она представляет собой сложное природное тело, имеющее определенное строение(структуру). Будем помнить: Почва – это не механическая смесь различных веществ. Почва – это сложнейшая система взаимодействия минеральных, органических веществ и живых организмов.

Благодаря их взаимодействию почва выполняет свои биосферные функции. Но, повторим, оно обеспечивается не только составом, но и строением почвы.

Почва состоит из очень мелких частиц. В пленке воды, обволакивающей почвенные частицы, живут микроскопические организмы. Более крупные поселяются между частицами почвы, как в пещерах. И те, и другие составляют с почвой единое образование. Тем, что живут на поверхности частиц, необходим воздух, а те, что находятся внутри частиц, способны жить без воздуха.

Питание, дыхание и все другие процессы жизнедеятельности живых организмов приводят к множеству изменений в составе почвы. При этом они вовлекают в эти процессы вещества, содержащиеся в воздухе и растворенные в воде, а сами выделяют образовавшиеся в процессе их жизнедеятельности новые вещества.

Таким образом, почва выполняет свою биосферную функцию как конечного звена, обеспечивающего создание всей биомассы Планеты.

Разрушение почвы может происходить как в результате природных процессов, так и под влиянием нерациональных действий человека.

Разрушение почвенного покрова на месте рубки леса

Такие природные процессы, как наступление ледников, извержение вулканов, образование гор, землетрясения, ураганы, смерчи или наводнения, не могут не влиять на состояние земной коры и на процессы почвообразования.

 Но естественная эрозия почвы(разрушение и снос верхних наиболее плодородных слоев в результате действия воды и ветра) – это медленный непрерывный процесс, одновременно с которым формируется новый почвенный слой. В отличие от естественной,антропогенная эрозия почвы вызвана вмешательством человека в природную среду в хозяйственных целях.

Нерациональное использование полей и пастбищ, вырубка леса, осушение водоемов и тому подобное – все это может уничтожить плодородие почвы за очень короткий срок.

Например, первые поселенцы в Америке так нещадно эксплуатировали землю, что за 100 лет погубили 20% пахотных земель. Почва также разрушается вследствие заболачивания, опустынивания.

Горькое свидетельство безоглядной эксплуатации человеком природы – это и пустыни Северной Африки, и Прибалтийские дюны, и эродированные пространства в Австралии, Пакистане, в Индии и Канаде.

Только в европейской части нашей страны насчитывается до 2 миллионов оврагов, которые образовались в основном вследствие распашки земли. Ежегодно земельные угодья теряют слой плодородной почвы, на создание которого природа затратила тысячи лет.

Почвоведы называют эрозию настоящей трагедией.

Ученые считают, что для сохранения экологической устойчивости территории в каждой природной зоне должно соблюдаться определенное соотношение пашен, пастбищ и лесов. Так, например, в лесостепи, по исследованиям В.В. Докучаева, лесов должно быть 10-18%. Сейчас из-за чрезмерной распашки их осталось значительно меньше.

По современным данным человечество уже утратило за исторический период около 2 млрд. га некогда плодородных земель, превратив их в антропогенные пустыни. Это больше, чем площадь всей современной пашни в мире, составляющей 1,5 млрд. га.

В конце ХХ века стало очевидным, что деградация почв приобрела угрожающие размеры и является одной из основных угроз глобального экологического кризиса. Это особенно тревожно, если учесть, что, последним оценкам, в мире насчитывается более одного миллиарда голодающих, то есть каждый шестой житель планеты.

 А это значит, что сейчас страдают от голода и истощения больше людей, чем когда бы то ни было в истории человечества, в то время как плодородие почв и площадь пригодных для сельского хозяйства земель сокращаются.

Мы когда-нибудь задумываемся над тем, что в нашей жизни значит почва? Пожалуй, очень редко. Нам кажется, что, поскольку почва – это не цветок, не насекомое, не зверь, что с ней может случиться? Так и будет всегда лежать под ногами.

А вместе с тем всемирно известный эколог Жан Пьер Дорста сказал: “Почва – наш самый драгоценный капитал.

Читайте также:  Многообразие водорослей - биология

Жизнь и благополучие всего комплекса наземных биоценозов, естественных и искусственных, зависит, в конечном счете, от тонкого слоя, образующего самый верхний покров Земли”.

Недооценивая роль этого величайшего природного богатства, человечество ставит под угрозу само свое существование.

Охрана почвы от ее разрушения, борьба с уменьшением ее плодородия – важнейшая экологическая проблема, требующая безотлагательного пристального внимания мирового сообщества.

Источник: http://u3a.ifmo.ru/pochva-i-zhizn.html

Почва — живой организм

Категория: Общие сведения о растениях

Почва — это живой организм, состоящий из бесчисленных микроскопических живых существ. Число и разнообразие живых микроорганизмов в почве неизмеримо. В 1 г.

почвы содержатся миллиарды бактерий, грибков, водорослей и других организмов, а кроме того, великое множество дождевых червей, мокриц, многоножек, улиток и других почвенных организмов, которые в результате процесса обмена веществ перерабатывают отмершие белковые организмы и другие органические остатки в питательные вещества, доступные для усвоения растениями. Благодаря их деятельности в почве из исходного растительного и белкового материала образуется гумус, из которого в результате соединения с водой и кислородом высвобождаются питательные вещества для растений. Рыхлая структура почвы также достигается во многом благодаря деятельности

почвенных организмов, которые естественным образом перемешивают минеральные и органические вещества, вырабатывая новую обогащенную субстанцию. Это значительно повышает плодородие почвы. Изучением почвообитающих животных занимается специальная отрасль науки — почвенная зоология, сформировавшаяся лишь в нашем столетии.

После того как специалисты разработали методы учета и фиксации животных, что связано со значительными техническими трудностями, глазам зоологов предстало целое царство существ, разнообразных по строению, образу жизни и своему значению в естественных процессах, происходящих в почве.

По биологическому разнообразию животный мир почвы можно сравнить разве что с коралловыми рифами — классическим примером наиболее богатых и разнообразных природных сообществ на нашей планете.

Среди них и крупные беспозвоночные типа дождевых червей, и микроорганизмы, которые невозможно увидеть невооруженным глазом.

Помимо мелких размеров (до 1 мм) большинство почвообитающих беспозвоночных животных имеет и незаметную окраску покровов тела, беловатую или серую, поэтому разглядеть их можно только после специальной обработки фиксаторами, под лупой или микроскопом.

Микроорганизмы составляют основу животного населения почвы, биомасса которой достигает сотни центнеров на гектар. Если говорить о численности дождевых червей и других крупных беспозвоночных, то она измеряется десятками и сотнями на один квадратный метр, а численность мелких и микроскопических организмов достигает миллионов и миллиардов особей.

К примеру, простейшие и круглые черви (нематоды) с размером тела до 0,01 мм по своей физиологии — типично водные существа, способные дышать кислородом, растворенным в воде.

Мельчайшие размеры позволяют им довольствоваться микроскопическими капельками влаги, заполняющей узкие почвенные полости. Там черви передвигаются, находят пищу, размножаются.

При пересыхании почвы они способны длительное время находиться в неактивном состоянии, покрываясь снаружи плотной предохранительной оболочкой из застывающих выделений.

Из почвенных организмов покрупнее можно назвать почвенных клещей, ногохвосток, мелких червячков — ближайших родственников дождевых червей. Это уже настоящие сухопутные животные. Они дышат атмосферным кислородом, заселяют воздушные внутрипочвен-ные полости, корневые ходы, норы более крупных беспозвоночных. Мелкие размеры, гибкое

Почвенные организмы являются жизненно необходимым звеном в замкнутом цикле обмена веществ. Благодаря их жизнедеятельности все продукты органического происхождения разлагаются, перерабатываются и приобретают доступную для растений минеральную форму. Минеральные вещества, растворенные в воде, поступают из почвы к корням растений, и цикл начинается сначала

тело позволяют им использовать даже самые узкие промежутки между почвенными частицами и проникать в глубокие горизонты плотных суглинистых почв. Например, панцирные клещи уходят вглубь на 1,5—2 м. Для этих мелких почвенных обитателей почва также не плотная масса, а система ходов и полостей, соединенных между собой.

Животные обитают на их стенках, как в пещерах. Переувлажнение почвы оказывается столь же неблагоприятным для ее обитателей, как и пересыхание. Хорошо различимы почвенные беспозвоночные с размерами тела крупнее 2 мм.

Здесь можно встретить разнообразные группы червей, наземных моллюсков, ракообразных (мокрицы, бокоплавы), пауков, сенокосцев, лож-носкорпионов, многоножек, муравьев, термитов, личинок (жуков, двукрылых и перепончатокрылых насекомых), гусениц бабочек Дождевые черви и некоторые личинки насекомых имеют сильно развитую мускулатуру. Сокращая мышцы, они увеличивают диаметр своего тела и раздвигают почвенные частицы. Черви заглатывают землю, пропускают ее через свой кишечник и продвигаются при этом вперед, как бы “проедаясь” сквозь почву. Позади они оставляют свои экскременты с продуктами обмена и слизью, обильно выделяемой в полости кишечника. Этими слизистыми комочками черви покрывают поверхность хода, укрепляя его стенки, поэтому такие ходы долго сохраняются в почве.

А личинки насекомых имеют особые образования на конечностях, голове, иногда на спине, которыми они действуют, как лопатой. Например, у медведок передние ноги превращены в сильные орудия копания — они расширены, с зазубренными краями. Эти скребки способны рыхлить даже очень сухую почву. У личинок же

хрущей, роющих ходы на значительную глубину, орудием рыхления служат верхние челюсти, которые имеют вид треугольных пирамидок с зубчатой вершиной и с мощными гребнями по бокам. Личинка ударяет этими челюстями в почвенный комочек, разбивает его на мелкие частицы и подгребает их под себя.

Другие крупные обитатели почвы живут в уже имеющихся полостях. Они отличаются, как правило, очень гибким тонким телом и могут проникать в очень узкие и извилистые ходы. Роющая деятельность животных имеет большое значение для почвы.

Система ходов улучшает ее аэрацию, что благоприятствует росту корней и развитию аэробных микроби-альных процессов, связанных с гумификацией и минерализацией органического материала. Недаром Чарльз Дарвин писал, что задолго до того, как человек изобрел плуг, дождевые черви научились правильно и хорошо обрабатывать землю.

Он посвятил им специальную книгу “Образование почвенного слоя дождевыми червями и наблюдения над образом жизни последних”.

Основная роль почвенных организмов заключается в способности быстро перерабатывать растительные остатки, навоз, бытовые отходы, превращая их в высококачественное естественное органическое удобрение биогумус.

Во многих странах, в том числе и в нашей, червей научились разводить на специальных фермах для получения органических удобрений. Оценить вклад невидимых тружеников почвы вуюрмировании ее структуры помогут следующие примеры.

Так, муравьи, строящие почвенные гнезда, выбрасывают на поверхность из глубоких слоев почвы более тонны земли на 1 га. За 8—10 лет они перерабатывают практически весь заселенный ими горизонт.

А пустынные мокрицы поднимают с глубины 50— 80 см на поверхность почву, обогащенную элементами минерального питания растений. Там, где находятся колонии этих мокриц, растительность более высокая и густая. Дождевые же черви способны перерабатывать в год до 110 т земли на 1 га.

Передвигаясь в земле и питаясь отмершими растительными остатками, животные перемешивают органические и минеральные частицы почвы.

Затаскивая наземный опад в глубокие слои, они тем самым улучшают аэрацию этих слоев, способствуют активизации микро-биальных процессов, что приводит к обогащению почвы гумусом и питательными веществами.

Именно животные своей деятельностью создают гумусовый горизонт и почвенную структуру.

Роль дождевых червей в биологической жизни почвы

Дождевые черви рыхлят почву, проникая в отличие от других почвенных организмов, способных проживать лишь в одном почвенном слое, в разные слои почвы. Через проделанные червями отверстия к корням растений проникают воздух и вода.

Дождевые черви способствуют обогащению почвы кислородом, что предотвращает процессы гниения органического материала

: Дождевые черви поглощают органические остатки, вместе с которыми в пищеварительный тракт попадают минеральные частицы, крупицы глины, почвенные водоросли, бактерии, микроорганизмы.

Там этот разнородный материал перемешивается и перерабатывается, благодаря обменным процессам, дополняется выделениями кишечной микрофлоры червя, приобретая новое состояние, и затем в виде помета попадает в почву.

Это качественно улучшает состав почвы и придает ей склеенную комковатую структуру.

Человек научился обрабатывать почву, удобрять ее и получать высокие урожаи. Заменяет ли это деятельность почвенных организмов? В какой-то степени да.

Но при интенсивном землепользовании современными методами, при перегрузке почвы химикатами (минеральные удобрения, пестициды, стимуляторы роста), при частых нарушениях ее поверхностного слоя и уплотнении его сельскохозяйственными машинами возникают глубокие нарушения естественных процессов, которые ведут к постепенной деградации почвы, снижению ее плодородия. Завышенные количества минеральных удобрений отравляют землю и убивают ее биологическую жизнь. Химобработки уничтожают в почве не только вредителей, но и полезных животных. Для восстановления этого ущерба требуются годы. Сегодня, в период экологизации нашего мышления, стоит задуматься и над тем, какими критериями оценивать ущерб, нанесенный урожаю. До сих пор было принято считать только потери от вредителей. Но давайте же посчитаем и потери, нанесенные самой почве от гибели почвообразователей.

Для сохранения почвы, этого уникального природного ресурса Земли, способного к самовосстановлению своего плодородия, необходимо прежде всего сохранить ее животный мир. Почвенные организмы, почвообразователи делают то, что пока не может делать человек со своей мощной техникой. Они нуждаются в стабильной среде.

Им необходимы кислород в системе проделанных ходов и запас органических остатков, убежища и ходы, которые не нарушаются человеком.

Разумное ведение хозяйства, щадящие методы обработки почвы и максимальный отказ от химических средств защиты растений означают создание условий для сохранения живого биомира почвы — залога ее плодородия.

Питательные вещества в составе почвы

Все необходимые для жизни компоненты растения могут получать из почвы только в минеральной форме. Питательные вещества, которыми богаты органическая масса, гумус и органические удобрения могут быть усвоены растениями только после завершения процесса разложения органических соединений или их минерализации.

Наличие в почве достаточного количества питательных веществ является одним из главных факторов успешного развития растений.

Свою надземную часть, корневую систему, цветы, плоды и семена растения строят из органических веществ: жиров, белков, углеводов, кислот и других веществ, вырабатываемых зеленой листовой массой растений.

Для синтеза органических веществ растениям необходимы десять главных элементов, которые называются биогенными. Биогенные химические элементы постоянно входят в состав организмов и выполняют определенные биологические функции, обеспечивающие жизнеспособность организмов.

К биогенным макроэлементам относятся углерод (С), кальций (Са), железо (Fe), водород (Н), калий (К), магний (Mg), азот (N), кислород (О), фосфор (Р), сера (S). Часть этих элементов растение получает из воздуха, например кислород и углерод, водород получает при разложении воды в процессе фотосинте-

Процесс обмена питательных веществ

Питательные элементы играют важнейшую роль в цикличном процессе обмена веществ, обеспечивая жизнедеятельность растений.

Вода растворяет питательные вещества и микроэлементы, создавая почвенный раствор, который усваивается корнями растений Солнечная энергия способствует преобразованию питательных веществ в результате процесса фотосинтеза, который, в свою очередь, зависит от присутствия в тканях растений ряда микроэлементов, участвующих в образовании окрашенного вещества хлорофилла

за, остальные элементы поступают растению исключительно из почвы в виде растворенных в воде соединений, так называемого почвенного раствора.

Если в почве наблюдается серьезный недостаток какого-либо из элементов, растение слабеет и развивается только до определенной стадии, пока не исчерпает свой внутренний биологический запас данного элемента, существующий в тканях растения. После этой стадии растение может погибнуть.

Кроме биогенных макроэлементов для развития растения необходимы микроэлементы, содержащиеся обычно в очень маленьком количестве, но тем не менее играющие важную роль в процессах обмена.

К микроэлементам следует отнести: алюминий (А1), бор (В), кобальт (Со), медь (Си), марганец (Мп), молибден Мо), натрий (Na), кремний (Si), цинк (Zn). Hei -остаток или избыток микроэлементов приводит к нарушению обмена веществ, что влечет

за собой отставание в росте и развитии растения, снижение урожайности и другие последствия. Некоторые из перечисленных микроэлементов не являются жизненно необходимыми и часто выделяются исследователями в группу так называемых “полезных элементов”. Тем не менее их наличие требуется для полноценного развития растения.

Читайте также:  Класс нематоды. борьба с червями-паразитами - биология

Все компоненты должны присутствовать в питании растения в сбалансированном виде, так как отсутствие хотя бы одного из главных элементов, как-то азота, фосфора, калия или кальция, неизбежно влечет за собой недостаточность или невозможность усвоения растением остальных трех элементов, а также других питательных веществ.

Именно поэтому наличие всех элементов так важно для полноценного усвоения растением всего питательного комплекса.

Способность растений усваивать питательные вещества из окружающей среды определяется качеством и объемом корневой системы. Растения усваивают питательные вещества в течение всей вегетации, но неравномерно.

Потребность растений в питательных веществах меняется в различные периоды развития. В период интенсивного роста растения особенно нуждаются в азоте, во время цветения и плодоношения возрастает потребность в фосфоре и калии.

Усвоенные питательные вещества избирательно закрепляются в различных органах растений.

Источник: https://medn.ru/rasteniy/obshhie-svedeniya-o-rasteniyax/pochvazhivoj/

Почва

Почва — это особое природное тело, образующееся на поверхности Земли, в результате взаимодействия живой (органической) и мертвой (неорганической) природы. Важнейшим свойством почвы, отличающим её от горных пород, является плодородие.

Оно обусловлено наличием в почвах органического вещества гумуса, или перегноя. Благодаря плодородию почвы являются величайшим природным богатством, пользоваться которым нужно очень разумно.

Почвы образуются очень медленно: за 100 лет мощность почвы увеличивается на 0,5 — 2 см.

Факторы почвообразования

Выдающийся русский ученый — основоположник науки о почве (почвоведения) В.В. Докучаев писал, что почва — «зеркало» природы. Горные породы, рельеф, климат, воды, микроорганизмы, растения и животные участвуют в формировании почв.

Среди этих факторов особое место занимает деятельность человека.
Строение почв.

В формировании почв принимают участие процессы выветривания, образования гумуса и передвижение органического вещества, и образование гумуса и передвижения органических и минеральных соединений в пределах почвенного профиля.

Верхний горизонт — гумусовый. Он густо пронизан корнями. Здесь происходит накопление органического вещества и образование гумуса. Гумусовый горизонт самый темный. Цвет его зависит от накопившегося перегноя.

Количество перегноя уменьшается сверху вниз, поэтому горизонт светлее в нижней части. При выпадении осадков и таянии снега через гумусовый горизонт просачивается влага, которая растворяет и выносит из него часть органических и минеральных соединений.

В почвах, формирующихся в условиях большого количества осадков, под гумусовым горизонтом образуется горизонт вымывания.

Это очень осветленный горизонт, из которого вынесена значительная часть органических и минеральных соединений.

Иногда вынесено всё, что может раствориться, и остается один кремнезём. Это подзолистый горизонт.

Ниже лежит горизонт вмывания. В него попадает то, что теряет верхняя часть почвы. Под ним находится слабо измененная материнская порода, на которой изначально и начался процесс почвообразования. Между горизонтами происходит непрерывный обмен веществом, путем циркуляции почвенного раствора.

По строению почвенного профиля, т.е. по степени выраженности отдельных горизонтов, их мощности и химическому составу, определяют принадлежность почвы к определенному типу.

По механическому составу — соотношение различных по величине минеральных частиц (песка, глины) почвы подразделяются на глинистые, суглинистые и песчаные.

Поддерживанию благоприятного для растений водного и воздушного режима способствует структура почвы — способность почвенных частиц соединяться в относительно устойчивые комочки.

Форма, величина комочков неодинаковая в разных типах почв. Лучшей является зернистая, или мелкокомковая, структура с комочками диаметром 1 — 10 мм.

Если в почве содержится мало гумуса и глинистых частиц, то такие почвы обычно бывают бесструктурными (песчаные и часто супесчаные).

Разнообразие и размещение почв

Тип, механический состав, структура почвы, её плодородие и т. д. зависят от сочетания факторов почвообразования в конкретных географических условиях. Размещение почв на Земле зависит, прежде всего, от климата. На равнинах наблюдается смена почв от экватора к полюсам, а в горах — от подножия к вершинам.

В условиях одинакового климата разнообразие почв обусловлено рельефом и горными породами. Для каждой территории характерны свои сочетания почв с определенными свойствами. Основными типами почв, распространенными на территории России, являются: тундрово-глеевые, подзолистые, серые лесные, чернозем, каштановые.

Источник: https://geographyofrussia.com/pochva/

Что такое почва и из чего она состоит? – Сайт для Всезнаек и Почемучек

Почва является неотъемлемой составляющей царства природы и играет большую роль в существовании всего живого на нашей планете. Именно в ней происходит взаимодействие всех оболочек Земли – водной, воздушной, подземной.

Наиболее ценной характеристикой этого природного образования выступает плодородие, которое обеспечивает растительность влагой и необходимыми питательными веществами.

Что такое почва? Из чего она состоит и какое значение имеет для жизни на земном шаре?

Что такое почва?

Наиболее полное и обширное исследование почвы проводил русский геолог Василий Докучаев, открывший важнейшие закономерности в ее генезисе и географическом распространении.

Согласно его теории, почва представляет собой особое природное тело, которое формируется благодаря влиянию нескольких факторов – климатических особенностей того или иного региона, характера и возраста грунта, произрастающей на нем растительности.

В более современном понимании почва – это верхний слой литосферной оболочки планеты, образуемый путем деятельности живых организмов и выветривания горных пород.

В различных районах земного шара толщина этого слоя составляет от нескольких сантиметров до 2–3 метров.

Состав почвы может меняться в зависимости от ее глубины.

Если выкопать яму в земле, можно заметить, что сверху располагаются более плодородные черноземы, а снизу лежат так называемые материнские породы, из которых формируется верхний слой.

Из чего состоит почва?

Почва обладает неоднородной структурой и включает в себя частицы разных пород диаметром от 0,001 миллиметра до нескольких сантиметров. Что касается минералогического состава, то он может различаться в зависимости от ее состояния – твердого или жидкого. В твердой почве около 50–60 % объема занимают минеральные компоненты, такие как полевые шпаты, кварц, циркон, каолинит.

Значительную роль в почвообразовании играют гидроксиды железа, марганца, алюминия, карбонаты. Помимо минералов, в твердой почве содержатся органические вещества – гумус, остатки растительного и животного происхождения. Почва в жидком состоянии представляет собой раствор, в котором, помимо вышеуказанных компонентов, в больших количествах присутствует вода.

Условно процесс почвообразования можно разделить на первичный и антропогенный. В первичной фазе формирования почвы происходит взаимодействие объектов органической и неорганической природы.

Иными словами, изначально она состоит из гумусовых и минеральных веществ, впоследствии ее пустоты заполняет почвенный воздух, в ней поселяются живые организмы, которые после гибели разлагаются и обогащают существующий состав органическими веществами.

Антропогенный процесс подразумевает хозяйственную деятельность человека. Люди возделывают почву, высаживают в нее сельскохозяйственные растения, а для получения хорошего урожая добавляют удобрения.

Какие бывают почвы?

В зависимости от преобладания того или иного почвообразующего фактора почвы могут подразделяться на черноземы, каштановые, лесные, подзолистые или слабоподзолистые, тундровые и многие другие.

Василий Докучаев выделял 10 типов верхнего слоя земли, но на сегодняшний день их известно более сотни. Для классификации почв существует целая иерархия, включающая в себя не только типы, но и подтип, род, вид, разряд.

Кто живет в почве?

Почва – благодатная среда обитания для огромного количества живых организмов. Всех существ, которые живут в верхнем слое земли, называют педобионтами. К таковым относятся как одноклеточные, грибы, бактерии или водоросли, так и более крупные представители фауны – дождевые червяки, жучки, пауки.

Большинство обитателей почвы питаются остатками сгнивших растений или грибницами.

Есть в грунте и позвоночные животные, например крот. Он идеально приспособлен для существования в темноте, поэтому обладает отличным слухом и практически не имеет зрения.

Помимо кротов, среди млекопитающих почва является домом для слепышей, цокоров, слепушонков.

Некоторые животные, такие как суслики, тушканчики и барсуки, питаются на поверхности земли, а в почве зимуют, размножаются и спасаются от врагов.

Источник: http://www.vseznaika.org/priroda/chto-takoe-pochva-i-iz-chego-ona-sostoit/

Почва и ее значение

Это незаменимый элемент земной поверхности, благодаря которому существование растительных и животных организмов (а также микроорганизмов) становится возможным.

Взаимодействие здесь двойственное: всего живого не было бы без почвы, но сама почва является результатом жизнедеятельности этих организмов. Почва составляет одну из планетарных оболочек, которую принято называть педосферой.

Почва и круговорот веществ. Благодаря специфической смеси почвенных элементов, воды, воздуха и органических компонентов происходят процессы переработки, разложения и трансформации множества химических соединений.

Благодаря этому появляется возможность осуществлять питание в первую очередь для растений, и косвенно для животных и человека.

Каково значение почвы в природе?

Значение почвы в природе можно разделить в зависимости от ее функций, основные из которых следующие:

  • Концентрация энергетических запасов благодаря обеспечению процессов жизнедеятельности растений и осуществлению ими фотосинтеза (а следовательно и образованию многих полезных ископаемых).
  • Создание взаимодействия между малым и большим круговоротами веществ — биологическим и геологическим.
  • Осуществление регулирования основных процессов в биосфере — регуляции продуктивности живых организмов и плотности их заселения на поверхности планеты.
  • Участие во взаимосвязанном процессе регулировки атмосферного и гидросферного составов.
  • Обеспечение нормальных процессов жизнедеятельности земных организмов.
  • Экологическая роль — участие в функциональности экосистемы и как составная часть биогеоценоза.
  • Важная роль в сложных механизмах функционирования и регулирования атмосферы, гидросферы, литосферы, биосферы и этносферы.

Значение почвы в жизни человека

Самим своим существованием почва обеспечивает возможность для жизни человеку и другим живым организмам. Почва и человек неразрывно связаны друг с другом. Не зря первыми эффективными технологиями человеческой цивилизации были земледелие и животноводство — то есть по сути, максимальные способы использования земельных ресурсов.

Энергетическая функция

Почва создает условия для жизни растений, которые преобразуют солнечную энергию методом фотосинтеза в органическую. Постепенно растения и другие органические остатки превращаются в уголь, нефть, газ, торф, тем самым создавая гигантские резервуары энергии для человеческой цивилизации.

Круговорот веществ в природе

Почва — активный участник круговорота органических и геологических компонентов. Такие важнейшие структурные элементы как азот, кислород и углерод проходят процессы преобразования с помощью почвы. Путем сложных трансформаций эти химические элементы как высвобождаются в гидросферу и атмосферу, так и становятся источником органического синтеза для растений.

Очень важно чтобы в состав почвы входили необходимые для нормального функционирования человеческого организма минеральные элементы.

Естественная регуляция популяций

Скопление растительных и животных организмов (а также человека) всегда происходит в тех областях планеты, где почвы наиболее плодородны, а климат благоприятствует жизни. И наоборот — почвы с низким плодородием снижают возможности существования на них флоры и фауны, тем самым регулируя численность определенных видов и популяций.

В социальном отношении роль почвы проявляется в том, что высокоурожайные земли становятся причиной территориальных конфликтов между странами и народами.

Почва как средство производства

Несомненно, почва является ценным средством для производства сельскохозяйственной и животноводческой продукции. Всегда следует учитывать важность сохранения экологического состояния почвы при проведении различных агротехнических работ и организации видов производств, сопряженных с выделением токсинов и сточных вод в окружающую среду.

От состояния почвы напрямую зависит будущее жизни на планете. Кроме того, грунт необходим для создания жилищ и дорог.

Защитная функция почвы

Почва не только дает жизнь, но и обезвреживает опасные для жизни человека и животных вещества. Это и вредные химические соединения, и радиоактивные вещества, и опасные бактериальные и вирусные возбудители. Все эти компоненты накапливаются в почве и постепенно утилизируются.

Однако, буферный запас прочности почвы не безграничен, и если он будет постоянно превышаться, она перестанет справляться со своими протекторными функциями.

Источник: http://ecology-of.ru/priroda/pochva-i-ee-znachenie/

Ссылка на основную публикацию