Microorganismele și rolul lor în formarea solului. Lumini generaleDenia. Formarea solului este un proces biologic, iar cele mai diverse grupuri de organisme vii sunt direct implicate în dezvoltarea lui. Printre acestea, microorganismele care sunt larg distribuite în natură sunt de mare importanță. Se găsesc în sol, aer, pe munți înalți, pe stânci de piatră goale, în deșerturi, în adâncurile Oceanului Arctic etc.
Microbii sunt deosebit de răspândiți în sol, care este singurul mediu natural în care există toate condițiile necesare pentru dezvoltarea lor normală.
Solul bun conține întotdeauna o cantitate suficientă de substanțe organice și minerale, are adesea umiditatea și reacția necesară a soluției de sol, este alimentat în mod adecvat cu oxigen și protejează microorganismele de efectele nocive ale razelor directe ale soarelui.
Dezvoltarea microorganismelor în sol este strâns legată de materia organică. Cu cât solul este mai bogat în reziduuri de plante, cu atât conține mai mulți microbi (Tabelul 4).
ÎN 1 G Solurile soddy-podzolice conțin aproximativ 500 de milioane de bacterii, 1 G castan-1 -1,5 miliarde; în cernoziomuri, caracterizate printr-un conținut ridicat de materie organică, numărul de microorganisme ajunge la 2-3 miliarde la 1 G sol, iar în cernoziomurile bine cultivate există mult mai multe microorganisme.
În ciuda dimensiunii neglijabile a microbilor, greutatea lor totală în sol atinge o valoare semnificativă. Deci, dacă luăm dimensiunea medie a celulei egală cu 1X2 microni și numărul lor în 1 g de sol este de 5 miliarde, apoi într-un strat de 25 cm 1 Ha sol, greutatea vie a microbilor va fi de aproximativ 1-3 tone.
Solurile culturale, bine cultivate și fertilizate cu gunoi de grajd sunt deosebit de bogate în microorganisme.
Toată această masă de microbi din stratul de sol este distribuită neuniform. Orizonturile de suprafață sunt cele mai bogate în microorganisme până la o adâncime de 25-35 cm; pe măsură ce mergi mai adânc, numărul microbilor devine din ce în ce mai mic, iar la o adâncime considerabilă se găsesc în număr neglijabil. Sistemul radicular al plantelor are o mare influență asupra distribuției microflorei în mediul solului. Rădăcinile eliberează în mod constant în mediul extern diverse tipuri de compuși organici care servesc drept sursă bună de nutriție pentru microorganisme; în zona rădăcinilor plantelor, există de obicei condiții favorabile pentru microorganisme. Această zonă se numește rizosferă. În rizosferă, după cum arată multe studii, numărul microbilor este de zeci și sute și uneori de mii de ori mai mare decât în afara zonei rădăcinilor. Microbii acoperă sistemul radicular al plantelor într-un strat aproape continuu.
Microflora abundentă în rizosferă, precum și în întregul strat de sol, joacă un rol important în dezvoltarea fertilității solului. Microorganismele se pot dezvolta intens numai în anumite condiții de temperatură, cu umiditate adecvată și reacție a mediului.
Regimul de temperatură este de mare importanță pentru activitatea lor de viață.
Experimentele arată că temperatura minimă la care activitatea vitală a majorității microbilor din sol este încă posibilă este de aproximativ + 3°. Sub această temperatură, dezvoltarea lor se oprește de obicei. Temperatura maximă este de aproximativ +45°C. În ceea ce privește temperatura optimă, aceasta este cel mai adesea în intervalul + 20-35 °.
Efectul temperaturii asupra activității vitale a microorganismelor este strâns legat de umiditate. Umiditatea este un factor necesar pentru dezvoltarea microbilor ca și căldura. Dacă temperatura masei în descompunere este destul de favorabilă, dar umiditatea este insuficientă sau excesivă, atunci descompunerea va fi dificilă.
În mod similar, descompunerea va fi dificilă dacă condițiile de umiditate sunt optime, dar condițiile de temperatură sunt nefavorabile. Procesele de descompunere ating de obicei cea mai mare intensitate atunci când umiditatea solului este de aproximativ 60% din capacitatea totală de umiditate. În conformitate cu aceasta, descompunerea reziduurilor de plante în natură se desfășoară neuniform pe tot parcursul anului.
Cea mai viguroasă descompunere are loc cel mai adesea în prima jumătate a verii, când condițiile termice și umiditatea sunt în combinația cea mai favorabilă. În lunile fierbinți de vară, când solul se usucă, activitatea vitală a microorganismelor scade și procesul de descompunere este minimizat. De asemenea, descompunerea încetinește pe măsură ce căldura scade în perioada de toamnă, iar odată cu apariția înghețului, acest proces se oprește complet.
În ceea ce privește reacția mediului, diferite grupuri de microorganisme în acest sens au cerințe diferite. Deci, toate bacteriile se pot dezvolta numai într-un mediu neutru, ușor acid sau ușor alcalin. Reacția acidă are un efect deprimant asupra bacteriilor. Cel mai puternic obstacol în calea activității vitale a bacteriilor sunt și taninurile conținute în vegetația lemnoasă.
Ciupercile, dimpotrivă, suportă în mod liber o reacție acidă pronunțată. Spre deosebire de bacterii, ciupercile se dezvoltă pe resturile vegetale care conțin taninuri.
Activitatea vitală a microorganismelor este asociată cu descompunerea plantelor și animalelor moarte și transformarea lor în humus, sau humus, cu procesele de mineralizare a materiei organice, cu fixarea azotului atmosferic, cu procesele de amonificare, nitrificare, denitrificare și cu procesele. a sintezei compușilor organici complecși.
Microorganismele au o mare importanță în distrugerea și sinteza mineralelor, precum și în reglarea condițiilor redox din sol.
Compoziția uriașei populații microscopice a solului include bacterii, actinomicete, ciuperci, alge, protozoare (protozoare) și diverse creaturi ultramicroscopice - fagi, bacteriofagi și actinofagi.
bacterii. Bacteriile constituie grupul cel mai abundent și divers al microflorei solului; acestea sunt organisme unicelulare microscopice care au membrană celulară, sunt bogate în nucleoproteine și lipsite de clorofilă și plastide. Bacteriile nu au nucleu celular și se reproduc prin simplă diviziune. Bacteriile au dimensiuni foarte mici, de obicei nu mai mari de câțiva microni. Au o formă diferită - rotundă, în formă de tijă și curbată.
După tipul de nutriție, bacteriile sunt împărțite în două grupe - autotrofe și heterotrofe.
În raport cu aerul, bacteriile sunt împărțite în aerobe și anaerobe. Bacteriile aerobe se pot dezvolta numai în condiții de acces liber la aer, bacteriile anaerobe nu necesită oxigen molecular pentru respirație. Printre anaerobi se numără bacterii condiționate, facultative, care se pot dezvolta atât fără oxigen, cât și în prezența acestuia, și microbi necondiționați, obligați, care pot trăi și se înmulți doar în absența accesului liber la aer.
Bacteriile autotrofe folosesc doar carbonul din dioxid de carbon pentru nutriție și nu au nevoie de substanțe organice complexe. Pentru a transforma dioxidul de carbon în compuși organici ai corpului lor, ei folosesc fie energia solară (fotosinteză), fie energia chimică a oxidării unui număr de substanțe minerale (chimiosinteză).
Categoria bacteriilor cu capacitatea de fotosinteză include doar bacterii colorate, verzi și violete cu sulf. Nutriția microbilor prin chimiosinteză este mult mai dezvoltată în natură. Cele mai comune bacterii chimiotrofe din sol sunt bacteriile nitrificante, de fier, tionice și hidrogen.
De mare importanță în formarea solului sunt bacteriile nitrificatoare, care sunt asociate cu procesul de nitrificare.
Procesul de nitrificare, adică procesul de transformare a amoniacului în săruri de acid azotic, se desfășoară sub influența a două tipuri de bacterii. Unul din ei (Nitrosomonas, Nitrocystus, Nitrosospira) oxidează amoniacul la acid azotat: 2NH+3 O 2 =2 HNO 2 +2 H 2 O + 158 kcal. Alte bacterii (Nitrobacter) continuă reacția de oxidare, rezultând formarea acidului azotic: 2HNO 2 + O 2 = 2 HNO 3 + 48 kcal.
Acidul azotic, întâlnit în sol cu diferite baze, dă imediat un număr de săruri de nitrat: NaNO 3 , KNO 3 și Ca( NU 3 ) 2 . Sărurile acidului azotic sunt cea mai convenabilă formă de nutriție cu azot pentru plante, astfel încât procesul de nitrificare este de mare importanță industrială.
Trebuie remarcat faptul că nitrificarea în sol are loc cu activitatea comună, și nu secvențială, a microbilor nitrificatori menționați mai sus, prin urmare, nu este posibil să se detecteze un conținut semnificativ de săruri de acid azot în sol.
Procesul de nitrificare se dezvoltă cel mai bine în soluri bine aerate cu o reacție neutră sau alcalină (pH 6,2 până la 9) cu o cantitate semnificativă de humus și un conținut suficient de umiditate. Condițiile anaerobe și un mediu acid sunt dăunătoare | pentru bacteriile nitrificante.
Lucrarile mecanice rationale, vararea solurilor acide, fertilizarea sunt cele mai importante masuri care pot fi folosite pentru a crea cele mai favorabile conditii pentru nitrificare. Nitrificarea este un proces oxidativ, astfel încât aerarea este o condiție necesară pentru formarea intensivă a sărurilor de azot în sol.
Bacteriile cu sulf, care includ Thiobacillus thiooxydans, Thiobacillus thioparusși altele, provoacă procesul de sulfificare, adică oxidarea hidrogenului sulfurat la acid sulfuric. Procesul de sulfificare se desfășoară în două etape - oxidarea hidrogenului sulfurat în sulf și oxidarea sulfului în acid sulfuric:
Acidul sulfuric format în acest proces, întâlnindu-se în sol cu diverse baze, trece în săruri ale acidului sulfuric, din care plantele iau sulf pentru hrănire.
Toate bacteriile cu sulf sunt aerobe; prin urmare, condițiile favorabile procesului de nitrificare contribuie și ele la procesul de sulfificare. Cu cât solul este mai afânat și condițiile de schimb de gaze în el sunt mai favorabile, cu atât transformarea are loc mai viguros. H 2 Sîn acid sulfuric. În solurile slab aerate, compactate și fără aer, procesul de sulfificare face loc așa-numitului proces de desulfurare, în care un tip special de bacterii anaerobe reduc sărurile de acid sulfuric înapoi la H 2 S.
Bacteriile de fier sunt prezente în sol în principal ca filamentoase (Crenothrix, Leptothrix) și unicelular (Gallionella, siderocapsa) bacterii. Procesul de oxidare a sărurilor feroase de fier în săruri oxidice este asociat cu activitatea vitală a bacteriilor de fier:
Unele bacterii de fier sunt, de asemenea, capabile să oxideze sărurile de mangan, formând astfel noduli de feromangan în sol.
Bacteriile heterotrofe absorb carbonul din compușii organici, astfel încât se pot dezvolta numai în prezența materiei organice. Ele sunt reprezentate în sol de diferite grupe fiziologice, care în totalitatea lor realizează procesul de distrugere a tuturor compușilor organici până la stadiul de mineralizare completă. Procesele de amonificare, fermentarea acidului butiric, fermentarea substanțelor pectinice, celuloza, descompunerea proteinelor, denitrificarea și desulfurarea sunt asociate cu activitatea vitală a bacteriilor heterotrofe.
Această categorie de microorganisme include și bacteriile fixatoare de azot, care joacă un rol imens în ciclul azotului din natură. În raport cu oxigenul atmosferic, heterotrofele sunt împărțite în bacterii aerobe și anaerobe.
Ammonificarea, adică procesul de descompunere a substanțelor organice azotate cu formarea de amoniac, este cauzată de activitatea vitală a unor grupuri foarte diverse de microorganisme. Amoniacul este eliberat în timpul descompunerii proteinelor, peptonelor, aminoacizilor, ureei, acizilor uric și hipuric.
Reprezentanții tipici ai bacteriilor amonifiante sunt Bact. vulgare, Bact. putidum, Bact. subtilis, Bact. mezenteric și Bact. mycoides.
Primul pas în descompunerea proteinelor este hidroliza pentru a forma aminoacizi liberi; unele dintre ele sunt folosite de microbi pentru a construi organismul, cealaltă parte poate suferi o descompunere ulterioară odată cu eliminarea azotului sub formă de amoniac.
Din punct de vedere chimic, acest proces poate fi exprimat astfel:
Procesul de amonificare a proteinelor se poate desfășura atât în condiții aerobe, cât și anaerobe. Descompunerea hidrolitică a ureei are loc în principal în condiții aerobe, sub influența în principal a următoarelor bacterii: Micrococcus ureae, Saroina ureae, Urobacterium pasteurii, Urobacillus miqueliisi etc.
Schematic, procesul de fermentare a amoniacului a ureei poate fi reprezentat după cum urmează:
Carbonatul de amoniu rezultat, ca substanță fragilă din punct de vedere chimic, se descompune apoi cu ușurință în dioxid de carbon, apă și amoniac:
Intalnindu-se in conditii de sol cu diversi acizi, amoniacul reactioneaza cu acestia si formeaza saruri de amoniu. Deci, de exemplu, în cazul interacțiunii amoniacului cu acidul sulfuric, se poate forma sulfat de amoniu:
Azotul sub formă de compuși de amoniac este destul de disponibil pentru nutriția plantelor. Deoarece procesul de amonificare este realizat de microorganisme aerobe și anaerobe, formarea azotului amoniac se poate produce atât în soluri bine aerate, cât și în soluri compacte cu schimburi de gaze dificile.
Trebuie remarcat faptul că acumularea de amoniac în sol și procesul ulterioar de oxidare sau nitrificare au loc atunci când raportul dintre C și N din materialul care se descompune este mai mic de 20:1; când raportul dintre C și N este mai mare de 20:1, tot amoniacul format este interceptat de microorganisme care descompun substanțe organice fără azot și utilizate de acestea pentru a-și construi proteinele plasmatice. Prezența în sol a unei cantități mari de materie organică necompusă, bogată în carbohidrați (de exemplu, paie) inhibă acumularea de amoniac în sol (LN Aleksandrova).
Descompunerea carbohidraților are loc sub influența bacteriilor acidului butiric. Clostridium pasteurianum, Clostridium butricumsi etc.
Fermentația butirică este însoțită de formarea de acid butiric, dioxid de carbon și hidrogen:
Fermentarea celulozei este cauzată de activitatea vitală a bacteriilor specifice care descompun celuloza, reprezentanți tipici ai cărora sunt Cytophaga hutchinsonii, Tu. omelianskii si etc.
Procesul biochimic de descompunere a celulozei sau fibrei are loc atât în condiții aerobe, cât și anaerobe.
Fermentarea substanțelor pectinice, care sunt substanțe intercelulare ale țesuturilor vegetale, se desfășoară în condiții aerobe și anaerobe sub influența bacteriilor care descompun pectina. Clostridium pectinovorumsi etc.
Descompunerea hidrolitică a grăsimilor are loc sub influența microorganismelor care au enzima lipaza. Cei mai energici distrugători de grăsimi sunt Pseudomonas. fluorescens și Bact. piocianul.
Microorganismele foarte frecvente din sol sunt bacteriile denitrificatoare care provoacă procesul de denitrificare - reducerea nitraților la azot liber.
Cei mai puternici denitrificatori sunt predominant bacterii nepurtătoare de spori.Pseudomonas fluorescens, Bact. stutzeri, Bact. denitrificante si etc.
Bacteriile denitrificatoare aparțin anaerobilor facultativi, care, deși se pot dezvolta în prezența oxigenului atmosferic, se dezvoltă mai intens cu acces dificil la aer sau chiar în absența completă a acestuia. Neprimind oxigen din aer sau primindu-l într-o cantitate limitată, aceste bacterii îl iau de la nitrați și nitriți și oxidează cu el substanțele organice fără azot. O parte din azotul eliberat în acest proces se evaporă irevocabil în atmosferă, în timp ce cealaltă parte merge pentru a construi plasma denitrificatoare.
Pentru agricultură, denitrificarea este în majoritatea cazurilor dăunătoare, deoarece este asociată cu pierderea de azot, cel mai important nutrient pentru plante. Cu toate acestea, acest proces se poate dezvolta intens numai în soluri cu permeabilitate redusă la aer, compactate și îmbibate cu apă. In solurile cultivate si bine cultivate activitatea vitala a bacteriilor denitrificatoare este puternic inhibata si rolul lor negativ nu se manifesta.
Bacteriile care asimilează azotul atmosferic. De mare importanță în acumularea compușilor de azot în sol este procesul de fixare sau de legare a azotului atmosferic.
Esența acestui proces constă în faptul că un anumit grup de bacterii, așa-numiții fixatori de azot, leagă azotul liber din atmosferă și, transformându-l în compuși complecși ai corpului său, îmbogățește astfel stratul de sol cu acesta. Astfel, odată cu procesele de descompunere a substanțelor organice complexe de azot în sol, au loc și procesele de creare, sau sinteza, a compușilor de azot datorate azotului liber din atmosferă.
Rețineți că rezervele de azot din atmosferă sunt practic inepuizabile. O coloană de azot gazos care cântărește 8 tone atârnă peste fiecare metru pătrat de suprafață terestră.Între timp, azotul atmosferic este complet inaccesibil plantelor superioare direct, poate fi folosit numai după ce a fost legat în prealabil de microorganisme speciale fixatoare de azot.
Există două grupuri de microbi fixatori de azot în sol. Una dintre ele, așa-numitele bacterii nodulare (Bacteria radicicola), se pot dezvolta numai pe rădăcinile diferitelor plante leguminoase, în timp ce altele trăiesc liber în mediul solului.
Dintre microbii care trăiesc liber, unii sunt aerobi (Azotobacter chroococcum), altele sunt organisme anaerobe (Clostridium pasteurianum).
Bacteriile nodulare sunt de cea mai mare importanță în agricultură și din viața liberă - AzotobacterCât despre bacterii de alt fel - Clostridium pasteurianum, atunci ele, fiind anaerobe, sunt de obicei inhibate în solurile cultivate, bine cultivate, drept urmare rolul lor în acumularea de azot în sol este relativ nesemnificativ.
Bacteriile nodulare, care pot trăi doar în simbioză cu plantele leguminoase, sunt reprezentate în sol de mai multe specii. Fiecare specie de bacterii nodulare se poate dezvolta doar pe o specie anume sau pe mai multe specii de plante leguminoase. În condiții favorabile, după cum arată observațiile, cantitatea de azot legată de bacteriile nodulare poate ajunge la 100 și chiar 120 kg pe hectar pe sezon de vegetaţie.
Dar bacteriile care trăiesc liber?Azotobacter), atunci condiția cea mai necesară pentru existența lor este prezența substanțelor humus în sol ca sursă de compuși ai carbonului, din care aceste organisme trag energia de care au nevoie.
Cantitatea totală de azot care poate fi acumulată în sol de către Azotobacter în timpul verii atinge în medie 30-35 kg pe hectar. Aceste cifre vorbesc foarte elocvent despre rolul enorm pe care bacteriile fixatoare de azot îl joacă în fertilitatea solului. Azotul acumulat în corpurile microorganismelor suferă aceleași transformări în sol ca și azotul altor compuși organici. După moartea bacteriilor fixatoare de azot, corpurile lor se descompun sub influența proceselor de amonificare și nitrificare, iar azotul cuprins în ele trece în amoniu și apoi în compuși nitrați, care servesc ca hrană pentru plante.
Ciuperci. Alături de bacterii, ciupercile, care sunt organisme saprofite heterotrofe care se hrănesc cu materie organică gata preparată, joacă un rol important în procesele de formare a solului.
Microflora fungică din sol este foarte diversă și este reprezentată de un număr mare de specii. Cele mai frecvente dintre acestea sunt ciupercile care se reproduc fie prin formarea de conidii din conidiofori, fie sporangii, pe celule speciale ingrosate. Reprezentanții genurilor aparțin grupului de ciuperci de mucegai Penicillium, Trichoderma, Aspergillus, Cladosporium, Rhizopus.
Ciupercile de alge sunt, de asemenea, larg răspândite în sol (Ficomicete), marsupiale (Ascomicete), inclusiv ciuperci de drojdie (Zaharomicete), și apoi mai sus (Basidio– micete) și ciuperci imperfecte (Ciupercile imperfecte).
Multe specii de ciuperci sunt capabile să formeze micorize pe rădăcinile plantelor verzi, provocând un tip micotrofic special de nutriție a rădăcinilor plantelor.
Micoriza se numește de obicei conviețuirea multor plante cu ciuperci speciale din sol, numite ciuperci micorize. Există micorize ectotrofe sau externe și micorize endotrofe sau interne; hifele ciupercii micorizei ectotrofe se răspândesc în principal pe suprafața rădăcinii, formând în jurul acesteia, parcă, o teacă specială; hifele ciupercii micorizei endotrofice pătrund în rădăcină, răspândindu-se în țesuturile acesteia.
În această simbioză, ciupercile micorizelor folosesc carbohidrați, în special zahăr, precum și unii hidroxiacizi și aminoacizi care vin de la frunze la rădăcinile plantelor și, în același timp, furnizează plantelor verzi cu azot, deoarece ciupercile sunt capabile să absoarbă. nutrienți, inclusiv azotul, direct din compușii organici ai humusului din sol, gunoi de pădure și reziduuri de turbă semidescompusă.
Ciupercile micorizice sunt cele mai răspândite printre plantele lemnoase, iar fiecare specie de plantă este caracterizată de un anumit tip de ciupercă. Da, ciupercă. Boletus elegausdă micoriză în zada și se găsește numai acolo unde crește acest arbore; Boletus luteusse aseaza pe radacinile de pin etc.
Toată microflora fungică se caracterizează printr-o nevoie destul de mare de oxigen, prin urmare, straturile de suprafață ale solului sunt cele mai bogate în ciuperci. Majoritatea ciupercilor se dezvoltă la temperaturi de la 5 la 40°C, cu un optim în jur de 25-30°C. O caracteristică esențială a ciupercilor este că se dezvoltă bine atât în medii neutre, cât și în cele acide, prin urmare, descompunerea reziduurilor lemnoase din pădure, care sunt acide, are loc în principal sub influența microflorei fungice.
Diverse procese de descompunere a celulozei, grăsimilor, ligninei, proteinelor și altor compuși organici sunt asociate cu activitatea vitală a microflorei fungice din sol. În descompunerea fibrelor, ciupercile din genuri ocupă cea mai mare parte Trichoderma, Aspergillus, Fusariumalte; din ciupercile care descompun pectina se poate numi Mucor stolonifer, Aspergillus niger, Cladosporiumalte; multe matrite (Oidium lactis, tipuri diferite Aspergillus și Penicillium) descompun puternic grăsimile,
Hidrocarburile cu lanț deschis, precum și hidrocarburile aromatice, sub influența unui număr de ciuperci, sunt oxidate la CO2 și H2O; Multe mucegaiuri și ciuperci imperfecte provoacă amonificarea proteinelor. Ciupercile joacă un rol deosebit de important în formarea și descompunerea substanțelor humus, care alcătuiesc cea mai importantă parte a solului.
Actinomicete. Actinomicetele sau ciupercile radiante sunt larg distribuite în sol (Actinomicete), care sunt o formă de tranziție între bacterii și ciuperci (Tabelul 5).
O trăsătură caracteristică a actinomicetelor este miceliul ramificat unicelular, care are două părți: una dintre ele este scufundată într-un substrat nutritiv, iar cealaltă se ridică sub formă de miceliu aerian, pe care se formează sporii. Coloniile de actinomicete sunt adesea pigmentate și colorate în culorile roz, roșu, verzui, maro și negru.
Toate actinomicetele sunt aerobi tipice și se dezvoltă cel mai bine la o temperatură de 30-35°C. Printre aceștia, antagoniștii sunt larg răspândiți, care inhibă dezvoltarea bacteriilor prin izolarea antibioticelor.
Rolul actinomicetelor în procesele de formare a solului este foarte semnificativ. Ele participă activ la descompunerea substanțelor organice fără azot și azotate, inclusiv a celor mai persistenti compuși care formează humusul din sol sau humusul.
Alge. Algele ocupă un loc semnificativ în microflora solului. Cele mai comune alge flagelate găsite în solFlagellate), alge verzi (clorofieceae), albastru-verde (Cyanophyceae) și diatomee (diatomeae). Pe suprafața solului, precum și în stratul arabil cu o adâncime de 30 cm numărul de celule de alge poate ajunge la 100 de mii în 1 G sol.
Algele sunt implicate activ în procesele de degradare a rocilor și a mineralelor, cum ar fi caolinitul, descompunându-l în oxizi liberi de siliciu și aluminiu.
Fiind organisme care conțin clorofilă, acestea sunt capabile de fotosinteză și, în timpul dezvoltării lor, îmbogățesc stratul de sol cu o anumită cantitate de materie organică.
Algă verde-albăstruie (Nostoc, Formidiu) sunt capabili să asimileze azot gazos. În acest sens, sunt de interes pentru agricultură. În același timp, dezvoltarea abundentă a algelor îmbogățește solul cu carbohidrați și stimulează dezvoltarea bacteriilor fixatoare de azot precum Azotobacter în el.
Lichenii. Alături de bacterii, ciuperci și alge, lichenii, care sunt organisme simbiotice complexe formate dintr-o ciupercă și alge, joacă un rol semnificativ în procesele de formare a solului.
Lichenii sunt capabili să crească direct pe roci și roci, așa că sunt de obicei pionierii vieții vegetale pe suprafețele expuse de roci. Cei mai des întâlniți dintre ei sunt lichenii de solzi sau crustați, apoi foliați și fruticoși. Majoritatea lichenilor au capacitatea de a pătrunde în masa de rocă cu ajutorul hifelor fungice și de a provoca distrugerea activă a tuturor rocilor care ies la suprafață. Ei aparțin Rhizocarpon geographicum, tipuri diferite Lecarona, Aspicilia, Halmatommasi altele.Lichenii genurilor Cladonia, Alectoriaiar altele în tundra, în zona forestieră și în zonele montane înalte.
Dezvoltându-se pe roci magmatice, în special pe roci bogate în siliciu, lichenii formează la suprafața lor învelișuri foarte caracteristice, pestrițe de roșu, galben, negru, gri, maro și alte culori.
Lichenii emit dioxid de carbon și acizi licheni specifici care provoacă distrugerea mineralelor; mulți licheni formează antibiotice care inhibă dezvoltarea bacteriilor.
Ca urmare a activității vitale a lichenilor, pe suprafața rocilor se formează un strat subțire de sol primitiv, în care se acumulează o anumită cantitate de humus, precum și fosfor, potasiu, sulf și alte elemente. Pe acest sol primitiv se instalează mușchi stâncoși, iar mai târziu unele plante verzi mai înalte.
Protozoare ( Protozoare). Reprezentanți ai celor mai simple organisme animale, care au primit numele general Protozoare. Acestea includ rădăcini
( rizopode), flageli (Flagellata) și ciliare, sau ciliate (Ciliata). Majoritatea protozoarelor sunt aerobe și doar câteva sunt anaerobe.
Cele mai favorabile condiții de temperatură pentru dezvoltarea lor se află în intervalul 18-22 °, cea mai bună reacție este neutră, cu toate acestea, o bună dezvoltare a protozoarelor se observă și cu o reacție acidă. Din punct de vedere nutrițional, protozoarele sunt în mare parte heterotrofe; se hrănesc în principal cu alte organisme - bacterii, alge, precum și germeni fungici și alte microorganisme.
Printre protozoare se numără organisme saprofite, în special flagelate și unii ciliați, hrănindu-se cu substanțe organice solubile. Printre flageli se numără protozoare autotrofe. Unii reprezentanți ai protozoarelor trăiesc în simbioză cu algele verzi. Protozoarele sunt distribuite în principal în stratul de sol de 15 cm de suprafață. ÎN 1 G solurile lor numără până la 1,5 milioane.Cu cât solul este mai bogat în materie organică, cu atât conține mai multe protozoare, în special amibe.
În procesul de activitate vitală, protozoarele transformă compuși organici complecși în compuși mai simpli și contribuie astfel la creșterea aportului de substanțe mai accesibile plantelor superioare din sol. Adesea, în solurile bogate în amibe se găsesc compuși de azot mai solubili decât în soluri similare mai puțin populate de amibe.
Animalele și rolul lor în formarea solului. V viețile solului un număr mare de nevertebrate și vertebrate care sunt implicate constant și activ în procesele de formare a solului.
În acest sens, reprezentanții nevertebratelor sunt în primul rând importanți - larvele diferitelor insecte, furnici și, în special, râme, care, măcinând reziduurile organice și trecându-le împreună cu particulele de sol mineral prin aparatul digestiv, produc adesea modificări foarte profunde ale substanțelor chimice și proprietăţi fizice.solurile.
Importanța în procesul de formare a solului a diferitelor tipuri de animale care locuiesc în sol este indicată în mod elocvent, de exemplu, de faptul că râmele singuri sunt capabili să treacă anual mai multe tone de masă de sol prin corpurile lor în zona 1. Ha. De aici rezultă că cu mult înainte de cultivarea solului cu unelte agricole, acesta era continuu „arat” de viermi. Aceste creaturi slab organizate joacă un rol important în dezvoltarea solurilor. În solurile cenușii cultivate irigate, conform cercetărilor lui N. A. Dimo, râmele sunt aruncate anual la suprafață 1 Ha aproximativ 123 T sol prelucrat.
Fecalele de viermi, sau coproliții, sunt bulgări de sol bine lipiți, rezistente la apă, îmbogățite cu microorganisme, materie organică, azot, calciu și alte elemente. Astfel, râmele nu numai că îmbunătățesc proprietățile fizice ale solului - porozitatea, aerarea, permeabilitatea apei, ci, într-o anumită măsură, compoziția chimică a acestuia.
Alte animale fac, de asemenea, o muncă semnificativă în acest sens. Alunițele, șoarecii, hamsterii, veverițele de pământ și altele, făcând diverse mișcări în sol - molehills - și amestecând substanțe organice cu minerale, cresc semnificativ permeabilitatea la apă și aer a solului, ceea ce, fără îndoială, îmbunătățește și accelerează descompunerea reziduurilor de plante și creează un fel de microrelief tubercular, foarte caracteristic pentru regiuni de stepă.
Astfel, animalele de vizuină și săpat slăbesc, amestecă și mișcă în mod constant solul, ceea ce, fără îndoială, afectează cel mai vizibil intensificarea proceselor de descompunere a reziduurilor organice, precum și degradarea părții sale minerale.
Ideea participării animalelor la descompunerea materiei organice va deveni și mai completă dacă ținem cont de faptul că vegetația servește drept hrană pentru diferite ierbivore și că, înainte de a intra în sol, o parte semnificativă a reziduurilor organice suferă. procesare semnificativă în organele digestive ale animalelor.
Plantele verzi și rolul lor în formarea solului. Principalrolul în formarea solului revine plantelor verzi, care, folosind energia solară, sintetizează materia organică prin asimilarea dioxidului de carbon din aer, apă, compuși ai azotului și elemente de cenușă din sol. Rămășițele plantelor moarte care intră în sol devin hrană pentru microorganisme, care în procesul vieții sintetizează humusul din sol și formează compuși minerali și organo-minerali, care la rândul lor servesc ca sursă de hrană pentru noile generații de plante verzi.
Împărțirea profilului solului în orizonturi este strâns legată de vegetație.
Datorită capacității de a elibera dioxid de carbon și un număr de acizi organici prin rădăcinile lor, plantele îmbunătățesc procesul de degradare a mineralelor greu solubile și contribuie astfel la formarea de compuși ușor mobili în stratul de sol.
Acoperirea cu vegetație este, de asemenea, de mare importanță ca factor capabil să modifice condițiile climatice în cele mai mici spații și să împiedice în mare măsură desfășurarea proceselor de eroziune, adică eroziunea și suflarea solului.
Astfel, ca urmare a activității vitale a vegetației verzi de pe continentele globului, se dezvoltă soluri care conțin humus, sau humus, compuși minerali și organominerale.
Plantele verzi sunt împărțite în lemnoase și erbacee.
Plantele lemnoase sunt perene, speranța lor de viață este adesea măsurată în zeci de ani și, uneori, de multe secole.
O trăsătură caracteristică a plantelor lemnoase este că doar o parte din masa organică formată în timpul verii moare în ele în fiecare an. Cealaltă parte, adesea mai semnificativă, rămâne într-o plantă vie, fiind materialul pentru creșterea tulpinii, ramurilor și rădăcinilor. Resturile moarte sub formă de frunze, ace și ramuri se depun în principal la suprafața solului, formând un strat de așternut forestier. În stratul de sol, copacii lasă o parte relativ mică din materia organică moartă, deoarece sistemul lor de rădăcină este peren.
Vegetația erbacee are o rețea mare de rădăcini subțiri, dens pătrunzătoare, după moartea cărora masa de sol este îmbogățită cu o cantitate semnificativă de materie organică. La plantele erbacee anuale, toate organele vegetative există de obicei doar un an, plantele mor complet în fiecare an, cu excepția numai a semințelor coapte.
Plantele pe moarte depun materie organică moartă atât pe suprafața solului, cât și în masa acestuia, la diferite adâncimi. Datorită acestui fapt, procesele de descompunere au loc direct în coloana de sol, iar solul este îmbogățit anual cu humus și elemente de hrană de cenușă și azot.
Mușchii, care se găsesc pe scară largă sub coronamentul pădurii și în mlaștini, joacă un rol deosebit în formarea solului. Mușchii nu au sistem radicular și asimilează nutrienții cu întreaga suprafață a organelor, atașându-se de substrat cu formațiuni fibroase, sau rizoizi.
Mușchii au o capacitate mare de umiditate. Acolo unde se stabilesc, se creează anaerobioza, procesele de descompunere a reziduurilor organice încetinesc și încep îmbolnăvirea și acumularea de turbă.
Caracteristicile considerate inerente unuia sau altui grup de plante verzi afectează direct procesul de formare a solului și, în consecință, natura și calitatea solurilor rezultate.
Dar indiferent cât de diferite grupuri individuale de plante verzi diferă într-un fel sau altul, semnificația lor principală în formarea solului se rezumă întotdeauna la sinteza materiei organice din compuși minerali. Materia organică, care joacă un rol important în fertilitatea solului, poate fi creată doar de plantele verzi.
Descompunerea reziduurilor organice din diferite formațiuni vegetale este efectuată de diferite microorganisme. Într-un caz, acest proces este cauzat în principal de activitatea vitală a ciupercilor, în celălalt - de bacterii.
Astfel, reziduurile lemnoase din pădure se descompun în principal cu participarea dominantă a ciupercilor de mucegai. Bacteriile aici se dezvoltă oarecum mai slab datorită faptului că pulpa de lemn conține taninuri și are o reacție acidă. Bacteriile sunt de obicei incluse în procesul de descompunere a reziduurilor lemnoase după ce ciupercile descompun taninurile care întârzie dezvoltarea multor grupuri de bacterii. Condițiile sunt favorabile pentru descompunerea fungică în pădure, deoarece reziduurile lemnoase elastice se află pe suprafața solului și fluxul de aer către acestea nu este limitat.
O caracteristică esențială a descompunerii fungice a reziduurilor de plante lemnoase este că aici se formează o cantitate semnificativă de acizi fulvici, care joacă un rol important în dezvoltarea solurilor soddy-podzolice.
Resturile organice ale vegetației erbacee de luncă sunt descompuse în principal de bacterii anaerobe în absența aerării. Numai în părțile superioare ale solului, unde oxigenul pătrunde, au loc procese de descompunere aerobă.
Descompunerea anaerobă are loc foarte lent. Așa se explică faptul că în pajiștile sub vegetație erbacee se formează foarte adesea un gazon destul de puternic, împletit cu rădăcini, ușor descompus.
Exact în același mod, sub acțiunea microorganismelor anaerobe, se formează treptat acumulări semnificative de turbă în mlaștini și pe soluri mlăștinoase, care sunt larg răspândite în nordul și centrul țării noastre.
Spre deosebire de pajiști și zonele mlăștinoase, toate rămășițele moarte ale plantelor de stepă sunt descompuse în cea mai mare parte de bacterii aerobe.
Acest lucru se explică, în primul rând, prin faptul că vegetația de stepă moare vara, când solul este cel mai uscat și bine aerisit; în al doilea rând, vegetația erbacee care moare vara în stepă nu formează o pâslă densă continuă, ci se află de obicei într-un strat liber, care, de asemenea, nu poate servi ca un obstacol în calea pătrunderii oxigenului în sol.
Procesul de descompunere aerobă a tuturor substanțelor organice decurge foarte rapid și complet; astfel se explică situația că din plantele formării stepei, mai ales în condițiile stepei uscate, după moartea acestora, depozitele mari de humus nu rămân de obicei în sol.
- O sursă-
Garkusha, I.F. Stiinta solului / I.F. Garkusha.- L .: Editura de literatură agricolă, reviste și afișe, 1962. - 448 p.
Vizualizări ale postării: 1 513
Rocile din care se formează solul se numesc formatoare de sol sau părinte.
Rocile formatoare de sol se caracterizează prin originea, compoziția, structura și proprietățile lor. Roca care formează solul este baza materială a solului și îi transferă compoziția sa mecanică, mineralogică și chimică, precum și proprietățile fizice și chimice, care în viitor se schimbă treptat în grade diferite sub influența procesului de formare a solului.
Proprietățile și compoziția rocilor părinte afectează compoziția vegetației de decantare, productivitatea acesteia, rata de descompunere a reziduurilor organice, calitatea humusului rezultat, caracteristicile interacțiunii substanțelor organice cu minerale și alte aspecte ale solului. -procesul de formare.
Principalele roci care formează solul sunt sedimentare afânate.
Sedimentar roci - depozite de produse meteorologice din roci masiv cristaline sau resturi ale diferitelor organisme. Ele sunt împărțite în sedimente detritice, chimice și biogene.
Cele mai frecvente roci sedimentare includ depozitele cuaternare continentale: mai rar glaciare, hidroglaciare, loess și loess-like, eluviale, aluviale, deluviale, proluviale, eoliene, lacustre, marine. Ele diferă prin natura compoziției, capacitatea de umiditate, permeabilitatea apei, porozitatea, ceea ce determină regimurile apă-aer și termice.
Factorul biologic de formare a solului
Factorul biologic al formării solului este înțeles ca participarea diversă a organismelor vii și a produselor lor metabolice la procesul de formare a solului.
Cel mai puternic factor care influențează direcția procesului de formare a solului sunt organismele vii. Începutul formării solului este întotdeauna asociat cu așezarea organismelor pe un substrat mineral. Reprezentanții tuturor celor patru regate ale naturii vii trăiesc în sol - plante, animale, ciuperci, procariote. Pionierii în dezvoltarea și transformarea materiei minerale inerte din sol sunt diverse tipuri de microorganisme, licheni, alge. Încă nu creează sol, pregătesc pământ fin biogen - substrat pentru așezarea plantelor superioare - principalii producători de materie organică. Ele, plantele superioare, ca principali acumulatori de materie și energie din biosferă, joacă rolul principal în procesele de formare a solului.
Rolul vegetației lemnoase și erbacee, forestiere și de stepă sau de luncă în procesele de formare a solului este semnificativ diferit.
Sub pădure, așternutul, care este principala sursă de humus, vine în principal la suprafața solului. Într-o măsură mai mică, rădăcinile vegetației lemnoase sunt implicate în formarea humusului.
Într-o pădure de conifere, așternutul, datorită specificului compoziției sale chimice și rezistenței mecanice ridicate, este supus foarte lent proceselor de descompunere. Litierul de pădure, împreună cu humusul grosier, formează un așternut de tip „mor” de o grosime sau alta. Procesul de descompunere în așternut este realizat în principal de ciuperci; humusul are un caracter fulvic.
În pădurile mixte și, mai ales, în pădurile cu foioase, așternutul de foioase este mai moale, conține o cantitate mare de baze și este bogat în azot. Procesul de mineralizare a așternutului anual se desfășoară în principal pe parcursul ciclului anual. În pădurile de acest tip, așternutul de vegetație erbacee joacă un rol important în formarea humusului. Bazele eliberate în timpul mineralizării așternutului neutralizează produsele acide ale formării solului și se sintetizează mai mult humus saturat de calciu de tip humat-fulvat.
O natură diferită a aportului de reziduuri organice și elemente chimice în sol este observată sub coronamentul vegetației erbacee de stepă sau de luncă. Principala sursă de formare a humusului este masa sistemelor radiculare aflate pe moarte și, într-o măsură mult mai mică, masa supraterană (pâslă de stepă, semințe de plante etc.). Acest lucru se explică prin faptul că biomasa rădăcină a vegetației erbacee (spre deosebire de vegetația lemnoasă) predomină de obicei semnificativ asupra biomasei supraterane. Litierul de vegetație erbacee, spre deosebire de așternutul speciilor de arbori, se caracterizează printr-o structură mai fină, rezistență mecanică mai scăzută, conținut ridicat de cenușă și bogăție în azot și baze.
Procesul de formare a solului care are loc sub influența vegetației erbacee se numește proces de gazon.
Alături de vegetația superioară, procesele de formare a solului sunt foarte influențate de numeroși reprezentanți ai faunei solului - nevertebrate și vertebrate, care locuiesc pe diferite orizonturi ale solului și trăiesc pe suprafața acestuia.
Funcțiile nevertebratelor și vertebratelor sunt importante și variate; una dintre ele este distrugerea, măcinarea și consumul de reziduuri organice de la suprafața solului și în interiorul acestuia.
A doua funcție a animalelor din sol este exprimată în acumularea de nutrienți în corpurile lor și în principal în sinteza compușilor proteici care conțin azot. După încheierea ciclului de viață al unui animal, are loc degradarea țesuturilor, iar substanțele și energia acumulate în corpurile animalelor se întorc în sol.
Activitatea animalelor de vizuină are o mare influență asupra mișcării solului și a maselor de sol, asupra formării unui fel de micro- și nanorelief. În unele cazuri, vizuinarea solului și emisiile la suprafață ating astfel de proporții încât devine necesară introducerea unor definiții speciale în nomenclatura solurilor (de exemplu, cernoziom cu vizuini calcaroase). Profilul unor astfel de soluri are o structură liberă, cavernoasă; orizonturile solului sunt adesea deplasate și transformate.
Astfel, trei grupuri de organisme participă la formarea solului - plante verzi, microorganisme și animale care formează biocenoze complexe pe uscat. În același timp, funcțiile fiecăruia dintre aceste grupuri ca formatori de sol sunt diferite.
Plantele verzi sunt singura sursă primară de materie organică din sol, iar funcția lor principală ca formatoare de sol ar trebui considerată ciclul biologic al substanțelor - aprovizionarea cu substanțe nutritive și apă din sol, sinteza materiei organice și revenirea acesteia la sol după sfârșitul ciclului de viață.
Principalele funcții ale microorganismelor ca formatori de sol sunt descompunerea reziduurilor vegetale și a humusului din sol în săruri simple utilizate de plante, participarea la formarea substanțelor humice, la distrugerea și neoformarea mineralelor din sol.
Principalele funcții ale animalelor din sol sunt afânarea solului și îmbunătățirea proprietăților sale fizice și hidrice, îmbogățirea solului cu humus și minerale.
Curs de curs „Știința solului”
CURTEA 3. Proprietățile solului și structura acestuia
1. Caracteristicile morfologice ale solurilor 34
1.1.Structura solului 34
1.2. Colorarea solului 38
1.3.Compoziția granulometrică a solurilor și semnificația ei agronomică 40
2. Substanțe organice și organo-minerale din sol 43
2.1.Influența condițiilor de formare a solului asupra formării humusului 43
2.2 Compoziția humusului 44
2.3. Starea humusului solurilor 48
Scurt rezumat Prelegeri 3 49
1. Caracteristici morfologice ale solurilor
În procesul de formare a solului, roca capătă o organizare morfologică pe mai multe niveluri. Există morfoane de comenzi 1.2, 3, 4.5. Pentru a izola morfonele, există un sistem de caracteristici morfologice ale solului.
Caracteristicile morfologice ale solului - un sistem de indicatori care vă permite să distingeți elementele morfologice unele de altele.
Caracteristicile morfologice externe includ:
structura,
grosimea profilului și orizonturile individuale,
notare,
structura,
plus,
neoplasme,
incluziuni.
1.1.Structura solului
Orice sol este un sistem de înlocuire succesiv unul pe altul pe verticală. orizonturi genetice- straturi în care originalul rock-mamăîn procesul de formare a solului.
Această secvență verticală de orizonturi se numește profilul solului.
Un profil de sol este o anumită secvență verticală de orizonturi genetice în cadrul unui individ de sol, specifică fiecărui tip de formare de sol.
Profilul solului reprezintă primul nivel al organizării morfologice a solului ca corp natural, orizontul solului este al doilea.
Profilul solului caracterizează modificarea proprietăților sale de-a lungul verticalei, asociată cu influența procesului de formare a solului asupra rocii-mamă. Principalii factori în formarea unui profil de sol, adică diferențierea rocii originare care formează solul în orizonturi genetice, sunt
acestea sunt, în primul rând, fluxuri verticale de materie și energie (descrescătoare sau ascendente în funcție de tipul de formare a solului și de ciclicitatea acestuia anuală, sezonieră sau pe termen lung)
și, în al doilea rând, distribuția verticală a materiei vii (sisteme radiculare ale plantelor, microorganisme, animale care locuiesc în sol).
Structura profilului solului, adică natura și succesiunea orizonturilor sale genetice constitutive, este specifică fiecărui tip de sol și servește ca principală caracteristică de diagnosticare a acestuia. Aceasta înseamnă că toate orizonturile din profil sunt conectate și condiționate reciproc.
Orizontul solului, la rândul său, nu este omogen și constă din elemente morfologice de al treilea nivel - morfone, care sunt înţelese ca elemente morfologice intra-orizont.
La al patrulea nivel de organizare morfologică, agregate de sol,în care solul se descompune în mod natural în cadrul orizonturilor genetice.
Următorul, al cincilea nivel de organizare morfologică a solului poate fi detectat numai cu ajutorul unui microscop. Aceasta este microstructura solului, studiată în cadrul micromorfologiei solului.
Vegetația (mai înaltă și mai joasă) creează un ciclu biologic al substanțelor de cenușă în natură și îmbogățește solul cu reziduuri organice. Este principalul factor de formare a solului.
Esența procesului de formare a solului se manifestă în natură prin formațiuni de plante. Formațiunile de plante sunt combinații de plante superioare și inferioare care interacționează în anumite condiții de mediu.
Pe teritoriul Rusiei se disting următoarele grupări de formațiuni vegetale (N. N. Rozov): 1) lemnoase (păduri de taiga, păduri de foioase, păduri subtropicale umede); lemnos-erbacee de tranziție (păduri xerofite); erbacee (pajiști uscate și mlăștinoase, stepe temperate, stepe subtropicale de arbuști); 4) deșert; 5) lichen-mușchi (tundra, mlaștini înălțate).
Fiecare grup de formațiuni vegetale se caracterizează prin propriile sale caracteristici.: compoziția substanțelor organice, caracteristicile pătrunderii și descompunerea acestora în sol, precum și interacțiunea produselor de degradare cu partea minerală a solului.
Diferențele de formare a plantelor- principalul motiv al diversităţii solurilor din natură. În aceleași condiții ale zonei taiga-păduri, solurile podzolice se dezvoltă sub pădurile dese de conifere, iar în pajiști se formează soluri moale.
În funcție de caracteristicile biologice în ceea ce privește cantitatea și calitatea biomasei generate, impactul asupra procesului de formare a solului, plantele verzi se împart în lemnoase și erbacee.
plante lemnoase(copaci, arbuști, semi-arbuști) - perene, care trăiesc zeci și sute de ani. În fiecare an, doar o parte din masa solului (ace, frunze, ramuri, fructe) moare și se depune la suprafața solului sub formă de așternut sau așternut forestier. Plantele lemnoase se caracterizează prin crearea unei biomase uriașe, în principal terestră, dar așternutul lor anual este mai mic decât creșterea și, prin urmare, o cantitate relativ mică de elemente de cenușă și azot se întoarce în sol odată cu așternutul. Litieră de copaci, în special de conifere, conține o mulțime de fibre, lignină, taninuri și rășini. Produșii de descompunere ai deșeurilor forestiere interacționează cu solul în soluție atunci când solul este spălat prin precipitații.
Durata de viață a plantelor erbacee variază de la câteva săptămâni (efemere) până la 1-2 ani (cereale) și 3-5 ani (leguminoase). Cu toate acestea, rădăcinile și rizomii trăiesc până la 7-15 ani sau mai mult.
În procesele de formare a solului, efectul plantelor erbacee este mai mare decât al celor lemnoase, deși cantitatea de biomasă creată de asociațiile erbacee este mai mică. Acest lucru se datorează duratei scurte de viață a plantelor erbacee și rotației rapide a tuturor componentelor implicate de acestea în ciclul biologic din sistemul plantă-sol. Solul este îmbogățit anual cu resturi organice de ierburi sub formă de masă de pământ (cu condiția să nu fie înstrăinat) și rădăcini. Reziduurile de rădăcină, spre deosebire de masa solului, se descompun direct în loc, în sol, iar produsele descompunerii lor interacționează cu partea sa minerală.
Resturi de plante erbaceeîn comparație cu gunoiul de pădure, acestea conțin mai puține fibre, mai multe proteine, elemente de cenușă și azot. Reziduurile erbacee se caracterizează printr-o reacție neutră sau ușor alcalină.
mușchi- organisme vegetale, lipsite de sistem radicular si asimilând nutrienti pe intreaga suprafata a organelor. Se găsesc pe scară largă sub coronamentul pădurii și în mlaștini. Mușchii sunt atașați de orice substrat prin rizoizi. Ele pot absorbi și reține o cantitate mare de umiditate, astfel încât procesul de descompunere a reziduurilor de plante se desfășoară lent, cu o acumulare treptată de turbă și îndesare. În formarea mlaștinilor înălțate, trebuie remarcat în special rolul mușchilor sphagnum (albi).
Microorganisme. Dintre microorganismele din sol, bacteriile, ciupercile, actinomicetele, algele și protozoarele sunt larg reprezentate. Cel mai mare număr de microorganisme se găsește în straturile sale superioare, unde se concentrează cea mai mare parte a materiei organice și rădăcinile plantelor vii.
Microorganismele contribuie la descompunerea reziduurilor organice din sol.
În raport cu aerul, microorganismele sunt aerobe și anaerobe. Aerobic - acestea sunt organisme care consumă oxigen în procesul vieții; anaerobi - trăiesc și se dezvoltă într-un mediu lipsit de oxigen. Ei primesc energia necesară vieții ca urmare a reacțiilor redox cuplate. Reacțiile de descompunere și sinteză care au loc în sol sunt influențate de diferite enzime produse de microorganisme. În funcție de tipul de sol, de gradul de cultivare a acestora, numărul total de microorganisme din 1 g de soluri soddy-podzolice poate ajunge la 0,6-2,0 miliarde, cernoziomuri - 2-3 miliarde.
bacterii- cel mai comun tip de microorganisme din sol. După modul în care se hrănesc, se împart în autotrofe, asimilând carbon din dioxidul de carbon, și heterotrofe, folosind carbon din compuși organici.
Bacteriile aerobe oxidează diferite substanțe organice din sol, inclusiv procesul de amonificare - descompunerea substanțelor organice azotate în amoniac, oxidarea celulozei, ligninei etc.
Descompunerea reziduurilor organice bacteriile anaerobe heterotrofe se numesc proces de fermentare (fermentarea glucidelor, pectinelor etc.). Odată cu fermentarea în condiții anaerobe, are loc denitrificarea - reducerea nitraților la azot molecular, ceea ce poate duce la pierderi semnificative de azot în solurile cu aerare slabă.
plante verzi
Diferitele grupuri de plante determină cursul inegal al ciclului biologic. Plantele inferioare au o durată de viață scurtă și, prin urmare, determină circulația rapidă a elementelor în ciclul biologic. . plante superioare au un sistem radicular dezvoltat, oferind o suprafață mare de contact a organismului cu solul. Circulația se realizează în decurs de un an în vegetația erbacee și timp de câțiva ani (zeci, sute, mii) în vegetația lemnoasă. În același timp, diferitele elemente nu sunt reținute de organismele vegetale pentru același timp. În natură, se observă adesea o combinație a grupurilor considerate de plante. Se disting următoarele grupuri:
formațiunile de lichen-mușchi ocupă tundra și mlaștini;
formațiunile arborescente sunt taiga și pădurile cu frunze late, pădurile subtropicale umede și pădurile tropicale (pluviale);
pădurile xerofitice aparțin grupului de formațiuni tranzitorii lemnos-erbacee, acest grup de plante este tipic pentru silvostepă și savană;
grupul de formațiuni erbacee include pajiști uscate și mlăștinoase, prerii, stepe din zona temperată, stepe subtropicale de arbuști;
formațiunea deșertică se împarte pe rând în subboreale, subtropicale, tropicale.
Fiecare formațiune este caracterizată de propria sa compoziție și proprietăți speciale ale materiei organice, procese de descompunere organică. Biomasa fiecărei formațiuni vegetale are, de asemenea, diferențe proprii, care se reflectă în compoziția materiei organice din sol.
Alge distribuite în toate solurile, în stratul lor superficial. Diatomeele, algele albastre-verzi și verzi sunt comune în sol. Numărul lor depinde de umiditatea solului. Toți sunt autotrofi. Sintetizați materia organică prin fotosinteză. Algele, când mor, îmbogățesc solul cu materie organică, care se descompune ușor de microorganisme. Participa la procesele de alterare a rocilor.
Microorganisme participă la transformarea reziduurilor organice, transformându-le fie în humus, fie distrugând materia organică în produse finite, în timp ce compușii organici complecși se descompun în săruri minerale disponibile vegetației . bacterii asimilează azotul atmosferic și îl furnizează plantelor superioare, sintetizează compuși organici complecși, construindu-și corpul din ei. Ei participă la procesele redox din sol, modificând gradul de oxidare a diferiților compuși organici și minerali. Astfel, aproape toate verigile procesului de formare a solului sunt asociate cu activitatea vitală a microorganismelor. Toate aceste procese sunt efectuate de microorganisme cu ajutorul enzimelor.
Ciuperci sunt organisme heterotrofe saprofite. De remarcat rolul mare al ciupercilor, care se dezvoltă mai bine în solurile cu valori scăzute ale pH-ului. Aceste organisme au o gamă largă de enzime hidrolitice, prin care descompun toate tipurile de substanțe organice. Printre altele, descompun compuși rezistenți la hidroliză și oxidare precum lignina, fenolii, chinonele, hidrocarburile aromatice, cerurile.
Rolul viermilor în formarea solului este mare, precum și mamiferele care trăiesc în sol, făcând treceri în sol cu un diametru de câțiva milimetri până la 4 până la 12 cm, amestecând solul la diferite adâncimi, în principal la o adâncime de 1 metru, eliberând enzime, acizi organici, crescând solul biomasa la moarte.
Rolul principal în formarea solului și formarea fertilității solului aparține trei
grupuri de organisme vii - plante terestre, microorganisme și animale din sol. Fiecare dintre aceste grupuri
organismele își îndeplinesc rolul, dar numai prin activitatea lor comună roca care formează solul se transformă în sol. Poziția dominantă în formarea solului aparține plantelor verzi, care extrag elemente de cenușă și azot din rocă, sintetizează materia organică în timpul fotosintezei, care, împreună cu elementele de cenușă, intră în sol prin așternut. Rolul diferitelor tipuri de vegetație diferă semnificativ, iar acesta este principalul motiv pentru diversitatea solurilor din natură. Microorganismele (bacterii, ciuperci, alge și licheni) sunt primele care se așează pe stâncă, participând activ la intemperii biologice ale acesteia. Ele joacă rolul principal în procesele de descompunere a reziduurilor vegetale ale plantelor verzi și mineralizarea acestora la săruri simple disponibile plantelor. Ele participă la procesele de humificare și mineralizare a humusului, la distrugerea și formarea solului mineralelor din sol, afectează compoziția aerului din sol, reglând raportul dintre O 2 și CO 2 din acesta.
Numărul, compoziția speciilor și activitatea microorganismelor depind de fertilitatea solului și de condițiile hidrotermale. Cele mai comune bacterii din sol, al căror număr poate ajunge până la 3 miliarde de bucăți. în 1 g de pământ. La formarea solului participă și animalele din sol, reprezentate de nematode, insecte, râme, furnici, alunițe, rozătoare etc. Toate folosesc reziduuri organice sub formă de hrană, contribuie la descompunerea acestuia, accelerează umidificarea reziduurilor de plante și îmbunătățește proprietățile fizice ale solului. În fauna solului predomină nevertebratele (nematode, insecte, viermi etc.). Un rol deosebit îl au râmele, care trec prin ei înșiși până la 600 de tone de pământ fin pe an. S-a stabilit că multe soluri sunt 50, uneori 89% compuse din agregate dărăpănate create de viermi.
Procesul de formare a solului- procesul de formare a solului, a cărui esență este interacțiunea organismelor și a produselor lor de degradare cu rocile și produsele lor de intemperii.
Astfel, procesul de formare a solului are loc la contactul dintre litosfera și biosfera ca urmare a pătrunderii lor reciproce. Alături de litosferă și biosferă, sursa de substanțe implicate în procesul de formare a solului este atmosfera și hidrosfera. Principala sursă de energie pentru procesul de formare a solului este energia solară, atât directă, cât și condensată în rămășițele organismelor, apa care se scurge prin sol etc. Procesul de formare a solului este foarte complex, include o varietate de aspecte chimice, fizice. şi fenomene biologice care se produc simultan şi în direcţii diferite . Aceste fenomene pot fi grupate în 3 grupe - descompunere, sinteza si miscare. În sol, există o descompunere a organismelor vegetale și animale, diverse minerale și fragmente de roci; sintetizează forme speciale de materie organică (humus) și diverse minerale secundare (în principal minerale argiloase, minerale oxidice și săruri simple); produsele de descompunere și sinteză sub formă de soluții adevărate și coloidale, precum și suspensii, se deplasează în jos în profil, iar în cazul unei apariții apropiate a solului și a apelor subterane, se deplasează în sus cu curenții lor capilari și de film. Aceste grupuri principale de procese, la rândul lor, sunt diverse.
