Роль круговорота веществ

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.

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 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. 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.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *