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 физические (влажность, температура, структура, пористость) и химические (реакция (кислотность) 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 степень ее 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 (кислотность) среды. Структура почв обусловлена связанными между собой частицами почв, между которыми образуются пустоты, называемые порами. Пористость — это доля объема пор в объеме почвы, которая может достигать 50% и более.

В почвенном профиле выделяются три горизонта, мощностью по нескольку десятков сантиметров каждый (сверху вниз): перегнойноаккумулятивный (А), вмывания (В) и материнская порода (С). В горизонте А аккумулируются все питательные вещества, в горизонт В вмываются продукты выщелачивания из А и здесь же перерабатывается органика редуцентами, накапливаются карбонаты, гипс, глинистые минералы. Горизонт B постепенно переходит в материнскую породу С.

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 силы их корневой системы и от физического состояния воды, содержащейся в почве. 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. 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 — кислотность (реакция) среды и засоленность оказывают самое существенное влияние на жизнь растений и организмов. Например, 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.