WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
-- [ Страница 1 ] --

Я. С. Шапиро

Агробиология

Рекомендовано Экспертным советом Комитета по образованию

г. Санкт-Петербурга и Советом развития образования

Ленинградской

области в качестве учебного пособия для

общеобразовательных учреждений

Санкт-Петербург

2009

1

УДК

Оглавление ББК Предисловие автора.................................... 5 Введение........................................... Шапиро Я. С. Агробиология: учебное пособие. СПб.: Проспект Науки, 1. Агроэкосистемы, их классификация и особенности функционирования. 2009. — 280 с. 1.1. Принципы существования наземных экосистем.............. 1.2. Агроландшафт, его структура и энергетика................. Вопросы для повторения и обсуждения.................... Тестовые задания................................. ISBN 2. Учение о почве..................................... 2.1. Возникновение и развитие представлений о почве............. 2.2. Роль почвы в природе и жизни человека................... Освещены принципы существования наземных агроэкосистем, их важней 2.3. Возраст почвенного покрова.......................... шие признаки и свойства. Описаны процессы формирования почв в основных 2.4. Плодородие — важнейшее свойство почвы................. природных зонах России, механизмов влияния на почвенное плодородие кли- 2.5. Почвообразование, его факторы и этапы................... мата, растительности, животных, микробиоты и хозяйственной деятельности 2.6. Фазовый состав почвы.............................. человека. Проанализированы экологическая роль и значение для человека важ- 2.7. Механический состав почвы.......................... нейших компонентов агроландшафта: культурных и дикорастущих растений, 2.8. Химический состав почвы............................ диких и домашних животных, микроорганизмов, дан анализ их взаимоотноше- 2.9. Вода в почве..................................... ний. Приведены причины деградации агроэкосистем, основные направления 2.10. Почвенный раствор................................ 2.11. Почвенный воздух................................ оптимизации земледелия, повышения плодородия и охраны почв. Включенные 2.12. Тепловые свойства почвы............................ в книгу практикум и справочно-информационные материалы помогут разви 2.13. Органическое вещество почвы......................... тию умений и навыков учащихся, а также осуществлению их проектной и иссле 2.14. Почвенный профиль............................... довательской деятельности в агробиологической сфере.

2.15. Поглотительная способность почвы.............. ....... Учебное пособие адресовано учащимся старших классов, абитуриентам 2.16. Требования культурных растений к почвам................. и студентам аграрных и биологических вузов, а также преподавателям биоло 2.17. Изменение плодородия окультуренных почв................ гии и экологии. Оно может быть использовано в системе профильного и допол 2.18. Почвенные географические зоны........................ нительного обучения, для углубленного изучения отдельных разделов базовых 2.18.1. Почвы лесной зоны............................ программ, создания элективных курсов и самообразования учащихся. 2.18.1. Почвы лесостепной и степной зон................... Вопросы для повторения и обсуждения............... Тестовые задания............................. 3. Растения в экосистемах Земли........................... 3.1. Из колыбели жизни — на границу двух миров................ 3.1.1. Процветание — в расчленении..................... 3.1.2. В борьбе за воду.............................. 3.1.3. Навстречу ветру и дождю........................ 3.1.4. Забота о потомстве............................ УДК 3.1.5. Союзники растений........................... ББК Вопросы для повторения и обсуждения............... 3.2. Экологические факторы в жизни растений.................. 3.2.1. Солнечная энергия............................ 3.2.2. Углекислый газ............................... 3.2.3. Кислород.................................. 3.2.4. Вода.................................... 3.2.5. Минеральное (корневое) питание растений............ ISBN © Я. С. Шапиро, 2009 Вопросы для повторения и обсуждения.............. © ООО «Проспект Науки», 2009 Тестовые задания............................ 2 3.3. Растения в агроландшафте........................... 3.3.1. Хозяйственно-биологические типы культурных растений... 3.3.2. Природные сенокосы и пастбища.................. 3.3.3. Влияние культурных растений на плодородие почв....... 3.3.4. Леса и их роль в агроландшафтах.................. Вопросы для повторения и обсуждения.............. Тестовые задания............................ 4. Животные в агроландшафте............................ Предисловие автора 4.1. Формирование дикой фауны......................... 4.1.1. Насекомые................................ 4.1.2. Птицы................................... 4.1.3. Грызуны.................................. 4.2. Животные, прирученные человеком..................... Вряд ли найдется человек, который ни разу не просыпался с криками 4.2.1. Домашние животные на пастбищах................. петухов, не любовался бескрайним морем золотистой пшеницы, не на 4.2.2. Крылатые агрономы.......................... слаждался ароматом цветущего клеверного луга или не размышлял над 5. Микроорганизмы в агроландшафте....................... 5.1. Экологические группы микроорганизмов................. 5.2. Свободноживущие микроорганизмы почвы................ 5.3. Симбиотические азотфиксирующие бактерии............... 5.4. Нормальная микробиота животных..................... 170 ных и микроорганизмов. Главная цель этих поистине революционных 5.5. Микроорганизмы — паразиты животных................. 171 преобразований — получение в достаточном количестве пищи и про 5.5.1. Паразиты домашних животных................... 171 мышленного сырья — не потеряла своей актуальности и в наши дни.





5.5.2. Паразиты диких животных...................... 175 Проходили столетия, создавались и исчезали города и страны, эпохи 5.6. Микроорганизмы — паразиты растений.................. 176 расцвета сменялись кризисами и войнами, а земледелец ни на один день Вопросы для повторения и обсуждения................... 180 не оставлял своей благородной и такой необходимой всему человечеству 6. Наука о земле.....................................182 дарств напрямую зависит от способности национального сельского хо 6.1. Возникновение земледелия.......................... 183 зяйства бесперебойно снабжать продукцией полей и животноводческих 6.2. Центры древнейшего земледелия....................... 6.3. Зарождение земледелия в России....................... 6.4. Основные направления земледелия..................... 6.5. Патриархи российского земледелия..................... 6.6. Экологическое земледелие и охрана ландшафтов............. 8. Учебно-методические материалы......................... Программа элективного курса «Агробиология»................. Литература........................................256 дов, будущим учёным и педагогам адресована эта книга. Она представля Ответы на тестовые задания.............................257 ет собой первое отечественное учебное пособие по агробиологии и, как Приложение. Справочно-информационные материалы............ Желаем вам, юные друзья, успехов и творческих удач на этом увле кательном пути! Свои отзывы и пожелания автору учебного пособия вы можете направить по адресу haj-ester@mail.ru.

Автор выражает искреннюю благодарность за поддержку его уси лий по развитию профильного агробиологического образования ректо ру СПбГАУ В. А. Ефимову, ректору ЛОИРО С. А. Лисицыну, доценту СПб АППО Г. Н. Паниной, доценту ЛОИРО З. А. Томановой, методистам учреж дений дополнительного образования г. Санкт-Петербурга Л. Г. Тимофеевой и И. А. Тимофееву, а также многим другим коллегам и единомышленникам.

Сегодня уже очевидно, что такие, созданные человеком, экоси- Помимо основ экологии, востребованными окажутся и наши знания стемы оказывают мощное воздействие на все другие экосистемы и на биосферу Земли в целом. Вот почему познание закономерностей воз никновения и развития агроэкосистем стало важным научным направ лением. А особую ветвь экологии, изучающую агроэкосистемы, назва ли агроэкологией.

Сравнительно недавно (50–60 лет назад) многие специалисты в об ласти экологии оспаривали право на существование такой науки — аг роэкологии. Долгое время ученые-экологи ограничивались изучением лишь тех ландшафтов, на которые человек влиял в минимальной степе ни. Исследовались природные экосистемы (экосистемы тундры, степей и пустынь, пещер и гор, лесов и болот) — их климат, растительность, животный мир и микробное население.

А вот поля, луга, пастбища и прилегающие к ним территории, осво енные человеком, оставались долгое время вне поля зрения ученых. Счи талось, что их флора, фауна и микробное население формируются слу чайно и не образуют единой экосистемы. Но обратимся к развернутому определению науки экологии. Это область знаний, изучающая взаимоот ношение организмов и их сообществ с окружающей средой, в том числе с другими организмами и их сообществами.

Как вы полагаете, могут ли сельскохозяйственные растения и животные в условиях открытых экосистем хотя бы непродолжи тельное время устойчиво развиваться, не взаимодействуя с внешней средой? Такое трудно себе вообразить. Вот почему вполне законо мерным стало появление науки, предмет которой исследование этих взаимодействий.

Объекты агроэкологии — особые созданные человеком агроэко системы (поля, сады, виноградники, луга, пастбища, тепличные комбинаты и животноводческие фермы и пр.), населяющих их растения, животные, микроорганизмы в их экологических свя зях со средой обитания.

В отличие от природных экосистем, агроэкосистемы не способны к эффективному саморегулированию. Поэтому они нуждаются в по стоянной защите человека, воздействующего на них посредством ме ханической обработки почвы, внесения удобрений, посева культурных растений и т. п. Эта деятельность людей стала мощным экологическим фактором, воздействующим как на отдельные агроэкосистемы, так и в целом на биосферу нашей планеты.

Все сказанное убеждает нас в том, что для понимания сущности процес сов и явлений, с которыми встречается человек, выращивая хлеб, овощи или фрукты, выпасая скот или разводя пчел, нам необходимо будет привлечь зна ния в области экологии. Анализ экологических аспектов сельскохозяйствен ной деятельности ожидает читателя уже на первых страницах этой книги, он же пронизывает и все содержание настоящего учебного пособия.

Освоение целинных земель под посевы приводит к полной пере- фитофаги — это сельскохозяйственные животные, для питания кото стройке видового состава растений, животных и микроорганизмов. рых человек выращивает растения, а также дикие виды животных, гри В результате на месте осваиваемых природных экосистем возникают бы и бактерии, потребляющие растительную пищу (в виде культурных агроэкосистемы различного уровня организации. и дикорастущих растений). Организмы-фитофаги, следовательно, вы Агроэкосистемы — это измененные человеком природные си стемы, которыми он управляет с целью повышения продуктив ности определенной группы растений или животных.

По этой причине их часто называют искусственными экологически ми системами в противоположность природным (естественным) систе мам, которые не требуют управления человеком. Остатками мертвых растений и животных питаются многочислен В действительности большинство так называемых природных экоси- ные обитатели почвы — мелкие беспозвоночные животные (копрофа стем (лесов, степей, рек, озер, болот и пр.) сегодня в большей или мень- ги, детритофаги), например, красный калифорнийский червь, а также шей степени испытывают влияние человека. Поэтому различия между микроорганизмы-сапротрофы (грибы и бактерии).

природными и искусственными системами, как мы увидим далее, не яв- Благодаря микроорганизмам происходит минерализация органи Как мы знаем из экологии, элементарные экосистемы (экосисте мы низшего ранга) — это биогеоценозы (см. раздел 2.2). А первичны ми агроэкосистемами являются агробиоценозы регулируемые человеком биогеоценозы, имеющие следующие отличия от природных экосистем.

1.  Растительный покров агробиоценозов составляется челове ком и слагается из одного или немногих видов возделываемых культурных растений.

2. Смена агробиоценозов происходит в результате замены одно го вида культурного растения другим.

3. Устойчивость растительного покрова агробиоценоза, а от сюда и всего комплекса связанных с ним организмов, поддер живается человеком.

4. Регулярное изъятие биологической продукции в виде урожая постоянно восполняется соответствующей агротехникой (посевом семян, внесением удобрений, обработкой почвы).

В потреблении этих ресурсов исключительная роль принадлежит по чве — особому природному телу, сочетающему в себе признаки живой и неживой (косной) материи. Подробный рассказ о почве ждет читателя Наука экология знает несколько принципов существования (принци- снижают температуру почвы в пери- температуры и влажности почвы за пиальных свойств) наземных экосистем, благодаря которым они способны од наибольшей биологической ак- висит от биологии возделываемой производить, сохранять и накапливать питательные вещества, повы- тивности. Это сокращает потери вла- культуры и ее агротехники. Удаление шать потенциальное плодородие и поддерживать себя в динамическом ги из-за снижения испарения, а также растительного покрова и подстил равновесии. Сопоставим эти свойства природных экосистем с важней- аккумуляцию биогенных элементов ки приводит к нарушению водного шими чертами, присущими агроэкосистемам (табл. 1). микроорганизмами почвы. и температурного баланса почвы.

Важнейшие свойства природных экосистем и агроэкосистем Видовой состав растений опреде- Состав растительности формирует ляется географическими и почвенно- человек.

Многовидовые по составу биоты. Видовой состав биоты существен Конкуренция никогда не приво- Полное вытеснение большого ганических и минеральных веществ. накапливать питательные вещества.

дит к полному вытеснению доми- числа видов на фоне доминирования нирующим видом менее конкурен- немногих, связанных пищевыми це тоспособного вида. пями с культурными растениями.

Величина популяции вида ограничи- Величина популяции отдельных рослей или лесная подстилка из опа- ходят из-за их вымывания и выветри вается экологическими ресурсами и ре- видов определяется в первую оче- да, которые успешно противостоят вания, а потери воды — вследствие гулируется различными формами вну- редь продуктивностью культурного водной и ветровой эрозии. стока и испарения.

тривидовых и межвидовых отношений. растения и агротехникой его возде Сложная система регулирования Связи между продуцентами, кон структуры поддерживается соотно- сументами и редуцентами сильно шением между продуцентами, консу- нарушены, регуляторные функции ментами и редуцентами. берет на себя человек.

Высокая синхронность в актив- Некоторая синхронность в дея ности растений и почвенных микро- тельности растений и микроорга организмов, придающая экосистеме низмов наблюдается лишь в много устойчивость. летних экосистемах (луга, пастбища) Растения накапливают значитель- Биогенные химические элементы ную часть питательных веществ для в основном извлекаются с урожаем, последующей реутилизации. Это пре- а компенсацию их потерь посред- Агроландшафты демонстрируют нам различную степень своей неод дотвращает потери биогенных хими- ством внесения удобрений осущест- нородности, или гетерогенности. Пространственная пестрота агроланд Значительное многообразие присуще агробиоценозам: полям с куль- Сравним по этим показателям основные природные экосистемы турными растениями, садам, пастбищам и животноводческим фермам, и агроэкосистемы.

пасекам, системам прудового рыбного хозяйства и пр. Стратегия челове- I. Природные экосистемы, где единственным источником энергии ка в управлении агробиоценозами направлена на увеличение их чистой является солнечная радиация (например, хвойные и смешанные леса, продукции это лежит в основе любого аграрного производства. степи и лесостепи, экосистемы океана).

Действительно, люди с помощью почвообрабатывающих орудий Эти экосистемы представляют собой основу жизни на Земле. Годо и машин, удобрений, пестицидов и орошения увеличивают продуктив ность культурных растений, в том числе и тех, которые используют для питания сельскохозяйственных животных. А с помощью приемов раци онального содержания животных человек повышает их продуктивность II. Природные экосистемы, где, кроме солнечной радиации, исполь (привесы, надои, яйценоскость, выход шерсти, меда и пр.). Часть про- зуются другие естественные источники энергии (например, энергия раз дукции (как растениеводства, так и животноводства) человек вынужден ложения гумуса, речного ила, торфа и др.).

«отдавать» вредным организмам-фитофагам, паразитам культурных Сюда относятся лиманы, дельты крупных рек, влажные тропиче Рис. 1. Потоки веществ в агроэкосистеме: биомасса культурных растений слу жит пищей для человека и кормом для сельскохозяйственных живот ных, от которых человек получает мясо, молоко, яйца и другие пище вые продукты (пояснение в тексте) Вместе с агробиоценозами в агроландшафте мы найдем и остров ки уцелевших природных биогеоценозов — хвойных и лиственных ле сов, кустарниковых зарослей, естественных лугов, рек, озер, болот и пр.

В большей или меньшей степени эти природные экосистемы и агробио ценозы испытывают взаимное влияние.

Для того чтобы разобраться в такой довольно сложной структуре агроландшафта, мы должны сравнить его элементы по неким общим существенным признакам. Но к какому «общему знаменателю» можно привести такие внешне непохожие друг на друга экосистемы?

В экологии наиболее объективными показателями любой экоси- ного использования различных ресурсов. Таковы, например, посевы стемы служат потоки веществ и энергии. Экосистемы разли- высокоурожайных сельскохозяйственных культур (картофеля, кор чаются по количеству и источникам поступающей в них энер- неплодов, кукурузы, подсолнечника — см. раздел 3.3.1) или культива с экстенсивными агроэкосистемами они более продуктивны (10 г сухо- Но как сказывается переход к интенсивному земледелию и животновод го вещества на 1 м2 в сутки), но и более энергоемкие (приток энергии ству на состоянии самих агробиоценозов и агроландшафтов в целом? Как Агробиоценозы с доминированием одного или нескольких немногих и стабильность урожаев, а в итоге — на благополучие нашей цивилизации?

культурных растений, порождают, в частности, проблему вредителей Об этом нам предстоит подробный разговор, в процессе которого и болезней растений. А это в свою очередь предусматривает применение мы рассмотрим место и роль в агроэкосистемах их основных компонен химических и биологических средств защиты растений как наиболее эф- тов — почвы (раздел 2), растений (раздел 3), животных (раздел 4) и ми фективного способа подавления вредных организмов. Другим средством кроорганизмов (раздел 5).

сдерживания вредных организмов является создание селекционерами сортов, генетически устойчивых к вредителям и болезням. Вопросы для повторения и обсуждения Плантации плодовых деревьев и ягодных кустарников, культурные посадки лесных пород — это также агроэкосистемы весьма интенсив ного типа. Правда, затраты ресурсов на плантациях деревьев ниже, чем на распаханных угодьях, что обусловлено получением меньшего количе ства биомассы в виде изымаемого урожая. Они характеризуются и менее интенсивным применением агрохимикатов, механическим воздействи ем на почву. А это в свою очередь способствует некоторому увеличению неоднородности таких агробиоценозов.

Например, в лесопосадках появляется подлесок, покров из трав, а в садах — участки с луговой растительностью (так называемые залу женные междурядья). Ветрозащитные посадки древесно-кустарниковой растительности по периферии сада и между его кварталами также уве личивают флористическое разнообразие и, как следствие, разнообразие Тестовые задания животного и микробного населения.

Агроэкосистемы интенсивного типа включают и предприятия живот новодства, где практикуют безвыгульное содержание животных (см. раздел 4.2.1) птицефабрики, предприятия по содержанию в стойлах молочного скота или лошадей, пушных зверей в вольерах, фермы по откорму свиней и пр. В от личие от пастбищ, эти агроэкосистемы основаны на производстве зерна или других концентрированных кормов, а их потребители (сельскохозяйствен ные животные) пространственно отдалены от посевов культурных растений.

Иными словами, в этих системах производство мяса, молока, яиц, пушнины и пр. Основано на удалении животных из непосредствен ной экологической связи с растениями-продуцентами. Но в этом слу чае между сельскохозяйственными животными и культурными расте ниями благодаря деятельности человека сохраняется опосредованная связь. Действительно, с одной стороны, видовой состав и численность животных определяют площадь полей и ассортимент кормовых расте ний. С другой стороны, отходы животноводства, вывозимые на поля, служат ценным удобрением для возделываемых человеком растений.

Как мы видим, в агроэкосистемах интенсивного типа затраты энер гии по сравнению с природными экосистемами увеличиваются в десят ки раз. Возрастает и их продуктивность, которая выражается в урожае культурных растений и приросте биомассы сельскохозяйственных жи вотных. Благодаря этому человек покрывает свои потребности в пище вых продуктах и сырье для промышленного производства.

Древнейшей областью человеческой деятельности является возделы вание культурных растений — растениеводство. С его появлением чело век ввел в свой обиход представление о почве.

В растениеводстве почвой называют относительно рыхлый слой земли, в котором укореняются наземные растения и кото рый служит предметом земледельческой обработки.

Спустя тысячелетия человек столкнулся с проблемами голода, па- Необходимость решения насущных задач земледелия привела к за дения плодородия, опустынивания, необходимостью получения все рождению на рубеже 20 в. новой науки — почвоведения.

большей растительной продукции с все меньшей площади. Возникла не обходимость обобщения и систематизации практического опыта земле дельцев, их знаний о почве.

2.1. Возникновение и развитие представлений о почве Задолго до появления научного почвоведения человек осознал раз- ское, имеющее свое происхождение (генезис) и возраст. А между почвой нообразие почв и необходимость различного использования их в земле- и всеми другими природными телами — живыми и неживыми суще делии. Об этом свидетельствуют дошедшие до нас египетские папирусы ствуют тесные связи.

с описанием качества земли «Палермский камень», «Бруклинский папи- Если все природные тела Земли разделить на живые (живущие орга рус» (3500–3000 гг. до н. э.). Этому же посвящены первое известное земель- низмы) и косные (горные породы, минералы, магму), то почва среди них новодное законодательство вавилонского царя Хаммурапи «Кодекс Хам- занимает особенное промежуточное положение. Академик В. И. Вернад мурапи» и другие замечательные письменные памятники того времени. ский, основоположник учения о биосфере, назвал поэтому почву био В период с 7 в. до н. э. до 3 в. н. э. было накоплено много фактов и на- косным телом природы.

блюдений, зафиксированных в трактатах греческих и римских фило- Такое положение почвы среди других природных тел обусловлено софов. Появилось описание почв разных мест в связи с особенностями тем, что в ее создании участвуют как минеральные, так и органические земледелия. Тогда же были сделаны первые попытки классификации вещества. Кроме того, неотъемлемую часть почвы — ее живую фазу со почв по их свойствам и ценности. Широкую известность получили трак- ставляют организмы. Они представлены корневыми системами расте таты Катона, Вергилия и Колумеллы, в которых римские ученые создали ний, почвообитающими животными, огромным разнообразием микро стройную систему знаний о почвах и их земледельческом использовании. организмов бактерий, грибов, водорослей, простейших.

Первой в мире сельскохозяйственной энциклопедией считают трак- Таковы современные взгляды на почву ученых-почвоведов. Во второй тат Колумеллы «О сельском хозяйстве», в котором можно найти сведе- половине 20 века человечество пришло к осознанию глобальных эколо ния о разнообразных почвах, их плодородии, классификации, способах гических проблем, связанных с интенсивным социально-экономическим проблем принадлежит и состоянию почвенного покрова планеты, пора- с климатическими факторами, определяют распределение и обилие жи Этим проблемам были посвящены международные проекты в орга- Почва поэтому является неотъемлемым компонентом природных эко низациях системы ООН: Карта деградации почв мира, Классификация систем суши, а их структурной единицей (экосистемой низшего ранга) почв мира, ряд программ оказания помощи развивающимся странам служат биогеоценозы. Эту роль почвы подчеркивал академик Владимир в охране и рациональном использовании почвенного покрова. Николаевич Сукачев, впервые предложивший понятие «биогеоценоз».

Разработка и осуществление этих проектов были бы невозможны без 2. Обеспечение постоянного круговорота веществ — вторая важ осознания роли почвы в биосфере Земли. Какова же роль этого уникаль- ная функция почвы. На поверхности земли горные породы подвергают ного природного тела на нашей планете? ся выветриванию (см. раздел 2.5), в результате чего в почве накаплива 2.2. Роль почвы в природе и жизни человека Почва располагается на границе соприкосновения и взаимодействия трех планетарных оболочек — литосферы, атмосферы и гидросферы, поэтому, по мнению ученых-почвоведов, она формирует особую геосфе ру — педосферу, или почвенный покров Земли (рис. 2).

Рис. 2. Почвенный покров Земли (педосфера) формируется на границе атмос феры, литосферы и гидросферы и является частью биосферы планеты Одновременно почва является компонентом биосферы — области распространения жизни на Земле. Такое уникальное положение по чвы обуславливает ее роль в природных процессах и в жизни человека.

1. Обеспечение существования жизни на Земле. Это главная функ- 2.3. Возраст почвенного покрова ция почвы. Из почвы растения, а через них животные и человек полу чают элементы питания и воду для создания своей биомассы. В почве укореняются наземные растения, живет огромная масса почвообитаю щих животных и микроорганизмов. Без почвы невозможно существова ние на Земле природных биоценозов — сообществ живых организмов.

Свойства почвы, в первую очередь ее плодородие (см. раздел 2.4), наряду Наши почвы имеют возраст, который колеблется в очень широких По мере накопления сведений о почве и развития естествознания пределах от нуля до многих миллионов лет. Нулевой возраст имеют тер- и агрономии менялось и представление о том, чем обусловлено плодоро ритории суши, недавно освободившиеся от воды. Например, территории дие почвы. В древние времена его объясняли наличием в почве некого по берегам Каспийского и Аральского морей, возникшие в результате «жира» или растительных масел, солей, порождающих все формы жизни морской регрессии, а также искусственно осушенные земли в дельтах на Земле, позднее — наличием в почве воды, перегноя (гумуса) или эле рек (плавни Дуная, Кубани) или польдеры (побережье Северного моря). ментов минерального питания. Развитие науки и накопление практиче Нулевой возраст также имеют поверхности, возникшие в результате ского опыта земледельцев постепенно сформировали современное пред современных вулканических извержений. Такой же возраст у создавае- ставление о плодородии почвы.

мых человеком насыпей, карьеров, свежих срезов горных пород и т. п.

Возраст почвенного покрова северного полушария соответствует кон- Плодородие почвы это ее способность обеспечивать рост и вос цу последнего материкового оледенения (около 10 тыс. лет назад). В пре- производство растений необходимыми экологическими ресурса делах Русской равнины, в ее северной части, возраст почв определяется ми (водой, теплом, кислородом, углекислотой, элементами ми постепенным отступлением ледника на север. Поэтому возраст чернозе- нерального питания).

мов Русской равнины составляет 8–10 тыс. лет, а возраст почв Скандина вии — 5–6 тыс. лет. Возраст почв равнин Африки, где в течение последне- Любая почва обладает естественным плодородием. Это плодородие, го геологического периода не было существенных катастрофических смен которое присуще природной почве, не затронутой вмешательством че (за исключением вулканических нагорий) насчитывает миллионы лет. ловека. В результате целенаправленной деятельности человека создается Для определения абсолютного возраста почв в почвоведении ис- искусственное плодородие. Его почва приобретает благодаря распашке, пользуются разнообразные методы. Наиболее надежной является точ- мелиорации, внесению удобрений и пр.

ная историческая справка начала почвообразования, которая была Поскольку разные группы растений предъявляют различные тре использована еще В. В. Докучаевым для определения возраста почвы, бования к условиям выращивания, то плодородная для одних растений образовавшейся на стенах Староладожской крепости. Однако такие воз- почва может оказаться бесплодной для других растений. Например, Широко используется радиоуглеродный метод определения возрас- к болотным растениям, но на них не могут расти другие виды растений.

та почвы, основанный на определении соотношения изотопов 14С:12С Поэтому существует понятие относительного плодородия почвы по от в почвенном гумусе или в минералах. Ученые также делают попытки ношению к определенной группе растений.

определения возраста по накоплению в почве тех или иных химических соединений (CaCO3, P2O5 и др.). Между тем все эти оценки должны при ниматься с большой осторожностью, поскольку скорость почвообразо вательного процесса и его направленность в течение всего периода по чвообразования не являются неизменными.

2.4. Плодородие важнейшее свойство почв Неотъемлемым свойством почвы как природного тела является ее плодородие. От него зависит жизнь на Земле — существование расте ний, животных, а также человека. Неудивительно, что в древние време на плодородие почвы люди обожествляли (как солнце, огонь или воду).

Например, в Древнем Египте богиней плодородия почвы была Изида, а в Древнем Риме Прозерпина. О плодородии почвы писали трактаты философы, писатели и поэты античной Греции и Рима (Аристотель, Те офраст, Лукреций, Вергилий, Плиний и др.).

Различия в уровне плодородия почв учитывались при исчислении земельных налогов и податей, при продаже и оценке земли, особенно в эпоху феодализма и капитализма. Учитывается оно и сегодня, в част ности для расчета экономических показателей земледелия.

рельеф местности и возраст территории. Взаимосвязь между этими фак- Важнейшую роль в процессах химического выветривания играет где П — почва, К — климат, О — организмы, Г — горная порода, Р — ре Перечисленные факторы в их разнообразном сочетании создают на Земле множество типов почв, их комбинаций, сочетаний, неповторимую В процессе формирования почвы все факторы являются равнознач- нические кислоты, продуцируемые организмами и выделяемые во внеш ными и незаменимыми. Отсутствие хотя бы одного из них исключает нюю среду щавелевая, яблочная, лимонная и др. Минералы горных пород возможность почвообразовательного процесса. Однако на определен- в различной степени подвержены химическому выветриванию. Наиболее ных стадиях или в особых условиях развития почвы в качестве домини- устойчивы к нему такие минералы, как кварц, ортоклаз, магнетит, а наи рующего может выступать какой-либо из факторов.

Минеральным субстратом почвообразования служат горные породы и составляющие их минералы, которые постоянно подвергаются выветри ванию. Выветриванием пород ученые называют качественное и количе ственное изменение их состава и свойств под воздействием атмосферы, ги дросферы и биосферы. Выветривание горных пород — это начальный этап биогеохимического круговорота (цикла) химических элементов на Земле.

Единый процесс выветривания пород и минералов, из которых они состо ят, складывается из физического, химического и биологического выветривания.

Физическое (механическое) выветривание протекает под влияни ем изменений температуры (теплового расширения и сжатия минера лов), а также воды, льда, ветра. В результате механического воздействия на породу уменьшается ее плотность (с 2,5–2,6 до 1,2–1,5 г/см3). При этом резко возрастает ее удельная поверхность, которая подвергается воздей ствию химических соединений (химическому выветриванию).

Химическое выветривание. Важнейшая роль в химическом выве тривании принадлежит воде. Взаимодействие раздробленной породы с водой приводит к переходу в раствор значительных количеств катио нов и анионов. В результате уменьшается масса минералов (гранитов на 30–35, базальтов — на 75–90, а известняков — до 99 %), а их объем и рас творимость, напротив, возрастают.

Гидролиз минералов, реагирующих с водой, сопровождается их су щественными преобразованиями:

Образующиеся при гидролизе первичных минералов растворимые цирующие и иные бактерии и грибы, нуждающиеся для своей жизнедея и коллоидные соединения кремния, алюминия и катионы служат исхо- тельности в органическом веществе, синтезированном другими организ дным материалом для новообразования вторичных глинистых минералов. мами (см. раздел 5).

На этой стадии почвообразования автотрофные организмы спо- и жарких) и в горных странах, особенно на больших высотах. В этих по собны усваивать из атмосферы С, N, O при наличии даже следов воды чвах микроорганизмы нередко являются единственными представите в среде, в частности за счет конденсации паров воды на холодной по- лями живой природы.

верхности камня или в микротрещинах горной породы. Минераль- Постепенно формирующаяся на этой стадии почва служит суб ные элементы микроорганизмы получают в результате разрушения стратом для поселения высших растений травянистых, кустарниковых Под воздействием микроорганизмов образуется незначительное вещества и энергии в биосфере, принадлежит ведущая роль в процес количество микробной пыли, или мелкозема, которая еще не является сах почвообразования.

почвой, но уже служит тем питательным субстратом, на котором посе- Действительно, ведь органическое вещество, созданное растения ляются более требовательные к условиям среды организмы. Первыми из ми, попадает в почву непосредственно или посредством животных, таких организмов появляются лишайники. грибов и бактерий, питающихся растениями. В почве под воздействи Среди лишайников есть виды, которые обитают внутри каменистого ем населяющих ее живых существ органическое вещество подвергает субстрата, в его микротрещинах. Такие лишайники называют эндолити- ся разнообразным превращениям, то есть участвует в почвообразова ческими. За ними поселяются эпилитические виды, живущие на поверх- тельном процессе.

ности субстрата, среди которых последовательно сменяют друг друга на- О том, какую роль играют растения в почвообразовании в различных кипные (корковые), листоватые и кустистые. природных зонах, нам предстоит подробный разговор (см. раздел 2.19).

Лишайник воздействует на минеральный субстрат механически и химически. Механическое воздействие на горную породу связано с тем, что грибные гифы лишайника способны проникать на несколько миллиметров по микротрещинам между минеральными зернами в глубь породы, постепенно разрыхляя субстрат. Грибная гифа может при этом развивать давление в 10–15 атмосфер.

Таллом лишайника, прочно прикрепленный своими ризоидами к плотной породе, при чередовании высыхания и набухания отрывает от монолитного камня небольшие кусочки породы, постепенно разрыхляя таким образом субстрат.

Лишайники обладают способностью к синтезу сильных кислот полифенольного ряда, получивших название лишайниковых кис лот. Эти кислоты обладают высокой агрессивностью по отношению к породообразующим минералам, способствуя их химическому вы ветриванию.

В результате лишайники весьма сильно воздействуют на плотные породы. Биологическое выветривание на этой стадии почвообразования протекает более интенсивно, чем на предыдущей. Под покровом лишай ников накапливается слой мелкозема мощностью несколько миллиме тров или даже сантиметров, обогащенный гумусом, азотом и другими биогенными элементами в доступной растениям форме.

На преобразованном лишайниками субстрате, когда мощность при митивной почвы достигает 5–10 см, поселяются мхи. Часто мхи поселя ются вместе с лишайниками, образуя сплошной мохово-лишайниковый покров. Мхи вовлекают в биологический круговорот довольно большое количество биогенных элементов, особенно много они концентрируют серы, кальция, калия, фосфора и магния.

Почвы, образующиеся на первых стадиях почвообразования, в на стоящее время распространены на поверхности Земли довольно широ ко. Они занимают большие площади в каменистых пустынях (холодных 2.7. Механический состав почвы Как правило, почва представляет собой смесь частиц разного разме- Особенности химического состава свойственны не только разным Нередко совокупность частиц мельче 0,01 мм называют физической глиной, а крупнее 0,01 мм — физическим песком. Соответственно и по чвы, в которых преобладают те или иных фракции называют глинисты ми или песчаными почвами.

Классификация почв по механическому составу и свободный Al2O3 (глинозем) в аморфной или кристаллической форме.

Содержание физической глины Краткое название почвы по 2.8. Химический состав почвы Почва является самой верхней частью коры выветривания литос феры и поэтому в основном отражает ее химический состав. Но в то же время почва — это продукт воздействия на литосферу живых организ мов, что отражается на ее химическом составе. Наиболее яркое отличие химического состава почвы от материнской почвообразующей породы заключается в содержании важнейших биогенных элементов углерода и азота. Содержание азота в почве возрастает в 20 раз, а азота в 10 раз по сравнению с горной породой.

Поскольку основная часть почвенной массы (за исключением гуму са и органических остатков) представлена минеральными частицами, то химический состав почвы, в общем, определяется составом формирую щих ее минералов. Так, наиболее высокое содержание кремния мы об наруживаем в обогащенных кварцем крупных почвенных частицах раз мером более 0,25 мм. В более мелких фракциях увеличивается участие Марганец. Содержание MnO составляет в почве несколько десятых или 2.9. Вода в почве сотых долей процента. Присутствие марганцевых скоплений обусловлено в основном деятельностью марганцевых бактерий. В небольших количе ствах этот элемент входит в состав минералов (оливинов, пироксенов и др.).

Сера. Содержание SO2 в почве обычно не превышает нескольких десятых долей процента. Однако оно может существенно возрастать в случае промышленного загрязнения почв, например в результате вы падения с осадками газообразных выбросов сернистых соединений. Как правило, почва является главным, а нередко и единственным ис Сера присутствует обычно в составе различных органических соедине- точником воды для растений. А присутствует вода в почве в несколь ний растительного и животного происхождения. В крупных почвенных ких формах.

частицах сера присутствует в составе сульфидов (пирита), гипса, соеди- Твердая вода — это лед, появление которого может носить сезонный нений Fe (II), образующихся в болотных почвах. характер (сезонное промерзание почвы) или многолетний («вечная»

Углерод. Содержание этого элемента в почве колеблется от долей мерзлота). Поскольку почвенная вода — это всегда раствор, то темпера процента в бедных органическим веществом песчаных почвах, до 3–5 тура ее замерзания лежит ниже 0.

и даже 10 % в богатых гумусом черноземах. А в торфяных почвах его со- Химически связанная вода входит в состав кристаллогидратов, на держание может достигать десятков процентов.

В почве углерод содержится главным образом в составе гумуса и орга- вода входит в состав твердой фазы почвы и не является самостоятель нических остатков. Немало этого элемента может находиться и в составе ным физическим телом, она не передвигается и не обладает свойствами карбонатов. Очень часто почвы, используемые в земледелии, нуждаются растворителя.

во внесении углерода, прежде всего в форме органических удобрений. Парообразная вода содержится в почвенном воздухе в форме водя Азот. Содержание в почвах азота небольшое обычно не более 0,3–0,4 %. ного пара. Почвенный воздух почти всегда насыщен парами воды, и даже Однако этот элемент играет важнейшую роль в плодородии, поскольку небольшое понижение температуры почвы приводит к его конденсации.

жизненно необходим растениям. Растениям азот доступен только в фор- В результате парообразная вода переходит в жидкую, а обратный про Подобно углероду почти весь азот почвы связан с ее органической Физически связанная, или сорбированная, вода в различной степе частью гумусом и органическими остатками. Однако пополнение до- ни связана почвенными частицами (коллоидами). В виде пленки эта вода ступных растениям запасов азота возможно не только благодаря остат- покрывает почвенные частицы. Различают прочносвязанную и рыхлос кам растений и животных, но и в результате деятельности микроорга- вязанную воду. Прочносвязанная вода по своим физическим свойствам низмов (см. раздел 5). Так, азотфиксирующие бактерии почвы способны приближается к твердым телам, ее плотность достигает 1,5–1,8 г/см3.

восстанавливать газообразный азот (N2) в аммонийный (NH4+). Рыхлосвязанная вода занимает промежуточное положение между проч Большинство почв, вовлеченных в земледелие, нуждается в система- носвязанной и свободной водой.

Фосфор. Валовое содержание P2O5 в почве не превышает обычно механического состава: чем больше в ней физической глины, тем выше 0,1–0,2 %. Этот элемент принадлежит к числу важнейших биогенных элементов, но в большинстве почв его содержание невысоко. Поэтому возникает необходимость в систематическом внесении фосфора в виде фосфорных удобрений, особенно на почвах легкого механического со става — песчаных и легких супесях.

Наряду с названными выше химическими элементами в почве в ма лых количествах присутствуют и другие элементы (Cu, Co, Ni, Zn, Li, B и другие). Несмотря на их невысокое содержание в почвах, эти элементы очень важны для жизнедеятельности растений и поэтому определяют уровень почвенного плодородия.

Химический состав почвы оказывает важнейшее влияние на плодо родие почвы. Как дефицит биогенных элементов, так и избыток некото рых токсичных для растений соединений (натрия, марганца, серы) часто имеет решающее значение для их урожайности.

почвенных частиц. Рыхлосвязанная вода растениям труднодоступна, по- ние водным режимом лежит в основе рационального использования скольку она обычно не успевает (в силу малой подвижности) подтекать почв. В засушливых регионах с этой целью проводят орошение и дре Свободная вода растениям легкодоступна, и растения могут ею бес- мелиорацию. Регулирование водного режима обеспечивают также перебойно снабжаться. От количества доступной растениям воды зависит снегозадержание, глубокое рыхление, укрытие поверхности пленкой урожайность возделываемых человеком растений, поэтому вода явля- и другие мероприятия.

ется важнейшим экологическим ресурсом земледелия (см. раздел 3.2.4).

Между тем избыток воды в почве, когда ею заполнено большинство 2.10. Почвенный раствор пор, для растений неблагоприятен. Это затрудняет поступление в почву воздуха, а значит, и дыхание корневых систем. Непосредственным источником минерального корневого (почвен Важной характеристикой почвы служит ее влагоемкость, то есть ко- ного) питания растений служат почвенные растворы (см. раздел 3.2.5).

личество воды, которое способна удерживать почва. Влагоемкость по- Поэтому человек, воздействуя на почву в процессе сельскохозяйственно чвы зависит от ее механического состава, пористости, содержания гуму- го производства, регулирует состав почвенного раствора, чтобы сделать са. Например, полевая влагоемкость (в % веса сухой почвы) составляет его оптимальным для выращиваемых растений.

для песчаных почв 4–9 %, для суглинистых — от 18 до 40 %. Исключи- Минеральные, органические и органоминеральные вещества, входя тельно высока влагоемкость торфяных почв (до 400 %). щие в состав жидкой фазы почвы, могут иметь форму истинно раство В совокупности поступление воды в почву, ее передвижение, изме- ренных или коллоидно-растворимых соединений.

нение физического состояния и расход воды называют водным режимом почвы. Возникновение того или иного водного режима зависит от мно гих факторов, среди которых климат, рельеф местности, характера грун товых вод, влияние человека. Рассмотрим наиболее распространенные Железо, алюминий и многие микроэлементы (Cu, Co, Ni и др.) Промывной водный режим формируется в тех регионах, где годо- плексных органоминеральных соединений, где органическая часть вая сумма осадков превышает годовую испаряемость воды. Такой режим представлена гумусовыми кислотами, полифенолами и другими орга свойствен почвам лесных зон тайги, широколиственных лесов, влажных ническими веществами.

тропических и субтропических лесов. Характерная черта такого водного Концентрация почвенных растворов обычно невысока и колеблет режима ежегодное промачивание почвенногрунтовой толщи до уровня ся в разных почвах от десятков миллиграммов до нескольких граммов грунтовых вод. Это явление приводит к постоянному выносу продуктов вещества на 1 литр раствора. В засоленных почвах содержание раство почвообразования за пределы почвенной толщи. ренных веществ может достигать нескольких десятков или даже сотен Почвы промывного водного режима обладают высокой, иногда из- граммов в 1 литре.

Непромывной водный режим господствует в почвах тех зон (сте- что определяет его реакцию — кислотность, или напротив, щелочность.

пей, саванн), где средняя годовая норма осадков меньше среднегодовой Реакция раствора определяется концентрацией свободных водородных испаряемости. Почвенная толща промачивается на глубину лишь 0,5–2 м, а ниже находится слой с постоянно низкой влажностью. лем рН — отрицательным логарифмом концентрации ионов водорода.

Водонасыщающий (водозастойный) водный режим характерен Почвы могут иметь нейтральную реакцию (рН = 7), кислую (рН 7) для болотных почв. Влажность почвы в течение всего года сохраняет- или щелочную (рН 7). Кислые почвы имеют рН 4.5–5, карбонатные ся на уровне полного насыщения, снижаясь лишь иногда — в засуш- и засоленные почвы — 8–9 и выше. В процессе своей жизнедеятельно Мерзлотный водный режим обычен для почв, формирующихся в области многолетней мерзлоты. В течение большей части года почвен- привести к сдвигу реакции почвенного раствора в кислую или щелоч ная вода находится в виде льда. В теплый период почва оттаивает сверху ную сторону. Столь же существенное влияние на кислотность почвы вниз, и над постоянно мерзлым слоем появляется водоносный горизонт, оказывают микроорганизмы.

благодаря которому почва постоянно сохраняется влажной. Кислотно-основные свойства почвы — это одна из важных харак Водный режим почвы оказывает существенное влияние на ее теристик ее плодородия. В природе распространение кислых почв свя плодородие (см. раздел 3.2.4). В земледелии и лесоводстве управле- зано с определенными условиями почвообразования. В одних случаях этот процесс приводит к потере оснований (Са, Mg) и подкислению по- концентрации O2 до 2,5 % приводит к гибели всех организмов, исполь чвы (подзолистый процесс — см. раздел 2.18), в других — к обогащению зующих кислород для дыхания.

Растительность также оказывает влияние на почвенную реакцию. раз выше, чем в атмосферном воздухе. Процессы дыхания и разложения Хвойные леса и мох сфагнум способствуют усилению кислотности бла- органических веществ, непрерывно протекающие в почве, постоянно годаря кислым свойствам их растительных остатков. Напротив, листвен- пополняют атмосферные запасы СО2. В результате обеспечивается асси ные леса и травянистая растительность лугов благоприятствуют нако- миляционная деятельность растений и других автотрофных организмов.

плению оснований и поэтому почву не подкисляют. Концентрация диоксида углерода в почвенном воздухе колеблется от Сельскохозяйственная деятельность человека вызывает изменение 0,05 до 10–12 %. В то же время оптимальные концентрации СО2 в составе почвенной реакции. Вынос из почвы с урожаем оснований (Са и Mg) почвенного воздуха варьируют от 0,3 до 3 % (в зависимости от конкрет приводит к усилению кислотности почвы. Длительная механическая об- ной сельскохозяйственной культуры). Избыток СО2 угнетает развитие работка почвы также может привести к ее обеднению основаниями. растений, замедляет прорастание семян, сокращает интенсивность по Кислая реакция почв неблагоприятна для большинства культурных ступления воды в растительные клетки.

растений и полезных микроорганизмов. Кислые почвы обладают плохи- Вода, насыщенная СО2, растворяет мало растворимые соединения — ми физическими характеристиками. Из-за недостатка оснований орга ническое вещество в этих почвах не закрепляется, почвы обеднены пи- FeCO3. Это вызывает вынос (выщелачивание) карбонатов, в результате Сильнощелочная реакция почвы также неблагоприятна для боль- тания, а кислотность почвенного раствора возрастает.

шинства растений. При рН около 9–10 почвы отличаются большой вяз- Для характеристики биологической активности почвы нередко исполь костью, липкостью, водонепроницаемостью. зуют показатель, названный «почвенным дыханием». Он характеризуется 2.11. Почвенный воздух Почва — пористое тело, в котором практически всегда присутствует воздух, состоящий из смеси газов, заполняющих свободное от воды поро вое пространство. Количество и состав почвенного воздуха существенно 2.12. Тепловые свойства почвы влияют на развитие растений и микроорганизмов, на растворимость и ми грацию химических соединений, направленность почвенных процессов. Колебания температуры почвы оказывают существенное влияние на Почва является поглотителем, сорбирующим токсичные промыш- ее плодородие. С тепловым режимом почвы тесно связаны начало и ко ленные выбросы газов и очищающим атмосферу от техногенного загряз- нец вегетационного периода, пространственное размещение растений, нения. В этом проявляется санитарное значение почвы. скорость поступления к корням питательных веществ.

Попадая в почву, атмосферный воздух претерпевает значительные Тепловая энергия в почве имеет несколько источников, главным изменения. Изменения состава почвенного воздуха происходят глав- из которых является лучистая энергия Солнца. Однако не вся энергия ным образом вследствие процессов жизнедеятельности микроорганиз- Солнца, поступающая на поверхность почвы, ею поглощается. Зна мов, дыхания корней растений и почвенной фауны, а также в результате чительная часть солнечной энергии поверхностью почвы отражается.

окисления органических веществ почвы. Особенно велика роль кислоро да и диоксида углерода (углекислого газа) в составе почвенного воздуха.

Кислород (O2). Роль этого важнейшего биогенного элемента в биосфере общеизвестна. Кислород в почвенном воздухе обеспечивает необходимый уровень активности аэробных микроорганизмов, дыхания корней растений и почвенных животных. Напротив, дефицит кислорода угнетает развитие корневых волосков, вызывает массовую гибель всходов растений, провоци- Альбедо почвы рассчитывают по формуле рует развитие болезнетворных (фитопатогенных) микроорганизмов — гри 10–15 % уже действует угнетающе на большинство растений. А снижении Альбедо зависит от многих свойств почвы — ее цвета, количества прирост (первичную продукцию) имеют зеленые растения. Эта биомасса органического вещества, структуры, состояния поверхности, влажно- (фитомасса) превышает биомассу беспозвоночных животных и микро сти. Диапазон альбедо почв колеблется от 8–10 до 30 % (табл. 3.) организмов в несколько десятков или сотен раз, а позвоночных живот Альбедо (А) некоторых почв, растительных ассоциаций и ландшафтов возрастают до 25–40 тыс. г/м2, а травянистая растительность накаплива Глина влажная 16 Водная поверхность 10 разлагается микроорганизмами очень медленно. Он образует подстилку Свойство почвы поглощать тепловую энергию называется теплоем костью. Теплоемкость почвы зависит от структуры почвы, содержания органического вещества и механического состава.

По характеру теплоемкости почвы можно подразделить на холодные и теплые. Глинистые почвы более теплоемки, они нагреваются медлен нее и считаются холодными, а песчаные почвы, напротив, нагреваются быстрее и считаются теплыми. Почвы, богатые органическим веще ством, более теплоемки и холоднее минеральных почв. Хорошо острук туренные почвы с высоким содержанием почвенного воздуха холоднее слитых почв. Влажные почвы более теплоемки и холодны, чем сухие.

Органическое вещество почвы — это совокупность живой био массы и органических остатков растений, животных, микро организмов, продуктов их жизнедеятельности и особых новооб разованных органических веществ почвы, называемых гумусом.

В органическом веществе почвы всегда присутствует какое-то коли- фауны — беспозвоночные и позвоночные, населяющие различные гори чество остатков отмерших организмов, находящихся на разных стадиях зонты почвы и живущие на ее поверхности.

разложения, живые клетки микроорганизмов, почвенная фауна. По размерам особей всех представителей почвенной фауны можно Растения. Источниками органического вещества служат все ком- разделить на четыре группы:

поненты биоценоза, которые попадают на поверхность или в толщу по- микрофауна — организмы, размеры которых менее 0.2 мм. Это глав чвы и участвуют в процессах почвообразования. Однако в абсолютном ным образом простейшие и другие микроскопические животные, оби большинстве наземных биоценозов наибольшую биомассу и годичный тающие во влажной почве;

мезофауна — животные размером от 0,2 до 4 мм. Это клещи, мель- минеральных веществ. Поэтому их называют редуцентами, или биоло чайшие насекомые, некоторые многоножки и черви, приспособленные к жизни в почве, имеющей достаточно влажный воздух;

макрофауна — состоит из животных размером от 4 до 80 мм. Это земляные черви, многие насекомые (муравьи, термиты и др.);

мегафауна — размеры животных более 80 мм. Это крупные насеко мые, крабы, скорпионы, кроты, змеи, черепахи, мелкие и крупные гры зуны, лисы, барсуки и другие животные, роющие в почве ходы и норы.

Среди почвенных животных преобладают беспозвоночные. Их сум марная биомасса в 1000 раз больше биомассы позвоночных. Функции по чвенных животных разнообразны: одна из них — разрушение, измельче ние и поедание органических остатков на поверхности почвы и внутри ее.

Благодаря механическому дроблению и измельчению поверхность рас тительных остатков увеличивается в сотни и тысячи раз, что существенно облегчает их дальнейшее разрушение грибами и бактериями. Кроме того, жи вотные затаскивают растительные остатки в глубь почвы, придают ей струк туру, усиливают аэрацию и образование органоминеральных соединений.

Примером исключительно интенсивного воздействия животных на почву служит деятельность дождевых червей. Чарльз Дарвин писал в 1882 г.: «вряд ли найдутся другие животные, которые играли бы столь большую роль в истории мира, как дождевые черви».

Действительно, на площади 1 га черви ежегодно пропускают через свой кишечник в разных почвенно-климатических зонах от 50 до 600 т мелкозема. Вместе с минеральной массой при этом поглощается и пере рабатывается огромное количество органических остатков. В среднем масса экскрементов дождевых червей достигает 25 т/га в год. Столь же большую работу по переработке и перераспределению органического ве- Кроме того, гумус содержит большое количество физиологически щества осуществляют насекомые и другие животные. активных веществ, а его содержание в почве определяет интенсивность Почвенные животные накапливают в своих телах элементы питания, поступления СО2 в приземный слой воздуха, а значит, эффективность которые после естественной гибели животного возвращаются в почву. фотосинтеза растений (см. раздел 3.2.2).

Переработанное почвенной фауной органическое вещество служит пи- Однако в последние десятилетия было обнаружено, что ведение тательной средой для почвенных микроорганизмов. Экскременты жи- сельского хозяйства без заботы о поддержании запасов гумуса в почве вотных образуют зоны повышенной микробиологической активности, привело к заметному их сокращению. Так, в наших черноземах, где не где процессы почвообразования идут быстрее, так как в них участву- применялось травосеяние и внесение органических удобрений, по срав ют бактерии, грибы, плотность которых здесь в десятки раз выше, чем нению с данными полученным 100 лет назад В. В. Докучаевым, содержа в окружающей почве. Деятельность роющих животных (кротов, земле- ние гумуса сократилось на 30 %.

роек, сусликов и др.) оказывает большое воздействие на перемещение С запасом гумуса тесно связаны физические свойства почвы. Почвы масс почвы, на формирование своеобразного микрорельефа. с высоким содержанием гумуса обладают хорошей структурой, весной Микроорганизмы. Невозможно переоценить роль микроорганиз- они быстрее просыхают и «созревают», то есть становятся пригодными мов (бактерий, грибов и водорослей) в трансформации органического для обработки.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
 


Похожие материалы:

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН ФГОУ ВПО БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГНУ БАШКИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ ОАО БАШКИРСКАЯ ВЫСТАВОЧНАЯ КОМПАНИЯ НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ АПК Часть I АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА, ВОСПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ И ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СИСТЕМАХ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ, УЧЕТ, ОХРАНА И ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ЛИНГВИСТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ НАУЧНЫЙ СОВЕТ РАН ПО КЛАССИЧЕСКОЙ ФИЛОЛОГИИ, СРАВНИТЕЛЬНОМУ ИЗУЧЕНИЮ ЯЗЫКОВ И ЛИТЕРАТУР А. В. Грошева ЛАТИНСКАЯ ЗЕМЛЕДЕЛЬЧЕСКАЯ ЛЕКСИКА НА ИНДОЕВРОПЕЙСКОМ ФОНЕ Санкт-Петербург Наука 2009 УДК 80/81 ББК 81.2 Грошева А. В. Латинская земледельческая лексика на индоевро- пейском фоне / Отв. ред. Н. Н. Казанский. СПб.: Наука, 2009. – 413 с. ISBN 978-5-02-025558-6 Ответственный редактор академик РАН Н. Н. Казанский Рецензенты: канд. филол. ...»

«Андреев А.В. Оценка биоразнообразия, мониторинг и экосети BIOTICA Кишинев 2002 УДК: 574.4:504.7 A65 Descrierea CIP a Camerei Naюionale a Cгrюii Андреев А.В. Оценка биоразнообразия, мониторинг и экосети / А.В.Андреев; Под ред. П.Н.Горбуненко Ch.: BIOTICA, 2002. 168 p. Bibliogr. p. 143 ISBN 9975 9724 1 1 500 ex. 574.4:504.7 Предпечатная подготовка Н.Н. Горбуненко Издание посвящено способам оценки биоразнообразия при определении значения территорий ядер экологической сети и при мониторинговых ...»

«f 'M Алмагамбетов K.X. ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ Астана, 2006 ББК 30.16 А51 Алмагамбегов К.Х. М51 Основы биотехнологии: Астана, 2006. Стр. 200. ISBN 9965-25-582-2 Рецензенты: д.б.н., проф. Жубанова А.А., д.б.н., проф. Ва- лиханова Г.Ж., д.б.н., проф. Иващенко А.Т.,д.б.н., проф. Абиев С. А., д.б.н. Жамбакин К.Ж. Книга содержитобщиесведения о трехобъектах биотехнологии микробных, растительных и животных организмах. Д ля специалистов, работающих в области биотехнологии, студентов, аспирантов, ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ АКАДЕМИЯ НАУК РБ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ АПК РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ, ОХРАНА И ВОСПРОИЗВОДСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ, ИННОВАЦИОННЫЕ ...»

«Российская академия наук МУЗЕЙ АНТРОПОЛОГИИ И ЭТНОГРАФИИ ИМ. ПЕТРА ВЕЛИКОГО (КУНСТКАМЕРА) СЕВЕРНЫЙ КАВКАЗ: ТРАДИЦИОННОЕ СЕЛЬСКОЕ СООБЩЕСТВО СОЦИАЛЬНыЕ РОЛИ, ОБЩЕСТВЕННОЕ мНЕНИЕ, ВЛАСТНыЕ ОТНОшЕНИя Сборник статей Санкт-Петербург Наука 2007 Электронная библиотека Музея антропологии и этнографии им. Петра Великого (Кунсткамера) РАН http://www.kunstkamera.ru/lib/rubrikator/03/03_05/978-5-02-025227-1/ © МАЭ РАН УДК 316.344.55/.56(470.62/.67) ББК 60.54 С28 Издание подготовлено в рамках реализации ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК А.П.КАЛЕДИН, Э.Г.АБДУЛЛА-ЗАДЕ, В.В.ДЁЖКИН ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОВРЕМЕННОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ Баку 2011 г. УДК 338.4(075.8) ББК 65.32-2я 73 Рецензенты: Н.Я. Коваленко - доктор экономических наук, профес- сор, заслуженный деятель науки РФ (РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева), Е.Г. Мишвелов – доктор биологических наук, профессор кафедры экологии и природопользования ФГОУ ВПО “Ставропольский государственный уни верситет”. А.П. Каледин, Э.Г. Абдулла-Заде, ...»

«Ю.Н. ВОДЯНИЦКИЙ ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ И МЕТАЛЛОИДЫ В ПОЧВАХ Москва 2008 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ имени В.В. ДОКУЧАЕВА Ю.Н. ВОДЯНИЦКИЙ ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ И МЕТАЛЛОИДЫ В ПОЧВАХ Москва 2008 1 ББК П03 В62 УДК 631.41 Рецензенты: доктор биологических наук, профессор Г.В. Мотузова; доктор биологических наук Д.Л. Пинский. Ю.Н. Водяницкий В62 Тяжелые металлы и металлоиды в почвах. – М.: ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН. 2008. Систематизированы сведения о ...»

«Ю. Н. ВОДЯНИЦКИЙ СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗА И ИХ РОЛЬ В ОХРАНЕ ПОЧВ Москва 2010 0 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ имени В.В. ДОКУЧАЕВА Ю. Н. ВОДЯНИЦКИЙ СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗА И ИХ РОЛЬ В ОХРАНЕ ПОЧВ Москва 2010 1 ББК 40.3 В62 УДК 631.41 Рецензент доктор биологических наук И.О. Плеханова. Ю.Н. Водяницкий В62. Соединения железа и их роль в охране почв. – М.: ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 2010. В монографии собраны и систематизированы сведения о ...»

«Красимира Стоянова Как учила Ванга… Целебные средства и кулинарные рецепты Ванги учила Ванга… Целебные средства и кулинарные рецепты Ванги: АСТ, Астрель; Москва; 2002 ISBN 5-17-008686-5, 5-271-02242-0 Аннотация Эта книга написана племянницей известной предсказательницы Ванги. Первую часть составляют рецепты различных снадобий из лекарственных растений, которые могут помочь в излечении целого ряда заболеваний. Вторая часть – кулинарные рецепты болгарской кухни, по которым готовили в семье Ванги. ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ФГБОУ ВПО Кубанский государственный аграрный университет Сафронова Т. И., Степанов В. И. Математическое моделирование в задачах агрофизики Краснодар 2012 УДК 631.452: 631.559 Рецензент: Найденов А.С. зав. кафедрой орошаемого земледелия КубГАУ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор. Сафронова Т.И., Степанов В.И. Математическое моделирование в задачах агрофизики В пособии изложены основные принципы системного подхода к решению задач управления в ...»

«Анатолий Ива Основной принцип Санкт-Петербург РЕНОМЕ 2014 УДК 821.161.1-3 ББК 84(2Рос=Рус)6-44 И12 Ива, А. Основной принцип / Анатолий Ива. — СПб. : Реноме, И12 2014. — 152 с. ISBN 978-5-91918-399-0 Где заканчивается реальность и начинается авторский вымысел? Отличаются ли события, происходящие с нами в на- стоящем и в наших фантазиях? Ведь все, что нас окружает, что мы делаем или о чем думаем, — так или иначе связано лишь с основным принципом отношений между мужчиной и женщиной. Новая книга ...»

«Джулиан Мэй Магнификат Серия Галактическое Содружество, книга 4 Вычитка – Наташа Армада; 1997 ISBN 5-7632-0511-1 Оригинал: JulianMay, “Magnificat” Перевод: Михаил Никитович Ишков Аннотация Роман Магнификат завершает грандиозную фантастическую эпопею Джулиан Мэй, начало которой положили невероятные события, произошедшие на Многоцветной Земле более шести миллионов лет назад. Земля вот-вот вступит в Галактическое Содружество, но реакционные силы планеты во главе с ученым Марком Ремилардом ...»

«САМЫЕ ЛУЧШИЕ КНИГИ Электронная библиотека GREATNOTE.ru Лучшие бесплатные электронные книги, которые стоит прочитать каждому Андрей Платонович Платонов Том 8. Фабрика литературы Собрание сочинений – 8 Собрание сочинений: Время; Москва; 2011 ISBN 978-5-9691-0481-5 Аннотация Перед вами — первое собрание сочинений Андрея Платонова, в которое включены все известные на сегодняшний день произведения классика русской литературы XX века. В этот том вошла литературная критика и публицистика 1920-1940-х ...»

«Рой Александрович Медведев Н.С. Хрущёв: Политическая биография Scan, OCR, SpellCheck: MCat78lib.aldebaran.ru Н.С. Хрущёв: Политическая биография: Книга; Москва; 1990 ISBN 5-212-00375 Аннотация Книга, посвященная Н.С.Хрущеву, повествует о сложном, противоречивом пути этого незаурядного человека. Содержание Предисловие к новому изданию 7 Предисловие к первому изданию 11 Начало 20 1. Трудовая и революционная юность 20 2. Низовой партийный работник 29 3. Работа в Московской партийной 40 организации ...»

«Герберт Розендорфер Четверги с прокурором OCR BusyaРозендорфер Четверги с прокурором. Серия Классический детектив: ACT: ACT МОСКВА: ХРАНИТЕЛЬ; Москва; 2007 ISBN 978-5-17-044885-2 Аннотация По четвергам в уютной гостиной собирается компания, и прокурор развлекает старых друзей историями о самых любопытных делах из своей практики… Загадочные убийства… Невероятные ограбления… Забавные судебные казусы… Анекдотические свидетельские показания… Изящные, увлекательные и смешные детективные рассказы, ...»

«Виктор Федорович Востоков Секреты целителей Востока целителей Востока: Узбекистан; 1994 ISBN 5-640-01452-0 Аннотация Автор книги – Виктор Востоков – человек необычной судьбы. Прожив много лет в тибетском монастыре, он стал ламой. Востоков приобрел широкую популярность как знаток методов восточной медицины, которыми и делится в своей книге. Книга имеет разделы, посвященные профилактике и лечению болезней, а также уходу за кожей, волосами и др. Рассчитана на широкий круг читателей. Содержание ...»

«Традиционные знания в области землепользования в странах Центральной Азии ББК 65.32-5 Т 65 Традиционные знания в области землепользования в странах Цен- Т 65 тральной Азии: Информ. сборник / Под общ. ред. Г.Б. Бектуровой, О.А. Романовой – Алматы: S-Принт, 2007. – 104 с. ISBN 9965-482-71-3 Информационный сборник публикуется в рамках проекта ПРООН/ГМ “Мо- билизация общин в Центральной Азии: внедрение устойчивого управления земельными ресурсами на уровне общин и наращивание потенциала местного ...»

«ТРУДЫ РЯЗАНСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РУССКОГО БОТАНИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА Выпуск 2 СРАВНИТЕЛЬНАЯ ФЛОРИСТИКА Часть 2 Материалы Всероссийской школы-семинара по сравнительной флористике, посвященной 100-летию Окской флоры А.Ф. Флерова, 23—28 мая 2010 г., г. Рязань Рязань 2010 Русское ботаническое общество Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина ТРУДЫ РЯЗАНСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РУССКОГО БОТАНИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА Выпуск 2 ОКСКАЯ ФЛОРА Часть 1 ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.