Einführung

Auf unserem Planeten lassen sich mehrere Hauptlebensräume unterscheiden, die sich hinsichtlich der Lebensbedingungen stark unterscheiden: Wasser, Bodenluft, Boden. Die Lebensräume sind auch die Organismen selbst, in denen andere Organismen leben.

Das erste Medium des Lebens war Wasser. In ihr entstand das Leben. Mit der historischen Entwicklung begannen viele Organismen, die Boden-Luft-Umgebung zu bevölkern. Infolgedessen entstanden Landpflanzen und -tiere, die sich weiterentwickelten und sich an neue Existenzbedingungen anpassten.

Während des Lebens von Organismen und der Einwirkung von Faktoren der unbelebten Natur (Temperatur, Wasser, Wind usw.) an Land verwandelten sich die Oberflächenschichten der Lithosphäre allmählich in Erde, in eine Art von gemäß V.I. Aktivitäten lebender Organismen und Faktoren ihrer Umgebung.

Der Boden wurde sowohl von Wasser- als auch von Landorganismen bewohnt, wodurch ein spezifischer Komplex seiner Bewohner entstand.

Boden als Lebensraum

Der Boden ist fruchtbar - er ist das günstigste Substrat oder der Lebensraum für die überwiegende Mehrheit der Lebewesen - Mikroorganismen, Tiere und Pflanzen. Bezeichnend ist auch, dass der Boden (das Land der Erde) in Bezug auf seine Biomasse fast 700-mal größer ist als der Ozean, obwohl der Landanteil weniger als 1/3 der Erdoberfläche ausmacht. Der Boden ist eine oberflächliche Landschicht, die aus einer Mischung von mineralischen Substanzen besteht, die aus der Zersetzung von Gesteinen gewonnen werden, und organischen Substanzen, die aus der Zersetzung von Pflanzen- und Tierresten durch Mikroorganismen resultieren. In den Oberflächenschichten des Bodens leben verschiedene Organismen, die die Überreste toter Organismen zerstören (Pilze, Bakterien, Würmer, kleine Arthropoden usw.). Die lebhafte Aktivität dieser Organismen trägt zur Bildung einer fruchtbaren Bodenschicht bei, die für die Existenz vieler Lebewesen geeignet ist. Der Boden kann als Übergangsmedium zwischen der Boden-Luft-Umgebung und dem Wasser für die Existenz lebender Organismen angesehen werden. Boden ist ein komplexes System, das aus einer festen Phase (Mineralpartikel), einer flüssigen Phase (Bodenfeuchte) und einer gasförmigen Phase besteht. Das Verhältnis dieser drei Phasen bestimmt die Eigenschaften des Bodens als Lebensraum.

Funktion des Bodens als Lebensraum

Der Boden ist eine lockere, dünne Oberflächenschicht, die mit der Luft in Kontakt steht. Trotz ihrer geringen Dicke spielt diese Erdhülle eine entscheidende Rolle bei der Ausbreitung des Lebens. Der Boden ist nicht nur ein fester Körper, wie die meisten Gesteine ​​der Lithosphäre, sondern ein komplexes Dreiphasensystem, in dem feste Partikel von Luft und Wasser umgeben sind. Es ist von Hohlräumen durchzogen, die mit einem Gemisch aus Gasen und wässrigen Lösungen gefüllt sind, und daher bilden sich in ihm äußerst unterschiedliche Bedingungen, die für das Leben vieler Mikro- und Makroorganismen günstig sind.

Im Boden werden Temperaturschwankungen im Vergleich zur Oberflächenschicht der Luft geglättet, und das Vorhandensein von Grundwasser und das Eindringen von Niederschlägen schaffen Feuchtigkeitsreserven und sorgen für ein Feuchtigkeitsregime, das zwischen der aquatischen und der terrestrischen Umgebung liegt. Der Boden konzentriert Reserven an organischen und mineralischen Substanzen, die von absterbender Vegetation und Tierkadavern geliefert werden. All dies bestimmt die hohe Sättigung des Bodens mit Leben. Die Heterogenität der Bodenverhältnisse ist in vertikaler Richtung am stärksten ausgeprägt.

Mit zunehmender Tiefe ändern sich einige der wichtigsten Umweltfaktoren, die das Leben der Bodenbewohner beeinflussen, dramatisch. Dies bezieht sich zunächst auf die Struktur des Bodens. Darin werden drei Haupthorizonte unterschieden, die sich in morphologischen und chemischen Eigenschaften unterscheiden: 1) der obere Humusakkumulationshorizont A, in dem sich organisches Material ansammelt und umwandelt und von dem ein Teil der Verbindungen durch Waschwasser nach unten getragen wird; 2) den Intrusionshorizont oder illuvial B, wo sich die von oben ausgeschwemmten Substanzen absetzen und umwandeln, und 3) das Muttergestein oder C-Horizont, dessen Material in Erde umgewandelt wird.

Feuchtigkeit im Boden ist in verschiedenen Zuständen vorhanden: 1) gebunden (hygroskopisch und hauchdünn) wird fest von der Oberfläche der Bodenpartikel gehalten; 2) Kapillaren nehmen kleine Poren ein und können sich an ihnen entlang in verschiedene Richtungen bewegen; 3) die Schwerkraft füllt größere Hohlräume und sickert langsam unter dem Einfluss der Schwerkraft nach unten; 4) Dampf ist in der Bodenluft enthalten.

Schwankungen der Schnitttemperatur nur an der Bodenoberfläche. Hier können sie noch stärker sein als in der Bodenluftschicht. Mit jedem Zentimeter Tiefe werden jedoch tägliche und saisonale Temperaturänderungen in einer Tiefe von 1-1,5 m immer weniger sichtbar.

Die chemische Zusammensetzung des Bodens spiegelt die elementare Zusammensetzung aller an der Bodenbildung beteiligten Geosphären wider. Daher umfasst die Zusammensetzung jedes Bodens diejenigen Elemente, die sowohl in der Lithosphäre als auch in der Hydro-, Atmosphären- und Biosphäre verbreitet sind oder vorkommen.

Die Zusammensetzung der Böden umfasst fast alle Elemente des Periodensystems von Mendelejew. Die überwiegende Mehrheit von ihnen kommt jedoch in sehr geringen Mengen im Boden vor, sodass wir es in der Praxis nur mit 15 Elementen zu tun haben. Dazu gehören vor allem die vier Elemente des Organogens, also C, N, O und H, als Bestandteil organischer Substanzen, dann aus den Nichtmetallen S, P, Si und C1 und aus den Metallen Na, K, Ca, Mg , Al, Fe und Mn.

Die aufgeführten 15 Elemente, die die Grundlage der chemischen Zusammensetzung der gesamten Lithosphäre bilden, sind gleichzeitig im Ascheteil von Pflanzen- und Tierresten enthalten, der wiederum durch in der Bodenmasse dispergierte Elemente gebildet wird . Der quantitative Gehalt dieser Elemente im Boden ist unterschiedlich: O und Si sollten an erster Stelle stehen, A1 und Fe an zweiter Stelle, Ca und Mg an dritter Stelle und dann K und alle anderen.

Spezifische Eigenschaften: dichte Zugabe (fester Teil oder Skelett). Begrenzende Faktoren: Mangel an Wärme sowie Mangel oder Überschuss an Feuchtigkeit.

Boden Umwelt

Der Boden ist das Ergebnis der Aktivitäten lebender Organismen. Die im Boden-Luft-Umfeld lebenden Organismen führten zur Entstehung des Bodens als einzigartigem Lebensraum. Boden ist ein komplexes System, das aus einer festen Phase (Mineralpartikel), einer flüssigen Phase (Bodenfeuchte) und einer gasförmigen Phase besteht. Das Verhältnis dieser drei Phasen bestimmt die Eigenschaften des Bodens als Lebensraum.

Ein wichtiges Merkmal des Bodens ist auch das Vorhandensein einer bestimmten Menge an organischer Substanz. Es entsteht durch den Tod von Organismen und ist Teil ihrer Sekrete.

Bodenhabitatbedingungen bestimmen Bodeneigenschaften wie Luftsättigung, Feuchtigkeit, Wärmekapazität und thermisches Regime. Das thermische Regime ist im Vergleich zur Boden-Luft-Umgebung konservativer, insbesondere in großen Tiefen. Im Allgemeinen zeichnet sich der Boden durch ziemlich stabile Lebensbedingungen aus. Vertikale Unterschiede sind auch für andere Bodeneigenschaften charakteristisch, zum Beispiel hängt der Lichteinfall natürlich von der Tiefe ab. Viele Autoren bemerken die Zwischenstellung der Bodenlebensumgebung zwischen der aquatischen und der terrestrischen Luftumgebung. Im Boden sind Organismen mit Wasser- und Luftatmung möglich. Mikroorganismen sind in der gesamten Dicke des Bodens zu finden, und Pflanzen (hauptsächlich Wurzelsysteme) sind mit äußeren Horizonten verbunden. Bodenorganismen zeichnen sich durch besondere Organe und Bewegungsarten aus - das sind Körperformen (rund, wolfsartig, wurmartig); langlebige und flexible Abdeckungen; Verringerung der Augen und Verschwinden von Pigmenten.

Organismus Umwelt

Die Nutzung einiger Organismen durch andere als Lebensraum ist ein uraltes und weit verbreitetes Phänomen in der Natur.

Das Wachstum und die Entwicklung landwirtschaftlicher Pflanzen wird nicht nur durch das Vorhandensein der oben diskutierten Faktoren des Pflanzenlebens bestimmt, sondern auch durch die Bedingungen, unter denen sie wachsen und die die vollste Nutzung dieser Faktoren durch Pflanzen bestimmen. Alle diese Bedingungen können in drei Gruppen eingeteilt werden: Boden, d. h. Merkmale, Eigenschaften und Zustände bestimmter Böden, einzelne Bodenflächen, auf denen Feldfrüchte angebaut werden; klimatisch - Niederschlagsmenge und -art, Temperatur, Wetterbedingungen der einzelnen Jahreszeiten, insbesondere der Vegetationsperiode; organisatorisch - das Niveau der Landtechnik, der Zeitpunkt und die Qualität der Feldarbeit, die Wahl für den Anbau bestimmter Pflanzen, die Reihenfolge ihres Wechsels auf den Feldern usw.

Jede dieser drei Gruppen von Bedingungen kann entscheidend sein, um das Endprodukt von Kulturpflanzen in Form ihrer Ernte zu erhalten. Berücksichtigt man jedoch, dass die durchschnittlichen langjährigen klimatischen Bedingungen ortstypisch sind, dass Landwirtschaft auf hohem oder mittlerem Niveau der Landtechnik betrieben wird, wird deutlich, dass Bodenbeschaffenheit, Bodenbeschaffenheit und -regime bestimmend werden Bedingung für die Bildung der Ernte.

Die Haupteigenschaften von Böden, mit denen das Wachstum und die Entwicklung einzelner landwirtschaftlicher Pflanzen eng verbunden sind, sind chemische, physikalisch-chemische, physikalische und Wassereigenschaften. Sie werden durch die mineralogische und granulometrische Zusammensetzung, Bodengenese, Heterogenität der Bodenbedeckung und individuelle genetische Horizonte bestimmt und weisen eine gewisse zeitliche und räumliche Dynamik auf. Die spezifische Kenntnis dieser Eigenschaften, ihre Brechung durch die Ansprüche der landwirtschaftlichen Kulturpflanzen selbst, ermöglicht es, eine korrekte agronomische Beurteilung des Bodens abzugeben, d notwendige Verbesserungsmaßnahmen in Bezug auf einzelne landwirtschaftliche Kulturen oder eine Gruppe von Kulturen.

Zu den chemischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften von Böden gehören der Humusgehalt im Boden, die Reaktion der Bodenlösung, der Gehalt an beweglichen Formen von Aluminium und Mangan, die Gesamtreserven und der Gehalt an leicht zugänglichen Nährstoffen für Pflanzen, der Gehalt an leicht zugänglichen Nährstoffen lösliche Salze und absorbiertes Natrium in pflanzentoxischen Mengen usw.

Humus spielt eine wichtige und vielseitige Rolle bei der Bildung der agronomischen Eigenschaften von Böden: Er fungiert als Quelle für Pflanzennährstoffe und vor allem Stickstoff, beeinflusst die Reaktion der Bodenlösung, die Kationenaustauschkapazität und die Pufferkapazität von die Erde. Die Aktivitätsintensität der für Pflanzen nützlichen Mikroflora hängt mit dem Humusgehalt zusammen. Die Bedeutung der organischen Bodensubstanz für die Verbesserung ihres strukturellen Zustands, die Bildung einer agronomisch wertvollen Struktur – wasserbeständige poröse Aggregate – und für die Verbesserung des Wasser- und Lufthaushalts von Böden ist bekannt. Die Arbeiten vieler Forscher haben einen direkten Zusammenhang zwischen dem Humusgehalt in Böden und dem Ernteertrag aufgezeigt.

Einer der wichtigsten Indikatoren für den Zustand des Bodens und seine Eignung für den Anbau von Pflanzen ist die Reaktion der Bodenlösung. In Böden unterschiedlicher Art und Bewirtschaftungsgrad schwanken Säure und Alkalität der Bodenlösung in einem sehr weiten Bereich. Verschiedene Pflanzen reagieren unterschiedlich auf die Reaktion der Bodenlösung und entwickeln sich in einem bestimmten pH-Bereich am besten (Tabelle 11).

Die meisten Kulturpflanzen gedeihen, wenn die Bodenlösung nahezu neutral ist. Dazu gehören Weizen, Mais, Klee, Rüben, Gemüse - Zwiebeln, Salat, Gurken, Bohnen. Kartoffeln bevorzugen eine leicht saure Reaktion, Steckrüben wachsen gut auf sauren Böden. Die untere Grenze der Reaktion der Bodenlösung für das Wachstum von Buchweizen, Teestrauch und Kartoffeln liegt zwischen pH 3,5 und 3,7. Die obere Wachstumsgrenze liegt laut D. N. Pryanishnikov für Hafer, Weizen und Gerste innerhalb des pH-Werts der Bodenlösung von 9,0, für Kartoffeln und Klee - 8,5, Lupine - 7,5. Kulturen wie Hirse, Buchweizen und Winterroggen können sich in einem ziemlich breiten Bereich von Bodenlösungsreaktionswerten erfolgreich entwickeln.

Die ungleiche Genauigkeit landwirtschaftlicher Kulturen gegenüber der Reaktion der Bodenlösung erlaubt es uns nicht, einen einzigen pH-Bereich als optimal für alle Böden und alle Arten von Kulturen anzusehen. Es ist jedoch praktisch unmöglich, den pH-Wert des Bodens für jede einzelne Kultur zu regulieren, insbesondere wenn die Kulturen auf den Feldern rotiert werden. Daher wird der pH-Bereich bedingt gewählt, der den Anforderungen der Hauptkulturen der Zone nahe kommt und die besten Bedingungen für die Verfügbarkeit von Nährstoffen für Pflanzen bietet. In Deutschland wird ein solches Intervall als Bereich von 5,5 bis 7,0 akzeptiert, in England von 5,5 bis 6,0.

Während des Wachstums und der Entwicklung von Pflanzen ändert sich ihr Verhältnis zur Reaktion der Bodenlösung etwas. Am empfindlichsten reagieren sie in der frühen Phase ihrer Entwicklung auf Abweichungen vom optimalen Intervall. Daher ist eine Säurereaktion in der ersten Periode des Pflanzenlebens am zerstörerischsten und wird in den folgenden Perioden weniger schädlich oder sogar harmlos. Für Lieschgras ist die empfindlichste Zeit für die Säurereaktion etwa 20 Tage nach der Keimung, für Weizen und Gerste - 30 Tage, für Klee und Luzerne - etwa 40 Tage.

Die direkte Wirkung der Säurereaktion auf Pflanzen ist mit einer Verschlechterung der Synthese von Proteinen und Kohlenhydraten in ihnen und der Anhäufung einer großen Menge an Monosacchariden verbunden. Der Prozess der Umwandlung letzterer in Disaccharide und andere komplexere Verbindungen wird verzögert. Die saure Reaktion der Bodenlösung verschlechtert den Nährstoffhaushalt des Bodens. Die günstigste Reaktion für die Aufnahme von Stickstoff durch Pflanzen ist pH 6-8, Kalium und Schwefel - 6,0-8,5, Kalzium und Magnesium - 7,0-8,5, Eisen und Mangan - 4,5-6,0, Bor, Kupfer und Zink - 5-7 , Molybdän - 7,0-8,5, Phosphor - 6,2-7,0. In einer sauren Umgebung bindet sich Phosphor in schwer zugängliche Formen.

Ein hoher Nährstoffgehalt im Boden schwächt die negative Wirkung der Säurereaktion ab. Phosphor „neutralisiert“ physiologisch die schädliche Wirkung von Wasserstoffionen in der Pflanze selbst. Die Wirkung der Reaktion von Böden auf Pflanzen hängt vom Gehalt an löslichen Kalziumformen im Boden ab, je mehr es ist, desto weniger Schaden wird durch erhöhten Säuregehalt verursacht.

Die Säurereaktion bewirkt eine Unterdrückung der Aktivität der nützlichen Mikroflora und aktiviert oft die schädliche Mikroflora im Boden. Eine starke Versauerung des Bodens geht mit der Unterdrückung des Nitrifikationsprozesses einher und hemmt daher den Übergang von Stickstoff von einem unzugänglichen in einen pflanzenverfügbaren Zustand. Bei einem pH-Wert von weniger als 4,5 hören Knöllchenbakterien auf, sich auf Kleewurzeln zu entwickeln, und auf Luzernewurzeln stellen sie ihre Aktivität bereits bei einem pH-Wert von 5 ein Umwandlung von Phosphor aus unzugänglichen und schwer zugänglichen Formen in verdauliche, für Pflanzen leicht zugängliche Formen. Dadurch sinkt die Akkumulation von biologisch gebundenem Stickstoff sowie verfügbaren Phosphorverbindungen.

In besonders engem Zusammenhang steht die Reaktion der Umwelt mit den mobilen Formen von Aluminium und Mangan im Boden. Je saurer der Boden ist, desto beweglicher sind Aluminium und Mangan darin, die das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen beeinträchtigen. Der Schaden von Aluminium in seiner mobilen Form übersteigt oft den Schaden, der direkt durch die tatsächliche Säure, Wasserstoffionen, verursacht wird. Aluminium stört die Prozesse der Legung der Geschlechtsorgane, der Befruchtung und Kornfüllung sowie des Stoffwechsels in Pflanzen. In Pflanzen, die auf Böden mit einem hohen Gehalt an beweglichem Aluminium wachsen, nimmt der Gehalt an Zuckern oft ab, die Umwandlung von Monosacchariden in Saccharose und komplexere organische Verbindungen wird gehemmt und der Gehalt an Nicht-Protein-Stickstoff und den Proteinen selbst steigt stark an. Mobiles Aluminium verzögert die Bildung von Phosphotiden, Nukleoproteinen und Chlorophyll. Es bindet Phosphor im Boden und beeinträchtigt die Vitalaktivität von Mikroorganismen, die für Pflanzen nützlich sind.

Pflanzen reagieren unterschiedlich empfindlich auf den Gehalt an beweglichem Aluminium im Boden. Einige tolerieren relativ hohe Konzentrationen dieses Elements ohne Schaden, während andere bei denselben Konzentrationen sterben. Hafer, Lieschgras haben eine hohe Resistenz gegen bewegliches Aluminium, Mais, Lupine, Hirse, Chumiza haben eine mittlere Resistenz, Sommerweizen, Gerste, Erbsen, Flachs, Rüben zeichnen sich durch eine erhöhte Empfindlichkeit aus, und die empfindlichsten sind Zucker- und Futterrüben, Klee, Luzerne, Winterweizen.

Die Menge an mobilem Aluminium im Boden hängt stark vom Grad seiner Bewirtschaftung und von der Zusammensetzung der verwendeten Düngemittel ab. Die systematische Kalkung der Böden, der Einsatz organischer Düngemittel führen zu einer Abnahme und sogar zum vollständigen Verschwinden von beweglichem Aluminium in Böden. Eine hohe Versorgung der Pflanzen mit Phosphor und Calcium in den ersten 10-15 Tagen, wenn Pflanzen am empfindlichsten auf Aluminium reagieren, schwächt dessen negative Wirkung deutlich ab. Dies ist insbesondere einer der Gründe für die hohe Wirkung der Reihenapplikation von Superphosphat und Kalk auf sauren Böden.

Mangan ist eines der Elemente, die von Pflanzen benötigt werden. In einigen Böden reicht es nicht aus, und in diesem Fall werden Mangandünger ausgebracht. In sauren Böden ist Mangan oft im Überschuss vorhanden, was seine negative Wirkung auf Pflanzen hat. Eine große Menge an mobilem Mangan stört den Kohlenhydrat-, Phosphat- und Proteinstoffwechsel in Pflanzen, wirkt sich negativ auf die Bildung von Geschlechtsorganen, Befruchtungsprozesse und Kornfüllung aus. Eine besonders starke negative Wirkung von Mobilmangan wird während der Überwinterung von Pflanzen beobachtet. Entsprechend ihrer Anfälligkeit für den Gehalt an beweglichem Mangan im Boden werden Kulturpflanzen in der gleichen Reihenfolge wie in Bezug auf Aluminium angeordnet. Timothy, Hafer, Mais, Lupinen, Hirse, Rüben sind sehr widerstandsfähig; empfindlich - Gerste, Sommerweizen, Buchweizen, Rübe, Bohnen, Tafelrüben; sehr empfindlich - Luzerne, Flachs, Klee, Winterroggen, Winterweizen. Bei Winterkulturen zeigt sich eine hohe Empfindlichkeit nur während ihrer Überwinterung.

Die Menge an mobilem Mangan hängt vom Säuregehalt des Bodens, seiner Feuchtigkeit und Belüftung ab. Im Allgemeinen gilt: Je saurer der Boden, desto mehr bewegliches Mangan enthält er. Sein Gehalt steigt bei übermäßiger Feuchtigkeit und schlechter Bodenbelüftung stark an. Deshalb ist im zeitigen Frühjahr und im Herbst, wenn die Luftfeuchtigkeit am höchsten ist, viel bewegliches Mangan in den Böden enthalten, im Sommer nimmt die Menge an beweglichem Mangan ab. Um überschüssiges Mangan zu beseitigen, werden Böden gekalkt, organische Düngemittel, Superphosphat auf Reihen und Löcher aufgetragen und überschüssige Bodenfeuchtigkeit beseitigt.

In vielen nördlichen Regionen gibt es eisenhaltige Solonchak-Böden und Solonchaks, die hohe Eisenkonzentrationen enthalten. Am schädlichsten für Pflanzen sind hohe Konzentrationen von Eisen(III)oxid in Böden. Landwirtschaftliche Pflanzen reagieren unterschiedlich auf hohe Konzentrationen an Gesamt-Eisenoxid (III). Sein Gehalt von bis zu 7% beeinflusst das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen praktisch nicht. Gerste wird durch den F2O3-Gehalt selbst bei 35 % nicht negativ beeinflusst. Wenn also orthosandrische Horizonte, die in der Regel nicht mehr als 7 % Eisen(III)-oxid enthalten, in den Pflughorizont eingebunden sind, wirkt sich dies nicht negativ auf die Pflanzenentwicklung aus. Gleichzeitig können Rudya-Neubildungen, die deutlich mehr Eisenoxid enthalten und beispielsweise in den Ackerhorizont eingebunden sind, wenn er vertieft wird, und den Gehalt an Eisenoxid darin um mehr als 35% erhöhen, negative Auswirkungen auf die haben Wachstum und Entwicklung landwirtschaftlicher Nutzpflanzen aus der Familie der Korbblütler ( Compositae) und Leguminosen.

Gleichzeitig ist zu beachten, dass Böden mit einem hohen Gehalt an Eisen(III)-oxid unter automorphen Bedingungen, die das Wachstum und die Entwicklung der Pflanzen nicht beeinträchtigen, potenziell gefährlich sind, wenn diese Böden zu stark befeuchtet werden. Unter solchen Bedingungen können Eisen(III)-Oxide in die Form von Eisen(II)-Oxid umgewandelt werden. Daher ist es in solchen Böden nicht akzeptabel, dass übermäßige Feuchtigkeit, Überflutung von Böden mehr als 12 Stunden für Getreidekulturen, 18 Stunden für Gemüse und 24 bis 36 Stunden für Gräser überschreiten.

So ist der Gehalt an Eisen(III)-oxiden in Böden bei optimalen Feuchtigkeitsbedingungen für Pflanzen unbedenklich. Während und nach der Überschwemmung solcher Böden können sie jedoch als Quelle erheblicher Mengen an Eisen(II)-oxid in die Bodenlösung gelangen, die Pflanzen hemmen oder sogar absterben lassen.

Unter den physikalisch-chemischen Eigenschaften von Böden, die das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen beeinflussen, haben die Zusammensetzung der austauschbaren Kationen und die Kapazität des Kationenaustauschs einen großen Einfluss. Austauschbare Kationen sind direkte Quellen von Elementen der mineralischen Ernährung von Pflanzen, bestimmen die physikalischen Eigenschaften von Böden, ihre Peptisierbarkeit oder Aggregation (austauschbares Natrium verursacht die Bildung einer Bodenkruste, verschlechtert den strukturellen Zustand des Bodens, während austauschbares Calcium zur Bildung beiträgt einer wasserbeständigen Struktur und deren Aggregation). Die Zusammensetzung austauschbarer Kationen in verschiedenen Bodentypen ist sehr unterschiedlich, was auf den Prozess der Bodenbildung, das Wasser-Salz-Regime und die menschliche Wirtschaftstätigkeit zurückzuführen ist. Fast alle Böden enthalten Calcium, Magnesium und Kalium in der Zusammensetzung der austauschbaren Kationen. Wasserstoff- und Aluminiumionen sind in Böden mit einem Auswaschungsregime und einer sauren Reaktion vorhanden, während Natriumionen in salzhaltigen Böden vorhanden sind.

Der Natriumgehalt in Böden (alkalisch, viele Solonchaks, Solonetz-Böden) trägt zu einer Erhöhung der Dispersion und Hydrophilie der festen Phase des Bodens bei, oft begleitet von einer Erhöhung der Bodenalkalität, wenn Bedingungen für die Dissoziation von austauschbarem Natrium vorliegen . In Gegenwart einer großen Menge leicht löslicher Salze in Böden, wenn die Dissoziation austauschbarer Kationen unterdrückt wird, führt selbst ein hoher Gehalt an austauschbarem Natrium nicht zum Auftreten von Anzeichen von Solonetsismus. Allerdings besteht in solchen Böden ein hohes Gefährdungspotential der Solonetzisierung, die beispielsweise beim Bewässern oder Spülen auftreten kann, wenn leicht lösliche Salze entfernt werden.

Die Zusammensetzung der unter natürlichen Bedingungen gebildeten austauschbaren Kationen kann sich während der landwirtschaftlichen Nutzung von Böden stark verändern. Die Zusammensetzung der austauschbaren Kationen wird stark durch die Anwendung von Mineraldünger, die Bewässerung von Böden und deren Entwässerung beeinflusst, was sich im Salzhaushalt der Böden widerspiegelt. Beim Gipsen und Kalken erfolgt eine gezielte Regulierung der Zusammensetzung der Austauschkationen.

In den südlichen Regionen können Böden unterschiedliche Mengen an leicht löslichen Salzen enthalten. Viele von ihnen sind für Pflanzen giftig. Dies sind Carbonate und Bicarbonate von Natrium und Magnesium, Sulfate und Chloride von Magnesium und Natrium. Soda ist besonders giftig, wenn es in Böden enthalten ist, selbst in kleinen Mengen. Leicht lösliche Salze beeinflussen Pflanzen auf unterschiedliche Weise. Einige von ihnen verhindern die Fruchtbildung, stören den normalen Ablauf biochemischer Prozesse, andere zerstören lebende Zellen. Außerdem erhöhen alle Salze den osmotischen Druck der Bodenlösung, wodurch es zur sogenannten physiologischen Trockenheit kommen kann, wenn Pflanzen die im Boden vorhandene Feuchtigkeit nicht aufnehmen können.

Das Hauptkriterium für den Salzhaushalt von Böden ist der Zustand der darauf wachsenden Pflanzen. Gemäß diesem Indikator werden die Böden je nach Salzgehalt in fünf Gruppen eingeteilt (Tabelle 12). Der Salzgehalt wird durch den Gehalt an leicht löslichen Salzen im Boden bestimmt, je nach Art des Bodensalzgehalts.

Unter den Ackerböden, insbesondere in der Taigawaldzone, sind Böden mit unterschiedlichem Staunässegrad, hydromorphe und halbhydromorphe Mineralböden weit verbreitet. Ein gemeinsames Merkmal solcher Böden ist ihre systematische, unterschiedlich lange, übermäßige Feuchtigkeit. Meistens ist es saisonal und tritt im Frühling oder Herbst und seltener im Sommer mit anhaltenden Regenfällen auf. Es gibt Staunässe im Zusammenhang mit der Einwirkung von Grund- oder Oberflächenwasser. Im ersten Fall wirkt sich übermäßige Feuchtigkeit normalerweise auf die unteren Bodenhorizonte aus, im zweiten Fall auf die oberen. Bei Feldfrüchten verursacht die Oberflächenfeuchte den größten Schaden. In der Regel nimmt der Ertrag von Winterkulturen auf solchen Böden in feuchten Jahren ab, insbesondere wenn der Bodenbearbeitungsgrad gering ist. In trockenen Jahren, mit allgemein zu wenig Feuchtigkeit während der Vegetationsperiode, können solche Böden höhere Erträge erzielen. Bei Sommerfrüchten, insbesondere Hafer, wirkt sich kurzzeitige Feuchtigkeit nicht negativ aus, und manchmal werden höhere Erträge festgestellt.

Übermäßige Bodenfeuchtigkeit verursacht die Entwicklung von Gley-Prozessen in ihnen, deren Manifestation mit dem Auftreten einer Reihe ungünstiger Eigenschaften für landwirtschaftliche Pflanzen in Böden verbunden ist. Die Entwicklung der Vergärung wird begleitet von der Reduktion von Eisen(III)- und Manganoxiden und der Akkumulation ihrer beweglichen Verbindungen, die die Entwicklung von Pflanzen beeinträchtigen. Es wurde festgestellt, dass, wenn ein normal feuchter Boden 2–3 mg bewegliches Mangan pro 100 g Boden enthält, sein Gehalt bei längerer übermäßiger Feuchtigkeit 30–40 mg erreicht, was für Pflanzen bereits toxisch ist. Übermäßig feuchte Böden sind durch die Akkumulation von stark hydratisierten Formen von Eisen und Aluminium gekennzeichnet, die aktive Adsorbentien von Phosphationen sind, d. h. in solchen Böden verschlechtert sich der Phosphathaushalt stark, was sich in einem sehr geringen Gehalt an leicht verfügbaren Phosphatformen ausdrückt zu Pflanzen und in der schnellen Umwandlung verfügbarer Phosphate und löslicher Phosphatdünger in schwer zugängliche Formen.

In sauren Böden trägt übermäßige Feuchtigkeit zu einer Erhöhung des Gehalts an beweglichem Aluminium bei, was sich, wie bereits erwähnt, sehr negativ auf Pflanzen auswirkt. Darüber hinaus trägt übermäßige Feuchtigkeit zur Akkumulation von Fulvinsäuren mit niedrigem Molekulargewicht in Böden bei, verschlechtert die Bedingungen für den Luftaustausch in Böden und folglich die normale Versorgung der Pflanzenwurzeln mit Sauerstoff und die normale Vitalaktivität der nützlichen aeroben Mikroflora.

Als obere Grenze der Bodenfeuchte, die ungünstige ökologische und hydrologische Bedingungen für das Wachstum von Pflanzen verursacht, wird üblicherweise die Feuchtigkeit angesehen, die der FPV entspricht (Grenzwert der Feldfeuchtekapazität, d. h. die maximale Feuchtigkeitsmenge, die ein homogener oder geschichteter Boden aufnehmen kann). ein relativ unbeweglicher Zustand nach vollständiger Bewässerung und freiem Abfluss von Schwerkraftwasser ohne Verdunstung von der Oberfläche und Verlangsamung des Abflusses von Grundwasser oder Stauwasser). Überschüssige Feuchtigkeit ist für Pflanzen nicht durch das Einströmen von Gravitationsfeuchtigkeit in den Boden gefährlich, sondern vor allem durch eine Verletzung des Gasaustauschs der Wurzelschichten und eine starke Schwächung ihrer Belüftung. Luftaustausch und Sauerstoffbewegung im Boden können auftreten, wenn der Gehalt an Luftporen im Boden 6-8% beträgt. Ein solcher Gehalt an luftführenden Poren in Böden unterschiedlicher Genese und Zusammensetzung findet bei sehr unterschiedlichen Werten des Feuchtigkeitsgehalts statt, sowohl oberhalb als auch unterhalb dieses Wertes. Im Zusammenhang mit diesem Bewertungskriterium für die umweltbedingte Überfeuchtung des Bodens kann die Feuchtigkeit gleich der Gesamtkapazität aller Poren minus 8 % für Pflughorizonte und 6 % für Unterpflughorizonte betrachtet werden.

Als untere Grenze der Bodenfeuchte, die das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen hemmt, wird der Feuchtigkeitsgehalt der stabilen Pflanzenwelke angenommen, obwohl eine solche Hemmung auch bei einem höheren Feuchtigkeitsgehalt als der Welkefeuchte der Pflanzen beobachtet werden kann. Für viele Böden entspricht die qualitative Änderung der Feuchtigkeitsverfügbarkeit für Pflanzen 0,65-0,75 WPV. Daher wird im Allgemeinen davon ausgegangen, dass der Bereich des optimalen Feuchtigkeitsgehalts für die Pflanzenentwicklung dem Intervall von 0,65–0,75 FPV zu FPV entspricht.

Unter den physikalischen Eigenschaften von Böden sind die Bodendichte und ihr struktureller Zustand von großer Bedeutung für die normale Entwicklung von Pflanzen. Die optimalen Werte der Bodendichte sind für verschiedene Pflanzen unterschiedlich und hängen auch von der Entstehung und Beschaffenheit der Böden ab. Für die meisten Kulturen entsprechen die optimalen Werte der Dichte der Bodenzusammensetzung den Werten von 1,1-1,2 g/cm3 (Tabelle 13). Zu lockerer Boden kann junge Wurzeln zum Zeitpunkt ihres natürlichen Schrumpfens schädigen, zu dichter Boden stört die normale Entwicklung des Wurzelsystems von Pflanzen. Eine agronomisch wertvolle Struktur liegt vor, wenn der Boden durch Zuschlagstoffe von 0,5–5,0 mm Größe repräsentiert wird, die sich durch eine wasserfeste und poröse Struktur auszeichnen. In solchen Böden können die optimalen Luft- und Wasserbedingungen für das Pflanzenwachstum geschaffen werden. Der optimale Gehalt an Wasser und Luft im Boden liegt für die meisten Pflanzen bei ca. 75 bzw. 25 % der gesamten Bodenporosität, die sich wiederum im Laufe der Zeit ändern kann und von natürlichen Bedingungen und der Bodenbearbeitung abhängt. Die optimalen Werte der Gesamtporosität für Ackerbodenhorizonte betragen 55-60% des Bodenvolumens.

Änderungen in der Dichte der Bodenzusammensetzung, ihrer Aggregation, des Gehalts an chemischen Elementen, physikalisch-chemischen und anderen Eigenschaften von Böden sind in einzelnen Bodenhorizonten unterschiedlich, was hauptsächlich mit der Entstehung von Böden sowie der menschlichen Wirtschaftstätigkeit zusammenhängt. Daher ist aus agronomischer Sicht die Struktur des Bodenprofils, das Vorhandensein bestimmter genetischer Horizonte und deren Mächtigkeit wichtig.

Der obere Horizont von Ackerböden (Ackerhorizont) ist in der Regel humusreicher, enthält mehr Pflanzennährstoffe, insbesondere Stickstoff, und zeichnet sich im Vergleich zu den darunter liegenden Horizonten durch eine aktivere mikrobiologische Aktivität aus. Unter dem Ackerhorizont befindet sich ein Horizont, der häufig eine Reihe von für Pflanzen ungünstigen Eigenschaften aufweist (z allgemein, mit geringerer Fruchtbarkeit als der obere Horizont. Da sich die Eigenschaften dieser Horizonte im Hinblick auf die Bedingungen für die Entwicklung landwirtschaftlicher Pflanzen stark unterscheiden, wird deutlich, wie wichtig die Mächtigkeit des oberen Horizonts und seine Eigenschaften für die Entwicklung von Pflanzen sind. Ein Merkmal der Entwicklung von Kulturpflanzen ist, dass fast ihr gesamtes Wurzelsystem in der Ackerschicht konzentriert ist: 85 bis 99 % des gesamten Wurzelsystems von landwirtschaftlichen Pflanzen auf Soda-Podsol-Böden beispielsweise sind in der Ackerschicht konzentriert und fast mehr als 99% entwickelt sich in der Schicht bis 50 cm.Der Ertrag landwirtschaftlicher Kulturen wird daher in erster Linie von der Dicke und Beschaffenheit der Ackerschicht bestimmt. Je mächtiger der Ackerhorizont, je größer das Volumen des Bodens mit günstigen Eigenschaften das Wurzelwerk der Pflanzen bedeckt, desto besser sind die Bedingungen für die Nährstoff- und Feuchtigkeitsversorgung.

Um für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen ungünstige Bodeneigenschaften zu beseitigen, werden alle agrartechnischen und sonstigen Maßnahmen in der Regel schlagspezifisch in gleicher Weise durchgeführt. Dadurch können Sie bis zu einem gewissen Grad gleiche Bedingungen für das Wachstum von Pflanzen, ihre gleichmäßige Reifung und gleichzeitige Ernte schaffen. Aber selbst bei einer hohen Organisation aller Arbeiten ist es praktisch schwierig zu erreichen, dass sich alle Pflanzen auf dem gesamten Feld in der gleichen Entwicklungsstufe befinden. Dies gilt insbesondere für die Böden der Taiga-Wald- und Trockensteppenzonen, wo die Heterogenität und Komplexität der Bodenbedeckung besonders ausgeprägt ist. Eine solche Heterogenität ist in erster Linie mit der Manifestation natürlicher Prozesse, Bodenbildungsfaktoren und unebenem Gelände verbunden. Einerseits trägt die menschliche Wirtschaftstätigkeit zur Einebnung des Ackerbodenhorizonts gemäß seinen Eigenschaften auf einem bestimmten Feld durch Bodenbearbeitung, Düngung, Anbau einer Kultur auf einem bestimmten Feld während der Vegetationsperiode bei und folglich die gleichen Methoden der Pflanzenpflege. Andererseits trägt auch die wirtschaftliche Tätigkeit in gewissem Umfang zur Schaffung von Heterogenität des Ackerbauhorizonts nach bestimmten Eigenschaften bei. Dies ist in erster Linie auf die ungleichmäßige Ausbringung organischer Düngemittel zurückzuführen (verbunden mit dem Mangel an ausreichender Ausrüstung für ihre gleichmäßige Verteilung über das Feld); bei der Bodenbearbeitung, bei Bildung von Halden und Aufbruchfurchen, bei unterschiedlichen Feuchtigkeitszuständen des Ackers (oftmals nicht optimal für die Bearbeitung); mit ungleichmäßiger Tiefe der Bodenbearbeitung usw. Die anfängliche Heterogenität der Bodenbedeckung bestimmt in erster Linie das Schema zum Schneiden von Feldern, wobei die Unterschiede in den Eigenschaften und Regimen ihrer verschiedenen Abschnitte genau berücksichtigt werden.

Die Bodeneigenschaften ändern sich in Abhängigkeit von den angewandten landwirtschaftlichen Praktiken, der Art der Rekultivierungsarbeiten, der angewendeten Düngemittel usw. Darauf basierend werden derzeit unter optimalen Bodenparametern solche Kombinationen quantitativer und qualitativer Indikatoren für Bodeneigenschaften und -regime verstanden, unter denen es können maximal alle lebenswichtigen Faktoren für Pflanzen genutzt und die potenziellen Möglichkeiten von Kulturpflanzen mit ihrem höchsten Ertrag und ihrer höchsten Qualität ausgeschöpft werden.

Die oben diskutierten Eigenschaften von Böden werden durch ihre Entstehung und menschliche Wirtschaftstätigkeit bestimmt, und sie zusammen und in Wechselwirkung bestimmen eine so wichtige Bodeneigenschaft wie ihre Fruchtbarkeit.

Der Boden ist eine lockere, dünne Oberflächenschicht, die mit der Luft in Kontakt steht. Trotz ihrer geringen Dicke spielt diese Erdhülle eine entscheidende Rolle bei der Ausbreitung des Lebens. Der Boden ist nicht nur ein fester Körper, wie die meisten Gesteine ​​der Lithosphäre, sondern ein komplexes Dreiphasensystem, in dem feste Partikel von Luft und Wasser umgeben sind. Es ist von Hohlräumen durchzogen, die mit einem Gemisch aus Gasen und wässrigen Lösungen gefüllt sind, und in Verbindung damit bilden sich in ihm äußerst unterschiedliche Bedingungen, die für das Leben vieler Mikro- und Makroorganismen günstig sind. Im Boden werden Temperaturschwankungen im Vergleich zur Oberflächenschicht der Luft geglättet, und das Vorhandensein von Grundwasser und das Eindringen von Niederschlägen schaffen Feuchtigkeitsreserven und sorgen für ein Feuchtigkeitsregime, das zwischen der aquatischen und der terrestrischen Umgebung liegt. Der Boden konzentriert Reserven an organischen und mineralischen Substanzen, die von absterbender Vegetation und Tierkadavern geliefert werden. All dies bestimmt die hohe Sättigung des Bodens mit Leben.

Das Hauptmerkmal der Bodenumgebung ist ständige Zufuhr von organischem Material, hauptsächlich durch absterbende Pflanzen und herabfallende Blätter. Er ist eine wertvolle Energiequelle für Bakterien, Pilze und viele Tiere, in dieser Hinsicht ist der Boden die am stärksten mit Leben gesättigte Umgebung.

Für kleine Bodentiere, die unter dem Namen vereint sind Mikrofauna(Protozoen, Rädertierchen, Bärtierchen, Nematoden usw.), Boden - ϶ᴛᴏ System von Mikroreservoirs. Im Wesentlichen sind sie Wasserorganismen. Οʜᴎ leben in Bodenporen, die mit Gravitations- oder Kapillarwasser gefüllt sind, und ein Teil des Lebens kann sich wie Mikroorganismen in einem adsorbierten Zustand auf der Oberfläche von Partikeln in dünnen Schichten von Feuchtigkeitsfilm befinden. Viele dieser Arten leben in gewöhnlichen Gewässern. Während Süßwasseramöben 50-100 Mikrometer groß sind, sind Bodenamöben nur 10-15. Vertreter von Flagellaten sind besonders klein, oft nur 2–5 Mikrometer. Bodenwimpern haben auch Zwerggrößen und können außerdem die Körperform stark verändern.

Für Luftatmer etwas größerer Tiere erscheint der Boden als ein System flacher Höhlen.
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Solche Tiere werden unter dem Namen gruppiert mesofauna. Die Größen von Vertretern der Mesofauna von Böden reichen von Zehnteln bis 2-3 mm. Zu dieser Gruppe gehören hauptsächlich Arthropoden: zahlreiche Gruppen von Zecken, primär flügellose Insekten, die keine besonderen Anpassungen zum Graben haben. Οʜᴎ kriechen mit Hilfe von Gliedmaßen oder wurmartigem Zappeln an den Wänden von Bodenhöhlen entlang.

Megafauna Böden - ϶ᴛᴏ große Ausgrabungen, hauptsächlich unter Säugetieren. Einige Arten verbringen ihr gesamtes Leben im Boden (Maulwurf, Maulwurf).

Boden als Lebensraum. - Konzept und Typen. Einordnung und Merkmale der Kategorie „Lebensraum Boden“. 2017, 2018.

Aquatischer Lebensraum. Der aquatische Lebensraum unterscheidet sich hinsichtlich seiner Bedingungen erheblich von dem terrestrisch-luftigen. Wasser zeichnet sich durch hohe Dichte, geringeren Sauerstoffgehalt, erhebliche Druckabfälle, Temperaturverhältnisse, Salzzusammensetzung, Gas ... aus.

4.3. Boden als Lebensraum