Организмы как фактор почвообразования

Наиболее могущественным фактором, оказывающим влияние на направление почвообразовательного процесса, являются живые организмы. По словам В.И. Вернадского, «... на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а поэтому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом». Начало почвообразования всегда связано с поселением организмов на субстрате.

В почвообразовании участвуют три группы организмов: растения, животные и микроорганизмы, образующие сложные биоценозы. В результате их непосредственного воздействия на почву, а также воздействия продуктов жизнедеятельности осуществляются все важнейшие слагаемые почвообразовательного процесса.

Роль организмов как фактора почвообразования заключается в том, что они осуществляют следующие процессы:

- синтез и разрушение органического вещества,

- избирательная концентрация биогенных элементов,

- разрушение и новообразование минералов,

- миграция и аккумуляция веществ и др.

В результате именно организмы определяют формирование важнейшего свойства почвы – плодородия.

В каждой природной зоне в естественных условиях установились определенные комбинации живых организмов, называемые биологическими ценозами. Первостепенная роль в накоплении биомассы в биоценозах, а также в почвообразовании принадлежит растениям, поэтому В.Р. Вильяме назвал природные биоценозы растительными формациями. Он различал

- деревянистые формации (таежные хвойные леса, широколиственные леса, влажные субтропические леса и др.),

- деревянисто-травянистые формации (ксерофитные леса, саванны и др.),

- травянистые формации (суходольные и заболоченные луга умеренного пояса, представленные характерными ассоциациями растений, травянистые прерии, степи и т.д.),

- пустынные и лишайниково-моховые формации (тундры, верховые болота и др.).

От состава и деятельности организмов, входящих в растительные формации, зависит общая масса создаваемого ими органического вещества. От характера поступления растительных остатков в почву, зольного состава растительных остатков, степени биогенности почв, качественного состава микрофлоры (с учетом влияния других факторов почвообразования) зависят направление процессов гумусообразования, содержание гумуса в почвах, его качественный состав, формирование разной мощности гумусовых горизонтов и в конечном счете образование разных типов почв, отличающихся агрономическими свойствами. В связи с этим в почвообразовании синтез и разрушение органического вещества в почве называют сущностью почвообразовательного процесса.

Роль древесной и травянистой, лесной и степной или луговой растительности в процессах почвообразования существенно различна.

Функционирование и географическое распределение зооценозов на суше в решающей степени определяются свойствами растительного покрова. Зеленые растения (продуценты) лежат в основе всего экологического разнообразия животных. Видовое разнообразие консументов, их численность и биомасса зависят от следующих свойств фитоценозов: объем, масса продуцируемого органического вещества, способность удовлетворять пищевые потребности растительноядных животных; особенности химического состава или пищевая ценность растительного материала.

По размерам особей представителей почвенной фауны можно разделить на четыре группы:

- микрофауна – организмы, размер которых менее 0,2 мм; это главным образом протозои, нематоды, ризоподы, эхинококки, живущие во влажной почвенной среде;

- мезофауна – животные размером от 0,2 до 4 мм; это микроартроподы, мельчайшие насекомые, некоторые мириаподы и специфические черви, приспособленные к жизни в почве, имеющей достаточно влажный воздух;

- макрофауна – состоит из животных размером от 4 до 80 мм; это земляные черви, моллюски, насекомые (муравьи, термиты и др.);

- мегафауна – размер животных более 80 мм – крупные насекомые, крабы, скорпионы, кроты, змеи, черепахи, мелкие и крупные грызуны, лисы, барсуки и другие животные, роющие в почвах ходы и норы.

Среди почвенных животных абсолютно преобладают беспозвоночные. Их суммарная биомасса в 1000 раз больше общей биомассы позвоночных. Функции беспозвоночных и позвоночных животных важны и разнообразны.

Первая из них – разрушение, измельчение и поедание органических остатков на поверхности почвы и внутри ее.

Вторая функция почвенных животных выражается в накоплении в их телах элементов питания и главным образом в синтезе азотсодержащих соединений белкового характера. После завершения жизненного цикла животного наступает распад тканей и возврат в почву накопленных в телах животных веществ и энергии.

Деятельность роющих животных оказывает большое влияние на перемещение масс грунта и почвы, на формирование своеобразного микро- и нанорельефа. В некоторых случаях перерытость почв и выбросы на поверхность достигают таких размеров, что возникает необходимость введения в номенклатуру почв специальных определений (например, карбонатный перерытый чернозем). Профиль таких почв имеет рыхлое, кавернозное строение, горизонты часто перемещены и трансформированы.

Совершенно своеобразную и исключительно важную роль в процессах почвообразования играют микроорганизмы. Если высшие растения являются главными продуцентами биомассы, то микроорганизмам принадлежит основная роль в глубоком и полном разрушении органических веществ. Особенность почвенных микроорганизмов состоит в их способности разлагать сложнейшие высокомолекулярные соединения до простых конечных продуктов: газов (углекислота, аммиак и др.), воды и простых минеральных соединений. Необходимо отметить большое влияние микроорганизмов на состав почвенного воздуха. Колебания в содержании таких важнейших компонентов газовой фазы, как кислород и углекислота, почти на 100% регулируются жизнедеятельностью почвенных микроорганизмов.

Каждому типу почв, каждой почвенной разности свойственно свое, специфическое профильное распределение микроорганизмов. При этом численность микроорганизмов и их видовой состав отражают важнейшие свойства почвы – запасы органического вещества, количество и качество гумуса, содержание питательных элементов, реакцию, влагообеспеченность, степень аэрированности. Главная масса микроорганизмов сосредоточена в пределах верхней 20-сантиметровой толщи почвы, наиболее густо пронизанной корнями и заселенной мезофауной.

Роль почвенных микроорганизмов не ограничивается воздействием только на органическое вещество почвы; прижизненные продукты, выделяемые микроорганизмами во внешнюю среду, оказывают глубокое разрушающее действие на первичные и вторичные минералы, слагающие почвенную массу и материнскую породу. В этих процессах участвуют водоросли, лишайники, грибы, бактерии и актиномицеты.

Почвенная биота находится в тесной связи с эколого-географическими закономерностями распределения почв по земному шару и отражает специфику взаимоотношений, складывающихся между представителями органического мира и другими факторами почвообразования.