Роль почвы в круговороте веществ

Почва — не стабильная и не инертная масса. Она представляет собой сложную, постепенно меняющуюся среду, где непрерывно совершаются синтез и разрушение органического вещества, круговорот элементов зольной и азотной пищи. Зольные элементы извлекаются растениями из почвы и входят в состав органического вещества (растений и животных). После отмирания органическое вещество поступает в почву, где под воздействием микроорганизмов подвергается глубокому преобразованию.

При этом значительная часть зольных элементов переходит в формы, доступные для усвоения растениями, и частично вновь входит в состав нарастающего органического вещества, а часть задерживается в почве или удаляется с фильтрующимися и сточными водами. В результате происходит закономерная миграция зольных химических элементов в системе: почва → растения → почва, названная Р. В. Вильямсом биологическим (или малым) круговоротом. Благодаря этому процессу в почве постоянно поддерживается плодородие.

Наряду с биологическим круговоротом веществ между почвой и живыми организмами в природе имеет место и так называемый геологический (или большой) круговорот веществ, с которым связан процесс растворения и выноса питательных элементов из почвы в ручьи, моря и океаны, где они откладываются в виде pазличного рода осадочных пород. Так, в течение тысячелетий на дне океанов образуются мощные пласты осадочных пород. Затем в результате тектонических процессов и морских регрессий эти породы могут выходить на дневную поверхность, подвергаться новому континентальному выветриванию, и питательные элементы снова могут быть использованы растениями. Этот круговорот занимает длительное геологическое время.

Растворение и вынос сточными водами питательных элементов из почвы сопровождаются обеднением и снижением ее плодородия. Поэтому для поддержания почвенного плодородия на высоком уровне необходимо создавать такие условия, при которых процесс потери почвой элементов пищи получал бы наименьшее выражение.

Биологический круговорот зольной и азотной пищи растений лежит в основе сельскохозяйственного производства. При этом чем выше культура земледелия и чем рациональнее используют землю, тем меньше элементов зольной и азотной пищи вырывается из биологического круговорота и вовлекается в геологический круговорот, тем выше будет производительность почв.

При высокой культуре земледелия в биологический круговорот между почвой и возделываемыми растениями можно вовлекать новые питательные вещества. Мощным средством в этом отношении являются органические и минеральные удобрения. При их помощи в биологический круговорот веществ не только вовлекаются новые элементы питания, но и прогрессивно улучшаются физические, химические и биологические свойства почв и создаются реальные возможности для роста урожаев.

Почва постоянно взаимодействует с другими элементами природы и имеет важное значение в общем круговороте веществ.

Прежде всего почвы вместе с организмами (растения, животные, микробы) образуют сложные экологические системы, которые выполняют в биосфере планеты важнейшие функции, обеспечивающие само существование жизни. Эти функции заключаются, во-первыx, в непрерывно текущем процессе биогенного накопления, трансформации и перераспределения энергии, поступающей от Солнца на Землю; во-вторых, в поддержании на Земле общемирового круговорота химических элементов, особенно таких биофилов, как кислород и углерод, водород, азот, фосфор и сера, кальций, медь, цинк, кобальт, йод и др. Отмеченные функции осуществляются системой организм — почва путем создания растительного органического вещества, которое используется многочисленными звеньями
паразитов, хищников, микрофагов, почвенных беспозвоночных и микробов.

Через почву происходит взаимодействие литосферы с атмосферой. Поднятая в атмосферу почвенная пыль способствует, как отмечалось ранее, образованию осадков, уменьшает прозрачность воздуха и снижает количество лучевой энергии, достигающей поверхности Земли. Попадающие из атмосферы в почву химические вещества взаимодействуют с нею и иногда образуют новые соединения с различным действием на почвы, растительные и животные организмы. Перемещаясь под влиянием ветра и воды, почва меняет микрорельеф и засыпает различные впадины.

Покрытая растительностью плодородная почва препятствует размыву и сносу подстилающих пород. В процессе стока из почвы поступает в водоемы масса органических веществ, способствующих развитию водных организмов.

Почва служит средой жизни и субстратом для большого количества видов животных. Благодаря отмеченным взаимосвязям те или иные изменения в почве неизбежно вызывают изменения в других составных частях природы.

Велика роль почвы в жизни человека. Как в далеком прошлом, так и в настоящее время, несмотря на все достижения науки и техники, человек получает из почвы почти все (за исключением ресурсов моря) необходимое для поддержания своего существования. Карл Маркс назвал почву великой лабораторией, арсеналом, доставляющим и средство труда, и предмет труда, и место для поселения. Почва и ее плодородие — важнейший и незаменимый источник пищевых ресурсов для человечества, главное богатство, от которого зависит наша жизнь. Поэтому необходимо всегда заботиться о ней и делать все, чтобы оставить ее улучшенной последующим поколениям. Она является основным средством сельскохозяйственного производства и лесоводства. Помимо того, вместе с материнскими породами почву применяют в различных земляных сооружениях.

Кроме перечисленного, почва имеет важное санитарно-гигиеническое и медицинское значение. Она является средой жизни многочисленных низших животных и микроорганизмов, оказывающих болезнетворное воздействие на человека. Известно, многие инфекционные и паразитарные болезни носят очаговый характер. Эти очаги представляют собой естественную среду, благоприятную для существования возбудителей болезней. Таковой средой часто служит почва. Так, болезнь гистоплазмоз, вызываемая особыми грибками, отмечена в США на территориях, занятых красно-желтыми оподзоленными почвами теплого климата, с осадками 1000—2000 мм в год. Там, где расположены другие почвы, болезнь эта практически отсутствует.

В сельских районах Бенгалии (Индия) наибольшая смертность от холеры отмечена на гидроморфных почвах (аллювиальных, заболоченных, дельтовых), которые, по-видимому, наиболее благоприятны для развития холерного вибриона. Распространение некоторых инфекционных болезней связано с почвами, предпочитаемыми животными, являющимися носителями инфекционных заболеваний.

Почва служит своеобразным инкубатором для многих гельминтов (глистов), дает приют кровососущим насекомым, клещам, грызунам, являющимся переносчиками некоторых болезней. В почве могут находиться возбудители брюшного тифа, туберкулеза, дизентерии, бруцеллеза, сибирской язвы, столбняка и др.

На состояние здоровья человека может оказывать влияние (через растения и животных) химический состав почвы. Недостаток (или избыток) отдельных химических элементов бывает столь велик, что вызывает в организме нарушение обмена веществ и эндемические заболевания населения. Известны многочисленные случаи заболевания от недостатка кальция, железа, йода, а также некоторых химических элементов, входящих в состав витаминов, ферментов, гормонов. В качестве примера можно указать, что одно из таких наиболее широко распространенных заболеваний человека, как эндемический зоб, связано с недостаточным содержанием подвижных форм йода в почвах. В 60-х годах XX в. этим заболеванием было поражено примерно 7% населения Земли.

15. Естественная и ускоренная эрозия почв.

Под эрозией (от лат. erodere - разъедать) почвы понимают многообразные процессы разрушения и выноса почвенного покрова потоками воды и ветра.
Эрозия существует в природе как естественный процесс, который протекает очень медленно, и поэтому разрушение и потери почвы от выдувания и смыва уравновешиваются процессами почвообразования. Естественная, или геологическая, эрозия является частью эволюции Земли. Одновременно с этим нормальным геологическим процессом существует ускоренная, или разрушительная, эрозия,(рис) возникающая под влиянием деятельности людей, процессы разрушения и сноса почвы происходят во много раз быстрее, чем при естественной эрозии. Потери почвы не компенсируются естественными почвообразовательными процессами, и она частично или даже полностью теряет плодородие.
Образование плодородного гумусового горизонта мощностью 20-25 см происходит в течение 2 - 7 тыс. лет. Ускоренная эрозия может разрушить его за 10-30 лет. При катастрофических ураганах, ливнях нарушенные хозяйственной деятельностью почвы могут быть уничтожены в течение нескольких дней или даже часов.