Почва как лимитирующий фактор
Почва состоит из исходного материала, содержащего минеральный субстрат и органические элементы, в которых организмы и продукты их жизнедеятельности находятся в измельченном перемешанном состоянии. В образовании почвы особенно важна роль разнообразных живых организмов, способствующих развитию космического свойства почвы - плодородия. Это замечательное свойство почвы поддерживается благодаря закономерной миграции зольных химических элементов в системе "почва - растения - почва", названная биологическим, или малым, круговоротом. С геологическим, или большим, круговоротом связан процесс растворения и выноса питательных элементов из почвы в экосистемы гидросферы реки, озера, моря и океана, где они оседают в виде пластов различного рода пород. Таким образом, почва, постоянно взаимодействуя с другими элементами природы, занимает важное место в общем круговороте веществ. Почвы вместе с организмами (животные, растения, микробы) образуют биогеоценозы, сложные экологические системы, обеспечивающие само существование жизни. Важнейшие функции биогеоценозов заключаются в непрерывно происходящем процессе биогенного накопления, трансформации и перераспределения поступающей на Землю солнечной энергии, а также в поддержании на планете Земля круговорота химических элементов, особенно таких биофилов, как кислород, водород, углерод, азот, фосфор, сера, кальций, медь, цинк, кобальт, йод и другие.
Если рассмотреть разрез почвы (рис.3.1), например, стенку глубокой траншеи или крутой обрыв речного берега, то легко различить хорошо выраженные слои разного цвета - так называемые почвенные горизонты, образующие почвенный профиль.|
Рис.3.1. Вертикальный разрез почвенной толщи (профиль почвы) |
Верхний горизонт "А", гумусовый, состоит из мелкодисперсного органического материала, образовавшегося в процессе гумификации из отмерших растений и животных. (Гумусовые вещества - устойчивые конечные продукты разложения, которые представляют собой обязательный компонент всех экосистем).
Второй крупный горизонт "В" состоит из минеральной почвы, хорошо перемешанной с измельченной материнской породой.
Третий горизонт "С" - это в основном неизменная материнская порода, представляющая собой коренную породу, распавшуюся на обломки (или перенесенную водой, ледниками, ветром). Это основные составные части почвы. В разделе "Почва и ее загрязнение" мы рассмотрим более широкий спектр почвенных горизонтов.
Эрозия почвы (от лат. erosia - разъединение) - многообразные процессы разрушения и сноса почвенного покрова или почвообразующих пород.
Различают эрозии почвы: ветровую, или дефляцию, водную, техническую и ирригационную (разновидность водной). Иногда ветровую эрозию называют эоловой (Эол - греческий бог ветров).
Наиболее распространенной и наносящей особый ущерб фондам почв является водная эрозия, которая возникает в основном на наклонных плоскостях, подверженных разрушению почв при смыве ее талыми, дождевыми и ливневыми водами. Ирригационная эрозия развивается в результате нарушения правил полива на земельных участках, требуемых орошения. Под ветровой эрозией, или дефляцией, понимают развеивание верхних горизонтов почвы в периоды сильных ветров. При этом почва теряет мелкие частицы, с которыми выносятся химические вещества, имеющие большое значение для плодородия.
Разрушение почвы под воздействием транспорта, сельскохозяйственных машин и землеройной техники получило название технической эрозии. Урожаи сокращаются и делаются хуже по качеству из-за уплотнения почвы, вызываемого интенсивной эксплуатацией на полях все более мощной и тяжелой сельскохозяйственной техники: тракторов, хлебоуборочных, овощеуборочных и других комбайнов.
Кроме того, почти половина всех орошаемых земель мира в той или иной степени страдает от засоления почв (накопления соли) или ощелачивания (накопления щелочей), рис.3.2. В нормальных условиях почва содержит различные соли, в том числе угольной кислоты: углекислый натрий (Na2CO3), углекислый магний (MgCO3), углекислый кальций (CaCO3, Na2SO4) и другие. Некоторые из них, особенно натриевые соли, значительно ухудшают плодородие почвы. Основной причиной засоления почв в естественных условиях являются грунтовые воды, насыщенные солями. Если грунтовые воды находятся на небольшой глубине, они в жаркие дни поднимаются по почвенным капиллярам и испаряются, оставляя на поверхности почвы все растворенные до этого в воде соли.
Рис.3.2. Засоленные и заболоченные почвы
Для устранения причин, вызывающих эрозию, необходим комплекс мероприятий, требующих научного, инженерно-экологического и экономического обоснования для каждого конкретного района страны. Экологи считают, что, в конечном счете, судьба почвенной экосистемы зависит от готовности общества отказаться от "сиюминутных" выгод ради создания гармоничных агросистем, ведущих к выгодам долговременным.