Роль почвы в круговороте веществ в природе. Хозяйственное значение почв.
Почва представляет собой природную систему, где под влиянием живых организмов и других факторов происходят образование и разрушение сложных органических соединений. Минеральные вещества извлекаются растениями из почвы, входят в состав их собственных органических соединений, затем включаются в органические вещества тела сначала растительноядных, затем насекомоядных, хищных животных. После гибели растений и животных их органические соединения поступают в почву. Под воздействием микроорганизмов в результате сложных многоступенчатых процессов разложения они переходят в формы, доступные для усвоения растениями, частично включаются в состав органических веществ, задерживаются в почве или удаляются с фильтрующимися и сточными водами. В результате происходит закономерный круговорот химических элементов в системе «почва – растения (животные – микроорганизмы) – почва». Это круговорот был назван В.Р. Вильямсом малым или биологическим. Благодаря процессам малого круговорота веществ в почве постоянно поддерживается плодородие.
Дождевые, паводковые и другие воды, фильтруясь через почву, растворяют и выносят из нее питательные вещества. Этот процесс способствует обеднению почвы и снижению ее плодородия. Поэтому для поддержания почвенного плодородия необходимо создавать такие условия, при которых, вымыв и потеря почвой питательных веществ будут минимальными.
Самое большое значение почвы в том, что люди получают из нее почти все необходимое для своей жизни. В настоящее время обрабатываемые земли дают 88% энергии, получаемой человечеством с пищей, около 10% ее люди получают от естественных лугов, пастбищ, лесов и 2% - от ресурсов Мирового океана.
Почва и ее плодородие – главное богатство, от которого зависит жизнь людей. Почва – место для поселения людей, предмет и средство их труда. Поэтому всегда необходимо заботиться о почве, чтобы выполнить свой долг – сохранить и улучшить ее для последующих поколений.
Наиболее ценные в сельскохозяйственном отношении земли – пашни, залежи и многолетние насаждения. Из всех возделываемых земель 590 млн. га приходится на долю зерновых, дающих в год 1197,5 млн. т зерна.
Сельскохозяйственные земли расположены мозаично. Они занимают обширные территории в лесостепных и степных районах Северного полушария. На Евразию, включая Россию, приходится 841 млн. га, или 60% всех возделываемых земель. Обрабатываемые земли мира составляют в среднем около 0,5га на каждого человека. Этот показатель различен в разных странах: в бывшем СССР – 0,9га, в США – 0,91га, в Канаде – 2,05, в Великобритании – 0,13, в Японии – 0,05га.
Обрабатываемые земли – результат сложных естественных процессов и многовекового труда людей, поэтому качество почв во многом зависит от длительности возделывания земли и культуры земледелия. Вместе с урожаем человек изымает из почвы значительное количество минеральных и органических веществ, тем самым, обедняя ее. Так, при урожае картофеля в 136 ц/га из почвы удаляется 48,4 кг азота, 19 кг фосфора и 86 кг калия, и необходимо систематически пополнять запасы этих элементов в почве внесением удобрений. Применяя необходимые севообороты, тщательно обрабатывая и удобряя почву, человек повышает ее плодородие столь значительно, что большинство современных обрабатываемых почв следует считать искусственными, созданными при участии человека.
Таким образом, в одних случаях воздействие человека на почвы приводит к повышению их плодородия, в других – к ухудшению, деградации и гибели. К особым последствиям этого воздействия следует отнести ускоренную эрозию, загрязнение чужеродными химическими веществами, засоление, заболачивание, занятие почв под различные сооружения (транспортные магистрали, водохранилища и др.). Ущерб, наносимый почвам в результате нерационального использования земель, принял угрожающий характер. Уменьшение площадей почв происходит значительно быстрее, чем их образование. Особенно опасна для плодородия почв ускоренная эрозия.
Деградация почв – постепенное ухудшение свойств почв (уменьшение содержания гумуса, разрушение структуры, снижение плодородия), вызванное изменением условий почвообразования в результате как естественных причин, так и хозяйственной деятельности человека, эрозия, загрязнение пестицидами, вторичное засоление, неправильная агротехника. Пестициды – (ядохимикаты) – химические препараты для защиты сельскохозяйственной продукции, растений, для уничтожения паразитов у животных, для борьбы с переносчиками опасных заболеваний и т. п. Пестициды в зависимости от объекта подразделяются на: гербициды – для уничтожения сорной растительности, инсектициды (против вредных насекомых), зооциды (для борьбы с грызунами), фунгициды (с возбудителями грибковых заболеваний), дефолианты (для удаления листьев), дефлоранты (для удаления лишних цветков) и т.д. Пестициды распространяются на большие пространства, весьма удаленные от мест их применения. Многие из них могут сохраняться в почвах достаточно долго. Они в конечном итоге попадают в различные экосистемы, включая океан, пресноводные водоемы, наземные биомы и др., в значительных количествах накапливаются в почвах и увеличивают свои концентрации при движении по трофическим цепям. Пестициды являются единственным загрязнителем, который сознательно вносится человеком в окружающую среду. Они поражают различные компоненты природных экосистем: уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов, видовое разнообразие животного мира, снижают численность полезных насекомых и птиц, а в конечном итоге представляют опасность и для самого человека. Подсчитано, что 98% инсектицидов и фунгицидов, 60-95% гербицидов не достигают объектов подавления, а попадают в воздух и воду, а зооциды создают в почве безжизненную среду. В Краснодарском крае начинают применять безгербицидные методы выращивания риса и кукурузы. В последние годы в США разработаны гербициды, не представляющие явной опасности для живых организмов или быстро разрушающиеся в окружающей среде. Широкое применение биологических методов защиты растений позволит уменьшить степень загрязнения среды пестицидами. В связи с увеличивающимся загрязнением атмосферы (оксиды серы и азота) возникла проблема кислотных дождей и их воздействия на почвенный покров. Установлено, что низкой устойчивостью к техногенному кислотному воздействию отличаются почвы таежной и тундровой зон, а достаточно высокой – почвы степных и пустынных районов.
Одной из острых проблем многих регионов земного шара является эрозия почв. Она обусловлена переходом к крупной тяжелой технике и увеличением размера сельскохозяйственных полей, что привело к устранению многих естественных препятствий и для ветровой, и для водной эрозии. Эрозия является одной из главных причин уменьшения содержания гумуса в почвах; так, за последние 15-20 лет его содержание в пахотных почвах бывшего СССР снизилось на 8-30%, в том числе в России – в среднем на 20%, на Украине – на 9%. Гумус (перегной) – темноокрашенное органическое вещество почвы, образующееся в результате биохимического разложения растительных и животных остатков и накапливающееся в верхнем почвенном горизонте. Он является одним из главных источников элементов питания растений. Гумус состоит из двух групп органических соединений. 1ая группа – это соединения, содержащиеся в растительных и животных остатках (10-15% от всей массы органики почвы): белки, углеводы, жиры, смолы, фосфаты, лигнин и др. 2 ая группа – составляет основной фонд гумуса и представлена собственно гумусовыми веществами, возникшими при преобразовании органических остатков (85-90%): фульвокислоты, гумин, гуминовые кислоты и др. Процессы превращения органического вещества в почве теснейшим образом связаны с жизнедеятельностью микроорганизмов. Так, в 1г подзолистой почвы развивается до 0,6млрд. бактерий, а в черноземной – до 2,5млрд. Гумус, оказывая благоприятное влияние на многие физико-химические свойства почвы, тем самым способствует повышению ее плодородия. Однако в процессе обработки почв происходит значительное уменьшение содержания гумуса, поэтому для восполнения потерь перегноя в обрабатываемые земли вносят минеральные и органические удобрения. Минеральные удобрения, добытые из недр или промышленно полученные химические соединения, содержат основные элементы питания (азот, фосфор, калий) и важные для жизнедеятельности микроэлементы (медь, бор, марганец и др.). Органические удобрения – это перегной, торф, навоз, птичий помет (гуано), компосты, используемые для повышения плодородия почв, или биологические добавки, способствующие развитию полезной микрофлоры почв. Компост – удобрение, получаемое в результате микробного разложения органических веществ растительного и животного происхождения, в то числе бытовых отходов и др. Он, в зависимости от способа производства, исходного материала и добавок (культуры бактерий, каменная мука), имеет различное содержание питательных веществ. Компост представляет собой гумусоподобное почвоулучшающее средство, причем при компостировании составляются торфо-навозные, торфо-фосфоритные смеси, включающее также отходы и отбросы сельского хозяйства, городской мусор и пр. В компостных установках процесс разложения целенаправленно регулируется: создается температура до 70 о C, при которой погибают микробы и семена сорных растений. Компост часто применяется вместо остродефицитных органических удобрений (навоз, торф), что позволяет улучшить почвы и получить более высокие урожаи сельскохозяйственной продукции. При использовании удобрений необходимо учитывать требования закона минимума и строго соблюдать сроки их внесения, это важно для того, чтобы растение успело «переработать» его, превратить в органическое вещество своего «тела». В противном случае удобрение превращается или в загрязнитель почвы, или – если растение его впитало, но не успело до сбора урожая полностью использовать для своего роста – в опасное для здоровья человека вещество. Этот закон сформулировал Либих в 1840 г.
Кроме того, избыток питательных веществ, очевидно, может быть вредным. Так, например, хлористый натрий необходим растениям в небольшом количестве, избыток же его в почве влечет за собой исчезновение многих видов, за исключением устойчивых форм, называемых галофитами. Это наблюдение легло в основу другого закона, названного законом толерантности. Оба эти закона справедливы лишь в первом приближении, так как многие растения способны адаптироваться к отсутствию или недостаточному количеству какого-либо питательного вещества, заменяя его другим, близким по химическим свойствам.
Из Закона физико-химического единства всего живого вещества Земли следует, что вещество (пестициды, антибиотики и др.), вредное для одних видов существ (вредителей, микробов), вредно и для всех других, в том числе и для человека, хотя и в разных дозах. Воздействию пестицидов подвергаются не только вредители, но и живущие рядом с ними полезные животные и микроорганизмы (черви, бактерии, насекомые-опылители и др.), которые либо гибнут, что приводит к нарушениям в экосистемах, ухудшению структуры и плодородия почв, либо накапливают в своих организмах этот яд, передавая его по пищевым цепям консументам более высокого порядка вплоть до человека. А так как высшие консументы съедают за свою жизнь не одно животное или растение, а много, то с каждым уровнем цепи концентрация вредных веществ в организме повышается примерно в 10 раз, доходя до смертельных доз. Населяющие почву организмы стремятся переработать попадающие в нее вещества-загрязнители, но если последних слишком много или они ядовиты для самих редуцентов, то земля может потерять способность к плодородию.
Вопросы для самоконтроля
1. Роль почвы в круговороте веществ в природе. Хозяйственное значение почв.
2. Назовите физико-механические свойства почвы.
3. Назовите физические свойства почвы.
4. Назовите водные свойства почвы.
5. Назовите воздушные свойства почвы.
6. Назовите тепловые свойства почвы.
7. Структура почвы.
Тест
Дать определение почвы.
а) твердый поверхностный слой земной коры;
б) рыхлый поверхностный слой земной коры;
в) рыхлый поверхностный слой земной коры, обладающий плодородием;
г) материнская порода.
2. Показателем плодородия является:
а) природное свойство всякой почвы;
б) гумус;
в) твердый слой земной коры;
г) материнская порода.
3. Назвать наиболее плодородные почвы:
а) подзолистые;
б) каштановые;
в) дерново-подзолистые;
г) черноземы.
Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 259; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!