Читать книгу "Теоретические основыэколого-биосферного земледелия - Юрий Алексеевич Овсянников"

align="center">100 4 68 96 Роговая обманка 100 25 86 142 Оливин 100 20 115 130 Биотит 100 12 76 90 Микроклин 100 14 52 167 Монтмориллонит 100 249 370 430 Каолин 100 67 118 364

Как уже упоминалось, азот в гумусовом горизонте аккумулировался постепенно, сначала благодаря самостоятельной деятельности микрофлоры, а впоследствии — ее симбиозу с высшими растениями. Макро– и микроэлементы накапливались в результате другого процесса, в котором живые организмы также принимали активное участие. Его суть заключается в следующем. На поверхности планеты постоянно существует геохимический перенос водорастворимых продуктов выветривания и почвообразования. Элементы, высвобождающиеся из горных и материнских пород, становятся подвижными, но в то же время многократно увеличивается их доступность для живого вещества. Биота моментально избирательно перехватывает освобожденные из минералов биогенные химические элементы и включает их в состав органических соединений, предотвращая, таким образом, их вынос. В результате этого они закрепляются в гумусовом горизонте и не выносятся из зоны выветривания или почвообразования. Элементы, которые не имеют большого значения для живых организмов, вовлекаются в геохимические процессы и постепенно выносятся из биогеохимически активной зоны. Скорость миграции зависит от их растворимости и подвижности. Следовательно, более высокое содержание макро– и микроэлементов в почве объясняется не их накоплением в прямом смысле слова, а постепенным удалением за счет миграции из коры выветривания или материнской породы веществ, не представляющих "интереса" для живых организмов [439].

Вовлечение в почвообразовательные процессы разнообразных веществ, образующихся в растениях и микроорганизмах и попадающих в почву после их гибели или в качестве продуктов жизнедеятельности, существенным образом изменило среду. Она стала более гетерогенной по своему строению и химическому составу. Это способствовало появлению в почвенном горизонте многочисленных пространственных и пищевых экологических ниш. В результате произошло увеличение заселенности почвы различными видами живых организмов. Расширение разнообразия происходило не только путем прямого заселения, но и, очевидно, в результате эволюционного развития живой материи, вызванного изменением среды обитания.

Некоторые организмы в качестве источника питания стали использовать азотсодержащие соединения, а поэтому впоследствии полностью или частично утратили способность связывать атмосферный азот. В дальнейшем все население почвы и она сама составили единую систему. Изменения, затрагивающие любой из ее компонентов, неизбежно вели к соответствующим преобразованиям у других. Поэтому эволюция микроорганизмов, почвенных животных, растений и самих почв происходила сопряженно. В результате этого между компонентами системы сложились очень тесные взаимозависимые отношения. Классическим и наглядным свидетельством сказанного является симбиоз бобовых растений и клубеньковых бактерий. В нем как среде обитания организмов, до вступления в симбиотические отношения, определенное место отводится и почве.

Такова вкратце очень упрощенная схема процесса почвообразования (описание многих деталей опущено) и роль в нем населения почвы. Автор сознательно уделил внимание эволюционному характеру формирования почв, имея намерения показать, насколько тесна связь между почвой, ее населением и растениями. Значение этого вопроса в обосновании последующих выводов чрезвычайно велико, и поэтому представляется важным более подробно остановиться на составе педоценозов и значении отдельных их членов в жизни почв.

4.2. Живые организмы почвы и особенности их жизнедеятельности

В современном земледелии почва, как правило, рассматривается только как субстрат биогенного происхождения, которому необходимо придать определенные физико–химические свойства, обеспечивающие хорошее минеральное питание культурных растений. Такая точка зрения преобладала в течение длительного времени, и постепенно это привело к недооценке биологических свойств почвы и преувеличению роли средств химизации в повышении плодородия сельскохозяйственных земель. В свете современных знаний почва, при необходимости сохранения хозяйственного значения, должна рассматриваться и как среда обитания многочисленных живых организмов. Без учета этого положения невозможно эффективное воспроизводство ее плодородия.

Почвенная биота выполняет целый ряд функций. Главная из них состоит в деструкции органического материала растительного и животного происхождения, попадающего в почву. Она осуществляется разнообразными бактериями, грибами и почвенными животными. На начальной стадии его разложения преимущественное развитие получают те виды живых организмов, которые способны использовать легко растворимые вещества. Исчерпание этого ресурса ведет к тому, что численность организмов, использовавших его, сокращается, а их место занимают следующие виды. Они в силу своих приспособительных особенностей обладают качествами, позволяющими усваивать соединения, недоступные для других организмов. Но и их период активной жизнедеятельности ограничен наличием необходимого для них источника питания. Таким образом, трансформация органического материала в почве осуществляется последовательно сменяющими друг друга живыми организмами (рис. 3).

Рис. 3. Изменение заселенности субстрата микроорганизмами

в процессе его деструкции:

1 — сахарная микрофлора; 2 — аминокислотная микрофлора; 3‑микроорганизмы, разрушающие целлюлозу; 4‑микроорганизмы, разрушающие лигнин

Из рис.3 видно, что первоначально субстрат интенсивно заселяется сахарной микрофлорой, затем аминокислотной, а на последних стадиях разложения появляется микрофлора, разлагающая вещества, наименее поддающиеся деструкции. Следовательно, присутствие в почве разнообразных живых организмов, способных включаться в процесс деструкции органического вещества, является главным условием его быстрой минерализации.

Доступность органических соединений, в порядке возрастания их устойчивости к расщеплению, выражается следующим рядом: сахара < крахмал < гемицеллюлозы < пектины < белки < целлюлоза < лигнины < суберины < кутины [62].

При постепенной деструкции почвенной органики небольшая ее часть превращается в устойчивые соединения — гумусовые вещества. Их накопление в течение длительного периода служит главным фактором формирования почв и их плодородия. Крайним проявлением нашего вмешательства в почвеные процессы является нарушение существующих схем трансформации органического вещества. Его деструкция может происходить с образованием меньшего количества гумусовых веществ. Это ведет к разбалансировке процессов накопления и потерь почвой углерода. В результате возникает дегумификация почв. Она наблюдается на большей части сельскохозяйственных угодий. Многие объясняют ее появление недостаточным внесением органических удобрений, но при этом забывают о том, что первопричина этого процесса состоит в ухудшении биологических свойств почвы.

4.2.1. Бактерии

Самой представительной группой среди живого населения почвы являются бактерии. Эти микроорганизмы в отсутствии грибов и некрофагов первыми начинают заселять остатки растительного и животного происхождения. Роль бактерий в почве чрезвычайно многообразна, и кроме деструкции органических веществ они прямо или косвенно участвуют в превращении элементов питания растений (нитрификации, денитрификации и т. д.) и образовании гумуса.