2. Роль почвенного покрова в жизни Земли.

Значение почвенного покрова заключается в следующем:

1. Аккумуляция энергии. Ежегодно вся наземная растительность, произрастающая на почвах, аккумулирует в процессе фотосинтеза громадные количества солнечной энергии. Максимальное усвоение растениями солнечной энергии 1,5 – 2 %, с/х растения усваивают до 5 %.

2. Почвенный покров является наиболее активной частью биосферы, т.к. населен большим количеством разнообразных живых организмов.

Все наземные животные в конечном итоге получают пищу благодаря почвам, которые являются местом обитания всех наземных растений.

3. Почва поддерживает определенный газовый режим атмосферы земли. Т.к. газовый режим атмосферы регулируется системой: животные-растения; микроорганизмы почвы; мировой океан

4. Участвуют в круговороте воды на Земном шаре, включая важнейшее звено – почвенную влагу. Через почву просачивается атмосферная влага, часть воды испаряется, часть стекает в реки и т.д. – неотъемлемая часть в круговороте воды.

5. Участвует в формировании осадочных пород земной коры и изменении их минералогического состава. Образование торфа, болотной руды – это результат почвенных процессов.

6. Почва обеспечивает существование человека, т.к. производит урожай растительного вещества, т.е. основного энергетического, биологического продукта, употребляемого человеком в пищу.

Свойства почв и пород учитываются при строительстве зданий, дорог, аэродромов и т.д.

Избыток или недостаток некоторых элементов в почвах сказывается на содержании этих элементов в растениях и животной пище, и вызывают заболевания.

3.Этапы почвообразования.

Горные породы и минералы на поверхности земли разрушаются под влиянием колебаний температуры, атм. осадков, газов, химич. и биохимич. процессов, связанных с деятельностью живых организмов и др.

Процессы разрушения и изменения поверхностных пород земной коры называется выветривание. Различают: физическое, химическое и биологическое выветривание.

1. Физическое выветривание – это процесс механического дробления горных пород и минералов на обломки разной величины и формы, без изменения их химич. и минералогич. состава. Оно осуществляется под действием ветра, воды, суточных и сезонных колебаний температуры. Г.п.обладают св-вом расширяться при нагревании и сжиматься при охлаждении. Под влиянием нагревания и охлаждения г.п. покрываются сетью трещин. В трещины попадает вода, кот. создает сильные капиллярные давления и следовательно способствует разрушению пород. При замерзании эта вода увеличивается в объеме и с еще большей силой давит на стенки трещин, расширяя их. В результате порода распадается на обломки размером от глыб до песчинок, эта раздробленная порода наз-ся рухляк.

Рухляк в отличие от исходной г.п. приобретает новые качества: проницаемость для воды и воздуха. В результате выветривания увеличивается удельная поверхность соприкосновения г.п. с окружающей средой и это создает условия для активного химического выветривания.

2. Химическое – это изменение и разрушение г.п. и минералов под влиянием химич. процессов с образованием новых минералов и соединений. Факторами химич. выветривания явл-ся вода, CO₂, O₂ и температура.

Самый активный – вода, т.к. в ней легко раствор. некоторые минералы (каменная соль). Однако, вода, насыщенная CO₂ , способна энергично разлагать г.п. (угольная к-та), образуя новые соединения.

Основные химич. реакции, которые при этом происходят:

1. Гидролиз – катионы гидролизующ. соединения замещаются на ионы водорода.

2. Гидратация – обводнение минералов.FeO₃ + H₂O = Fe₂O₃^.3H₂O

3. Окисление под действием воды и кислорода воздуха.

Химич. выветривание зависит от температуры, т.к. с увеличением температуры на каждые 10⁰С химич. реакция ускоряется в 2-2,5 раза.

3. Биологическое – это процесс механического разрушения и химич. изменения г.п. и минералов под действием растений, животных и продуктов их жизнедеятельности. Микроорганизмы и корни растений выделяют во внешнюю среду CO₂ и к-ты, кот. разрушают минералы (лимонная, щавелевая). Корни древесных растений, проникая по небольшим трещинам в глубь, способствуют механич. разрушению г.п. Также корни выделяют органич. к-ты, способствующие усвоению растениями элементов минерального питания.

В результате выветривания г.п. приобретают ряд новых качеств: пропускает и задерживает воду, т.е. становиться водопроницаемой и влагоемкой; поглощает различные соединения; в ней появляются элементы минерального питания в доступной для растений форме; накапливание органического вещ-ва.

Продукты выветривания минералов и г.п., как правило, остаются на месте своего образования, но могут перемещаться ветром, водой и ледниками.

Почвообразовательный процесс. В процессе выветривания г.п. вначале превращается в рухляк, а затем в материнскую почвообраз. породу. Однако, только химические или физические процессы выветривания не могут превратить г.п. в почву. Они лишь подготавливают ее к процессу почвообразования. Постепенно в рухляке появляются микроорганизмы, растения и животные и в процессе их жизнедеятельности накапливается орг. вещ-во, следовательно, в поверхностных слоях г.п. происходит аккумуляция энергии солнечных лучей, зольных элементов и азота.Процесс заселения рухляка происходит постепенно, причем, наблюдается смена одних растительных сообществ другими. Сначала поселяются низшие организмы, среди кот. выделяют автотрофные бактерии и микроскопические водоросли. Эти низшие растения извлекают из породы труднодоступные химич. соединения, связывают азот и тем самым создают условия для поселения новых более сложных растений. Высшие растения корнями извлекают из рухляка необходимые химич. элементы, осуществляют фотосинтез, создают из поглощенных вещ-в органич. соединения и концентрируют их в своих тканях. После отмирания живых организмов часть разложившихся остатков идет на синтез новых сложных органич. вещ-в, кот. закрепляются в почве в виде гумусовых вещ-в, а др. часть минерализуется при помощи микроорганизмов и возвращаются в окружающую среду в форме мин. соединений и эти вещ-ва явл-ся источником пищи для новых более сложных микроорганизмов и растений. Т.о. в результате постоянного синтеза и разрушения органич. вещ-ва происходит круговорот углерода, азота, элементов зольной пищи в системе почва – растения – почва. Это называется малым или биологическим круговоротом вещ-в.

В результате в верхних слоях почвы концентрируются элементы питания растений: N, P, S, Ca, K, Mg и др., а материнская порода приобретает новые качества – плодородие, кот. свойственно только почве.

При выветривании горных пород значительная часть взвешенных и растворенных в воде частиц выносится из почвы вначале в ручьи, затем в реки, моря и океаны, на дне кот. образуется мощный слой осадочных пород. Эти осадочные породы в процессе геологических изменений могут оказаться на поверхности и вновь выветриваться. Такой круговорот вещ-в в природе, повторяющийся через геологически длительное время, наз-ся большим или геологическим круговоротом вещ-в. Следовательно, чем меньше элементов вовлекается в геологический круговорот, тем больше элементов накапливается в корнеобитаемом слое и тем выше плодородие почв.

Почвообразование – это совокупность явлений образования, изменения и передвижения вещ-в и энергии, протекающих в верхнем слое материнской породы, превращающихся в почву. Факторами или агентами этого процесса явл-ся растения, живые организмы и продукты их жизнедеятельности, вода, CO₂ и О₂, кот. действуют неодинаково в различных природных зонах. Это приводит к образованию в каждой природной зоне типичных только для нее почв с характерными св-вами и режимами.

Завершающий этап почвообразования включает следующие превращения:

1. образовалось новое органич. вещ-во – гумус. 2. существенно возросло содержание биофильных элементов и их доступность растениям в верхних частях породы, в том числе за счет перекачки корнями растений элементов из нижних слоев в верхние. В результате в почвах устанавливается определенный пищевой режим. 3. сформировалось важное св-во почв – поглотительная способность, кот. определяется коллоидными св-вами органич. и минеральных частей твердой фазы почв, ее пористостью, рекреационной способностью тв. фазы и почвенного раствора и особенностями усвоения элементов живыми организмами. 4. установилась реакция почв кислая или щелочная. Установились определенные восстановительные процессы или окислительно-восстановительный потенциал. Определился ионный состав почвенного р-ра. 5. образовались микро- и макроструктуры, в результате склеивания природными органическими, кальциевыми и др. растворами частичек тв. фазы почв в комочки разной величины, устойчивые к физическому разрушению и водой. 6. установились водные, воздушные, тепловые св-ва и режимы почв в соответствии с климатическими условиями, гранулометрическим составом, плотностью и др. св-вами. 7. сформировались опред. микробные ценозы, с различным соотношением групп микроорганизмов, численностью микрофлоры в зависимости от вида растительности, содержания и состава органич. вещ-ва в почве и ее растворе.

8. благодаря живым организмам (растениям и микробам) сформировался почвенный ферментативный комплекс (св-ва биологической активности почв).

Совокупность этого комплекса св-в и режимов в целом и называется плодородие.

Почвы, их св-ва и режимы не остаются неизменными, такими они явл-ся только на современном этапе развития, т.е. эволюция почв продолжается. Т.о. в процессе почвообразования изменился внешний вид почвообразующей породы и произошла дифференциация (разделение, расслоение) материнской породы на слои или генетические горизонты, обладающие разными внешними и химич. св-вами. В почвах каждой природной зоны образовались свои генетические горизонты, определенные сочетания кот. образуют профиль почв.