ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Биотические факторы и процессы в почвенных средах из "Научные основы экобиотехнологии" Среди обитателей почвы выделяют почвенную микрофлору, микро-, мезо-, макро- и мегафауну. [c.148] Разрушая органическое вещество и синтезируя биополимеры клетки, живые организмы осуществляют процесс почвообразования и способствуют изменению физико-химических характеристик почвы, участвуют в избирательном концентрировании биогенных микроэлементов, разрушении и новообразовании минералов и аккумуляции веществ. В этих процессах ведущая роль принадлежит растениям и микроорганизмам. В наземных системах растения синтезируют 60 Ю т углерода в год. Из них потребляется животными не более 3 10 т. Остальное количество расходуется на дыхание и используется микроорганизмами. [c.149] Растения. Главные источники органического вещества в почве - лесная и травянистая растительность. В лесных экосистемах биомасса наземной части превышает биомассу корней. На поверхности почвы остатки растительности представлены в основном опадом. В травянистых экосистемах биомасса корней как правило превышает биомассу наземной части растений. [c.149] Ризосфера - ключевая зона питания растений. Образование корневых выделений (корневых экссудатов), корневое дыхание (поглощение О2 и выделение СО2), выделение ионов Н , потребление воды и элементов питания -процессы, которые протекают в этой зоне и модифицируют почвенную среду, изменяют подвижность минеральных элементов, активность микроорганизмов в ризоплане и ризосфере. Здесь наиболее интенсивно протекает биологическая трансформация загрязнений в почвенной среде. [c.149] В корневых выделениях различают диффундируемые (растворимые) и недиффундируемые соединения. Растворимые корневые экссудаты содержат сахара (около 50%), органические кислоты (около 40%), аминокислоты, фенольные соединения, бензойную кислоту, витамины, тиофены и др. Недиффундируемые экссудаты представляют собой слизь (муцигель) с высоким содержанием в ней полисахаридов (около 95%). Толщина прикорневой слизи достигает нескольких миллиметров. Она может содержать пектин, гидратированный полисахарид (М.м. 10 -10 ), содержащий уроновую кислоту, галактозу, арабинозу, ксилозу, фруктозу и др. На этой слизи активно сорбируются гидроксиды металлов, прежде всего железа. [c.150] Образующиеся в почве полисахариды могут взаимодействовать с глиной и участвовать в стабилизации почвенных агрегатов. Слизистые экссудаты цементируют почвенные частицы, защищают агрегаты от разрушения в воде. Особенно существенен вклад полисахаридов в стабилизацию почвы под однолетними культурами и пастбищами в летнее время. Полисахариды, присутствующие в анаэробных почвах, в результате закупорки почвенных пор могут снизить проницаемость почв и затруднить рост растений. [c.151] Корневые выделения влияют на миграцию различных элементов. Они содержат хелаты (сидерофоры), способствующие растворению плохо растворимых фосфатов, соединений микроэлементов (железа и других металлов). В результате образования комплексов полисахаридов с тяжелыми металлами подвижность последних может уменьшиться. [c.151] Бактерии ризосферы синтезируют тиамин и другие витамины, ростовые вещества (фитогормоны) - гиббереллин и гетероауксин, ингибиторы многих фитопатогенных микроорганизмов разрушают органические и минеральные соединения повышают эффективность использования растением минеральных веществ почвы. В ризосфере наиболее интенсивно протекает азотфиксация, интенсивнее происходит биодеградация многих органических ксенобиотиков микроорганизмами. [c.151] Отрицательная роль ризосферной микрофлоры может проявляться при недостатке минеральных элементов в ризосфере. При этом в первую очередь могут пострадать растения. Вследствие бактериального связывания Zn и бактериального окисления Мп у некоторых растений развиваются заболевания. Эффективность деятельности ризосферных микроорганизмов по отношению к корню уменьшается пропорционально расстоянию до корня. [c.151] Важной особенностью корневой экосистемы растения является образование микоризы - симбиотической ассоциации мицелия микоризных грибов и ткани корня. Мицелиальные микоризные грибы, образующие симбиоз с корневой системой, способствуют мобилизации и переносу питательных веществ, в частности фосфора, непосредственно к корням растения, используя часть необходимого им органического углерода, синтезированного растением. [c.151] В прикорневой зоне в результате абсорбции ионов клетками корней наблюдается сдвиг pH, что влияет на скорость удаления СО2 из почвенного раствора и на подвижность элементов. В почвах, удобренных нитратами, pH увеличивается, а при использовании аммонийных минеральных удобрений понижается. Фиксация азота клубеньковыми бактериями также вызывает снижение pH почвы, в результате чего повышается растворимость других компонентов питания прикорневой зоны. [c.152] Разрыхляя почву, корни растений увеличивают гидравлическую проводимость и воздухопроницаемость, что создает условия для миграции вглубь почвы различных веществ, в том числе и загрязняющих. [c.152] Растительный покров, особенно травянистый, и опад защищают почву от эрозии, снижая скорость ветра у поверхности и удерживая почвенные частицы. [c.152] Растения влияют и на водный баланс в почвенной среде. На создание 1 т растительной массы расходуется от 50 до 1000 т и более почвенной воды. При этом основная масса воды (до 99%) расходуется на перенос воды из прикорневой зоны в наземную часть растения (транспирацию) для компенсации потерь водяных паров листьями на испарение (эвапорацию). Лишь около 1% воды растение расходует в реакции фотосинтеза. При транспирации и эвапорации растениями удаляется основная масса воды из почвы. [c.152] Растительный опад сокращает потери воды от испарения и не препятствует инфильтрации, что повышает долю осадков, доступных растениям. [c.152] Накопленное растениями органическое вещество является основой для развития сложных почвенных биоценозов, включающих множество гетеротрофных видов микрофлоры, мезофауны и более крупных организмов. [c.152] Микроорганизмы. Микроорганизмам принадлежит ведущая роль в первичном почвообразовательном процессе, в формировании структуры и плодородия почв. В почве обитают в большом количестве различные микроорганизмы бактерии, актиномицеты и микроскопические грибы (дрожжи, плесени), а также микроводоросли, простейшие, вирусы. Микроорганизмы вызывают разрушение органических и гумусовых веществ почвы, а также ее минеральных компонентов, активно влияют на биогенную миграцию элементов. [c.152] Общая численность и состав микроорганизмов, их скорость роста зависят от климатических условий, типа почв, глубины горизонта и др. В 1 г почвы содержится от 10 (по данным светового микроскопирования) до 10 -10 (по данным электронного микроскопирования) клеток различных микроорганизмов. В лесных и луговых почвах время удвоения микробных популяций составляет от 50 до 1200 ч. Данные о продуктивности почвенных микроорганизмов в почвенных экосистемах умеренной климатической зоны приведены в табл. 2.6. [c.153] Вернуться к основной статье