Johdanto

Planeetallamme voidaan erottaa useita elämän pääympäristöjä, jotka eroavat suuresti olemassaolon olosuhteiden suhteen: vesi, maa-ilma, maaperä. Elinympäristöt ovat myös itse organismit, joissa muut organismit elävät.

Ensimmäinen elämän väliaine oli vesi. Hänessä elämä syntyi. Historiallisen kehityksen myötä monet organismit alkoivat asuttaa maa-ilmaympäristöä. Tämän seurauksena ilmestyi maan kasveja ja eläimiä, jotka kehittyivät sopeutuen uusiin olemassaolon olosuhteisiin.

Eliöiden elämän ja elollisten luonnontekijöiden (lämpötila, vesi, tuuli jne.) vaikutuksen aikana maalla litosfäärin pintakerrokset muuttuivat vähitellen maaperäksi, eräänlaiseksi V.I:n mukaan elävien organismien ja ympäristönsä tekijät.

Maaperässä alkoi asua sekä vesi- että maaeliöitä, mikä loi erityisen kompleksin sen asukkaista.

Maaperä elinympäristönä

Maaperällä on hedelmällisyyttä - se on suotuisin substraatti tai elinympäristö suurimmalle osalle elävistä olentoista - mikro-organismeista, eläimistä ja kasveista. On myös suuntaa-antavaa, että maaperä (Maan maa) on biomassaltaan lähes 700 kertaa suurempi kuin valtameri, vaikka maan osuus on alle 1/3 maan pinnasta. Maaperä on maan pintakerros, joka koostuu kiven lahoamisesta saatujen mineraaliaineiden ja mikro-organismien aiheuttaman kasvi- ja eläinjäännösten hajoamisen seurauksena syntyvien orgaanisten aineiden seoksesta. Maaperän pintakerroksissa elää erilaisia ​​organismeja, jotka tuhoavat kuolleiden organismien jäänteitä (sienet, bakteerit, madot, pienet niveljalkaiset jne.). Näiden organismien voimakas toiminta edistää hedelmällisen maakerroksen muodostumista, joka soveltuu monien elävien olentojen olemassaoloon. Maaperää voidaan pitää siirtymäväliaineena maa-ilmaympäristön ja veden välillä elävien organismien olemassaololle. Maaperä on monimutkainen järjestelmä, joka sisältää kiinteän faasin (mineraalihiukkaset), nestefaasin (maaperän kosteus) ja kaasufaasin. Näiden kolmen vaiheen suhde määrää maaperän ominaisuudet elinympäristönä.

Maaperän ominaisuus elinympäristönä

Maaperä on löysä, ohut pintakerros, joka on kosketuksissa ilman kanssa. Huolimatta merkityksettömästä paksuudestaan ​​tällä Maan kuorella on ratkaiseva rooli elämän leviämisessä. Maaperä ei ole vain kiinteä kappale, kuten useimmat litosfäärin kivet, vaan monimutkainen kolmifaasijärjestelmä, jossa kiinteitä hiukkasia ympäröivät ilma ja vesi. Se on läpäissyt onteloita, jotka on täytetty kaasujen ja vesiliuosten seoksella, ja siksi siihen muodostuu erittäin erilaisia ​​olosuhteita, jotka ovat suotuisat monien mikro- ja makro-organismien elämälle.

Maaperässä lämpötilanvaihtelut tasoittuvat ilman pintakerrokseen verrattuna, ja pohjaveden läsnäolo ja sateiden tunkeutuminen luovat kosteusvarastoja ja tarjoavat kosteustilan välissä vesi- ja maaympäristön väliin. Maaperä tiivistää kuolevan kasvillisuuden ja eläinten ruumiiden toimittamia orgaanisten ja mineraaliaineiden varantoja. Kaikki tämä määrittää maaperän korkean kyllästymisen elämällä. Maaperän olosuhteiden heterogeenisuus on selkeimmin pystysuunnassa.

Syvyyden myötä useat tärkeimmät ympäristötekijät, jotka vaikuttavat maaperän asukkaiden elämään, muuttuvat dramaattisesti. Ensinnäkin tämä viittaa maaperän rakenteeseen. Siinä erotetaan kolme päähorisonttia, jotka eroavat morfologisista ja kemiallisista ominaisuuksista: 1) ylempi humuskertymähorisontti A, jossa orgaaninen aine kerääntyy ja muuttuu ja josta osa yhdisteistä kulkeutuu pesuveden mukana; 2) tunkeutumishorisontti eli illuviaali B, jossa ylhäältä huuhtoutuvat aineet laskeutuvat ja muuttuvat, ja 3) peruskivi eli C-horisontti, jonka materiaali muuttuu maaperäksi.

Maaperässä oleva kosteus on eri muodoissa: 1) sidottu (hygroskooppinen ja kalvo) pysyy tiukasti maapartikkelien pinnalla; 2) kapillaari vie pienet huokoset ja voi liikkua niitä pitkin eri suuntiin; 3) painovoima täyttää suuremmat tyhjiöt ja tihkuu hitaasti alas painovoiman vaikutuksesta; 4) maaperän ilmassa on höyryä.

Leikkuulämpötilan vaihtelut vain maanpinnalla. Täällä ne voivat olla jopa vahvempia kuin maanpinnan ilmakerroksessa. Kuitenkin jokaisen sentin syvyydellä päivittäiset ja vuodenaikojen lämpötilan muutokset ovat yhä vähemmän näkyvissä 1-1,5 metrin syvyydessä.

Maaperän kemiallinen koostumus heijastaa kaikkien maaperän muodostukseen osallistuvien geosfäärien alkuainekoostumusta. Siksi minkä tahansa maaperän koostumus sisältää ne alkuaineet, jotka ovat yleisiä tai löytyvät sekä litosfäärissä että vesi-, ilmakehässä ja biosfäärissä.

Maaperän koostumus sisältää melkein kaikki Mendelejevin jaksollisen järjestelmän elementit. Suurin osa niistä löytyy kuitenkin maaperistä hyvin pieniä määriä, joten käytännössä joudumme käsittelemään vain 15 alkuainetta. Näitä ovat pääasiassa neljä organogeenin alkuainetta, eli C, N, O ja H, osana orgaanisia aineita, sitten ei-metalleista S, P, Si ja C1 sekä metalleista Na, K, Ca, Mg, AI, Fe ja Mn.

Luetteloidut 15 alkuainetta, jotka muodostavat perustan koko litosfäärin kemialliselle koostumukselle, sisältyvät samanaikaisesti kasvi- ja eläinjäännösten tuhkaosaan, joka puolestaan ​​​​muodostuu maaperän massaan levinneiden alkuaineiden takia. . Näiden alkuaineiden määrällinen pitoisuus maaperässä on erilainen: O ja Si tulee asettaa ensimmäiseksi, A1 ja Fe toiseksi, Ca ja Mg kolmanneksi ja sitten K ja kaikki loput.

Erityisominaisuudet: tiheä lisäys (kiinteä osa tai luuranko). Rajoittavat tekijät: lämmön puute sekä kosteuden puute tai ylimäärä.

maaperän ympäristö

Maaperä on elävien organismien toiminnan tulos. Maa-ilmaympäristössä elävät organismit johtivat maaperän syntymiseen ainutlaatuisena elinympäristönä. Maaperä on monimutkainen järjestelmä, joka sisältää kiinteän faasin (mineraalihiukkaset), nestefaasin (maaperän kosteus) ja kaasufaasin. Näiden kolmen vaiheen suhde määrää maaperän ominaisuudet elinympäristönä.

Tärkeä maaperän ominaisuus on myös tietyn määrän orgaanista ainetta. Se muodostuu organismien kuoleman seurauksena ja on osa niiden eritteitä.

Maaperän elinympäristön olosuhteet määräävät maaperän ominaisuudet, kuten ilman kylläisyyden, kosteuden, lämpökapasiteetin ja lämpötilan. Lämpötila on maa-ilmaympäristöön verrattuna konservatiivisempi, etenkin suurilla syvyyksillä. Yleensä maaperälle on ominaista melko vakaat elinolosuhteet. Pystysuuntaiset erot ovat ominaisia ​​myös muille maaperän ominaisuuksille, esimerkiksi valon tunkeutuminen riippuu luonnollisesti syvyydestä. Monet kirjoittajat panevat merkille maaperän elämänympäristön väliaseman vesi- ja maa-ilmaympäristöjen välillä. Maaperässä organismit, jotka hengittävät sekä vettä että ilmaa, ovat mahdollisia. Mikro-organismeja löytyy koko maaperän paksuudelta, ja kasvit (pääasiassa juurijärjestelmät) liittyvät ulkohorisontteihin. Maaperän eliöille on ominaista erityiset elimet ja liiketyypit - nämä ovat kehon muotoja (pyöreä, susi, matomainen); kestävät ja joustavat kannet; silmien pieneneminen ja pigmenttien häviäminen.

Organismin ympäristö

Joidenkin organismien käyttö elinympäristönä on ikivanha ja laajalle levinnyt ilmiö luonnossa.

Maatalouskasvien kasvua ja kehitystä ei määrää ainoastaan ​​edellä käsiteltyjen kasvielämän tekijöiden läsnäolo, vaan myös olosuhteet, joissa ne kasvavat ja jotka määräävät näiden tekijöiden täysimääräisen hyödyntämisen kasveissa. Kaikki nämä olosuhteet voidaan jakaa kolmeen ryhmään: maaperä, eli tiettyjen maaperän ominaisuudet, ominaisuudet ja järjestelmät, yksittäiset maa-alueet, joilla viljellään kasveja; ilmasto - sademäärä ja -tapa, lämpötila, yksittäisten vuodenaikojen, erityisesti kasvukauden, sääolosuhteet; organisatorinen - maataloustekniikan taso, peltotyön ajoitus ja laatu, tiettyjen kasvien viljelyn valinta, niiden vuorottelujärjestys pelloilla jne.

Jokainen näistä kolmesta edellytysryhmästä voi olla ratkaiseva, kun viljellyistä kasveista saadaan lopputuote satonsa muodossa. Jos kuitenkin otamme huomioon, että keskimääräiset pitkän aikavälin ilmasto-olosuhteet ovat alueelle tyypillisiä, että maanviljelyä harjoitetaan korkealla tai keskitasolla maatalousteknologian tasolla, käy ilmi, että maaperän olosuhteet, maaperän ominaisuudet ja järjestelmät ovat määrääviä. edellytys sadon muodostumiselle.

Maaperän tärkeimmät ominaisuudet, joihin yksittäisten maatalouskasvien kasvu ja kehitys liittyvät läheisesti, ovat kemialliset, fysikaalis-kemialliset, fysikaaliset ja vesiominaisuudet. Ne määräytyvät mineralogisen ja granulometrisen koostumuksen, maaperän geneesin, maapeiteen heterogeenisyyden ja yksittäisten geneettisten horisonttien perusteella, ja niillä on tietty dynamiikka ajassa ja tilassa. Näiden ominaisuuksien spesifinen tuntemus, niiden taittuminen viljelykasvien itsensä tarpeiden kautta mahdollistaa oikean agronomisen arvioinnin maaperästä eli sen arvioinnin kasvinviljelyolosuhteiden kannalta, suorittaa tarvittavat toimenpiteet niiden parantamiseksi yksittäisten maatalouskasvien tai viljelykasvien ryhmän osalta.

Maaperän kemiallisista ja fysikaalis-kemiallisista ominaisuuksista maaperän humuspitoisuus, maaperän liuoksen reaktio, alumiinin ja mangaanin liikkuvien muotojen pitoisuus, kasvien helposti saatavilla olevien ravinteiden kokonaisvarannot ja pitoisuus, helposti saatavilla olevien ravinteiden pitoisuus. liukoisia suoloja ja imeytynyttä natriumia kasveille myrkyllisiä määriä jne.

Humuslla on tärkeä ja monipuolinen rooli maaperän agronomisten ominaisuuksien muodostumisessa: se toimii kasviravinteiden ja ennen kaikkea typen lähteenä, vaikuttaa maaperän liuoksen reaktioon, kationinvaihtokykyyn ja puskurointikykyyn. maaperä. Kasveille hyödyllisen mikroflooran aktiivisuuden voimakkuus liittyy humuspitoisuuteen. Maaperän orgaanisen aineksen merkitys sen rakenteellisen tilan parantamisessa, agronomisesti arvokkaan rakenteen - vettä hylkivien huokoisten kiviainesten muodostumisessa sekä maaperän vesi- ja ilmatilan parantamisessa tunnetaan. Monien tutkijoiden työt ovat paljastaneet suoran yhteyden maaperän humuspitoisuuden ja sadon välillä.

Yksi tärkeimmistä indikaattoreista maaperän tilan ja sen soveltuvuuden viljelyyn on maaperän liuoksen reaktio. Erityyppisissä ja eri viljelyasteissa maaperän liuoksen happamuus ja emäksisyys vaihtelevat hyvin laajalla alueella. Eri viljelykasvit reagoivat eri tavalla maaliuoksen reaktioon ja kehittyvät parhaiten tietyllä pH-alueella (taulukko 11).

Useimmat viljellyt kasvit viihtyvät, kun maaperän liuos on lähellä neutraalia. Näitä ovat vehnä, maissi, apila, punajuuret, vihannekset - sipulit, salaatti, kurkut, pavut. Perunat pitävät hieman happamasta reaktiosta, rutabaga kasvaa hyvin happamassa maaperässä. Maa-aineliuoksen reaktion alaraja tattarien, teepensaan ja perunoiden kasvulle on pH 3,5-3,7 välillä. D. N. Pryanishnikovin mukaan kauran, vehnän, ohran kasvun yläraja on maaperän liuoksen pH:ssa 9,0, perunan ja apilan - 8,5, lupiinin - 7,5. Sellaiset viljelykasvit kuten hirssi, tattari ja talviruis voivat kehittyä menestyksekkäästi melko laajalla maaperän liuosreaktioarvojen alueella.

Viljelykasvien epätasainen vaativuus maaperän liuoksen reaktioon ei anna mahdollisuutta pitää yhtä pH-aluetta optimaalisena kaikille maaperille ja kaikentyyppisille viljelykasveille. On kuitenkin käytännössä mahdotonta säädellä maaperän pH:ta kunkin yksittäisen viljelykasvin osalta, varsinkin kun viljelykasveja vuorotetaan pelloilla. Siksi pH-alue valitaan ehdollisesti, mikä on lähellä vyöhykkeen pääviljelykasvien vaatimuksia ja tarjoaa parhaat olosuhteet kasvien ravinteiden saatavuudelle. Saksassa tällainen väli hyväksytään välillä 5,5-7,0, Englannissa - 5,5-6,0.

Kasvien kasvun ja kehityksen aikana niiden suhde maaperän liuoksen reaktioon muuttuu jonkin verran. He ovat herkimpiä poikkeamille optimivälistä kehitysnsä alkuvaiheessa. Siten hapan reaktio on tuhoisin kasvin elämän ensimmäisellä jaksolla ja muuttuu vähemmän haitalliseksi tai jopa vaarattomaksi seuraavina aikoina. Timoteiruoholla herkin aika happoreaktiolle on noin 20 päivää itämisen jälkeen, vehnällä ja ohralla - 30 päivää, apilalla ja sinimailasella - noin 40 päivää.

Happoreaktion suora vaikutus kasveihin liittyy proteiinien ja hiilihydraattien synteesin heikkenemiseen niissä ja suuren määrän monosakkaridien kertymiseen. Viimeksi mainittujen muuntaminen disakkarideiksi ja muiksi monimutkaisemmiksi yhdisteiksi viivästyy. Maaperän liuoksen hapan reaktio huonontaa maaperän ravinnejärjestelmää. Edullisin reaktio typen assimilaatiolle kasveille on pH 6-8, kalium ja rikki - 6,0-8,5, kalsium ja magnesium - 7,0-8,5, rauta ja mangaani - 4,5-6,0, boori, kupari ja sinkki - 5-7 , molybdeeni - 7,0-8,5, fosfori - 6,2-7,0. Happamassa ympäristössä fosfori sitoutuu vaikeasti saavutettaviin muotoihin.

Maaperän korkea ravinnepitoisuus heikentää happaman reaktion negatiivista vaikutusta. Fosfori "neutralisoi" fysiologisesti vetyionien haitallisen vaikutuksen itse kasveissa. Maaperän reaktion vaikutus kasveihin riippuu kalsiumin liukoisten muotojen pitoisuudesta maaperässä, mitä enemmän sitä on, sitä vähemmän haittaa lisääntynyt happamuus aiheuttaa.

Hapan reaktio estää hyödyllisen mikroflooran toiminnan ja aktivoi usein maaperän haitallista mikroflooraa. Maaperän voimakkaaseen happamoitumiseen liittyy nitrifikaatioprosessin tukahduttaminen, ja siksi se estää typen siirtymistä tilasta, joka ei ole saavutettavissa kasveille. Alle 4,5 pH:ssa kyhmybakteerit lakkaavat kehittymästä apilan juurissa ja sinimailasen juurissa ne lakkaavat toimimasta jo pH:ssa 5. Korkean happamuuden tai alkalipitoisuuden omaavissa maaperässä typpeä sitovien, nitrifioivien bakteerien ja bakteerien toimintakyky fosforin muuttamiseksi vaikeapääsyisistä muodoista sulavaan, kasvien helposti saatavilla olevaan muotoon. Tämän seurauksena biologisesti sitoutuneen typen sekä käytettävissä olevien fosforiyhdisteiden kertyminen vähenee.

Ympäristön reaktio alumiinin ja mangaanin maaperässä liikkuvien muotojen kanssa liittyy erityisen läheisesti. Mitä happamampi maaperä, sitä liikkuvampaa alumiinia ja mangaania siinä on, mikä vaikuttaa haitallisesti kasvien kasvuun ja kehitykseen. Alumiinin haitat liikkuvassa muodossaan ylittävät usein todellisen happamuuden, vetyionien, suoraan aiheuttaman haitan. Alumiini häiritsee sukuelinten munimisen, lannoituksen ja viljan täytön prosesseja sekä kasvien aineenvaihduntaa. Kasveissa, jotka kasvatetaan maaperällä, jossa on runsaasti liikkuvaa alumiinia, sokeripitoisuus usein pienenee, monosakkaridien muuttuminen sakkaroosiksi ja monimutkaisemmiksi orgaanisiksi yhdisteiksi estyy ja ei-proteiinitypen ja itse proteiinien pitoisuus kasvaa voimakkaasti. Liikkuva alumiini hidastaa fosfotidien, nukleoproteiinien ja klorofyllin muodostumista. Se sitoo fosforia maaperässä, vaikuttaa negatiivisesti kasveille hyödyllisten mikro-organismien elintärkeään toimintaan.

Kasveilla on erilainen herkkyys maaperän liikkuvan alumiinin pitoisuudelle. Jotkut sietävät tämän alkuaineen suhteellisen suuria pitoisuuksia vahingoittamatta, kun taas toiset kuolevat samoissa pitoisuuksissa. Kauralla, timoteiruoholla on korkea kestävyys liikkuvalle alumiinille, maissilla, lupiinilla, hirssillä, chumizalla on keskinkertainen kestävyys, kevätvehnällä, ohralla, herneillä, pellavalla, nauris on ominaista lisääntynyt herkkyys, ja herkimmät ovat sokeri- ja rehujuurikkaat, apila, sinimailas, syysvehnä.

Liikkuvan alumiinin määrä maaperässä riippuu suuresti sen viljelyasteesta ja käytettyjen lannoitteiden koostumuksesta. Maaperän järjestelmällinen kalkitus, orgaanisten lannoitteiden käyttö johtavat liikkuvan alumiinin vähenemiseen ja jopa täydelliseen häviämiseen maaperissä. Kasvien korkea fosforin ja kalsiumin saanti ensimmäisten 10-15 päivän aikana, jolloin kasvit ovat herkimpiä alumiinille, heikentää merkittävästi sen negatiivista vaikutusta. Tämä on erityisesti yksi syy superfosfaatin ja kalkin rivilevityksen suurelle vaikutukselle happamassa maaperässä.

Mangaani on yksi kasvien tarvitsemista alkuaineista. Useissa maaperässä se ei riitä, ja tässä tapauksessa levitetään mangaanilannoitteita. Happamassa maaperässä mangaania löytyy usein liikaa, mikä aiheuttaa sen negatiivisen vaikutuksen kasveihin. Suuri määrä liikkuvaa mangaania häiritsee hiilihydraatti-, fosfaatti- ja proteiiniaineenvaihduntaa kasveissa, vaikuttaa negatiivisesti sukuelinten muodostumiseen, lannoitusprosesseihin ja viljan täyttöön. Erityisen voimakas liikkuvan mangaanin negatiivinen vaikutus havaitaan kasvien talvehtimisen aikana. Viljelykasvit on järjestetty herkkyytensä mukaan maaperän liikkuvan mangaanin pitoisuudelle samaan järjestykseen kuin alumiinin suhteen. Timotei, kaura, maissi, lupiinit, hirssi, nauriit ovat erittäin kestäviä; herkkä - ohra, kevätvehnä, tattari, nauris, pavut, syötävä juurikas; erittäin herkkä - sinimailas, pellava, apila, talviruis, talvivehnä. Talvikasveissa korkea herkkyys ilmenee vain niiden talvehtimisen aikana.

Liikkuvan mangaanin määrä riippuu maaperän happamuudesta, sen kosteudesta ja ilmastuksesta. Yleensä mitä happamampi maaperä, sitä liikkuvampaa mangaania se sisältää. Sen pitoisuus kasvaa jyrkästi liiallisen kosteuden ja huonon maaperän ilmanvaihdon olosuhteissa. Siksi maaperässä on paljon liikkuvaa mangaania aikaisin keväällä ja syksyllä, kun kosteus on korkein, kesällä liikkuvan mangaanin määrä vähenee. Ylimääräisen mangaanin poistamiseksi maaperä kalkitaan, riveihin ja reikiin levitetään orgaanisia lannoitteita, superfosfaattia ja maaperän ylimääräinen kosteus poistetaan.

Monilla pohjoisilla alueilla on rautapitoisia solonchak-maita ja solonchakkeja, jotka sisältävät suuria pitoisuuksia rautaa. Kasveille haitallisimpia ovat korkeat rauta(III)oksidipitoisuudet maaperässä. Maatalouskasvit reagoivat eri tavalla korkeisiin kokonaisrautaoksidin (III) pitoisuuksiin. Sen pitoisuus jopa 7% ei käytännössä vaikuta kasvien kasvuun ja kehitykseen. F2O3-pitoisuus ei vaikuta haitallisesti ohraan edes 35 %:ssa. Siksi, kun aurahorisontissa on ortosandroisia horisontteja, jotka sisältävät pääsääntöisesti enintään 7% rauta(III)oksidia, tällä ei ole kielteistä vaikutusta kasvien kehitykseen. Samaan aikaan aurahorisontissa, esimerkiksi sitä syvennettynä mukana olevat, huomattavasti enemmän rautaoksidia sisältävät karmeat kasvaimet, jotka lisäävät sen rautaoksidipitoisuutta yli 35 %, voivat vaikuttaa negatiivisesti auraan. Asteraceae-heimon (Compositae) ja palkokasvien kasvu ja kehitys.

Samalla on pidettävä mielessä, että maaperät, joissa on runsaasti rauta(III)oksidia automorfisissa olosuhteissa, jotka eivät vaikuta haitallisesti kasvien kasvuun ja kehitykseen, ovat mahdollisesti vaarallisia, jos nämä maaperät ovat liikaa kostutettuja. Tällaisissa olosuhteissa rauta(III)oksidit voidaan muuttaa rauta(II)oksidin muotoon. Siksi tällaisissa maaperissä ei voida hyväksyä, että liiallinen kosteus, maaperän tulviminen ylittää yli 12 tuntia viljakasveilla, 18 tuntia vihanneksilla ja 24–36 tuntia ruohoilla.

Siten maaperän rauta(III)oksidipitoisuus on kasveille vaaratonta optimaalisissa kosteusolosuhteissa. Tällaisten maiden tulvimisen aikana ja sen jälkeen ne voivat kuitenkin toimia lähteenä merkittäville määrille rauta(II)oksidia, joka pääsee maaliuokseen, mikä aiheuttaa kasvien estymisen tai jopa niiden kuoleman.

Maaperän fysikaalis-kemiallisista ominaisuuksista, jotka vaikuttavat kasvien kasvuun ja kehitykseen, vaihtuvien kationien koostumuksella ja kationinvaihtokyvyllä on suuri vaikutus. Vaihtuvat kationit ovat suoria lähteitä kasvien kivennäisravinnon alkuaineista, määrittävät maaperän fysikaaliset ominaisuudet, peptisoituvuuden tai aggregoituvuuden (vaihtuva natrium aiheuttaa maaperän kuoren muodostumista, huonontaa maaperän rakenteellista tilaa, kun taas vaihdettava kalsium edistää maaperän muodostumista. vettä hylkivä rakenne ja sen aggregaatio). Vaihtuvien kationien koostumus erityyppisissä maaperässä vaihtelee suuresti, mikä johtuu maaperän muodostumisprosessista, vesi-suolajärjestelmästä ja ihmisen taloudellisesta toiminnasta. Lähes kaikki maaperät sisältävät kalsiumia, magnesiumia ja kaliumia vaihdettavien kationien koostumuksessa. Vety- ja alumiini-ioneja esiintyy maaperässä, jossa on huuhtoutuminen ja hapan reaktio, kun taas natriumioneja on läsnä suolaisessa maaperässä.

Natriumpitoisuus maaperässä (emäksinen, monet solonchakit, solonetsiset maat) lisää osaltaan maaperän kiinteän faasin dispergoitumista ja hydrofiilisyyttä, johon usein liittyy maaperän emäksisyyden lisääntyminen, jos olosuhteet muuttuvan natriumin hajoamiselle ovat olemassa. . Kun maaperässä on suuri määrä helposti liukenevia suoloja, kun vaihtuvien kationien dissosiaatiota estetään, ei edes suuri vaihdettavan natriumin pitoisuus johda solonetsismin merkkien ilmaantumiseen. Tällaisissa maaperissä on kuitenkin suuri potentiaalinen solonetisoitumisen vaara, joka voi toteutua esimerkiksi kastelun tai huuhtelun aikana, kun helposti liukenevia suoloja poistetaan.

Luonnollisissa olosuhteissa muodostuneiden vaihtuvien kationien koostumus voi muuttua merkittävästi maaperän maatalouskäytön aikana. Vaihtuvien kationien koostumukseen vaikuttavat suuresti mineraalilannoitteiden levitys, maaperän kastelu ja kuivatus, mikä heijastuu maaperän suolapitoisuuteen. Vaihtokationien koostumuksen määrätietoinen säätely tapahtuu kipsin ja kalkituksen aikana.

Eteläisillä alueilla maaperä voi sisältää vaihtelevia määriä helposti liukenevia suoloja. Monet niistä ovat myrkyllisiä kasveille. Nämä ovat natriumin ja magnesiumin karbonaatteja ja bikarbonaatteja, magnesiumin ja natriumin sulfaatteja ja klorideja. Soda on erityisen myrkyllistä, kun sitä on maaperässä, jopa pieninä määrinä. Helposti liukenevat suolat vaikuttavat kasveihin eri tavoin. Jotkut niistä estävät hedelmien muodostumisen, häiritsevät biokemiallisten prosessien normaalia kulkua, toiset tuhoavat eläviä soluja. Lisäksi kaikki suolat lisäävät maaliuoksen osmoottista painetta, minkä seurauksena voi esiintyä ns. fysiologista kuivuutta, jolloin kasvit eivät pysty imemään maaperässä olevaa kosteutta.

Maaperän suolajärjestelmän pääkriteeri on niillä kasvavien viljelykasvien tila. Tämän indikaattorin mukaan maaperät on jaettu viiteen ryhmään suolaisuusasteen mukaan (taulukko 12). Suolaisuusaste määräytyy maaperän helposti liukenevien suolojen pitoisuuden perusteella maaperän suolaisuuden tyypistä riippuen.

Peltomaiden joukossa, erityisesti taiga-metsävyöhykkeellä, vaihtelevan asteisen kastumisen omaavat maaperät, hydromorfiset ja puolihydromorfiset mineraalimaat ovat yleisiä. Tällaisten maaperän yhteinen piirre on niiden systemaattinen, kestoltaan vaihteleva liiallinen kosteus. Useimmiten se on kausiluonteista ja esiintyy keväällä tai syksyllä ja harvemmin kesällä pitkittyneiden sateiden kanssa. Pohja- tai pintavedelle altistumiseen liittyy vesistöjä. Ensimmäisessä tapauksessa liiallinen kosteus vaikuttaa yleensä maaperän alempaan horisonttiin ja toisessa tapauksessa ylempään. Peltokasveilla pintakosteus aiheuttaa suurimman vahingon. Pääsääntöisesti talvikasvien sato näillä mailla laskee kosteina vuosina, etenkin kun maan muokkausaste on alhainen. Kuivina vuosina, jolloin kasvukauden aikana ei yleensä ole riittävästi kosteutta, tällaisella maaperällä voi olla korkeampi sato. Kevätkasveille, erityisesti kaurasta, lyhytaikaisella kosteudella ei ole negatiivista vaikutusta, ja joskus havaitaan korkeampia satoja.

Liiallinen maaperän kosteus aiheuttaa niissä gley-prosessien kehittymisen, jonka ilmeneminen liittyy useiden maatalouskasvien epäsuotuisten ominaisuuksien esiintymiseen maaperissä. Gleyingin kehittymiseen liittyy rauta(III)- ja mangaanioksidien pelkistyminen ja niiden liikkuvien yhdisteiden kertyminen, mikä vaikuttaa haitallisesti kasvien kehitykseen. On todettu, että jos normaalisti kosteassa maaperässä liikkuvaa mangaania 100 g:aa kohden on 2–3 mg, niin pitkittyneellä liikakosteudella sen pitoisuus on 30–40 mg, mikä on jo myrkyllistä kasveille. Liian kostealle maaperälle on ominaista raudan ja alumiinin erittäin hydratoituneiden muotojen kerääntyminen, jotka ovat aktiivisia fosfaatti-ionien adsorbentteja, eli sellaisissa maaperässä fosfaattijärjestelmä heikkenee jyrkästi, mikä ilmenee helposti saatavilla olevien fosfaattimuotojen erittäin alhaisena pitoisuutena. kasveille ja saatavilla olevien ja liukenevien fosfaattien nopeaan muuntamiseen fosfaattilannoitteisiin vaikeapääsyisissä muodoissa.

Happamissa maaperässä liiallinen kosteus lisää liikkuvan alumiinin pitoisuutta, mikä, kuten jo todettiin, vaikuttaa erittäin kielteisesti kasveihin. Lisäksi liiallinen kosteus edistää alhaisen molekyylipainon fulvohappojen kertymistä maaperään, huonontaa olosuhteita ilmanvaihdolle maaperässä ja siten kasvien juurien normaalia hapen saantia ja hyödyllisen aerobisen mikroflooran normaalia elintoimintoa.

Kasvien kasvulle epäsuotuisia ekologisia ja hydrologisia olosuhteita aiheuttavan maaperän kosteuden ylärajaksi pidetään yleensä FPV:tä (rajoittavaa pellon kosteuskapasiteettia eli maksimimäärää kosteutta, jonka homogeeninen tai kerrostunut maa voi pitää sisällään) vastaavaa kosteutta. suhteellisen liikkumaton tila täydellisen kastelun ja painovoimaveden vapaan valumisen jälkeen ilman haihtumista pinnasta ja hidastaa pohjaveden tai rantaveden valumista). Liiallinen kosteus on vaarallista kasveille ei gravitaatiokosteuden virtaamisen vuoksi maaperään, vaan ennen kaikkea ja pääasiassa juurikerrosten kaasunvaihdon rikkomisen ja niiden ilmastuksen jyrkän heikkenemisen vuoksi. Ilmanvaihtoa ja hapen liikkumista maaperässä voi tapahtua, kun maaperän ilmahuokosten pitoisuus on 6-8 %. Tällainen ilmaa sisältävien huokosten pitoisuus eri alkuperää ja koostumusta omaavissa maaperässä tapahtuu hyvin erilaisilla kosteuspitoisuuden arvoilla, sekä tämän arvon ylä- että alapuolella. Tämän ympäristön kannalta liiallisen maaperän kosteuden arviointikriteerin yhteydessä voidaan katsoa, ​​että kosteus vastaa kaikkien huokosten kokonaiskapasiteettia miinus 8 % aurahorisonttien osalta ja 6 % aurahorisonttien osalta.

Kasvien kasvua ja kehitystä estäväksi maaperän kosteuden alarajaksi on otettu kasvien vakaan kuihtumisen kosteuspitoisuus, vaikka tällainen esto voidaan havaita myös korkeammalla kosteuspitoisuudella kuin kasvien kuihtumiskosteus. Monilla maaperillä kasvien kosteuden saatavuuden laadullinen muutos vastaa 0,65-0,75 WPV. Siksi yleisesti katsotaan, että kasvin kehityksen optimaalisen kosteuspitoisuuden vaihteluväli vastaa väliä 0,65-0,75 FPV:stä FPV:hen.

Maaperän fysikaalisista ominaisuuksista maaperän tiheydellä ja sen rakenteellisella tilalla on suuri merkitys kasvien normaalille kehitykselle. Optimaaliset maaperän tiheyden arvot ovat erilaisia ​​eri kasveille ja riippuvat myös maaperän syntyperästä ja ominaisuuksista. Useimmille viljelykasveille maaperän koostumuksen tiheyden optimaaliset arvot vastaavat arvoja 1,1-1,2 g/cm3 (taulukko 13). Liian löysä maaperä voi vahingoittaa nuoria juuria sen luonnollisen kutistumisen aikana, liian tiheä maaperä häiritsee kasvien juuriston normaalia kehitystä. Agronomisesti arvokas rakennelma on sellainen, jossa maaperää edustavat 0,5-5,0 mm:n kokoiset kiviainekset, joille on ominaista vedenpitävä ja huokoinen rakenne. Juuri sellaiseen maaperään voidaan luoda optimaaliset ilma- ja vesiolosuhteet kasvien kasvulle. Useimmille kasveille maaperän optimaalinen vesi- ja ilmapitoisuus on noin 75 % ja 25 % maaperän kokonaishuokoisuudesta, mikä puolestaan ​​voi muuttua ajan myötä ja riippuu luonnonolosuhteista ja maanmuokkauksesta. Peltomaan horisonttien kokonaishuokoisuuden optimiarvot ovat 55-60 % maan tilavuudesta.

Muutokset maaperän koostumuksen tiheydessä, sen aggregaatiossa, kemiallisten alkuaineiden pitoisuudessa, maaperän fysikaalis-kemiallisissa ja muissa ominaisuuksissa vaihtelevat yksittäisissä maaperän horisonteissa, mikä liittyy ensisijaisesti maaperän syntymiseen sekä ihmisen taloudelliseen toimintaan. Siksi maatalouden kannalta on tärkeää, mikä on maaperän profiilin rakenne, tiettyjen geneettisten horisonttien esiintyminen ja niiden paksuus.

Peltomaiden ylähorisontti (aurahorisontti) on pääsääntöisesti humusrikkaampaa, sisältää enemmän kasviravinteita, erityisesti typpeä, ja sille on ominaista pohjahorisontteja aktiivisempi mikrobiologinen toiminta. Peltohorisontin alla on horisontti, jolla on usein useita kasveille epäsuotuisia ominaisuuksia (esim. podzolihorisontissa on hapan reaktio, solonetsihorisontti sisältää suuren määrän kasveille myrkyllistä imeytyvää natriumia jne.) ja yleinen, alhaisempi hedelmällisyys kuin ylempi horisontti. Koska näiden horisonttien ominaisuudet poikkeavat jyrkästi maatalouskasvien kehitysolosuhteiden kannalta, on selvää, kuinka tärkeitä ylähorisontin paksuus ja sen ominaisuudet ovat kasvien kehitykselle. Viljeltyjen kasvien kehityksen piirre on se, että lähes koko niiden juuristo on keskittynyt peltokerrokseen: esimerkiksi 85-99 % viljelykasvien koko juurijärjestelmästä kalkki-podzoli-mailla on keskittynyt peltokerrokseen. ja lähes yli 99 % kehittyy 50 cm:n kerrokseen, joten maatalouskasvien sato määräytyy suurelta osin ensisijaisesti peltokerroksen paksuudesta ja ominaisuuksista. Mitä voimakkaampi peltohorisontti, sitä suurempi määrä suotuisat ominaisuudet omaavaa maaperää peittää kasvien juuriston, sitä paremmat olosuhteet niillä on ravinteiden ja kosteuden tuottamiseen.

Kasvien kasvulle ja kehitykselle epäsuotuisten maaperän ominaisuuksien poistamiseksi kaikki agrotekniset ja muut toimenpiteet suoritetaan pääsääntöisesti samalla tavalla kullakin pellolla. Tämä antaa jossain määrin mahdollisuuden luoda samat olosuhteet kasvien kasvulle, niiden tasaiselle kypsymiselle ja samanaikaiselle sadonkorjuulle. Kaiken työn korkealla organisoinnillakin on kuitenkin käytännössä vaikeaa saavuttaa, että kaikki kasvit koko pellolla ovat samassa kehitysvaiheessa. Tämä pätee erityisesti taiga-metsä- ja kuiva-steppivyöhykkeiden maaperään, jossa maaperän monimutkaisuus ja monimutkaisuus ovat erityisen voimakkaita. Tällainen heterogeenisuus liittyy ensisijaisesti luonnollisten prosessien ilmenemiseen, maanmuodostustekijöihin ja epätasaiseen maastoon. Ihmisen taloudellinen toiminta toisaalta edistää peltomaahorisontin tasoittumista sen ominaisuuksien mukaisesti tietyllä pellolla maanmuokkauksen, lannoituksen, yhden kasvin viljelyn seurauksena tietyllä pellolla kasvukauden aikana sekä näin ollen samat kasvien hoitomenetelmät. Toisaalta taloudellinen aktiivisuus myötävaikuttaa jossain määrin myös peltohorisontin heterogeenisyyden syntymiseen tiettyjen ominaisuuksien mukaan. Tämä johtuu ensinnäkin orgaanisten lannoitteiden epätasaisesta levityksestä (liittyy riittämättömään laitteiston puutteeseen sen tasaiseen levittämiseen pellolla); maanmuokkauksessa, kun muodostuu kaatoharjuja ja murtovakoja, kun pellon eri osat ovat eri kosteustilassa (usein optimaalinen viljelyyn); epätasainen maanmuokkaussyvyys jne. Maanpeitteen alun heterogeenisyys määrittää ensisijaisesti peltojen hakkuusuunnitelman, jossa otetaan tarkasti huomioon erot sen eri osien ominaisuuksissa ja järjestelyissä.

Maaperän ominaisuudet muuttuvat riippuen käytetyistä maatalouskäytännöistä, korjaustyön luonteesta, käytetyistä lannoitteista jne. Tämän perusteella maaperän optimaaliset parametrit ymmärretään tällä hetkellä sellaiseksi maaperän ominaisuuksien ja järjestelmien määrällisten ja laadullisten indikaattoreiden yhdistelmäksi, jossa siellä voi olla maksimissaan kaikki kasveille elintärkeät tekijät on käytetty ja viljeltyjen viljelykasvien potentiaaliset mahdollisuudet on toteutettu parhaiten niiden korkeimmalla tuotolla ja laadulla.

Yllä käsitellyt maaperän ominaisuudet määräytyvät niiden synnyn ja ihmisen taloudellisen toiminnan perusteella, ja ne yhdessä ja yhdessä määrittävät sellaisen tärkeän maaperän ominaisuuden kuin sen hedelmällisyyden.

Maaperä on löysä, ohut pintakerros, joka on kosketuksissa ilman kanssa. Huolimatta merkityksettömästä paksuudestaan ​​tällä Maan kuorella on ratkaiseva rooli elämän leviämisessä. Maaperä ei ole vain kiinteä kappale, kuten useimmat litosfäärin kivet, vaan monimutkainen kolmifaasijärjestelmä, jossa kiinteitä hiukkasia ympäröivät ilma ja vesi. Se on läpäissyt kaasujen ja vesiliuosten seoksella täytettyjä onteloita, ja tämän yhteydessä siihen muodostuu erittäin monipuolisia, monien mikro- ja makro-organismien elämää suotuisia olosuhteita. Maaperässä lämpötilanvaihtelut tasoittuvat ilman pintakerrokseen verrattuna, ja pohjaveden läsnäolo ja sateiden tunkeutuminen luovat kosteusvarastoja ja tarjoavat kosteustilan välissä vesi- ja maaympäristön väliin. Maaperä tiivistää kuolevan kasvillisuuden ja eläinten ruumiiden toimittamia orgaanisten ja mineraaliaineiden varantoja. Kaikki tämä määrittää maaperän korkean kyllästymisen elämällä.

Maaperän ympäristön pääominaisuus on jatkuva orgaanisen aineksen saanti pääasiassa kuolevien kasvien ja putoavien lehtien vuoksi. Se on arvokas energianlähde bakteereille, sienille ja monille eläimille, ja tässä suhteessa maaperä on kyllästetyin ympäristö elämästä.

Pienille maaperäeläimille, jotka on yhdistetty nimen alle mikrofauna(alkueläimet, rotiferit, tardigradit, sukkulamadot jne.), maaperä - ϶ᴛᴏ mikrovarastojen järjestelmä. Pohjimmiltaan ne ovat vesieliöitä. Οʜᴎ elävät gravitaatio- tai kapillaarivedellä täytetyissä maahuokosissa, ja osa elämästä voi, kuten mikro-organismit, olla adsorboituneessa tilassa hiukkasten pinnalle ohuissa kalvon kosteuskerroksissa. Monet näistä lajeista elävät tavallisissa vesistöissä. Kun makean veden amebat ovat kooltaan 50-100 mikronia, maaperäiset vain 10-15. Siimaloiden edustajat ovat erityisen pieniä, usein vain 2–5 mikronia. Maaperän ripsillä on myös kääpiökokoja, ja ne voivat lisäksi muuttaa rungon muotoa suuresti.

Hieman suurempien eläinten ilmanhengittäjälle maaperä näkyy matalien luolien järjestelmänä.
Isännöi osoitteessa ref.rf
Tällaiset eläimet on ryhmitelty nimen alle mesofauna. Maaperän mesofaunan edustajien koot ovat kymmenesosista 2-3 mm: iin. Tähän ryhmään kuuluvat pääasiassa niveljalkaiset: lukuisia punkkiryhmiä, ensisijaisia ​​siivettömiä hyönteisiä, joilla ei ole erityisiä mukautuksia kaivamiseen. Οʜᴎ ryömi maaperän onteloiden seinämiä pitkin raajojen tai matomaisen vääntelyn avulla.

Megafauna maaperä - ϶ᴛᴏ suuret kaivaukset, pääasiassa nisäkkäiden keskuudesta. Monet lajit viettävät koko elämänsä maaperässä (myyrärotat, myyrät).

Maaperä elinympäristönä. - käsite ja tyypit. Luokan "Maaperä elinympäristönä" luokittelu ja ominaisuudet. 2017, 2018.

Vesiympäristö. Vesiympäristö eroaa olosuhteiltaan merkittävästi maa-ilman elinympäristöstä. Vedelle on ominaista korkea tiheys, alempi happipitoisuus, merkittävät paineen laskut, lämpötilaolosuhteet, suolakoostumus, kaasu ... .

4.3. Maaperä elinympäristönä