big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Биологический и геологический круговорот элементов питания в природе

Во всех горных породах, покрывающих поверхность земного шара, с момента их образования возникают и непрерывно развиваются процессы физического и химического выветривания.

Под воздействием воды, колебаний температуры, а также углекислого газа и кислорода, проникающих вместе с осадками внутрь горных пород, идет их разрушение и изменение. В результате выветривания горные породы переходят из состояния массивного (скала, камни) в раздробленное (дресва, песок, глина). При этом они приобретают ряд новых свойств и особенностей: становятся более проницаемыми для воды и воздуха, в них увеличивается общая поверхность частиц, усиливающая химическое выветривание, образуются новые, в том числе и легко растворимые в воде соединения, и в результате горная порода приобретает способность удерживать в себе влагу (влагоемкость), имеющую большое значение для растений.

Таковы те существенные особенности, которые возникают в горных породах при их превращении в почву. Но как бы далеко ни зашли в своем развитии физические и химические процессы выветривания, они одни не могут привести к накоплению в горной породе элементов пищи для растений, составляющих одно из важнейших условий плодородия, а следовательно, и не могут превратить горную породу в почву. Образующиеся в результате физического и химического выветривания легко растворимые соединения могут только вымываться из горных пород под влиянием атмосферных осадков; кроме того, такой биологически важный элемент, как азот, потребляемый в большом количестве растениями, совершенно не содержится в изверженных горных породах.

Накопление элементов зольной и азотной пищи в поверхностных горизонтах почвообразующей породы происходит в результате жизнедеятельности зеленых растений и микроорганизмов.

Началом процесса почвообразования необходимо считать тот момент, когда на продуктах выветривания горных пород поселяются растения и микроорганизмы. С этого момента материнская порода становится почвой — новым природным телом, обладающим рядом присущих ему определенных качеств и свойств, самым существенным из которых является плодородие. В этом отношении все существующие почвы на земном шаре представляют собой естественноисторическое тело, образование и развитие которого тесно связано с развитием всей органической жизни на земной поверхности. Раз зародившись, почвообразовательный процесс никогда не прекращается, он является одним из проявлений эволюции жизни на Земле.

Из сказанного можно дать следующее определение понятия «почва»: почвой называется рыхлый поверхностный слой земной коры, который видоизменен и продолжает видоизменяться под воздействием биологических и атмосферных факторов и который в отличие от горной породы обладает существенным качеством — плодородием.

Чрезвычайно велико и многообразно значение растительности в почвообразовании. Пронизывая корнями почвообразующую породу, растения извлекают из нижних ее горизонтов питательные вещества и закрепляют их в синтезированном органическом веществе.

Растительные остяки концентрируются в верхних слоях почвообразующей породы и служат пищей для микроорганизмов. В процессе жизнедеятельности микробов растительные остатки частично минерализуются с освобождением элементов зольного и азотного питания. После минерализации отмерших частей растений заключенные в них зольные элементы отлагаются в верхних горизонтах почвообразующей породы, создавая тем самым благоприятные условия питания для последующих поколений растительных организмов.

Так, в результате постоянного синтеза и разрушения органического вещества в верхних горизонтах почвы осуществляется накопление элементов зольной и азотной пищи для растений. Такого рода явление, свойственное почве и связанное с развитием растительности и микроорганизмов, называется биологической избирательной поглотительной способностью почвы.

Наряду с этим в процессе превращения растительных остатков в почве всегда образуется то или иное количество перегноя, придающего почве ряд благоприятных физических свойств. Постепенно в верхней части породы формируется окрашенный гумусом перегнойный горизонт, обогащенный элементами зольного и азотного питания растений.

В процессе распада органического вещества почвы неизбежно выделяются органические кислоты, которые, воздействуя на материнскую горную породу, усиливают ее выветривание. Наконец, корни растений в процессе жизнедеятельности выделяют различные кислоты, под влиянием которых трудно растворимые минеральные соединения частично переходят в растворимую, а следовательно, и усвояемую для растений форму.

Таковы те главнейшие факторы, которые характеризуют возникновение и развитие почвообразовательного процесса в природе.

Однако приведенный выше процесс почвообразования представляет собой лишь самую общую, самую широкую схему.

В природе же при образовании почвы имеет место весьма сложный комплекс процессов, развертывающихся на общем фоне этой схемы.

В любой почве наряду с биологическими процессами постоянно протекают физические, химические и физико-химические процессы, происходят разрушение и синтез минеральных веществ, миграция, или передвижение, веществ и их аккумуляция в почвенной толще, окислительно-восстановительные процессы, а также процессы взаимодействия продуктов разрушения и синтеза органических соединений с минеральной частью почвы. Но и в этом сложном комплексе взаимосвязанных и взаимообусловленных явлений ведущее, основное значение всегда имеет биологический процесс, без которого нет почвообразования, а следовательно, нет и почвы.

Из вышеизложенного становится очевидным, что почва представляет собой среду, где постоянно совершаются синтез и разрушение органического вещества, непрерывный круговорот элементов зольной и азотной пищи в системе почва — растение — почва. В результате органические и минеральные вещества, входящие в состав почвы, все время меняют свои свойства, переходя то в растворимое, то в не растворимое в воде состояние. Этот двусторонний процесс называется малым, или биологическим, круговоротом зольной и азотной пищи растений. Благодаря этому процессу в почве постоянно поддерживается плодородие.

Наряду с малым, или биологическим, круговоротом зольной и азотной пищи в природе имеет место и так называемый большой, или геологический, круговорот веществ, с которым связан процесс растворения и выноса питательных элементов из почвы в ручьи, реки, моря и океаны, где они откладываются в виде различного рода пород.

Развитие геологического круговорота веществ в природе сопровождается обеднением почв питательными веществами и снижением их производительности.

Очевидно, что биологический круговорот веществ между почвой и живыми организмами в естественных условиях не всегда и не всюду является вполне замкнутым или точно сбалансированным: некоторая часть питательных веществ из почвы может теряться безвозвратно.

Поэтому для поддержания почвенного плодородия на высоком уровне необходимо создавать такие условия, при которых процесс геологического круговорота элементов пищи получал бы наименьшую степень выражения.

Биологический круговорот зольной и азотной пищи растений лежит и в основе сельскохозяйственного производства. При этом чем выше культура земледелия и чем рациональнее используется земля, тем меньше элементов зольной и азотной пищи вырывается из биологического круговорота и вовлекается в геологический круговорот, тем выше будет производительность почв; При высокой культуре земледелия в биологический круговорот веществ между почвой и возделываемыми растениями можно вовлекать новые питательные элементы.

Мощным Средством в этом отношении являются органические и минеральные удобрения. При помощи удобрений в биологический круговорот веществ не только вовлекаются все новые и новые резервы элементов питания, но и прогрессивно улучшаются физические, химические и биологические свойства почв и создаются реальные возможности для неограниченного роста урожаев.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.