Kto należy do siedliska glebowego. Siedlisko glebowe. Temat: Życie na Ziemi

Gleba to luźna, cienka warstwa powierzchniowa ziemi w kontakcie z powietrzem. Jego najważniejszą właściwością jest: płodność, tych. zdolność do zapewnienia wzrostu i rozwoju roślin. Gleba to nie tylko ciało stałe, ale złożony układ trójfazowy, w którym cząstki stałe są otoczone powietrzem i wodą. Przesiąknięty jest wnękami wypełnionymi mieszaniną gazów i roztworów wodnych, dlatego tworzą się w nim niezwykle różnorodne warunki, sprzyjające życiu wielu mikroorganizmów i makroorganizmów. W glebie wahania temperatury są wygładzone w porównaniu z powierzchniową warstwą powietrza, a obecność wód gruntowych i przenikanie opadów atmosferycznych tworzą rezerwy wilgoci i zapewniają pośredni reżim wilgotności między środowiskiem wodnym i lądowym. Gleba gromadzi zapasy substancji organicznych i mineralnych dostarczanych przez zamierające rośliny i padliny zwierzęce (ryc. 1.3).

Ryż. 1.3.

Gleba jest niejednorodna pod względem struktury i właściwości fizykochemicznych. Niejednorodność warunków w glebie jest najbardziej wyraźna w kierunku pionowym. Wraz z głębokością zmienia się dramatycznie szereg najważniejszych czynników środowiskowych, które wpływają na życie mieszkańców gleby. Przede wszystkim dotyczy to struktury gleby. Wyróżnia się w nim trzy główne poziomy, różniące się właściwościami morfologicznymi i chemicznymi (ryc. 1.4): 1) górny poziom humusowo-akumulacyjny A, w którym akumuluje się i przekształca materia organiczna oraz z którego część związków jest odprowadzana przez mycie wody ; 2) poziom intruzyjny lub iluwialny B, w którym wymywane z góry substancje osadzają się i są przekształcane, oraz 3) skała macierzysta lub poziom C, którego materiał jest przekształcany w glebę.

Wahania temperatury skrawania tylko na powierzchni gleby. Tutaj mogą być nawet silniejsze niż w przyziemnej warstwie powietrza. Jednak z każdym centymetrem głębokości dobowe i sezonowe zmiany temperatury stają się coraz mniej widoczne na głębokości 1-1,5 m.

Ryż. 1.4.

Wszystkie te cechy sprawiają, że pomimo dużej różnorodności warunków środowiskowych w glebie, pełni ona rolę dość stabilnego środowiska, zwłaszcza dla organizmów mobilnych. Wszystko to decyduje o dużym nasyceniu gleby życiem.

Systemy korzeniowe roślin lądowych są skoncentrowane w glebie. Aby rośliny mogły przetrwać, gleba jako siedlisko musi zaspokajać ich zapotrzebowanie na składniki mineralne, wodę i tlen, podczas gdy wartości pH są ważne (względna kwasowość i zasolenie (stężenie soli).

1. Składniki mineralne i zdolność gleby do ich zatrzymywania. Rośliny potrzebują następujących składników mineralnych do karmienia swoich roślin. (biogeny), jak azotany (nr 3), fosforany ( Р0 3 4),

potas ( W celu+) i wapń ( Ca 2+). Z wyjątkiem związków azotu, które powstają z atmosfery N 2 w obiegu tego pierwiastka w skład chemiczny skał wchodzą początkowo wszystkie biogeny mineralne wraz z pierwiastkami „nieodżywczymi” takimi jak krzem, glin i tlen. Biogeny te są jednak niedostępne dla roślin, o ile są utrwalone w strukturze skały. Aby jony biogenów przeszły do ​​stanu mniej związanego lub do roztworu wodnego, skała musi zostać zniszczona. Rasa, którą nazywają macierzyński, zniszczone przez naturalne warunki atmosferyczne. Kiedy jony odżywcze są uwalniane, stają się dostępne dla roślin. Będąc pierwotnym źródłem składników odżywczych, wietrzenie jest nadal procesem zbyt wolnym, aby zapewnić normalny rozwój roślin. W naturalnych ekosystemach głównym źródłem składników pokarmowych jest rozkładający się detrytus i odpady metaboliczne zwierząt, tj. cykl składników odżywczych.

W agroekosystemach nieuniknione jest usuwanie składników odżywczych z zebranym plonem, ponieważ są one częścią materiału roślinnego. Ich zapasy są regularnie uzupełniane poprzez dodawanie nawozy.

• 2. Pojemność wodna i wodna. Wilgoć w glebie występuje w różnych stanach:
• 1) związany (higroskopijny i filmowy) jest mocno utrzymywany przez powierzchnię cząstek gleby;
• 2) kapilary zajmują małe pory i mogą poruszać się wzdłuż nich w różnych kierunkach;
• 3) grawitacja wypełnia większe puste przestrzenie i powoli wsiąka pod wpływem grawitacji;
• 4) para jest zawarta w powietrzu glebowym.

Jeśli jest za dużo wilgoci grawitacyjnej, reżim gleby jest zbliżony do reżimu zbiorników wodnych. W suchej glebie pozostaje tylko związana woda, a warunki zbliżają się do tych na ziemi. Jednak nawet w najsuchszych glebach powietrze jest wilgotniejsze niż ziemia, więc mieszkańcy gleby są znacznie mniej narażeni na przesuszenie niż na powierzchni.

W liściach roślin znajdują się cienkie pory, przez które podczas fotosyntezy wchłaniany jest dwutlenek węgla (CO2), a tlen (02) jest uwalniany. Jednak przepuszczają również parę wodną z wilgotnych komórek wewnątrz liścia. Aby zrekompensować tę utratę pary wodnej, liście zwane transpiracja potrzebne jest co najmniej 99% całej wody wchłoniętej przez roślinę; mniej niż 1% wydaje się na fotosyntezę. Jeśli nie ma wystarczającej ilości wody, aby zrekompensować straty transpiracyjne, roślina zwiędnie.

Oczywiście, jeśli woda deszczowa spływa po powierzchni gleby zamiast zostać wchłonięta, nie będzie przydatna. Dlatego jest to bardzo ważne infiltracja, tych. wchłanianie wody z powierzchni gleby. Ponieważ korzenie większości roślin nie wnikają w nią zbyt głęboko, woda sącząca się głębiej niż kilka centymetrów (a dla małych roślin znacznie mniej głębokości) staje się niedostępna. Dlatego między deszczami rośliny są uzależnione od zaopatrzenia w wodę utrzymywanej przez wierzchnią warstwę gleby, jak gąbka. Ten czas nazywa się zdolność zatrzymywania wody w glebie. Nawet przy rzadkich opadach, gleby o dobrej zdolności zatrzymywania wody mogą przechowywać wystarczającą ilość wilgoci, aby podtrzymać życie roślin w dość długim okresie suszy.

Wreszcie zaopatrzenie w wodę w glebie zmniejsza się nie tylko w wyniku jej wykorzystania przez rośliny, ale także ze względu na: odparowanie z powierzchni gleby.

Zatem idealna jest gleba o dobrej infiltracji i zdolności zatrzymywania wody oraz pokrywie, która zmniejsza utratę wody z parowania.

3. tlen i napowietrzanie. Aby rosnąć i wchłaniać składniki odżywcze, korzenie potrzebują energii wytwarzanej z utleniania glukozy podczas oddychania komórkowego. To zużywa tlen i wytwarza dwutlenek węgla jako produkt odpadowy. Dlatego zapewnienie dyfuzji (pasywnego ruchu) tlenu z atmosfery do gleby i wstecznego ruchu dwutlenku węgla jest kolejną ważną cechą środowiska glebowego. Nazywa się napowietrzanie. Zwykle napowietrzanie utrudniają dwie okoliczności, które prowadzą do spowolnienia wzrostu lub obumierania roślin: zagęszczenie gleby i nasycenie wodą. Foka nazywa się zbieżnością cząstek gleby między sobą, w której przestrzeń powietrzna między nimi staje się zbyt ograniczona, aby mogła wystąpić dyfuzja. Nasycenie wodą - wynik nadmiernego podlewania.

Utrata wody przez roślinę podczas transpiracji musi być kompensowana zapasami wody kapilarnej w glebie. Rezerwa ta zależy nie tylko od obfitości i częstotliwości opadów, ale także od zdolności gleby do wchłaniania i zatrzymywania wody, a także od bezpośredniego parowania z jej powierzchni, gdy cała przestrzeń między cząstkami gleby jest wypełniona wodą. Można to nazwać „zalewaniem” roślin.

Oddychanie korzeni roślin to wchłanianie tlenu ze środowiska i uwalnianie do niego dwutlenku węgla. Z kolei gazy te muszą być w stanie dyfundować między cząsteczkami gleby.

• 4. Kwasowość względna (pH). Większość roślin i zwierząt wymaga prawie neutralnego pH 7,0; w większości siedlisk przyrodniczych takie warunki są obserwowane.
• 5. Sól i ciśnienie osmotyczne. Do normalnego życia komórki żywego organizmu muszą zawierać pewną ilość wody, tj. wymagać bilans wodny. Jednak sami nie są w stanie aktywnie pompować ani wypompowywać wody. Ich bilans wodny reguluje proporcja - stężenie soli po zewnętrznej i wewnętrznej stronie błony komórkowej. Cząsteczki wody są przyciągane przez jony soli. Błona komórkowa zapobiega przechodzeniu jonów, a woda szybko przepływa przez nią w kierunku ich większego stężenia. Zjawisko to nazywa się osmozą.

Komórki kontrolują swój bilans wodny, regulując wewnętrzne stężenie soli, a woda wpływa i wypływa przez osmozę. Jeśli stężenie soli na zewnątrz komórki jest zbyt wysokie, woda nie może zostać wchłonięta. Co więcej, pod wpływem osmozy zostanie wyciągnięty z komórki, co doprowadzi do odwodnienia i śmierci rośliny. Silnie zasolone gleby to praktycznie martwe pustynie.

Mieszkańcy gleby. Niejednorodność gleby prowadzi do tego, że dla organizmów o różnej wielkości działa ona jak inne środowisko.

Dla małych zwierząt glebowych, które są zjednoczone pod nazwą mikrofauna(pierwotniaki, wrotki, niesporczaki, nicienie itp.), gleba jest systemem mikrozbiorników. Zasadniczo są to organizmy wodne. Żyją w porach gleby wypełnionych wodą grawitacyjną lub kapilarną, a część ich życia może, podobnie jak mikroorganizmy, znajdować się w stanie zaadsorbowanym na powierzchni cząstek w cienkich warstwach błonowej wilgoci. Wiele z tych gatunków żyje w zwykłych zbiornikach wodnych. Formy glebowe są jednak znacznie mniejsze niż słodkowodne, a dodatkowo wchodząc w niesprzyjające warunki środowiskowe, uwalniają gęstą skorupę na powierzchni ciała - torbiel(łac. cista - skrzynka), chroniąc je przed wysychaniem, narażeniem na działanie szkodliwych substancji itp. Jednocześnie procesy fizjologiczne ulegają spowolnieniu, zwierzęta stają się nieruchome, przybierają zaokrąglony kształt, przestają jeść, a organizm popada w stan utajonego życia (stan otorbienia). Jeśli otorbiony osobnik ponownie znajdzie się w sprzyjających warunkach, następuje ekscystacja; zwierzę opuszcza cystę, zamienia się w formę wegetatywną i wznawia aktywne życie.

Dla oddychających powietrzem nieco większych zwierząt gleba wygląda jak system płytkich jaskiń. Takie zwierzęta są pogrupowane pod nazwą mezofauna. Wielkości przedstawicieli mezofauny glebowej wahają się od dziesiątych do 2-3 mm. Do tej grupy należą głównie stawonogi: liczne grupy kleszczy, pierwotne owady bezskrzydłe (na przykład owady dwuogoniaste), małe gatunki owadów skrzydlatych, stonogi symphyla itp.

Większe zwierzęta glebowe, o rozmiarach ciała od 2 do 20 mm, nazywane są przedstawicielami makrofauna. Są to larwy owadów, stonogi, wazonowce, dżdżownice itp. Dla nich gleba jest gęstym ośrodkiem, który zapewnia znaczny opór mechaniczny podczas ruchu.

Megafauna Gleby to duże wykopy, głównie wśród ssaków. Szereg gatunków spędza całe życie w glebie (kretoszczury, nornice, torbacze australijskie itp.). Tworzą całe systemy przejść i dziur w glebie. Wygląd i cechy anatomiczne tych zwierząt odzwierciedlają ich zdolność przystosowania się do ryjącego się pod ziemią stylu życia. Mają niedorozwinięte oczy, zwarte, walczące ciało z krótką szyją, krótką gęstą sierścią, mocnymi kończynami kopiącymi z mocnymi pazurami.

Oprócz stałych mieszkańców gleby, dużą grupę ekologiczną można wyróżnić wśród dużych zwierząt. mieszkańcy nory(wiewiórki ziemne, świstaki, skoczki, króliki, borsuki itp.). Żywią się na powierzchni, ale rozmnażają się, hibernują, odpoczywają i uciekają przed niebezpieczeństwem w glebie.

Ze względu na szereg cech ekologicznych gleba jest medium pośrednim między wodą a lądem. Gleba zbliża się do środowiska wodnego poprzez swój reżim temperaturowy, obniżoną zawartość tlenu w powietrzu glebowym, jej nasycenie parą wodną i obecność wody w innych postaciach, obecność soli i substancji organicznych w roztworach glebowych oraz możliwość poruszania się w trzech wymiarach.

Obecność powietrza glebowego, groźba przesuszenia w górnych poziomach i dość gwałtowne zmiany reżimu temperaturowego warstw powierzchniowych zbliżają glebę do środowiska powietrza.

Pośrednie właściwości ekologiczne gleby jako siedliska zwierząt sugerują, że gleba odegrała szczególną rolę w ewolucji świata zwierząt. Dla wielu grup, w szczególności stawonogów, gleba służyła jako medium, przez które pierwotnie wodni mieszkańcy mogli przestawić się na ziemski tryb życia i podbić ziemię. Tę ścieżkę ewolucji stawonogów udowodniły prace M.S. Giljarow (1912-1985).

Tabela 1.1 zawiera porównawczy opis środowisk abiotycznych i adaptacji do nich organizmów żywych.

Charakterystyka środowisk abiotycznych i adaptacja do nich organizmów żywych

Tabela 1.1

Środa	Charakterystyka	Adaptacja organizmu do otoczenia
	Najstarszy. Oświetlenie zmniejsza się wraz z głębokością. Podczas nurkowania na każde 10 m ciśnienie wzrasta o jedną atmosferę. Niedobór tlenu. Stopień zasolenia wzrasta od wód słodkich do mórz i oceanów. Stosunkowo jednorodny (jednorodny) w przestrzeni i stabilny w czasie	Opływowy kształt ciała, wyporność, błony śluzowe, rozwój jam powietrznych, osmoregulacja
Gleba	Stworzony przez żywe organizmy. Został opanowany jednocześnie ze środowiskiem ziemia-powietrze. Niedobór lub całkowity brak światła. Duża gęstość. Czterofazowy (fazy: stała, ciekła, gazowa, organizmy żywe). Heterogeniczny (heterogeniczny) w przestrzeni. Z czasem warunki są bardziej stałe niż w środowisku lądowo-powietrznym, ale bardziej dynamiczne niż w wodzie i organizmie. Najbogatsze siedlisko w organizmy żywe	Kształt ciała jest walcowaty (gładki, zaokrąglony, cylindryczny lub wrzecionowaty), błony śluzowe lub gładka powierzchnia, niektóre mają aparat kopiący, rozwinięte mięśnie. Wiele grup charakteryzuje się mikroskopijnymi lub małymi rozmiarami jako przystosowanie do życia w wodzie lub porach powietrza.
Ziemia-powietrze	Rzadki. Obfitość światła i tlenu. niejednorodny w przestrzeni. Bardzo dynamiczny z biegiem czasu	Rozwój szkieletu podporowego, mechanizmy regulacji reżimu hydrotermalnego. Uwolnienie procesu seksualnego z płynnego medium

Pytania i zadania do samokontroli

• 1. Wymień elementy konstrukcyjne gruntu.
• 2. Jakie znasz charakterystyczne cechy gleby jako siedliska?
• 3. Jakie pierwiastki i związki są biogenami?
• 4. Przeprowadzić analizę porównawczą siedlisk wodnych, glebowych i lądowo-powietrznych.

Gleba jako czynnik środowiskowy

Wstęp

Gleba jako czynnik ekologiczny w życiu roślin. Właściwości gleb i ich rola w życiu zwierząt, ludzi i mikroorganizmów. Gleby i zwierzęta lądowe. dystrybucja żywych organizmów.

WYKŁAD № 2,3

EKOLOGIA GLEBY

PRZEDMIOT:

Gleba jest podstawą natury ziemi. Można bez końca podziwiać sam fakt, że nasza planeta Ziemia jest jedyną ze znanych planet, która ma niesamowity żyzny film - glebę. Jak powstała gleba? Na to pytanie po raz pierwszy odpowiedział wielki rosyjski naukowiec-encyklopedysta M. V. Łomonosow w 1763 r. W swoim słynnym traktacie „Na warstwach ziemi”. Gleba, pisał, nie jest pierwotną materią, ale powstała „ze zginania ciał zwierząt i roślin przez długi czas”. VV Dokuchaev (1846-1903) w swoich klasycznych pracach na ziemiach Rosji jako pierwszy uznał glebę za medium dynamiczne, a nie obojętne. Udowodnił, że gleba nie jest organizmem martwym, ale żywym, zamieszkanym przez liczne organizmy, złożonym składem. Zidentyfikował pięć głównych czynników glebotwórczych, do których należą klimat, skała macierzysta (podstawa geologiczna), topografia (rzeźba), organizmy żywe i czas.

Gleba to specjalna naturalna formacja, która ma wiele właściwości związanych z przyrodą ożywioną i nieożywioną; składa się z genetycznie spokrewnionych poziomów (tworzących profil glebowy) powstałych w wyniku przekształceń powierzchniowych warstw litosfery pod łącznym wpływem wody, powietrza i organizmów; charakteryzuje się płodnością.

W powierzchniowej warstwie skał na drodze do ich przekształcenia w glebę zachodzą bardzo złożone procesy chemiczne, fizyczne, fizykochemiczne i biologiczne. N. A. Kachinsky w swojej książce „Gleba, jej właściwości i życie” (1975) podaje następującą definicję gleby: „Glebę należy rozumieć jako wszystkie warstwy powierzchniowe skał przetworzone i zmienione przez łączny wpływ klimatu (światło, ciepło, powietrze, wody) , organizmy roślinne i zwierzęce oraz na obszarach uprawnych i działalności człowieka, zdolne do produkcji plonów. Ta skała mineralna, na której uformowała się gleba i która niejako dała początek glebie, nazywana jest skałą macierzystą.

Według G. Dobrovolsky'ego (1979) „glebę należy nazwać warstwą powierzchniową kuli ziemskiej, która ma płodność, charakteryzuje się składem organiczno-mineralnym i specyficznym dla niej rodzajem struktury profilu. Gleba powstała i rozwija się w wyniku połączonego oddziaływania wody, powietrza, energii słonecznej, organizmów roślinnych i zwierzęcych na skały. Właściwości gleby odzwierciedlają lokalne cechy warunków naturalnych. Tak więc właściwości gleby w całości tworzą dla niej pewien reżim ekologiczny, którego głównymi wskaźnikami są czynniki hydrotermalne i napowietrzanie.

Skład gleby obejmuje cztery ważne składniki strukturalne: bazę mineralną (zwykle 50 - 60% całkowitego składu gleby), materię organiczną (do 10%), powietrze (15 - 25%) i wodę (25 - 35% ).

Baza mineralna (szkielet mineralny) gleby jest składnikiem nieorganicznym powstałym ze skały macierzystej w wyniku jej wietrzenia. Fragmenty mineralne tworzące substancję szkieletu glebowego są różne - od głazów i kamieni po ziarna piasku i najdrobniejsze cząstki gliny. Materiał szkieletowy jest zwykle losowo dzielony na drobny grunt (cząstki mniejsze niż 2 mm) i większe fragmenty. Cząstki o średnicy mniejszej niż 1 µm nazywane są koloidalnymi. O właściwościach mechanicznych i chemicznych gleby decydują głównie te substancje, które należą do gleby drobnej.

Struktura gleby zależy od względnej zawartości piasku i gliny w nim.

Idealna gleba powinna zawierać w przybliżeniu równe ilości gliny i piasku o średniej wielkości cząstek. W tym przypadku powstaje porowata, ziarnista struktura, a gleba nazywana jest gliną. . Mają zalety dwóch ekstremalnych typów gleb i nie mają żadnej z ich wad. Gleby o średniej i drobnej teksturze (gliny, iły, muły) są zwykle bardziej odpowiednie do wzrostu roślin ze względu na zawartość wystarczającej ilości składników odżywczych i zdolność zatrzymywania wody.

W glebie z reguły rozróżnia się trzy główne poziomy, różniące się właściwościami morfologicznymi i chemicznymi:

1. Górny horyzont humusowo-akumulacyjny (A), w której materia organiczna akumuluje się i przekształca oraz z której część związków jest odprowadzana przez wodę myjącą.

2. wymywanie horyzontu, lub iluwialny (B), gdzie substancje wypłukane z góry osadzają się i są przekształcane.

3. rasa matek, lub horyzont (C), którego materiał jest przekształcany w glebę. W każdym horyzoncie wyróżnia się więcej warstw ułamkowych, które również znacznie różnią się właściwościami.

Gleba jest środowiskiem i głównym warunkiem rozwoju roślin. Rośliny zakorzeniają się w glebie i pobierają wszystkie składniki odżywcze i wodę, których potrzebują do życia. Pojęcie gleby oznacza najwyższą warstwę skorupy ziemskiej, odpowiednią do przetwarzania i uprawy roślin, która z kolei składa się z dość cienkich warstw zwilżonych i próchnicznych.

Nawilżona warstwa jest ciemna, ma nieznaczną grubość kilku centymetrów, zawiera największą liczbę organizmów glebowych i występuje w niej silna aktywność biologiczna.

Warstwa próchnicy jest grubsza; jeśli jej miąższość dochodzi do 30 cm, możemy mówić o glebie bardzo żyznej, żyją w niej liczne organizmy żywe, przetwarzające pozostałości roślinne i organiczne na składniki mineralne, w wyniku czego są one rozpuszczane przez wody gruntowe i wchłaniane przez korzenie roślin. Poniżej znajduje się warstwa mineralna i skały macierzyste.

Gleba jest wynikiem działalności żywych organizmów. Organizmy zamieszkujące środowisko gruntowo-powietrzne doprowadziły do ​​powstania gleby jako unikalnego siedliska. Gleba to złożony system, który zawiera fazę stałą (cząstki mineralne), fazę ciekłą (wilgotność gleby) i fazę gazową. Stosunek tych trzech faz określa charakterystykę gleby jako środowiska życia.

Cechy gleby

Gleba to luźna, cienka warstwa powierzchniowa ziemi w kontakcie z powietrzem. Pomimo swojej nieznacznej grubości, ta skorupa Ziemi odgrywa kluczową rolę w rozprzestrzenianiu się życia. Gleba to nie tylko ciało stałe, jak większość skał litosfery, ale złożony układ trójfazowy, w którym cząstki stałe są otoczone powietrzem i wodą. Przesiąknięty jest wnękami wypełnionymi mieszaniną gazów i roztworów wodnych, dlatego tworzą się w nim niezwykle różnorodne warunki, sprzyjające życiu wielu mikroorganizmów i makroorganizmów. W glebie wahania temperatury są wygładzone w stosunku do powierzchniowej warstwy powietrza, a obecność wód gruntowych i przenikanie opadów atmosferycznych tworzą rezerwy wilgoci i zapewniają reżim wilgotności pośredni między środowiskiem wodnym i lądowym. Gleba gromadzi zapasy substancji organicznych i mineralnych dostarczanych przez zamierające rośliny i zwłoki zwierząt. Wszystko to decyduje o dużym nasyceniu gleby życiem.

Systemy korzeniowe roślin lądowych są skoncentrowane w glebie.

Przeciętnie jest ponad 100 miliardów komórek pierwotniaków, miliony wrotków i niesporczaków, dziesiątki milionów nicieni, dziesiątki i setki tysięcy kleszczy i skoczogonków, tysiące innych stawonogów, dziesiątki tysięcy enchitreidów, dziesiątki i setki dżdżownice, mięczaki i inne bezkręgowce na 1 m2 warstwy gleby. Ponadto 1 cm2 gleby zawiera dziesiątki i setki milionów bakterii, mikroskopijnych grzybów, promieniowców i innych mikroorganizmów. W naświetlonych warstwach powierzchniowych w każdym gramie żyją setki tysięcy fotosyntetycznych komórek zielonych, żółto-zielonych, okrzemek i niebiesko-zielonych alg. Żywe organizmy są tak samo charakterystyczne dla gleby, jak jej nieożywione składniki. Dlatego V.I. Vernadsky przypisywał glebę bio-obojętnym ciałom natury, podkreślając jej nasycenie życiem i nierozerwalny związek z nim.

Niejednorodność warunków w glebie jest najbardziej wyraźna w kierunku pionowym. Wraz z głębokością zmienia się dramatycznie szereg najważniejszych czynników środowiskowych, które wpływają na życie mieszkańców gleby. Przede wszystkim odnosi się do struktury gleby. Wyróżnia się w nim trzy główne poziomy, różniące się właściwościami morfologicznymi i chemicznymi: 1) górny poziom humusowo-akumulacyjny A, w którym akumuluje się i przekształca materia organiczna iz którego część związków jest odprowadzana przez wodę myjącą; 2) poziom intruzyjny lub iluwialny B, w którym wymywane z góry substancje osadzają się i są przekształcane, oraz 3) skała macierzysta lub poziom C, którego materiał jest przekształcany w glebę.

W każdym horyzoncie wyróżnia się więcej warstw ułamkowych, które również znacznie różnią się właściwościami. Na przykład w strefie umiarkowanej pod lasami iglastymi lub mieszanymi horyzont ALE składa się z podkładki (A0)- warstwa luźnego nagromadzenia resztek roślinnych, ciemna warstwa próchnicy (A 1), w której cząstki pochodzenia organicznego mieszają się z minerałem i warstwą bielicową (A2)- koloru popielatego, w którym przeważają związki krzemu, a wszystkie substancje rozpuszczalne są wypłukiwane w głąb profilu glebowego. Zarówno struktura, jak i chemia tych warstw są bardzo różne, dlatego korzenie roślin i mieszkańcy gleby, poruszając się tylko o kilka centymetrów w górę lub w dół, popadają w różne warunki.

Rozmiary wnęk między cząstkami gleby, w których mogą żyć zwierzęta, zwykle szybko maleją wraz z głębokością. Na przykład w glebach łąkowych średnia średnica zagłębień na głębokości 0-1 cm wynosi 3 mm, 1-2 cm - 2 mm, a na głębokości 2-3 cm - tylko 1 mm; głębsze pory gleby są jeszcze drobniejsze. Gęstość gleby zmienia się również wraz z głębokością. Najluźniejsze warstwy zawierają materię organiczną. Porowatość tych warstw wynika z tego, że substancje organiczne sklejają cząstki mineralne w większe agregaty, między którymi zwiększa się objętość wnęk. Najbardziej gęsty jest zwykle horyzont iluwialny W, cementowany przez wmyte do niego cząstki koloidalne.

Wilgoć w glebie występuje w różnych stanach: 1) związana (higroskopijna i błonowa) jest mocno utrzymywana przez powierzchnię cząstek gleby; 2) kapilary zajmują małe pory i mogą poruszać się wzdłuż nich w różnych kierunkach; 3) grawitacja wypełnia większe puste przestrzenie i powoli wsiąka pod wpływem grawitacji; 4) para jest zawarta w powietrzu glebowym.

Zawartość wody nie jest taka sama w różnych glebach iw różnym czasie. Jeśli jest za dużo wilgoci grawitacyjnej, reżim gleby jest zbliżony do reżimu zbiorników wodnych. W suchej glebie pozostaje tylko związana woda, a warunki zbliżają się do tych na ziemi. Jednak nawet w najsuchszych glebach powietrze jest wilgotniejsze niż ziemia, więc mieszkańcy gleby są znacznie mniej narażeni na przesuszenie niż na powierzchni.

Skład powietrza glebowego jest zmienny. Wraz z głębokością zawartość tlenu gwałtownie spada, a stężenie dwutlenku węgla wzrasta. Ze względu na obecność w glebie rozkładających się substancji organicznych, powietrze glebowe może zawierać wysokie stężenie toksycznych gazów, takich jak amoniak, siarkowodór, metan itp. W przypadku zalania gleby lub intensywnego gnicia resztek roślinnych mogą wystąpić warunki całkowicie beztlenowe. występują w miejscach.

Wahania temperatury skrawania tylko na powierzchni gleby. Tutaj mogą być nawet silniejsze niż w przyziemnej warstwie powietrza. Jednak z każdym centymetrem głębokości dobowe i sezonowe zmiany temperatury stają się coraz mniej widoczne na głębokości 1-1,5 m. hydrobionowa ekologiczna gleba powietrzna

Wszystkie te cechy sprawiają, że pomimo dużej różnorodności warunków środowiskowych w glebie, pełni ona rolę dość stabilnego środowiska, zwłaszcza dla organizmów mobilnych. Stromy gradient temperatury i wilgotności w profilu glebowym umożliwia zwierzętom glebowym zapewnienie sobie odpowiedniego środowiska ekologicznego poprzez niewielkie ruchy.

pedosfera bio-obojętny

mikrofauna mezofauna makrofauna megafauna Megascolecidae Megaskolidy australijskie może osiągnąć długość 3 m.

edaficzny czynniki środowiskowe (z greckiego „edafos” – fundament, gleba). Systemy korzeniowe roślin lądowych są skoncentrowane w glebie. Rodzaj systemu korzeniowego zależy od reżimu hydrotermalnego, napowietrzania, składu mechanicznego i struktury gleby. Na przykład brzoza i modrzew, które rosną na obszarach z wieczną zmarzliną, mają przypowierzchniowe systemy korzeniowe, które rozprzestrzeniają się głównie wszerz. Na obszarach, na których nie ma wiecznej zmarzliny, systemy korzeniowe tych samych roślin wnikają w glebę na znacznie większą głębokość. Korzenie wielu roślin stepowych mogą pobierać wodę z głębokości ponad 3 m, ale mają też dobrze rozwinięty system korzeniowy powierzchniowy, którego funkcją jest ekstrakcja substancji organicznych i mineralnych. W warunkach podmokłych gleb o niskiej zawartości tlenu, np. w dorzeczu największej rzeki świata, Amazonki, tworzą się zbiorowiska tzw. roślin mangrowych, które wykształciły specjalne naziemne korzenie oddechowe - pneumatofory.

kwasolubny Neutrofil bazyfilski obojętny

oligotroficzny eutroficzny mezotroficzny

halofity petrofity psamofity.

Literatura:

Pytania do samodzielnego zbadania:

Data publikacji: 2014-11-29; Przeczytaj: 488 | Naruszenie praw autorskich do strony

Gleba to luźna, cienka warstwa powierzchniowa ziemi w kontakcie z powietrzem. Pomimo swojej nieznacznej grubości, ta skorupa Ziemi odgrywa kluczową rolę w rozprzestrzenianiu się życia. Gleba to nie tylko ciało stałe, jak większość skał litosfery, ale złożony układ trójfazowy, w którym cząstki stałe są otoczone powietrzem i wodą. Przesiąknięty jest wnękami wypełnionymi mieszaniną gazów i roztworów wodnych, w związku z czym tworzą się w nim niezwykle różnorodne warunki, sprzyjające życiu wielu mikroorganizmów i makroorganizmów. W glebie wahania temperatury są wygładzone w stosunku do powierzchniowej warstwy powietrza, a obecność wód gruntowych i przenikanie opadów atmosferycznych tworzą rezerwy wilgoci i zapewniają reżim wilgotności pośredni między środowiskiem wodnym i lądowym. Gleba gromadzi zapasy substancji organicznych i mineralnych dostarczanych przez zamierające rośliny i zwłoki zwierząt. Wszystko to decyduje o dużym nasyceniu gleby życiem.

Główną cechą środowiska glebowego jest stały dopływ materii organicznej głównie dzięki zamieraniu roślin i opadającym liściom. Jest cennym źródłem energii dla bakterii, grzybów i wielu zwierząt, pod tym względem gleba jest najbardziej nasyconym życiem środowiskiem.

Dla małych zwierząt glebowych, które są zjednoczone pod nazwą mikrofauna(pierwotniaki, wrotki, niesporczaki, nicienie itp.), gleba - system mikrozbiorników. Zasadniczo są to organizmy wodne. żyją w porach gleby wypełnionych wodą grawitacyjną lub kapilarną, a część życia może, podobnie jak mikroorganizmy, znajdować się w stanie zaadsorbowanym na powierzchni cząstek w cienkich warstwach folii wilgoci. Wiele z tych gatunków żyje w zwykłych zbiornikach wodnych. Podczas gdy ameby słodkowodne mają rozmiar 50-100 mikronów, ameby glebowe tylko 10-15. Przedstawiciele wiciowców są szczególnie mali, często tylko 2-5 mikronów. Orzęski glebowe mają również rozmiary karłowate, a ponadto mogą znacznie zmienić kształt ciała.

Dla oddychających powietrzem nieco większych zwierząt gleba wygląda jak system płytkich jaskiń.

Takie zwierzęta są pogrupowane pod nazwą mezofauna. Rozmiary przedstawicieli mezofauny gleb wynoszą od dziesiątych do 2-3 mm. Do tej grupy należą głównie stawonogi: liczne grupy kleszczy, pierwotne bezskrzydłe owady, które nie mają specjalnych przystosowań do kopania.

Οʜᴎ czołgać się po ścianach zagłębień glebowych za pomocą kończyn lub wijącego się robaka.

Megafauna gleby - ϶ᴛᴏ duże koparki, głównie wśród ssaków. Wiele gatunków spędza całe życie w glebie (kretoszczury, krety).

Gleba jako siedlisko drobnoustrojów

Gleba zajmuje szczególne miejsce wśród naturalnych siedlisk mikroorganizmów. Jest to niezwykle niejednorodny (heterogeniczny) substrat w strukturze, mający strukturę mikromozaikową. Gleba to zbiór wielu bardzo małych (od ułamków milimetra do 3-5 mm)... [czytaj więcej].

— Gleba jako siedlisko.

Ziemia-powietrze Habitat Ground&… [czytaj więcej].

— Gleba jako siedlisko.

Właściwości gleb jako czynnik ekologiczny (czynniki edaficzne). Gleba jest zbiorem silnie rozproszonych cząstek, dzięki czemu opady wnikają w jej głąb i są tam zatrzymywane w układach kapilarnych. Same cząsteczki trzymają się powierzchni… [czytaj więcej].

— Gleba jako siedlisko

Ziemia jest jedyną planetą, która posiada glebę (edasferę, pedosferę) – specjalną, górną powłokę lądu. Ta skorupa powstała w historycznie przewidywalnym czasie - jest to ten sam wiek, co życie lądowe na planecie. Po raz pierwszy na pytanie o pochodzenie gleby odpowiedział M.V. Łomonosow („Och ... [czytaj więcej].

— Gleba jako siedlisko

Gleba jest warstwą powierzchniową litosfery, stałej powłoki Ziemi, która styka się z powietrzem. Gleba to gęsty ośrodek składający się z pojedynczych cząstek stałych o różnej wielkości. Cząsteczki stałe otoczone są cienką warstwą powietrza i wody. Dlatego gleba jest uważana za ... [czytaj więcej].

— Gleba jako siedlisko.

Siedlisko wodne. Siedlisko wodne pod względem warunków znacznie różni się od ziemskiego. Woda charakteryzuje się dużą gęstością, niższą zawartością tlenu, znacznymi spadkami ciśnienia, temperaturą, składem soli, gazem... [czytaj więcej].

Klasa przyrodnicza 5

„Mieszkańcy kontynentów” – Afryka jest wyjątkowa w swojej bajecznie bogatej przyrodzie. Dlatego pojedziemy do jakiegoś innego kraju, na przykład do Chin. W pniu o grubości do 10 m baobab magazynuje wodę (do 120 ton). Lily Victoria Regia jest największą ze wszystkich lilii wodnych. Najbardziej znanymi zwierzętami Antarktydy są pingwiny. Australia jest jedynym krajem na świecie, który obejmuje cały kontynent. Panda wielka mieszka tylko w Chinach.

„Historia naturalna Wszechświata Klasy 5” – Wszechświat. Różnorodność galaktyk. Galaxy (od greckiego słowa „galactikos” - mleczny, mleczny.). W ciągu roku światło przemierza 10 bilionów kilometrów. Galaktyka 205. Galaktyka karłowata. Prędkość naszej Galaktyki to 1 milion 500 tysięcy km na godzinę. Uwaga, na horyzoncie statek "Buran" "ogonowy potwór". Galaktyka myszy. Jeden obrót Układu Słonecznego wokół galaktyki trwa 200 milionów lat. Galaktyka spiralna M51. Dowódcy statków muszą udać się w kosmos i naprawić awarie. konstelacje.

„Skały w historii naturalnej” – Systematyzujemy otrzymywane informacje. Jak klasyfikuje się skały?

Skały, minerały, minerały. Magmatyczny. Jaspis. Granit. Glina. Gęsty i luźny. Piaskowiec. Definicja skał. Jak nazywają się minerały? Marmur. Skały. Gnejs. Klasa przyrodnicza 5. Wapień. Czym są minerały? Metamorficzny.

„Trzy siedliska historii naturalnej” - Charakterystyka siedliska wodnego. Charakterystyka środowiska gruntowo-powietrznego. ziemia-powietrze; Powietrze; Gleba. Czynniki żywe; Czynniki przyrody nieożywionej; Wpływ człowieka. Cel lekcji: Czynniki środowiskowe. siedliska. Mieszkańcy środowiska wodnego. Mieszkańcy środowiska glebowego. Kret, kretoszczur, ryjówka, bakterie, robaki, owady.

„Struktura organizmów Grade 5” - Grade 5. Nabłonkowy. Złączony. Cięcie arkusza. Organizmy jednokomórkowe obejmują bakterie, grzyby i pierwotniaki. W organizmach jednokomórkowych organizm składa się z jednej komórki. Człowiek. Organizmy wielokomórkowe. różnorodność żywych organizmów. TKANKA - grupa komórek o podobnej budowie i funkcji. Struktura organizmów. Lekcja przyrody. Organizmy wielokomórkowe obejmują rośliny, zwierzęta i grzyby. Powłokowe i przewodzące. Wirusy.

„Rośliny z nasion” - Pyszne! Tatiana Grigoriewna roześmiała się. Plan pracy: Z jakiegoś powodu rozdano nasiona. Pomidory. W spiżarni jest jedzenie. Gdzie zaczynamy? Piękna! W małej chatce-sypialni śpi małe dziecko. Zasiej nasiona astry i pomidorów w ziemi. Projekt dotyczący historii naturalnej uczniów klas V. 2. Będziemy monitorować rozwój roślin z nasion.

Łącznie w temacie „Natura Klasa 5” 92 prezentacje

5class.net > Klasa przyrodnicza 5 > Trzy siedliska > slajd 11

Gleba jest unikalnym siedliskiem fauny glebowej.

To środowisko charakteryzuje się brakiem ostrych wahań temperatury i wilgotności, różnorodnych substancji organicznych wykorzystywanych jako źródło pożywienia, zawiera pory i ubytki o różnych rozmiarach i stale jest w nim wilgoć.

Duży wpływ na procesy glebotwórcze mają liczni przedstawiciele fauny glebowej - bezkręgowce, kręgowce i pierwotniaki - zamieszkujący różne poziomy gleby i zamieszkujący jej powierzchnię. Zwierzęta glebowe z jednej strony dostosowują się do środowiska glebowego, modyfikują swój kształt, strukturę, charakter funkcjonowania, a z drugiej aktywnie wpływają na glebę, zmieniając strukturę przestrzeni porów i redystrybuując w niej substancje organiczno-mineralne. profil wzdłuż głębokości. W biocenozie glebowej powstają złożone stabilne łańcuchy pokarmowe. Większość zwierząt żyjących w glebie żywi się roślinami i resztkami roślin, reszta to drapieżniki. Każdy rodzaj gleby ma swoją własną charakterystykę biocenozy: jej strukturę, biomasę, rozmieszczenie w profilu i parametry użytkowe.

W zależności od wielkości osobników przedstawiciele fauny glebowej dzielą się na cztery grupy:

1. mikrofauna - organizmy o wielkości poniżej 0,2 mm (głównie pierwotniaki, nicienie, ryzopody, echinokoki żyjące w wilgotnym środowisku glebowym);
2. mezofauna - zwierzęta o wielkości od 0,2 do 4 mm (mikrostawonogi, najmniejsze owady i specyficzne robaki przystosowane do życia w glebie o dostatecznie wilgotnym powietrzu);
3. makrofauna - zwierzęta wielkości 4-80 mm (dżdżownice, mięczaki, owady - mrówki, termity itp.);
4. megafauna - zwierzęta powyżej 80 mm (duże owady, skorpiony, krety, węże, małe i duże gryzonie, lisy, borsuki i inne zwierzęta kopiące tunele i nory w ziemi).

W zależności od stopnia powiązania z glebą wyróżnia się trzy grupy zwierząt: geobionty, geofile i geokseny. Geobionty nazywane są zwierzętami, których cały cykl rozwojowy odbywa się w glebie (dżdżownice, skoczogonki, stonogi).

Geofile- mieszkańcy gleby, której część cyklu rozwojowego koniecznie zachodzi w glebie (większość owadów). Wśród nich są gatunki, które żyją w glebie w stadium larwalnym i pozostawiają ją w stanie dorosłym (chrząszcze, chrząszcze, komary stonogi itp.) I koniecznie idą do gleby w celu przepoczwarzenia (stonka ziemniaczana Colorado itp. .).

geokseny- zwierzęta, które mniej lub bardziej przypadkowo trafiają do gleby jako tymczasowe schronienie (pchły ziemne, szkodliwe żółwie itp.).

Dla organizmów o różnej wielkości gleby zapewniają różne rodzaje środowiska. Mikroskopijne obiekty (pierwotniaki, wrotki) w glebie pozostają mieszkańcami środowiska wodnego. W okresach mokrych pływają w porach wypełnionych wodą, jak w stawie. Fizjologicznie są to organizmy wodne. Główne cechy gleby jako siedliska dla takich organizmów to przewaga okresów mokrych, dynamika wilgotności i temperatury, reżim zasolenia oraz wielkość ubytków i porów.

Dla większych (nie mikroskopijnych, ale małych) organizmów (roztoczy, skoczogonków, chrząszczy) siedliskiem w glebie jest zbiór przejść i jam. Ich przebywanie w glebie jest porównywalne z życiem w wilgotnej jaskini. Ważna jest rozwinięta porowatość, odpowiedni poziom wilgotności i temperatury oraz zawartość węgla organicznego w glebie. W przypadku dużych zwierząt żyjących w glebie (dżdżownice, stonogi, larwy chrząszczy) cała gleba służy jako siedlisko. Dla nich ważna jest gęstość dodawania całego profilu. Kształt zwierząt odzwierciedla przystosowanie do poruszania się w luźnej lub gęstej glebie.

Wśród zwierząt glebowych zdecydowanie przeważają bezkręgowce. Ich całkowita biomasa jest 1000 razy większa niż całkowita biomasa kręgowców. Według ekspertów biomasa bezkręgowców w różnych strefach naturalnych waha się w szerokim zakresie: od 10-70 kg/ha w tundrze i pustyni do 200 w glebach lasów iglastych i 250 w glebach stepowych. Dżdżownice, stonogi, larwy muchówek i chrząszczy, dorosłe chrząszcze, mięczaki, mrówki i termity są szeroko rozpowszechnione w glebie. Ich liczba na 1 m2 gleby leśnej może sięgać kilku tysięcy.

Funkcje bezkręgowców i kręgowców w formowaniu gleby są ważne i zróżnicowane:

• niszczenie i mielenie pozostałości organicznych (zwierzęta zwiększając setki tysięcy razy ich powierzchnię udostępniają je do dalszego niszczenia przez grzyby i bakterie), zjadanie pozostałości organicznych na powierzchni gleby i w jej wnętrzu.
• akumulacja składników odżywczych w organizmie i przede wszystkim synteza związków białkowych zawierających azot (po zakończeniu cyklu życiowego zwierzęcia następuje rozkład tkanek, a nagromadzone w jego organizmie substancje i energia wracają do gleby);
• ruch mas gleby i gleby, powstawanie swoistej mikro- i nanoreliefu;
• tworzenie struktury zoogenicznej i przestrzeni porów.

Przykładem niezwykle intensywnego oddziaływania na glebę jest praca dżdżownic. Na powierzchni 1 ha robaki rocznie przechodzą przez jelita w różnych strefach glebowo-klimatycznych od 50 do 600 ton drobnej gleby. Wraz z masą mineralną absorbowana i przetwarzana jest ogromna ilość pozostałości organicznych. W ciągu roku robaki produkują średnio około 25 t/ha odchodów (koprolitów).

Jeśli znajdziesz błąd, zaznacz fragment tekstu i naciśnij Ctrl+Enter.

W kontakcie z

Koledzy z klasy

Gleba jako środowisko życia

Gleba to cienka warstwa powierzchni ziemi, przetworzona przez działalność żywych istot. Cząstki stałe przenikają do gleby z porami i wnękami wypełnionymi częściowo wodą, a częściowo powietrzem, dzięki czemu w glebie mogą zamieszkiwać również małe organizmy wodne. Bardzo ważną jego cechą jest objętość małych ubytków w glebie. W glebach sypkich może wynosić do 70%, a w glebach gęstych około 20% (ryc. 4). W tych porach i zagłębieniach lub na powierzchni cząstek stałych żyje

Ryż. 4. Struktura gleby

ogromna różnorodność mikroskopijnych stworzeń: bakterie, grzyby, pierwotniaki, glisty, stawonogi (ryc. 5 - 7). Większe zwierzęta tworzą własne przejścia w glebie. Cała gleba jest przesiąknięta korzeniami roślin. Głębokość gleby zależy od głębokości penetracji korzeni i aktywności zakopujących się zwierząt. Ma nie więcej niż 1,5–2 m.

Powietrze w jamach glebowych jest zawsze nasycone parą wodną, ​​a jego skład jest wzbogacony o dwutlenek węgla i zubożony w tlen. Z drugiej strony stosunek wody i powietrza w glebach stale się zmienia w zależności od warunków pogodowych. Wahania temperatury są bardzo ostre w pobliżu powierzchni, ale szybko wygładzają się wraz z głębokością.

Główną cechą środowiska glebowego jest stała podaż materia organiczna głównie z powodu zamierania korzeni roślin i opadania liści. Jest cennym źródłem energii dla bakterii, grzybów i wielu zwierząt, dlatego gleba jest najbardziej żywe środowisko. Jej ukryty świat jest bardzo bogaty i różnorodny.

M. S. Gilyarov
(1912 – 1985)

Wybitny radziecki zoolog, ekolog, akademik
Założyciel szeroko zakrojonych badań nad światem zwierząt glebowych

Poprzednia12345678910111213141516Następna

ZOBACZ WIĘCEJ:

Gleba jest stosunkowo cienką, luźną warstwą powierzchniową ziemi, która jest w stałym kontakcie i interakcji z atmosferą i hydrosferą. gleba, lub pedosfera, reprezentuje globalną skorupę ziemi. Najważniejszą właściwością gleby, odróżniającą ją od gleby, jest jej żyzność, czyli zdolność w dużej mierze do zapewnienia wzrostu i rozwoju roślin oraz ich produkcji pierwotnej materii organicznej, niezbędnej do istnienia jakiejkolwiek biocenozy. Gleba, w przeciwieństwie do litosfery, to nie tylko zbiór minerałów i skał, ale złożony układ trójfazowy, w którym stałe cząstki mineralne są otoczone wodą i powietrzem. Zawiera wiele ubytków i naczyń włosowatych wypełnionych roztworami glebowymi, dlatego powstają w nim różnorodne warunki do życia organizmów. Gleba zawiera główne źródło organicznych składników odżywczych, co również przyczynia się do rozprzestrzeniania się w niej życia. Liczba mieszkańców gleby jest ogromna. Do 100 miliardów osobników pierwotniaków i bakterii, miliony maleńkich robaków, wrotków i nicieni, tysiące małych stawonogów, setki dżdżownic, grzybów może żyć na 1 m2 gleby bogatej w materię organiczną w warstwie o głębokości 25 cm. Ponadto w glebie żyje wiele gatunków małych ssaków. W naświetlonych warstwach powierzchniowych w każdym gramie gleby żyją setki tysięcy fotosyntetycznych drobnych roślinek - glonów, wśród których są zielone, niebieskozielone, okrzemki itp. Tak więc organizmy żywe są tak samo charakterystycznym składnikiem gleby, jak jej składniki mineralne. Dlatego słynny rosyjski geochemik V.I. Vernadsky, twórca nowoczesnej koncepcji biosfery Ziemi, w latach 20-tych. XX wieku uzasadniał przydział ziemi do specjalnego bio-obojętny naturalne ciało, podkreślając tym samym bogactwo jej życia. Gleba powstała na pewnym etapie ewolucji biosfery Ziemi i jest jej produktem. Działalność organizmów glebowych ukierunkowana jest głównie na rozkład gruboziarnistej martwej materii organicznej. W wyniku złożonych procesów fizykochemicznych zachodzących przy bezpośrednim udziale mieszkańców gleby powstają związki organiczno-mineralne, które są już dostępne do bezpośredniego przyswajania przez korzenie roślin i są niezbędne do syntezy materii organicznej, do tworzenia nowego życia . Dlatego rola gleby jest niezwykle duża.

W glebie wahania temperatury są znacznie wygładzone w porównaniu z powierzchniową warstwą powietrza. Jednak na jego powierzchni zmienność temperatury można wyrazić jeszcze ostrzej niż w przypowierzchniowej warstwie powietrza, ponieważ powietrze jest ogrzewane i chłodzone dokładnie z powierzchni gleby. Jednak z każdym centymetrem głębokości dzienne i sezonowe zmiany temperatury stają się mniej wyraźne i zwykle nie są rejestrowane na głębokości większej niż 1 m.

Obecność wód gruntowych i przenikanie wody podczas opadów, na tle znacznej wilgotności, charakterystycznej dla większości typów gleb, przyczynia się do utrzymania stabilnego reżimu uwilgotnienia. Wilgoć w glebie występuje w różnych stanach: może być mocno zatrzymywana na powierzchni cząstek mineralnych (higroskopijna i warstewkowa), zajmować małe pory i powoli przez nie przemieszczać się w różnych kierunkach (kapilarnie), wypełniać większe ubytki i przesiąkać pod działanie grawitacyjne (grawitacyjne), a także zawarte w glebie w postaci pary. Wilgotność gleby zależy od jej struktury i pory roku. Jeśli zawartość wilgoci grawitacyjnej jest wysoka, wówczas reżim glebowy przypomina reżim stojącego płytkiego zbiornika wodnego. W glebie suchej występuje tylko wilgoć kapilarna i warunki zbliżone do warunków na ziemi. Jednak nawet w najsuchszych glebach powietrze ma zawsze większą wilgotność niż na powierzchni, co pozytywnie wpływa na życie organizmów glebowych.

Skład powietrza glebowego podlega zmienności. Wraz ze wzrostem głębokości zawartość tlenu maleje, a stężenie dwutlenku węgla wzrasta, tj. występuje podobny trend jak w zbiornikach wodnych, ze względu na podobieństwo procesów determinujących stężenie tych gazów w każdym z mediów. Ze względu na procesy rozkładu substancji organicznych w glebie stężenie toksycznych gazów, takich jak siarkowodór, amoniak i metan, może być wysokie w głębokich warstwach gleby. Gdy gleba jest podmokła, gdy wszystkie jej naczynia włosowate i zagłębienia są wypełnione wodą, co na przykład często ma miejsce w tundrze pod koniec wiosny, mogą powstać stany niedoboru tlenu i ustać rozkład materii organicznej.

Niejednorodność właściwości gleby powoduje, że dla organizmów różnej wielkości może ona pełnić funkcję różnych siedlisk. Dla bardzo małych zwierząt glebowych, które są połączone w grupę ekologiczną mikrofauna(pierwotniaki, wrotki, nicienie itp.) gleba jest systemem mikrozbiorników, ponieważ żyją głównie w kapilarach wypełnionych roztworem wodnym. Rozmiary takich organizmów to tylko 2 do 50 mikronów. Grupę tworzą większe organizmy oddychające powietrzem mezofauna. Obejmuje głównie stawonogi (różne roztocza, stonogi, pierwotne owady bezskrzydłe - skoczogonki, ptaki dwuogoniaste itp.) Dla nich gleba jest zbiorem małych jaskiń. Nie mają specjalnych organów, które pozwalają im samodzielnie robić dziury w glebie i czołgać się po powierzchni zagłębień glebowych za pomocą kończyn lub wijącego się robaka. Okresy zalewania ubytków glebowych wodą, na przykład podczas długotrwałych opadów, przedstawiciele mezofauny doświadczają pęcherzyków powietrza, które utrzymują się wokół ciała zwierząt dzięki ich niezwilżającym się osłonom, wyposażonym w rzęski i łuski. Jednocześnie pęcherzyk powietrza jest rodzajem „fizycznego skrzela” dla małego zwierzęcia, ponieważ oddychanie odbywa się dzięki tlenowi przedostającemu się do przestrzeni powietrznej z otoczenia w procesie dyfuzji. Zwierzęta należące do grupy mezofauny mają rozmiary od dziesiątych do 2 – 3 mm. Zwierzęta glebowe o rozmiarach ciała od 2 do 20 mm nazywane są przedstawicielami grupy ekologicznej makrofauna. Są to przede wszystkim larwy owadów i dżdżownice. Gleba dla nich jest już gęstym medium zdolnym do zapewnienia znacznej odporności mechanicznej w procesie ruchu. Poruszają się w glebie, rozszerzając istniejące studnie, rozpychając cząstki gleby lub wykonując nowe ruchy. Wymiana gazowa większości przedstawicieli tej grupy odbywa się za pomocą wyspecjalizowanych narządów oddechowych, a także jest uzupełniana przez wymianę gazową przez powłokę ciała. Aktywnie kopiące zwierzęta są w stanie opuścić te warstwy gleby, w których tworzone są dla nich niekorzystne warunki życia. Zimą iw suchych okresach letnich koncentrują się w głębszych warstwach gleby, gdzie temperatury zimą i wilgotność latem są wyższe niż na powierzchni. Do grupy ekologicznej megafauna zwierzęta należą głównie do ssaków. Niektóre z nich cały cykl swojego życia przeprowadzają w glebie (krety Eurazji, złote krety Afryki, torbacze Australii itp.). Są w stanie wykonać całe systemy przejść i otworów w glebie. Wygląd i budowa anatomiczna tych zwierząt odzwierciedlają ich przystosowanie do podziemnego trybu życia. Mają niedorozwinięte oczy, zwarty kształt ciała z krótką szyją, krótką gęstą sierścią, mocne kończyny przystosowane do kopania. W skład megafauny glebowej wchodzą również duże skąposzczety, zwłaszcza przedstawiciele rodziny Megascolecidaeżyjący w strefie tropikalnej półkuli południowej. Największym z nich jest robak australijski Megaskolidy australijskie może osiągnąć długość 3 m.

Oprócz stałych mieszkańców gleby, wśród dużych zwierząt można wyróżnić te

które żywią się na powierzchni, ale rozmnażają się, hibernują, odpoczywają i uciekają przed wrogami w norach glebowych. Są to świstaki, wiewiórki ziemne, skoczki, króliki, borsuki itp.

Właściwości gleby i terenu mają istotny, a czasem decydujący wpływ na warunki życia organizmów lądowych, przede wszystkim roślin. Właściwości powierzchni ziemi, które mają wpływ ekologiczny na jej mieszkańców, są zaliczane do specjalnej grupy edaficzny czynniki środowiskowe (z greckiego „edafos” – fundament, gleba). Systemy korzeniowe roślin lądowych są skoncentrowane w glebie.

Rodzaj systemu korzeniowego zależy od reżimu hydrotermalnego, napowietrzania, składu mechanicznego i struktury gleby. Na przykład brzoza i modrzew, które rosną na obszarach z wieczną zmarzliną, mają przypowierzchniowe systemy korzeniowe, które rozprzestrzeniają się głównie wszerz. Na obszarach, na których nie ma wiecznej zmarzliny, systemy korzeniowe tych samych roślin wnikają w glebę na znacznie większą głębokość. Korzenie wielu roślin stepowych mogą pobierać wodę z głębokości ponad 3 m, ale mają też dobrze rozwinięty system korzeniowy powierzchniowy, którego funkcją jest ekstrakcja substancji organicznych i mineralnych. W warunkach podmokłych gleb o niskiej zawartości tlenu, np. w dorzeczu największej rzeki świata, Amazonki, tworzą się zbiorowiska tzw. roślin mangrowych, które wykształciły specjalne naziemne korzenie oddechowe - pneumatofory.

Wyróżnionych zostanie kilka ekologicznych grup roślin w zależności od ich związku z określonymi właściwościami gleby.

W stosunku do kwasowości gleby występują kwasolubny gatunek przystosowany do uprawy na glebach kwaśnych o pH poniżej 6,5 jednostki. Należą do nich rośliny wilgotnych siedlisk bagiennych. Neutrofil Gatunki mają tendencję do gleb, które mają odczyn zbliżony do obojętnego o pH od 6,5 do 7,0 jednostek. To większość roślin uprawnych w strefie klimatu umiarkowanego. bazyfilski rośliny rosną w glebach o odczynie zasadowym o pH powyżej 7,0 jednostek. Na przykład leśny zawilec, Mordovik należą do tej grupy). obojętny rośliny mogą rosnąć na glebach o różnych wartościach pH (konwalia, kostrzewa owcza itp.).

W zależności od wymagań co do zawartości składników organicznych i mineralnych w glebie występują oligotroficzny rośliny, które do normalnego życia wymagają niewielkiej ilości składników odżywczych (np. sosna zwyczajna rosnąca na ubogich glebach piaszczystych), eutroficzny rośliny potrzebujące znacznie żyzniejszych gleb (dąb, buk, kózka zwyczajna itp.) oraz mezotroficzny wymagające umiarkowanej ilości związków organiczno-mineralnych (świerk).

Ponadto rośliny rosnące na glebach o wysokiej mineralizacji zaliczane są do grupy ekologicznej halofity(rośliny półpustynne - soleros, kokpek itp.). Niektóre gatunki roślin są przystosowane do przeważającego wzrostu na glebach zakamienionych – wyróżnia się je w grupie ekologicznej petrofity, a mieszkańcy piasków sypkich są klasyfikowani jako psamofity.

Fizyczne cechy gleby jako siedliska powodują, że pomimo znacznej różnorodności warunków środowiskowych są one bardziej stabilne niż te charakterystyczne dla środowiska gruntowo-powietrznego. Istotne

gradient temperatury, wilgotności i zawartości gazu, który objawia się wzrostem głębokości gleby, umożliwia małym zwierzętom znalezienie odpowiednich warunków siedliskowych poprzez niewielkie ruchy.

Zgodnie z szeregiem cech ekologicznych gleba jest medium pośrednim między wodą a lądem. charakter zmienności jego reżimu temperaturowego, niska zawartość tlenu w powietrzu glebowym, jego nasycenie parą wodną, ​​obecność soli i substancji organicznych w roztworach glebowych, często w wysokich stężeniach, zdolność poruszania się

w trzech wymiarach. Obecność powietrza glebowego, niska wilgotność w przypadku intensywnego promieniowania słonecznego oraz znaczne wahania temperatury w warstwie przypowierzchniowej zbliżają glebę do środowiska powietrza.

Pośredni charakter ekologicznych właściwości gleby jako siedliska sugeruje, że gleba miała szczególne znaczenie w ewolucji świata organicznego. Dla wielu grup, w szczególności dla stawonogów, gleba była prawdopodobnie środowiskiem, poprzez adaptacje pośrednie, do których stało się możliwe przestawienie się na typowo ziemski tryb życia, a następnie rozwinięcie skutecznych adaptacji do jeszcze trudniejszych naturalnych warunków lądowych.

Literatura:

Główna - V.1 - str. 299 - 316; - z. 121 - 131; Dodatkowy .

Pytania do samodzielnego zbadania:

1. Jaka jest główna różnica między glebą a skałą mineralną?

2. Dlaczego gleba nazywana jest ciałem bioinertnym?

3. Jaka jest rola organizmów glebowych w utrzymaniu żyzności gleby?

4. Jakie czynniki środowiskowe zalicza się do edaficznych?

5. Jakie znasz ekologiczne grupy zwierząt glebowych?

6. Jakie są ekologiczne grupy roślin w zależności od ich pokrewieństwa?

do pewnych właściwości gleby?

7. Jakie właściwości gleby zbliżają ją do siedlisk lądowo-powietrznych i wodnych?

Data publikacji: 2014-11-29; Przeczytaj: 487 | Naruszenie praw autorskich do strony

studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018 (0,003 s) ...

Wzrost i rozwój roślin rolniczych determinowany jest nie tylko obecnością omówionych powyżej czynników życia roślin, ale także warunkami, w jakich rosną i które warunkują jak najpełniejsze wykorzystanie tych czynników przez rośliny. Wszystkie te warunki można podzielić na trzy grupy: gleba, czyli cechy, właściwości i reżimy poszczególnych gleb, poszczególne obszary glebowe, na których uprawiane są rośliny; klimatyczne - ilość i tryb opadów, temperatura, warunki pogodowe poszczególnych pór roku, zwłaszcza wegetacji; organizacyjny - poziom techniki rolniczej, terminy i jakość prac polowych, wybór uprawy niektórych roślin, kolejność ich zmiany na polach itp.

Każda z tych trzech grup warunków może decydować o uzyskaniu produktu końcowego uprawianych roślin w postaci jego plonu. Jeśli jednak weźmiemy pod uwagę, że przeciętne wieloletnie warunki klimatyczne są typowe dla danego obszaru, że rolnictwo jest prowadzone na wysokim lub średnim poziomie techniki rolniczej, staje się oczywiste, że warunki glebowe, właściwości i reżimy glebowe stają się decydujące. warunek powstawania plonu.

Głównymi właściwościami gleb, z którymi ściśle związany jest wzrost i rozwój poszczególnych roślin rolniczych, są właściwości chemiczne, fizykochemiczne, fizyczne i wodne. Zdeterminowane są składem mineralogicznym i granulometrycznym, genezą gleby, niejednorodnością pokrywy glebowej i poszczególnymi poziomami genetycznymi oraz mają pewną dynamikę w czasie i przestrzeni. Specyficzna znajomość tych właściwości, ich refrakcji przez wymagania samych upraw rolniczych, pozwala na prawidłową ocenę agronomiczną gleby, czyli ocenę jej z punktu widzenia warunków uprawy roślin, przeprowadzenie niezbędne środki do ich poprawy w odniesieniu do poszczególnych upraw rolnych lub grupy upraw.

Wśród chemicznych i fizykochemicznych właściwości gleb zawartość próchnicy w glebie, odczyn roztworu glebowego, zawartość mobilnych form glinu i manganu, całkowite zapasy i zawartość łatwo dostępnych składników pokarmowych dla roślin, zawartość rozpuszczalne sole i wchłonięty sód w ilościach toksycznych dla roślin itp.

Humus odgrywa ważną i wszechstronną rolę w kształtowaniu właściwości agronomicznych gleb: pełni funkcję źródła składników pokarmowych dla roślin, a przede wszystkim azotu, wpływa na odczyn roztworu glebowego, zdolność wymiany kationów i zdolność buforowania gleba. Intensywność aktywności pożytecznej dla roślin mikroflory związana jest z zawartością próchnicy. Znane jest znaczenie materii organicznej gleby w poprawie jej stanu strukturalnego, tworzeniu cennej agronomicznie struktury - wodoodpornych porowatych agregatów oraz w poprawie stosunków wodnych i powietrznych gleb. Prace wielu badaczy ujawniły bezpośredni związek między zawartością próchnicy w glebach a plonami roślin uprawnych.

Jednym z najważniejszych wskaźników stanu gleby i jej przydatności pod uprawę roślin jest reakcja roztworu glebowego. W glebach różnych typów i stopni uprawy kwasowość i zasadowość roztworu glebowego zmienia się w bardzo szerokim zakresie. Różne rośliny w różny sposób reagują na reakcję roztworu glebowego i najlepiej rozwijają się w określonym zakresie pH (tab. 11).

Większość roślin uprawnych rozwija się, gdy roztwór gleby jest bliski neutralnemu. Należą do nich pszenica, kukurydza, koniczyna, buraki, warzywa – cebula, sałata, ogórki, fasola. Ziemniaki preferują odczyn lekko kwaśny, brukiew dobrze rośnie na glebach kwaśnych. Dolna granica odczynu roztworu glebowego dla wzrostu gryki, krzewu herbacianego, ziemniaków mieści się w zakresie pH 3,5-3,7. Górna granica wzrostu, według D. N. Pryanisznikowa, dla owsa, pszenicy, jęczmienia mieści się w pH roztworu glebowego 9,0, dla ziemniaków i koniczyny - 8,5, łubinu - 7,5. Takie rośliny jak proso, gryka, żyto ozime mogą z powodzeniem rozwijać się w dość szerokim zakresie wartości odczynu roztworu glebowego.

Nierównomierna wymagalność upraw rolniczych na reakcję roztworu glebowego nie pozwala uznać jednego zakresu pH za optymalny dla wszystkich gleb i wszystkich rodzajów upraw. Jednak praktycznie niemożliwe jest regulowanie pH gleby dla każdej pojedynczej uprawy, zwłaszcza gdy uprawy są rotowane na polach. Dlatego warunkowo wybierany jest zakres pH, który jest zbliżony do wymagań głównych upraw strefy i zapewnia najlepsze warunki dostępności składników odżywczych dla roślin. W Niemczech taki przedział przyjmuje się jako przedział 5,5-7,0, w Anglii - 5,5-6,0.

W czasie wzrostu i rozwoju roślin zmienia się nieco ich stosunek do odczynu roztworu glebowego. Najbardziej wrażliwe są na odchylenia od optymalnego przedziału we wczesnej fazie ich rozwoju. Odczyn kwaśny jest więc najbardziej destrukcyjny w pierwszym okresie życia roślin, a w kolejnych okresach staje się mniej szkodliwy lub nawet nieszkodliwy. Dla tymotki najbardziej wrażliwy okres na odczyn kwaśny wynosi około 20 dni po wykiełkowaniu, dla pszenicy i jęczmienia - 30 dni, dla koniczyny i lucerny - około 40 dni.

Bezpośredni wpływ odczynu kwasowego na rośliny wiąże się z pogorszeniem syntezy w nich białek i węglowodanów oraz nagromadzeniem dużej ilości cukrów prostych. Proces przekształcania tych ostatnich w disacharydy i inne bardziej złożone związki jest opóźniony. Kwaśny odczyn roztworu glebowego pogarsza reżim odżywczy gleby. Najkorzystniejszą reakcją na przyswajanie azotu przez rośliny jest pH 6-8, potas i siarka - 6,0-8,5, wapń i magnez - 7,0-8,5, żelazo i mangan - 4,5-6,0, bor, miedź i cynk - 5-7 , molibden - 7,0-8,5, fosfor - 6,2-7,0. W środowisku kwaśnym fosfor wiąże się w trudno dostępne formy.

Wysoki poziom składników pokarmowych w glebie osłabia negatywny wpływ odczynu kwaśnego. Fosfor fizjologicznie „neutralizuje” szkodliwe działanie jonów wodorowych w samej roślinie. Wpływ odczynu gleb na rośliny zależy od zawartości rozpuszczalnych form wapnia w glebie, im więcej, tym mniej szkód wyrządza zwiększona kwasowość.

Odczyn kwaśny powoduje zahamowanie aktywności pożytecznej mikroflory i często aktywuje szkodliwą mikroflorę w glebie. Gwałtownemu zakwaszeniu gleby towarzyszy zahamowanie procesu nitryfikacji, a tym samym zahamowanie przejścia azotu ze stanu niedostępnego do dostępnego dla roślin. Przy pH poniżej 4,5 bakterie brodawkowe przestają rozwijać się na korzeniach koniczyny, a na korzeniach lucerny przestają swoją aktywność już przy pH 5. W glebach o wysokiej kwasowości lub zasadowości aktywność bakterii wiążących azot, nitryfikacyjnych i bakterii zdolnych zamiany fosforu z form niedostępnych i trudno dostępnych w przyswajalne, łatwo dostępne dla roślin. W efekcie zmniejsza się akumulacja biologicznie związanego azotu, a także dostępnych związków fosforu.

Szczególnie ściśle powiązana jest reakcja środowiska z mobilnymi formami glinu i manganu w glebie. Im bardziej kwaśna gleba, tym bardziej mobilny w niej glin i mangan, co niekorzystnie wpływa na wzrost i rozwój roślin. Szkody powodowane przez aluminium w jego mobilnej postaci często przewyższają szkody spowodowane bezpośrednio przez faktyczną kwasowość, jony wodorowe. Aluminium zaburza procesy układania narządów generatywnych, nawożenia i napełniania ziarna, a także metabolizmu roślin. W roślinach uprawianych na glebach o wysokiej zawartości glinu mobilnego często spada zawartość cukrów, hamowana jest przemiana cukrów prostych w sacharozę i bardziej złożone związki organiczne, gwałtownie wzrasta zawartość azotu niebiałkowego i samych białek. Ruchomy glin opóźnia tworzenie się fosfotydów, nukleoprotein i chlorofilu. Wiąże fosfor w glebie, negatywnie wpływa na życiową aktywność mikroorganizmów pożytecznych dla roślin.

Rośliny mają różną wrażliwość na zawartość mobilnego glinu w glebie. Niektórzy tolerują stosunkowo wysokie stężenia tego pierwiastka bez szkody, podczas gdy inni umierają w tych samych stężeniach. Owies, tymotka mają wysoką odporność na mobilne aluminium, kukurydza, łubin, proso, chumiza mają średnią odporność, pszenica jara, jęczmień, groch, len, rzepa charakteryzują się zwiększoną wrażliwością, a najbardziej wrażliwe są buraki cukrowe i pastewne, koniczyna, lucerna, pszenica ozima.

Ilość ruchomego glinu w glebie jest silnie uzależniona od stopnia jej uprawy i składu stosowanych nawozów. Systematyczne wapnowanie gleb, stosowanie nawozów organicznych prowadzi do zmniejszenia, a nawet całkowitego zaniku glinu mobilnego w glebach. Wysoki poziom zaopatrzenia roślin w fosfor i wapń w pierwszych 10-15 dniach, kiedy rośliny są najbardziej wrażliwe na glin, znacznie osłabia jego negatywne działanie. Jest to w szczególności jeden z powodów silnego efektu rzędowego stosowania superfosfatu i wapna na glebach kwaśnych.

Mangan jest jednym z pierwiastków potrzebnych roślinom. W wielu glebach to nie wystarczy iw tym przypadku stosuje się nawozy manganowe. W glebach kwaśnych mangan często występuje w nadmiarze, co powoduje jego negatywny wpływ na rośliny. Duża ilość mobilnego manganu zaburza metabolizm węglowodanów, fosforanów i białek w roślinach, niekorzystnie wpływa na tworzenie organów generatywnych, procesy zapłodnienia i wypełnienie ziarna. Szczególnie silny negatywny wpływ manganu mobilnego obserwuje się podczas zimowania roślin. Ze względu na podatność na zawartość mobilnego manganu w glebie rośliny uprawne ułożone są w takiej samej kolejności jak w odniesieniu do aluminium. Tymoteusz, owies, kukurydza, łubin, proso, rzepa są bardzo odporne; wrażliwe - jęczmień, pszenica jara, gryka, rzepa, fasola, burak ćwikłowy; bardzo wrażliwe - lucerna, len, koniczyna, żyto ozime, pszenica ozima. W uprawach ozimych wysoka wrażliwość przejawia się tylko podczas ich zimowania.

Ilość mobilnego manganu zależy od kwasowości gleby, jej wilgotności i napowietrzenia. Ogólnie rzecz biorąc, im bardziej kwaśna gleba, tym więcej zawiera mobilnego manganu. Jego zawartość gwałtownie wzrasta w warunkach nadmiernej wilgoci i słabego napowietrzenia gleby. Dlatego w glebie wczesną wiosną i jesienią, kiedy wilgotność jest najwyższa, latem ilość mobilnego manganu spada, jest dużo manganu mobilnego. Aby wyeliminować nadmiar manganu, gleby są wapnowane, na rzędy i dziury nakłada się nawozy organiczne, superfosfat, a nadmiar wilgoci w glebie jest eliminowany.

W wielu regionach północnych występują żelaziste gleby solonczakowe i solonczaki, które zawierają wysokie stężenia żelaza. Najbardziej szkodliwe dla roślin są wysokie stężenia tlenku żelaza(III) w glebie. Rośliny rolnicze różnie reagują na wysokie stężenia całkowitego tlenku żelaza (III). Jego zawartość do 7% praktycznie nie wpływa na wzrost i rozwój roślin. Zawartość F2O3 nie wpływa niekorzystnie na jęczmień nawet przy 35%. W związku z tym, gdy w horyzoncie płużnym znajdują się poziomy ortopiaskowe, zawierające z reguły nie więcej niż 7% tlenku żelaza(III), nie ma to negatywnego wpływu na rozwój roślin. Jednocześnie nowotwory rudia, zawierające znacznie więcej tlenku żelaza, zaangażowane w horyzoncie płużnym, na przykład w przypadku jego pogłębienia, i zwiększające w nim zawartość tlenku żelaza o ponad 35%, mogą mieć negatywny wpływ na wzrost i rozwój roślin rolniczych z rodziny Asteraceae ( Compositae) oraz roślin strączkowych.

Jednocześnie należy mieć na uwadze, że gleby o wysokiej zawartości tlenku żelaza(III) w warunkach automorficznych, które nie wpływają niekorzystnie na wzrost i rozwój roślin, są potencjalnie niebezpieczne w przypadku nadmiernego nawilżenia tych gleb. W takich warunkach tlenki żelaza (III) mogą zostać przekształcone w postać tlenku żelaza (II). Dlatego w takich glebach niedopuszczalne jest, aby nadmierna wilgotność, zalewanie gleb przekraczało 12 godzin dla zbóż, 18 godzin dla warzyw i 24-36 godzin dla traw.

Zatem zawartość tlenków żelaza(III) w glebie jest nieszkodliwa dla roślin w optymalnych warunkach wilgotnościowych. Jednak w trakcie i po zalaniu takich gleb mogą być źródłem dostających się do roztworu glebowego znacznych ilości tlenku żelaza(II), które powodują zahamowanie wzrostu roślin, a nawet ich obumieranie.

Wśród właściwości fizykochemicznych gleb wpływających na wzrost i rozwój roślin duży wpływ ma skład kationów wymiennych oraz zdolność wymiany kationów. Kationy wymienne są bezpośrednimi źródłami pierwiastków mineralnego odżywiania roślin, decydują o właściwościach fizycznych gleb, ich peptyzowalności lub agregacji (sód wymienny powoduje tworzenie się zaskorupiania gleby, pogarsza stan strukturalny gleby, natomiast wapń wymienny przyczynia się do tworzenia wodoodporną strukturę i jej agregację). Skład kationów wymiennych w różnych typach gleb jest bardzo zróżnicowany, co jest spowodowane procesem glebotwórczym, reżimem wodno-solnym oraz działalnością gospodarczą człowieka. Prawie wszystkie gleby zawierają wapń, magnez i potas w składzie kationów wymiennych. Jony wodoru i glinu występują w glebach z reżimem wymywania i odczynu kwaśnym, a jony sodu w glebach zasolonych.

Zawartość sodu w glebach (zasadowe, liczne solonczaki, gleby solonetyczne) przyczynia się do wzrostu dyspersji i hydrofilowości fazy stałej gleby, czemu często towarzyszy wzrost zasadowości gleby, jeśli istnieją warunki do dysocjacji sodu wymiennego . W obecności dużej ilości łatwo rozpuszczalnych soli w glebie, gdy dysocjacja kationów wymiennych jest zahamowana, nawet wysoka zawartość sodu wymiennego nie prowadzi do pojawienia się objawów solonetyzmu. Jednak w takich glebach istnieje duże potencjalne niebezpieczeństwo solonetzowania, które można zrealizować na przykład podczas nawadniania lub spłukiwania, gdy usuwa się łatwo rozpuszczalne sole.

Skład kationów wymiennych powstających w warunkach naturalnych może ulegać znacznym zmianom podczas rolniczego użytkowania gleb. Na skład kationów wymiennych duży wpływ ma stosowanie nawozów mineralnych, nawadnianie gleb i ich osuszanie, co przekłada się na reżim zasolenia gleb. Celowa regulacja składu kationów wymiennych odbywa się podczas gipsu i wapnowania.

W regionach południowych gleby mogą zawierać różne ilości łatwo rozpuszczalnych soli. Wiele z nich jest toksycznych dla roślin. Są to węglany i wodorowęglany sodu i magnezu, siarczany i chlorki magnezu i sodu. Soda jest szczególnie toksyczna, gdy znajduje się w glebie, nawet w niewielkich ilościach. Łatwo rozpuszczalne sole wpływają na rośliny na różne sposoby. Niektóre z nich zapobiegają powstawaniu owoców, zakłócają normalny przebieg procesów biochemicznych, inne niszczą żywe komórki. Ponadto wszystkie sole zwiększają ciśnienie osmotyczne roztworu glebowego, w wyniku czego może wystąpić tzw. suchość fizjologiczna, gdy rośliny nie są w stanie wchłonąć wilgoci zawartej w glebie.

Głównym kryterium zasolenia gleb jest stan rosnących na nich upraw. Według tego wskaźnika gleby dzieli się na pięć grup według stopnia zasolenia (tab. 12). O stopniu zasolenia decyduje zawartość łatwo rozpuszczalnych soli w glebie, w zależności od rodzaju zasolenia gleby.

Wśród gleb ornych, zwłaszcza w strefie tajga-leśnej, rozpowszechnione są gleby o różnym stopniu nasiąkliwości, hydromorficzne i semihydromorficzne gleby mineralne. Cechą wspólną takich gleb jest ich systematyczna, zmienna w czasie, nadmierna wilgotność. Najczęściej ma charakter sezonowy i występuje wiosną lub jesienią, rzadziej latem z przedłużającymi się deszczami. Występują nasiąkanie wodą związane z narażeniem na działanie wód gruntowych lub powierzchniowych. W pierwszym przypadku nadmierne zawilgocenie zwykle wpływa na dolne poziomy gleby, w drugim na górne. W przypadku upraw polowych największe szkody powoduje wilgoć powierzchniowa. Z reguły plon roślin ozimych na takich glebach spada w latach mokrych, zwłaszcza gdy stopień uprawy gleby jest niski. W suchych latach, przy niedostatecznej wilgotności w okresie wegetacji, takie gleby mogą przynosić wyższe plony. W przypadku upraw jarych, zwłaszcza owsa, krótkotrwałe zawilgocenie nie ma negatywnego wpływu, a czasami notuje się wyższe plony.

Nadmierna wilgotność gleby powoduje rozwój w nich procesów glejowych, których przejawem jest pojawienie się w glebach szeregu niekorzystnych dla roślin rolniczych właściwości. Rozwojowi gleju towarzyszy redukcja tlenków żelaza (III) i manganu oraz akumulacja ich związków mobilnych, które niekorzystnie wpływają na rozwój roślin. Ustalono, że jeśli normalnie wilgotna gleba zawiera 2–3 mg mobilnego manganu na 100 g gleby, to przy przedłużającej się nadmiernej wilgotności jego zawartość sięga 30–40 mg, co jest już toksyczne dla roślin. Gleby nadmiernie wilgotne charakteryzują się nagromadzeniem silnie uwodnionych form żelaza i glinu, które są aktywnymi adsorbentami jonów fosforanowych, tj. w takich glebach reżim fosforanowy gwałtownie się pogarsza, co wyraża się bardzo niską zawartością łatwo dostępnych form fosforanowych do roślin oraz w szybkiej konwersji dostępnych i rozpuszczalnych fosforanów nawozów fosforowych w trudno dostępnych formach.

W glebach kwaśnych nadmierna wilgoć przyczynia się do wzrostu zawartości ruchomego aluminium, co, jak już wspomniano, ma bardzo negatywny wpływ na rośliny. Ponadto nadmierna wilgoć przyczynia się do akumulacji w glebie niskocząsteczkowych kwasów fulwowych, pogarsza warunki wymiany powietrza w glebie, aw konsekwencji normalne zaopatrzenie korzeni roślin w tlen i normalną aktywność życiową pożytecznej mikroflory tlenowej.

Za górną granicę wilgotności gleby, która powoduje niekorzystne warunki ekologiczne i hydrologiczne dla uprawy roślin, uważa się zwykle wilgotność odpowiadającą FPV (ograniczająca pojemność wilgotności pola, czyli maksymalną ilość wilgoci, jaką może utrzymać gleba jednorodna lub warstwowa). w stanie stosunkowo nieruchomym po całkowitym podlewaniu i swobodnym spływie wody grawitacyjnej przy braku parowania z powierzchni i spowolnieniu odpływu wód gruntowych lub wód zalegających). Nadmierna wilgoć jest niebezpieczna dla roślin nie przez dopływ wilgoci grawitacyjnej do gleby, ale przede wszystkim przez naruszenie wymiany gazowej warstw korzeniowych i gwałtowne osłabienie ich napowietrzania. Wymiana powietrza i ruch tlenu w glebie może nastąpić, gdy zawartość porów powietrza w glebie wynosi 6-8%. Taka zawartość porów powietrznych w glebach o różnej genezie i składzie ma miejsce przy bardzo różnych wartościach wilgotności, zarówno powyżej, jak i poniżej WLW. W związku z tym kryterium oceny ekologicznie nadmiernej wilgotności gleby można przyjąć wilgotność równą pojemności całkowitej wszystkich porów minus 8% dla poziomów płużnych i 6% dla poziomów podornych.

Za dolną granicę wilgotności gleby, która hamuje wzrost i rozwój roślin, przyjmuje się wilgotność stabilnego więdnięcia roślin, chociaż takie hamowanie można również zaobserwować przy wyższej wilgotności niż więdnięcie roślin. Dla wielu gleb jakościowa zmiana dostępności wilgoci dla roślin odpowiada 0,65-0,75 WPV. Dlatego ogólnie uważa się, że zakres optymalnej wilgotności dla rozwoju roślin odpowiada przedziałowi od 0,65-0,75 FPV do FPV.

Wśród właściwości fizycznych gleb duże znaczenie dla prawidłowego rozwoju roślin ma gęstość gleby i jej stan strukturalny. Optymalne wartości gęstości gleby są różne dla różnych roślin, a także zależą od genezy i właściwości gleb. Dla większości upraw optymalne wartości gęstości składu gleby odpowiadają wartościom 1,1-1,2 g/cm3 (tab. 13). Zbyt luźna gleba może uszkodzić młode korzenie w momencie jej naturalnego skurczu, zbyt gęsta gleba zaburza prawidłowy rozwój systemu korzeniowego roślin. Cenna agronomicznie struktura to taka, w której glebę stanowią kruszywa o wielkości 0,5-5,0 mm, które charakteryzują się wodoodporną i porowatą strukturą. To właśnie w takiej glebie można stworzyć najbardziej optymalne warunki powietrzno-wodne do wzrostu roślin. Optymalna zawartość wody i powietrza w glebie dla większości roślin wynosi odpowiednio około 75 i 25% całkowitej porowatości gleby, która z kolei może zmieniać się w czasie i zależy od warunków naturalnych i uprawy. Optymalne wartości porowatości całkowitej dla poziomów gleb uprawnych wynoszą 55-60% objętości gleby.

Zmiany gęstości składu glebowego, jego agregacji, zawartości pierwiastków chemicznych, właściwości fizykochemicznych i innych gleb są różne w poszczególnych poziomach glebowych, co wiąże się przede wszystkim z genezą gleb, a także działalnością gospodarczą człowieka. Dlatego też z agronomicznego punktu widzenia ważna jest budowa profilu glebowego, występowanie określonych poziomów genetycznych oraz ich miąższość.

Górny poziom gleb ornych (poziom orny) jest z reguły bardziej wzbogacony w próchnicę, zawiera więcej składników pokarmowych roślin, zwłaszcza azotu i charakteryzuje się bardziej aktywną aktywnością mikrobiologiczną w porównaniu z poziomami leżącymi poniżej. Pod horyzontem ornym znajduje się horyzont, który często ma szereg niekorzystnych dla roślin właściwości (np. bielicowy ma odczyn kwaśny, horyzont solonetzowy zawiera dużą ilość wchłoniętego sodu toksycznego dla roślin itp.), a w ogólnie, o niższej płodności niż górny horyzont. Ponieważ właściwości tych horyzontów różnią się znacznie z punktu widzenia warunków rozwoju roślin rolniczych, jasne jest, jak ważna dla rozwoju roślin jest grubość górnego horyzontu i jego właściwości. Cechą rozwoju roślin uprawnych jest to, że prawie cały ich system korzeniowy jest skoncentrowany w warstwie ornej: od 85 do 99% całego systemu korzeniowego roślin rolniczych na przykład na glebach bielicowo-błękitnych koncentruje się w warstwie ornej i prawie ponad 99% rozwija się w warstwie do 50 cm, dlatego plon upraw rolnych jest w dużej mierze determinowany przede wszystkim grubością i właściwościami warstwy ornej. Im silniejszy horyzont uprawny, tym większa objętość gleby o korzystnych właściwościach pokrywa system korzeniowy roślin, tym lepsze są warunki do dostarczania składników odżywczych i wilgoci.

Aby wyeliminować właściwości gleby, które są niekorzystne dla wzrostu i rozwoju roślin, wszystkie środki agrotechniczne i inne z reguły przeprowadza się w ten sam sposób na każdym konkretnym polu. Pozwala to w pewnym stopniu stworzyć te same warunki do wzrostu roślin, ich równomiernego dojrzewania i jednoczesnego zbioru. Jednak nawet przy wysokiej organizacji wszystkich prac praktycznie trudno jest osiągnąć, aby wszystkie rośliny na całym polu znajdowały się na tym samym etapie rozwoju. Dotyczy to zwłaszcza gleb stref tajgi i suchych stepów, gdzie niejednorodność i złożoność pokrywy glebowej są szczególnie wyraźne. Taka niejednorodność związana jest przede wszystkim z przejawem procesów naturalnych, czynników glebotwórczych i nierówności terenu. Działalność gospodarcza człowieka z jednej strony przyczynia się do wyrównania poziomu gleby uprawnej zgodnie z jej właściwościami na danym polu w wyniku uprawy gleby, nawożenia, uprawy jednej rośliny na danym polu w okresie wegetacji, oraz w konsekwencji te same metody pielęgnacji roślin. Z drugiej strony działalność gospodarcza w pewnym stopniu przyczynia się również do tworzenia niejednorodności horyzontu ornego według określonych właściwości. Wynika to przede wszystkim z nierównomiernego stosowania nawozów organicznych (związanego z brakiem wystarczającej ilości sprzętu do jego równomiernego rozprowadzenia po polu); przy uprawie gleby, gdy tworzą się redliny i bruzdy, gdy różne części pola są w różnym stanie wilgotności (często nieoptymalne do uprawy); z nierówną głębokością uprawy gleby itp. Początkowa niejednorodność pokrywy glebowej determinuje przede wszystkim schemat cięcia pól, uwzględniający różnice we właściwościach i reżimach jego różnych sekcji.

Właściwości gleby zmieniają się w zależności od stosowanych praktyk rolniczych, charakteru prac rekultywacyjnych, stosowanych nawozów itp. Na tej podstawie w chwili obecnej optymalne parametry gleby rozumiane są jako takie połączenie ilościowych i jakościowych wskaźników właściwości i reżimów glebowych, Maksymalnie wykorzystano wszystkie istotne czynniki dla roślin, a potencjalne możliwości uprawianych roślin zostały w pełni zrealizowane z ich najwyższą wydajnością i jakością.

Omówione powyżej właściwości gleb są zdeterminowane ich genezą i działalnością gospodarczą człowieka, a one razem i w połączeniu determinują tak ważną cechę gleby, jak jej żyzność.