Почва

Почва - это самый поверхностный рыхлый слой земной коры, покрытый растительностью и обладающий плодородием.

Образование почвы - сложный, длительный исторический процесс. Почва образовалась в результате изменения материнских горных пород под воздействием физических и биологических факторов. Под влиянием главным образом физических и химических факторов горные породы из цельного состояния (скалы, камни) перешли в раздробленное состояние (дресва, песок, глина) и при этом приобрели новые свойства: большую общую поверхность частиц, проницаемость для воды, способность удерживать в себе влагу и пр. Плодородие почвы создавалось главным образом биологическими факторами.

Развитие почвообразовательного процесса неразрывно связано с малым биологическим круговоротом веществ в природе на фоне большого геологического круговорота воды и других веществ между сушей и океаном. В большом круговороте веществ не могло произойти почвообразования, так как растворенные вещества водой уносились на дно океана. Только наличие органического вещества закрепляет образовавшиеся из продуктов выветривания горных пород питательные вещества и предохраняет их от растворения и вымывания водой.

Биологический круговорот начался с появления на суше живых организмов, особенно микроорганизмов и зеленых растений. Живые организмы извлекают из почвообразующих пород питательные вещества, отнимая их из большого круговорота веществ. Образующиеся тела организмов не растворяются в воде и поэтому уже не вовлекаются в большой круговорот.

В почве под влиянием жизнедеятельности живых организмов непрерывно происходит образование (главным образом растениями) и разрушение (главным образом микробами) органического вещества. При этом происходит двухсторонний процесс превращения органических и минеральных веществ то в растворимое, то в нерастворимое в воде состояние. Таким образом образуется и постоянно поддерживается плодородие почвы.

Почвообразование есть процесс биологический. Образование и развитие почвы тесно связаны с развитием всей органической жизни на земной поверхности. Первоначальное накопление органического вещества, вероятно, происходило в результате развития различных микроорганизмов, а затем и зеленых растений. Остатки растений и микробов подвергались разложению гетеротрофами. При этом некоторые неполные продукты окисления вступали во взаимодействие с минеральными комплексами, что способствовало созданию почвы.

Биологически важные элементы в твердой оболочке Земли имеются в очень малых количествах и при одностороннем их использовании не могли бы обеспечить бесконечный процесс развития жизни на Земле. Но последний обеспечивается малым круговоротом веществ.

Почва чрезвычайно обильно населена микробами. Она является основным резервуаром, который снабжает микробами воду и воздух. Микробы находят в почве, особенно хорошо обработанной, благоприятные условия для существования. Почва содержит много органических и минеральных веществ, имеет достаточную влажность и подходящую реакцию среды, снабжена кислородом и защищена от губительного влияния прямых солнечных лучей, кроме самого поверхностного слоя. В состав микробного населения почвы входят бактерии, особенно аэробные и факультативные анаэробные, играющие основную роль в почвенных процессах; имеются и их фильтрующиеся формы. Кроме того, входят актиномицеты, грибы, водоросли, простейшие и фаги.

Основная масса бактерий находится в верхних слоях почвы (до 30-60 см глубины), где преобладают неспоровые бактерии. В более глубоких слоях их мало, ибо здесь меньше питательных веществ и плохая аэрация. В этих слоях преобладают споровые бактерии. В 1 г черноземной окультуренной почвы находится 2940 тыс. бактерий - 64% всех микроорганизмов, в черноземных целинных - 2400 тыс. (63%), в дерново-подзолистых окультуренных почвах находится 1800 тыс. бактерий (70,7%) и в целинных - 940 тыс. (89,3%)^*.

^* (При подсчете по методу С. Н. Виноградского получается не тысячи, а сотни миллионов бактерий в 1 г.)

При расчете на живой вес бактериальная масса в 1 га пахотного слоя почвы составляет для черноземов 5,2 т, для дерново-подзолистых почв 3,5 т.

Довольно много содержится в почве актиномицетов. В жаркие летние дни, когда влажность почвы приближается к 20%, бактерии уже не развиваются, а актиномицеты развиваются быстрее.

Широко представлены в почве грибы, но, как и аэробы, в более поверхностном слое.

Много в почве и водорослей. Основная масса их сосредоточена в поверхностном слое почвы, ниже 10 см количество их ничтожно. Иногда водоросли размножаются в поверхностном слое в таком количестве, что почва становится зеленой - "цветет". По народным приметам такое "цветение" предвещает богатый урожай. Роль их в созданий плодородия почвы велика, но еще недостаточно изучена. Живой вес микробов в пахотном слое гектара почвы может достигать 5 и более тонн. Это составляет долю процента веса пахотного слоя 1 га (3 тыс. т). Но значение микроорганизмов в почве определяется не столько весом, сколько активной поверхностью, которая у всего микробного населения 1 га почвы равна примерно 500 га. А это указывает на то, что масштаб воздействия микробов на почву очень значителен.

Таблица 6. кличествоотдельных групп микробов в почвах по (Е. Н. Мишустину)

В почве представлены широко как автотрофы, так и гетеротрофы. Из автотрофов наиболее распространены нитрифицирующие, тионовые. водородные и другие бактерии. Гетеротрофы представлены самыми разнообразными физиологическими группами, главным образом осуществляющими разрушение всех органических соединений вплоть до полной их минерализации. Сюда относятся возбудители процессов разложения белков, масляно-кислого брожения, разложения клетчатки, пектиновых веществ, процесса денитрификации, десульфофикации, нитрификации, фиксации азота и др.

Все эти процессы, а также микроорганизмы, участвующие в них, описаны в главе о круговороте веществ (N, С, Р, S, Fe).