5.3. Почва. Часть 2
Почва – источник питательных веществ для растений. Ученый ВВ. Докучаев в 1870 году доказал, что почва постоянно изменяется и развивается, в ее активной зоне идут физические, химические и биологические процессы. Докучаев выделил 5 главных почвообразующих факторов: климат, геологическую основу, топографию (рельеф), живые организмы и время.
В среднем почва формируется со скоростью порядка 12,5 тыс. тонн в год, что составляет её слой толщиной около 0,4 см.
Почва как среда обитания растений должна удовлетворять потребность в минеральных элементах питания, воде и кислороде. Важны также её относительная кислотность (рН) и солёность (концентрация солей).
Для питания растений необходимы такие минеральные питательные компоненты (биогены), как нитраты (NO-3), фосфаты (РО3-4), калий (К+) и кальций (Са2+). Соединения азота образуются из атмосферного N2 в результате его круговорота. Все другие минеральные биогены изначально входят в состав горных пород наряду с "непитательными" элементами, такими как кремний, алюминий и кислород.
Однако эти биогены недоступны растениям, пока они закреплены в структуре пород. Порода, которую называют материнской, разрушается в процессе естественного выветривания. Выветривание включает все физические процессы (замерзание и оттаивание, абразивное действие песчаных частиц и т.п.), биологические факторы, такие как давление корней, растущих в мелких трещинах, а также различные химические реакции.
Высвобожденные ионы биогенов становятся доступными растениям, но могут также выщелачиваться, т.е. вымываться просачивающейся сквозь почв) водой. Выщелачивание снижает плодородие почв и способствует загрязнению окружающей среды. Следовательно, способность почвы связывать и удерживать ионы биогенов, чтобы они не выщелачивались и могли поглощаться корнями, называемая ионообменной ёмкостью почвы, столь же важна, как и их исходный запас.
Будучи исходным источником биогенов, выветривание – слишком медленный процесс, чтобы обеспечить нормальное развитие растений. В естественных экосистемах основной источник биогенов – разлагающийся детрит и метаболические отходы животных, т.е. круговорот биогенов. В агроэкосистемах часть биогенов удаляется с собранным урожаем, так как они входят в состав растительного материала. Поэтому их запас регулярно пополняют, внося удобрения (рис. 5.7).
Неорганические, или химические, удобрения представляют собой смеси минеральных биогенов. Органические удобрения – это растительные остатки и отходы животных, содержащие биогены, высвобождающиеся по мере разложения.