2. Почвенные водоросли.

Большинство почвенных водорослей - микроскопические организмы, однако, при активном развитии они легко обнаруживаются невооруженным глазом. На поверхности влажной почвы водоросли образуют зеленые и сине-зеленые корочки, пленки и войлокообразные налеты. Такое явление получило название «цветения почвы». Чаще оно бывает весной, когда много влаги и почва еще не покрыта растениями. В этот период на 1см² поверхности почвы может развиваться до 20 млн. клеток, а биомасса их достигает 1500 кг/га.

Так как водоросли - фотоавтотрофные организмы, то в общей биогеоценотической системе они наряду с растениями включаются в группировку первичных продуцентов органического вещества. Продуктивность водорослей в наземных биогеоценозах, существенно уступает высшим растениям. Вместе с тем их биомасса весьма подвижна, она быстро накапливается при благоприятных условиях и становится пищей для других почвенных микроорганизмов и животных. В ряде случаев почвенные водоросли выступают как важный источник органического вещества: в горных районах, где идет первичный почвообразовательный процесс, на изверженных вулканических породах, на рекультивируемых землях. С их деятельностью связывается генезис пустынных почв - такыров.

Малый биологический круговорот веществ и его значение для почвообразования.

В результате ежегодного поступления в почву растительных остатков и их последующего разложения формируется круговорот углерода, азота и зольных элементов, названный В.Р.Вильямсом малым биологическим круговоротом веществ, и стоявшим у истоков разработки этой проблемы.

Сущность биологического круговорота веществ заключается в следующем. Растения, произрастающие на почве, поглощают своей корневой системой разнообразные химические элементы, необходимые для построения тканей и важные для их жизнедеятельности. Растения способны поглощать биофильные элементы не только из почвенного раствора, но и из различных химических соединений, в том числе из кристаллической решетки минералов. В дальнейшем эти элементы транспортируются в надземные органы растений. Минеральные элементы, накапливающиеся в надземных и подземных органах растений получили обобщающее название зольные элементы. После отмирания растений или их отдельных органов (листья, хвоя, ветки и т.д.) зольные элементы в составе органических остатков возвращаются в почву. В дальнейшем, после разложения растительного опада почвенной биотой, они переходят в почвенный раствор или, благодаря проявлению сорбционной способности почвы, включаются в состав ее твердой фазы, формируя фонд различных по доступности растениям элементов (обменные, необменные, органо-минеральные и т.д.). Высвобождающиеся при минерализации отмершего органического вещества химические элементы становятся доступными для следующих поколений однолетних или произрастающих многолетних растений, которые вовлекают в биологический круговорот и новые количества питательных веществ изначально входивших в состав горной породы.

Таким образом, благодаря растениям осуществляется перемещение главных биофильных и других поглощаемых элементов из различных, в том числе и глубоких, почвенных горизонтов на поверхность с последующим закреплением их в виде разнообразных минеральных и органо-минеральных соединений. В результате этого в верхней части почвенного профиля формируются органогенные горизонты, обогащенные органическим веществом, энергией и элементами минерального питания растений и биоты.

Древесная растительность, формирующая разнообразные лесные формации характеризуется следующими особенностями, отражающими ее роль в биологическом круговороте веществ и, соответственно, в почвообразовании:

1. основная часть фитомассы отличается долголетием (до 100-500 лет);

2. на долю сильно разветвленной корневой системы приходится 15-35% от общей биомассы, при этом 60-95% корней сосредоточено преимущественно в верхнем 30-сантиметровом слое почвы, хотя отдельные корни углубляются до 10 м.

3. ежегодное отчуждение незначительной части фитомассы преимущественно в виде наземного опада.

Для биологического круговорота в лесу характерно длительное выключение из него азота и зольных элементов, аккумулирующихся в многолетних органах деревьев и трансформация опада преимущественно на поверхности почвы с образованием лесной подстилки и разнообразных по составу водорастворимых органических, минеральных и органо-минеральных продуктов его разложения. В хвойных лесах, при средней зольности опада 1-2% в биологический круговорот ежегодно вовлекается 50-300 кг/га зольных элементов и азота, в широколиственных, зольность опада которых выше (2-7%) - 400-850 кг/га.

Травянистая растительность имеет следующие особенности:

1. укороченный жизненный цикл - 1-3 года;

2. ежегодное отчуждение с опадом от 40 до 100% биомассы, богатой азотом и зольными элементами;

3. значительная доля в составе опада корневых систем (до 90%), распространяющихся на глубину до 2-3 м (рис ). Благодаря этому основная часть опада локализуется на той или иной глубине почвенного профиля и трансформируется в условиях тесного контакта с минеральными компонентами почвы.

Существенно уступая лесным ценозам по емкости биологического круговорота веществ, травянистая растительность заметно превосходит их по его интенсивности, а следовательно и скорости обращения отдельных элементов в цикле биологического круговорота.

Роль зеленых растений в почвообразовании, не ограничивается биологическим круговоротом веществ и энергии. Они принимают непосредственное участие в трансформации минеральной части почвы, в формировании ее сложения и структуры, в регулировании водно-воздушного и теплового режимов.

В области сухих степей и полупустынь, при глубоком залегании уровня грунтовых вод, широко представлены полынные растительные группировки. При относительно невысокой зольности (4-8%), они характеризуются высоким (до 65%) содержанием натрия в составе золы, благодаря чему выступают как один из главных факторов солонцеватости почв. Произрастающие здесь же сухие и полусухие солянки отличаются высокой зольностью - 10-20% и 20-30% соответственно. Осуществляемый ими биогенный приток минеральных веществ, представленных, главным образом, сернокислым и отчасти хлористым натрием, способствует сохранению или развитию засоления почв.