Почвы и почвенно-земельные ресурсы мира. Смотреть что такое "Мир (Земля)" в других словарях Земельные ресурсы в жизни человека

Содержание статьи

ПОЧВА – самый поверхностный слой суши земного шара, возникший в результате изменения горных пород под воздействием живых и мертвых организмов (растительности, животных, микроорганизмов), солнечного тепла и атмосферных осадков. Почва представляет собой совершенно особое природное образование, обладающее только ей присущим строением, составом и свойствами. Важнейшим свойством почвы является ее плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Чтобы быть плодородной, почва должна обладать достаточным количеством питательных веществ и запасом воды, необходимым для питания растений, именно своим плодородием почва, как природное тело, отличается от всех других природных тел (например, бесплодного камня), которые не способны обеспечить потребность растений в одновременном и совместном наличии двух факторов их существования – воды и минеральных веществ.

Почва – важнейший компонент всех наземных биоценозов и биосферы Земли в целом, через почвенный покров Земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле и в земле организмов (в том числе и человека) с литосферой , гидросферой и атмосферой .

Роль почвы в хозяйстве человека огромна. Изучение почв необходимо не только для сельскохозяйственных целей, но и для развития лесного хозяйства, инженерно-строительного дела. Знание свойств почв необходимо для решения ряда проблем здравоохранения, разведки и добычи полезных ископаемых, организации зеленых зон в городском хозяйстве, экологического мониторинга и пр.

Почвоведение: история, отношение с другими науками.

Наука о происхождении и развитии почв, закономерности их распространения, путях рационального использования и повышения плодородия называется почвоведением. Эта наука является отраслью естествознания и тесно связана с физико-математическими, химическими, биологическими, геологическими и географическими науками, опирается на разработанные ими фундаментальные законы и методы исследования. Вместе с тем, как любая другая теоретическая наука, почвоведение развивается на основе непосредственного взаимодействия с практикой, которая проверяет и использует выявленные закономерности и, в свою очередь, стимулирует новые поиски в области теоретических знаний. К настоящему времени сформировались крупные прикладные разделы почвоведения для сельского и лесного хозяйств, ирригации, строительства, транспорта, поиска полезных ископаемых, здравоохранения и охраны окружающей среды.

С момента систематического занятия земледелием человечество сначала эмпирически, а затем с помощью научных методов изучало почву. Наиболее древние попытки оценить различные почвы известны в Китае (3 тыс. до н.э.) и Древнем Египте. В Древней Греции представление о почве сложилось в процессе развития античного натурфилософского естествознания. В период Римской Империи было накоплено большое количество эмпирических наблюдений над свойствами почвы и разработаны некоторые агрономические приемы ее обработки.

Длинный период средневековья характеризовался застоем в области естествознания, однако в конце его (с началом разложения феодального строя) вновь появился интерес к изучению почв в связи с проблемой питания растений. В ряде работ того времени отражалось мнение, что растения питаются водой, создавая химические соединения из воды и воздуха, а почва служит им лишь механической опорой. Однако к концу 18 в. эту теорию сменила гумусовая теория Альбрехта Тэера, согласно которой растения могут питаться только органическим веществом почвы и водой. Тэер был одним из основоположников агрономии и организатором первого высшего агрономического учебного заведения.

В первой половине 19 в. знаменитый немецкий химик Юстус Либих разработал минеральную теорию питания растений, согласно которой растения усваивают из почвы минеральные вещества, а из перегноя – только углерод в виде углекислоты. Ю.Либих считал, что каждый урожай истощает в почве запас минеральных веществ, поэтому чтобы ликвидировать этот дефицит элементов, нужно вносить в почву минеральные удобрения, приготовленные заводским путем. Заслугой Либиха стало введение в практику сельского хозяйства применения минеральных удобрений.

Значение азота для почвы было изучено французским ученым Ж.Ю.Буссенго.

К середине 19 в. накопился обширный материал по изучению почв, однако данные эти были разрознены, не приведены в систему и не обобщены. Не было и единого для всех исследователей определения термина почва.

Основоположником науки о почве как самостоятельной естественно-исторической науки стал выдающийся русский ученый Василий Васильевич Докучаев (1846–1903). Докучаев впервые сформулировал научное определение почвы, назвав почву самостоятельным естественно-историческим телом, которое является продуктом совокупной деятельности материнской горной породы, климата, растительных и животных организмов, возраста почвы и отчасти рельефа местности. Все факторы почвообразования о которых говорил Докучаев были известны и до него, их последовательно выдвигали разные ученые, но всегда в качестве единственного определяющего условия. Докучаев первый сказал, что возникновение почвы происходит в результате совместного действия всех факторов почвообразования. Он установил взгляд на почву как на самостоятельное особое природное тело, равнозначное понятиям растение, животное, минерал и т.д., которое возникает, развивается, непрерывно изменяется во времени и пространстве, и этим он заложил прочный фундамент новой науки.

Докучаев установил принцип строения почвенного профиля, развил идею о закономерности пространственного распределения отдельных видов почв, покрывающих поверхность суши в виде горизонтальных, или широтных зон, установил вертикальную зональность, или поясность, в распределении почв, под которой понимается закономерная смена одних почв другими по мере поднятия от подножия до вершины высоких гор. Ему принадлежит и первая научная классификация почв, в основу которой были заложена вся совокупность важнейших признаков и свойств почвы. Классификация Докучаева получила признание мировой науки и предложенные им названия «чернозем», «подзол», «солончак», «солонец» стали международными научными терминами. Он разработал методы изучения происхождения и плодородия почв, а также методы их картографирования и даже в 1899 составил первую почвенную карту северного полушария (эта карта называлась «Схема почвенных зон северного полушария»).

Кроме Докучаева большой вклад в развитие науки почвоведение в нашей стране внесли П.А.Костычев, В.Р.Вильямс, Н.М.Сибирцев, Г.Н.Высоцкий, П.С.Коссович, К.К.Гедройц, К.Д.Глинка, С.С.Неуструев, Б.Б.Полынов, Л.И.Прасолов и другие.

Таким образом, наука о почве как о самостоятельном природном образовании сформировалась в России. Докучаевские идеи оказали сильное влияние на развитие почвоведения в других странах. Многие русские термины вошли в международный научный лексикон (chernozem, podzol, gley и др.)

Важные исследования для познания процессов почвообразования и изучения почв разных территорий провели ученые и других стран. Это Е.В.Гильгард (США); Э.Раманн, Э.Бланк, В.И.Кубиена (Германия); А. де Зигмонд (Венгрия); Дж. Милн (Великобритания), Ж.Обер, Р.Меньен, Ж.Дюран, Н.Ленеф, Г.Эрар, Ф.Дюшофур (Франция); Дж. Прескотт, С.Стифенс (Австралия) и многие другие.

Для развития теоретических представлений и успешного изучения почвенного покрова нашей планеты необходимы деловые связи разных национальных школ. В 1924 было организовано Международное общество почвоведов. Длительное время, с 1961 по 1981 проводилась большая и сложная работа по составлению Почвенной карты мира, в составлении которой большая роль принадлежала русским ученым.

Методы изучения почв.

Один из них –сравнительно-географический, основан на одновременном исследовании самих почв (их морфологических признаков, физических и химических свойств) и факторов почвообразования в разных географических условиях с последующим их сопоставлением. Сейчас при почвенных исследованиях используются различные химические анализы, анализы физических свойств, минералогический, термохимический, микробиологический и многие другие анализы. В итоге устанавливается определенная связь в изменении тех или иных свойств почвы с изменением почвообразующих факторов. Зная закономерности распределения почвообразующих факторов, можно создать почвенную карту для обширной территории. Именно таким образом Докучаевым в 1899 была выполнена первая мировая почвенная карта, известная под названием «Схемы почвенных зон Северного полушария».

Другой метод – метод стационарных исследований заключается в систематическом наблюдении какого-либо почвенного процесса, которое обычно проводится на типичных почвах с определенным сочетанием почвообразующих факторов. Таким образом, метод стационарных исследований уточняет и детализирует метод сравнительно-географических исследований. Существует два метода изучения почв.

Почвообразование.

Процесс формирования почв.

Все горные породы, покрывающие поверхность земного шара, с первых же моментов их образования под влиянием различных процессов начинали немедленно разрушаться. Сумма процессов преобразования горных пород на поверхности Земли называется выветриванием или гипергенезом. Совокупность продуктов выветривания называется корой выветривания. Процесс преобразования исходных пород в кору выветривания чрезвычайно сложен и включает в себя многочисленные процессы и явления. В зависимости от характера и причин разрушения горных пород различают физическое, химическое и биологическое выветривание, которое сводится обычно к физическому и химическому воздействию организмов на горные породы.

Процессы выветривания (гипергенеза) распространяются на некоторую глубину, образуя зону гипергенеза. Нижняя граница этой зоны условно проводится по кровле верхнего горизонта подземных (пластовых) вод. Нижнюю (и большую) часть зоны гипергенеза занимают горные породы, в той или иной степени измененные процессами выветривания. Здесь выделяют новейшую и древнюю коры выветривания, сформированные в более древние геологические периоды. Поверхностный слой зоны гипергенеза является тем субстратом, на котором происходит образование почвы. Как же происходит процесс почвообразования?

В процессе выветривания (гипергенеза) изменялся первоначальный облик горных пород, как и их элементный и минеральный состав. Первоначально массивные (т.е. плотные и твердые) горные породы постепенно переходили в раздробленное состояние. Примерами раздробленных в результате выветривания горных пород могут служить дресва, песок, глина. Становясь раздробленными, горные породы приобретали ряд новых свойств и особенностей: они становились более проницаемыми для воды и воздуха, в них увеличивалась общая поверхность их частиц, усиливавшая химическое выветривание, образовывались новые, в том числе и легко растворимые в воде соединения и, наконец, горные породы приобретали способность удерживать в себе влагу, имеющую большое значение для обеспечения растений водой.

Однако сами по себе процессы выветривании не могли привести к накоплению в горной породе элементов пищи растений, а следовательно, и не могли превратить горную породу в почву. Образующиеся в результате выветривания легко растворимые соединения могут только вымываться из горных пород под влиянием атмосферных осадков; а такой биологический важный элемент, как азот, потребляемый растениями в больших количествах, совершенно не содержится в изверженных горных породах.

Рыхлые и способные впитывать воду горные породы становились благоприятной средой для жизнедеятельности бактерий и различных растительных организмов. Постепенно происходило обогащение верхнего слоя коры выветривания продуктами жизнедеятельности организмов и их отмирающими остатками. Разложение органических веществ и присутствие кислорода приводило к сложным химическим процессам, в результате которых происходило накопление в горной породе элементов зольной и азотной пищи. Таким образом, горные породы поверхностного слоя коры выветривания (их еще называют почвообразующими, коренными или материнскими породами) стали почвой. В состав почвы, таким образом, входит минеральная компонента, соответствующая составу коренных пород, и органическая компонента.

Поэтому началом процесса почвообразования нужно считать тот момент, когда на продуктах выветривания горных пород поселились растительность и микроорганизмы. С этого момента раздробленная горная порода стала почвой, т.е. качественно новым телом, обладающим рядом качеств и свойств, самым существенным из которых является плодородие. В этом отношении все существующие почвы на земном шаре представляют собой естественно-историческое тело, образование и развитие которого связано с развитием всей органической жизни на земной поверхности. Один раз зародившись, почвообразовательный процесс никогда не прекращался.

Факторы почвообразования.

На развитие почвообразовательного процесса самое непосредственное влияние оказывают те природные условия, в которых он протекает, от того или иного их сочетания зависят его особенности и то направление, в котором этот процесс будет развиваться.

Важнейшими из этих природных условий, называемых факторами почвообразования, являются следующие: материнские (почвообразующие) породы, растительность, животный мир и микроорганизмы, климат, рельеф местности и возраст почв. К этим пяти основным факторам почвообразования (которые назвал еще Докучаев) сейчас добавляют действие вод (почвенных и грунтовых) и деятельность человека. Ведущее значение всегда имеет биологический фактор, остальные же факторы представляют собой лишь фон, на котором происходит развитие почв в природе, однако они оказывают большое влияние на характер и направление почвообразовательного процесса.

Почвообразующие породы.

Все существующие почвы на Земле произошли из горных пород, поэтому очевидно, что в процессе почвообразования они принимают самое непосредственное участие. Наибольшее значение имеет химический состав горной породы, поскольку минеральная часть любой почвы содержит в себе, в основном, те элементы, которые входили в состав материнской породы. Большое значение имеют и физические свойства материнской породы, поскольку такие факторы как гранулометрический состав породы, ее плотность, пористость, теплопроводность самым непосредственным образом оказывают влияние не только на интенсивность, но и на характер протекающих почвообразовательных процессов.

Климат.

Климат играет огромную роль в процессах почвообразования, его влияние очень многообразно. Основными метеорологическими элементами, определяющими характер и особенности климатических условий, являются температура и осадки. Годовое количество поступающего тепла и влаги, особенности их суточного и сезонного распределения обуславливают совершенно определенные процессы почвообразования. Климат влияет на характер выветривания горных пород, воздействует на тепловой и водный режимы почвы. Движение воздушных масс (ветер) влияет на газообмен почвы и захватывает мелкие частички почвы в виде пыли. Но климат оказывает влияние на почву не только непосредственно, но и косвенно, поскольку существование той или иной растительности, обитание тех или иных животных, а также интенсивность микробиологической деятельности обусловлена именно климатическими условиями.

Растительность, животные и микроорганизмы.

Растительность.

Значение растительности в почвообразовании чрезвычайно велико и многообразно. Пронизывая корнями верхний слой почвообразующей породы, растения извлекают из ее нижних горизонтов питательные вещества и закрепляют их в синтезированном органическом веществе. После минерализации отмерших частей растений заключенные в них зольные элементы отлагаются в верхнем горизонте почвообразующей породы, создавая этим благоприятные условия для питания следующих поколений растений. Так, в результате постоянного создания и разрушения органического вещества в верхних горизонтах почвы, приобретается наиболее важное для нее свойство – накопление, или концентрация элементов зольной и азотной пищи для растений. Это явление называется биологической поглотительной способностью почвы.

Вследствие разложения растительных остатков в почве накапливается перегной, имеющий огромное значение в плодородии почвы. Растительные остатки в почве являются необходимым питательным субстратом и важнейшим условием развития многих почвенных микроорганизмов.

В процессе распада органического вещества почвы выделяются кислоты, которые, воздействуя на материнскую горную породу, усиливают ее выветривание.

Сами растения в процессе своей жизнедеятельности выделяют своими корнями различные слабые кислоты, под влиянием которых труднорастворимые минеральные соединения частично переходят в растворимую, а следовательно, в усвояемую растениями форму.

Кроме того, растительный покров существенно изменяет микроклиматические условия. Например, в лесу, по сравнению с безлесными территориями, понижена летняя температура, увеличена влажность воздуха и почв, уменьшена сила ветра и испарение воды над почвой, накапливается больше снега, талых и дождевых вод – все это неизбежно отражается на почвообразовательном процессе.

Микроорганизмы.

Благодаря деятельности населяющих почву микроорганизмов происходит разложение органических остатков и синтез содержащихся в них элементов в соединения, поглощаемые растениями.

Высшие растения и микроорганизмы образуют определенные комплексы, под воздействием которых формируются различные типы почв. Каждой растительной формации соответствует определенный тип почв. Например, под растительной формацией хвойных лесов никогда не сформируется чернозем, который образуется под воздействием лугово-степной растительной формацией.

Животный мир.

Важное значение для почвообразования имеют животные организмы, которых в почве очень много. Наибольшее значение имеют беспозвоночные животные, живущие в верхних почвенных горизонтах и в растительных остатках на поверхности. В процессе своей жизнедеятельности они значительно ускоряют разложение органических веществ и часто производят весьма глубокие изменения в химических и физических свойствах почвы. Большую роль играют и норные животные, такие как кроты, мыши, суслики, сурки, и пр. Многократно перерывая почву они способствуют смешиванию органических веществ с минеральными, а также повышению водо- и воздухопроницаемости почвы, что усиливает и ускоряет процессы разложения в почве органических остатков. Также они обогащают почвенную массу продуктами своей жизнедеятельности.

Растительность служит пищей для различных травоядных животных, поэтому, прежде чем попасть в почву, значительная часть органических остатков подвергается существенной переработке в пищеварительных органах животных.

Рельеф

оказывает косвенное влияние на формирование почвенного покрова. Его роль сводится, в основном, к перераспределению тепла и увлажнения. Значительное изменение высоты местности влечет за собой существенные изменения температурных условий (с высотой становится холоднее). С этим связано явление вертикальной зональности в горах. Сравнительно небольшие изменения высоты сказываются на перераспределении атмосферных осадков: пониженные участки, котловины и западины всегда в большей мере увлажняются, чем склоны и повышения. Экспозиция склона определяет количество поступающей на поверхность солнечной энергии: южные склоны получают больше света и тепла, чем северные. Таким образом, особенности рельефа изменяют характер воздействия климата на процесс почвообразования. Очевидно, что в различных микроклиматических условиях процессы почвообразования будут идти по-разному. Большое значение в формировании почвенного покрова имеет и систематический смыв и перераспределение атмосферными осадками и талыми водами мелкоземельных частичек по элементам рельефа. Велико значение рельефа в условиях обильного выпадения осадков: участки лишенные естественного стока излишней влаги, очень часто подвергаются заболачиванию.

Возраст почв.

Почва – природное тело, находящееся в постоянном развитии, и тот вид, который сегодня имеют все существующие на Земле почвы, представляет собой лишь одну из стадий в длительной и непрерывной цепи их развития, а отдельные теперешние почвенные образования, в прошлом представляли другие формы и в будущем могут подвергнуться существенным превращениям даже без резких изменений внешних условий.

Различают абсолютный и относительный возраст почв. Абсолютным возрастом почв называют промежуток времени, прошедшей с момента возникновения почвы до нынешней стадии ее развития. Почва возникла тогда, когда материнская порода вышла на дневную поверхность и стала подвергаться процессам почвообразования. Например, в Северной Европе процесс современного почвообразования стал развиваться после окончания последнего ледникового периода.

Однако в пределах разных частей суши, которые одновременно освободились от водного или ледникового покрова, почвы далеко не всегда буду проходить в каждый данный момент одну и ту же стадию своего развития. Причиной этого могут быть различия в составе почвообразующих пород, в рельефе, растительности и других местных условиях. Различие в стадиях развития почв на одной общей территории, имеющей одинаковый абсолютный возраст, называют относительным возрастом почв.

Время развития зрелого почвенного профиля для разных условий – от нескольких сотен до нескольких тысяч лет. Возраст территории вообще и почвы в частности, а также изменения условий почвообразования в процессе их развития оказывают существенное влияние на строение, свойства и состав почвы. При сходных географических условиях почвообразования почвы, имеющие неодинаковые возраст и историю развития, могут существенно различаться и принадлежать к разным классификационным группам.

Возраст почв, следовательно, является одним из важнейших факторов, которые нужно учитывать при изучении той или иной почвы.

Почвенно-грунтовые воды.

Вода является средой, в которой протекают многочисленные химические и биологические процессы в почве. Там, где грунтовые воды расположены неглубоко, они оказывают сильное воздействие на почвообразование. Под их влиянием меняется водный и воздушный режимы почв. Грунтовые воды обогащают почву химическими соединениями, которые в них содержатся, иногда вызывают засоление. В переувлажненных почвах содержится недостаточное количество кислорода, что вызывает подавление деятельности некоторых групп микроорганизмов.

Хозяйственная деятельность человека влияет на некоторые факторы почвообразования, например на растительность (вырубка леса, замена его травянистыми фитоценозами и др.), и непосредственно на почвы путем ее механической обработки, орошения, внесения минеральных и органических удобрений и т. п. В результате часто почвообразовательные процессы и свойства почвы меняются. В связи с интенсификацией сельского хозяйства влияние человека на почвенные процессы непрерывно возрастает.

Воздействие человеческого общества на почвенный покров представляет собой одну из сторон общего влияния человека на окружающую среду. Сейчас особенно острой является проблема разрушения почвенного покрова в результате неправильной сельскохозяйственной обработки почв и строительной деятельности человека. Вторая важнейшая проблема – загрязнение почвенного покрова, вызываемое химизацией сельского хозяйства и индустриальными и бытовыми выбросами в окружающую среду.

Все факторы влияют не изолированно, а в тесной взаимосвязи и взаимодействии друг с другом. Каждый из них влияет не только на почву, но и друг на друга. Кроме того, и сама почва в процессе развития оказывает определенное влияние на все факторы почвообразования, вызывая в каждом из них определенные изменения. Так, вследствие неразрывной связи между растительностью и почвами, всякая смена растительности неизбежно сопровождается изменением почв, и, наоборот, изменение почв, в особенности, их режима влажности, аэрации, солевого режима и т.д. неизбежно влечет за собой смену растительности.

Состав почв.

Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой частей. Соотношение их неодинаково не только в разных почвах, но и в различных горизонтах одной и той же почвы. Закономерно уменьшение содержания органических веществ и живых организмов от верхних почвенных горизонтов к нижним и увеличение интенсивности преобразования компонентов материнской породы от нижних горизонтов к верхним.

В твердой части почвы преобладают минеральные вещества литогенного происхождения. Это различные по размеру обломки и частички первичных минералов (кварца, полевых шпатов, роговых обманок, слюды и др.), формирующихся в процессе выветривания вторичных минералов (гидрослюды, монтмориллонита, каолинита и др.) и горных пород. Размеры этих обломков и частичек разнообразны – от 0,0001 мм до нескольких десятков см. Этим разнообразием размеров обуславливается рыхлость сложения почвы. Основную массу почвы составляет обычно мелкозем – частицы с диаметром менее 1 мм.

Минералогический состав твердой части почвы во многом определяет ее плодородие. В состав минеральных веществ входят: Si, Al, Fe, К, Mg, Ca, С, N, Р, S, значительно меньше микроэлементов: Cu, Mo, I, В, F, Pb и др. Подавляющее большинство элементов находится в окисленной форме. Во многих почвах, преимущественно в почвах недостаточно увлажняемых территорий, содержится значительное количество карбоната кальция CaCO 3 (особенно если почва образовались на карбонатной породе), в почвах засушливых областей – CaSO 4 и другие более легко растворимые соли (хлориты); почвы, влажных тропических областей обогащены Fe и Al. Однако реализация этих общих закономерностей зависит от состава почвообразующих пород, возраста почв, особенностей рельефа, климата и т.д.

В состав твердой части почвы входит и органическое вещество. В почве есть две группы органических веществ: попавшие в почву в виде растительных и животных остатков и новые, специфические гумусовые вещества, возникшие при преобразовании этих остатков. Между этими группами почвенного органического вещества – постепенные переходы, в соответствии с этим содержащиеся в почве органические соединения также разделяются на две группы.

К первой группе относятся соединения, содержащиеся в большом количестве в растительных и животных остатках, а также соединения, являющиеся продуктами жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Это белки, углеводы, органические кислоты, жиры, лигнин, смолы и др. Эти соединения в сумме составляют всего 10–15% от всей массы органического вещества почвы.

Вторая группа органических соединений почвы представлена сложным комплексом из гумусовых веществ, или гумуса, возникшего в результате сложных биохимических реакций из соединений первой группы. Гумусовые вещества составляет 85–90% органической части почвы, они представлены сложными высокомолекулярными соединениями кислотного характера. Главными группами гумусовых веществ являются гуминовые кислоты и фульвакислоты. В элементном составе гумусовых веществ важную роль играют углерод, кислород, водород, азот и фосфор. В гумусе содержатся основные элементы питания растений, которые под воздействием микроорганизмов становятся доступными для растений. Содержание гумуса в верхнем горизонте разных типов почв колеблется в широких пределах: от 1% в серо-бурых пустынных почвах до 12–15% в черноземах. Разные типы почв отличаются характером изменения количества гумуса с глубиной.

В почве есть и промежуточные продукты разложения органических соединений первой группы.

При разложении органических веществ в почве содержащийся в них азот переходит в формы, доступные растениям. В естественных условиях они являются основным источником азотного питания растительных организмов. Многие органические вещества участвуют в создании органо-минеральных структурных отдельностей (комочков). Возникающая таким образом структура почвы во многом определяет ее физические свойства, а также водный, воздушный и тепловой режимы.

Жидкая часть почвы или, как ее еще называют, почвенный раствор –это содержащаяся в почве вода с растворенными в ней газами, минеральными и органическими веществами, попавшими в нее при прохождении через атмосферу и просачивании через почвенную толщу. Состав почвенной влаги определяется процессами почвообразования, растительностью, общими особенностями климата, а также временем года, погодой, деятельностью человека (внесение удобрений и др.).

Почвенный раствор играет огромную роль в почвообразовании и питании растений. Основные химические и биологические процессы в почве могут идти только при наличии свободной воды. Почвенная вода является той средой, в которой происходит миграция химических элементов в процессе почвообразования, снабжение растений водой и растворенными элементами питания.

В незасоленных почвах концентрация веществ в почвенном растворе невелика (обычно не превышает 0,1%), а в засоленных почвах (солончаках и солонцах) – она резко увеличена (до целых и даже десятков процентов). Высокое содержание веществ в почвенной влаге вредно для растений, т.к. это затрудняет поступление в них воды и питательных веществ, вызывая физиологическую сухость.

Реакция почвенного раствора в почвах разных типов неодинакова: кислую реакцию (pH 7) – содовые солонцы, нейтральную или слабощелочную (pH = 7) – обыкновенные черноземы, луговые и коричневые почвы. Слишком кислый и слишком щелочной почвенный раствор отрицательно влияет на рост и развитие растений.

Газообразная часть, или почвенный воздух, заполняет поры почвы, не занятые водой. Суммарный объем почвенных пор (порозность) составляет от 25 до 60% объема почвы (см . Морфологические признаки почв). Соотношение между почвенным воздухом и водой определяется степенью увлажнения почвы.

Состав почвенного воздуха, в который входят N 2 , O 2 , CO 2 , летучие органические соединения, пары воды и пр. существенно отличается от атмосферного и определяется характером множества протекающих в почве химических, биохимических, биологических процессов. Состав почвенного воздуха не постоянен, в зависимости от внешних условий и времени года он может существенно меняться. Например, количество углекислого газа (CO 2) в почвенном воздухе значительно меняется в годовом и суточном циклах вследствие различной интенсивности выделения газа микроорганизмами и корнями растений.

Между почвенным и атмосферным воздухом происходит постоянный газообмен. Корневые системы высших растений и аэробные микроорганизмы энергично поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Избыток CO 2 из почвы выделяется в атмосферу, а атмосферный воздух, обогащенный кислородом, проникает в почву. Газообмен почвы с атмосферой может быть затруднен либо плотным сложением почвы, либо ее избыточной увлажненностью. В этом случае в почвенном воздухе резко уменьшается содержание кислорода, и начинают развиваться анаэробные микробиологические процессы, приводящие к образованию метана, сероводорода, аммиака и некоторых других газов.

Кислород в почве необходим для дыхания корней растений, поэтому нормальное развитие растений возможно только в условиях достаточного доступа воздуха в почву. При недостаточном проникании кислорода в почву растения угнетаются, замедляют свой рост, а иногда и совсем погибают.

Огромное значение кислород в почве имеет и для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, большинство из которых относится к числу аэробов. При отсутствии доступа воздуха деятельность аэробных бактерий прекращается, а в связи с этим прекращается и образование в почве необходимых для растений питательных веществ. Кроме того, в анаэробных условиях возникают процессы, которые приводят к накоплению в почве вредных для растений соединений.

Иногда в составе почвенного воздуха могут присутствовать некоторые газы, проникающие через толщи горных пород из мест их скопления, на этом основаны специальные газовые геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых.

Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов и почвенных животных. Активная роль живых организмов в формировании почвы определяет принадлежность ее к биокосным природным телам – важнейшим компонентам биосферы.

Водный и тепловой режимы почвы.

Водный режим почвы – это совокупность всех явлений, определяющих поступление, передвижение, расход и использование растениями почвенной влаги. Водный режим почвы – важнейший фактор почвообразования и почвенного плодородия.

Основным источникам почвенной воды являются атмосферные осадки. Некоторое количество воды поступает в почву в результате конденсации пара из воздуха, иногда значительную роль играют близко расположенные грунтовые воды. В районах орошаемого земледелия большое значение имеют поливы.

Расход воды происходит следующим образом. Часть воды, поступающей на поверхность почвы, стекает в виде поверхностного стока. Наибольшее количество поступившей в почву влаги поглощается растениями, которые затем частично ее испаряют. Некоторое количество воды расходуется на испарение, причем часть этой влаги задерживается растительным покровом и с его поверхности испаряется в атмосферу, а часть испаряется непосредственно с поверхности почвы. Почвенная вода может расходоваться и в виде внутрипочвенного стока – временно существующего явления, которое возникает в периоды сезонного увлажнения почвы. В это время по наиболее водопроницаемому почвенному горизонту начинает перемещаться гравитационная вода, водоупором для которой является менее водопроницаемый горизонт. Такие сезонно существующие воды получили названиеверховодок. Наконец, значительная часть почвенной воды может достигать поверхности грунтовых вод, отток которых происходит по водонепроницаемому ложу-водоупору, и уходить в составе грунтового стока.

Атмосферные осадки, талые и поливные воды проникают в почву вследствие ее водопроницаемости (способности пропускать воду). Чем больше в почве крупных (некапиллярных) промежутков, тем выше ее водопроницаемость. Особое значение имеет водопроницаемость для впитывания талых вод. Если осенью почва замерзла в сильно увлажненном состоянии, то обычно ее водопроницаемость крайне незначительна. Под лесной растительностью, предохраняющей почву от сильного промерзания, или на полях с рано проведенным снегозадержанием талая вода впитывается хорошо.

От содержания воды в почве зависят технологические процессы при обработке почвы, снабжение растений водой, физико-химические и микробиологические процессы, обусловливающие превращение питательных веществ в почве и поступление их с водой в растение. Поэтому одной из основных задач земледелия является создание в почве водного режима, благоприятного для культурных растений, что достигается накоплением, сохранением, рациональным расходованием почвенной влаги, а в необходимых случаях орошением или осушением земель.

Водный режим почвы зависит от свойств самой почвы, условий климата и погоды, характера природных растительных формаций, на обрабатываемых почвах – от особенностей выращиваемых культурных растений и техники их возделывания.

Выделяют следующие основные типы водного режима почвы: промывной, непромывной, выпотной, застойный и мерзлотный (криогенный).

Припромывном типе водного режима происходит ежегодное промачивание всей почвенной толщи до грунтовых вод, при этом почва возвращает в атмосферу меньше влаги, чем ее получает (избыток влаги просачивается в грунтовые воды). Почвенно-грунтовая толща в условиях этого режима ежегодно как бы промывается гравитационной водой. Промывной тип водного режима типичен для влажного умеренного и тропического климата, где сумма осадков больше испарения.

Для непромывного типа водного режима характерно отсутствие сплошного промачивания почвенной толщи. Атмосферная влага проникает в почву на глубину от нескольких дециметров до нескольких метров (обычно не более 4 м), причем между промоченным слоем почвы и верхней границей капиллярной каймы грунтовых вод возникает горизонт с постоянной низкой влажностью (близкой к влажности завядания), называемый мертвым горизонтом иссушения. Этот режим отличается тем, что количество возвращаемой в атмосферу влаги приблизительно равно поступлению ее с осадками. Этот тип водного режима типичен для сухого климата, где сумма осадков всегда существенно меньше испаряемости (условной величины, характеризующей максимально возможное испарение в данной местности при неограниченном запасе воды). Например он свойственен для степей и полупустынь.

Выпотной тип водного режима наблюдается в условиях сухого климата с резким преобладанием испаряемости над осадками, в почвах, которые питаются не только атмосферными осадками, но и влагой неглубоко расположенных грунтовых вод. При выпотном типе водного режима грунтовые воды достигают поверхности почвы и испаряются, что часто приводит к засолению земель.

Застойный тип водного режима формируется под влиянием близкого залегания грунтовых вод в условиях влажного климата, при котором количество атмосферных осадков превышает сумму испарения и поглощения воды растениями. Из-за избыточного увлажнения образуется верховодка, в результате чего происходит заболачивание почвы. Этот тип водного режима типичен для понижений в рельефе.

Мерзлотный (криогенный) тип водного режима формируется на территории сплошного распространения многолетней мерзлоты. Особенность его – наличие на небольшой глубине постоянно мерзлого водоупорного горизонта. Вследствие этого, несмотря на небольшое количество осадков, в теплое время года почва пересыщена водой.

Тепловым режимом почвы называется сумма явлений теплообмена в системе приземной слой воздуха – почва – почвообразующая порода, в его характеристику включаются также процессы переноса и аккумуляции теплоты в почве.

Основной источник тепла, поступающего в почву – солнечная радиация. Тепловой режим почвы определяется преимущественно соотношением между поглощенной солнечной радиацией и тепловым излучением почвы. Особенности этого соотношения определяют различия режима различных почв. Тепловой режим почвы формируется, главным образом, под воздействием климатических условий, однако влияние на него оказывают и теплофизические свойства почвы и подстилающих ее пород (так, интенсивность поглощения солнечной энергии зависит от окраски почвы, чем почва темнее, тем большее количество солнечной радиации она поглощает). Особое воздействие на тепловой режим почвы оказывают многолетнемерзлые породы.

Тепловая энергия почвы участвует в фазовых переходах почвенной влаги, выделяясь при льдообразовании и конденсации почвенной влаги и расходуясь при таянии льда и испарении.

Тепловой режим почвы обладает вековой, многолетней, годовой и суточной цикличностью, связанной с цикличностью поступления на земную поверхность радиационной энергии Солнца. В среднем многолетнем выражении годовой баланс тепла данной почвы равен нулю.

Суточные колебания температуры почвы охватывают толщу почвы мощностью от 20 см до 1 м., годовые – до 10–20 м. Промерзание почвы зависит от климатических особенностей данного участка, температуры замерзания почвенного раствора, мощности снежного покрова и времени его выпадения (поскольку снежный покров уменьшает охлаждение почвы). Глубина промерзания почвы редко превышает 1–2 м.

Существенное влияние на тепловой режим почвы оказывает растительность. Она задерживает солнечную радиацию, в результате чего температура почвы летом может быть ниже, чем температура воздуха. Особенно заметное влияние на тепловой режим почв оказывает лесная растительность.

Тепловой режим почвы в значительной мере определяет интенсивность механических, геохимических и биологических процессов, протекающих в почве. Например, интенсивность биохимической деятельности бактерий увеличивается с повышением температуры почвы до 40–50° С; выше этой температуры жизнедеятельность микроорганизмов угнетается. При температуре ниже 0° С биологические явления резко затормаживаются и прекращаются. Тепловой режим почвы оказывает непосредственное влияние на рост и развитие растений. Важным показателем обеспеченности растений почвенным теплом является сумма активных температур почвы (т.е. температур выше 10° С, при этих температурах идет активная вегетация растений) на глубине пахотного слоя (20 см).

Морфологические признаки почв.

Как всякое природное тело, почва обладает суммой внешних, так называемых морфологических признаков, которые являются результатом процессов ее формирования и поэтому отражают происхождение (генезис) почв, историю их развития, их физические и химические свойства. В качестве основных морфологических признаков почвы выделяют: почвенный профиль, окраску и цвет почв, почвенную структуру, гранулометрический (механический) состав почв, сложение почв, новообразования и включения.

Классификация почв.

Каждая наука, как правило, имеет классификацию объекта своего изучения, причем эта классификация отражает уровень развития науки. Поскольку наука все время развивается, то соответственно совершенствуется и классификация.

В додокучаевский период изучали не почву (в современном представлении), а лишь отдельные ее свойства и стороны, поэтому и классифицировали почву по отдельным ее свойствам – химическому составу, гранулометрическому составу и др.

Докучаев показал, что почва – это особое природное тело, которое образуется в результате взаимодействия факторов почвообразования, и установил характерные черты морфологии почвы (в первую очередь, строение почвенного профиля) – это дало ему возможность разработать классификацию почв на совершенно иной основе, чем это делалось ранее.

За основную классификационную единицу Докучаев принял генетические типы почв, образованные определенным сочетанием факторов почвообразования. В основе этой генетической классификации почв лежит строение почвенного профиля, отражающее процесс развития почв и их режимы. Современная классификация почв, используемая в нашей стране, является развитой и дополненной классификацией Докучаева.

Докучаев выделял 10 почвенных типов, а в дополненных современных классификациях их более 100.

По современной классификации, используемой в России, в один генетический тип объединяются почвы с единым строением профиля, с качественно однотипным процессом почвообразования, который развивается в условиях одинакового теплового и водного режимов, на материнских породах сходного состава и под однотипной растительностью. В зависимости от увлажнения почвы объединяются в ряды. Выделяются ряды автоморфных почв (т.е. почв, которые получают влагу только за счет атмосферных осадков и на которые грунтовые воды не оказывают существенного воздействия), гидроморфных почв (т.е. почв, которые находятся под значительным воздействием грунтовых вод) и переходных автоморфно-гидроморфных почв.

Генетические типы почв подразделяют на подтипы, роды, виды, разновидности, разряды, а объединяют их в классы, ряды, формации, генерации, семейства, ассоциации и т.д.

Разработанная в России к I Международному почвенному конгрессу генетическая классификация почв (1927) была воспринята всеми национальными школами и способствовала выяснению главных закономерностей географии почв.

Сейчас единая международная классификация почв не разработана. Создано значительное число национальных почвенных классификаций, некоторые из них (Россия, США, Франция) включают все почвы мира.

Второй подход к классификации почв сложился в 1960 в США. Американская классификация базируется не на оценке условий образования и связанных с ним генетических особенностей различных типов почв, а на учете легко обнаруживаемых морфологических признаков почв, в первую очередь на изучении некоторых горизонтов почвенного профиля. Эти горизонты были названы диагностическими.

Диагностический подход к систематике почв оказался очень удобным для составления детальных крупномасштабных карт небольших территорий, однако такие карты практически нельзя было сопоставлять с обзорными мелкомасштабными картами, построенными на основе принципа географо-генетической классификации.

Между тем к началу 1960-х стало очевидно, что для определения стратегии в области производства сельскохозяйственных продуктов питания необходима мировая почвенная карта, легенда которой должна базироваться на классификации, исключающей разрыв между крупно- и мелкомасштабными картами.

Эксперты продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) совместно с организацией по вопросам образования, науки и культуры ООН (ЮНЕСКО) приступили к созданию Международной почвенной карты Мира. Работа над картой продолжалась более 20 лет и в ней принимали участие более 300 почвоведов из разных стран. Карта создавалась при обсуждении и соглашениях между различными национальными научными школами. В итоге была разработана легенда карты, которая базировалась на диагностическом подходе к определению классификационных единиц всех уровней, хотя учитывала и отдельные элементы географо-генетического подхода. Публикация всех 19 листов карты была закончена в 1981, с тех пор были получены новые данные, уточнены отдельные понятия и формулировки в легенде карты.

Основные закономерности географии почв.

Изучение закономерностей пространственного распространения разных типов почв является одной из фундаментальных проблем наук о Земле.

Выявление закономерностей географии почв стали возможны лишь на основе концепции В.В.Докучаева о почве как результате взаимодействия факторов почвообразования, т.е. с позиций генетического почвоведения. Были выявлены следующие основные закономерности:

Горизонтальная почвенная зональность. На крупных равнинных территориях типы почв, возникающие под влиянием типичных для данного климата условий почвообразования (т.е. автоморфные типы почв, развивающиеся на водоразделах при условии, что атмосферные осадки – основной источник увлажнения), располагаются обширными полосами – зонами, вытянутыми вдоль полос с близким атмосферным увлажнением (в областях с недостаточным увлажнением) и с одинаковой годовой суммой температур (в областях с достаточным и избыточным увлажнением). Такие типы почв Докучаев назвал зональными.

Это создает основную закономерность пространственного распределения почв на равнинных территориях – горизонтальную почвенную зональность. Горизонтальная почвенная зональность не имеет общепланетарного распространения, она характерна лишь для очень обширных равнинных территорий, например, Восточно-Европейской равнины, части Африки, северной половины Северной Америки, Западной Сибири, равнинных пространств Казахстана и Средней Азии. Как правило, эти горизонтальные почвенные зоны располагаются широтно (т.е. вытянуты вдоль параллелей), но в ряде случаев под влиянием рельефа направление горизонтальных зон резко меняется. Например, почвенные зоны западной части Австралии и Южной половины Северной Америки простираются вдоль меридианов.

Открытие горизонтальной почвенной зональности было сделано Докучаевым на основе учения о факторах почвообразования. Это было важным научным открытием, на базе которого было создано учение о природных зонах.

От полюсов к экватору друг друга сменяют следующие основные природные зоны: полярная зона (или зона арктических и антарктических пустынь), зона тундр, зона лесотундр, зона тайги, зона смешанных лесов, зона широколиственных лесов, зона лесостепей, зона степей, зона полупустынь, зона пустынь, зона саванн и редколесий, зона переменно-влажных (в том числе муссонных) лесов и зона влажных вечнозеленых лесов. Каждой из этих природных зон свойственны совершенно определенные типы автоморфных почв. Например, на Восточно-Европейской равнине отчетливо выражены широтные зоны тундровых почв, подзолистых почв, серых лесных почв, черноземов, каштановых почв, бурых пустынно-степных почв.

Ареалы подтипов зональных почв располагаются внутри зон также параллельными полосами, что позволяет выделить почвенные подзоны. Так, зона черноземов подразделяется на подзоны выщелоченных, типичных, обыкновенных и южных черноземов, зона каштановых почв – на темно-каштановые, каштановые и светло-каштановые.

Однако проявление зональности свойственно не только автоморфным почвам. Было выявлено, что определенным зонам отвечают определенные гидроморфные почвы (т.е. почвы, формирование которых происходит при значительном влиянии грунтовых вод). Гидроморфные почвы не являются азональными, но их зональность проявляется иначе, чем у автоморфных почв. Гидроморфные почвы развиваются рядом с автоморфными почвами и геохимически связаны с ними, поэтому почвенную зону можно определить как территорию распространения определенного типа автоморфных почв и находящихся с ними в геохимическом сопряжении гидроморфных почв, которые занимают значительную площадь – до 20–25% от площади почвенных зон.

Вертикальная почвенная зональность. Вторая закономерность географии почв – вертикальная зональность, проявляющаяся в смене типов почв от подножия горной системы к ее вершинам. С высотой местности становится холоднее, что влечет за собой закономерные изменения климатических условий, растительного и животного мира. В соответствии с этим изменяются и типы почв. В горах с недостаточным увлажнением смена вертикальных поясов обусловливается сменой степени увлажнения, а также экспозицией склонов (почвенный покров здесь приобретает экспозиционно-дифференцированный характер), а в горах с достаточным и избыточным увлажнением - изменением температурных условий.

Сначала считалось, что смена вертикальных почвенных зон совершенно аналогична горизонтальной зональности почв от экватора к полюсам, однако позже было обнаружено, что среди горных почв, наряду с типами, распространенными как на равнинах, так и в горах, есть почвы, образующиеся только в условиях горных ландшафтов. Также было выяснено, что очень редко соблюдается строгая очередность расположения вертикальных почвенных зон (поясов). Отдельные вертикальные почвенные пояса выпадают, смешиваются, а иногда даже меняются местами, поэтому был сделан вывод, что структура вертикальных зон (поясов) горной страны определяется местными условиями.

Явление фациальности. И.П.Герасимов и другие ученые выявили, что проявление горизонтальной зональности корректируется условиями конкретных регионов. В зависимости от влияния океанических бассейнов, континентальных пространств, крупных горных барьеров на пути движения воздушных масс образуются местные (фациальные) особенности климатов. Это проявляется в образовании особенностей местных почв вплоть до появления особых типов, а также в осложнении горизонтальной почвенной зональности. Вследствие явления фациальности, даже в пределах распространения одного почвенного типа почвы могут иметь существенные различия.

Внутризональные почвенные подразделения получили название почвенных провинций. Под почвенной провинцией понимают часть почвенной зоны, отличающуюся специфическими особенностями подтипов и типов почв и условиями почвообразования. Аналогичные провинции нескольких зон и подзон объединяются в фации.

Мозаичность почвенного покрова. В процессе детальных почвенно-съемочных и почвенно-картографических работ было обнаружено, что представление об однородности почвенного покрова, т.е. существовании почвенных зон, подзон и провинций весьма условно и отвечает лишь мелкомасштабному уровню почвенных исследований. В действительности под влиянием мезо- и микрорельефа, изменчивости состава почвообразующих пород и растительности, глубины залегания грунтовых вод почвенный покров внутри зон, подзон и провинций представляет собой сложную мозаику. Эта почвенная мозаика состоит из разной степени генетически связанных ареалов почв, которые образуют определенный рисунок почвенного покрова и создают его структуру, все компоненты которой могут быть показаны лишь на крупномасштабных или детальных почвенных картах.

Наталия Новоселова

Литература:

Вильямс В.Р. Почвоведение , 1949
Почвы СССР . М., Мысль, 1979
Глазовская М.А., Геннадиев А.Н. , М., МГУ, 1995
Максаковский В.П. Географическая картина мира . Часть I. Общая характеристика мира. Ярославль, Верхне-Волжское книжное издательство, 1995
Практикум по общему почвоведению . Изд-во МГУ, Москва, 1995
Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения . М., Владос, 2001
Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии . М., Наука, 2003
Восточно-европейские леса. История в голоцене и современность . Книга 1. Москва, Наука, 2004



На огромной территории земного шара выделяют множество типов почв. Образование того или иного типа зависит от климатического пояса, температуры и природных условий в целом. Какие же виды почв бывают, и как они расположены относительно природных зон?

Природные зоны мира

Природная зона – это обособленная территория, которая обладает рядом характеристик, присущих только этому природному комплексу: флора, фауна, состав почвы. К основным природным зонам относятся: арктические пустыни, тундра, лесная зона, степи и полупустыни. Кроме лесных выделяют также переходные зоны. К ним относятся лесостепи, полупустыни, лесотундра. Особенностью этих зон является то, что они обладают характеристиками двух соседних зон. Некоторые ученые к основным зонам относят саванны, мусонные и экваториальные леса.

Изучением природных зон впервые занялся немецкий географ А. Гумбольдт в начале XIX века, а учение о природных зонах было разработано в России В. В. Докучаевым в 1899 году.

Рис. 1. Докучаев В. В..

Типы и свойства почв

Почва – природное образование, обладающее плодородием и создающееся под влиянием горных пород, климата, растительности, животного мира, рельефа, деятельности человека и геологического возраста территории. Процесс формирования почвы идет столетиями и тысячелетиями.

Почва обладает рядом свойств: цвет, влажность, механический состав, структура, плотность, наличие включений.

Рис. 2. Почва.

Арктические почвы встречаются в арктических пустынях. Такой тип почвы образуется в процессе таяния вечной мерзлоты. Плодородный слой составляет не более 2 см. Эти почвы не восстанавливаются и из-за сурового климата на них нет растительности.

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

В тундровой зоне встречается в основном тундрово-глеевые почвы. Такой тип почвы формируется в условиях сурового климата, при низких температурах и малочисленных осадках. Грунт способен прогреваться исключительно на поверхности, а для глубинного слоя характерна вечная мерзлота.

Для таежной и лесной зоны характерны подзоличтые дерново-подзолистые и глееподзолистые почвы. В таких почвах содержится мало гумуса (удобрений). На этих территориях расположено множество болот и лесов, которые формируются под воздействием холодного и влажного климата.

В лесостепной зоне преобладают бурые лесные и серые лесные почвы. Эти виды почв считаются довольно плодородными из-за достаточного содержания гумуса. Степная зона же отличается самой плодородной почвой – черноземом, в которой содержится самый глубокий слой гумуса.

Рис. 3. Чернозем.

В зоне сухих степей преобладают каштановые почвы. Почва здесь достаточно плодородна, но из-за засушливого климата высокая урожайность возможна только при обильном поливе.

В полупустынях преобладают коричневые почвы, которые характеризуются эрозией и большим процентом засоления. Такой тип почвы считается неплодородным из-за низкого содержания гумуса и засушливого климата.

В сухих и влажных субтропиках преобладают сероземы и красноземы, содержание гумуса в которых незначительное.

Для лучшего усвоения материала следует запомнить таблицу «Почвы природных зон мира».

Природная зона	Тип почвы	Содержание гумуса	Географическое положение почвы
арктическая пустыня	арктическая	очень малое	Арктика
тундра	тундрово-глеевый	незначительное	Чукотка, Аляска, США
лесная зона	подзодистый, дерново-подзодистый, серые лесные, таежно-мерзлотный	в тайге – незначительное, в широколиственных лесах – 4-5%	Дальний восток, Восточная Сибирь
степи	черноземы, каштановые	10-12% (самые плодородные)	Поволжье
полупустыни	бурые, серо-бурые	небольшое	Забайкалье, Кавказ

Природа наградила наш мир почвой, которая является основополагающим критерием существования всего живого на Земле. Из почвы мир получает все жизненно необходимые элементы. Именно поэтому ее нужно оберегать, удобрять и избавлять от негативных факторов.

Почва в природе

Почва является одной из главных составляющих педосферы - геофизической оболочки планеты.

Основной функцией почвы, как отдельного элемента в природе, является обеспечение жизни в целом. Ведь именно она дает возможность существования, роста и размножения всему живому - различным микроорганизмам, экосистемам, растениям, животным, человеку.

Почва является основой для образования всех жизненно необходимых элементов - воды и элементов минерального питания в виде химических соединений.

Пример: 1) растение в горшке с песком; 2) растение в горшке с глиной; 3) растение в горшке с почвой

Почва является не только необходимым условием для жизни на Земле, но и также следствием этой жизни.

Почва необходима для запаса энергии. Именно в ней проходят процессы фотосинтетической деятельности растительного мира. Примером такой деятельности является использование человеком огромного количества топлива, пищи и кормов, образующихся в недрах земного покрова. Уголь, газ, нефть, торф - все это следствие фотосинтетических процессов.

Почва играет большую роль в природе. Она обеспечивает безостановочное взаимодействие геологического и малого биологического обмена веществ. Круговорот кислорода, углерода, азота осуществляется именно через нее. Через почву эти элементы поступают в корни растений, создавая необходимые условия для пищевых цепочек. Таким образом она регулирует состав атмосферы и гидросферы.

Почва регулирует различные процессы, происходящие в природе. Одним из них является биосферный процесс. Роль почвы в этом процессе - стабилизация плотности и продуктивности всего живого на Земле.

Земельные ресурсы в жизни человека

Земельные ресурсы - земли, используемые человеком в хозяйственной деятельности.

Земельные ресурсы определяются по нескольким критериям. Огромную роль играет рельеф определенной местности. Он может быть удобен, не удобен или непригоден для осуществления конкретной деятельности. Равнинные территории подходят для взращивания культурных пород или определенной обработки. Горная и бугристая местность не достаточно удобна для орошения или удобрения растительных пород. А есть территории, на которых невозможно заниматься какой-либо целенаправленной деятельностью - расчлененные овраги, каменистые возвышенности, болота и другие.

Плодородие земельных ресурсов также важно для осуществления человеческой деятельности. Хороший почвенный покров сможет напитать все растения достаточным количеством необходимых веществ и элементов.

Почва и земельные ресурсы играют важную роль в жизни человека. Именно из почвы мы получаем все необходимое для жизни - пищевые ресурсы.

Земельные ресурсы помогают в осуществлении сельскохозяйственной деятельности и лесоводства. Также земля является источником строительных материалов, благодаря которым строятся современные сооружения.

Загрязнение окружающей среды почвы

Практически каждый вид деятельности человека наносит огромный вред почвенному покрову. Промышленные отходы черных и цветных металлов, отходы химической промышленности, органические химические соединения, продукты неорганической химии - все это сказывается на качестве почвы и земельных ресурсов.

Предприятие, не устанавливающие очистительные фильтры, выбрасывают в атмосферу диоксид серы, оксид углерода, пыль, золу, дым, сульфаты и нитраты.

Предприятия, занимающиеся простым органическим синтезом, оставляют отпечаток на почве. Они выбрасывают технологические отходы, которые не перерабатываются в условиях естественной среды.

Производство высокомолекулярных соединений сказывается на состоянии почвы. При осуществлении подобной деятельности в природу попадают мономеры, катализаторы, растворители, стабилизаторы, пластмасса, резина и другие вещества, загрязняющие окружающую среду почвы.

Система таксономических единиц . Таксономические единицы в почвоведении (таксоны) – это последовательно соподчиненные систематические категории, отражающие объективно существующие группы почв в природе. Они отражают место или ранг почвы в системе и характеризуют точность их определения.

Современная система таксономических единиц была принята Академией наук СССР в1958 г. В ее основе лежит докучаевское учение о типе почвы, основной таксономической единице.

Тип почвы – группа почв, развивающихся в однотипно сопряженных биологических, климатических, гидрологических условиях и характеризующихся ярким проявлением основного процесса почвообразования при возможном сочетании с другими процессами. Эта группа почв характеризуется однотипным строением почвенного профиля, однотипностью процессов поступления органических веществ и их трансформации, процессов разложения минеральной массы, миграции и аккумуляции веществ, однотипным характером различных почвенных режимов, что в итоге определяет сходство мероприятий по управлению плодородием. В разных странах он называется по-разному: во Франции-agruppedusol; США, Канаде - greatsoilgrup; Германии-bodentip; ФАО/ ЮНЕСКО-soilunit.

Подтипы почв выделяются в пределах типа и представляют собой группы почв, различающиеся проявлению основного или налагающихся процессов, обусловленных различием в составе почвообразующих пород, гидрологическом режиме, изменением основного признака почв (дерновые типичные, дерновые оподзоленные и др.). С учетом суммы активных температур (>10 Сº) на глубине 20 см и продолжительности периода отрицательных температур на той же глубине выделяют фациальные подтипы: теплые, умеренные, холодные и т.д.

Роды выделяют в пределах подтипа и показывают влияние местных условий (химизма и режима грунтовых вод, состав почвообразующих пород) на качественные генетические особенности почв: карбонатность, ожелезнение, реликтовые признаки и т.д.

Виды в пределах рода характеризуют различия в свойствах и строении почв, связанные с особенностями протекания основного почвообразовательного процесса, характером антропогенного воздействия: слабоподзолистые, слабоэродированные, окультуренные.

Разновидности почв определяются по гранулометрическому составу верхних горизонтов и почвообразующих пород: суглинистые, супесчаные и др.

Разряды характеризуют генетические свойства почвообразующих пород: моренные, покровные, флювиогляциальные и другие отложения.

Единицы выше типа окончательно не установлены: это классы и подклассы, ассоциации и семейства, стадии развития почв, т.е. по мере накопления знаний о почвах таксономические единицы, как и классификация, могут корректироваться и дополняться.

Номенклатура и диагностика почв. Номенклатура почв – наименование почв в соответствии с их свойствами и положением в систематике почв. В почвоведении имеются три главных направления в номенклатуре почв, каждое из них опирается на свою систему диагностики и классификации почв.

Русская школа заложена В.В.Докучаевым, который использовал общий принцип научной терминологии, согласно которой почвам даны лаконичные, моносемичные названия с использованием народной лексики и являющиеся по существу символическими: подзол, серозем, чернозем, бурые почвы, т.е. критерием символического термина была использована цветовая окраска почв. Позднее Н.М. Сибирцев усложнил номенклатуру почв вторым словом, указывающим на особенности почвы или процесса почвообразования: чернозем шоколадный, светло-серая лесная, темно-каштановая, почвы бурые лесные в отличие от бурых полупустынных и др. Широкое использование получили географические термины – чернозем северный, южный; экологические – болотные, луговые, тундровые, арктические.

Номенклатура почв в русском (белорусском) почвоведении содержит полное название почвы, в котором приведены последовательно наименования типа, подтипа, рода, вида, разновидности и разряда, т. е. из названия почвы ясны ее главные признаки. Например, дерново-подзолистая (тип), белесая (подтип), остаточно-карбонатная (род), слабоподзолистая (вид), легкосуглинистая (разновидность), на лессовидном суглинке (разряд).

Международная номенклатура почв ФАО содержит названия почвенных единиц либо традиционные международные, либо составленные из греческих, латинских или русских корней с добавлением «zem» или «sol»: «чернозем», «подзол», «солончак», «солонец», «каштанозем», «подзолювисоль». К ним добавляются подъединицы: богатые, карбонатные или серные флювисоли (Thionic fluvisols) и др. Дискуссии о номенклатуре почв продолжаются.

Диагностика почв – описание почв с целью установить совокупность признаков, по которым она может быть отнесена к тому или иному типу или иному классификационному подразделению. Главными диагностическими методами являются профильный и сравнительно-географический, на основе которых можно установить тип почвы. Все остальные методы, используемые в почвоведении, при комплексном подходе позволяют дойти до низких таксономических уровней (выделения видов, подвидов, разновидностей, разрядов).

При характеристике пахотных почв большое значение имеют показатели их агрохимических, агрофизических, биологических свойств и результаты учета урожая.

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.

Закономерности географического распределения

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

В.В. Докучаев писал: «Раз все почвообразователи располагаются на поверхности в виде поясов или зон, вытянутых более или менее параллельно широтам, то и почвы наши – черноземы, подзолы и др. – должны располагаться на земной поверхности зонально, в строжайшей зависимости от климата, растительности и др.».

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 на 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 зоны 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. Изучив расположение природных почвенных зон в горах Кавказа, он в 1899 г. писал: «Так как вместе с поднятием местности всегда закономерно изменяется климат, растительность и животный мир... также закономерно должны изменяться почвы по мере поднятия от подножия гор... к вершинам, располагаясь в виде тех же последовательных, но уже не горизонтальных, а вертикальных зон».

Позднее К.Д. Глинка, С.С. Неуструев, С.А. Захаров и другие в своих работах выявили несоответствие между этой общей схемой и действительным расположением почвенных зон в горах.Установлено, что в горах имеется большее разнообразие биоклиматических условий и типов почв, чем на равнинах, и что каждая горная страна характеризуется определенными типами структур вертикальной зональности. Различия в типах структур определяют: положение горной страны в системе горизонтальных почвенных зон; высота горной страны; ее положение по отношению к движению воздушных масс, изолированность от морей другими горными системами; наличие температурных инверсий на разных склонах одного и того же хребта. В силу этих причин наветренные склоны получают очень много осадков, подветренные очень мало, поэтому в первом случае преобладают влажно-лесные и горно-луговые почвы, во втором – горные пустынные, горные степные и горно-лугово-степные с резкими переходами между зонами. Поэтому имеют место интерферренция – выпадение отдельных почвенных зон; инверсия, когда нижние зоны располагаются выше, чем положено по аналогии с горизонтальными; миграция, когда одна зона проникает в другую (С.А. Захаров). Эти понятия объясняют отсутствие горных черноземов между зонами каштановых и горно-луговых почв в горах Южного Закавказья, смену горно-лесных подзолистых почв не тундрой, как на равнинах, а субальпийскими и альпийскими лугами, проникновение одних почв в другие по горным долинам.

Система таксонометрических единиц почвенно-географического районирования состоит из следующих единиц:

Почвенно-биоклиматический пояс

Почвенная биоклиматическая область

Для равнинных территорий Для горных территорий

3. Почвенная зона 3. Горная почвенная провинция

(вертикальная структура почвенных зон)

Почвенная провинция 4. Вертикальная почвенная зона

Почвенный округ 5. Горный почвенный округ

Почвенный район 6. Горный почвенный район

Почвенно-биоклиматический пояс – совокупность почвенных зон и вертикальных почвенных структур (горных почвенных провинций), объединенных сходством радиационных и термических условий. Их пять: полярный, бореальный, суббореальный, субтропический, тропический. Основой для их выделения является сумма среднесуточных температур выше 10°С за вегетационный период (см. гл. 5).

Почвенно-биоклиматическая область – совокупность почвенных зон и вертикальных структур, объединенных в пределах пояса сходными условиями увлажнения и континентальности и вызванных ими особенностей почвообразования, выветривания и развития растительности. Различаются области по коэффициенту увлажнения (КУ) Высоцкого-Иванова. Их шесть: очень влажные, избыточно влажные, влажные, умеренно сухие, засушливые (сухие), очень сухие. Почвенный покров области более однороден, чем в поясе, но внутри нее могут выделяться интразональные почвы.

Почвенная зона – составная часть области, ареал распространения зонального почвенного типа и сопутствующих ему интразональных почв. В каждую область входят две-три почвенные зоны.

Подзона – часть почвенной зоны, вытянутая в том же направлении, что и зональные подтипы почв.

Почвенная фация – часть зоны, отличающаяся от других частей по температурному режиму и сезонному режиму увлажнения.

Почвенная провинция – часть почвенной фации, отличающаяся теми же признаками, что и фация, но при более дробном подходе.

Почвенный округ – выделяется в пределах провинции по особенностям почвенного покрова, обусловленным характером рельефа и почвообразующих пород.

Почвенный район – часть почвенного округа, характеризующаяся однотипной структурой почвенного покрова, т.е. закономерным чередованием тех же сочетаний и комплексов почв.

Вертикальная почвенная структура – ареал распространения четко определенного рода вертикальных почвенных зон, обусловленного положением горной страны или ее части в системе биоклиматической области и главными особенностями ее общей орографии.

Горная почвенная провинция аналогична почвенной зоне на равнине. Значение остальных таксонометрических единиц одинаково для равнинных и горных территорий.

Опорными единицами почвенно-географического районирования на равнинных территориях являются почвенные зоны а в горах – горные почвенные провинции.

Зональные почвы мира. Полярный пояс . Его площадь без материковых льдов около 0,6 млрд.га. В северном полушарии выделяются две довольно обширные области: Евразийская и Североамериканская. В каждой из них имеются арктическая и субарктическая почвенные зоны.

Арктическая зона расположена ближе к полюсу и делится на две подзоны: арктических пустынь и собственно арктическую. Почвенный покров арктических пустынь представлен примитивными арктическими пустынными почвами, а также засоленными почвами, развивающимися при малом количестве осадков и при вымораживании солей на поверхность в условиях экстремального переохлаждения (Антарктида, север Гренландии, морские побережья Арктики).

Для субарктической зоны характерны тундровые почвы. Она разделяется на три подзоны: северная, или арктическая, типичная и южная тундра. Основные почвенные процессы в тундре протекают в условиях повышенного увлажнения и застойного водного режима, обусловленного малым испарением. Глеевые процессы приурочены к верхней части почвенной толщи. В северной тундре преобладают арктотундровые почвы, а на остальной части субарктической зоны – тундрово-глеевые.

Бореальный пояс. Этот пояс полно развит в северном полушарии. Общая площадь пояса около 2,4 млрд.га, из них горные территории занимают 1,6 млрд.га. Почвы и растительность получают много влаги, но тепла недостаточно. 16% равнинных территорий занимают гидроморфные и полугидроморфные почвы. ¾ площади пояса приходится на таежно-лесные области с подзолистыми, дерново-подзолистыми и частично серыми лесными почвами, остальное - более холодные, континентальные и менее увлажняемые мерзлотно-таежные (криогенные) почвы. В соответствии с этим в пределах бореального пояса выделяют бореальные таежно-лесные и лугово-лесные области: Североамериканскую, Европейско-Сибирскую, Исладско-Норвежскую, Берингово-Охотскую и Огнеземельскую, а также бореальные мерзлотно-таежные области: Восточно-Сибирскую и Североамериканскую.

Суббореальный пояс . Общая площадь его около 2,2 млрд.га. Горные территории занимают около 33% поверхности пояса. На долю семиаридных и аридных областей приходится около 71 % площади, из которых пустыни занимают 46%. Преобладает автоморфное почвообразование: на долю гидроморфных почв приходится только 9% поверхности пояса. Широтная зональность выражена на обширных внутренних равнинах Евразии. Субборельный пояс – один из главных поставщиков сельскохозяйственной продукции, на его территории располагается 1/3 земледельческих площадей мира. Здесь вырабатывается почти половина всей сельскохозяйственной продукции.

В пределах пояса выделяются три ряда почвенных областей: 1. суббореальные влажные лесные области; 2. суббореальные засушливые степные области; 3. суббореальные полупустынные и пустынные области. Первые расположены на океанических окраинах континентов: Западно-Европейская, Северо-Американская приатлантическая, Северо-Американская тихоокеанская, Восточно-Азиатская; в южном полушарии выделяют Южно-Американскую и Новозеландско-Тасманскую области. Во втором ряду выделяются три степные области с черноземами и каштановыми почвами: Евроазиатская, Северо-Американская и Южно-Американская. В третьем ряду выделяются Центрально-Азиатская и Южно-Американская полупустынные и пустынные области.

Субтропический пояс . Его площадь около 2,5 млрд.га. Влажные лесные области занимают здесь только 25% поверхности, ксерофитно-лесные и кустарниково-степные 34%, полупустынные и пустынные - 41%, т.е. в субтропическом поясе преобладают субаридные и аридные районы. На горные районы приходится 29% территории пояса. Широтная зональность в распределении почв слабо выражена, хорошо проявляются фациальные особенности, прежде всего на восточных окраинах континентов.

Субтропические влажные лесные области располагаются на восточных окраинах материков с муссонным характером климата. Можно выделить четыре влажные лесные области: Северо-Американская, Восточно-Азиатская, Южно-Американская и Австралийская. Общая площадь этих областей около 0,6 млрд.га. Полугидроморфные, гидроморфные и пойменные почвы занимают 16% площади всех областей, а горные территории- 43%. В почвенном покрове влажно-лесных областей преобладают желтоземы и красноземы. Значительные площади по границам с сухими субтропиками приходятся на черноземовидные почвы субтропических прерий в Бразилии, Уругвае, США (Оклахома, Техас).

Общая площадь субтропических засушливых ксерофитно-лесных и ксерофитно-кустарниково-степных областей около 0,8 млрд.га. Они располагаются на всех материках, огибая субтропические полупустынные и пустынные области. Выделяют шесть засушливых областей: Средиземноморская, Восточно-Азиатская, Северо-Американская, Австралийская, Южно-Африканская, Южно-Американская. Горные территории в пределах названных областей занимают около 35% поверхности, а гидроморфные почвы – 13%. В почвенном покрове выделяются две почвенные зоны: коричневых и серо-коричневых почв. Среди тех и других встречаются вертисоли.

Полупустынные и пустынные области составляют в субтропическом поясе около 40% территории (1,1 млрд.га.). Горы занимают примерно 30% их площади. На долю полугидроморфных, гидроморфных и пойменных почв приходится около 8% от поверхности областей. Почвенный покров образует малоразвитые и примитивные почвы (около 73%) и сероземы и сопутствующие им почвы. Выделяются следующие субтропические полупустынные и пустынные области: Афро-Азиатская, Южно-Американская, Северо-Американская и Южно-Африканская.

Тропический пояс. Он является самым большим по площади (5,6 млрд.га.), что составляет около 42% поверхности суши. Горные территории в пределах этого пояса занимают около 13% площади. Полугидроморфные, гидроморфные, палеогидроморфные, пойменные почвы составляют 15,5% территории пояса. В тропическом поясе можно выделить три ряда почвенно-биоклиматических областей: 1. тропические влажные и переменно влажные лесные (гумидные и семигумидные); 2. тропические засушливые ксерофитно-лесные и саванные (семиаридные); 3. тропические полупустынные и пустынные (аридные).

Выделяют три влажные лесные тропические области: Американская, Африканская и Австрало-Азиатская. В почвенном покрове этих областей преобладают ферраллитные и дифференцированные и недифференцированные почвы. Для влажных лесных областей характерны сочетания ферраллитных почв водоразделов, ферраллитных глеевых и глееватых почв нижних частей склонов и тропических болот в депрессиях.

Тропические ксерофитно-лесные и саванные области занимают площадь 1,7 млрд.га. и распространены в основном в восточном полушарии: Индо-Африканская и Австралийская области. В западном полушарии это Антильские острова и небольшие территории в Южной Америке. Горные территории в пределах рассматриваемых областей составляют 16,2 % площади. Широко распространены гидроморфные условия почвообразования (19,5 % территории). В почвенном покрове преобладают два типа почв: коричнево-красные и красно-бурые саванные. Первые имеют преимущественно ферраллитный состав, а вторые – ферсиаллитный. Среди этих почв встречаются вертисоли.

В тропическом поясе можно выделить четыре полупустынные и пустынные области: Афро-Азиатская, Австралийская, Южно-Африканская, Южно-Американская, которые смыкаются с субтропическими пустынными областями. Горные территории занимают 6,3% их площади, а гидроморфные почвы – около 2,4%. Пустынные песчаные пространства раскинулись на 24% территории областей.

Почвенная биота - биологический мир почвы

Что такое почвенная биота? Кто самый важный?

Если спросить садовода, какие из живых существ почвы наиболее полезны для растений? Что делает почву плодородной? Кто из живых существ максимально увеличивает плодородие? Большинство ответят, конечно, дождевые черви. Так ли это? Кто ещё работает на наш урожай?

Я в предыдущих статьях, с разных сторон осветил роль невидимых нашему взгляду микроорганизмов. Не просто сапрофитов, разлагающих органику и минералы почвы, а именно азотофиксаторов, которые живут в ризосфере, и которых растение привлекает своими подкормками и которые дают ей дефицитный азот из воздуха. А также грибов - симбионтов, которые делают доступным для растений дефицитный фосфор.

Покинем ризосферу. Поговорим обо всём другом. Представим, что на почву упала листва, или прошла корова на лугу и оставила «лепёшку». Трансформация органического материала в почве осуществляется последовательно сменяющими друг друга живыми организмами. Вначале, буквально за считанные дни сахарная микрофлора потребит сахара, затем с небольшим отставанием аминокислотная микрофлора усвоит энергию белка. Затем им на смену придут сотни видов живых существ разрушающих целлюлозу, этот процесс достигает пика за месяц, и стихает к концу года. А микроорганизмы, разрушающие лигнин, будут работать несколько лет. И, в конце концов, в почве произойдет накопление гумуса, улучшится структура и плодородие почвы, если садовод не будет этому сильно мешать.

Итак, численность бактерий в почве достигает колоссальных размеров (от 1 до 10 млрд. клеток в 1 г почвы, а в зоне корня, в ризосфере ещё в 100 раз больше). Она никогда не остается постоянной в течение вегетационного периода, так как зависит от поступления органического вещества, от свойств почвы, её влажности и температуры. Поэтому даже в течение одного месяца в почве может быть зарегистрировано от 6 до 10 пиков максимума численности, за которыми следует 3-кратное уменьшение. Основная масса бактерий, сосредотачивается в верхних богатых органикой слоях. Общая биомасса бактерий в почве составляет примерно от 1 до 5-7 т/га. Бактерии гибнут, нарождаются, сменяются виды, и все это сотни раз за сезон, и это «лучшая пища» для наших растений.

Второе место по значимости надо отдать грибам. Именно они первыми начинают разрушать недоступную для растений грубую органику, высокомолекулярные углеводы. В 1 г почвы разных типов обнаруживается от 10 до 300 тыс. грибов. Предпочитаемое ими место обитания ограничено поверхностным слоем почвы. Суммарная длина грибного мицелия в почвах холодного и умеренного климата измеряется от нескольких сотен до тысяч метров на 1 г почвы. Максимальная биомасса грибов (мицелии + споры) отмечена в дерново-подзолистых почвах и составляет более 200 г/м2. В некоторых почвах биомасса грибов оценивается в 100-1000 кг/га. Это примерно в 5 раз меньше чем бактерий, но намного больше, например, биомассы дождевых червей.

Мало кто знает, что после грибов, по влиянию на плодородие почв, ненамного отстают водоросли. Если бактерии и грибы разрушают органику, то водоросли, как и высшие растения, являются продуцентами органического вещества. В настоящее время известно около 2000 видов водорослей, встречающихся в разных типах почв. Наибольшее количество водорослей сосредоточено в верхнем горизонте почвы, ограниченном глубиной проникновения солнечного света. Обычно в 1 г почвы содержится от 5 тыс. до 1,5 млн. клеток. Но в благоприятных условиях численность водорослей на 1 см2 поверхности почвы может достигать 40 млн., а биомасса 1,5 и даже 2 т/га. Во время массового размножения колонии водорослей становятся хорошо заметными, так как придают почве зелёный оттенок или образуют на ней зелёную корочку в несколько миллиметров толщиной. Растения активно привлекают водоросли и в свою ризосферу, так как они и азот из воздуха аккумулируют и почву подщелачивают, понижая кислотность. А главное, склеивают частицы почвы своей слизью и нитями, быстро улучшая её структуру.

Кратко, о животных почвы. Самые маленькие и многочисленные - это микроскопические одноклеточные: жгутиконосцы, корненожки, амёбы и инфузории. Все они обитают в почвенных порах и капиллярах, заполненных водой, но в отличие от организмов, живущих в водоёмах, почвенные животные способны длительное время сохранять жизнеспособность при недостатке воды и низких температурах. В почвах России обнаружено около 600 видов простейших. В пахотных угодьях Московской области найдено 38 видов жгутиконосцев, 27 видов голых амеб, 54 вида раковинных амеб и 26 видов инфузорий. В одном грамме почвы может быть до 15 тыс. раковинных корненожек и до 200 тыс. жгутиконосцев, живая масса жгутиконосцев составила 50, а инфузорий - более 200 кг/га. Общая же биомасса простейших достигает 300-400 кг/га.

К микрофауне относят и мелкие многоклеточные (коловратки, тихоходки, нематоды, клещи и ногохвостки). Эти организмы обитают в плёнках воды или в почвенных порах, заполненных влажным воздухом. Наиболее многочисленными и превосходящими остальных по биомассе являются нематоды. В почве их насчитывается от 1 до 2,5 млн. особей на 1 м2. Суммарная биомасса ногохвосток и клещей невелика и составляет 10-20 кг/га. Нематод в пять - десять раз больше.

Самыми многочисленными организмами в почве являются энхитреиды. Это мелкие кольчатые черви длиной 5-30 мм. Их численность на 1 м2 составляет от 2 до 10, а в луговых почвах - до 120 тыс. особей. Биомасса энхитреидов в благоприятных для размножения условиях может достигать 500 кг/га. Энхитреиды ведут подвижный образ жизни. Они передвигаются по проделываемым ходам или по естественным почвенным порам, что позволяет им проникать на относительно большую глубину. Питаются энхитреиды отмершими частями растений, но встречаются среди них и хищные виды, поедающие картофельных нематод.

Многоножки являются представителями класса членистоногих. Их размеры колеблются от 1,5 до 2 мм у мелких видов и от 10 до 15 см у самых крупных. Общая численность многоножек в слое луговой почвы 15-20 см - 4873 экз./м2. В южных тёплых почвах преобладают не многоножки, а мокрицы. По характеру питания многоножки и мокрицы сапрофаги и хищники. И все они выделяют в почву свои экскременты, по качеству не хуже, чем дождевые черви и делают такие же ходы, чем улучшают проницаемость почвы для воздуха и воды на глубину до 1 метра.

Макрофауна. В эту группу почвенных животных включаются земляные черви, насекомоядные, грызуны и землерои. Наиболее изученными организмами, с точки зрения их роли в почвообразовании, являются земляные черви. В почвах нашей страны встречается около 100 видов дождевых червей, но широкое распространение имеют только 16 видов. Продолжительность жизни дождевых червей в естественных условиях составляет 2-3 года. Основное место сосредоточения - гумусовый слой почвы. Очень часто они углубляются и в нижние горизонты. Считается, что в культурных почвах численность дождевых червей должна быть не менее 1,0 млн. особей, а масса 0,5-0,6 т/га. Всем понятно, что число их зависит от вносимой органики, от нагрузки пестицидами и минеральными удобрениями и от минимума обработки почвы.

Основным источником питания для дождевых червей служат растительные остатки и заглатываемая почва, содержащая органические вещества и различного рода микроорганизмы. За 24 часа дождевыми червями перерабатывается такое количество почвы, которое сравнимо с массой их тела. Остатки пищи и заглатываемый грунт после прохождения через кишечник выбрасываются на поверхность почвы или в подземных ходах в виде копролитов - округлых комочков почвы диаметром 1-5 мм. На полях и лугах дождевыми червями ежегодно откладывается от 20 до 80 т/га копролитов. Полагают, что весь гумусовый горизонт почвы, где обитают дождевые черви, полностью перемешивается за 100 лет. Эффект перемешивания почвы особое значение имеет при минимальных поверхностных обработках почвы. Мы способствуем более быстрому накоплению органического вещества в верхних горизонтах, а дождевые черви перемещают его в нижние, что, естественно, положительно влияет на рост растений. Хотя большее значение имеет аэрация почвы ходами червей и то, что они переносят эффективные микроорганизмы в новые слои почвы.

Я перечислил основных представителей флоры и фауны почвы и их количественную роль в накоплении плодородия почвы. Но ведь важнее понять другое. Живые организмы, населяющие почву, существуют не сами по себе, а входят в состав биологических ассоциаций, точнее экосистем. Почвенные экосистемы по своим законам и функционированию почти не отличаются от обычных наземных и водных, привычных для нас. В них имеются все основные структурные компоненты, связанные между собой прямыми и обратными вещественными и энергетическими связями.

Приведу маленький пример из жизни невидимого нам микромира. Так, водоросли положительно влияют на жизнедеятельность бактерий и простейших. Обогащение цианобактериями почвы способствует росту численности и биомассы простейших в 1,5-2 раза, а таких их видов, как инфузории, в 4-8 раз. Водоросли стимулируют рост и большинства грибов. Грибы, в свою очередь, усиливают азотфиксирующую активность бактерий и водорослей находясь в тесном симбиозе с ними.

Жизнедеятельность простейших в большой степени зависит от присутствия микроорганизмов, которые являются для них основным источником питания.

А теперь представьте. Мы внесли гербициды, чтобы уничтожить всего лишь сорняки и незаметно для наших глаз уничтожили почвенные водоросли. И вся цепочка важнейших связей обрушилась от начала до конца. Резко уменьшились в численности по цепочке бактерии, простейшие, грибы, и дождевые черви и все другие помощники для наших растений. И эту нишу заняли вредители и болезни.

Ещё пример. Отдельные виды микроорганизмов, и в частности водоросли, поедаемые почвенными животными, не перевариваются в их организме и выбрасываются с экскрементами. Находясь в этой среде, они используют легко доступные питательные вещества, содержащиеся в ней, и поэтому очень быстро развиваются. Так происходит селекция и размножение отселектированных особей.

Закончу цитатой из одной умной книги:

«… Выделительная функция у корней зависит от многих факторов окружающей среды. Но самое примечательное то, что её могут стимулировать микроорганизмы ризосферы. Это наталкивает на мысль о существовании очень тесной связи между растениями и микроорганизмами, выходящей за рамки простого взаимодействия. Их можно рассматривать как единую систему, состоящую из двух блоков, между которыми имеется постоянно действующая двусторонняя связь, позволяющая каждому из них в той или иной мере регулировать функции другого. Иначе говоря, выделительную функцию корневой системы растений и клеток микроорганизмов, посредством которой осуществляется обмен информацией, следует рассматривать как одно из эволюционных приобретений, позволяющее им в меньшей степени зависеть от условий окружающей среды…»

(Иванов В. П. Растительные выделения и их значение в жизни фитоценозов)