Эдафогенные факторы – Ошибка 404

Эдафический фактор и его влияние на живые организмы

Факторы среды обитания оказывают важнейшее влияние на все живые организмы. Все живое постоянно оказывается под воздействием как органических составляющих окружающей природы, так и неорганических. Каждая среда обитания отличается собственными параметрами – агрегатным состоянием, плотностью, наличием кислорода. Какой же фактор внешней среды носит название эдафический?

Определение

К эдафическим факторам экологи относят почвенные условия, в которых произрастает растение. Это наличие и количество воды, газа, температурный режим почвы. Также сюда относится и химический состав почвы. К эдафическим факторам относят всю совокупность физических и химических свойств почвенного покрова.

Эти факторы по своему значению уступают климатическим. Однако они важны в жизни тех организмов, жизнедеятельность которых непосредственно связана с почвой. Другие свойства, которые оказывают влияние на жизнь различных организмов – это физическая структура грунта (рыхлость или плотность), наклон, гранулометрия. Также на специфику видов и передвижение животных влияют рельеф почвы, особенности грунта.

Эдафический фактор для растений и животных

Свойства почв важны не только для растений и обитающих внутри них микроорганизмов. Даже на самой незначительной глубине под землей царит темнота. Данное свойство является критически важным для тех видов животных, которые стремятся избегать прямого солнечного света.

По мере увеличения глубины колебания температуры в почве становятся все менее критичными. Суточные изменения достаточно быстро затухают, а с еще большей глубиной теряют значимость и сезонные изменения температур. На значительной глубине условия обитания становятся максимально приближенными к анаэробным. Там обитают анаэробные бактерии. Дождевые черви также предпочитают условия жизнедеятельности, где содержание углекислоты выше, чем на поверхности.

Растительность и почвы

Большое значение также несут и некоторые виды ионов, содержащиеся в почве. В этом случае эдафический фактор характеризует полностью тип растительности на поверхности, определяя, какие виды будут произрастать, а какие не приживутся в данных условиях. Например, те почвы, которые находятся на пластах известняка, очень богаты ионом СА2+. На них хорошо развиваются специфические типы растительности, которая называется кальцефитной (эдельвейс, а также некоторые сорта орхидей). Есть и такие типы растений, которые называются кальцефобными. Это каштан, вересковые, некоторые виды папоротника.

Также некоторые виды грунта богаты ионами натрия (Na+) и хлора (Cl). Такие регионы бывают покрыты необычными видами растений, которые тянутся в виде ленты вдоль всего морского побережья – Salsola (солянка), Salicornia (солерос), aster tripolium (триполиум). Экологи знают, что семена этих растений, носящих название галофиты, могут произрастать только в тех типах почв, которые богаты солями.

Состав почв

Химический состав является одним из важнейших эдафических факторов. Наличие тех или иных химических элементов, а также их количество, всегда является отражением геосфер, оказавших влияние на образование почвы. В любой почве находятся те вещества, которые распространены в литосфере, атмосфере, гидросфере.

В составе любого грунта в тех или иных количествах всегда можно встретить практически все элементы периодической таблицы Менделеева. Но подавляющее большинство их все же находятся в почве в ничтожных количествах. На практике экологи, исследующие этот эдафический фактор, имеют дело в лучшем случае лишь с некоторыми – обычно это натрий, калий, магний, марганец, алюминий и т. д.

Также в почвах содержатся вещества, образующиеся при разложении живых организмов. Чем больше глубина, тем меньшее количество таких веществ. Например, в лесу важным источником поступления определенных веществ в почву являются опавшие листья. При этом именно лиственная подстилка в лесу богаче, по сравнению с хвойной. Ее используют в качестве питания так называемые организмы-деструкторы – растения-сапрофиты, а также животные-сапрофаги. Сапрофиты – это, как правило, грибы и бактерии, однако среди них иногда встречаются и растения – например, некоторые виды орхидей.

Кислород и углекислый газ

Немало опытов подтвердили и тот факт, что корням растений необходимо кислород в почве. Нормальное их развитие возможно только при наличии воздуха. Если же кислорода в почве недостаточно, то растения начинают расти медленнее, а иногда и вовсе погибают. Также данный эдафический фактор важен и для существования почвенных микроорганизмов. Их жизнедеятельность происходит только в том случае, если в грунте есть кислород. В противном случае в среде развиваются анаэробные условия, которые приводят к закисанию почв.

Таким образом, растения и микроорганизмы могут страдать как от наличия вредных химических соединений в грунте, так и от недостатка кислорода в нем. По своему составу воздух, которыми питаются корни растений, беден кислородом и богат углекислым газом. Также в нем есть пары воды, а в некоторых местностях – например, в заболоченных почвах – присутствуют и такие газы, как аммиак, сероводород, метан, а также фосфористый водород. Они образуются в результате анаэробных процессов, которые сопровождают разложение мертвых органических тканей.

Вода

Не менее важным эдафическим фактором является и содержание воды в почве. В первую очередь она важна для растений. Солевые соединения растворяются при помощи воды и становятся более доступными для растений. Отрицательно влияет на большинство типов растений засуха, когда поверхность иссушается. Данный эдафический фактор среды не менее важен и для микроорганизмов, жизнедеятельность которых происходит только при достаточном количестве влаги.

Невооруженным взглядом видно, насколько различается растительность на сухих почвах и тех, что богаты водой. К этому фактору чувствительна и фауна – животные, как правило, не переносят слишком сухого грунта. Например, дождевые черви и термиты иногда снабжают свои колонии, прорывая под землей глубокие галереи. С другой стороны, если воды содержится слишком много, погибают личинки в больших количествах.

fb.ru

5. Эдафические факторы и их роль в жизни растений и почвенной биоты

Эдафические факторы (от греч. edaphos — почва) — почвенные условия произрастания растений. Из них важнейшими экологическими факторами являются влажность, температура, структура и пористость, реакция почвенной среды, засоленность. Почва — геологическое тело, отличающееся от всех похожих на нее глинистых и песчаных образований тем, что обладает плодородием. Плодородие почвы — ее способность удовлетворять потребность растений в питательных веществах, воздухе, биотической и физико-химической среде, включая тепловой режим, обеспечивая биогенную продуктивность растительности. Почва состоит из твердой, жидкой и газообразной компонент и содержит живые макро- и микроорганизмы.

Твердая компонента преобладает в почве и представлена минеральной и органической частями. Преобладают минералы

первичные (кварц, полевые шпаты и др.), оставшиеся от материнской породы, меньше вторичных — результата разложения первичных (глинистые минералы, минералы-соли: карбонаты, сульфаты, галоиды и др.). Процентное содержание в почве легко растворимых в воде минералов-солей характеризует ее степень засоления. Органическая часть представлена гумусом — органическим веществом, образовавшимся в результате разложения отмершей органики. Он играет ключевую роль в плодородии почвы благодаря питательным веществам в его составе, в том числе и биогенным элементам. Содержание гумуса в почвах — от десятых долей процента до 20-22%. Самые богатые гумусом — черноземы, они же и самые плодородные почвы.

Почвенная биота представлена фауной (дождевыми червями, нематодами и др.) и флорой (грибами, бактериями, водорослями и др.), которые перераспределяют и перерабатывают органику, вплоть до исходных неорганических составляющих (деструкторы).

Жидкая компонента почв — вода. Свободная вода перемещается по порам под действием силы тяжести, связанная адсорбируется на частицах в виде пленки, капиллярная — удерживается в тонких порах за счет менисковых сил, а парообразная находится в газообразной составляющей пор. Отношение массы всей воды в почве к массе ее твердой компоненты именуют влажностью почвы. Состав и концентрация почвенного раствора определяют реакцию среды. Структура почв обусловлена связанными между собой частицами почв, которыми образуются пустоты, называемые порами. Пористостъ — это доля объема пор в объеме почвы, которая может достигать 50 % и более.

Важнейшие экологические факторы почв разделяют на физические и химические. К физическим относятся влажность, температура, структура и пористость.

Влажность, а точнее доступная влажность для растений, зависит от сосущей их корневой системы и от физического состояния воды. Недоступна часть пленочной воды, легко доступна свободная вода, но она довольно быстро уходит в глубокие горизонты, а связанная и капиллярная влага удерживается в почве длительное время. Сила водоудерживающей способности почв тем выше, чем они глинистее и суше. При очень низкой влажности остается только недоступная для растения влага, и оно погибает. Температура почвы зависит от внешней температуры, но благодаря ее низкой теплопроводности уже на глубине 0,3 м суточные колебания температуры менее 2°С, ниже они ощутимы до глубины 1 м. Летом температура почвы ниже, а зимой выше, чем на поверхности. Такие условия комфортны для почвенных животных.
Структура и пористость
почвы должны обеспечивать ее хорошую аэрацию. Перемещение червей в почвах увеличивает пористость. В почвенных горизонтах, в норах живут и млекопитающие (грызуны). В плотных почвах затрудняется аэрация, и кислород может стать лимитирующим фактором.

Химические экологические факторы почв — реакция среды и засоленность. Реакция среды — очень важный фактор: многие злаки дают лучший урожай на нейтральных и слабощелочных почвах (ячмень, пшеница), каковыми являются черноземы. Засоленными называют почвы с избыточным содержанием водорастворимых солей (хлоридов, сульфатов, карбонатов) Они возникают вследствие вторичного засоления почв при испарении грунтовых вод, уровень которых поднялся до почвенных горизонтов. Растения, произрастающие здесь, солеустойчивые, их называют галофитами. По таким организмам можно определить тот тип физической среды, где они росли и развивались. Такие организмы называют

индикаторами среды или экологическими индикаторами. По организмам-индикаторам можно судить, например, о загрязнении среды: исчезновение лишайников на стволах деревьев свидетельствует об увеличении содержания сернистого газа в воздухе; по качественному и количественному составу фитопланктона можно судить о степени загрязнения водной среды и т.д.

studfiles.net

Экологические факторы

4.1. Классификация экологических факторов

Известно, что экология изучает взаимодействие живых организмов с окружающей средой. С точки зрения экологии, среда − это все природные явления, с которым взаимодействует организм. Действие среды складывается из множества экологических факторов.

Экологический фактор − это любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное воздействие на живые организмы.

Существует очень много экологических факторов, влияющих на живые организмы. Их принято классифицировать по их природе, способу воздействия, степени периодичности.

1) В зависимости от их природы экологические факторы делятся на абиотические и биотические.

Абиотическими называют совокупность факторов, характеризующих воздействие неживой природы на живые организмы, биотическими − воздействие живой природы на другие организмы и на окружающую среду.

2) По способу воздействия выделяют прямые и косвенные экологические факторы.

Прямые − связаны с непосредственным воздействием на живые организмы (например, солнечное излучение прямо воздействует на растения, обуславливая процесс фотосинтеза). Косвенные характеризуют опосредованное воздействие. Например, растения изменяют влажность и воздуха, тем самым влияя на другие живые организмы). Еще одним примером косвенного воздействия является аллелопатия − взаимодействие организмов путем выделения особых химических веществ в окружающую среду. Чаще всего аллелопатия наблюдается у растений. При этом растения с высокой способностью к аллелопатии могут вытеснять другие виды. Так, многие сорняки выделяют вещества, задерживающие рост культурных растений. Многие цветы выделяют сильнопахнущие вещества − терпены − отрицательно влияющие на близлежащую растительность.

3) По степени периодичности экологические факторы делятся на две группы: периодические и непериодические. Первые связаны с периодичными процессами в окружающей среде (с вращением Земли, со сменой времен года и суточной освещенности), они действуют на протяжении значительного этапа жизни организма.

Непериодические факторы часто воздействуют катастрофически (примером могут служить шквальные ветры, наводнения, антропогенные воздействия). В этом случае организм часто не успевает выработать защитных реакций.

4.1.1.Абиотические факторы

Выделяют следующие группы абиотических факторов (факторов неживой природы): климатические, эдафогенные (почвенные), орографические и химические.

I) Климатические факторы: к ним относятся солнечное излучение, температура, давление, ветер и некоторые другие воздействия среды.

1) Солнечное излучение является мощным экологическим фактором. Оно распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн, из которых 48% приходится на видимую часть спектра, 45% − на инфракрасное излучение (с большой длиной волны) и около 7% − на коротковолновое ультрафиолетовое излучение. Солнечное излучение представляет собой первичный источник энергии, без которого невозможна жизнь на Земле. Но, с другой стороны, прямое воздействие солнечного света (особенно его ультрафиолетовой составляющей) губительно для живой клетки. Эволюция биосферы была направлена на снижение интенсивности ультрафиолетовой части спектра и защиты от избыточной солнечной радиации. Этому способствовало образование озона (озонового слоя) из кислорода, выделенного первыми организмами-фотосинтетиками.

Общее количество солнечной энергии, достигающей Земли, примерно постоянно. Но разные точки земной поверхности получают разное количество энергии (из-за различия во времени освещенности, разного угла падения, степени отражения, прозрачности атмосферы и т.д.)

Выявлена тесная связь между солнечной активностью и ритмом биологических процессов. Чем больше солнечная активность (больше пятен на Солнце), тем больше возмущений в атмосфере, магнитных бурь, воздействующих на живые организмы. Большую роль играет также смена солнечной активности в течение суток, обуславливающая суточные ритмы организма. У человека более 100 физиологических характеристик подчиняется суточному циклу (выделение гормонов, частота дыхания, работа различных желез и т.д.)

Солнечное излучение в большой степени определяет остальные климатические факторы.

2) Температура окружающей среды связана с интенсивностью солнечного излучения, особенно инфракрасной части спектра. Жизнедеятельность большинства организмов протекает нормально в интервале температур от +5 до 400С. Выше +500 − +600 начинается необратимое разрушение белка, входящего в состав живых тканей. При высоких давлениях верхний предел температур может быть гораздо выше (до +150−2000С). Нижний предел температуры часто оказывается менее критическим. Некоторые живые организмы способны выдерживать очень низкие температуры (до −2000С) в состоянии анабиоза. Многие организмы Арктики и Антарктики постоянно живут при отрицательных температурах. У некоторых арктических рыб нормальная температура тела составляет −1,70С. При этом вода в их узких капиллярах не замерзает.

Зависимость интенсивности жизнедеятельности большинства живых организмов от температуры имеет следующий вид:

Рис.12. Зависимость жизнедеятельности организмов от температуры

Как видно из рис., при повышении температуры происходит ускорение биологических процессов (скорости размножения и развития, количества потребляемой пищи). Например, развитие гусениц бабочки-капустницы при +100С требует 100 суток, а при +260С − всего 10 суток. Но дальнейшее увеличение температуры ведет к резкому снижению параметров жизнедеятельности и гибели организма.

В воде диапазон колебаний температур меньше, чем на суше. Поэтому водные организмы меньше приспособлены к изменениям температуры, чем наземные.

Температура часто обуславливает зональность в наземных и водных биогеоценозах.

3) Влажность окружающей среды − важный экологический фактор. Большинство живых организмов на 70−80% состоят из воды − вещества, необходимого для существования протоплазмы. Влажность местности определяется влажностью атмосферного воздуха, количеством осадков, площадью водных запасов.

Влажность воздуха зависит от температуры: чем она выше, тем обычно больше водяных содержится в воздухе. Наиболее богаты влагой нижние слои атмосферы. Осадки представляют собой результат конденсации водяных паров. В зоне умеренного климата распределение осадков по времени года более-менее равномерное, в тропиках и субтропиках − неравномерное. Доступный запас поверхностных вод зависит от подземных источников и количества осадков.

Взаимодействие температуры и влажности формирует два климата: морской и континентальный.

4) Давление − еще один климатический фактор, важный для всех живых организмов. На Земле есть области с постоянно высоким или низким давлением. Перепады давления связаны с неодинаковым нагревом земной поверхности.

5) Ветер − направленное движение воздушных масс, являющееся следствием перепада давлений. Ветровой поток направлен из зоны с большим давлением в зону с меньшим давлением. Он влияет на температурный режим, влажность и перемещение примесей в воздухе.

6) Лунные ритмы обуславливают приливы и отливы, к которым приспособлены морские животные. Они используют приливы и отливы для многих жизненных процессов: перемещения, размножения, и т.д.

II) Эдафогенные факторы определяют различные характеристики почвы. Почва играет важную роль в наземных экосистемах − роль накопителя и резерва ресурсов. На состав и свойства почв сильно влияют климат, растительность и микроорганизмы. Степные почвы более плодородны, чем лесные, так как травы недолговечны и ежегодно в почву поступает большое количество органического вещества, которое быстро разлагается. Экосистемы, не имеющие почв, обычно очень неустойчивы. Выделяют следующие основные характеристики почв: механический состав, влагоемкость, плотность и воздухопроницаемость.

Механический состав почв определяется содержанием в ней частиц различной величины. Различают четыре типа почв, в зависимости от их механического состава: песок, супесь, суглинок, глина. Механический состав прямо воздействует на растения, на подземных организмов, а через них − на другие организмы. От механического состава зависят влагоемкость (способность удерживать влагу), их плотность и воздухопроницаемость почв.

III) Орографические факторы. К ним относятся высота местности над уровнем моря, ее рельеф и расположение относительно сторон света. Орографические факторы во многом определяют климат данной местности, а также другие биотические и абиотические факторы.

IV) Химические факторы. К ним относится химический состав атмосферы (газовый состав воздуха), литосферы, гидросферы. Для живых организмов большое значение имеет содержание в окружающей среде макро- и микроэлементов.

Макроэлементы − элементы, требующиеся организму в сравнительно больших количествах. Для большинства живых организмов это фосфор, азот, калий, кальций, сера, магний.

Микроэлементы − элементы, требующиеся организму в крайне малых количествах, но входящие в состав жизненно важных ферментов. Микроэлементы необходимы для нормальной жизнедеятельности организма. Наиболее распространенные микроэлементы − металлы, кремний, бор, хлор.

Между макроэлементами и микроэлементами нет четкой границы: то, что для одних организмов − микроэлемент, для другого − макроэлемент.

studfiles.net

22 Эдафические факторы » СтудИзба

Эдафические факторы

Греческое слово «эдафос» означает «земля» или «почва». Экологические факторы, связанные с почвами (для наземных экосистем) или с грунтами водоемов (для водных экосистем), называют эдафическими. Традиционно их рассматривают в составе абиотических, хотя правильнее, как мы увидим, рассматривать как некий переход от факторов абиотических к факторам биотическим. Мы будем говорить сначала о почвах, хотя бы потому, что они изучены лучше, чем грунты водоемов, в силу своей хозяйственной значимости.

Почва – очень сложное образование, что отражено и в сложности определения, которое мы ей дадим. Почвой называется поверхностный слой суши, возникший в результате изменения горных (материнских) пород под воздействием живых и мертвых организмов, солнечного тепла и атмосферных осадков. Практически почва – это относительно тонкий слой (до нескольких десятков сантиметров и только в редких случаях до 1 м и более) слой между атмосферой и подстилающими породами. Именно этот слой является сосредоточием жизни, средой обитания многих живых организмов, началом большинства пищевых цепей в наземных экосистемах.

Почва является связующим звеном между атмосферой, гидросферой, литосферой и живыми организмами. В то же время, она обладает рядом свойств, только ей присущих. Способность производить фитобиомассу, то есть обеспечивать рост и развитие растений, называют плодородием почвы.

В почве постоянно происходят различные химические процессы, представляющие собой составную часть биогеохимических циклов. Почва – биоминеральная (биокосная) динамическая система, которая находится в материальном и энергетическом взаимодействии с внешней средой и частично вовлечена в биологический цикл круговорота веществ. В биосфере почвенный покров образует особую биогеохимическую оболочку – педосферу.

Основоположником почвоведения и автором первой классификации почв (опубликованной в 1886 г.) является русский ученый Василий Васильевич Докучаев.

При рассмотрении вертикального почвенного среза сразу же обращает на себя внимание его неоднородность, слоистость. Именно ее и имеют в виду, когда говорят о строении почвы. Слои почвы, или ее генетические горизонты, отличаются один от другого цветом, структурой, сложением, а нередко и механическим составом, в них по-разному протекают микробиологические процессы.

Обычно выделяют следующие генетические горизонты: АП – пахотный, А0 – лесная подстилка, АД – дернина, А – гумусово-аккумулятивный, А1 – гумусово-элювиальный, А2 – элювиальный, В – иллювиальный, переходный, G – глеевый, С – материнская порода, Д – подстилающая порода.

Пахотный горизонтП) образуется за счет верхних слоев почвы. В зависимости от типа почвы и мощности пахотного горизонта, в него входит весь гумусовый горизонт А1 или его часть; во втором случае в состав пахотного горизонта входят и горизонты, расположенные ниже, а в случае распашки целины в состав пахотного горизонта войдет и лесная подстилка.

Лесная подстилка0) имеется на непахотных почвах и представляет собой горизонт разлагающихся органических остатков с примесью минеральных частиц. В лесах это слой лесной подстилки (опавшие листья, хвоя, ветки и т.д.), а на лугах и в степях дернина (АД) или степной войлок (опавшие стебли и листья, а также живые и мертвые узлы кущения травянистых растений).

Гумусово-аккумулятивный горизонт (А). Этот горизонт формируется в верхней части почвенного профиля. В нем накапливается (аккумулируется) наибольшее количество органических (гумуса) и питательных веществ. Его окраска чаще более темная по сравнению с другими горизонтами.

Гумусо-элювиальный горизонт1) характеризуется тем, что в нем наряду с накоплением гумуса происходит разрушение минералов и частичный вынос продуктов разрушения.

Элювиальный горизонт2) – горизонт, из которого в процессе почвообразования выносится ряд веществ в нижележащие горизонты или за пределы почвенного профиля. В результате горизонт обедняется глинистыми минералами и относительно обогащается кремнеземом. В разных почвах элювиальный горизонт может иметь разные названия. Например, в случае подзолистых и дерново-подзолистых почв этот горизонт называют подзолистым.

Иллювиальный горизонт (В) – горизонт, в котором частично откладываются вещества, которые вымываются из почвенных горизонтов, а иногда приносятся боковым током почвенно-грунтовых вод с повышенных элементов рельефа.

Глеевый горизонт (G) образуется в очень влажных почвах. Вследствие избыточного увлажнения и недостатка кислорода в почве происходят восстановительные процессы, что приводит к образованию закисных соединений железа и марганца, подвижных форм алюминия и дезагрегированию почвы. Этот горизонт обычно имеет сизовато-серую окраску с охристыми и черными пятнами.

Материнская порода (C) представляет собой незатронутую или слабо затронутую почвообразовательными процессами породу. Если почвенные горизонты образовались на одной породе, а ниже расположена другая, то выделяют подстилающую породу (Д).

Помимо изложенной, в 80-е годы была предложена новая система индексов, которая, однако, сохраняет те же генетические горизонты.

Другой характеристикой почвы служите структура. Различают три основных типа структуры: 1) кубовидную – структурные отдельности равномерн6о развиты по всем трем направлениям; 2) призмовидную – отдельности развиты преимущественно по вертикальной оси; 3) плитовидную – отдельности развиты преимущественно по горизонтальным направлениям и укорочены в вертикальном направлении. В зависимости от размера, структуру почвы подразделяют на мегаструктуру (глыбистую, размер частиц > 10 мм), макроструктуру (10 – 0.25 мм), грубую микроструктуру (0.25 – 0.01 мм) и тонкую микроструктуру (< 0.01 мм).

При характеристике почвы учитывают также ее сложение – внешнее выражение плотности и пористости почвы. Сложение почвы бывает слитое, плотное, рыхлое и рассыпчатое.

На основании этих характеристик почвы классифицируются. Таксономическими единицами в иерархически организованной системе почв являются тип, подтип, род, вид, разновидность и разряд.

Типы почв закономерно приурочены к разным природным зонам. Так, субарктической зоне свойственны тундровые глеевые почвы, таежно-лесной – подзолистые, дерновые и др., зоне широколиственных лесов – бурые лесные, лесостепной – серые лесные, степной – черноземы и каштановые, пустынной – серо-бурые, субтропикам – серые, серо-коричневые и красноземы.

Попробуем рассмотреть организацию почвы как бы «изнутри». Начать придется с напоминания о биокосной природе почвы. Итак, в почве есть неживая и живая составляющие. Познакомимся с понятиями «эдафотоп» и «эдафон». Термин «эдафон» был введён в научную терминологию в 1913 г. немецким биологом Р. Франсе для обозначения совокупности организмов (лишь их активных стадий развития), обитающих в почве и представляющих замкнутое сообщество. Позднее эдафоном стали называть всю совокупность обитающих в почве организмов. Согласно Т.А. Работнову, почва состоит из эдафотопа (преобразованной организмами косной среды) и организмов, включая подземные органы растений.

Итак, придерживаясь данной терминологии, поговорим об эдафотопе и его влиянии на эдафон.

В состав почвы входят четыре важных структурных компонента: минеральная основа (обычно 50-60% общего состава почвы), органическое вещество (до 10%), воздух (15-20%) и вода (25-35%).

Минеральный скелет почвы – это неорганический компонент, который образовался из материнской породы в результате ее выветривания. Минеральные фрагменты, образующие вещество почвенного скелета, различны: от валунов и камней до песчаных крупинок и мельчайших частиц глины. Скелетный материал обычно произвольно разделяют на мелкий грунт (частицы менее 2 мм) и более крупные фрагменты. Частицы меньше 1 мкм в диаметре называют коллоидными. Механические и химические свойства почвы в основном определяются теми веществами, которые относятся к мелкому грунту.

Органическое вещество почвы образуется при разложении мертвых организмов, их частей (например, опавших листьев), экскретов и фекалий. Мертвый органический материал используется в пищу совместно детритофагами, которые его поедают и таким образом способствуют его разрушению, и редуцентами (грибами и бактериями), завершающими процесс разложения. Не полностью разложившиеся органические остатки называются подстилкой, а конечный продукт разложения – аморфное вещество, в котором уже невозможно распознать первоначальный материал, – получил название гумуса. Цвет гумуса варьирует от темно-бурого до черного. В химическом плане это очень сложная смесь изменчивого состава, образованная органическими молекулами различных типов; в основном гумус состоит из фенольных соединений, карбоновых кислот и сложных эфиров жирных кислот. Гумус, подобно глине, находится в коллоидном состоянии; отдельные частицы его прочно прилипают к глине и образуют глино-гумусовый комплекс. Также как и глина, гумус обладает большой поверхностью частиц и высокой катионообменной способностью. Эта способность особенно важна для почв с низким содержанием глины. Анионы в гумусе – это карбоксильные и фенольные группы. Благодаря своим химическим и физическим свойствам, гумус улучшает структуру почвы и ее аэрацию, а также повышает способность удерживать воду и питательные вещества.

Структура почвы во многом определяет условия обитания в ней живых организмов. В рыхлой почве, в промежутках между ее частицами обитают самые мелкие организмы. Пористость почвы определяет циркуляцию воды и воздуха и передвижение многих животных. Плотная, слабо пористая затрудняет вертикальные передвижения животных. Это ограничивает распространение тех животных, которые укрываются в почве от неблагоприятных гидротермических условий. Например, колорадские жуки в плотных почвах зимуют на меньшей глубине, чем в рыхлых, и поэтому с большей вероятностью погибают при морозных зимах.

В плотных почвах ограничивающим фактором может быть недостаток кислорода или избыток углекислого газа, концентрация которого возрастает с глубиной. При этом обитатели глубоких слоев почвы обычно более устойчивы к избытку углекислого газа. Например, это относится к термитам и многим видам дождевых червей, а личинки жуков-щелкунов («проволочники») даже находят корни по выделяемой ими двуокиси углерода.

Наиболее узкие промежутки, особенно при высокой влажности, в силу капиллярности заполняет вода. Среди обитателей этой воды нужно упомянуть одноклеточные водоросли и простейших животных, например, различные виды амеб. Несмотря на свое название, водоросли встречаются не только в воде. В 1 г хорошо унавоженной почвы можно обнаружить ок. 1 млн. их отдельных экземпляров. Те, что сосредоточены на поверхности почвы и непосредственно под ней, питаются путем фотосинтеза. Прочие живут в темноте, бесцветны и поглощают растворенную пищу из окружающей среды, т.е. являются сапрофитами. Основная группа почвенных водорослей – диатомовые, хотя местами в этой среде обитания обильны также зеленые, желто-зеленые и золотистые водоросли.

В этой же, так называемой пленочной, воде встречаются и многоклеточные животные. К их числу относятся, например, мелкие почвенные нематоды. Они обитают в тонких пленках воды или гниющих субстратах, которыми многие их виды и питаются. Некоторые нематоды паразитируют на растениях. Некоторые из нематод специализируются на питании грибным мицелием. Численность нематод обычно достигает нескольких миллионов на один квадратный метр. Нематоды, помимо прямого участия в процессах разложения органических остатков, играют большую роль как регуляторы микрофлоры. Кроме того, нематоды принимают участие в механическом разрушении растительиых тканей: они «вбуравливаются» в отмершие ткани и с помощью своих ферментов разрушают клеточные стенки, давая возможность проникнуть в растения бактериям и грибам. Деятельность нематод имеет большое значение при разрушении корней. Процесс отмирания корней часто начинается при заражении их паразитическими нематодами.

В этой же воде, кроме простейших и нематод, обитают также мельчайшие кольчатые черви энхитреиды, активно перерабатывающие органическое вещество почвы и играющие большую роль в образовании гумуса, а также тихоходки, своеобразная группа членистоногих. Питаются тихоходки содержимым растительных клеток, мелкими животными.

К почвенной микрофауне относятся животные размерами от 0,1 до 2-3 миллиметров. Это и мелкие паучки, термиты и муравьи. В условиях нашей страны надо особо выделить две группы — клещей и ногохвосток. Особенно многочисленны панцирные клещи (орибатиды). Питаются они гифами грибов и разлагающимися растительными остатками. Роль клещей в почвенных процессах особенно велика в северных районах, в тайге. Они являются первыми потребителями свежего еще опада листьев, они же распространяют споры грибов, некоторых простейших, что особенно важно для нижних горизонтов почвы.

Ногохвостки (коллемболы) — низшие бескрылые насекомые, ныне нередко рассматриваемая как отдельный класс или в составе класса скрытночелюстных, – вторая по численности группа микроскопических членистоногих, но нередко, например в тундре, их даже больше, чем клещей.

Общей особенностью большинства представителей нашей почвенной микрофауны являются высокая проницаемость их покровов для воды и другие черты гигрофильности.

Роль микрофауны в образовании гумуса исключительно велика. Установлено, что в некоторых почвах практически весь гумус составляют экскременты микрофауны или продукты дальнейшего разложения этих экскрементов микроорганизмами.

Дождевые черви, многоножки, насекомые и другие животные средних размеров составляют почвенную мезофауну. Роль дождевых червей в почвообразовании исключительно велика. Черви прокладывают в земле огромное количество ходов, затаскивают вглубь растительные остатки, выбрасывают на поверхность почву глубоких слоев. Черви составляют основу пищевых цепей: червями питаются кроты, мыши, птицы, землеройки, жабы, лягушки, хищные многоножки, насекомые. В процессе пищеварения в кишечнике червей происходит разложение клетчатки и частичная минерализация растительных тканей. Кроме того, у этих беспозвоночных наблюдается интенсивное образование гумусовых веществ. Черви стимулируют развитие ряда групп микроорганизмов, численность которых в их экскрементах значительно выше, чем в окружающей почве и в пище, заглатываемой животными. Благодаря этому почва обогащается ферментами, что активизирует ряд важных элементов питания растений. Результат стимуляции червями микробной активности — обогащение почвы витаминами группы В.

В последние годы производство гумуса, используемого как удобрение, с помощью некоторых видов дождевых червей, в частности, навозного червя, было поставлено на промышленную основу (вермикультура).

Почвенные многоножки и насекомые, принадлежащие к мезофауне, ведут различный образ жизни: среди них есть и формы, питающиеся мертвой почвенной органикой, и растительноядные, и хищники. Адаптации к передвижению в почве у них встречаются различные. Часть таких животных использует естественные щели и трещины, а также чужие почвенные ходы, другие способны расширять их, третьи активно роют. Степень связи с почвой у таких животных бывают различной. Одни обитают в ней постоянно, как дождевые черви, другие – только на определенных стадиях развития, как многие двукрылые насекомые, третьи мигрируют между почвой и ее поверхностью, как многие жуки, наконец, некоторые используют ее как временное укрытие или место для переживания неблагоприятного сезона, как многие бабочки, зимующие в почве в виде куколок, в то время как ни гусеницы (по крайней мере, у многих видов), ни взрослые бабочки в ней не живут.

Наконец, в почве постоянно или временно обитают и еще более крупные животные, такие, как питающиеся растительной пищей грызуны (в том числе высокоспециализированные землерои – слепыши, обитающие у нас в лесостепной и степной зоне), так и питающиеся животной пищей насекомоядные млекопитающие, например, кроты.

Вода, входящая в состав почвы, подобно воде водоемов, может различаться по количеству растворенных в ней минеральных солей и кислотности (pH). При исследовании почвы рН является одной из наиболее важных характеристик. Разные почвы могут иметь рН от 4,5 до 10. Сам по себе уровень кислотности почв значим для живых организмов, но еще в большей степени он является индикатором содержания в почве различных веществ. Прежде всего, он зависит от коллоидов глины и гумуса. Последние заряжены отрицательно и окружены катионами H+, Ca2+, Mg2+, Na+ и K+. pH зависит также от состава растительного покрова и климатических условий (температуры и количества осадков). В известковых почвах он близок к 8, в засоленных может превышать 9, в торфяниках со сфагнумом и подзолистых почвах pH бывает ниже 4. Кислые почвы обычно менее богаты питательными веществами, поскольку хуже удерживают в себе катионы металлов, необходимые растениям. Например, попавшие в почву ионы водорода вытесняют из нее связанные ионы Са2+. А вытесненные из глинистых (алюмосиликатных) пород ионы алюминия в больших концентрациях токсичны для сельскохозяйственных культур.

Некоторые виды растений бывают настолько приурочены к определенной степени кислотности почв, что могут служить ее индикаторами. Например, в нашей флоре почвы со щелочной реакцией предпочитают гусиный лук, любка двулистная, люцерна, донник лекарственный, герань луговая, ландыш майский, мать-и-мачеха, чина весенняя, яснотка пурпурная. На кислых почвах хорошо чувствуют себя пушица, черника и брусника, щавель малый, вереск, звездчатка ланцетовидная, иван-чай, клюква, майник двулистный, плаун булавовидный, плаун годичный, хвощи луговой и лесной.

Чувствительны к pH и почвенные животные. Так, простейшие в зависимости от видовой принадлежности переносят изменения pH в пределах от 3.9 до 9.7. Дождевые черви не переносят pH ниже 4.4, причем их выносливость зависит от вида. Многие же моллюски чувствительны к pH во многом и потому, что нуждаются в извести для построения раковины. Наибольшее число их видов приурочено к почве с pH, равным 7 или чуть выше (7-8).

Если говорить о содержании в почве минеральных солей, то присутствие разных солей и их концентрация также оказывают сильное влияние на живые организмы. Отчасти их значимость мы уже обсудили, говоря о солях, растворенных в воде. К минеральным солям, содержащимся в почве, также приложимы понятия «биогены», «макроэлементы» и «микроэлементы». Недостаток доступных биогенных элементов препятствует нормальному росту и развитию растений. Неблагоприятен и их избыток. Почвы с повышенным (более 0,25%) содержанием легкорастворимых в воде минеральных солей называют засолёнными. Обычно более токсичны хлористые соли. Помимо токсического действия, легкорастворимые соли повышают осмотическое давление почв. раствора и создают т. н. физиологическую сухость, при которой растения страдают так же, как и от почвенной засухи.

Засоленные почвы встречаются преимущественно в южных засушливых областях многих стран (Пакистан, Индия, Китай, Египет, страны Центральной Азии, юг Украины и др.), часто пятнами среди незасоленных почв. В России засоленные почвы распространены, например, в нижнем Поволжье. Содержат главным образом соли серной (сернокислые натрий, кальций и магний), соляной (хлористые натрий, кальций и магний) и угольной (натриевая в двух формах: углекислой соли, или нормальной соды, и двууглекислой соли, или питьевой соды) кислот. Иногда в засоленных почв встречаются натриевая и кальциевая соли азотной кислоты. В зависимости от количества содержащихся в почве солей, характера их распределения по почвенным горизонтам З. п. подразделяются на солончаки (1—3% солей и более), солончаковые (менее засоленные) и солончаковатые (засоленные ниже пахотного слоя). Для установления степени их засоленности определяют сумму токсичных солей, связанных с ионами хлора и сульфата.

Засоленные почвы образуются в результате накопления солей в почве и почвенно-грунтовых водах, а также от затопления суши морской солёной водой. Обязательными факторами накопления солей на суше и засоления ими почв являются засушливый климат и затрудненный отток поверхностных и подпочвенных вод. На орошаемых землях часто наблюдается т. н. вторичное засоление, если в подпочвах или грунтовых водах много солей. При орошении бессточных равнин происходит подъём уровня солёных грунтовых вод, что и приводит к засолению почв. Правильным ведением хозяйства можно устранить неблагоприятное течение процессов засоления, изменив его естественную направленность. Достигается это сочетанием промывок почвы и искусственным оттоком грунтовых и промывных вод с помощью дренажа.

От засоленных почв отличают солонцеватые, содержащие поглощённый натрий. Если pH солончаков ниже 8, а натрий часто не превышает 50%, то солонцы содержат избыточное количество катионов натрия, в основном за счет карбонатов, а pH в них может достигать 9. Солонцы формируются в условиях непромывного водного режима при накоплении в почвенном поглощающем комплексе натрия (от 10—15 до 70% ёмкости поглощения), поступающего из почвенного раствора или грунтовых вод (процесс осолонцевания). Иногда солонцеватость сочетается с солончаковатостью.

Избыток воднорастворимых солей в почве приводит к изреженности растительного покрова и появлению особой группы дикорастущих видов растений, т. н. солянок, или галофитов. Устойчивость к засоленности у разных видов галофитов очень различна. Этим объясняется наличие вокруг засоленных участков концентрических поясов из разных растений, определяемых градиентом солености.

Большими особенностями отличается и почвенная фауна засоленных почв. Многие виды насекомых приурочены исключительно к засоленных почвам. Галофильность (т.е. солелюбивость) части из них можно объяснить приуроченностью к растениям-галофитам как к источнику пищи. Примером могут послужить питающиеся на солянках саранчовые-горбатки рода Dericorys. Однако это не единственная возможная причина такой приуроченности. Так, для мелких животных, обитающих в толще почвы, способность обитать в условиях засоленности подразумевает способность противостоять высокому внешнему осмотическому давлению. Так, дождевые черви очень чувствительны к содержанию в почве катионов солей и плохо выносят их повышенную концентрацию.

Некоторые виды растений обладают сильно выраженными индикаторными свойствами относительно определенных ионов. Например, смолевка, овсяница и полевица хорошо произрастают на почвах с высоким содержанием тяжелых металлов, в первую очередь – свинца и меди. Полынь легко переносит высокие концентрации марганца, а различные виды фиалок и ярутка полевая предпочитают почвы, богатые цинком. Осина реагирует быстрым ростом и необычно крупным размером листьев на повышенное содержание тория.

Особенно следует оговорить чувствительность живых организмов к содержанию в почве катионов кальция. Так, растения подразделяют на кальцефиты и кальцефобы: Контраст между растительностью известковых и кварцевых почв известен с давних пор. Мы касались его, упоминая особую растительность меловых обнажений. Необходимо напомнить, в связи с этим, что помимо прямого действия ионов, важным оказывается и создание в таких почвах особых гидротермических условий.

К содержанию кальция чувствительны и многие почвенные животные. Так, от его содержания в почве зависит видовой состав обитающих в ней кольчатых червей, многоножек и простейших (раковинных амеб).

            Грунты дна водоемов в некоторых отношениях напоминают почвы суши. Их физическая структура также влияет на снабжение обитателей кислородом. Кислород проникает в глубь грунта благодаря диффузии и движению воды. Органический материал, осаждающийся из верхних слоев воды, разлагается бактериями. Начиная с известной глубины, кислорода для аэробных микроорганизмов перестает хватать, т.е. окислительно-восстановительный потенциал становится отрицательным. Возникают восстановительные, бескислородные условия, и начинается анаэробное разложение. Таким образом, от свойств грунта зависит видовой состав и обилие микроорганизмов, что определяет и фауну животных, этими микроорганизмами питающимися. Так, одни одноклеточные простейшие животные питаются в основном аэробными бактериями, другие – анаэробными прокариотами, третьи – водорослями, простейшими или непосредственно детритом. Специализация может заходить настолько далеко, что, например, различные виды инфузорий рода реманелла, фагоцитирующие диатомовые водоросли, предпочитают совершенно определенные размеры пищевых организмов. Структура грунта как таковая также влияет на видовой состав его обитателей (бентоса). Так, размеры его частиц определяет условия передвижения представителей так называемой интерстициальной фауны – обитателей пространств между твердыми частицами, заполненных водой. В какой-то мере они по своему образу жизни напоминают обитателей пленочной воды в почве. Существуют и аналоги почвенной микро- и мезофауны, представленные многощетинковыми кольчатыми червями, некоторыми моллюсками и другими беспозвоночными. Естественно, характер грунта влияет на условия их передвижения, как и на возможность прикрепления водных растений и сидячих форм животных. Всё это приводит к тому, что на разных типах грунта в водоемах, особенно морских, мы находим совершенно разный набор бентосных организмов. Эдафические условия литоральной зоны озер могут оказывать большое влияние на скорость их зарастания.

studizba.com

Эдафический фактор в жизни растений и животных


ТОП 10:

Почва – промежуточная среда обитания, которая обеспечила переход от водной к наземной благодаря ее особенностям. Почва смогла предоставить примитивным организмам достаточно постоянную, благоприятную температуру, влажность, оптимальный газовый состав.

Своеобразие почвы в том, что она является не только средой обитания живых организмов, но и результатом их жизнедеятельности, результатом взаимодействия горной породы, климата и живых организмов в течение определенного времени.

Почвы представляет собой комплекс взаимодействующих факторов, таких как: механический состав, почвенная влага, аэрированность, почвенное плодородие. В верхних горизонтах почвы концентрируются вещества, содержащие элементы минерального питания растений – фосфор, азот, кальций, калий и многие другие. В почвенной влаге содержатся газы, растворимые соли, а иногда и токсичные для растений и животных соединения.

Эдафический фактор изменяется по ландшафтным зонам: различают характерные для тундры, тайги, степи, пустыни почвы. Даже почвы соседних участков могут различаться в зависимости от мезо- и микрорельефа.

Почвы интенсивно населены живыми организмами, наибольшая часть которых приходится на микроорганизмы. В 1 грамме почвы насчитывается до 2 млрд бактерий и микроскопических грибов. Почва изобилует одноклеточными водорослями – синезелеными, диатомовыми, зелеными, их биомасса в пересчете на 1 га превышает 130 кг. Почва населена массой беспозвоночных животных, особенно богата фауна насекомых. Некоторые энтомологи считают, что около 90% видов насекомых умеренной зоны на тех или иных стадиях своего онтогенеза связаны с почвенной средой обитания. Все они выполняют единую функцию – разложение органических веществ до неорганических, до образования гумуса. Даже для ряда позвоночных животных почва служит средой обитания. Так, например, амфибия червяга всю жизнь проводит в земле. Многие виды земноводных и пресмыкающихся пользуются подземными убежищами, выводят в земле потомство. В земляных норках гнездятся сизоворонки, ласточки-береговушки, зимородки, щурки и другие птицы. Энергичными землероями являются многие млекопитающие – крот, африканский златокрот, слепыш, бурозубки, землеройки. Одни роют под землей глубокие, разветвленные норы, другие копаются в почве в поисках растительного или животного корма.

Почва действует на организмы как совокупность факторов, таких как механический состав, влажность, температура, РН почвы.

Механический состав, структура почвы и ее поверхности является фактором, вызывающим четкие адаптивные признаки у животных. Поверхность земли является субстратом для передвижения. Она может быть твердой (каменистой, щебенистой, глинистой) и, наоборот, сыпучей, как песок, или вязко-болотистой. Изучение строения конечностей животных, живущих на том или ином грунте, обнаруживает поразительное соответствие их свойств особенностям субстрата. Представители самых различных групп животных, обитающих на песках, обладают сильно удлиненными пальцами, отороченными щетинками или роговыми щитками, что увеличивает опорную поверхность лап, препятствует погружению в песок, облегчает передвижение понему. Наоборот, у обитателей твердых грунтов пальцы укороченные, одетые прочными когтями или копытами, которые плохо снашиваются и способствуют быстрому бегу.

Механический состав почвы очень важен для животных, ведущих роющий образ жизни. В зависимости от характера грунта и способов рытья у них возникли специфические приспособления, иногда однотипные даже у представителей далеких систематических групп. Хорошо известный обыкновенный крот населяет участки с рыхлой, мягкой землей. Он роется с помощью своеобразных лап с необычайно расширенными ладонями повернутыми наружу, с небольшими когтями. Африканский златокрот живет в пустынях с тяжелым щебенистым грунтом. Его лапы имеют большие когти, особенно на 1 и 2 пальцах. Аналогичны лапы грызуна цокора, который также обитает в степях с твердым, тяжелым для рытья грунтом. Другой представитель грызунов слепыш всю жизнь проводит в почве, предпочитая степной чернозем, питаясь корнями растений. Его передние конечности не отличаются от конечностей наземных животных. Роется слепыш при помощи зубов. Резцы торчат наружу, а от ротовой полости отделены шкуркой, которая смыкается позади зубов и позволяет зверьку рыть не открывая рта и не беспокоясь, что в рот ему попадет земля. У насекомого медведки, которая также обитает в мягкой для рытья земле, передние конечности напоминают лапы крота. Это широко известный пример схождения признаков у организмов, обитающих в сходных условиях, получил название конвергенция.

Влажность почвы особенно важна для растений. Без свободной воды в почве и благоприятной температуры невозможны биохимические реакции, от которых зависит поступление в растение питательных элементов и ассимиляция. Животный мир также чутко реагирует на влажность почвы, особенно показательны при этом беспозвоночные. Слишком сухие и слишком влажные почвы значительно беднее, чем в оптимальных условиях.

К важным экологическим факторам относится температура почвы. Она зависит от температуры воздуха и от характера самой почвы, которая обладает теплоизолирующими свойствами. В связи со слабой теплопроводностью почвы ее температурный режим достаточно стабилен. Летом температура почвы ниже, чем воздуха, а зимой выше. С глубиной температура почвы падает . Различия температур в почве оказывают влияние на вертикальное распределение многих почвенных животных и вызывают их перемещения из одного горизонта в другой по мере сезонного прогревания или охлаждения почвы. Так, например, вслед за теплом перемещаются личинки мраморного хруща. Зиму они проводят на глубине 50 см, весной поднимаются все выше и выше и в конце апреля концентрируются на глубине до 10 см. Здесь личинки проводят все лето. Этим пользуются лисицы, барсуки, енотовидные собаки, ежи, которые охотятся за личинками , выкапывают их и пожирают в огромных количествах. Осенью, с похолоданием, вслед за температурной волной личинки спускаются все глубже и глубже, пока не достигнут горизонта зимовки.

Для многих организмов немаловажным фактором является реакция среды РН почвы. В зависимости от величины РН меняется подвижность элементов минерального питания. В кислых почвах при РН<4,5 накапливаются токсичные металлы (Al, Fe, Mn). При РН > 7 Р, Fe, Mn оказываются связанными в составе малорастворимых соединений, которые не усваиваются растениями. Для многих животных наиболее благоприятной является среда при РН = 7,2, хотя некоторые организмы предпочитают другие значения РН, например, большинство видов проволочников (личинок жуков-щелкунов) предпочитает почвы с РН =4,0-5,2.

Растения сами могут изменять кислотность почвы. Ель обыкновенная способна подкислять почву, так как при разложении ее хвои выделяются органические кислоты. Хвоя же лиственницы сибирской при разложении подщелачивает почву, так как в ней содержится много извести. Сильнощелочная реакция создается в верхнем слое почвы под кронами пустынных деревьев и кустарников (саксаула, черкеза), опад которых содержит большое количество подщелачивающих солей.

Кислотность почвенного раствора оказывает сильное влияние на состав и деятельность почвенных микроорганизмов, что отражается на условиях жизни растений. Растения неодинаково относятся к кислотности почвы. Во флоре каждого района есть растения, приуроченные к почвам с более кислой реакцией, с нейтральной или близкой к ней, или к почвам более или менее щелочным. Растения, предпочитающие кислые почвы с небольшим значением РН, называют ацидофилами, противоположный тип (растения щелочных почв) – базифилами, а растения почв с нейтральной реакцией – нейтрафилами. Есть также большая группа растения, безразличных к кислотности почвы и способных произрастать в широком диапазоне РН (от 4 до 7). Приуроченность растений к определенным значениям РН дает возможность использовать их в качестве индикатора почвенных условий по степени кислотности. Индикаторами наиболее кислых почв являются такие типичные ацидофилы (РН=3,5-4,5), как вереск, белоус, щучка извилистая, щавелек малый. Среднекислые и слабокислые почвы (РН=4,5-6,5) занимают ацидофилы с более широкой экологической амплитудой: полевица собачья, щучка дернистая, вейник ланцетолистный, лютик едкий, погремок большой. Индикаторы нейтральных почв такие обычные виды, как трясунка средняя, лисохвост луговой, овсянница луговая, печеночница благородная, сныть. На щелочных почвах растут мать-и-мачеха, гочица полевая, очиток едкий.

Индикация кислотности почв по растительности имеет практическое значение: появление в составе луга большого количества ацидофилов говорит о нежелательном направлении почвенного процесса, даже о начавшемся вырождении луга, о необходимости известкования луга.

Одним из экологических факторов в составе эдафического фактора является почвенное богатство. Особо важную роль этот фактор играет в жизни растений, на животных действует опосредованно. К числу необходимых химических элементов, поглощаемых растением из почвы, относятся азот, фосфор, калий, кальций, магний, железо, сера, а также несколько микроэлементов: медь, бор, цинк, молибден и др. Поскольку эти элементы часто являются дефицитными, они могут приобретать лимитирующие значение.

По отношению к общему богатству почвы необходимыми элементами различают растения, обитающие в основном на богатых, плодородных, почвах – эутрофные и растения, которым достаточно небольшого количества питательных веществ – олиготрофные. В процессе взаимодействия с почвой растения аккумулируют содержащиеся в ней элементы минерального питания. Поглощение и накопление идет избирательно и идивидуально. Например, крестоцветные накапливают в своих тканях серу, злаковые и хвощи — кремний, папоротники – алюминий и др. Некоторые группы растений особенно чувствительны к содержанию в различных концентрациях определенных элементов: нитрофилы, кальцефилы, кальцефобы. Кальций – элемент, необходимый в одинаковой степени как растениям, так и животным. Он определяет прочность и проницаемость клеточной стенки растений и прочность костей животных. Местности с известковыми почвами отличаются богатой флорой. Повышенная концентрация кальция в почве благоприятна и для животных. Кальций нужен наземным моллюскам для построения раковин, оленям, косулям, лосям для развития рогов.

К чрезвычайно важным экологическим факторам принадлежит соленость почв, оказывающая влияние на водный режим растений. Для того, чтобы вода и минеральные соли легко усваивались из почвы, необходимо, чтобы почвенный раствор был слегка гипотоничным, при этом растения не будут испытывать водного дефицита. Если соленость выше, то растения испытывают недостаток воды, даже если ее в почве достаточно. Засоление почв особенно актуально в настоящее время для республики Татарстан, в связи с засолением почв на территориях нефтедобычи. Наиболее вредными для живых организмов являются легкорастворимые хлориды, наименее вредными – труднорастворимые сульфаты, карбонаты.

В жарком и сухом климате, с преобладанием в почве восходящего тока воды, засоление встречается очень часто, на огромных площадях (это большая часть территорий степной, полупустынной и пустынной зон). Источником засоления служит приток солей из грунтовых вод. Растения, живущие на естественных соленых почвах, называются галофитами. Они отличаются специфическим видовым составом, есть целые семейства галофильных растений, например, маревые, свинчатковые, тамарисковые. В противоположность галофитам, растения незасоленных земель называются гликофитами.

В зависимости от морфологических и физиологических адаптаций галофиты подразделяют на несколько групп:

— Эугалофиты – соленакопители, обитатели солончаков. В связи с высокой солеустойчивостью цитоплазмы эугалофиты способны поглощать и накапливать большое количество солей (до 45-50 % от массы золы). Чем соленее почва, тем больше солей содержат и клетки эугалофитов. Некоторые виды растений соленакопителей раньше использовались для получения соды и поташа. Листовой опад саксаулов в Средней Азии образует соленую корку под кронами деревьев.

— Криногалофиты – солевыделители, растения, способные выделять наружу избыток соли в виде солевого раствора через особые железки на листьях. К ни относятся тамариски, кермеки. Такие растения трудно сушить в гербариях, листья их покрыты солью, которая впитывает в себя воду из других гербарных листов.

— Гликогалофиты – солеизбегающие растения, с ксерофильным обликом, например, полыни. Корневая система малопроницаема для корней, так что даже на сильно засоленных почвах соли не накапливаются в тканях этих растений. Механизм этого явления полностью еще не изучен.

— Псевдогалофиты – группа растений, избегающая засоления благодаря глубокой корневой системе, например, тростник обыкновенный, может расти на сильно засоленных почвах, наряду с солянками, но не испытывает угнетающего действия солей, так как его корни получают воду, минуя соленый горизонт почвы, из глубоких малозасоленых слоев.

Для животных может быть важным узколокальное засоление, когда, например, в лесной зоне возникает небольшой участок, отличный в химическом отношении от окружающей местности, так называемый «звериный» солонец. Это может быть также родник или болото. Они играют важную роль в жизни млекопитающих. Лоси, косули, олени, зайцы, белки и др. животные или грызут и глотают сухую соленую землю, или пьют воду, едят мокрый соленый ил. К этому их принуждает дефицит солей, особенно после зимних месяцев. Нередко грызуны усиленно обгладывают сброшенные рога лосей и оленей, а белки даже запасают на зиму кости зверей. Также ведут себя и птицы при нехватке солей в пищевом рационе.

Почва, таким образом, действует на живые организмы как комплекс факторов и сама является продуктом жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов.

 




infopedia.su

Эдафические экологические факторы и патология сельскохозяйственных животных

Цель: определить виды эдафических экологических факторов и закономерности их действия на животных. Рассмотреть экологическую роль почвы, её механического, химического и биотического состава в возникновении патологии сельскохозяйственных животных.

Вопросы практического занятия:

1. Принципы нормирования загрязняющих веществ в почве.

2. Микро- и макроэлементы почвы и патология сельскохозяйственных животных.

3.Механический состав почвы, загрязнение металлическими предметами и болезни сельскохозяйственных животных.

4. Загрязнение почвы ядохимикатами и токсикозы животных.

5. Патогенная микрофлора почвы и инфекционные болезни животных.

6. Радионуклиды в почве и действие ионизирующих излучений на животных.

В помощь студенту

Почва – самостоятельное природное образование, сформировавшееся в результате длительного преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным взаимообусловленным воздействием гидросферы, атмосферы, климата, рельефа и живых организмов – растений, животных, микроорганизмов.

Эдафические факторы (от греческого эдафос – почва, земля) – это физические, химические и биологические свойства почвы, которые влияют на распространение и жизнедеятельность живых организмов. Эдафические факторы принадлежат к экологическим факторам, которые формируют окружающую среду. Влияние эдафических факторов на организм животного может быть непосредственным и опосредованным, через пищевые цепи и биогеохимические циклы.

Принципы нормирования предельно допустимых концентраций (пдк) вредных веществ в почве

Принцип гигиенического нормирования ПДК вредных веществ в почве обусловлен тем, что прямое поступление вредных веществ через почву в организм человека и животных невелико и ограничено случаями прямого контакта с ней. Химические вещества, попавшие в почву, поступают в организм сельскохозяйственных животных, главным образом, через контактирующие с почвой среды: воду, воздух, растения; по трофическим цепям: почва – растение – животное – человек. Поэтому, при нормировании химических веществ в почве учитывается не только та опасность, которую представляет почва при непосредственном контакте с ней, но и последствия вторичного загрязнения контактирующих с почвой сред. При этом учитываются следующие факторы: тип почвы, механический состав, рН, морфология, микробиоценоз.

В качестве показателя степени загрязнения почв применяется коэффициент концентрации загрязнителя почвы (ККЗi), вычисляемого по формуле:

ККЗi = Хi / ПДКi или ККЗi = Хi / Хф, где:

ККЗi – коэффициент концентрации загрязнителя для i-го вещества;

Хi – содержание i-го загрязняющего вещества;

Хф –фоновое содержание i-го загрязняющего вещества.

При оценке санитарного состояния почвы в качестве химического показателя учитывают «санитарное число» – частное от деления количества почвенного белкового азота в миллиграммах, содержащегося в 100 г абсолютно сухой почвы на количество органического азота в тех же единицах.

Санитарно-показательной микрофлорой почвы является Escherichia coli, Clostridium perfringens, термофильные микроорганизмы. В качестве показателя бактериального загрязнения почвы используют: общее микробное число – количество микроорганизмов в 1 г почвы; титр кишечной палочки – коли-титр – наименьшее количество почвы, в котором содержится Escherichia coli и титр одного из анаэробов (Bacillus perfringens).

Санитарно-гельминтологическим показателем состояния почвы является число яиц гельминтов в 1 кг почвы, а санитарно-энтомологическим – наличие личинок и куколок мух в 0,25 м² её поверхности.

Таблица 1

Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в почве

(ГОСТ 3034-84, ГОСТ 3210-85)

Вещества

Содержание, мг/кг

Вещества

Содержание, мг/кг

Бенз(а)пирен

0,02

Бромофос

0,4

Свинец

20,0

Сероводород

0,5

Хром (VI)

0,05

Фтор

10,0

Ртуть

2,1

Хлорофос

0,5

Бензол, толуол

0,3

Карбофос

2,0

Нитраты

130,0

Хлорамин

2,0

Медь

3,0

Метафос

0,1

Никель

4,0

Гексахлоран

1,0

Цинк

23,0

Метилстирол

0.4

Марганец

1500,0

Гетерофос

0,005

Ванадий

150,0

Кадмий

1,0

Кобальт

5,0

Сера

160, 0

studfiles.net