Почва как среда обитания

     Гумус - органическое вещество, наиболее устойчивое к разложению и поэтому сохраняющееся после того, как основной процесс разложения уже завершен. Постепенно гумус также минерализуется до неорганического вещества. Перемешивание гумуса с почвой придает ей структуру. Обогащенный гумусом слой называется пахотным, а нижележащий слой - подпахотным. Основные функции гумуса' сводятся к серии сложных обменных процессов, в которых участвуют не только азот, кислород, углерод и вода, но и различные минеральные соли, присутствующие в почве. Под гумусовым горизонтом располагается подпочвенный слой, соответствующий выщелоченной части почвы, и горизонт, отвечающий материнской породе.

     Почва состоит из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной. В твердой фазе преобладают минеральные образования и различные органические вещества, в том числе гумус, или перегной, а также почвенные коллоиды, имеющие органическое, минеральное или органоминеральное происхождение. Жидкую фазу почвы, или почвенный раствор, составляет вода с растворенными в ней органическими и минеральными соединениями, а также газами. Газовую фазу почвы составляет "почвенный воздух", включающий газы, заполняющие свободные от воды поры.

     Важным  компонентом почвы, способствующим изменению ее физико-химических свойств, является ее биомасса, включающая кроме микроорганизмов (бактерии, водоросли, грибы, одноклеточные) еще и червей и членистоногих.

     Образование почв происходит на Земле с момента  возникновения жизни и зависит  от многих факторов:

     Субстрат, на котором образуются почвы. От характера материнских пород зависят физические свойства почв (пористость, водоудерживающая способность, рыхлость и т. д.). Они определяют водный и тепловой режим, интенсивность перемешивания веществ, минералогический и химический составы, первоначальное содержание элементов питания, тип почвы.

     Растительность - зеленые растения (основные создатели  первичных органических веществ). Поглощая из атмосферы углекислоту, из почвы  воду и минеральные вещества, используя  энергию света, они создают органические соединения, пригодные для питания животных.

     С помощью животных, бактерий, физических и химических воздействий органическое вещество разлагается, превращаясь  в почвенный гумус. Зольные вещества наполняют минеральную часть  почвы. Неразложившийся растительный материал создает благоприятные условия для действия почвенной фауны и микроорганизмов (устойчивый газообмен, тепловой режим, влажность).

     Животные  организмы, выполняющие функцию  преобразования органического вещества в почву. Сапрофаги (земляные черви  и Др.), питающиеся мертвыми органическими веществами, влияют на содержание гумуса, мощность этого горизонта и структуру почвы. Из наземного животного мира на почвообразование наиболее интенсивно влияют все виды грызунов и травоядные животные.

     Микроорганизмы (бактерии, одноклеточные водоросли, вирусы) разлагающие сложные органические и минеральные вещества на более простые, которые в дальнейшем могут использоваться самими микроорганизмами и высшими растениями.

     Одни  группы микроорганизмов участвуют  в превращениях углеводов и жиров, другие - азотистых соединений. Бактерии, поглощающие молекулярный азот воздуха, называют азотофиксирующими. Благодаря их деятельности, атмосферный азот могут использовать (в виде нитратов) другие живые организмы. Почвенные микроорганизмы принимают участие в разрушении токсических продуктов обмена высших растений, животных и самих микроорганизмов в синтезе витаминов, необходимых для растений и почвенных животных.

     Климат, влияющий на тепловой и водный режимы почвы, а значит на биологический  и физико-химические почвенные процессы.

     Рельеф, перераспределяющий на земной поверхности  тепло и влагу.

     Хозяйственная деятельность человека в настоящее  время становится доминирующим фактором в разрушении почв, снижении и повышении  их плодородия. Под влиянием человека меняются параметры и факторы почвообразования - рельефы, микроклимат, создаются водохранилища, проводится мелиорация.

     Основное  свойство почвы - плодородие. Оно связано  с качеством почв. В разрушении почв и снижении их плодородия выделяют следующие процессы:

     Аридизация  суши - комплекс процессов уменьшения влажности обширных территорий и  вызванное этим сокращение биологической  продуктивности экологических систем. Под действием примитивного земледелия, нерационального использования  пастбищ, беспорядочного применения техники на угодьях почвы превращаются в пустыни.

     Эрозия  почв, разрушение почв под действием  ветра, воды, техники и ирригации. Наиболее опасна водная эрозия - смыв почвы  талыми, дождевыми и ливневыми  водами. Водные эрозии отмечаются при  крутизне уже 1-2°. Водной эрозии способствует уничтожение лесов, вспашка по склону.

     Ветровая  эрозия характеризуется выносом  ветром наиболее мелких частей. Ветровой эрозии способствует уничтожение растительности на территориях с недостаточной  влажностью, сильными ветрами, непрерывным выпасом скота.

     Техническая эрозия связана с разрушением  почвы под воздействием транспорта, землеройных машин и техники.

     Ирригационная эрозия развивается в результате нарушения правил полива при орошаемом  земледелии. Засоление почв в основном связано с этими нарушениями. В настоящее время не менее 50% площади орошаемых земель засолено, потеряны миллионы ранее плодородных земель. Особое место среди почв занимают пахотные угодья, т. е. земли, обеспечивающие питание человека. По заключению ученых и специалистов, для питания одного человека следует обрабатывать не менее 0,1 га почвы. Рост численности жителей Земли напрямую связан с площадью пахотных земель, которая неуклонно сокращается. Так в РФ за последние 27 лет площадь сельскохозяйственных угодий сократилась на 12,9 млн. га, из них пашни - на 2,3 млн. га, сенокосов - на 10,6 млн. га. Причинами этого являются нарушение и деградация почвенного покрова, отвод земель под застройку городов, посёлков и промышленных предприятий.

     На  больших площадях происходит снижение продуктивности почв из-за уменьшения содержания гумуса, запасы которого за последние 20 лет сократились в РФ на 25-30%, а ежегодные потери составляют 81,4 млн. т. Земля сегодня может прокормить 15 млрд. человек. Бережное и грамотное обращение с землей сегодня стало самой актуальной проблемой.

     Из  сказанного следует, что почва включает минеральные частицы, детрит, множество  живых организмов, т. е. почва - это  сложная экосистема, обеспечивающая рост растений. Почвы - это медленно возобновляемый ресурс. Процессы почвообразования протекают очень медленно, со скоростью от 0,5 до 2 см за 100 лет. Мощность почвы невелика: от 30 см в тундре до 160 см - в западных черноземах. Одна из особенностей почвы - естественное плодородие -формируется очень длительное время, а уничтожение плодородия происходит всего за 5-10 лет. Из сказанного следует, что почва менее подвижна по сравнению с другими абиотическими составляющими биосферы.

     Хозяйственная деятельность человека в настоящее  время становится доминирующим фактором в разрушении почв, снижении и повышении их плодородия. 
 
 
 
 
 
 
 

     5. Органическая часть почвы 

     В почве содержится некоторое количество органического вещества. В органогенных (торфяных) почвах оно может преобладать, в большинстве же минеральных почв его количество не превышает нескольких процентов в верхних горизонтах.

     В состав органического вещества почвы  входят как растительные и животные остатки, не утратившие черт анатомического строения, так и отдельные химические соединения, называемые гумусом. В составе последнего находятся как неспецифические вещества известного строения (липиды, углеводы, лигнин, флавоноиды, пигменты, воска, смолы ит.д.), составляющие до 10-15% всего гумуса, так и образующиеся из них в почве специфические гумусовые кислоты.

     Гумусовые кислоты не имеют определённой формулы  и представляют собой целый класс  высокомолекулярных соединений. В советском и российском почвоведении они традиционно разделяются на гуминовые и фульвокислоты.

     Элементный  состав гуминовых кислот (по массе): 46-62% C, 3-6% N, 3-5% H, 32-38% O. Состав фульвокислот: 36-44% C, 3-4,5% N, 3-5% H, 45-50% O. В обоих соединениях присутствуют также сера (от 0,1 до 1,2%), фосфор (сотые и десятые доли %). Молекулярные массы для гуминовых кислот составляют 20-80 кДа (минимальная 5 кДа, максимальная 650 кДа), для фульвокислот 4-15 кДа. Фульвокислоты подвижнее, растворимы на всём диапазоне pH (гуминовые выпадают в осадок в кислой среде). Отношение углерода гуминовых и фульвокислот (C_гк/C_фк) является важным показателем гумусового состояния почв.

     В молекуле гуминовых кислот выделяют ядро, состоящее из ароматических колец, в том числе азотсодержащих гетероциклов. Кольца соединяются «мостиками» с двойными связями, создающими протяжённые цепи сопряжения, обуславливающие тёмную окраску вещества^[2]. Ядро окружено периферическими алифатическими цепями, в том числе углеводородного и полипептидного типов. Цепи несут различные функциональные группы (гидроксильные, карбонильные, карбоксильные, аминогруппы и др.), что является причиной высокой ёмкости поглощения- 180-500 мг-экв/100г.

     О строении фульвокислот известно значительно  меньше. Они имеют тот же состав функциональных групп, однако более  высокую ёмкость поглощения- до 670 мг-экв/100г.

     Механизм  формирования гумусовых кислот (гумификация) до конца не изучен. По конденсационной гипотезе (М.М.Кононова, А.Г.Трусов) эти вещества синтезируются из низкомолекулярных органических соединений. По гипотезе Л.Н. Александровой гумусовые кислоты образуются при взаимодействии высокомолекулярных соединений (белки, биополимеры), затем постепенно окисляются и расщепляются. Согласно обеим гипотезам в этих процессах принимают участие ферменты, образуемые преимущественно микроорганизмами. Есть предположение о чисто биогенном происхождении гумусовых кислот. По многим свойствам они напоминают тёмноокрашенные пигменты грибов. 

      Заключение 

     Земля - единственная из планет имеет почву (эдасфера, педосфера)– особенную, верхнюю  оболочку суши. Эта оболочка сформировалась в исторически обозримое время  – она ровесница сухопутной жизни  на планете. Впервые на вопрос о происхождении почвы ответил М.В. Ломоносов ("О слоях земли"): "…почва произошла от согнития животных и растительных тел … долготою времени…". А великий русский ученый В.В. Докучаев (1899) впервые назвал почву самостоятельным природным телом и доказал, что почва есть "…такое же самостоятельное естественноисторическое тело, как любое растение, любое животное, любой минерал … оно есть результат, функция совокупной, взаимной деятельности климата данной местности, ее растительных и животных организмов, рельефа и возраста страны…, наконец, подпочвы, т.е. грунтовых материнских горных пород. … Все эти агенты-почвообразователи, в сущности, совершенно равнозначные величины и принимают равноправное участие в образовании нормальной почвы…".  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Список  использованной литературы 

1. Б.Г. Розанов. Морфология почв.- М.: изд. МГУ, 1983.,
2. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв. М.: Изд-во МГУ, 1974.
3. Кононова М.М. Органическое вещество почвы.- М.: 1963.
4. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации.- Л.: 1980.
5. По С.А.Захарову. Особая классификация структуры почвы предложена также С.С.Никифоровым (Nikiforoff S.)
6. Трофимов С.С., Таранов С.А.Особенности почвообразования в техногенных экосистемах // Почвоведение. 1987. №11. С. 95-99.
7. Ковда В.А. Основы учения о почвах.- М.: Наука, 1983.
8. Розанов Б.Г. Морфология почв.- М.: изд. МГУ, 1983.