Характеристика на почвата и почвения компонент на местообитанието. Почвено местообитание: характеристики, характеристики

Почвата е резултат от дейността на живите организми. Организмите, населили земно-въздушната среда, доведоха до появата на почвата като уникално местообитание. Почвата е сложна система, включваща твърда фаза (минерални частици), течна фаза (почвена влага) и газообразна фаза. Връзката между тези три фази определя характеристиките на почвата като жизнена среда.

Характеристики на почвата

Почвата е рохкав тънък повърхностен слой земя в контакт с въздуха. Въпреки незначителната си дебелина, тази обвивка на Земята играе жизненоважна роля в разпространението на живота. Почвата не е просто твърдо тяло, като повечето скали на литосферата, а сложна трифазна система, в която твърдите частици са заобиколени от въздух и вода. Той е пронизан от кухини, изпълнени със смес от газове и водни разтвори, поради което в него се развиват изключително разнообразни условия, благоприятни за живота на много микро- и макроорганизми. Температурните колебания в почвата се изглаждат в сравнение с приземния слой въздух и присъствието подземни водии проникването на валежите създават запаси от влага и осигуряват междинен режим на влажност между водната и сухоземната среда. Почвата концентрира запаси от органични и минералидоставени от умираща растителност и животински трупове. Всичко това определя по-голямата наситеност на почвата с живот.

Кореновите системи са концентрирани в почвата земни растения.

Средно на 1 m 2 почвен слой има повече от 100 милиарда протозойни клетки, милиони ротифери и тардигради, десетки милиони нематоди, десетки и стотици хиляди акари и пролетни опашки, хиляди други членестоноги, десетки хиляди енхитреиди, десетки и стотици земни червеи, мекотели и други безгръбначни. Освен това 1 cm 2 почва съдържа десетки и стотици милиони бактерии, микроскопични гъби, актиномицети и други микроорганизми. В осветените повърхностни слоеве във всеки грам живеят стотици хиляди фотосинтезиращи клетки от зелени, жълто-зелени, диатомеи и синьо-зелени водорасли. Живите организми са също толкова характерни за почвата, колкото и нейните неживи компоненти. Следователно V.I. Вернадски класифицира почвата като биоинертно тяло на природата, подчертавайки нейната наситеност с живот и неразривната й връзка с него.

Разнородността на почвените условия е най-силно изразена във вертикална посока. С дълбочина редица от най-важните фактори на околната средазасягащи живота на обитателите на почвата. На първо място, това се отнася до структурата на почвата. Разграничава три основни хоризонта, различаващи се по морфологични и химични свойства: 1) горен хумусно-акумулативен хоризонт А, в който се натрупва и трансформира органичното вещество и от който част от съединенията се изнасят надолу с промивни води; 2) промиващият хоризонт или илувиален B, където веществата, измити отгоре, се утаяват и се трансформират, и 3) основната скала или хоризонт C, чийто материал се трансформира в почва.

В рамките на всеки хоризонт се разграничават повече подразделени слоеве, които също се различават значително по свойства. Например, в зона с умерен климат под иглолистни или смесени гори хоризонтът Асе състои от постеля (A 0)- слой от рохкаво натрупване на растителни остатъци, тъмен хумусен слой (A 1),в който частици от органичен произход са смесени с минерални, и подзолист слой (A 2)- пепелносив цвят, в който преобладават силициевите съединения и всички разтворими вещества се измиват в дълбочината на почвения профил. Както структурата, така и химията на тези слоеве са много различни и следователно корените на растенията и обитателите на почвата, движейки се само на няколко сантиметра нагоре или надолу, се оказват в различни условия.

Размерите на кухините между почвените частици, подходящи за живот на животни, обикновено намаляват бързо с дълбочината. Например в ливадни почви средният диаметър на кухините на дълбочина 0-1 cm е 3 mm, на 1-2 cm - 2 mm, а на дълбочина 2-3 cm - само 1 mm; по-дълбоко почвените пори са още по-малки. Плътността на почвата също се променя с дълбочината. Най-рехавите слоеве са тези, съдържащи органична материя. Порьозността на тези слоеве се определя от факта, че органичните вещества слепват минералните частици в по-големи агрегати, обемът на кухините между които се увеличава. Обикновено най-плътен е илувиалният хоризонт IN,циментиран от колоидни частици, измити в него.

Влагата в почвата присъства в различни състояния: 1) свързана (хигроскопична и филмова), здраво задържана от повърхността на почвените частици; 2) капилярът заема малки пори и може да се движи по тях в различни посоки; 3) гравитацията запълва по-големи празнини и бавно се просмуква надолу под въздействието на гравитацията; 4) парообразен се съдържа в почвения въздух.

Водното съдържание варира в различните почви и различно време. Ако има твърде много гравитационна влага, тогава режимът на почвата е близък до режима на резервоарите. Само в суха почва свързана водаи условията се доближават до тези на сушата. Но дори и в най-сухите почви въздухът е по-влажен от приземния, така че обитателите на почвата са много по-малко податливи на заплахата от изсушаване, отколкото на повърхността.

Съставът на почвения въздух е променлив. С дълбочината съдържанието на кислород в него силно намалява и концентрацията на въглероден диоксид се увеличава. Поради наличието на разлагащи се органични вещества в почвата, почвеният въздух може да съдържа висока концентрация на токсични газове като амоняк, сероводород, метан и др. При наводняване на почвата или интензивно гниене на растителни остатъци могат да се появят напълно анаеробни условия възникват на някои места.

Колебания в температурата на рязане само на повърхността на почвата. Тук те могат да бъдат дори по-силни, отколкото в повърхностния слой на въздуха. Въпреки това, с всеки сантиметър по-дълбоко, ежедневно и сезонно температурни промениТе стават все по-малки и на дълбочина 1-1,5 м практически вече не се проследяват. хидробионт екологичен въздух почва

Всички тези характеристики водят до факта, че въпреки голямата хетерогенност на условията на околната среда в почвата, тя действа като доста стабилна среда, особено за подвижните организми. Стръмният градиент на температурата и влажността в почвения профил позволява на почвените животни да си осигурят подходяща екологична среда чрез незначителни движения.

Важна характеристика на почвата е и наличието на определено количество органична материя. Образува се в резултат на смъртта на организмите и е част от техните екскрети (секрети).

Условията на почвеното местообитание определят такива свойства на почвата като нейната аерация (т.е. наситеност на въздуха), влажност (наличие на влага), топлинен капацитет и топлинен режим (дневни, сезонни, годишни температурни колебания). Топлинният режим в сравнение със земно-въздушната среда е по-консервативен, особено на големи дълбочини. Като цяло почвата има доста стабилни условия за живот.

Вертикалните разлики са характерни и за други свойства на почвата, например, проникването на светлина естествено зависи от дълбочината.

Много автори отбелязват междинното положение на почвената среда на живот между водната и земно-въздушната среда. Почвата може да приютява организми, които имат както водно, така и въздушно дишане. Вертикалният градиент на проникване на светлина в почвата е още по-изразен, отколкото във водата. Микроорганизмите се намират в цялата дебелина на почвата, а растенията (предимно кореновите системи) са свързани с външните хоризонти.

Почвените организми се характеризират със специфични органи и видове движение (ровещи крайници при бозайници; способност за промяна на дебелината на тялото; наличие на специализирани капсули на главата при някои видове); форма на тялото (кръгла, вулканична, с форма на червей); издръжливи и гъвкави корици; намаляване на очите и изчезване на пигменти. Широко разпространен сред обитателите на почвата

сапрофагия - изяждане на трупове на други животни, гниещи останки и др.

ОРГАНИЗМЪТ КАТО ХАБИТАТ

ТЕРМИНОЛОГИЧЕН РЕЧНИК

ЕКОЛОГИЧНА НИША -позицията на вида в природата, включително не само мястото на вида в пространството, но и неговата функционална роля в естествена общност, позиция спрямо абиотичните условия на съществуване, място на отделните фази жизнен цикълпредставители на един вид във времето (например ранните пролетни видове растения заемат напълно самостоятелна екологична ниша).

ЕВОЛЮЦИЯ -необратимо историческо развитие на живата природа, придружено от промени в генетичния състав на популациите, образуване и изчезване на видове, трансформация на екосистемите и биосферата като цяло.

ВЪТРЕШНА СРЕДА НА ОРГАНИЗМА- среда, характеризираща се с относително постоянство на състава и свойствата, която осигурява протичането на жизнените процеси в тялото. За хората вътрешната среда на тялото е системата от кръв, лимфа и тъканна течност.

ЕХОЛОКАЦИЯ, МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ- определяне на положението в пространството на обект по излъчвани или отразени сигнали (при ехолокацията - възприемане на звукови сигнали). Имат способността да ехолокират морски свинчета, делфини, прилепите. Радар и електролокация - възприемане на отразени радиосигнали и сигнали от електрическо поле. Някои риби имат способността за този тип местонахождение - нилска дълга муцуна, гимарх.

ПОЧВАТА -специално природно образувание, възникнало в резултат на трансформацията на повърхностните слоеве на литосферата под въздействието на живи организми, вода, въздух и климатични фактори.

ИЗВЪРЛЯТ- крайни продукти на метаболизма, отделяни от тялото навън.

СИМБИОЗА- форма на междувидови отношения, състояща се в съвместното съществуване на различни организми систематични групи(симбионти), взаимноизгодно, често задължително съжителство на индивиди от два или повече вида. Класически (макар и не безспорен) пример за симбиоза е съжителството на водорасли, гъби и микроорганизми в тялото на лишеите.

УПРАЖНЕНИЕ

Тъмнозеленият цвят на листата на сенколюбивите растения се свързва с високото съдържание на хлорофил, което е важно в условията на ограничено осветление, когато е необходимо да се абсорбира по-пълно наличната светлина.

1. Опитайте се да определите ограничаващи фактори(т.е. фактори, които възпрепятстват развитието на организмите) на водната среда и адаптирането към тях.

2. Както вече казахме, практически единственият източник на енергия за всички живи организми е слънчевата енергия, усвоявана от растенията и други фотосинтезиращи организми. Как тогава съществуват дълбоководни екосистеми, където слънчевата светлина не достига?

ЕСТЕСТВЕНА СРЕДА

Характеризирайки природната среда на Земята от екологична гледна точка, екологът винаги може да постави на първо място обхващането на видовете и характеристиките на съществуващите в нея връзки между всички природни процеси и явления (на даден обект, територия, ландшафт или регион), както и естеството на влиянието на човешката дейност върху такива процеси. В същото време е много важно да се използват съвременни методи за изследване на връзките между населението, икономиката и околната среда, за да се плати Специално вниманиепричини и последствия от възникването на така наречените верижни реакции в природата. Също така е важно да се придържаме към нов принцип - цялостна оценка на екологичните ситуации, основана на изграждането на вериги от причинно-следствени връзки на различни етапи от прогнозата с участието на представители на различни области на знанието, предимно географи, геолози, биолози, икономисти, лекари и юристи, в решаването на проблема.

Следователно, изучаване на характеристиките на основните компоненти естествена среда, е необходимо да се помни, че всички те са тясно свързани помежду си, зависят един от друг и реагират чувствително на всякакви промени, а околната среда е силно сложна, многофункционална, вечно балансирана единна система, която е жива и постоянно се самовъзстановява благодарение към неговите специални закони на метаболизма и енергията. Тази система се развива и функционира милион години, но човекът модерен етапе станал толкова неуравновесен от дейностите си естествени връзкицялата глобална екосистема, която е започнала активно да деградира, губейки способността си да се самовъзстановява.

По този начин природната среда е мегаекзосфера на постоянни взаимодействия и взаимно проникване на елементи и процеси на нейните четири съставни екзосфери (приповърхностни обвивки): атмосфера, литосфера, хидросфера и биосфера - под въздействието на екзогенни (в частност космически) и ендогенни фактори и човешка дейност. Всяка екзосфера има свои съставни елементи, структура и характеристики. Три от тях - атмосферата, литосферата и хидросферата - образувани от безжизнени вещества и са зоната на функциониране на живата материя - биота - основният компонент на четвъртия компонент на околната среда - биосферата.

АТМОСФЕРА

Атмосферата е външната газова обвивка на Земята, която достига от нейната повърхност до открития космос приблизително 3000 км. Историята на възникването и развитието на атмосферата е доста сложна и дълга, датира от около 3 милиарда години. През този период съставът и свойствата на атмосферата се променят няколко пъти, но през последните 50 милиона години, според учените, те са се стабилизирали.

Масата на съвременната атмосфера е приблизително една милионна от масата на Земята. С височината плътността и налягането на атмосферата рязко намаляват, а температурата се променя неравномерно и сложно. Промяната на температурата в атмосферата на различни височини се обяснява с неравномерното усвояване на слънчевата енергия от газовете. Най-интензивните топлинни процеси протичат в тропосферата, а атмосферата се нагрява отдолу, от повърхността на океана и сушата.

Трябва да се отбележи, че атмосферата е от голямо екологично значение. Предпазва всички живи организми на Земята от вредното въздействие на космическата радиация и ударите на метеорити, регулира сезонните температурни колебания, балансира и изравнява дневния цикъл. Ако атмосферата не съществуваше, дневните температурни колебания на Земята биха достигнали ±200 °C. Атмосферата е не само животворен „буфер“ между космоса и повърхността на нашата планета, носител на топлина и влага, фотосинтезата и обменът на енергия също се извършват през нея - основните процеси на биосферата. Атмосферата влияе върху естеството и динамиката на всички екзогенни процеси, протичащи в литосферата (физическо и химическо изветряне, активност на вятъра, природни води, вечна замръзналост, ледници).

Развитието на хидросферата също до голяма степен зависи от атмосферата поради факта, че водният баланс и режимът на повърхностните и подземни басейни и водни площи се формират под въздействието на валежите и изпарението. Процесите в хидросферата и атмосферата са тясно свързани.

Един от най-важните компоненти на атмосферата е водната пара, която има голяма пространствено-времева променливост и е концентрирана главно в тропосферата. Важен променлив компонент на атмосферата е и въглеродният диоксид, чиято променливост е свързана с живота на растенията, неговата разтворимост в морска вода и човешката дейност (промишлени и транспортни емисии). IN напоследъкАерозолни прахови частици - продукти от човешката дейност, които могат да бъдат намерени не само в тропосферата, но и на голяма надморска височина(макар и в минимални концентрации). Физическите процеси, протичащи в тропосферата, оказват голямо влияние върху климатични условияразлични региони на Земята.

ЛИТОСФЕРА

Литосферата е външната твърда обвивка на Земята, която включва цялата земна кора с част от горната мантия на Земята и се състои от седиментни, магмени и метаморфни скали. Долната граница на литосферата е неясна и се определя от рязко намаляване на вискозитета на скалите, промяна в скоростта на разпространение на сеизмичните вълни и увеличаване на електрическата проводимост на скалите. Дебелината на литосферата на континентите и под океаните варира и е средно съответно 25-200 и 5-100 km.

Нека да разгледаме в общи линии геоложки строежЗемята. Третата планета извън разстоянието от Слънцето, Земята, има радиус 6370 km, средна плътност 5,5 g/cm3 и се състои от три обвивки - кора, мантия и ядро. Мантията и ядрото са разделени на вътрешна и външна част.

Земната кора е тънката горна обвивка на Земята, която е с дебелина 40-80 km на континентите, 5-10 km под океаните и съставлява само около 1% от масата на Земята. Осем елемента - кислород, силиций, водород, алуминий, желязо, магнезий, калций, натрий - образуват 99,5% земната кора. На континентите кората е трислойна: седиментните скали покриват гранитни скали, а гранитните скали лежат върху базалтови скали. Под океаните кората е от “океански”, двуслоен тип; седиментните скали просто лежат върху базалти, няма гранитен слой. Съществува и преходен тип земна кора (островни дъгови зони по покрайнините на океаните и някои области на континентите, например Черно море). Земната кора има най-голяма дебелина в планинските райони (под Хималаите - над 75 км), средна в платформените райони (под Западносибирската низина - 35-40, в рамките на Руската платформа - 30-35), а най-малка в централните райони на океаните (5 -7 км). Преобладаващата част земната повърхност- Това са равнините на континентите и океанското дъно. Континентите са заобиколени от шелф - плитка ивица с дълбочина до 200 g и средна ширина около 80 km, която след остър рязък завой на дъното преминава в континентален склон (наклонът варира от 15 -17 до 20-30°). Склоновете постепенно се изравняват и преминават в абисални равнини (дълбочини 3,7-6,0 km). Океанските ровове имат най-големи дълбочини (9-11 км), по-голямата част от които са разположени на северния и западния край на Тихия океан.

Основната част от литосферата се състои от магмени магмени скали(95%), сред които на континентите преобладават гранити и гранитоиди, а в океаните - базалти.

Уместността на екологичното изследване на литосферата се дължи на факта, че литосферата е среда на всички минерални ресурси, един от основните обекти на антропогенна дейност (компоненти на природната среда), чрез значителни промени, в които глобалната екологична криза се развива. В горната част на континенталната кора има развити почви, чието значение за хората е трудно да се надценява. Почвите са органоминерален продукт на много години (стотици и хиляди години) от общата дейност на живите организми; водата, въздухът, слънчевата топлина и светлина са сред най-важните природни ресурси. В зависимост от климатичните и геолого-географските условия почвите имат мощност

от 15-25см до 2-3м.

Почвите възникват заедно с живата материя и се развиват под въздействието на дейността на растенията, животните и микроорганизмите, докато се превърнат в много ценен плодороден субстрат за хората. По-голямата част от организмите и микроорганизмите на литосферата са концентрирани в почвата, на дълбочина не повече от няколко метра. Съвременните почви са трифазна система (различнозърнести твърди частици, вода и газове, разтворени във вода и пори), която се състои от смес от минерални частици (продукти от разрушаването на скалите), органични вещества (продукти от жизнената дейност на биота, нейните микроорганизми и гъби). Почвите играят огромна роля в циркулацията на вода, вещества и въглероден диоксид.

Различни минерали са свързани с различни скали на земната кора, както и с нейните тектонични структури: гориво, метал, строителство, както и такива, които са суровини за химическата и хранително-вкусовата промишленост.

В границите на литосферата периодично са възниквали и протичат огромни екологични процеси (измествания, кални потоци, свлачища, ерозия), които са от голямо значение за формирането на екологични ситуации в определен регион на планетата, а понякога водят до глобални екологични катастрофи.

Дълбоките слоеве на литосферата, които се изследват с геофизични методи, имат доста сложна и все още недостатъчно проучена структура, точно както мантията и ядрото на Земята. Но вече е известно, че плътността на скалите нараства с дълбочината и ако на повърхността тя е средно 2,3-2,7 g/cm3, то на дълбочина около 400 km е 3,5 g/cm3, а на дълбочина 2900 km ( граница на мантията и външното ядро) - 5,6 g/cm3. В центъра на ядрото, където налягането достига 3,5 хиляди t/cm2, то нараства до 13-17 g/cm3. Установен е и характерът на повишаването на дълбоката температура на Земята. На дълбочина 100 км тя е приблизително 1300 К, на дълбочина около 3000 км -4800, а в центъра на земното ядро - 6900 К.

Преобладаващата част от земното вещество е в твърдо състояние, но на границата на земната кора и горната мантия (дълбочина 100-150 km) лежи слой от размекнати, пастообразни скали. Тази дебелина (100-150 km) се нарича астеносфера. Геофизиците смятат, че други части на Земята могат да бъдат в разредено състояние (поради декомпресия, активен радиоразпад на скали и т.н.), по-специално зоната на външното ядро. Вътрешното ядро е в метална фаза, но днес няма консенсус относно материалния му състав.

ХИДРОСФЕРА

Хидросферата е водната сфера на нашата планета, съвкупността от океани, морета, континентални води и ледени покривки. Общият обем на естествените води е приблизително 1,39 милиарда km3 (1/780 от обема на планетата). Водата покрива 71% от повърхността на планетата (361 милиона km2).

Водата изпълнява четири много важни екологични функции:
а) е най-важната минерална суровина, основният природен ресурс за потребление (човечеството го използва хиляда пъти повече от въглища или нефт);
б) е основният механизъм за осъществяване на взаимовръзките на всички процеси в екосистемите (метаболизъм, топлина, растеж на биомаса);
в) е основният носител на глобалните биоенергийни екологични цикли;
г) има основен интегрална частвсички живи организми.

За огромен брой живи организми, особено в ранните етапи от развитието на биосферата, водата е среда за произход и развитие.

Водата ще играе огромна роля във формирането на земната повърхност, нейните ландшафти, в развитието на екзогенни процеси (карст), транспорт химически веществадълбоко в земята и на нейната повърхност, пренасяйки замърсители на околната среда.

Водната пара в атмосферата действа като мощен филтър слънчева радиация, а на Земята - неутрализатор екстремни температури, климатичен регулатор.

По-голямата част от водата на планетата се състои от солените води на Световния океан. Средната соленост на тези води е 35% (т.е. 35 g соли се поставят в 1 литър океанска вода). Повечето солена водав Мъртво море - 260% (в Черно море - 18%.

Балтийско - 7%).

Химическият състав на океанските води, според експертите, е много подобен на състава човешка кръв- те съдържат почти всички известни на нас химически елементи, но, разбира се, в различни пропорции. Една частица от кислород, водород, хлор и натрий е 95,5%.

Химическият състав на подземните води е много разнообразен. В зависимост от състава на скалите и дълбочината на залягане те преминават от калциево-бикарбонатни в сулфатни, натриево-сулфатни и натриево-хлоридни, последвани от минерализация от пресни в саламура с концентрация 600%, често с наличие на газов компонент. Минерални и термични Подпочвените водиимат голямо балнеоложко значение и са един от рекреационните елементи на природната среда.

От газовете, открити във водите на Световния океан, най-важни за биотата са кислородът и въглеродният диоксид. Общата маса на въглеродния диоксид в океанските води надвишава масата му в атмосферата приблизително 60 пъти.

Трябва да се отбележи, че въглеродният диоксид от океанските води се консумира от растенията по време на фотосинтезата. Част от него, която влезе в циркулацията на органичната материя, се изразходва за изграждането на варовикови скелети от корали и черупки. След смъртта на организмите въглеродният диоксид се връща в океанската вода поради разтварянето на останките от скелети, черупки и черупки. Част от него остава в карбонатни седименти на океанското дъно.

От голямо значение за формирането на климата и други фактори на околната среда е динамиката на огромната маса океански води, които са в постоянно движение под въздействието на различна интензивност на слънчевото нагряване на повърхността на различни географски ширини.

Океанските води ще играят основна роля във водния цикъл на планетата. Смята се, че за около 2 милиона години цялата вода на планетата преминава през живи организми; средната продължителност на общия обменен цикъл на водата, участваща в биологичния цикъл, е 300-400 години. Приблизително 37 пъти в годината (т.е. на всеки десет дни) цялата влага в атмосферата се променя.

ПРИРОДНИ РЕСУРСИ

Природни ресурси- това е специален компонент на природната среда, на тях трябва да се обърне специално внимание, тъй като тяхното присъствие, вид, количество и качество до голяма степен определят отношенията на човека с природата, характера и обема на антропогенните промени в околната среда.

Под природни ресурси се разбира всичко, което човек използва, за да осигури съществуването си - храна, минерали, енергия, пространство за живот, въздушно пространство, вода, предмети за задоволяване на естетически потребности.

Следователно още няколко десетилетия, ако отношението на всички народи към природата се определяше само от едно мото: да покориш, да вземеш най-много, без да дадеш нищо, тъй като човечеството взе, унищожи, изгори, изсече, уби, изтощи, погълна , без да броим, неизчерпаемите богатства на Земята. Сега дойдоха други времена, защото, като преброихме, се опомнихме. Оказва се, че практически неизчерпаеми ресурси в природата изобщо няма. Условно общите запаси от вода на планетата и кислород в атмосферата все още могат да се считат за неизчерпаеми. Но поради неравномерното им разпределение, днес в определени райони и райони на Земята се усеща техният остър недостиг. всичко минерални ресурсипринадлежат към категорията невъзстановими и най-важните от тях вече са изчерпани или са на ръба на унищожаването (въглища, желязо, манган, нефт, полиметали). Поради бързата деградация на редица биосферни екосистеми, напоследък ресурсите на жива материя - биомаса - също престанаха да се възстановяват, както и запасите от прясна питейна вода.

Предлагаме ви урок на тема „Местообитания на организми. Запознаване с организмите от техните местообитания.“ Увлекателна история ще ви потопи в света на живите клетки. По време на урока ще можете да разберете какви са местообитанията на организмите на нашата планета и да се запознаете с представители на живи организми в тези среди.

Тема: Животът на Земята.

Урок: Местообитания на организми.

Запознаване с организми в различни местообитания

Животът се среща на голямо пространство от разнообразната повърхност на земното кълбо.

Биосфера- Това е обвивката на Земята, където съществуват живи организми.

Биосферата включва:

Долната част на атмосферата (въздушната обвивка на Земята)

Хидросфера (водна обвивка на Земята)

Горната част на литосферата (твърдата обвивка на Земята)

Всяка от тези черупки на Земята има специални условия, които създават различни жизнени среди. Различни условияСредите на живот пораждат различни форми на живи организми.

Среди на живот на Земята. Ориз. 1.

Ориз. 1. Местообитанията на живота на Земята

На нашата планета се разграничават следните местообитания:

Земя-въздух (фиг. 2)

Почва

Био.

Ориз. 2. Наземно-въздушно местообитание

Животът във всяка среда има свои собствени характеристики. Във въздушно-земната среда има достатъчно кислород и слънчева светлина. Но често няма достатъчно влага. В това отношение растенията и животните сухи местаместообитанията имат специални приспособления за получаване, съхранение и икономично използване на вода. Има значителни температурни промени в приземно-въздушната среда, особено в районите с студена зима. В тези области целият живот на организма се променя забележимо през годината. Есенно падане на листата, полетът на птиците към по-топлите страни, промяната на вълната при животните към по-дебела и по-топла - всичко това е адаптацията на живите същества към сезонни променив природата. За животните, живеещи във всяка среда, движението е важен проблем. В земно-въздушна среда можете да се движите по земята и във въздуха. И животните се възползват от това. Краката на някои са пригодени за бягане: щраус, гепард, зебра. Други - за скачане: кенгуру, джербо. От всеки 100 животни, живеещи в тази среда, 75 могат да летят. Това са повечето насекоми, птици и някои животни, например прилеп. (фиг. 3).

Ориз. 3. Прилеп

Шампионът по скорост на полета сред птиците е бързият. 120 км/ч е обичайната му скорост. Колибритата махат с криле до 70 пъти в секунда. Скоростта на летене на различните насекоми е следната: за дантелата - 2 км/ч, за домашната муха - 7 км/ч, за лебедката - 11 км/ч, за земната пчела - 18 км/ч и за ястребовия молец. бътерфлай - 54 км/ч ч. Нашите прилепи са малки на ръст. Но техните роднини, плодоядките, достигат размах на крилете до 170 см.

Големите кенгура скачат до 9 метра.

Това, което отличава птиците от всички други същества, е способността им да летят. Цялото тяло на птицата е пригодено за полет. (фиг. 4). Предни крайници на птици превърнати в крила. Така птиците станаха двукраки. Пернатото крило е много по-адаптирано за летене от летателната мембрана прилепи. Повредените пера на крилата се възстановяват бързо. Удължаването на крилата се постига чрез удължаване на перата, а не на костите. Дългите тънки кости на летящите гръбначни могат лесно да се счупят.

Ориз. 4. Скелет на гълъб

Като адаптация за летене, на гръдната кост на птиците се развива кост. кил.Това е опората за костните летателни мускули. Някои съвременни птици нямат кил, но в същото време са загубили способността си да летят. Природата се е опитала да премахне всички допълнителни тежести в структурата на птиците, които пречат на полета. Максималното тегло на всички големи летящи птици достига 15-16 кг. А при нелетящите животни, като щраусите, може да надхвърли 150 кг. Птичи костив процеса на еволюцията са станали кух и лек. В същото време те запазиха силата си.

Първите птици имаха зъби, но след това тежки зъбната система е напълно изчезнала. Птиците имат рогов клюн. Като цяло летенето е несравнимо по-бърз метод за придвижване от бягането или плуването във вода. Но разходите за енергия са приблизително два пъти по-високи, отколкото при бягане и 50 пъти по-високи, отколкото при плуване. Следователно птиците трябва да консумират доста много храна.

Полетът може да бъде:

размахване

Реещ се

Хищните птици са усвоили реещия се полет до съвършенство. (фиг. 5). Те използват топли въздушни течения, издигащи се от нагрятата земя.

Ориз. 5. Белоглав лешояд

Рибите и ракообразните дишат през хрилете. Това специални тела, които извличат от водата разтворения в нея кислород, необходим за дишането.

Жабата, докато е под вода, диша през кожата си. Бозайниците, които са усвоили водата, дишат през белите си дробове; те трябва периодично да се издигат до повърхността на водата, за да вдишат.

Водните бръмбари се държат по подобен начин, само че те, подобно на други насекоми, нямат бели дробове, а специални дихателни тръби - трахеи.

Ориз. 6. Пъстърва

Някои организми (пъстърва) могат да живеят само в богата на кислород вода. (фиг. 6). Шаран, каракуда и лин могат да издържат на липса на кислород. През зимата, когато много резервоари са покрити с лед, рибата може да умре, тоест масовата им смърт от задушаване. За да може кислородът да влезе във водата, в леда се изрязват дупки. Във водната среда има по-малко светлина, отколкото във въздушно-земната среда. В океаните и моретата на дълбочина 200 метра - царството на здрача, а още по-ниско - вечната тъмнина. Съответно водните растения се срещат само там, където има достатъчно светлина. Само животните могат да живеят по-дълбоко. Дълбоководните животни се хранят с падаща вода горни слоевемъртви останки от различни морски обитатели.

Характеристика на много морски животни е устройство за плуване.При рибите, делфините и китовете това са перки. (фиг. 7), тюлените и моржовете имат плавници. (фиг. 8). Бобрите, видрите и водолюбивите птици имат мембрани между пръстите на краката си. Плуващият бръмбар има плувни крака, които приличат на гребла.

Ориз. 7. Делфин

Ориз. 8. Морж

Ориз. 9. Почва

Във водна среда винаги има достатъчно вода. Температурата тук варира по-малко от температурата на въздуха, но често няма достатъчно кислород.

Почвена среда- дом на много бактерии и протозои. (фиг. 9). Тук се намират и мицелите на гъбите и корените на растенията. Почвата също е обитавана от различни животни: червеи, насекоми, животни, приспособени да копаят, например къртици. Обитателите на почвата намират в нея необходимите условия: въздух, вода, храна, минерални соли. В почвата има по-малко кислород и повече въглероден диоксид, отколкото в чистия въздух. И тук има твърде много вода. Температурата в почвената среда е по-равномерна, отколкото на повърхността. Светлината не прониква в почвата. Следователно животните, които го обитават, обикновено имат много малки очи или изобщо нямат зрителни органи. Обонянието и докосването им помагат.

Образуването на почвата започва едва с появата на живите същества на Земята. Оттогава, в продължение на милиони години, е имало непрекъснат процес на неговото формиране. Твърди скалив природата непрекъснато се унищожават. Резултатът е рохкав слой, състоящ се от малки камъчета, пясък и глина. Почти няма хранителни вещества, необходими за растенията. Но все пак тук се заселват непретенциозни растения и лишеи. От техните останки под въздействието на бактерии се образува хумус. Растенията вече могат да се установят в почвата. Когато умрат, те също произвеждат хумус. Така постепенно почвата се превръща в жизнена среда. В почвата живеят различни животни. Повишават плодовитостта му. Така почвата не може да се появи без живи същества. В същото време и растенията, и животните се нуждаят от почва. Следователно в природата всичко е взаимосвързано.

1 cm почва се образува в природата за 250-300 години, 20 cm за 5-6 хиляди години. Ето защо не трябва да се допуска унищожаване и разрушаване на почвата. Там, където хората са унищожили растенията, почвата е ерозирана от водата, издухана силен вятър. Почвата се страхува от много неща, например от пестициди. Ако добавите повече от нормалното, те се натрупват в него, замърсявайки го. В резултат на това умират червеи, микроби и бактерии, без които почвата губи плодородие. Ако в почвата се внесе твърде много тор или се полива твърде много, в нея се натрупват излишни соли. А това е вредно за растенията и всички живи същества. За да се защити почвата, е необходимо да се засаждат горски ивици в нивите, правилно да се оре по склоновете и да се извърши задържане на сняг през зимата.

Ориз. 10. Бенка

Къртицата живее под земята от раждането до смъртта и не вижда бяла светлина. Като копач той няма равен. (фиг. 10). Всичко, което има, е пригодено за копаене по най-добрия възможен начин. Козината е къса и гладка, за да не полепва по земята. Очите на къртицата са малки, колкото маково зърно. Клепачите им се затварят плътно, когато е необходимо, а някои бенки имат очи, които са напълно обрасли с кожа. Предните лапи на къртицата са истински лопати. Костите върху тях са плоски, а ръката е обърната, така че да е по-удобно да копаете земята пред себе си и да я гребете обратно. Той прави по 20 нови движения на ден. Подземните лабиринти на къртиците могат да се простират на огромни разстояния. Бенките са два вида:

Зони за гнездене, в които той почива.

Хранилки, те са разположени близо до повърхността.

Чувствителното обоняние казва на къртицата в коя посока да копае.

Структурата на тялото на къртицата, зокор и мол плъх предполага, че всички те са обитатели на почвената среда. Предните крака на къртицата и зокор са основният инструмент за копаене. Те са плоски, като лопати, с много големи нокти. Но молът има обикновени крака. Захапва се в почвата с мощните си предни зъби. Тялото на всички тези животни е овално, компактно, за по-удобно движение през подземни проходи.

Ориз. 11. Кръгли червеи

1. Мелчаков Л.Ф., Скатник М.Н. Естествена история: учебник. за 3,5 класа ср. училище - 8-мо изд. - М.: Образование, 1992. - 240 с.: ил.

2. Бахчиева О.А., Ключникова Н.М., Пятунина С.К. и др.. Естествена история 5. - М.: Учебна литература.

3. Есков К.Ю. и др.. Естествена история 5 / Изд. Вахрушева А.А. - М.: Балас.

1. Енциклопедия по света ().

2. Вестник ().

3. Факти за континенталната част на Австралия ().

1. Избройте средите на живота на нашата планета.

2. Назовете животните от почвения хабитат.

3. Като животни различни средиместообитания, адаптирани към движение?

4. * Подгответе кратък доклад за обитателите на земно-въздушната среда.

4.3. Почвата като местообитание

4.3.1. Характеристики на почвата

Почвата е рохкав тънък повърхностен слой земя в контакт с въздуха. Въпреки незначителната си дебелина, тази обвивка на Земята играе жизненоважна роля в разпространението на живота. Почвата не е просто твърдо тяло, като повечето скали на литосферата, а сложна трифазна система, в която твърдите частици са заобиколени от въздух и вода. Той е пронизан от кухини, изпълнени със смес от газове и водни разтвори, поради което в него се развиват изключително разнообразни условия, благоприятни за живота на много микро- и макроорганизми (фиг. 49). В почвата температурните колебания се изглаждат в сравнение с повърхностния слой въздух, а наличието на подпочвени води и проникването на валежи създават запаси от влага и осигуряват междинен режим на влажност между водната и сухоземната среда. Почвата концентрира запаси от органични и минерални вещества, доставяни от умираща растителност и животински трупове. Всичко това определя по-голямата наситеност на почвата с живот.

Кореновите системи на сухоземните растения са съсредоточени в почвата (фиг. 50).

Ориз. 49. Подземни ходове на брандовата полевка: А – изглед отгоре; B – изглед отстрани

Ориз. 50. Поставяне на корени в степна черноземна почва (по М. С. Шалит, 1950 г.)

Средно на 1 m 2 почвен слой има повече от 100 милиарда протозойни клетки, милиони ротифери и тардигради, десетки милиони нематоди, десетки и стотици хиляди акари и пролетни опашки, хиляди други членестоноги, десетки хиляди енхитреиди, десетки и стотици земни червеи, мекотели и други безгръбначни. Освен това 1 cm 2 почва съдържа десетки и стотици милиони бактерии, микроскопични гъби, актиномицети и други микроорганизми. В осветените повърхностни слоеве във всеки грам живеят стотици хиляди фотосинтезиращи клетки от зелени, жълто-зелени, диатомеи и синьо-зелени водорасли. Живите организми са също толкова характерни за почвата, колкото и нейните неживи компоненти. Следователно В. И. Вернадски класифицира почвата като биоинертно тяло на природата, подчертавайки нейната наситеност с живот и неразривната й връзка с него.

Разнородността на почвените условия е най-силно изразена във вертикална посока. С дълбочината редица от най-важните фактори на околната среда, влияещи върху живота на обитателите на почвата, се променят драматично. На първо място, това се отнася до структурата на почвата. Съдържа три основни хоризонта, различни по морфологични и химични свойства: 1) горен хумусно-акумулативен хоризонт А, в който се натрупва и трансформира органичното вещество и от който част от съединенията се изнасят надолу с промивни води; 2) промиващият хоризонт или илувиален B, където веществата, измити отгоре, се утаяват и се трансформират, и 3) основната скала или хоризонт C, чийто материал се трансформира в почва.

В рамките на всеки хоризонт се разграничават повече подразделени слоеве, които също се различават значително по свойства. Например, в зона с умерен климат под иглолистни или смесени гори хоризонтът Асе състои от постеля (A 0)– слой от рохкаво натрупване на растителни остатъци, тъмен хумусен слой (A 1),в който частици от органичен произход са смесени с минерални, и подзолист слой (A 2)– пепелявосив на цвят, в който преобладават силициевите съединения, а всички разтворими вещества се отмиват в дълбочината на почвения профил. Както структурата, така и химията на тези слоеве са много различни и следователно корените на растенията и обитателите на почвата, движейки се само на няколко сантиметра нагоре или надолу, се оказват в различни условия.

Размерите на кухините между почвените частици, подходящи за живот на животни, обикновено намаляват бързо с дълбочината. Например в ливадните почви средният диаметър на кухините на дълбочина 0–1 cm е 3 mm, на 1–2 cm – 2 mm, а на дълбочина 2–3 cm – само 1 mm; по-дълбоко почвените пори са още по-малки. Плътността на почвата също се променя с дълбочината. Най-рехавите слоеве са тези, съдържащи органична материя. Порьозността на тези слоеве се определя от факта, че органичните вещества слепват минералните частици в по-големи агрегати, обемът на кухините между които се увеличава. Обикновено най-плътен е илувиалният хоризонт IN,циментиран от колоидни частици, измити в него.

Съдържанието на вода варира в различните почви и по различно време. Ако има твърде много гравитационна влага, тогава режимът на почвата е близък до режима на резервоарите. В сухата почва остава само свързана вода и условията се доближават до тези на сушата. Но дори и в най-сухите почви въздухът е по-влажен от приземния, така че обитателите на почвата са много по-малко податливи на заплахата от изсушаване, отколкото на повърхността.

Колебания в температурата на рязане само на повърхността на почвата. Тук те могат да бъдат дори по-силни, отколкото в повърхностния слой на въздуха. Но с всеки сантиметър дълбочина дневните и сезонните температурни промени стават все по-малки и на дълбочина 1–1,5 m вече практически не се проследяват (фиг. 51).

Ориз. 51. Намаляване на годишните колебания в температурата на почвата с дълбочина (по K. Schmidt-Nilsson, 1972). Защрихованата част е диапазонът на годишните температурни колебания

Този текст е въвеждащ фрагмент.От книгата Морално животно от Райт Робърт

За местообитанието. Между нас и австралопитека, който ходеше изправен, но имаше мозък като на маймуна, лежат няколко милиона години; това са 100 000, може би 200 000 поколения. Може да не изглежда много. Но са били необходими само 5000 поколения, за да се превърне вълка

От книгата Обща екология автор Чернова Нина Михайловна

4.1. Водна средаместообитание. Специфични характеристики на адаптацията на водните организми Водата като местообитание има редица специфични свойства, като висока плътност, силни спадове на налягането, относително ниско съдържание на кислород, силна абсорбция слънчеви лъчипр. Резервоари и

От книгата Вдъхновени търсачи автор Поповски Александър Данилович

4.2.2. Почва и релеф. Времето и климатични особеностиземно-въздушна среда Едафични фактори на околната среда. Свойствата на почвата и релефа също оказват влияние върху условията на живот на земните организми, предимно на растенията. Свойства на земната повърхност, които имат

От книгата Екология от Мичъл Пол

4.4. Живите организми като местообитание Много видове хетеротрофни организми през целия си живот или част от жизнения си цикъл живеят в други живи същества, чиито тела служат за тях като среда, значително различна по свойства от външната.

От книгата Човешка раса от Барнет Антъни

От книгата Човешки инстинкти автор Протопопов Анатолий

ОКОЛНА СРЕДА Околната среда на организма се състои от четири взаимодействащи компонента: местообитание, други организми, ресурси, условия Ресурсите са нещо, което може да се изразходва и което може да се изчерпва, а именно храна, светлина, пространство. Условията са физически

От книгата Пътуване до страната на микробите автор Бетина Владимир

1 Наследственост и среда Той е роден дявол и Моите усилия и нежност в отношението са напразни. Уилям Шекспир Понякога можете да чуете от европейците, че всички китайци си приличат. Без съмнение, само няколко души приемат това далеч от истината сериозно.

От книгата Тайният живот на растенията от Питър Томпкинс

11 Храна и почва Капиталистическата система е един от най-разрушителните, ограничаващи фактори и това е едно от най-тежките обвинения, които могат да бъдат повдигнати срещу нея. Методите на свободната конкуренция и стремежът към печалба се оказаха пагубни за земята... Почти

От книгата Спри, кой води? [Биология на поведението на хората и другите животни] автор Жуков. Дмитрий Анатолиевич

IV. Инстинкти за адаптиране към еволюционното местообитание Еволюционно местообитание, това е и средата на еволюционна адаптация, SEA (в английската литература се използва съкращението EEA) - средата, в която повечето отеволюцията на нашите предци след техните

От книгата Тайнственият свят на гъбите автор Бурова Лидия Григориевна

Почва и микроорганизми Почвата се обитава от голямо разнообразие от обитатели. Зелените растения черпят минерални соли от почвата с корените си. Трудолюбива къртица копае множество тунели в нея, много различни червеи и насекоми намират подслон в почвата. Широка

От книгата Огледало на пейзажа автор Карпачевски Лев Оскарович

Глава 14 ПОЧВА ЗА ЖИВОТ Проницателният Карвър намери начин да възстанови изчерпаните от памук почви в Алабама чрез редуване на културите и прилагане на естествени органични торове. След смъртта му обаче химическите корпорации започнаха масова обработка

От книгата Биология. Обща биология. 11 клас. Базово ниво на автор Сивоглазов Владислав Иванович

Наследственост и влияние на средата Каква е връзката между вроденото и придобитото в психиката и поведението не е само въпрос на биология. Това е вечен въпрос, тъй като отговорът на него се определя от светогледа на човека. (Точно – мироглед, а не мироглед.

От книгата Развъждане на риба, раци и домашни водолюбиви птици автор Задорожная Людмила Александровна

Гората - местообитание за гъби Когато кажем думата "гъба", горите веднага се появяват в съзнанието ни: светли брезови и борови гори, тъмни мрачни смърчови гори, мокри и сухи, трева, мъх, лишеи - с една дума най- разнообразен. И тази аналогия не е случайна, т.к

От книгата на автора

Животни и почва Да видите със собствените си очи: За слава на природата животните са разпръснати, водите са широко отворени. Е. Багрицки Да видите със собствените си очи: животните са разпръснати за славата на природата, водите са широко отворени Една година преди публикуването на книгата на Докучаев „Руската черна земя“ е публикувана работата на Чарлз Дарвин

От книгата на автора

10. Приспособяване на организмите към условията на живот в резултат на естествения подбор. Запомнете! Въз основа на собствените си наблюдения дайте примери за приспособяването на организмите към условията на живот. В продължение на много векове естествената наука е била доминирана от

Растежът и развитието на селскостопанските растения се определя не само от наличието на достатъчно обсъдени по-горе фактори за живот на растенията, но и от условията, в които растат и които определят най-много пълно използванерастения от тези фактори. Всички тези условия могат да бъдат разделени на три групи: почва, т.е. характеристики, свойства и режими на конкретни почви, отделни почвени площи, върху които се отглеждат земеделски култури; климатични - количеството и режима на валежите, температурата, климатичните условия на отделните сезони, особено на вегетационния период; организационно - ниво на агротехнология, срокове и качество на изпълнение работа на терен, изборът за отглеждане на определени култури, редът на редуването им в полетата и др.

Всяка от тези три групи условия може да бъде определяща за получаване на крайния продукт от отглежданите култури под формата на реколтата от тях. Но ако вземем предвид, че средните дългосрочни климатични условия са характерни за даден район, че земеделието се извършва на високо или средно ниво на агротехнология, тогава става очевидно, че определящите условия за формиране на култури са почвени условия, свойства и почвен режим.

Основните свойства на почвите, с които е тясно свързан растежът и развитието на отделните селскостопански растения, са химични, физикохимични, физични и водни свойства. Те се определят от минералогичния и зърнометричния състав, почвения генезис, разнородността на почвената покривка и отделните генетични хоризонти и имат определена динамика във времето и пространството. Специфичното познаване на тези свойства, тяхното пречупване през изискванията на самите култури ни позволява да дадем правилна агротехническа оценка на почвата, т.е. да я оценим от гледна точка на условията на отглеждане на растенията и да извършим необходимите мерки да ги подобри по отношение на отделни култури или група култури.

Сред химичните и физико-химичните свойства на почвите, съдържанието на хумус в почвата, реакцията на почвения разтвор, съдържанието на подвижни форми на алуминий и манган, общите запаси и съдържанието на хранителни вещества, лесно достъпни за растенията, съдържанието на лесноразтворими соли и усвоен натрий в токсични за растенията количества и др.

Хумусът играе важна и многостранна роля във формирането на агротехническите свойства на почвите: той действа като източник на хранителни вещества за растенията и преди всичко на азот и влияе върху реакцията на почвения разтвор, капацитета за обмен на катиони и буферния капацитет на почвата. почва. Интензивността на активността на полезната за растенията микрофлора е свързана със съдържанието на хумус. Известно е значението на почвената органична материя за подобряване на нейното структурно състояние, формирането на агрономически ценна структура - водоустойчиви порести агрегати и подобряване на водния и въздушния режим на почвите. Работата на много изследователи разкрива пряка връзка между съдържанието на хумус в почвите и продуктивността на селскостопанските култури.

Един от най-важните показатели за състоянието на почвата и нейната пригодност за отглеждане на култури е реакцията на почвения разтвор. При различни по вид и степен на обработка почви киселинността и алкалността на почвения разтвор варира в много широки граници. Различните култури реагират различно на реакцията на почвения разтвор и се развиват най-добре при определен диапазон на pH (Таблица 11).

Повечето култивирани селскостопански растения растат успешно, когато почвеният разтвор реагира близо до неутрално. Те включват пшеница, царевица, детелина, цвекло и зеленчуци - лук, маруля, краставици и боб. Картофите предпочитат леко кисела реакция, рутабагата расте добре в кисели почви. Долната граница на реакцията на почвения разтвор за растеж на елда, чаен храст и картофи е в границите на рН 3,5-3,7. Горната граница на растеж, според Д. Н. Прянишников, за овес, пшеница, ечемик е в рамките на рН на почвения разтвор 9,0, за картофи и детелина - 8,5, лупина - 7,5. Култури като просо, елда и зимна ръж могат успешно да се развиват в доста широк диапазон от стойности на реакцията на почвения разтвор.

Нееднаквите изисквания на селскостопанските култури към реакцията на почвения разтвор не ни позволяват да считаме нито един диапазон на рН оптимален за всички почви и всички видове култури. Въпреки това е почти невъзможно да се регулира pH на почвата по отношение на всяка отделна култура, особено когато те се редуват в полетата. Затова условно избираме диапазона на pH, който е близък до изискванията на основните култури в зоната и осигурява най-добри условия за наличност на хранителни вещества за растенията. В Германия приетият диапазон е 5,5-7,0, в Англия - 5,5-6,0.

По време на растежа и развитието на растенията връзката им с реакцията на почвения разтвор се променя донякъде. Те са най-чувствителни към отклонения от оптималния интервал в ранната фаза на своето развитие. По този начин киселинната реакция е най-разрушителна в първия период от живота на растенията и става по-малко вредна или дори безвредна в следващите периоди. При тимотейката най-чувствителният период на киселинна реакция е около 20 дни след поникването, при пшеницата и ечемика - 30, при детелината и люцерната - около 40 дни.

Прякото въздействие на киселинната реакция върху растенията е свързано с влошаване на синтеза на протеини и въглехидрати в тях и натрупване на големи количества монозахариди. Процесът на превръщане на последните в дизахариди и други по-сложни съединения се забавя. Киселинната реакция на почвения разтвор влошава хранителния режим на почвата. Най-благоприятната реакция за усвояване на азот от растенията е pH 6-8, калий и сяра - 6,0-8,5, калций и магнезий - 7,0-8,5, желязо и манган - 4,5-6,0, бор, мед и цинк - 5-7 , молибден - 7,0-8,5, фосфор - 6,2-7,0. В кисела среда фосфорът се свързва в труднодостъпни форми.

Високо нивосъдържанието на хранителни вещества в почвата отслабва отрицателния ефект на киселинната реакция. Фосфорът физиологично „неутрализира” вредното въздействие на водородните йони в самото растение. Ефектът на реакцията на почвата върху растенията зависи от съдържанието на разтворими форми на калций в почвата; колкото повече от него, толкова по-малка е вредата, причинена от високата киселинност.

Киселата реакция потиска активността на полезната микрофлора и често активира вредната микрофлора в почвата. Рязкото подкисляване на почвата е придружено от потискане на процеса на нитрификация и следователно инхибира прехода на азота от състояние, което е недостъпно, в състояние, достъпно за растенията. При pH по-малко от 4,5 нодулните бактерии спират да се развиват върху корените на детелина, а върху корените на люцерната престават да действат при pH 5. В почви с висока киселинност или алкалност активността на азотфиксиращите, нитрифициращите бактерии и бактериите, способни за превръщане на фосфора от недостъпни и труднодостъпни форми в усвоими, лесно достъпни за растенията форми. В резултат на това се намалява натрупването на биологично свързан азот, както и наличните фосфорни съединения.

Реакцията на околната среда е особено тясно свързана с подвижните форми на алуминия и мангана в почвата. Колкото по-кисела е почвата, толкова повече подвижни алуминий и манган съдържа, които влияят негативно на растежа и развитието на растенията. Щетите, причинени от алуминия в неговата подвижна форма, често надхвърлят щетите, причинени директно от действителната киселинност и водородните йони. Алуминият нарушава процесите на формиране на генеративните органи на растенията, оплождането и напълването на зърната, както и метаболизма. В растенията, отглеждани в почви с високо съдържание на подвижен алуминий, съдържанието на захар често намалява, превръщането на монозахаридите в захароза и по-сложни органични съединения се инхибира и съдържанието на небелтъчен азот и самите протеини рязко се увеличава. Подвижният алуминий забавя образуването на фосфотиди, нуклеопротеини и хлорофил. Свързва фосфора в почвата и влияе отрицателно върху жизнената активност на полезните за растенията микроорганизми.

Растенията имат различна чувствителност към съдържанието на подвижен алуминий в почвата. Някои понасят относително високи концентрации на този елемент без вреда, докато други умират при същите концентрации. Овесът и тимотейката са силно устойчиви на подвижния алуминий; царевицата, лупината, просото и черната трева са средно устойчиви; пролетната пшеница, ечемикът, грахът, ленът и ряпата се характеризират с повишена чувствителност; а най-чувствителни са захарното и фуражното цвекло, детелина, люцерна и зимна пшеница.

Количеството на подвижния алуминий в почвата е силно зависимо от степента на нейната обработка и от състава на използваните торове. Системното варуване на почвите и използването на органични торове водят до намаляване и дори пълно изчезване на подвижния алуминий в почвите. Високото ниво на снабдяване на растенията с фосфор и калций през първите 10-15 дни, когато растенията са най-чувствителни към алуминия, значително отслабва неговия отрицателен ефект. Това по-специално е една от причините за високия ефект от редовото приложение на суперфосфат и вар върху кисели почви.

Манганът е един от елементите, необходими на растенията. В някои почви го няма достатъчно, в този случай се прилагат манганови торове. В киселите почви манганът често се среща в излишни количества, което причинява отрицателното му въздействие върху растенията. Голямо количество подвижен манган нарушава въглехидратния, фосфатния и протеиновия метаболизъм в растенията, влияе отрицателно върху образуването на генеративни органи, процесите на торене и напълването на зърното. Особено силно отрицателно въздействие на мобилния манган се наблюдава по време на зимуване на растенията. Културните растения по отношение на тяхната чувствителност към съдържанието на подвижен манган в почвата са подредени в същия ред, както по отношение на алуминия. Тимотейка, овес, царевица, лупина, просо, ряпа са силно устойчиви; чувствителни - ечемик, пролетна пшеница, елда, ряпа, боб, цвекло; силно чувствителни - люцерна, лен, детелина, зимна ръж, зимна пшеница. При зимните посеви висока чувствителност се проявява само през зимния период.

Количеството на подвижния манган зависи от киселинността на почвата, нейната влажност и аерация. Като правило, колкото по-кисела е почвата, толкова повече манган съдържа в подвижна форма. Съдържанието му рязко нараства при условия на излишна влага и лоша аерация на почвата. Ето защо има особено много подвижен манган в почвите през ранна пролет и есента, когато влажността е най-висока, през лятото количеството на подвижния манган намалява. За да се елиминира излишният манган, почвата се варува, в редовете и дупките се добавят органични торове и суперфосфат, а излишната почвена влага се елиминира.

В много северните райониИма железни солени почви и солончаци, които съдържат високи концентрации на желязо. Високите концентрации на железен (III) оксид в почвите са най-вредни за растенията. Селскостопанските растения реагират различно на високи концентрации на брутен железен (III) оксид. Съдържанието му до 7% практически не влияе върху растежа и развитието на растенията. Ечемикът не се влияе отрицателно от съдържанието на F2O3 дори при 35%. Следователно, когато ортандерните хоризонти, които съдържат по правило не повече от 7% железен (III) оксид, са включени в орния хоризонт, това няма отрицателен ефект върху развитието на растенията. В същото време нови рудни образувания, съдържащи значително повече железен оксид, изтеглени в обработваемия хоризонт, например, когато той се задълбочи, и увеличаване на съдържанието на железен оксид в него с повече от 35%, могат да имат отрицателен ефект върху растеж и развитие на земеделски култури от семейство Сложноцветни (Compositae) и бобови растения.

В същото време трябва да се има предвид, че почвите с високо съдържание на железен (III) оксид при автоморфни условия, което не оказва отрицателно въздействие върху растежа и развитието на растенията, са потенциално опасни, ако тези почви са прекомерно навлажнен. При такива условия железните (III) оксиди могат да се трансформират във формата на железен (II) оксид. Ето защо при такива почви е недопустимо преовлажняването или наводняването на почвата да надвишава повече от 12 часа за зърнените култури, 18 часа за зеленчуците и 24-36 часа за билките.

По този начин съдържанието на железни (III) оксиди в почвите е безвредно за растенията при оптимални условия на влага. Въпреки това, по време и след наводняване на такива почви, те могат да служат като източник на значителни количества железен (II) оксид, навлизащ в почвения разтвор, което причинява потискане на растенията или дори тяхната смърт.

Сред физикохимичните свойства на почвите, които влияят върху растежа и развитието на растенията, голямо влияние оказват съставът на обменните катиони и капацитетът за обмен на катиони. Обменните катиони са директни източници на елементи от минералното хранене на растенията, определят физичните свойства на почвата, нейната пептизация или агрегация (обменният натрий причинява образуването на почвена кора и влошава структурното състояние на почвата, докато обменният калций насърчава образуването на водоустойчива структура и нейното агрегиране). Състав на обменните катиони в различни видовепочвата се променя в широк диапазон, което се дължи на процеса на почвообразуване, водно-солевия режим и стопанска дейностчовек. Почти всички почви съдържат калций, магнезий и калий като част от обменните катиони. В почви с режим на измиване и кисела реакция присъстват водородни и алуминиеви йони, в почви от солената серия - натрий.

Съдържанието на натрий в почвите (солонци, много солончаци, солонцови почви) допринася за увеличаване на дисперсността и хидрофилността на твърдата фаза на почвата, често придружено от повишаване на алкалността на почвата, ако съществуват условия за дисоциация на обменния натрий. При наличие на голямо количество лесно разтворими соли в почвите, когато дисоциацията на обменните катиони е потисната, дори високото съдържание на обменен натрий не води до появата на признаци на засоляване. Въпреки това, в такива почви съществува висока потенциална опасност от алкализиране, което може да възникне например при напояване или излужване, когато лесно разтворимите соли се отстраняват.

Съставът на обменните катиони, образувани в естествени условия, може да се промени значително по време на земеделското използване на почвите. Голямо влияниеСъставът на обменните катиони се влияе от прилагането на минерални торове, напояване и дренаж на почвата, което се отразява на солния режим на почвата. Целенасочено регулиране на състава на обменните катиони се извършва по време на гипсиране и варуване.

В южните райони почвите могат да съдържат различни количества лесно разтворими соли. Много от тях са токсични за растенията. Това са натриеви и магнезиеви карбонати и бикарбонати, магнезиеви и натриеви сулфати и хлориди. Содата е особено токсична, когато се съдържа в почвата дори в малки количества. Лесно разтворимите соли влияят на растенията по различни начини. Някои от тях пречат на образуването на плода, нарушават нормалното протичане на биохимичните процеси, други разрушават живите клетки. В допълнение, всички соли повишават осмотичното налягане на почвения разтвор, в резултат на което може да възникне така наречената физиологична сухота, когато растенията не са в състояние да абсорбират наличната влага в почвата.

Основният критерий за солния режим на почвите е състоянието на отглежданите върху тях земеделски култури. По този показател почвите се разделят на пет групи според степента на соленост (табл. 12). Степента на засоляване се определя от съдържанието на лесно разтворими соли в почвата в зависимост от вида на засоляването на почвата.

Сред обработваемите почви, особено в тайгово-горската зона, са широко разпространени почви с различна степен на заблатеност, хидроморфни и полухидроморфни минерални почви. Обща характеристикаТакива почви са обект на системно преовлажняване с различна продължителност. Най-често е сезонен и се наблюдава през пролетта или есента и по-рядко през лятото при продължителни дъждове. Прави се разлика между преовлажняване, свързано с излагане на подземни или повърхностни води. В първия случай излишната влага обикновено засяга долните почвени хоризонти, а във втория - горните. При полските култури най-големи щети нанася повърхностната влага. По правило добивът на зимни култури на такива почви е влажни годининамалява, особено при ниска степен на обработка на почвата. В сухи години, с недостатъчна влага през вегетационния период като цяло, такива почви могат да дадат по-високи добиви. При пролетните култури, особено при овеса, краткотрайната влага не оказва отрицателно влияние, а понякога се наблюдават и по-високи добиви.

Преовлажняването на почвата предизвиква развитие на глееви процеси в тях, чиято проява е свързана с появата на редица неблагоприятни свойства на почвите за земеделските растения. Развитието на оглеяването е придружено от намаляване на железните (III) и мангановите оксиди и натрупването на техните подвижни съединения, които влияят отрицателно върху развитието на растенията. Установено е, че ако нормално навлажнената почва съдържа 2-3 mg подвижен манган на 100 g почва, то при продължително преовлажняване съдържанието му достига 30-40 mg, което вече е токсично за растенията. Прекомерно овлажнените почви се характеризират с натрупване на силно хидратирани форми на желязо и алуминий, които са активни адсорбенти на фосфатни йони, т.е. в такива почви фосфатният режим рязко се влошава, което се изразява в много ниско съдържание на форми на фосфати, които лесно се разграждат. достъпни за растенията и при бързото превръщане на наличните и разтворими фосфати във фосфорни торове в труднодостъпни форми.

В киселите почви излишната влага увеличава съдържанието на подвижен алуминий, което, както вече беше отбелязано, има много негативен ефект върху растенията. В допълнение, прекомерната влага допринася за натрупването на фулвови киселини с ниско молекулно тегло в почвите, влошава условията за обмен на въздух в почвите и следователно нормалното снабдяване на корените на растенията с кислород и нормалното функциониране на полезната аеробна микрофлора.

Горната граница на влажността на почвата, която причинява неблагоприятни екологични и хидроложки условия за отглеждане на растения, обикновено се счита за съдържание на влага, съответстващо на MPV (максимален капацитет на полевата влага, т.е. максимален бройвлага, която хомогенна или слоеста почва може да задържи в относително стационарно състояние след пълно напояване и свободен поток на гравитационна вода при липса на изпарение от повърхността и възпрепятстване на потока на подпочвените води или кацналите води). Прекомерната влага е опасна за растенията не поради навлизането на гравитационна влага в почвата, а преди всичко от нарушаването на газообмена в кореновите слоеве и рязкото отслабване на тяхната аерация. Обменът на въздух и движението на кислород в почвата може да се случи, когато съдържанието на въздухоносни пори в почвата е 6-8%. Това съдържание на въздухоносни пори в почви с различен произход и състав се среща при много различни стойности на влага, както надвишаващи стойностите на MPV, така и под тази стойност. Във връзка с това критерият за оценка на екологичното преовлажняване на почвата може да се счита за влага, равна на пълния капацитет на всички пори минус 8% за обработваемите хоризонти и 6% за подработните.

Долната граница на почвената влага, която инхибира растежа и развитието на растенията, се приема за съдържание на влага при стабилно увяхване на растенията, въпреки че такова инхибиране може да се наблюдава и при по-висока влажност от съдържанието на влага при увяхване на растенията. За много почви качествената промяна в наличието на влага за растенията съответства на 0,65-0,75 PPV. Следователно, като цяло се смята, че диапазонът на оптимално съдържание на влага за развитие на растенията съответства на интервала от 0,65-0,75 PPV до PPV.

Сред физичните свойства на почвите голямо значениеЗа нормалното развитие на растенията те имат плътност на почвата и нейното структурно състояние. Оптималните стойности на плътността на почвата са различни за различни растенияа също така зависят от генезиса и свойствата на почвите. За повечето култури оптималните стойности на плътността на почвата съответстват на стойности от 1,1 -1,2 g/cm3 (Таблица 13). Твърде разхлабената почва може да повреди младите корени по време на естественото й свиване, твърде гъстата почва пречи на нормалното развитие на кореновата система на растението. За агрономически ценна структура се счита тази, когато почвата е представена от агрегати с размери 0,5-5,0 mm, които се характеризират с водоустойчива и пореста структура. Именно в такава почва могат да се създадат най-оптималните въздушни и водни условия за растеж на растенията. Оптималното съдържание на вода и въздух в почвата за повечето растения е съответно приблизително 75 и 25% от общата порьозност на почвата, която от своя страна може да варира във времето и зависи от природни условия, обработка на почвата. Оптималните стойности на общата порьозност за обработваемите почвени хоризонти са 55-60% от обема на почвата.

Промените в плътността на почвата, нейната агрегация, съдържанието на химични елементи, физикохимични и други свойства на почвата са различни в отделните почвени хоризонти, което се свързва преди всичко с генезиса на почвите, както и със стопанската дейност на човека. Следователно от агротехническа гледна точка е важно каква е структурата на почвения профил, наличието на определени генетични хоризонти и тяхната дебелина.

Горният хоризонт на обработваемите почви (орен хоризонт) като правило е по-обогатен с хумус, съдържа повече растителни хранителни вещества, особено азот, и се характеризира с по-активна микробиологична активност в сравнение с подлежащите хоризонти. Под орния хоризонт има хоризонт, който често има редица свойства, неблагоприятни за растенията (например, подзолистият хоризонт има кисела реакция, хоризонтът solonetz съдържа голямо количество абсорбиран натрий, токсичен за растенията и др.) и като цяло има по-ниска плодовитост от горния хоризонт. Тъй като свойствата на тези хоризонти са рязко различни от гледна точка на условията за развитие на селскостопанските растения, ясно е колко важна е дебелината на горния хоризонт и неговите свойства за развитието на растенията. Характеристика на развитието на култивираните растения е, че почти цялата им коренова система е концентрирана в орния слой: от 85 до 99% от цялата коренова система на селскостопанските растения на дерново-подзолисти почви, например, е концентрирана в орния слой и почти повече от 99% се развива в слоя до 50 см. Следователно добивът на земеделските култури до голяма степен се определя преди всичко от дебелината и свойствата на орния слой. Колкото по-дебел е орният хоризонт, толкова по-голям е обемът на почвата с благоприятни свойства, покрита от кореновата система на растенията, толкова повече по-добри условияосигурявайки им хранителни вещества и влага.

За да се премахнат свойствата на почвата, които са неблагоприятни за растежа и развитието на растенията, всички агротехнически и други мерки, като правило, се извършват по един и същи начин във всяко конкретно поле. До известна степен това позволява да се създадат еднакви условия за растеж на растенията, тяхното равномерно узряване и едновременно прибиране на реколтата. Въпреки това, дори при високо ниво на организация на цялата работа, практически е трудно да се гарантира, че всички растения в цялото поле са на еднакъв етап на развитие. Това важи особено за почвите в тайгово-горските и сухостепните зони, където хетерогенността и сложността на почвената покривка са особено изразени. Такава хетерогенност се свързва предимно с проявата на природни процеси, почвообразуващи фактори и неравен терен. Стопанската дейност на човека, от една страна, спомага за изравняване на хоризонта на обработваемата почва според свойствата му в дадено поле в резултат на обработка на почвата, прилагане на торове, отглеждане на същата култура на дадено поле през вегетационния период и , следователно, същите техники за грижа за растенията . От друга страна, стопанската дейност в известна степен също допринася за създаването на разнородност на обработваемия хоризонт по определени свойства. Това се дължи на неравномерното прилагане на органичните торове, преди всичко (поради липсата на достатъчно оборудване за равномерното им разпределяне по полето); с обработка на почвата, когато се образуват падащи хребети и срутващи бразди, когато различни зони на полето са в различни условия на влага (често не са оптимални за обработка); с неравномерна дълбочина на обработка и др. Първоначалната разнородност на почвената покривка определя преди всичко модела на полетата за рязане, като се вземат предвид разликите в свойствата и режимите на различните му участъци.

Свойствата на почвата се променят в зависимост от използваните агротехнически методи, естеството на мелиоративните работи, прилаганите торове и др. Въз основа на това в момента оптималните почвени параметри означават такава комбинация от количествени и качествени показатели на почвените свойства и режими, при които максимално възможните Използват се всички жизненоважни за растенията фактори и най-пълно се реализират потенциалните възможности на отглежданите култури с техния най-висок добив и качество.

Разгледаните по-горе свойства на почвите се определят от техния генезис и стопанска дейност на човека и те заедно и във взаимовръзка определят такива важна характеристикапочвата, като нейното плодородие.

$моб_инфо$