Vihreiden kasvien ja mikro-organismien rooli maaperän muodostumisprosessissa. Maanmuodostusprosessin ydin

Kasvillisuus (ylempi ja alempi) luo tuhka-aineiden biologisen kierron luontoon ja rikastaa maaperää orgaanisilla jäännöksillä. Se on tärkein tekijä maaperän muodostumisessa.

Maanmuodostusprosessin olemus ilmenee luonnossa kasvimuodostelmien kautta. Kasvimuodostelmat ovat korkeampien ja alempien kasvien yhdistelmiä, jotka ovat vuorovaikutuksessa tietyissä ympäristöolosuhteissa.

Venäjän alueella erotetaan seuraavat kasvimuodostelmien ryhmät (N. N. Rozov): 1) puumainen (taiga-metsät, lehtimetsät, kosteiden subtrooppisten metsät); siirtymävaiheen puu- ja ruohometsät (kserofyyttiset metsät); ruohoinen (kuivat ja soiset niityt, lauhkeat arot, subtrooppiset pensasarot); 4) autio; 5) jäkälä-sammale (tundra, kohosota).

Jokaiselle kasvimuodostelmaryhmälle on ominaista omat ominaisuutensa: orgaanisten aineiden koostumus, niiden maaperään pääsyn ja hajoamisen ominaisuudet sekä hajoamistuotteiden vuorovaikutus maaperän mineraaliosan kanssa.

Kasvimuodostelmien erot- tärkein syy maaperän monimuotoisuuteen luonnossa. Samoissa taiga-metsävyöhykkeen olosuhteissa podzolic maaperä kehittyy havumetsien alla ja turvemaa muodostuu niityille.

Luodun biomassan määrän ja laadun biologisista ominaisuuksista sekä maaperän muodostumisprosessiin kohdistuvista vaikutuksista riippuen vihreät kasvit jaetaan puumaisiin ja ruohomaisiin.

Puumaiset kasvit(puut, pensaat, osapensaat) - monivuotinen, elää kymmeniä ja satoja vuosia. Joka vuosi vain osa niiden maamassasta kuolee (neulat, lehdet, oksat, hedelmät), ja se laskeutuu maan pinnalle kuivikkeena tai metsäpeikkeenä. Puumaisille kasveille on ominaista valtavan biomassan muodostuminen, pääosin maanpinnan yläpuolella, mutta niiden vuotuinen kuivike on pienempi kuin niiden kasvu, ja siksi suhteellisen pieni määrä tuhkaelementtejä ja typpeä palautetaan kuivikkeen mukana maaperään. Puiden, erityisesti havupuiden, kuivikkeet sisältävät paljon kuitua, ligniiniä, tanniineja ja hartseja. Metsän kuivikkeen hajoamistuotteet ovat vuorovaikutuksessa liuoksessa olevan maaperän kanssa, kun maakerros huuhdellaan sedimentillä.

Ruohokasvien elinikä vaihtelee muutamasta viikosta (ephemera) 1-2 vuoteen (viljat) ja 3-5 vuoteen (palkokasvit). Juuret ja juurakot elävät kuitenkin 7-15 vuotta tai enemmän.

Maanmuodostusprosesseissa ruohokasvien vaikutus on suurempi kuin puukasvien, vaikka ruohoyhdistysten tuottaman biomassan määrä on pienempi. Tämä selittyy ruohokasvien lyhyellä elinkaarella ja kaikkien niiden biologiseen kiertokulkuun osallistuvien komponenttien nopealla vaihtumisella kasvi-maaperässä. Maaperää rikastetaan vuosittain orgaanisilla yrttien jäännöksillä jauhetun massan (edellyttäen, että se ei ole vieraantunut) ja juurien muodossa. Juurijäännökset, toisin kuin jauhettu massa, hajoavat suoraan paikan päällä, maaperässä, ja niiden hajoamistuotteet ovat vuorovaikutuksessa sen mineraaliosan kanssa.

Ruohokasvien jäänteet Metsäkuituihin verrattuna ne sisältävät vähemmän kuitua, enemmän proteiineja, tuhkaelementtejä ja typpeä. Ruohomaisille jäännöksille on ominaista neutraali tai lievästi emäksinen reaktio.

Sammaleet- kasviorganismeja, joilla ei ole juurijärjestelmää ja jotka imevät ravinteita elinten koko pinnalta. Niitä esiintyy laajalti metsän latvojen alla ja soissa. Sammaleet kiinnittyvät mihin tahansa substraattiin risoideilla. Ne voivat imeä ja säilyttää suuria määriä kosteutta, joten kasvitähteiden hajoamisprosessi etenee hitaasti, turpeen vähitellen kerääntyessä ja kastuessa. Suiden muodostumisessa tulee erityisesti huomioida sfagnum (valkoisten) sammaleiden rooli.

Mikro-organismit. Maaperän mikro-organismeista bakteerit, sienet, aktinomykeetit, levät ja alkueläimet ovat laajalti edustettuina. Suurin määrä mikro-organismeja löytyy sen ylemmistä kerroksista, joihin on keskittynyt suurin osa elävien kasvien orgaanisesta aineesta ja juurista.

Mikro-organismit myötävaikuttavat orgaanisten jäämien hajoamiseen maaperässä.

Ilman suhteen mikro-organismit jaetaan aerobisiin ja anaerobisiin. Aerobiset ovat organismeja, jotka kuluttavat happea elämänsä aikana; anaerobit - elävät ja kehittyvät hapettomassa ympäristössä. Ne saavat elämälle tarvittavan energian kytkeytyneiden redox-reaktioiden seurauksena. Maaperässä tapahtuviin hajoamis- ja synteesireaktioihin vaikuttavat erilaiset mikro-organismien tuottamat entsyymit. Riippuen maaperän tyypistä ja niiden viljelyasteesta, mikro-organismien kokonaismäärä 1 g:ssa soddy-podzolic maaperää voi nousta 0,6-2,0 miljardiin, tšernotsemeihin - 2-3 miljardiin.

Bakteerit- yleisin maaperän mikro-organismityyppi. Ravitsemusmenetelmän mukaan ne jaetaan autotrofisiin, jotka imevät hiiltä hiilidioksidista, ja heterotrofisiin, jotka käyttävät hiiltä orgaanisista yhdisteistä.

Aerobiset bakteerit hapettavat erilaisia ​​​​orgaanisia aineita maaperässä, mukaan lukien ammonifikaatioprosessi - typpipitoisten orgaanisten aineiden hajoaminen ammoniakiksi, kuidun, ligniinin hapettuminen jne.

Orgaanisten jäämien hajoaminen heterotrofisia anaerobisia bakteereja kutsutaan käymisprosessiksi (hiilihydraattien, pektiiniaineiden jne. käyminen). Anaerobisissa olosuhteissa tapahtuvan käymisen ohella tapahtuu denitrifikaatiota - nitraattien pelkistymistä molekyylitypeksi, mikä voi johtaa merkittäviin typen menetyksiin maaperässä, jossa on huono ilmastus.

V.V. Dokuchaev loi pohjan maaperän muodostustekijöiden tutkimukselle. Hän totesi ensimmäisenä, että maaperän muodostuminen liittyy läheisesti fyysiseen ja maantieteelliseen ympäristöön.

V.V. Dokuchaev tunnisti viisi maaperän muodostumiseen vaikuttavaa tekijää: ilmasto, maaperää muodostavat kivet, elävät ja kuolleet organismit, ikä ja maasto. Nykyaikaisessa maaperätieteessä ihmisen taloudellinen toiminta ja pohjavesi lisätään lueteltuihin tekijöihin. Maaperää tutkittaessa on tärkeää ottaa huomioon kaikkien maanmuodostustekijöiden keskinäiset suhteet ja vaikutus.

Maaperän toiminnallinen riippuvuus maanmuodostustekijöistä voidaan osoittaa kaavamaisella kaavalla:

Maaperä = f (К+П+О+Р+ХД+ГВ) t,

jossa f on funktio; K – ilmasto; P – rotu; O – organismit; R – helpotus;
HD – taloudellinen toiminta; GW – pohjavesi; t – aika.

Maaperän ja maaperän muodostavien tekijöiden välinen toiminnallinen suhde on niin monimutkainen, että yllä olevan kaavan ratkaiseminen ei ole vielä mahdollista. Kuitenkin V.V. Dokuchaev huomautti, että nämä vaikeudet ovat väliaikaisia ​​ja on täysi syy odottaa, että monimutkaisia ​​suhteita maaperän ja sen muodostavien tekijöiden välillä löydetään. Tällä hetkellä tällaisen johtopäätöksen perustana on ensinnäkin kvantitatiivisen (digitaalisen) tiedon saannin lisääntyminen eri olosuhteissa ja toiseksi laajalle levinnyt tietokoneistaminen ja matemaattisten menetelmien käyttö digitaalisen massadatan tutkimiseen.

Maaperää muodostavat kivet

Maaperää muodostavat kivet. Kiviä, joille ne muodostuvat, kutsutaan maaperän muodostaviksi eli kantakiviksi. Yleisimmät ovat löysät sedimenttikivet. Ne ovat iältään pleistoseenia (kvaternaarista). Peittää 90% pohjoisen pallonpuoliskon ekstratrooppisen osan alueesta. Sedimenttikivet erottuvat löysästä koostumuksestaan, huokoisuudestaan, vedenläpäisevyydestään ja muista maanmuodostusta suotuisista ominaisuuksistaan. Niiden paksuus voi olla yli sata metriä.

Seuraavat löytyvät geneettisiä tyyppejä sedimenttikivet: eluviaali-, deluviaali-, tulva-, moreeni-, fluvio-jäätikkö-, glaciolacustrine-, eolian- jne.

Alkukivi on aineellinen perusta, alusta, jolle maaperä muodostuu. Maaperä perii suurelta osin granulometrisen, mineralogisen, kemiallisen koostumuksensa ja ominaisuudet lähtökivestä. Maaperää muodostava kivi ei kuitenkaan ole maaperän luuranko, inertti siinä kehittyville prosesseille. Se koostuu erilaisista mineraalikomponenteista, jotka osallistuvat maaperän muodostumisprosessiin eri tavoin. Niiden joukossa on hiukkasia, jotka ovat käytännössä inerttejä kemiallisille prosesseille, mutta joilla on tärkeä rooli maaperän fysikaalisten ominaisuuksien muodostumisessa. Muut maaperän muodostavien kivien komponentit tuhoutuvat helposti ja rikastavat maaperää tietyillä kemiallisilla alkuaineilla, joten maaperän muodostavien kivien koostumuksella ja rakenteella on erittäin vahva vaikutus maanmuodostusprosessiin.

Joten esimerkiksi maaperää muodostuu yleensä havu-lehtipuu (sekametsissä). Kuitenkin, kun metsävyöhykkeellä maaperän muodostavat kivet sisältävät lisääntyneen määrän kalsiumkarbonaatteja, muodostuu maaperää, joka eroaa jyrkästi pala-podzoli-maista. Mutta maisemissa, joissa on lössimäisiä kerrostumia, jotka sisältävät lisääntyneen määrän kalsiumkarbonaatteja, muodostuu omituisia karbonaattimaisia ​​​​maita, jotka eroavat jyrkästi ulkonäöltään ja ominaisuuksiltaan. Näin ollen kivien karbonaattipitoisuudella on suuri merkitys, jolle voidaan muodostaa hyvien fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksien omaavia maaperää. Parhaita maaperää muodostavia kiviä ovat lössi ja lössimäiset savikivet sekä karbonaattikivet - ne muodostavat suhteellisen hedelmällistä maaperää.

Helpotus on yksi tärkeimmistä maanmuodostustekijöistä. Se vaikuttaa maaperän muodostumiseen pääasiassa epäsuorasti jakamalla uudelleen vettä, lämpöä ja kiinteitä maapartikkeleita. Relievetyksen vaikutus vaikuttaa pääasiassa maan pinnalle virtaavan lämmön ja veden uudelleenjakaumaan. Merkittävä muutos alueen korkeudessa aiheuttaa merkittävän muutoksen lämpötilaolosuhteissa, suhteellisen vähäinen korkeusmuutos vaikuttaa sateen uudelleenjakautumiseen, rinteen altistuminen on erittäin tärkeä aurinkoenergian uudelleenjakautumisen kannalta ja määrää sateen asteen. pohjaveden vaikutus maaperään.

Makro-, meso- ja mikroreljeefin rooli ja merkitys eroaa huomattavasti. Makroreljeefin muodot (tasangot, vuoret, alangot) voivat liittyä sademäärän muutoksiin niitä kuljettavien ilmamassojen leviämisen myötä. Tämä luo edellytykset kasvillisuustyyppien ja siten maaperän asteittaiselle muutokselle. Vuoristossa alueen korkeuden muuttuessa ilman lämpötila ja kosteuden luonne muuttuvat, mikä määrää ilmaston, kasvillisuuden ja maaperän pystysuuntaisen vyöhykkeen.

Mesoreljeefin elementit (kukkulat, harjut, vesistöalueet, rotkot) jakavat aurinkoenergiaa ja sademäärää uudelleen rajoitetulle alueelle. Tasaisessa maastossa maaperään imeytyy lähes kaikki sademäärä; rinteet menettävät vettä valumien seurauksena ja syvennyksissä se voi kerääntyä tarpeettomasti aiheuttaen kastumista.

Eteläisen ja pohjoisen rinteen välillä on merkittävä ero insolaatiossa - jopa 10 °C, mikä vaikuttaa vesistöihin ja kasvillisuuden luonteeseen.

Lähistöllä sijaitsevilla negatiivisilla ja positiivisilla helpotuselementeillä on yleensä erilaiset vesi-ilma- ja ravitsemusohjelmat sekä erilaiset reaktiot (pH).

Pinta- ja sisäinen valuma aiheuttaa kiinteiden hiukkasten (liuenneiden aineiden) suunnattua kulkeutumista - meso- ja mikroreljeefmuotojen välillä syntyy aineiden vaihtoa. Tämän seurauksena humushorisontin paksuus rinteessä voi olla 2–3 kertaa pienempi kuin syvennyksessä. Voimakas veden valuminen jyrkiltä rinteiltä vaikeuttaa kasvien kasvua.

Mikroreljeefmuodot (pienet syvennykset, hummocks, kukkulat) edistävät erojen syntymistä kasvien elinympäristössä, kasvipeitteen mikrorakenteen muodostumista ja monenlaisia ​​maaperäyhdistelmiä ja komplekseja.

Riippuen sijainnista kohokuviossa ja kosteusasteesta erotetaan automorfinen (vesistöjen, rinteiden maaperä), puolihydromorfinen (soinen) ja hydromorfinen maaperä. Kaksi viimeistä maa-aineryhmää (riviä) ovat konjugaattiriippuvaisia ​​automorfisista maaperistä, eli painumien maaperään vaikuttavat pinta- ja pohjavedet, jotka on rikastettu kemiallisilla alkuaineilla ja yhdisteillä, jotka on otettu korkeammalla sijaitsevien alueiden maaperästä. Puoli- ja hydromorfisten maaperän geokemiallista riippuvuutta automorfisista maaperästä kutsutaan geokemiallinen kytkentä.

Geokemiallisella viestinnällä mesoreljeefolosuhteissa on yksisuuntainen suunta.

Mikroreljeefolosuhteissa tällä yhteydellä on kaksisuuntainen suunta - pintavuodon mukana mikrodepressioihin siirtyvät kemialliset alkuaineet rikastavat niitä. Mutta mikrokorkeuksien kuivuminen aiheuttaa maaperän veden kapillaarista vetäytymistä syvennyksistä - myös osa alkuaineista vedetään ylös.

Ilmasto. Ilmasto vaikuttaa suuresti maaperän muodostusprosessien kehittymiseen. Se liittyy maaperän energian (lämmön) ja veden tarjoamiseen. Ne määrittävät maaperän hydrotermisen järjestelmän.

Maanmuodostusprosessin kehittyminen riippuu vuotuisesta saapuvan lämmön ja kosteuden määrästä, niiden päivittäisen ja kausittaisen jakautumisen ominaisuuksista. Maaperän vesi- ja lämpötilat vaikuttavat suoraan eliöiden kehitykseen ja monimuotoisuuteen, niiden biomassan määrään, orgaanisen aineksen hajoamisen nopeuteen ja luonteeseen, humuksen muodostumiseen sekä maaperän mineraaliosan tuhoutumiseen. Siten kuivassa, kuumassa ilmastossa suuri määrä humusta ei kerry maaperään - muodostuu pieni määrä kuivikkeita, sen orgaaninen aines mineralisoituu nopeasti. Kuivilla alueilla sadepuutteen aikoina havaitaan biologisten ja fysikaalis-kemiallisten prosessien hidastuminen. Kylmässä, boreaalisessa ilmastossa havaitaan erilainen kuva - täällä tapahtuu hidasta kuivikkeiden hajoamista ja jopa turvetta voi muodostua. Pakkasjakso aiheuttaa maaperän jäätymistä, biologisten prosessien pysähtymistä ja fysikaalisten ja kemiallisten prosessien jyrkkää tukahduttamista.

Hydroterminen järjestelmä määrittää myös vesiliukoisten suolojen liikkumisprosessien nopeuden ja suunnan profiilia pitkin. Näin ollen kohtalaisen kylmän, kostean ilmaston olosuhteissa tapahtuu merkittävää orgaanisten ja mineraaliyhdisteiden poistumista maaprofiilin alaosaan tai pohjaveteen. Suolan liikkumisprosessit tapahtuvat eri tavalla kuumassa, kuivassa ilmastossa - vesi nousee kapillaarien kautta alemmista kerroksista, mikä voi aiheuttaa maaperän suolaantumista.

Ilmamassojen liike (tuuli) vaikuttaa kaasunvaihtoon maaperässä ja kerää pieniä maapartikkeleita pölyn muodossa. Tuuli aiheuttaa kivien fyysisen rapautumisprosessin. Se puhaltaa savea ja pölyhiukkasia maan pinnalta, mikä tekee siitä hiekkaista ja aiheuttaa eroosiota. Tuuli voi myös myötävaikuttaa maaperän suolaantumiseen kuljettamalla suoloja suolaisen veden altaiden pinnalta.
Ilmasto ei vaikuta maaperään vain suoraan, vaan myös epäsuorasti vaikuttaen biologisiin prosesseihin (korkeampien kasvien levinneisyys, mikrobiologisen toiminnan voimakkuus).

Maapallon ilmasto-olosuhteet vaihtelevat luonnollisesti päiväntasaajalta navoille ja vuoristoisissa maissa - jalusta huipulle. Samaan suuntaan kasvillisuuden ja eläinten koostumus muuttuu luonnollisesti. Tällaisten tärkeiden maanmuodostustekijöiden toisiinsa liittyvät muutokset vaikuttavat tärkeimpien maaperätyyppien jakautumiseen. On syytä korostaa, että ilmastoelementtien, kuten kaikkien muidenkin maaperän muodostustekijöiden, vaikutus ilmenee vain vuorovaikutuksessa muiden tekijöiden kanssa. Joten esimerkiksi korkean vuoriston alppivyöhykkeen olosuhteissa sademäärä on suunnilleen sama kuin taigan vyöhykkeen olosuhteissa, mutta sama sademäärä ensimmäisessä ja toisessa tapauksessa ei määritä samantyyppinen maaperä: alppivyöhykkeellä kehittyy vuoristo-niittymaita ja taigavyöhykkeellä podzolic maaperä on kehittynyt maaperä, johtuen monien maanmuodostustekijöiden merkittävästä erosta.

Vesi. Maaperän muodostuminen tapahtuu pinta- ja pohjaveden vaikutuksesta. Niiden rooli rajoittuu pääasiassa kiihtyneiden aineiden liikkumiseen, liuenneisiin yhdisteisiin painovoiman ja kapillaarivoimien vaikutuksen alaisena sekä maaperän mineraalien hydrolyysiin; Kun vesi pysähtyy, kehittyvät gley-prosessit.

Niillä on tietty vaikutus maaperän muodostumiseen maaperä ja pohjavesi. Vesi on väliaine, jossa maaperässä tapahtuu lukuisia kemiallisia ja biologisia prosesseja. Useimmissa välitilojen maaperässä pääasiallinen veden lähde on sade. Jos pohjavesi on matalaa, sillä on kuitenkin voimakas vaikutus maaperän muodostumiseen. Niiden vaikutuksesta maaperän vesi- ja ilmatilat muuttuvat. Pohjavesi rikastaa maaperää sen sisältämillä kemiallisilla yhdisteillä ja aiheuttaa joissakin tapauksissa suolaantumista. Vettynyt maaperä sisältää riittämättömästi happea, mikä estää tiettyjen mikro-organismiryhmien toimintaa. Pohjaveden vaikutuksen seurauksena muodostuu erityisiä maaperää.

Biologinen tekijä. Se on johtava maaperän muodostumisprosessissa. Sen kehitys tuli mahdolliseksi vasta elämän syntymisen jälkeen. Ilman elämää ei olisi maaperää. Maaperän muodostuminen maapallolla alkoi vasta elämän ilmestymisen jälkeen. Mikään kivi, olipa se kuinka syvälle hajonnut ja rapautunut, ei vielä ole maaperää. Ainoastaan ​​kantakivien pitkäaikainen vuorovaikutus kasvi- ja eläinorganismien kanssa tietyissä ilmasto-olosuhteissa luo erityisiä ominaisuuksia, jotka erottavat maaperän kivistä.

Seuraavat organismiryhmät osallistuvat maaperän muodostukseen: mikro-organismeja, vihreitä kasveja ja eläimiä. Yhdessä toimiessaan ne muodostavat monimutkaisia ​​biokenoosia. Samaan aikaan jokainen näistä ryhmistä suorittaa tiettyjä tehtäviä.

Kiitos aktiivisuudesta mikro-organismeja orgaaniset jäämät hajoavat ja niiden sisältämät alkuaineet syntetisoituvat kasvien imemiksi yhdisteiksi. Mikro-organismeja ovat bakteerit, aktinomykeetit, sienet, levät ja alkueläimet. Niiden määrä 1 grammassa maaperää vaihtelee miljoonista miljardeihin yksilöihin. Mikro-organismien massa vaihtelee välillä 3-8 t/ha eli noin 1-2 t/ha kuiva-ainetta. Erityisen paljon mikro-organismeja on maaperän ylähorisontissa, juurivyöhykkeellä. Mikro-organismit ovat maaperän muodostumisen edelläkävijöitä.

Bakteerit- yleisin maaperän mikro-organismien ryhmä. Suorita erilaisia ​​orgaanisten ja mineraaliyhdisteiden muunnosprosesseja. Heidän toiminnansä ansiosta toteutetaan suurenmoinen prosessi, jossa käsitellään valtava määrä kuollutta orgaanista ainetta joka vuosi maaperään. Tämä vapauttaa kemiallisia alkuaineita, jotka olivat tiukasti sitoutuneita orgaaniseen aineeseen.

Erittäin tärkeä on heterotrofien aktiivisuus, jotka määräävät ammonifikaatioprosessin - orgaanisen aineen hajoamisen typen ammoniummuotojen muodostuessa. Nitrifikaatio on myös hyödyllistä - autotrofisten aerobisten bakteerien aktiivisuus, jotka hapettavat ammoniumtypen ensin typpihapoksi ja sitten typpihapoksi. Tämän seurauksena kasvit saavat välttämättömiä ravintoaineita, kuten typpeä. Nitrifioivien bakteerien toimintavuoden aikana voi muodostua jopa 300 kg typpihapposuoloja 1 hehtaaria kohden.

Samaan aikaan maaperässä, jossa on hapenpuutetta, voi tapahtua denitrifikaatiota - maaperän nitraattien pelkistymistä molekyylitypeksi, mikä johtaa sen häviämiseen maaperässä.

Tietyt bakteeriryhmät pystyvät absorboimaan molekyylin typpeä ilmasta ja muuttamaan sen proteiinimuotoon. Tämän kyvyn omaavat vapaasti elävät maaperä- ja kyhmybakteerit, jotka elävät symbioosissa palkokasvien kanssa. Typpeä sitovien bakteerien kuoleman jälkeen maaperä rikastuu biologisella typellä - jopa 200 kg/ha.

Bakteerien avulla suoritetaan eri aineiden hapetusprosesseja. Siten rikkibakteerit hapettavat rikkivetyä rikkihapoksi - tämän seurauksena maaperään kertyy jopa 200 kg/ha sulfaatteja vuodessa.

Suuri joukko rautabakteereja käyttää rautametallin hapettumisen energiaa hiilen imemiseen.

Actinomycetes, eli säteilevät sienet, hajottavat kuitua, ligniiniä, humusaineita maaperässä ja osallistuvat humuksen muodostumiseen.

Sienet. Niiden pitoisuutta mitataan kymmeninä tuhansina kopioina yhdessä grammassa maaperää. Yleisimmät ovat homesienet ja metsämaassa - limasieni. Sienet hajottavat ligniiniä, kuitua, proteiineja ja tanniineja. Tämä tuottaa orgaanisia happoja, jotka voivat muuttaa maaperän mineraaleja. Usein sienet symbioosissa vihreiden kasvien kanssa muodostavat mykoritsaa juuriin, mikä parantaa kasvien typpiravintoa.

Merilevä kehittyä maan pinnalle. Niiden enimmäismäärä havaitaan kosteana aikana. Metsämaata hallitsevat piilevät ja sinilevät. Ne rikastavat maaperää orgaanisella aineella ja osallistuvat aktiivisesti kivien säähän.

Jäkälät- sienen ja levien monimutkainen symbioottinen muodostuminen. Niitä löytyy kaikkialta - maaperästä, puista, paljaista kivistä. Ne tuhoavat kiviä vaikuttamalla niihin mekaanisesti ja kemiallisesti. Jäkäläjen orgaaniset jäännökset ja kiven kiven jyvät ovat pohjimmiltaan primitiivistä maaperää korkeampien organismien asettumiseen.

Korkeammat kasvit. Vihreillä kasveilla on tärkeä rooli maaperän muodostumisessa. Maalla tuotetaan vuosittain 15 1010 tonnia biomassaa, jonka vihreät kasvit syntetisoivat fotosynteesin avulla.

Biomassa on elävän orgaanisen aineksen kokonaismäärä kasviyhteisössä. Metsäyhteisöjen suurin biomassa on 1–4 tuhatta c/ha. Ruohoyhteisöt muodostavat vähemmän biomassaa. Niittyarot – 250 c/ha, kuivat arot – 100 c/ha, aavikot – 43 c/ha. Osa biomassasta juurijäännösten ja kuivikkeen muodossa palautetaan maaperään. Vuosittain sitä pääsee maaperään (pehku, juuret): taigametsä - 4-6 t/ha, niitty-arot - noin 14 t/ha, agrofytokenoosi - 3-8 t/ha. Kasvit syntetisoivat elämänsä aikana orgaanista ainetta ja levittävät sitä tietyllä tavalla maaperään juurimassan muodossa ja maanpäällisen osan kuoltua kasvin kuivikkeena. Mineralisoitumisen jälkeen kuivikkeen komponentit pääsevät maaperään, mikä edistää humuksen kertymistä ja maaperän ylähorisontin tyypillisen tumman värin saamista. Lisäksi kasvit keräävät yksittäisiä kemiallisia alkuaineita, joita on pieniä määriä maaperää muodostavissa kivissä, mutta jotka ovat välttämättömiä kasvien normaalille toiminnalle. Kun kasvit kuolevat ja niiden jäänteet hajoavat, nämä kemialliset alkuaineet jäävät maaperään rikastaen sitä vähitellen.

Vihreiden kasvien toinen tärkeä tehtävä on tuhkaelementtien ja typen pitoisuus. Jopa 95 % kasvien kuiva-ainemassasta koostuu hiilestä, hapesta, vedystä ja typestä. Lisäksi ns. tuhkaelementtejä (noin 5 %) - kalsiumia, magnesiumia, kaliumia, natriumia, rikkiä, klooria jne. - kerääntyy kasveihin noin 70 kemiallista alkuainetta. Monet kemialliset alkuaineet kerääntyvät maaperään (osana orgaanista ainetta) biogeenisen kertymisen vuoksi. On todettu, että palkokasvit keräävät koostumukseensa enemmän kalsiumia, magnesiumia ja typpeä; viljat – fosfori, piidioksidi, ts. Kemiallisten alkuaineiden absorptiossa on selektiivisyyttä.

Havumetsän kuivikkeet muodostavat hajoaessaan paljon fulvohappoja, mikä edistää podzolic-maanmuodostusprosessin kehittymistä. Niityn nurmikasvillisuuden alla kehittyy maanmuodostusprosessi. Sammaleilla on korkea kosteuskapasiteetti ja ne edistävät siksi maaperän kastumista.

Korkeammat kasvit ja mikro-organismit muodostavat tiettyjä komplekseja, joiden vaikutuksesta muodostuu erilaisia ​​maaperäjä. Jokainen kasvimuodostelma vastaa tiettyä maaperätyyppiä. Esimerkiksi havumetsien kasvimuodostelman alla ei koskaan muodostu niitty-aro-ruohomuodostelman vaikutuksesta muodostuvaa metsämuodostelmaa.

Eläinorganismit Maaperässä elävät (hyönteiset, lierot, pienet selkärankaiset jne.) osallistuvat myös maanmuodostukseen. Niitä on maaperässä valtava määrä. Niiden päätehtävä on maaperän orgaanisen aineen muuntaminen. Myös maaperäeläinten kaivutoiminta on tärkeää.

Maapallon zoomassa on pienempi kuin kasvimassa ja se on useita miljardeja tonneja. Leveälehtisten metsien eläinmassa on suurin – 600–2000 kg/ha, tundralla – 90 kg/ha.

Kastemadot ovat yleisin maaperäeläinryhmä – niitä on tuhansia tai miljoonia yhdellä hehtaarilla. Ne muodostavat 90 % taigan ja lehtimetsien zoomassoista. Maata käsitellään 50–380 tonnia hehtaarilta vuodessa. Samalla sen huokoisuus ja fysikaaliset ominaisuudet paranevat. C. Darwin havaitsi, että Englannissa madot kuljettavat jokaisella hehtaarilla vuosittain 20–26 tonnia maaperää kehonsa läpi. Charles Darwin uskoi, että maaperä on seurausta eläinten toiminnasta, ja jopa suositteli kutsumaan sitä eläin kerros.

Maaperän hyönteiset irrottavat maaperää, käsittelevät kasvijäämiä ja rikastavat maaperää kasviaineilla ja mineraaliravintoaineilla.

Kaivurit (myyrät, myyrät, hiiret jne.) kaivaa maata, luovat maaperään reikiä, sekoittavat maaperää, mikä edistää parempaa ilmastusta ja maanmuodostusprosessin nopeinta kehitystä sekä rikastuttaa maaperän orgaanista massaa elintärkeän toimintansa tuotteiden kanssa muuttaen sen koostumusta.

Hyvin erityinen maanmuodostustekijä - aika. Kaikki maaperässä tapahtuvat prosessit tapahtuvat ajan myötä. Jotta ulkoisten olosuhteiden vaikutus tulisi voimaan, jotta maaperä muodostuisi maanmuodostustekijöiden mukaisesti, tarvitaan tietty aika. Koska maantieteelliset olosuhteet eivät pysy vakiona, vaan muuttuvat, maaperä kehittyy ajan myötä. Maaperän ikä on maaperän olemassaolon kesto ajan kuluessa. Maaperän muodostusprosessi, kuten kaikki muutkin, tapahtuu ajan myötä. Jokainen uusi maaperän muodostumissykli (kausiluonteinen, vuotuinen, pitkäaikainen) tuo tiettyjä muutoksia maaperän mineraali- ja orgaanisten aineiden muuttumiseen. Aineiden maaperään kerääntymisen tai huuhtoutumisen aste voidaan määrittää näiden prosessien keston perusteella. Siksi aikatekijällä ("maan ikä" V. V. Dokuchaevin mukaan) on tietty merkitys maaperän muodostumisessa ja kehityksessä. maaperät.

Tutkimukset ovat osoittaneet yksittäisten maanmuodostusprosessien keston. Siten tietty humuksen kertymistaso maaperään muodostuu 100–600 vuoden kuluessa. Nuorille vuoristomoreeneille ja ojitettujen järvien sedimenteille muodostuu riittävästi muodostunutta maaperää 100–300 vuodessa.

On olemassa ero absoluuttinen ja suhteellinen ikä maaperää Absoluuttinen ikä- tämä on aika, joka on kulunut maaperän muodostumisen alusta sen nykyiseen kehitysvaiheeseen. Se voi vaihdella useista tuhansista miljooniin vuosiin.

Maanmuodostus alkoi aikaisemmin niillä alueilla, jotka vapautuivat vedestä ja jääpeitteestä nopeammin. Siten Valko-Venäjän alueella sen pohjoisosan maaperät ovat nuoria (viimeisen Valdai (Poozersk) -jäätikön rajoissa) - niiden ikä on noin 10–12 tuhatta vuotta; Tasavallan eteläisten alueiden maaperä on kypsempi. Samanaikaisesti saman alueen, saman absoluuttisen iän rajoissa maanmuodostusprosessi voi edetä eri nopeuksilla. Tämä johtuu maaperän muodostavan kiven alueellisesta heterogeenisyydestä, topografiasta jne. Tämän seurauksena muodostuu maaperää, jonka maaprofiilin kehitysaste on erilainen - niiden suhteellinen ikä ei ole sama.
Maaperän ja orgaanisen aineen absoluuttisen iän määrittämiseen käytetään radioaktiivista isotooppia 14C ja sen suhdetta 12C:een. 14C:n puoliintumisaika on 5600 vuotta. Isotooppi 12C on stabiili. Kun tiedetään humuksen radiohiiliaktiivisuus, on mahdollista määrittää sen ikä välillä 40–50 tuhatta vuotta.

Ihmisen taloudellinen toiminta on voimakas maaperään vaikuttava tekijä erityisesti maatalouden lisääntyvän tehostuvan olosuhteissa. Se eroaa jyrkästi kaikista muista tekijöistä sen vaikutuksesta maaperään. Jos luonnontekijöiden vaikutus maaperään ilmenee spontaanisti, niin ihminen taloudellisen toimintansa aikana vaikuttaa maaperään suunnatulla tavalla muuttamalla sitä tarpeidensa mukaan. Tieteen ja tekniikan kehittyessä, yhteiskunnallisten suhteiden kehittyessä, maaperän käyttö ja sen muutos lisääntyvät.

Ihminen ja hänen laitteet, joilla on voimakkaat keinot vaikuttaa ympäristöön, mukaan lukien maaperä (lannoitteet, koneet, salaojitus, kastelu, kemiallinen käsittely jne.), muuttavat merkittävästi luonnollisia ekologisia järjestelmiä.

Maanparannus, metsien kaataminen tai istuttaminen, keinotekoisten säiliöiden luominen - kaikella tällä on vastaava vaikutus alueen vesijärjestelmään ja siten maaperään.

Mineraali- ja orgaanisten lannoitteiden levitys, happamien maiden kalkitus, hiekkamaan turvettaminen ja savimaan hiekoitus muuttavat maaperän kemiallista koostumusta ja ominaisuuksia. Mekaaninen maanmuokkaus muuttaa maaperän fysikaalisia, kemiallisia ja biologisia ominaisuuksia.

Maaperää parantavien toimenpiteiden systemaattinen soveltaminen johtaa niiden viljelyyn.

Tiettyjen toimenpiteiden virheellinen toteuttaminen ja maaperän järjetön käyttö voivat kuitenkin aiheuttaa maaperän merkittävää huononemista - johtaa vesistöihin, eroosioon, maaperän saastumiseen sekä kemiallisten ja fysikaalisten ominaisuuksien jyrkäseen heikkenemiseen. Siksi ihmisen vaikutus maaperään on perusteltava tieteellisesti. tavoitteena on lisätä sen hedelmällisyyttä ja muodostaa kestäviä, erittäin tuottavia agroekosysteemejä.

Viime vuosikymmeninä on todettu, että maaperää muodostavien tekijöiden vuorovaikutus saa liikkeelle valtavia ainemassoja. Kivien ja elävien organismien vuorovaikutuksen seurauksena tapahtuu kemiallisten alkuaineiden luonnollinen uudelleenjakautuminen ja eräänlainen aineenvaihdunta. Sama tapahtuu elävien organismien järjestelmissä - ilmakehässä, kivissä - pudonneessa ilmakehän vedessä jne. Maaperässä nämä muuttoprosessit ovat erityisen voimakkaita, koska kaikki maaperää muodostavat tekijät osallistuvat niihin samanaikaisesti. Aluksi uskottiin, että kemiallisten alkuaineiden liike tapahtuu enemmän tai vähemmän suljetuissa piireissä. Myöhemmin kävi ilmi, että aineen liikkuminen maaperässä on monimuotoista, mutta avoimet muuttosyklit ovat ensisijaisen tärkeitä. Maanmuodostuksen aikana tapahtuvat muuttoprosessit puolestaan ​​ovat osa planeettojen kiertokulkua, joka kattaa koko biosfäärin.

Siksi voimme päätellä, että maaperä on Kyseessä on erityinen luonnonmuodostelma, jossa kemiallisten alkuaineiden syklinen kulkeutuminen maan pinnalla ja maisemakomponenttien välinen aineenvaihdunta saavuttavat suurimman jännityksensä. Samanaikaisesti maaperän aineen energeettisen uudelleenjakautumisen kanssa aurinkoenergia muuttuu ja kerääntyy aktiivisesti.

Maaperän muodostumisprosessi ja mikro-organismien toiminta

Kaikki maapallon maaperät muodostuivat hyvin erilaisista pinnalle paljastuneista kivistä, joita kutsutaan yleensä kantakiviksi. Pääosin irtonaiset sedimenttikivet toimivat maaperää muodostavina kivinä, koska vulkaanisia ja metallimorfisia kiviä ilmaantuu pinnalle suhteellisen harvoin.

Tieteellisen maaperätieteen perustaja V. V. Dokuchaev piti maaperää erityisenä luonnonkappaleena, yhtä alkuperäisenä kuin kasvi, eläin tai mineraali. Hän huomautti, että erilaiset olosuhteet tuottavat erilaisia ​​maaperää ja että ne muuttuvat ajan myötä. V. V. Dokuchaevin määritelmän mukaan maaperää tulisi kutsua "päiväaikaiseksi" tai kivien pintahorisonteiksi, jotka ovat luonnollisesti muuttuneet useiden tekijöiden vaikutuksesta. Maaperän tyyppi riippuu:

a) emon rotu,

b) ilmasto,

c) kasvillisuus,

d) maan topografia

e) maanmuodostusprosessin ikä.

Maaperätieteen tieteellisiä perusteita kehittäessään V. V. Dokuchaev totesi elävien organismien ja erityisesti mikro-organismien valtavan roolin maaperän muodostumisessa.

V. V. Dokuchaevin luovuuden aika osui yhteen L. Pasteurin suurten löytöjen kanssa, jotka osoittivat mikro-organismien valtavan merkityksen erilaisten aineiden muuntamisessa ja tartuntaprosessissa. Viime vuosisadan lopulla ja kuluvan vuosisadan alussa tehtiin useita tärkeitä löytöjä mikrobiologian alalla, jotka olivat perustavanlaatuisia maaperätieteen ja maatalouden kannalta. Erityisesti havaittiin, että maaperä sisältää valtavan määrän erilaisia ​​mikro-organismeja. Tämä antoi aihetta pohtia mikrobiologisen tekijän merkittävää roolia maaperän muodostumisessa ja elämässä.

Toinen erinomainen maaperätieteilijä, P. A. Kostychev, työskenteli samanaikaisesti V. V. Dokuchaevin kanssa. Monografiassa "Venäjän mustan maaperän maaperät, niiden alkuperä, koostumus ja ominaisuudet" (1886) hän kirjoitti, että geologialla on toissijainen merkitys mustamaakysymyksessä, koska orgaanisen aineen kertymistä tapahtuu ylemmissä kerroksissa. Maan geologisesti monimuotoinen ja musta maaperä on maantieteellinen kysymys korkeampien kasvien ja orgaanista ainesta hajottavien alempien kasvien fysiologiasta. P. A. Kostychev suoritti sarjan kokeita määrittääkseen yksittäisten mikro-organismiryhmien roolin humuksen luomisessa maaperään.

Dokuchaevin opiskelija, akateemikko V.I. Hän uskoi, että päätekijä kemiallisten alkuaineiden kulkeutumisessa maankuoren yläosassa olivat organismit. Niiden aktiivisuus ei vaikuta vain orgaanisiin, vaan myös maaperän ja pohjakerrosten mineraaliaineisiin.

Jo kivien maaperäksi muuttumisen alkuvaiheista lähtien mikro-organismien rooli mineraalien rapautumisprosesseissa tulee hyvin selkeästi esiin. Erinomaiset tutkijat V. I. Vernadsky ja B. B. Polynov pitivät kivien rapautta kasvien, pääasiassa alempien organismien, toiminnan seurauksena. Tähän mennessä tämä näkemys on vahvistettu suurella määrällä kokeellista materiaalia.

Tyypillisesti kivien ensimmäiset asettajat ovat kuorijäkälät, jotka muodostavat lehtimaisia ​​levyjä, joiden alle kerääntyy pieni määrä hienoa maata. Jäkälät ovat pääsääntöisesti symbioosissa itiöitä muodostamattomien saprofyyttisten bakteerien kanssa.

Suhteessa useisiin alkuaineisiin jäkälät toimivat niiden paristoina. Litofiilisen kasvillisuuden alla olevassa hienossa maassa orgaanisen aineen, fosforin, rautaoksidin, kalsiumin ja magnesiumin määrä lisääntyy voimakkaasti.

Muita kantakiville asettuvia kasviorganismeja ovat mikroskooppiset levät, erityisesti sinilevät ja piilevät. Ne kiihdyttävät alumiinisilikaattien rappeutumista ja elävät myös yleensä yhdessä ei-itiöitä muodostavien bakteerien kanssa.

Levillä on ilmeisesti merkittävä rooli orgaanisten aineiden autotrofisina kerääjinä, joita ilman saprofyyttisten mikro-organismien voimakasta toimintaa ei voi tapahtua. Jälkimmäiset tuottavat erilaisia ​​yhdisteitä, jotka aiheuttavat mineraalien rapautumisia. Monet sinilevät ovat typen kiinnittäjiä ja rikastavat tuhoutunutta kiveä tällä alkuaineella.

Päärooli sääprosessissa on luultavasti hiilidioksidilla, mineraali- ja orgaanisilla hapoilla, joita eri mikro-organismit tuottavat. On viitteitä siitä, että joillakin ketohapoilla on voimakas liuotusvaikutus. Ei voida sulkea pois mahdollisuutta, että humusyhdisteet osallistuvat rapautumiseen.

On huomattava, että monet bakteerit muodostavat limaa, mikä helpottaa mikro-organismien läheistä kosketusta kiven kanssa. Jälkimmäisen tuhoutuminen tapahtuu sekä mikro-organismien jätetuotteiden vaikutuksesta että monimutkaisten yhdisteiden muodostumisen seurauksena liman aineen ja kemiallisten alkuaineiden välillä, jotka muodostavat mineraalien kiteiset hilat. Kivien rapautuminen luonnossa on nähtävä kahden vastakkaisen prosessin - primaaristen mineraalien hajoamisen ja toissijaisten mineraalien syntymisen - kokonaisuutena. Uusia mineraaleja voi syntyä mikrobien metaboliittien vuorovaikutuksesta keskenään.

Useiden luonnontekijöiden yhdistelmästä riippuen maanmuodostusprosessin jatkokehitys etenee eri tavalla, mikä aiheuttaa yhden tai toisen tyyppisen maaperän muodostumisen. Maaperän muodostumisprosessin ensimmäisistä kehitysvaiheista lähtien humus alkaa kertyä maakerrokseen.

Mikro-organismeilla on suuri merkitys maaperän humuksen muodostuksessa. Heidän roolinsa on hyvin monipuolinen. Ne hajottavat erilaisia ​​jäämiä ja muodostavat muiden aineiden ohella yhdisteitä, jotka toimivat humusainemolekyylien rakenneyksiköinä. Mikro-organismit itse luovat osittain tällaisia ​​aineita. Lopuksi monet mikro-organismit tuottavat fenolihapettumia, jotka hapettavat polyfenoleja kinoneiksi, jotka tiivistyvät helposti tietyissä olosuhteissa humusyhdisteiksi.

Termi "humus" tai "humus" yhdistää kokonaisen ryhmän toisiinsa liittyviä suurimolekyylisiä yhdisteitä, joiden kemiallista luonnetta ei ole vielä tarkasti määritetty. Humus muodostaa 85-90 % kaikesta maaperän harhaoppisesta aineesta. Se kerää huomattavan määrän typpeä, fosforia ja monia muita alkuaineita. Monet mikro-organismit (bakteerit, aktinomykeetit, sienet jne.) voivat hajottaa humusyhdisteitä.

Luonnollisissa olosuhteissa humuksen kertyminen maaperään on seurausta kahdesta täysin vastakkaisesta prosessista - sen synteesistä ja hajoamisesta. Kasvijätteiden pääsy maaperään on välttämätöntä.

On myös huomattava, että humusyhdisteet pieninä pitoisuuksina stimuloivat kasvien kasvua, mikä selittyy niissä olevien biologisesti aktiivisten aineiden pitoisuudella. Mitä enemmän humusta maaperässä on, sitä voimakkaammin siinä tapahtuu mikrobiologisia ja biokemiallisia prosesseja, joilla on valtava rooli kasveille ravitsevien yhdisteiden kertymisessä.

Mikro-organismit maaperän hedelmällisyyden luomisessa

Maaperä on maatalouden tärkein tuotantoväline. Kaikki maataloustuotteet koostuvat orgaanisista aineista, joiden synteesi tapahtuu kasveissa pääasiassa aurinkoenergian vaikutuksesta. Orgaanisten jäämien hajoaminen ja uusien humusta muodostavien yhdisteiden synteesi tapahtuu erilaisten mikro-organismien yhdistysten erittämien entsyymien vaikutuksesta. Samaan aikaan jotkut mikrobiyhdistykset korvautuvat jatkuvasti toisilla.

Maaperässä on erittäin suuri määrä mikro-organismeja. M. S. Gilyarovin mukaan jokaisessa grammassa chernozemia on 2-2,5 miljardia bakteeria. Mikro-organismit eivät ainoastaan ​​hajoa orgaanisia jäännöksiä yksinkertaisemmiksi mineraali- ja orgaanisiksi yhdisteiksi, vaan myös osallistuvat aktiivisesti suurimolekyylisten yhdisteiden - humushappojen - synteesiin, jotka muodostavat ravintoainevarannon maaperään. Siksi, samalla kun huolehditaan maaperän hedelmällisyyden lisäämisestä (ja siten tuottavuuden lisäämisestä), on huolehdittava mikro-organismien ravinnosta, luomalla olosuhteet mikrobiologisten prosessien aktiiviselle kehitykselle ja lisäämällä mikro-organismien populaatiota maaperässä.

Tärkeimmät kasvien ravinteiden toimittajat ovat aerobiset mikro-organismit, jotka tarvitsevat happea elinprosessiensa suorittamiseen. Siksi löysyyden, vedenläpäisevyyden, ilmastuksen lisääntyminen optimaalisessa maaperän kosteudessa ja lämpötilassa varmistaa kasveille suurimman ravinnesaannin, mikä määrää niiden nopean kasvun ja lisääntyneen tuottavuuden.

Normaalia kasvua ja täydellistä kehitystä varten kasvit eivät kuitenkaan tarvitse vain makroelementtejä, kuten kaliumia, typpeä, fosforia, vaan myös mikroelementtejä, esimerkiksi seleeniä, joka toimii katalysaattorina erilaisissa biokemiallisissa reaktioissa ja jota ilman kasvit eivät pysty muodostumaan. tehokas immuunijärjestelmä. Mikroelementtien toimittajat voivat olla anaerobisia mikro-organismeja - nämä ovat mikro-organismeja, jotka elävät syvemmässä maaperässä ja joille happi on myrkkyä. Anaerobiset mikro-organismit pystyvät "nostamaan" kasvien tarvitsemia mikroelementtejä maaperän syvistä kerroksista ravintoketjujen kautta.

Viljellyissä hedelmällisissä maaperässä ei vain mikrofloora, vaan myös maaperän eläimistö kehittyy nopeasti. Maaperän eläimiä ovat mm. lierot, maaperän erilaisten hyönteisten toukat ja maaperässä asuvat jyrsijät. Mikroskooppisen eläimistön joukossa madot ovat aktiivisimpia maanmuodostajia. Ne elävät maaperän pintakerroksissa ja ruokkivat kasvijätteitä kuljettaen suuria määriä maaperän orgaanista ainetta ja kivennäisaineita suoliston läpi. Maaperän mikro-organismit muodostavat monimutkaisen biokenoosin, jossa niiden eri ryhmät ovat monimutkaisissa suhteissa keskenään. Jotkut heistä elävät menestyksekkäästi rinnakkain, kun taas toiset ovat antagonisteja (vastustajia). Niiden antagonismi ilmenee yleensä siinä, että jotkin mikro-organismiryhmät erittävät erityisiä aineita, jotka estävät tai tekevät mahdottomaksi toisten kehittymisen.

Maaperässä asuu lukuisia mikroskooppisten olentojen edustajia. Heidän maailmansa on jaettu kasvi- ja eläinlajeihin. Maaperän mikroskooppista kasvistoa edustavat bakteerit, aktinomykeetit, hiiva, sienet ja levät. Maaperän eläimistö koostuu alkueläimistä (alkueläimistä), hyönteisistä, matoista ja muista. Niiden lisäksi maaperässä asuu erilaisia ​​ultramikroskooppisia olentoja - faageja (bakteriofagit, aktinofagit) ja monia muita vielä huonosti tutkittuja lajeja.

Erityisen laajalti maaperässä on mädäntyneitä, voihappo- ja nitrifioivia bakteereja, aktinomykeettejä ja homeita.

Mikrobiflooran määrä riippuu maaperän hedelmällisyydestä. Mitä hedelmällisempi maaperä on, mitä enemmän niissä on humusa, sitä tiheämmin ne ovat mikro-organismien asuttama. Mikro-organismien kerääntyminen riippuu suurelta osin orgaanisten aineiden määrällisestä ja laadullisesta pitoisuudesta juuri kuolleissa kasvi- ja eläinjäännöksissä ja niiden primaarisen hajoamisen tuotteissa; Aluksi mikrobeja on enemmän, ja mineralisoitumisen jälkeen se vähenee.

Vitamiinit, auksiinit ja muut bioottiset aineet ovat välttämättömiä mikro-organismien elämässä. Pienet annokset niitä nopeuttavat merkittävästi mikrobipopulaation solujen kehitystä ja lisääntymistä.

Kun maaperä kuivuu, se tyhjenee mikro-organismeista. Joskus niiden määrä vähenee 2-3 kertaa, kun maanäytteitä kuivataan, ja usein 5-10 kertaa. Aktinomykeetit säilyttävät elinkykynsä pysyvimmin, ja niitä seuraavat mykobakteerit. Suurin kuolleisuusprosentti on havaittu bakteereilla. Bakteerien täydellistä sukupuuttoon ei kuitenkaan yleensä tapahdu edes pitkäaikaisen kuivuuden olosuhteissa maaperässä. Jopa hyvin kuivumiselle herkissä viljelykasveissa on yksittäisiä soluja, jotka pysyvät kuivina pitkään.

Yksittäisten mikrobien jakautumiseen vaikuttaa voimakkaasti maaperän happamuus. Maaperässä, jossa on neutraali tai lievästi emäksinen reaktio, bakteereja on huomattavasti enemmän kuin happamassa, soisessa tai turveisessa maassa.

Homeet sietävät happamia olosuhteita paremmin kuin bakteerit, joten ne hallitsevat yleensä happamassa maaperässä.

Mikrobien leviämistä maaperässä ei käsitellä riittävästi. Maaperän rutiinimikrobiologiset tutkimukset osoittavat, että bakteerisolut sijaitsevat erillisissä pesäkkeissä, joissa kussakin yhden tai useamman ei-antagonistisen lajin solut kasvavat ja keskittyvät.

Bakteerien ryhmäkoostumus eri maaperässä ei ole sama. Maaperän bakteereista vallitsevat ne muodot, jotka eivät muodosta itiöitä. Itiöitä kantavia bakteereja on noin 10-20%.

Aktinomykeettejä, sieniä, leviä ja alkueläimiä elää myös suuria määriä maaperässä. Yhdessä grammassa maaperää on kymmeniä ja satoja tuhansia ja usein miljoonia sieniä ja aktinomykeettejä. Levien kokonaismassa on tutkijoiden mukaan hieman pienempi kuin bakteerien kokonaismassa.

Alkueläimet ja hyönteiset muodostavat 2-3 tonnin massa hehtaaria kohden. Yksittäiset solut - yksilöt kasvavat, lisääntyvät, vanhenevat ja kuolevat. Koko elävässä massassa on jatkuva muutos ja uusiutuminen. Koko bakteerimassa uusiutuu varovaisimpien arvioiden mukaan 14-18 kertaa kesän aikana eteläisellä vyöhykkeellä. Näin ollen peltomaan horisontin bakteerituotanto kasvukauden aikana määräytyy kymmenien tonnejen elopainon perusteella.

Maaperän ylin kerros on köyhä mikrofloora, koska se on suoraan siihen haitallisten tekijöiden vaikutuksen alainen: kuivuminen, auringonvalon ultraviolettisäteily, kohonneet lämpötilat jne. Suurin määrä mikro-organismeja sijaitsee maaperässä 5-15 cm:n syvyydessä, vähemmän 20-30 cm:n kerroksessa ja vielä vähemmän 30-40 cm:n syvyydessä .

Maanviljelyn vaikutus mikrobiologisten prosessien intensiteettiin. Kyntäminen, viljely ja äestäminen stimuloivat merkittävästi mikroflooran kehitystä. Tämä johtuu maaperän vesi-ilmasuhteen paranemisesta.

Hoidon aikana suotuisimmat olosuhteet luodaan aerobisille mikrobeille, minkä seurauksena keväällä, jo 8-20 päivää hoidon jälkeen, mikroflooran määrä kasvaa 5-10-kertaiseksi.

Eri maanmuokkausmenetelmillä on erilaisia ​​vaikutuksia peltokerroksen mikrobeihin ja ravinteiden mobilisoitumiseen. Podzolisten maaperän pinnan löystyminen Moskovan lähellä edistää mikroskooppisten olentojen kehittymistä vain maaperän yläkerroksessa, tässä kerroksessa on 3-4 kertaa enemmän saprofyyttisiä bakteereja kuin muissa. Kerros kerrokselta irtoaminen ilman muodostumisen vaihtuvuutta aktivoi mikroflooraa hieman. Muotoilun vaihtuessa irrotettaessa mikro-organismien määrä alemmassa kerroksessa, joka ulottuu huipulle, kasvoi lähes 3-kertaiseksi. Jopa keskikerroksessa, joka pysyy paikallaan tällaisen käsittelyn aikana, mikrobipitoisuus kasvaa selvästi. Samanlaisia ​​muutoksia havaittiin nitrifioivien bakteerien kehityksessä. Nämä tiedot osoittavat, että muodostuman vaihtuvuuden positiivinen vaikutus selittyy pääasiassa orgaanisen aineen voimakkaalla mineralisaatiolla alaosassa.

Kasteluolosuhteissa viljelysyvyys ja -menetelmä lisäävät merkittävästi hyödyllisten mikro-organismien määrää sekä maan pinnalla että alemmissa kerroksissa. Syväkynnessä vähähedelmällinen, mikro-organismiköyhä maakerros on 0-20 horisontissa suurempi kuin kynnessä 20 cm:n syvyyteen. kastelu ja muut tekijät.

Koska orgaanisten aineiden muuttuminen maaperässä liittyy läheisesti mikro-organismien toimintaan, kerroksissa, joissa niiden lukumäärä on lisääntynyt, myös liukoisten ravinteiden, mukaan lukien nitraattien, pitoisuus on lisääntynyt. Tästä riippuu maanviljelyn merkitys ja se, missä määrin kasvien ravinteiden mobilisoinnissa mukana olevien yksittäisten mikro-organismiryhmien aktiivisuus. Kuitenkin jatkuva maanmuokkaus ilman säännöllistä orgaanisten lannoitteiden käyttöä alentaa humuspitoisuutta.

Jotta humuksen määrä maaperässä olisi riittävä, on välttämätöntä käyttää järjestelmällisesti orgaanisia lannoitteita, jotka lisäävät paitsi bakteerien, myös aktinomykeettien ja homeiden kokonaismäärää maaperässä. Tämä luo suotuisat olosuhteet kaikkien maaperän mikro-organismiryhmien kehittymiselle. Mikroflooran kokonaisaktiivisuuden kasvu määräytyy sekä maaperän energian tai ravinteiden määrästä että humuksen, turpeen ja lannan lisäämisestä, jotka lisäävät ilmastusta ja lisäävät maaperän vedenpidätyskykyä, mikä lisää maaperää. rakenteellinen. Kivennäislannoitteiden käyttö orgaanista ainesta runsaasti sisältävällä maaperällä stimuloi mikroflooraa. Kivennäislannoitteiden sisältämät ravintoaineet mahdollistavat orgaanisten aineiden hajoamisen ja aiheuttavat siten intensiivistä mikrobien lisääntymistä.

Mineraalilannoitteiden vaikutusmekanismi maaperän mikroflooraan on monitahoinen. Tärkeimmät lisäävät tekijät ovat:

1. Muutokset maaperän fysikaalisissa ominaisuuksissa, joilla on myönteinen vaikutus mikrobien lisääntymiseen.

2. Maaperän reaktion (pH) muuttaminen neutraaliksi tai lievästi emäksiseksi.

3. Kivennäislannoitteet tehostavat merkittävästi kasvien kehitystä, millä puolestaan ​​on mikroflooraa stimuloiva vaikutus: juuret kasvavat intensiivisemmin, ja sen seurauksena ritsosfäärieliöiden määrä lisääntyy nopeasti.

Erilaiset ympäristötekijät, jotka stimuloivat tai rajoittavat mikro-organismien kehitystä, vaikuttavat suoraan maaperän humuspitoisuuteen. Näitä tekijöitä ovat lämpötila, ilmastus, maaperän kosteus, happamuus jne. Optimaaliset olosuhteet orgaanisten jäämien hajoamiselle ovat lämpötila 30-35 °C ja kosteus 70-80 % pellon maksimikosteuskapasiteetista. Mutta nämä olosuhteet ovat samalla suotuisimmat humuksen mineralisaatiolle. Humuksen säilyttämiseksi tarvitaan järkevää maanviljelyä ja orgaanisen aineksen säännöllistä täydentämistä lisäämällä lantaa, turvetta, viherlannoitteita jne. Myös mineraalilannoitteiden käyttö edistää.

Humus lisää vedenkestävien maa-ainesten määrää, mikä edistää hyvää vedenläpäisevyyttä, taloudellista vedenkulutusta, parantaa ilmastusta ja luo suotuisan biologisen järjestelmän rakenteelliseen maaperään, yhdistää harmonisesti aerobisia ja anaerobisia prosesseja. Humus toimii energianlähteenä mikro-organismeille ja tekee samalla maaperästä suotuisamman kasvien kehitykselle. Maaperän mikro-organismien vaikutuksesta vähitellen ja hitaasti hajoava se on kasvien sulavien ravintoaineiden lähde. Kun otetaan huomioon sen monipuolinen vaikutus maaperään, voidaan sanoa, että humus määrää sen tärkeimmät ominaisuudet, mukaan lukien hedelmällisyys.

12345678910Seuraava ⇒

Maaperän kemiallinen koostumus.

Epäorgaaniset aineet: vesi - 75-90% (maaliuos), kalsium, magnesium, alumiini, rikki, fluori, rauta (mineraaliaine). Orgaaniset aineet: hiilihydraatit, proteiinit, rasvat, vahat, hartsit, tanniinit. Maaperän orgaaninen aines jaetaan jätteeksi eli kuolleeksi orgaaniseksi aineeksi ja eliöstöksi. Mekaaninen Maaperän koostumus määräytyy siinä olevan hiekka-, liete- ja savepitoisuuden perusteella. Mekaaninen koostumus vaikuttaa suuresti maaperän ravinnepitoisuuteen ja lämpötilaan. Hieno- ja keskirakenteiset maaperät, kuten savi ja savi, sopivat paremmin kasvien kasvuun, koska sisältää riittävästi ravinteita ja säilyttää vettä paremmin. Kivien läsnäolo, ts. hiukkaset, joiden halkaisija on suurempi kuin 2 mm, heikentää maaperän kykyä sitoa vettä.

Ilma- ja vesitila. Ilma täyttää maaperän huokoset ja korvataan helposti vedellä. Vettynyt maaperä on huonosti ilmastettu. Maaperän ilma eroaa ilmakehän ilmasta hiilidioksidipitoisuus kasvaa syvyyden myötä, sitä enemmän hiilidioksidia vapautuu.

Mikro-organismien rooli maaperän muodostumisessa.

Maaperän ilma on kyllästetty vesihöyryllä. Joitakin kaasuja saattaa esiintyä maaperässä öljy- ja kaasukenttien yläpuolella - hiilivetyjä, radioaktiivisten alkuaineiden kertymien yläpuolella - säteilyemanaatioita. Vesitila koostuu: Ilmakehän sademäärä (O); Haihtuminen kasvillisuuden pinnalta ja maaperän pinnalta (I); Pintavuoto (SS); Kasvien tuhoaminen (D); Maanalainen valuma (SUF); Maavirtaus (GS).

Maaperätyypit: Tundra gley -maa ohut, vesistynyt maaperä. Niissä ylemmän horisontin alla on vihertävän harmaa tai sinertävän harmaa kerros - gley, joka muodostuu jatkuvan kastumisen ja hapen puutteen vuoksi. Tällaisissa olosuhteissa rauta- ja mangaaniyhdisteet ovat oksidimuodossa (kaukopohjolan alueet). Podzolic ja sod-podzolic maaperä muodostuu metsien alle liikakosteusalueille. Maakerroksen läpi tihkuva vesi kuljettaa pohjaveteen kaikki liukoiset mineraali- ja orgaaniset yhdisteet. Nämä maaperät ovat humusköyhä ja hedelmätön (taiga). Ikirouta-taiga maaperä muodostuu jyrkän mannerilmaston ja ikiroudan olosuhteissa. Tšernozemit– hedelmällisimmät, humusrikkaimmat maat, jotka ovat yleisiä metsä-arojen vyöhykkeellä, ovat rakeisia. Sadetta on niin paljon kuin pinnalta voi haihtua. Kuivassa ja lämpimässä ilmastossa maaperään pääsee vähemmän kasvitähteitä ja vähemmän humusta kertyy. Täällä muodostuu kastanja, puoliaavioiden ruskea maa ja harmaanruskea maaperä. Suolamaat muodostuvat riittämättömän kosteuden olosuhteissa, joissa pohjavesi on erittäin mineralisoitunutta. Yhdessä maaliuoksen kanssa mineraaliyhdisteet vedetään pintaan ja saostuvat kosteuden haihtuessa. Maaperät rikastuvat karbonaateilla ja kipsillä, ja maaperän suolaantuminen tapahtuu. Kun makeaa pohjavettä esiintyy lähellä toisiaan, turvemailla.

Kasvien ja mikro-organismien rooli maaperän muodostumisessa

Maaperän eliöiden luokitus:"geobiontit" ovat eläimiä, joiden koko kierto tapahtuu maaperässä (kastematot, protoptera); "geofiilit" - viettävät osan elinkaarestaan ​​maaperässä (toukka- tai pentuvaiheessa); "geokseenit" - etsi tilapäinen suoja maaperästä (torakat, jyrsijät).

Kokoluokitus: Mikrobiota – maaperän mikro-organismit (maalevät, bakteerit, sienet, alkueläimet); mesobiota – pienet liikkuvat eläimet (sukkulamadot, toukat); macrobiota – suuret hyönteiset, kaivautuvat selkärankaiset (myyrät, goferit, rotat). Kasvit: korkeammat kasvit - orgaanisen aineen generaattorit; kemiallisten alkuaineiden rikastajat, typpi. Kasvit määräävät elintärkeän toimintansa kautta elementtien siirtymisprosessin. Virtausta säätelevä, eroosiota vastaan. Eläinorganismit: maankaivurit Ne kaivavat maata useita kertoja, edistävät sekoittumista, parempaa ilmastusta ja maanmuodostusprosessin nopeaa kehitystä sekä rikastavat maaperän orgaanista massaa elintärkeän toimintansa tuotteilla. Mikro-organismit ovat tärkeitä maaperän muodostumiselle. Niiden aktiivisuuden ansiosta tapahtuu kemiallisten jäämien hajoamista ja kasvien assimiloitujen yhdisteiden synteesiä. Actinomycetes– yksisoluiset mikro-organismit, joilla on kyky haarautua, niiden toiminta on suunnattu hajottamaan pysyviä orgaanisia aineita. Sienet– alemmat homeet (mukor) – osallistuvat kuidun ja orgaanisten aineiden hajoamiseen. Yksisoluiset levät, jäkälät, alkueläimet, nitrobakteerit, typpeä sitovat bakteerit (kyhmyt).

12345678910Seuraava ⇒

Liittyviä tietoja:

Hae sivustolta:

Merkittäviä tekijöitä maaperän muodostumisessa ovat eläin- ja kasviorganismit - maaperän erityiskomponentit. Heidän roolinsa koostuu valtavasta geokemiallisesta työstä. Maaperän orgaaniset yhdisteet muodostuvat kasvien, eläinten ja mikro-organismien elintärkeän toiminnan seurauksena. "Maa-kasvi" -järjestelmässä on jatkuva biologinen ainekierto, jossa kasveilla on aktiivinen rooli. Maaperän muodostumisen alku liittyy aina organismien asettautumiseen mineraalialustalle. Maaperässä elävät kaikkien neljän elävän luonnon valtakunnan edustajat - kasvit, eläimet, sienet, prokaryootit (mikro-organismit - bakteerit, aktinomykeetit ja sinilevät). Mikro-organismit valmistavat biogeenistä hienoa maata - substraattia korkeampien kasvien - tärkeimpien orgaanisen aineen tuottajien - asettumiseen.

Päärooli tässä kuuluu kasvillisuuteen. Vihreät kasvit ovat käytännössä ainoita primääristen orgaanisten aineiden luojia. Ne imevät hiilidioksidia ilmakehästä, vettä ja mineraaleja maaperästä ja hyödyntävät auringonvalon energiaa, luovat monimutkaisia ​​energiarikkaita orgaanisia yhdisteitä.

Korkeampien kasvien fytomassa riippuu voimakkaasti kasvillisuuden tyypistä ja sen muodostumisolosuhteista. Puuperäisen kasvillisuuden biomassa ja vuotuinen tuottavuus lisääntyvät siirryttäessä korkeilta leveysasteilta alemmille, kun taas niittyjen ja arojen ruohokasvillisuuden biomassa ja tuottavuus laskee huomattavasti alkaen metsäaroista ja edelleen kuiville aroille ja puoliaavikolle.

Maan humuskerrokseen keskittyy sama määrä energiaa kuin koko maabiomassaan, ja kasveihin fotosynteesin ansiosta assimiloitunut energia kertyy. Yksi biomassan tuottavimmista komponenteista on kuivike. Havumetsässä kuivikkeet hajoavat hyvin hitaasti kemiallisen koostumuksensa ominaispiirteiden vuoksi. Metsän kuivike muodostaa yhdessä karkean humuksen kanssa mora-tyyppisen kuivikkeen, jonka mineralisoivat pääasiassa sienet. Vuosittaisen kuivikkeen mineralisaatioprosessi tapahtuu pääasiassa vuosisyklin aikana. Seka- ja lehtimetsissä nurmikasvillisuuden kuivikkeet ovat suuremmassa osassa humuksen muodostumisessa. Kuivikkeen mineralisoitumisen aikana vapautuvat emäkset neutraloivat maanmuodostuksen happamat tuotteet; Syntetisoidaan maltillista humaatti-fulvaattihumusta, joka on enemmän kyllästetty kalsiumilla. Harmaa metsämaata tai ruskeaa metsämaata muodostuu vähemmän happamalla reaktiolla kuin podtsolimaalla ja korkeammalla hedelmällisyydellä.

Nurmikasvien tai niittykasvillisuuden katoksen alla humuksen muodostumisen päälähde on kuolevien juurien massa. Aroalueen hydrotermiset olosuhteet edistävät orgaanisten jäämien nopeaa hajoamista.

Metsäyhteisöt tarjoavat eniten orgaanista ainesta erityisesti kosteilla tropiikilla. Tundrassa, autiomaassa, soissa jne. syntyy vähemmän orgaanista ainetta. Kasvillisuus vaikuttaa maaperän orgaanisen aineen ja sen kosteuden rakenteeseen ja luonteeseen. Kasvillisuuden vaikutuksen aste ja luonne maaperän muodostavana tekijänä riippuu:

• kasvilajikoostumus,
• heidän seisoonsa tiheys,
• kemia ja monet muut tekijät

Eläinorganismien päätehtävä maaperässä on orgaanisen aineen muuntaminen. Sekä maa- että maaeläimet osallistuvat maan muodostukseen. Maaperässä eläimiä edustavat pääasiassa selkärangattomat ja alkueläimet. Myös jatkuvasti maaperässä elävät selkärankaiset (esim. myyrät jne.) ovat tärkeitä. Maaperän eläimet jaetaan kahteen ryhmään:

• biofaagit, jotka ruokkivat eläviä organismeja tai eläinorganismien kudoksia,
• saprofageja, jotka käyttävät orgaanista ainetta ruokaan.

Suurin osa maaperän eläimistä on saprofageja (sukkulamadot, lierot jne.). Hehtaaria kohden maaperää on yli miljoona alkueläintä ja 1 neliömetriä kohti kymmeniä matoja, sukkulamatoja ja muita saprofageja. Valtava massa saprofageja, jotka syövät kuolleita kasvien jäännöksiä, heittävät ulosteita maaperään. Ch.

Mikro-organismien rooli maaperän muodostumisessa

Darwinin mukaan maaperä kulkee kokonaan matojen ruoansulatuskanavan läpi useiden vuosien aikana. Saprofagit vaikuttavat maaperän profiilin muodostumiseen, humuspitoisuuteen ja maaperän rakenteeseen.

Maaperän eläinmaailman lukuisimmat maaperän muodostukseen osallistuvat edustajat ovat pieniä jyrsijöitä (myyrät jne.).

Maaperään joutuvat kasvi- ja eläintähteet käyvät läpi monimutkaisia ​​muutoksia. Tietty osa niistä hajoaa hiilidioksidiksi, vedeksi ja yksinkertaisiksi suoloiksi (mineralisaatioprosessi), toiset siirtyvät itse maaperän uusiksi monimutkaisiksi orgaanisiksi aineiksi.

Mikro-organismit (bakteerit, aktinomykeetit, sienet, levät, alkueläimet). Pintahorisontissa mikro-organismien kokonaismassa on useita tonneja hehtaaria kohden, ja maaperän mikro-organismit muodostavat 0,01-0,1 % maan kokonaisbiomassasta. Mikro-organismit asettuvat mieluummin ravinnerikastettuihin eläinten ulosteisiin. Ne osallistuvat humuksen muodostumiseen ja hajottavat orgaanista ainesta yksinkertaisiksi lopputuotteiksi:

• kaasut (hiilidioksidi, ammoniakki jne.),
• vesi,
• yksinkertaiset mineraaliyhdisteet.

Suurin osa mikro-organismeista on keskittynyt maaperän ylempään 20 cm:iin. Mikro-organismit (esim. palkokasvien kyhmybakteerit) sitovat typpeä 2/3 ilmasta, keräävät sen maaperään ja ylläpitävät kasvien typpiravintoa ilman mineraalilannoitteita. Biologisten tekijöiden rooli maanmuodostuksessa näkyy selkeimmin humuksen muodostumisessa.

Joomlan sosiaaliset painikkeet

Mikro-organismeilla ja mikrobiologisilla prosesseilla on tärkeä rooli maaperän hedelmällisyydessä ja kasvien ravinnossa.

Maaperä luo olosuhteet mikroflooran kehittymiselle, jolla puolestaan ​​on erityinen vaikutus maaperään. Jokaisessa maaperässä, jolla on erityisiä fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia, kehittyy tietty määrä ja ryhmiä mikro-organismeja ja muodostuu biologinen tasapaino, joka on ominaista tietyille olosuhteille ja vuodenajalle.

Muutokset maaperän vesi-, ilma- ja ravinnetiloissa vaikuttavat merkittävästi mikroflooraan: yksittäisten mikro-organismiryhmien lukumäärä, eli niiden välinen suhde, sekä mikrobiologisten prosessien dynamiikka ja intensiteetti muuttuvat. Siksi maaperän biologian tutkiminen on välttämätön edellytys erilaisia ​​maatalousteknisiä toimenpiteitä sovellettaessa. Maaperän hedelmällisyyden ylläpitämiseksi ja lisäämiseksi sekä levitettyjen lannoitteiden tehokkaaksi käyttämiseksi on myös tarpeen tutkia mikrobiologisten prosessien virtauksen eri näkökohtia.

Intensiivisen viljelyn olosuhteissa maaperään syötetään huomattava määrä mineraalilannoitteita, jotka vaikuttavat melko merkittävästi ravinteiden suhteeseen maaperässä ja aiheuttavat luonnollisissa olosuhteissa vakiintuneen biologisen tasapainon rikkomisen. Näiden muutosten seurauksena mineralisaatioprosessit tehostuvat ja maaperään pääsee enemmän saatavilla olevia ravinteita, jotka voidaan biologisesti muuttaa sulavaan muotoon. Lisäksi kaasumaiset typen häviöt lisääntyvät. Kaikki tämä vaikuttaa maaperän hedelmällisyyteen ja kasvien ravitsemusolosuhteisiin.

Maaperä on monimutkainen substraatti, ja siinä on melko vaikeaa määrittää tarkasti mikrobiologisia prosesseja sääteleviä tekijöitä.

Mikro-organismien rooli maaperän muodostumisessa ja sen hedelmällisyydessä

Mikroflooran määrälliset ja laadulliset muutokset liittyvät maaperän ravitsemusjärjestelmään ja kasvien ravitsemusolosuhteisiin. Maaperän yksittäisten ravinteiden pitoisuuteen merkittävästi vaikuttavien mikrobiologisten prosessien määrittäminen on tärkeä tehtävä, jonka ratkaiseminen johtaa maaperän hedelmällisyyden ja lannoitetehokkuuden kasvuun. Orgaaniset tähteet (maatalouden ekosysteemeissä ne ovat pääasiassa viljelyjätteitä) toimivat alustana ja maaperän mikroflooran pääasiallisena energialähteenä. Mikrobiologisten prosessien luonne ja voimakkuus maaperässä riippuu niiden määrästä ja kemiallisesta koostumuksesta.

Mikro-organismeilla on tärkeä rooli typen muuntamisessa maaperässä. Ammonioivat bakteerit, monet aktinomykeetit, mikroskooppiset sienet ja muut mikro-organismit aiheuttavat maaperän orgaanisen aineen mineralisoitumista ja kasvien saatavilla olevan ammoniumtypen vapautumista. Nitrifioivat bakteerit muuttavat ammoniumtypen nitriiteiksi ja nitraateiksi. Mikrofloora on koostumukseltaan ja määrältään merkittävä, sillä se käyttää mineraalityppeä ja muuntaa sen orgaanisiin muotoihin (immobilisaatioprosessi). Denitrifioivat bakteerit aiheuttavat peruuttamattomia typpikaasuhäviöitä. Lajit, kuten Azotobacter (az. chroococcum) tai Clostridium (Q. pasteurianum), sitovat biologisesti ilmakehän typpeä maaperään. Näin ollen typen muuttuminen liittyy läheisimmin maaperän mikroflooraan, jonka aktiivisuus määrää maaperän typpipitoisuuden eli maaperän typen määrän ja laadun.

Mikro-organismit kiertävät aineita maaperässä vaikuttaen orgaanisten jäämien mineralisaatioon ja muuttaen liukenemattomat muodot kasvien saatavilla oleviksi yhdisteiksi. Näiden prosessien aikana metaboliitteja vapautuu aktiivisesti - humuksen synteesiin osallistuvia tuotteita. Mikro-organismit myötävaikuttavat humuksen kertymiseen ja hajoamiseen. Maaperän ravinteiden määrä ja laatu riippuvat mikrobiologisten ammonifikaatio- ja nitrifikaatioprosessien voimakkuudesta, selluloosaa hajottavasta ja entsymaattisesta aktiivisuudesta jne.

Typpilannoitteiden tehokkuus voi olla alhainen: jopa 50 % lannoitteiden mukana lisätystä typestä menee maaperään. Myös mikrobiologisella aktiivisuudella on tässä tärkeä rooli. Lannoitteita levitettäessä maaperän assimiloituvan typen määrä määräytyy suurelta osin denitrifikaation intensiteetin, biologisen immobilisaation koon ja keston, ammonifikaatio- ja nitrifikaatioprosessien intensiteetin jne. perusteella. Siten mineraalityppilannoitteiden intensiivisellä käytöllä typen denitrifikaatio ja biologinen immobilisaatio lisääntyvät jyrkästi. Tämän seurauksena mineraalityppilannoitteiden käyttöaste laskee, mikä voi johtaa ilman saastumiseen.

Typpeä sitovilla bakteereilla on suuri vaikutus maaperän typpipitoisuuteen. Maaperässä varsin laajalle levinneet vapaasti elävät typen kiinnittäjät yhdessä symbioottisten kyhmybakteerien kanssa imevät ilmakehän typpeä ja niillä on tärkeä rooli maaperän typpitilan ylläpitämisessä. Kyhmybakteerit tarjoavat suurelta osin typpiravintoa palkokasveille.

Mikro-organismit suorittavat orgaanisten fosforiyhdisteiden mineralisoitumisen ja alumiini-, rauta- ja trikalsiumfosfaattien muuntamisen maaperässä. Mikro-organismit osallistuvat myös rikin, raudan ja muiden alkuaineiden muuntamiseen.

Kasvien intensiivinen viljely liittyy suurten mineraalilannoitteiden levittämiseen. Maaperässä tapahtuvat muutokset heijastuvat suurelta osin mikroflooraan. Käsittely rikkakasvien torjunta-aineilla - maaperälle vierailla aineilla - vaikuttaa mikroflooran määrään ja koostumukseen. Samalla mikrofloora osallistuu maaperän tuholaismyrkkyjen poistoon ja sen puhdistamiseen tiettyjen kemikaalien aiheuttamasta saastumisesta.

Maaperässä ei käytännössä ole prosessia, jossa mikrofloora ei osallistu aktiivisesti. Ihmisten aiheuttama vaikutus maaperään lisääntyy erityisesti tehomaataloudessa, kun ravinne-, ilma- ja vesiolot muuttuvat. Tarve tutkia näitä muutoksia liittyy maaperän hedelmällisyyden ylläpitämiseen ja lisäämiseen. Mikroflooraa voidaan käyttää indikaattorina erilaisten maaperässä tapahtuvien prosessien suunnan määrittämiseen.

Jos löydät virheen, valitse tekstiosa ja paina Ctrl+Enter.

Yhteydessä

Mikro-organismien rooli maaperän muodostumisessa ja maaperän hedelmällisyydessä on erittäin monimutkainen ja monimuotoinen; mikrobit, jotka ovat maapallon vanhimpia organismeja, jotka ovat olleet olemassa miljardeja vuosia, ovat vanhimpia maanmuodostajia, jotka toimivat kauan ennen korkeampien kasvien ja eläinten ilmaantumista. Mikro-organismien elintärkeän toiminnan seuraukset ulottuvat paljon niiden asuttaman maaperän ulkopuolelle ja määräävät suurelta osin sedimenttikivien ominaisuudet, ilmakehän ja luonnonvesien koostumuksen sekä alkuaineiden, kuten hiilen, typen, rikin, fosforin ja hapen, geokemiallisen historian. , vetyä, kalsiumia, kaliumia ja rautaa.
Mikro-organismit ovat ominaisuuksiltaan biokemiallisesti monitoimisia ja kykenevät suorittamaan biosfäärissä ja maaperässä prosesseja, joihin kasvit ja eläimet eivät pääse käsiksi, mutta jotka ovat olennainen osa energian ja aineiden biologista kiertokulkua. Näitä ovat typen kiinnitysprosessit, ammoniakin ja rikkivedyn hapetus, sulfaatti- ja nitraattisuolojen pelkistys sekä rauta- ja mangaaniyhdisteiden saostus liuoksesta. Tämä sisältää myös monien vitamiinien, entsyymien, aminohappojen ja muiden fysiologisesti aktiivisten yhdisteiden mikrobisynteesin maaperässä.
Suorittamalla näitä hämmästyttäviä reaktioita autotrofiset bakteerit, kuten kasvit, voivat syntetisoida orgaanista ainetta itse, mutta ilman Auringon energiaa. Tästä syystä on täysi syy uskoa, että primaarisen maanmuodostusprosessin maan päällä suorittivat autotrofiset ja heterotrofiset mikro-organismit kauan ennen vihreiden kasvien ilmestymistä. On huomattava, että bakteerit ja sienet ovat erittäin vahvoja primääristen mineraalien ja kivien tuhoajia, ns. biologisen sään aiheuttajia.
Mikro-organismien tärkein ominaisuus on kuitenkin niiden kyky saattaa kasvien ja eläinten orgaanisen aineen hajoamisprosessit täydelliseen mineralisaatioon. Ilman tätä yhteyttä biosfäärin biologisten prosessien normaalia spiraalista syklisyyttä ei voisi olla olemassa eikä itse elämä olisi mahdollista. Tämä on syvä perustavanlaatuinen ero mikro-organismien roolin välillä biosfäärissä ja kasvien ja eläinten roolin välillä. Kasvit syntetisoivat orgaanista ainetta, eläimet suorittavat orgaanisen aineen ensisijaisen mekaanisen ja biokemiallisen tuhoamisen ja valmistelevat sitä tulevaa humuksen muodostumista varten. Mikro-organismit, jotka viimeistelevät orgaanisen aineen hajoamisen, syntetisoivat maaperän humusta ja tuhoavat sen. Fysiologisesti aktiivisten yhdisteiden synteesi, humuksen muodostuminen ja orgaanisten jäämien täydellinen mineralisaatio on mikro-organismien päätehtävä maaperän prosesseissa ja biologisessa kierrossa.
Mikro-organismeja löytyy joskus kymmenien ja satojen metrien syvyyksistä. Mutta niiden päämassa on keskittynyt juurten asuttamiin maahorisontteihin ja erityisesti ylempään 10-20 cm:iin. Erilaisten mikro-organismien kokonaismärkäpaino voi olla jopa 10 t/ha ylemmässä 25 cm:n maakerroksessa. Macca-mikro-organismit muodostavat 0,5-2,5 % maaperän humuksen painosta. Lisäksi 1 g maaperää kohden mikro-organismien määrä on kymmeniä ja satoja miljoonia yksilöitä ja kasvien risosfäärissä - kymmeniä miljardeja. Mitä korkeampi luonnollisen maaperän hedelmällisyys on, sitä rikkaampia ja monipuolisempia niissä on mikro-organismeja. Erittäin hedelmällinen viljelymaa on rikkain monien mikro-organismien suhteen. Kun uusia menetelmiä mikro-organismien tutkimiseen kehittyy, käy selväksi, että nykyinen tietomme on edelleen erittäin puutteellista. Ilmeisesti mikro-organismien rooli, lukumäärä ja tehtävät maaperän muodostumisessa ovat paljon suurempia kuin tällä hetkellä kuvittelemme.
Maaperän mikro-organismien joukossa on sekä kasvi- että eläinmaailman edustajia (kuva 52). Useimmat mikrofloorat ovat sienet, aktinomykeetit ja bakteerit. Levät ovat paljon harvinaisempia. Mikrofaunaa hallitsevat amebat ja flagellaatit. Särmäisiä ja mikronematodeja esiintyy joskus myös suuria määriä maaperässä. Yhä enemmän tietoa kertyy ei-sellulaaristen mikro-organismien (bakteriofagien, virusten) esiintymisestä maaperässä.

Maaperän levät

Maalevät ovat yksi- ja monisoluisia (joskus liikkuvia) mikro-organismeja, joissa on erityisiä pigmenttejä, kuten klorofylliä, jotka varmistavat hiilidioksidin imeytymisen ja orgaanisen aineen fotosynteesin. Levät, toisin kuin useimmat muut mikro-organismit, edistävät maaperän rikastamista orgaanisella aineella ja hapella.
Levät elävät pääasiassa ylemmillä valaistuilla maahorisonteilla, vaikka niitä voi tavata jopa 30-50 cm:n syvyydellä Pigmenttien tyypistä riippuen levät erotetaan vihreinä, sinivihreinä, purppuraisina ja keltaisina. 1 grammassa maaperää voi olla jopa 300 tuhatta yksisoluista levää. Yksisoluisten mikrolevien rooli on erityisen ilmeinen aavikoiden - takyrien - karujen savimaiden pinnalla, solonetseilla ja tuoreilla tulvakerrostumilla matalissa vesissä. Nousevan kosteuden avulla mikrolevät rikastavat pintaa tuoreella orgaanisella aineella, lisäävät primääristen mineraalien tuhoutumista ja lisäävät kiinteän faasin hajaantumista. Joillakin levillä on merkittävä rooli piidioksidiyhdisteiden (piilevien) ja kalsiumin muuttamisessa maaperässä, toisilla on kyky sitoa typpeä.
Riisipelloilla ja tropiikissa jokilaaksojen tulvamailla elävät sinilevät (Intia, Japani, Indonesia) ovat erityisen tärkeitä maaperän typen tasapainossa. Ne toimittavat typpeä ja happea näiden maiden maaperään ja kasveihin merkittäviä määriä ylläpitäen niiden hedelmällisyyttä. Muihin mikro-organismeihin verrattuna levien merkitys maanmuodostuksessa on vielä suhteellisen rajallinen. Tämä selittyy sillä, että leväbiomassan kokonaismäärä on keskimäärin 0,5-1 t/ha.

Maaperän sienet

Bakteerit

Bakteerit ovat lukuisimpia ja monipuolisimpia pieniä yksisoluisia organismeja, jotka elävät maaperässä. Niiden koko on hyvin pieni - 0,5-2 mikronia.
Bakteerit yhdessä maaperän levien, sienten ja alkueläinten kanssa suorittavat humuksen muodostusta ja orgaanisen aineksen täydellistä mineralisaatiota. Maaperän bakteerien noin 50 sukua ja jopa 250 lajia on kuvattu. Monista bakteeriryhmistä kaksi tai kolme ovat erityisen tärkeitä maaperän muodostuksessa: todelliset bakteerit, aktinomykeetit ja myksobakteerit. Todelliset bakteerit jaetaan kahteen ryhmään - ei-itiöihin ja itiöihin. Ei-itiöryhmään kuuluvat autotrofiset bakteerit, jotka itse syntetisoivat orgaanista ainetta ja voivat siksi esiintyä ympäristössä, jossa minkäänlaista orgaanista ainetta ei ole lainkaan. Näitä ovat vetyä hapettavat bakteerit (Bacterium hydrogenius), hiiliyhdisteet (Bact. methanicus), rautabakteerit ja rikkibakteerit, jotka hapettavat rautaa ja rikkiä, nitrifioivat bakteereja, jotka hapettavat ammoniakin nitriiteiksi ja jälkimmäiset nitraateiksi (taulukko 29). Autotrofisten bakteerien rooli oli erityisen merkittävä ennen orgaanisia aineita syntetisoivien levien ja viherkasvien syntyä.

Samaan ei-itiöbakteerien ryhmään kuuluvat niin sanotut puoliautotrofit, jotka sitovat typpeä maaperän ilmasta, mutta vaativat samalla orgaanista ainesta. Typpeä sitovat bakteerit elävät joko vapaasti tai symbioosissa palkokasvien kanssa muodostaen omituisia kyhmyjä ja kyhmyjä juuriin. Phizobium Azotobactcr- ja Clostridium-suvun bakteerit elävät vapaasti maaperässä ja sitovat typpeä maa-ilmaan. Nämä mikro-organismit voivat kerätä maaperään vuoden aikana jopa 50-300 kg/ha typpeä tuhoten ja hapettaen suhteellisen määrän orgaanista ainesta. Tämä on perusta käytännölle lisätä kasviperäisiä aineita (olki, lehdet, viherlannoitteet jne.) maaperään, mikä "syöttää" typen kiinnittäjiä ja aktivoi niiden toimintaa. Typen sitoutumisen tehostamiseksi pelloilla käytetään erityisiä bakteerilannoitteita.
Aktinomykeettejä pidetään siirtymäorganismeina bakteerien ja sienten välillä. Ne ovat tyypillisiä heterotrofisia organismeja. Muodollisesti ne ovat haarautuneita yksisoluisia organismeja, joiden koko on hieman suurempi kuin todelliset bakteerit. Ohuimmat hyfit (alle 1 mikroni) ovat melko pitkiä. Tästä bakteeriryhmästä Waksman eristi streptomykeettikantoja, jotka tuottavat hyvin tunnettua antibioottia streptomysiiniä, jolla on valtava aktiivisuus. Joitakin aktinomykeettilajeja käytetään vitamiinien tuottamiseen. Aktinomykeetit antavat maaperille tyypillisen tuoksun juuri kynnelle. Maaperässä aktinomykeetit liittyvät läheisesti hajoavaan orgaaniseen ainekseen, jotka hajottavat ja kuluttavat kuitua, hemiselluloosaa, proteiineja ja ilmeisesti jopa ligniiniä. Aktinomykeetit ovat aerobisia mikro-organismeja ja niillä on tärkeä rooli kuivan, kuuman ilmaston maaperässä.
Itiöitä kantavat bakteerit ovat S.N. Mishustin, herkkä indikaattori maanmuodostusprosessin suunnasta, maaperän iästä ja niiden viljelyasteesta. Jotkut mikrobiologit esittelivät käsitteen maaperän biogeenisyydestä ja maaperän bioorgano-mineraalikompleksista. Jälkimmäinen sisältää mineraalien, orgaanisten ja organomineraalisten kolloidien, mikro-organismien, veden ja kaasujen pintakerrokset. Mitä korkeampi maaperän biogeenisyys on, sitä korkeampi on niiden hedelmällisyys. Viljellyllä ja kastetulla maaperällä on aina suhteellisesti korkeampi biogeenisyys. Hiilidioksidin aktiivinen tuotanto maaperässä on yksi niiden biogeenisyyden indikaattoreista. Hiilidioksidi on maaperän eliöiden universaali aineenvaihduntatuote Maaperän hiilidioksidin vuosituotanto voi olla 3-4 ja jopa 8 tuhatta l/ha. Maailman hiilidioksidi on maaperän eliöiden aineenvaihdunnan tuote ja orgaanisten yhdisteiden mineralisoitumisen tulos.
Erittäin biogeenisillä mailla, kuten tshernozemeillä ja laakson niittymailla, kasvaville kasveille tarjotaan mikro-organismien työn ansiosta fysiologisesti aktiivisia yhdisteitä, typpi- ja fosforiravintoa sekä suhteellisen kohonnutta hiilidioksidipitoisuutta, joka on niin välttämätöntä fotosynteesin kannalta. Viljelyssä maaperässä on yleensä runsaasti bakteerimikro-organismeja, se sisältää aktiivisia Azotobacter-muotoja ja on rikastettu fysiologisesti aktiivisilla yhdisteillä. Pohjoisen jäätyneessä happamassa maaperässä ja turpeissa mikro-organismien alhaisen aktiivisuuden vuoksi kasvit saavat huonosti hormonaalista ja vitamiiniravintoa sekä typen ja fosforin mineraaliyhdisteitä. Arktisen pintailman hiilidioksidipitoisuus on 2 kertaa pienempi (A.A. Grigorjevin mukaan 0,16 % 0,03 %:n sijaan). Tämä vähentää merkittävästi koko pohjoisen maaperän hedelmällisyyttä. Myös aavikot, erityisesti subtrooppiset ja trooppiset maaperät, ovat kuivumisen ja 70–80 °C:n lämpötilan lämpenemisen vuoksi köyhtyneet bakteereista.

Virukset (bakteriofagi)

Mikro-organismit ovat silmälle näkymättömiä, ja siksi ihmisillä on taipumus aliarvioida rooliaan biosfäärissä ja maaperän muodostumisessa. Samaan aikaan edellä esitetyn perusteella on selvää, että mikro-organismit ovat olennainen osa minkä tahansa luonnollisen biogeocenoosin. Sekä trofiset ketjut että ekologiset pyramidit, jotka kuvaavat biomassan tuhoutumisprosessia ja kunkin maiseman kasvimassaan ja zoomassaan kertyneen energian uudelleenjakautumista, sisältävät monimutkaisia ​​linkkejä mikro-organismien maailmaan.
Toisin kuin eläinmaailmassa, monet autotrofiset mikro-organismit täydentävät jossain määrin biomassaa ja kertyneitä energiavarastoja ja pidentävät biosfäärin aineiden biogeenistä kiertoa sen maaperässä. Mikrobiomassa maaperässä painon mukaan on absoluuttisina lukuina noin 1 * 10 9 t, mikä suhteessa fytobiomassaan on vain 0,0001 %, mutta mikro-organismien hämmästyttävä lisääntymis- ja sukupolvenvaihdosnopeus on niin korkea, että geokemiallinen ja maaperän merkitys. Mikro-organismien aktiivisuus biosfäärissä vastaa kasvien aktiivisuuden arvoa ja ehkä jopa ylittää sen.

Maaperän muodostumisen biologinen tekijä- Maaperän muodostukseen osallistuu kolme organismiryhmää - vihreät kasvit, mikro-organismit ja eläimet, jotka muodostavat monimutkaisia ​​biokenoosia.

Kasvillisuus. Kasvit ovat ainoa pääasiallinen orgaanisen aineksen lähde maaperässä. Niiden päätehtävänä maanmuodostajina on pidettävä aineiden biologista kiertokulkua - biomassan synteesiä ilmakehän hiilidioksidin, aurinkoenergian, veden ja maaperästä tulevien mineraaliyhdisteiden vaikutuksesta. Kasvibiomassa juurijäännösten ja kuivikkeen muodossa palautetaan maaperään. Viherkasvien osallistuminen maanmuodostukseen on erilaista ja riippuu kasvillisuuden tyypistä ja biologisen kierron intensiteetistä (taulukko 5.1).

Kaikki maapallon elävät organismit muodostavat biologisia yhteisöjä (kenoosia) ja biologisia muodostumia, joihin maaperän muodostumis- ja kehitysprosessit liittyvät erottamattomasti,

V. R. Williams kehitti oppin kasvien muodostumisesta maaperätieteen näkökulmasta. Kasvimuodostelmien jakamisen pääkriteereinä hän otti sellaiset indikaattorit kuin kasviryhmien koostumuksen, orgaanisen aineen maaperään pääsyn ominaisuudet ja sen hajoamisen luonteen mikro-organismien vaikutuksesta, joilla on erilaiset aerobisten ja anaerobisten prosessien suhteet. .

Tällä hetkellä tutkittaessa kasviskenoosien roolia maaperän muodostumisessa otetaan lisäksi huomioon aineiden biologisen kierron luonne ja intensiteetti; Tämä mahdollistaa kasvimuodostelmien tutkimisen laajentamisen maaperätieteen näkökulmasta ja niiden tarkemman jaon.

N. N. Rozovin mukaan erotetaan seuraavat kasvimuodostelmien pääryhmät:

1. puumaisen kasvillisuuden muodostuminen: taigametsät, lehtimetsät, subtrooppiset sademetsät ja trooppiset sademetsät;
2. siirtymävaiheen puu- ja ruohomaisten kasvien muodostuminen: kserofyyttiset metsät, savannit;
3. ruohokasvien muodostuminen: kuivat ja soiset niityt, ruohoiset preeriat, lauhkeat arot, subtrooppiset pensasarot;
4. aavikkokasvien muodostuminen: subboreaalisen, subtrooppisen ja trooppisen maaperän ilmastovyöhykkeen kasvillisuus;
5. jäkälä-sammaleen kasvien muodostuminen: tundra, kohosot.

Jokaiselle kasvimuodostelmien ryhmälle ja ryhmän sisällä jokaiselle muodostukselle on ominaista tietty biologinen sykli, jossa maaperässä olevat aineet muuttuvat. Se riippuu orgaanisen aineen määrästä ja koostumuksesta sekä hajoamistuotteiden vuorovaikutuksen ominaisuuksista maaperän mineraaliosan kanssa. Siksi kasvillisuuden erot ovat tärkein syy maaperän monimuotoisuuteen luonnossa. Siten lehtimetsä- ja niitty-arokasvillisuuden alle samoissa ilmasto- ja reljeefoloissa ja samoilla kivillä muodostuu erilaisia ​​maaperää.

Metsäkasvillisuus on monivuotinen kasvillisuus, joten sen jäännökset saapuvat pääasiassa maan pinnalle maaperän kuivikkeena, josta metsäpeite muodostuu. Vesiliukoiset hajoamistuotteet pääsevät maaperän mineraalikerrokseen. Metsän biologisen kierron piirre on monivuotisessa biomassassa merkittävän typpi- ja tuhkan kasviravinteiden pitkäaikainen säilyminen ja niiden poissulkeminen vuotuisesta biologisesta kierrosta. Erilaisissa luonnonoloissa muodostuu erilaisia ​​metsiä, mikä määrää maanmuodostusprosessin luonteen ja siten muodostuvan maaperän tyypin.

Nurmikasvillisuus muodostaa maaperään tiiviin ohuiden juurien verkoston, joka kietoutuu koko maaprofiilin yläosan, jonka biomassa yleensä ylittää maanpäällisen osan biomassan. Koska ruohokasvillisuuden maanpäällinen osa on ihmisten vieraantunut ja eläinten syömä, pääasiallinen orgaanisen aineen lähde ruohokasvillisuuden alla olevassa maaperässä on juuri. Juurijärjestelmät ja niiden kostutustuotteet rakentuvat profiilin yläjuuren asuttaman osan, johon vähitellen muodostuu ravintoainerikas humushorisontti. Prosessien intensiteetti määräytyy luonnonolosuhteiden mukaan, koska ruohomuodostelmien tyypistä riippuen muodostuvan biomassan määrä ja biologisen kierron intensiteetti ovat erilaisia. Siksi erilaisissa luonnonolosuhteissa nurmikasvillisuuden alle muodostuu erilaisia ​​maaperää. Sammal-jäkäläkasvillisuudelle on ominaista, että sillä on korkea kosteuskapasiteetin ansiosta alhainen aktiivisuus biologisessa kierrossa. Tästä syystä suojellaan kuolevia kasvitähteitä, jotka riittävällä ja liiallisella kosteudella muuttuvat turpeeksi, ja jatkuvassa kuivumisessa tuulen mukana kulkeutuvat helposti pois.

Mikro-organismit. (Mikro-organismien rooli maaperän muodostumisessa ei ole yhtä merkittävä kuin kasvien rooli. Pienestä koostaan ​​huolimatta niillä on suuresta määrästä johtuen valtava kokonaispinta-ala ja siksi ne ovat aktiivisesti kosketuksissa maaperän kanssa. E. N. Mishustinin mukaan 1 hehtaaria peltomaakerrosta kohden aktiivisten bakteerien pinta-ala saavuttaa 5 miljoonaa m 2. Lyhyen elinkaaren ja korkean lisääntymisnopeuden vuoksi mikro-organismit rikastavat maaperää suhteellisen nopeasti merkittävällä määrällä orgaanista ainesta) I. V. Tyurinin laskelmien mukaan vuotuinen kuiva-aineen saanti maaperään voi olla 0,6 tha. (Tällä proteiinipitoisella biomassalla, joka sisältää paljon typpeä, fosforia, kaliumia, on suuri merkitys maanmuodostukselle ja maaperän hedelmällisyyden muodostumiselle.

Mikro-organismit ovat aktiivinen tekijä, jonka toiminta liittyy orgaanisten aineiden hajoamisprosesseihin ja niiden muuttumiseen maaperän humukseksi. Mikro-organismit sitovat ilmakehän typpeä. Ne erittävät entsyymejä, vitamiineja, kasvua ja muita biologisia aineita. Kasvien ravinteiden saanti maaliuokseen ja sitä kautta maaperän hedelmällisyys riippuvat mikro-organismien aktiivisuudesta.

Yleisin maaperän mikro-organismityyppi ovat bakteerit. Niiden määrä vaihtelee useista sadasta tuhansista miljardeihin grammaa kohden. Ravitsemusmenetelmästä riippuen bakteerit jaetaan heterotrofisiin ja autotrofisiin.

Heterotrofiset bakteerit käyttää hiiltä orgaanisista yhdisteistä hajottaen orgaaniset jäännökset yksinkertaisiksi mineraaliyhdisteiksi.

Autotrofiset bakteerit imevät hiiltä ilmakehän hiilidioksidista ja hapettavat heterotrofien toiminnan aikana muodostuneita alihapettuneita mineraaliyhdisteitä.

Hengityksen tyypin perusteella bakteerit jaetaan aerobisiin, jotka kehittyvät molekyylihapen läsnä ollessa, ja anaerobisiin, jotka eivät vaadi evoluutioikseen vapaata happea.

Suurin osa bakteereista kehittyy parhaiten neutraalissa ympäristössä. Happamassa ympäristössä ne eivät ole aktiivisia.

Actinomycetes (homebakteerit tai säteilevät sienet) niitä löytyy maaperistä pienempiä määriä kuin muita bakteereja; ne ovat kuitenkin hyvin erilaisia, ja niillä on tärkeä rooli maanmuodostusprosessissa. Aktinomykeetit hajottavat maaperässä olevaa selluloosaa, ligniiniä, humusta ja osallistuvat humuksen muodostumiseen. Ne kehittyvät paremmin maaperässä, jossa on neutraali tai lievästi emäksinen reaktio, runsaasti orgaanista ainesta ja hyvin viljelty.

Sienet- saprofyytit - heterotrofiset organismit. Niitä löytyy kaikista maaperistä. Sienet, joilla on haarautunut rihmasto, kietoutuvat tiiviisti orgaanista ainetta maaperään. Aerobisissa olosuhteissa ne hajottavat kuituja, ligniiniä, rasvoja, proteiineja ja muita orgaanisia yhdisteitä. Sienet osallistuvat maaperän humuksen mineralisaatioon.

Sienet voivat symbioosissa kasvien kanssa muodostaa sisäisiä tai ulkoisia mykorritsoja. Tässä symbioosissa sieni saa hiiliravintoa kasvista ja itse toimittaa kasville typpeä, joka muodostuu typpeä sisältävien orgaanisten yhdisteiden hajoamisen aikana maaperässä.

Merilevä levinnyt kaikkeen maaperään, pääasiassa pintakerrokseen. Niiden soluissa on klorofylliä, jonka ansiosta ne pystyvät absorboimaan hiilidioksidia ja vapauttamaan happea.

Levät osallistuvat aktiivisesti kiven rapautumisprosesseihin ja maanmuodostuksen primaariprosessiin.

Jäkälät luonnossa ne kehittyvät yleensä köyhillä maaperällä, kivisillä alustoilla, mäntymetsissä, tundralla ja autiomaassa.

Jäkälä on sienen ja levien symbioosi. Jäkälälevä syntetisoi sienen käyttämää orgaanista ainetta ja sieni toimittaa levälle vettä ja siihen liuenneita mineraaleja.

Jäkälät tuhoavat kiven biokemiallisesti - liukenemalla ja mekaanisesti - pintaan tiukasti yhteensulautuneiden hyfien ja thallin (jäkäläkappaleen) avulla.

Siitä hetkestä lähtien, kun jäkälät asettuvat kiville, alkaa voimakkaampi biologinen rapautuminen ja primaarinen maanmuodostus.

Alkueläimet maaperässä edustavat juurakot (amebat), siimapuut ja ripset. Ne ruokkivat pääasiassa maaperässä asuvia mikro-organismeja. Jotkut alkueläimet sisältävät protoplasmaan diffuusisesti liuennutta klorofylliä ja pystyvät imemään hiilidioksidia ja mineraalisuoloja. Jotkut lajit voivat hajottaa proteiineja, hiilihydraatteja, rasvoja ja jopa kuituja.

Alkueläinten toiminnan puhkeamiseen maaperässä liittyy bakteerien määrän väheneminen. Siksi on tapana pitää alkueläintoiminnan ilmenemistä hedelmällisyyden negatiivisena indikaattorina. Samaan aikaan jotkut tiedot osoittavat, että joissakin tapauksissa amebojen kehittyessä maaperässä assimiloituvien typen muotojen määrä kasvaa.

Maaperän mikro-organismit muodostavat monimutkaisen biokenoosin, jossa niiden eri ryhmät ovat tietyissä suhteissa, jotka muuttuvat maaperän muodostumisolosuhteiden muutoksista riippuen.

Mikrobibiosenoosien luonteeseen vaikuttavat vesiolosuhteet, ilma ja maaperän lämpöolosuhteet, ympäristön reaktio (hapan tai emäksinen), orgaanisten jäämien koostumus jne. Näin ollen maaperän kosteuden lisääntyminen ja huononeminen ilmastuksessa anaerobisten mikro-organismien aktiivisuus lisääntyy; Maaperän happamuuden lisääntyessä bakteerit estyvät ja sienet aktivoituvat.

Kaikki mikro-organismiryhmät ovat herkkiä ulkoisten olosuhteiden muutoksille, joten niiden toiminta on hyvin epätasaista ympäri vuoden. Erittäin korkeissa ja matalissa ilmanlämpötiloissa maaperän biologinen aktiivisuus jäätyy.

(Mikro-organismien elinolosuhteita säätelemällä voimme vaikuttaa merkittävästi maaperän hedelmällisyyteen. Varmistamalla peltokerroksen löysän koostumuksen ja optimaaliset kosteusolosuhteet, neutraloimalla maaperän happamuutta, edistämme nitrifikaation kehittymistä ja typen kertymistä, muiden aineiden mobilisoitumista ravinteita ja yleensä luovat suotuisat olosuhteet kasvien kehitykselle.)

Eläimet. Maaperän eläimistö on melko runsas ja monipuolinen, sitä edustavat selkärangattomat ja selkärankaiset.

Selkärangattomien aktiivisimmat maanmuodostajat ovat lieroja. Charles Darwinista lähtien monet tutkijat panivat merkille heidän tärkeän roolinsa maaperän muodostumisprosessissa.

Kastematoja esiintyy lähes kaikkialla sekä viljellyssä että neitseellisessä maassa. Niiden määrä vaihtelee sadoista tuhansista useisiin miljooniin hehtaaria kohden. Lierot liikkuvat maaperän sisällä ja ruokkivat kasvijätteitä, ja ne osallistuvat aktiivisesti orgaanisten jäämien käsittelyyn ja hajotukseen ja kuljettavat valtavan maamassan läpi itsensä ruoansulatusprosessin aikana.

N.A. Dimon mukaan kasteluilla viljellyillä harmailla mailla madot heittävät vuosittain jopa 123 tonnia prosessoitua maata 1 hehtaarin alueelle ulosteen muodossa (koproliitit). Koproliitit ovat hyvin aggregoituneita kokkareita, jotka ovat rikastuneet bakteereista, orgaanisesta aineesta ja kalsiumkarbonaatista. S.I. Ponomarevan tutkimus on osoittanut, että kastematopäästöt pala-podzolic-maaperässä ovat neutraaleja ja sisältävät 20 % enemmän humusta ja imeytynyttä kalsiumia. Kaikki tämä viittaa siihen, että lierot parantavat maaperän fysikaalisia ominaisuuksia tehden niistä löysempiä, paremmin ilmaa ja vettä läpäiseviä, mikä lisää niiden hedelmällisyyttä.

Ötökät- muurahaiset, termiitit, kimalaiset, ampiaiset, kovakuoriaiset ja niiden toukat - osallistuvat myös maaperän muodostumiseen. Tekemällä lukuisia liikkeitä maaperässä ne löystävät maaperää ja parantavat sen vesi- ja fysikaalisia ominaisuuksia. Lisäksi kasvitähteillä ruokkimalla ne sekoittuvat maaperään, ja kuollessaan ne itse toimivat maaperän rikastamisen lähteenä orgaanisella aineella.

Selkärankaiset- liskot, käärmeet, murmelit, hiiret, gopherit, myyrät - tekevät hienoa työtä maaperän sekoittamisessa. Tehdessään kuoppia maaperään ne heittävät suuren määrän maata pintaan. Tuloksena olevat väylät (myyrämäet) täytetään maa- tai kivimassalla, ja maaprofiililla on pyöreä muoto, joka erottuu värin ja tiivistymisasteen perusteella. Aroalueilla kaivaavat eläimet sekoittuvat ylä- ja alahorisontteja niin paljon, että pintaan muodostuu tuberkuloottinen mikroreljeef, ja maaperälle on ominaista kaivettu (mooli) chernozem, kaivettu kastanjamaa tai harmaa maa.
lue sama