Сельскохозяйственная экология. Под ред. Н.А. Уразаева

Большое внимание уделяют изучению системной организации почвы — естественно-природного тела, играющего важную роль в функционировании экосистем, в том числе сельскохозяйственных. От атомарного состава молекул во многом зависят физико-химические свойства элементарных почвенных частиц, определяющих принадлежность почв к той или иной категории, например к глинам, суглинкам, пескам. В зависимости от размера почвенных частиц, их преобладания в грунте почвы подразделяют по гранулометрическому составу.

Более высокий уровень организации почв — агрегатный. Первичные частицы — элементы почв — образуют агрегаты. Форма, величина и уровень организации агрегатов различны. Некоторые агрегаты — результат объединения элементарных почвенных частиц. Агрегаты низшего порядка, объединяясь, формируют образования более высокого уровня. Возникают агрегаты второго, третьего, четвертого и т. д. порядков. Агрегатность почвы во многом определяет ее функциональные свойства, связанные с содержанием в ней капиллярной воды и т. п.

Еще более высокий уровень организации почв — морфонный. Морфонами называют участки почвенной массы, однородные по своим свойствам: трещины в почве, поверхность, перерытая животными, и т. д.

Следующий уровень организации почв — горизонтный. Горизонты состоят из морфонов. Горизонты — это типичные почвен-

ные образования, различающиеся по цвету, плотности и другим признакам. Среди них главными считают гумусовые горизонты, образующиеся в поверхностных слоях почвы. В гумусовых горизонтах накапливается гумус, они окрашены в серые и серовато-бу-' рые тона. Под гумусовыми могут формироваться элювиальные горизонты. Горизонты определяют особенности и глубину распространения корневой системы растений, распределения почвенной влаги.

Более высокий, чем горизонтный, уровень организации почвы — почвенный профиль — вертикальная совокупность горизонтов. Почвенные профили служат основой классификации почв.

Совокупность профилей — объем — еще один уровень организации почвы. Объемы бывают различными. В одних случаях они представляют собой совокупность одинаковых профилей (педон, или почвенный индивид), в других — разных (тессера). Образование, состоящее из педонов и тессер, называется ареалом. Совокупность ареалов составляет почвенный покров — высшую форму организации почв. Земледельцев в первую очередь интересуют закономерности почвенного покрова территории, на которой ведется сельское хозяйство.

Почву рассматривают как кладовую ресурсов, необходимых для живых компонентов БГЦ. Разнообразные минеральные соединения и сложные органические вещества, содержащиеся в почве, используются растениями, а затем их потребителями — животными. В случае резких климатических или иных колебаний почва как депо ресурсов служит спасительным буфером между живой природой и окружающей ее аномально измененной средой. Как системное образование почва выполняет буферно-депонирующую функцию аналогично биологическим системам: семя — у покрытосемянных растений, жировое тело — у насекомых, курдюк — у курдючных овец, горб — у верблюдов (Мордкович).

Живые, неживые и биокосные компоненты биогеоценоза функционально взаимосвязаны между собой и образуют единую целостную систему. Целостность системы поддерживают процессы обмена веществ в форме биотического круговорота.

Начальный этап биотического круговорота — фотосинтез и хемосинтез. Фотосинтез осуществляет хлорофилл зеленых растений с помощью энергии Солнца. Потребляя солнечную энергию, растительные организмы синтезируют органические вещества своих тел из диоксида углерода, минеральных солей и воды. Хемосинтезирующие бактерии образуют органические соединения, используя энергию химических реакций.

Органическое вещество фотосинтетического и хемосинтети-ческого происхождения поступает в пищевые (трофические) цепи. С геохимической точки зрения пищевая цепь — это природный инструмент превращения сложных органических веществ растительного и животного происхождения в простые неорганические,

т. е. их минерализации. Минерализация происходит в самих растениях, которые при дыхании окисляют органические вещества до диоксида углерода и воды.

Однако основная масса органических веществ минерализуется животными и особенно микроорганизмами. Микроорганизмы — микробы и грибы — играют особую роль в превращении сложных органических веществ в простые неорганические соединения. Поэтому Л. Пастер назвал их «великими могильщиками». Разрушение органических веществ завершается образованием диоксида углерода, воды и минеральных солей, которые служат пищей для растений, и биотический круговорот повторяется. Круговорот азота показан на рисунке 13.

Электрохимическое и фотохимическое ~ связывание
ДенитрификацияРис. 13. Круговорот азота (по П. Дювиньо и М. Тангу) "

~(солнчф\~