Sie spielen eine große Rolle bei der Bodenbildung. Vegetation als Bodenbildungsfaktor

Der Prozess der Bodenbildung und die Aktivität von Mikroorganismen

Alle Böden der Erde wurden aus sehr unterschiedlichen, an der Oberfläche freiliegenden Gesteinen gebildet, die üblicherweise als Muttergesteine bezeichnet werden. Als bodenbildende Gesteine fungieren hauptsächlich lockere Sedimentgesteine, da magmatische und metallmorphe Gesteine relativ selten an der Oberfläche entstehen.

Der Begründer der wissenschaftlichen Bodenkunde, V.V. Dokuchaev, betrachtete den Boden als einen besonderen Naturkörper, so ursprünglich wie eine Pflanze, ein Tier oder ein Mineral. Er wies darauf hin, dass unterschiedliche Bedingungen unterschiedliche Böden hervorbringen und dass sich diese im Laufe der Zeit verändern. Nach der Definition von V. V. Dokuchaev sollte der Boden als „Tageshorizont“ oder als Oberflächenhorizont von Gesteinen bezeichnet werden, der sich auf natürliche Weise durch den Einfluss einer Reihe von Faktoren verändert. Die Art des Bodens hängt ab von:

a) Mutterrasse,

b) Klima,

c) Vegetation,

d) die Topographie des Landes

e) Alter des Bodenbildungsprozesses.

V. V. Dokuchaev entwickelte die wissenschaftlichen Grundlagen der Bodenkunde und wies auf die enorme Rolle lebender Organismen und insbesondere von Mikroorganismen bei der Bodenbildung hin.

Die Schaffenszeit von V. V. Dokuchaev fiel mit der Zeit der großen Entdeckungen von L. Pasteur zusammen, die die enorme Bedeutung von Mikroorganismen bei der Umwandlung verschiedener Substanzen und im Infektionsprozess zeigten. Am Ende des letzten und Anfang dieses Jahrhunderts wurden auf dem Gebiet der Mikrobiologie eine Reihe wichtiger Entdeckungen gemacht, die für die Bodenkunde und die Landwirtschaft von grundlegender Bedeutung waren. Insbesondere wurde festgestellt, dass der Boden eine Vielzahl unterschiedlicher Mikroorganismen enthält. Dies gab Anlass, über die bedeutende Rolle des mikrobiologischen Faktors bei der Bildung und dem Leben des Bodens nachzudenken.

Ein weiterer herausragender Bodenwissenschaftler, P. A. Kostychev, arbeitete gleichzeitig mit V. V. Dokuchaev. In der Monographie „Böden der Schwarzerderegion Russlands, ihre Herkunft, Zusammensetzung und Eigenschaften“ (1886) schrieb er, dass die Geologie in der Frage der Schwarzerde von untergeordneter Bedeutung sei, da die Ansammlung organischer Stoffe in den oberen Schichten erfolgt Der Zustand der Erde ist geologisch vielfältig und Schwarzerde ist eine Frage der Geographie höherer Pflanzen und der Frage der Physiologie niederer Pflanzen, die organisches Material abbauen. P. A. Kostychev führte eine Reihe von Experimenten durch, um die Rolle einzelner Gruppen von Mikroorganismen bei der Humusbildung im Boden zu bestimmen.

Einen großen Beitrag zu den Vorstellungen über die Rolle biologischer Faktoren bei der Transformation der Erde und im Prozess der Bodenbildung leistete der Schüler von V. V. Dokuchaev, Akademiker V. I. Er glaubte, dass Organismen der Hauptfaktor bei der Migration chemischer Elemente in den oberen Teil der Erdkruste seien. Ihre Wirkung wirkt sich nicht nur auf organische, sondern auch auf mineralische Stoffe des Bodens und der Unterbodenschichten aus.

Bereits in den Anfangsstadien der Umwandlung von Gesteinen in Boden wird die Rolle von Mikroorganismen bei den Verwitterungsprozessen von Mineralien sehr deutlich. Die herausragenden Wissenschaftler V. I. Vernadsky und B. B. Polynov betrachteten die Verwitterung von Gesteinen als Ergebnis der Aktivität pflanzlicher, hauptsächlich niederer, Organismen. Bisher wurde dieser Standpunkt durch eine große Menge experimentellen Materials bestätigt.

Typischerweise sind die ersten Siedler von Gesteinen Krustenflechten, die blattartige Platten bilden, unter denen sich eine kleine Menge Feinerde ansammelt. Flechten gehen in der Regel eine Symbiose mit nicht sporenbildenden saprophytischen Bakterien ein.

In Bezug auf eine Reihe von Elementen fungieren Flechten als ihre Batterien. In der Feinerde unter lithophiler Vegetation nimmt die Menge an organischer Substanz, Phosphor, Eisenoxid, Kalzium und Magnesium stark zu.

Weitere pflanzliche Organismen, die sich auf Muttergesteinen ansiedeln, sind mikroskopisch kleine Algen, insbesondere Blaualgen und Kieselalgen. Sie beschleunigen die Verwitterung von Alumosilikaten und leben zudem meist in Verbindung mit nicht sporenbildenden Bakterien.

Algen spielen offensichtlich eine bedeutende Rolle als autotrophe Akkumulatoren organischer Substanzen, ohne die die starke Aktivität saprophytischer Mikroorganismen nicht stattfinden kann. Letztere produzieren verschiedene Verbindungen, die zur Verwitterung von Mineralien führen. Viele Blaualgen sind Stickstofffixierer und reichern das zerstörte Gestein mit diesem Element an.

Die Hauptrolle im Verwitterungsprozess spielen vermutlich Kohlendioxid, mineralische und organische Säuren, die von verschiedenen Mikroorganismen produziert werden. Es gibt Hinweise darauf, dass einige Ketosäuren eine starke lösende Wirkung haben. Eine Beteiligung von Humusverbindungen an der Verwitterung kann nicht ausgeschlossen werden.

Es ist zu beachten, dass viele Bakterien Schleim bilden, was den engen Kontakt von Mikroorganismen mit Gestein erleichtert. Die Zerstörung letzterer erfolgt sowohl unter dem Einfluss von Abfallprodukten von Mikroorganismen als auch durch die Bildung komplexer Verbindungen zwischen der Schleimsubstanz und den chemischen Elementen, aus denen die Kristallgitter von Mineralien bestehen. Die Verwitterung von Gesteinen in der Natur sollte als eine Einheit zweier gegensätzlicher Prozesse betrachtet werden – dem Zerfall primärer Mineralien und der Entstehung sekundärer Mineralien. Durch die Wechselwirkung mikrobieller Stoffwechselprodukte untereinander können neue Mineralien entstehen.

Abhängig von der Kombination mehrerer natürlicher Faktoren verläuft die weitere Entwicklung des Bodenbildungsprozesses unterschiedlich und führt zur Bildung des einen oder anderen Bodentyps. Ab den ersten Entwicklungsstadien des Bodenbildungsprozesses beginnt sich Humus in der Bodenschicht anzusammeln.

Mikroorganismen sind für die Bildung von Bodenhumus von großer Bedeutung. Ihre Rolle ist sehr vielfältig. Sie zersetzen verschiedene Arten von Rückständen und bilden unter anderem Verbindungen, die als Struktureinheiten von Huminstoffmolekülen dienen. Teilweise werden solche Stoffe von Mikroorganismen selbst erzeugt. Schließlich produzieren viele Mikroorganismen Phenoloxidate, die Polyphenole zu Chinonen oxidieren, die unter bestimmten Bedingungen leicht zu Humusverbindungen kondensieren.

Unter dem Begriff „Humus“ oder „Humus“ wird eine ganze Gruppe verwandter hochmolekularer Verbindungen zusammengefasst, deren chemische Natur noch nicht genau geklärt ist. Humus macht 85-90 % der gesamten ketzerischen Substanz im Boden aus. Es reichert eine erhebliche Menge an Stickstoff, Phosphor und einer Reihe anderer Elemente an. Humusverbindungen können von vielen Mikroorganismen (Bakterien, Actinomyceten, Pilze etc.) abgebaut werden.

Unter natürlichen Bedingungen ist die Anreicherung von Humus im Boden das Ergebnis zweier diametral entgegengesetzter Prozesse – seiner Synthese und seines Zerfalls. Der Eintrag von Pflanzenresten in den Boden ist unerlässlich.

Es ist auch zu beachten, dass Humusverbindungen in geringen Konzentrationen das Pflanzenwachstum stimulieren, was durch den Gehalt an biologisch aktiven Substanzen in ihnen erklärt wird. Je mehr Humus im Boden vorhanden ist, desto intensiver laufen darin mikrobiologische und biochemische Prozesse ab, die eine große Rolle bei der Anreicherung von Nährstoffen für Pflanzen spielen.

Mikroorganismen bei der Schaffung von Bodenfruchtbarkeit

Der Boden ist das wichtigste Produktionsmittel in der Landwirtschaft. Alle landwirtschaftlichen Produkte bestehen aus organischen Stoffen, deren Synthese in Pflanzen hauptsächlich unter dem Einfluss von Sonnenenergie erfolgt. Der Abbau organischer Rückstände und die Synthese neuer Humusverbindungen erfolgen unter dem Einfluss von Enzymen, die von verschiedenen Mikroorganismenverbänden abgesondert werden. Gleichzeitig kommt es zu einem kontinuierlichen Ersatz einiger mikrobieller Assoziationen durch andere.

Im Boden gibt es eine sehr große Anzahl an Mikroorganismen. Laut M. S. Gilyarov befinden sich in jedem Gramm Schwarzerde 2 bis 2,5 Milliarden Bakterien. Mikroorganismen zersetzen nicht nur organische Rückstände in einfachere mineralische und organische Verbindungen, sondern beteiligen sich auch aktiv an der Synthese hochmolekularer Verbindungen – Humussäuren, die einen Nährstoffvorrat im Boden bilden. Daher ist es bei der Steigerung der Bodenfruchtbarkeit (und damit der Produktivitätssteigerung) notwendig, sich um die Ernährung der Mikroorganismen zu kümmern, Bedingungen für die aktive Entwicklung mikrobiologischer Prozesse zu schaffen und die Population der Mikroorganismen im Boden zu erhöhen.

Hauptnährstofflieferanten für Pflanzen sind aerobe Mikroorganismen, die für ihre Lebensprozesse Sauerstoff benötigen. Daher gewährleistet eine Erhöhung der Lockerheit, Wasserdurchlässigkeit und Belüftung bei optimaler Bodenfeuchtigkeit und -temperatur die größtmögliche Nährstoffversorgung der Pflanzen, was ihr schnelles Wachstum und ihre gesteigerte Produktivität bestimmt.

Für ein normales Wachstum und eine vollständige Entwicklung benötigen Pflanzen jedoch nicht nur Makroelemente wie Kalium, Stickstoff, Phosphor, sondern auch Mikroelemente wie Selen, das bei verschiedenen biochemischen Reaktionen als Katalysator fungiert und ohne die sich Pflanzen nicht bilden können ein wirksames Immunsystem. Lieferanten von Mikroelementen können anaerobe Mikroorganismen sein – das sind Mikroorganismen, die in tieferen Bodenschichten leben und für die Sauerstoff Gift ist. Anaerobe Mikroorganismen sind in der Lage, die von Pflanzen benötigten Mikroelemente über Nahrungsketten aus den tiefen Schichten des Bodens zu „heben“.

In kultivierten fruchtbaren Böden entwickelt sich nicht nur die Mikroflora, sondern auch die Bodenfauna schnell. Zu den Tieren im Boden zählen Regenwürmer, Larven verschiedener Bodeninsekten und bodenlebende Nagetiere. Unter den mikroskopisch kleinen Tieren sind Würmer die aktivsten Bodenbildner. Sie leben in den oberflächlichen Bodenhorizonten und ernähren sich von Pflanzenresten, wobei sie über ihren Darmtrakt große Mengen an organischer Substanz und Mineralien aus dem Boden abgeben. Mikroorganismen im Boden bilden eine komplexe Biozönose, in der ihre verschiedenen Gruppen in komplexen Beziehungen zueinander stehen. Einige von ihnen koexistieren erfolgreich, während andere Antagonisten (Gegner) sind. Ihr Antagonismus äußert sich meist darin, dass einige Gruppen von Mikroorganismen bestimmte Substanzen absondern, die die Entwicklung anderer Gruppen hemmen oder unmöglich machen.

Böden werden von zahlreichen Vertretern mikroskopisch kleiner Lebewesen bewohnt. Ihre Welt ist in Pflanzen- und Tierarten unterteilt. Die mikroskopische Flora des Bodens wird durch Bakterien, Actinomyceten, Hefen, Pilze und Algen repräsentiert. Die Fauna des Bodens besteht aus Protozoen (Protozoen), Insekten, Würmern und anderen. Darüber hinaus leben im Boden verschiedene ultramikroskopische Lebewesen – Phagen (Bakteriophagen, Aktinophagen) und viele andere noch wenig erforschte Arten.

Fäulnis-, Buttersäure- und nitrifizierende Bakterien, Aktinomyceten und Schimmelpilze sind im Boden besonders häufig vertreten.

Die Menge der mikrobiellen Flora hängt von der Bodenfruchtbarkeit ab. Je fruchtbarer die Böden, je mehr Humus sie enthalten, desto dichter sind sie von Mikroorganismen besiedelt. Die Anreicherung von Mikroorganismen hängt maßgeblich vom quantitativen und qualitativen Gehalt an organischen Substanzen in frisch abgestorbenen Pflanzen- und Tierresten und den Produkten ihres primären Zerfalls ab; Zunächst gibt es mehr Mikroben und nach der Mineralisierung nimmt sie ab.

Vitamine, Auxine und andere biotische Stoffe sind für das Leben von Mikroorganismen unerlässlich. Geringe Dosen beschleunigen die Entwicklung und Vermehrung von Zellen der mikrobiellen Population erheblich.

Wenn der Boden austrocknet, werden ihm Mikroorganismen entzogen. Manchmal verringert sich ihre Zahl um das 2- bis 3-fache, wenn Bodenproben getrocknet werden, oft sogar um das 5- bis 10-fache. Am nachhaltigsten behalten Aktinomyceten ihre Lebensfähigkeit, gefolgt von Mykobakterien. Der höchste Prozentsatz an Todesfällen wird bei Bakterien beobachtet. Allerdings kommt es auch bei längerer Trockenheit im Boden in der Regel nicht zu einer vollständigen Abtötung der Bakterien. Auch bei sehr austrocknungsempfindlichen Kulturpflanzen gibt es Einzelzellen, die lange trocken bleiben.

Die Verteilung einzelner Mikroben wird stark vom Säuregehalt der Bodenlösung beeinflusst. In Böden mit neutraler oder leicht alkalischer Reaktion gibt es deutlich mehr Bakterien als in sauren, sumpfigen oder torfigen Böden.

Schimmelpilze vertragen saure Bedingungen besser als Bakterien und neigen daher dazu, in sauren Böden zu dominieren.

Die Frage der Verbreitung von Mikroben im Boden wird nicht ausreichend behandelt. Routinemäßige mikrobiologische Untersuchungen von Böden zeigen, dass sich Bakterienzellen in separaten Herden befinden, in denen jeweils Zellen einer oder mehrerer nicht antagonistischer Arten wachsen und sich konzentrieren.

Die Gruppenzusammensetzung der Bakterien in verschiedenen Böden ist nicht gleich. Unter den Bakterien im Boden sind diejenigen Formen vorherrschend, die keine Sporen bilden. Sporentragende Bakterien machen etwa 10–20 % aus.

Auch Actinomyceten, Pilze, Algen und Protozoen leben in großen Mengen im Boden. In 1 g Boden gibt es Zehn- und Hunderttausende und oft Millionen von Pilzen und Actinomyceten. Die Gesamtmasse der Algen ist Forschern zufolge etwas geringer als die Gesamtmasse der Bakterien.

Protozoen und Insekten machen pro Hektar Ackerfläche eine Masse von 2-3 Tonnen aus. Diese gesamte Masse an Lebewesen befindet sich in ständiger Entwicklung. Einzelne Zellen – Individuen wachsen, vermehren sich, altern und sterben. Es findet eine kontinuierliche Veränderung und Erneuerung der gesamten lebenden Masse statt. Nach konservativsten Schätzungen regeneriert sich die gesamte Bakterienmasse im Sommer in der Südzone 14-18 Mal. Somit wird die gesamte Bakterienproduktion des Ackerbodenhorizonts während der Vegetationsperiode durch Dutzende Tonnen Lebendgewicht bestimmt.

Die oberste Bodenschicht ist arm an Mikroflora, da sie unter dem direkten Einfluss von Faktoren steht, die sich schädlich auf sie auswirken: Austrocknung, ultraviolette Sonnenstrahlen, erhöhte Temperaturen usw. Die meisten Mikroorganismen befinden sich im Boden in einer Tiefe von 5–15 cm, weniger in einer Schicht von 20–30 cm und noch weniger im Untergrundhorizont von 30–40 cm. Nur anaerobe Formen von Mikroben können tiefer existieren .

Der Einfluss der Bodenbearbeitung auf die Intensität mikrobiologischer Prozesse. Pflügen, Kultivieren und Eggen stimulieren die Entwicklung der Mikroflora erheblich. Dies ist auf die Verbesserung des Wasser-Luft-Regimes des Bodens zurückzuführen.

Während der Behandlung werden die günstigsten Bedingungen für aerobe Mikroben geschaffen, wodurch sich im Frühjahr, bereits 8–20 Tage nach der Behandlung, die Anzahl der Mikroflora um das 5–10-fache erhöht.

Verschiedene Bodenbearbeitungsmethoden haben unterschiedliche Auswirkungen auf Mikroben und die Mobilisierung von Nährstoffen in der Ackerschicht. Die oberflächliche Lockerung podzolischer Böden in der Nähe von Moskau fördert die Entwicklung mikroskopisch kleiner Lebewesen; nur in der obersten Bodenschicht gibt es drei- bis viermal mehr saprophytische Bakterien als in anderen. Die schichtweise Lockerung ohne Formationsumschlag aktivierte die Mikroflora leicht. Bei der Lockerung mit Formationsumsatz erhöhte sich die Anzahl der Mikroorganismen in der unteren Schicht, die die Spitze erreicht, fast um das Dreifache. Auch in der Mittelschicht, die bei einer solchen Behandlung an Ort und Stelle bleibt, nimmt der Mikrobengehalt deutlich zu. Ähnliche Veränderungen wurden bei der Entwicklung nitrifizierender Bakterien beobachtet. Diese Daten zeigen, dass der positive Effekt des Formationsumsatzes hauptsächlich durch die intensive Mineralisierung organischer Stoffe im unteren Teil erklärt wird.

Unter bewässerten landwirtschaftlichen Bedingungen erhöhen die Tiefe und die Anbaumethode die Anzahl nützlicher Mikroorganismen sowohl an der Oberfläche als auch in den unteren Schichten des Bodens erheblich. Beim tiefen Pflügen wird eine wenig fruchtbare, an Mikroorganismen arme Bodenschicht umgewälzt; die Anzahl der Mikroben war im 0-20-Horizont größer als beim Pflügen bis zu einer Tiefe von 20 cm. Dies kann durch den positiven Einfluss von Düngemitteln erklärt werden. bewässerung und andere faktoren.

Da die Umwandlung organischer Stoffe im Boden eng mit der Aktivität der Mikroorganismen zusammenhängt, ist in Schichten, in denen ihre Zahl zugenommen hat, auch der Gehalt an löslichen Nährstoffen, einschließlich Nitraten, gestiegen. Davon hängt die Bedeutung der Bodenbearbeitung und das Ausmaß der Aktivität einzelner Gruppen von Mikroorganismen ab, die an der Mobilisierung von Nährstoffen für Pflanzen beteiligt sind. Eine kontinuierliche Bodenbearbeitung ohne periodische Ausbringung organischer Düngemittel verringert jedoch den Humusgehalt.

Damit der Humusgehalt im Boden ausreichend ist, ist es notwendig, systematisch organische Düngemittel auszubringen, die nicht nur die Gesamtzahl der Bakterien im Boden, sondern auch der Actinomyceten und Schimmelpilze erhöhen. Dadurch werden günstige Bedingungen für die Entwicklung aller Gruppen von Bodenmikroorganismen geschaffen. Eine Steigerung der Gesamtaktivität der Mikroflora wird sowohl durch die Menge an Energie oder Nährstoffen im Boden als auch durch die Einbringung von Humus, Torf und Mist bestimmt, die die Belüftung verbessern und die Wasserhaltekapazität des Bodens erhöhen, wodurch er größer wird strukturell. Der Einsatz von Mineraldüngern auf Böden, die reich an organischer Substanz sind, hat eine stimulierende Wirkung auf die Mikroflora. Die in Mineraldüngern enthaltenen Nährstoffe ermöglichen den Abbau organischer Substanzen und bewirken dadurch eine intensive Vermehrung von Mikroben.

Der Wirkungsmechanismus von Mineraldüngern auf die Mikroflora im Boden ist vielfältig. Die wichtigsten Steigerungsfaktoren sind:

1. Veränderungen der physikalischen Eigenschaften des Bodens, die sich positiv auf die Vermehrung von Mikroben auswirken.

2. Änderung der Reaktion (pH) des Bodens in Richtung neutral oder leicht alkalisch.

3. Mineraldünger fördern die Pflanzenentwicklung deutlich, was wiederum eine stimulierende Wirkung auf die Mikroflora hat: Wurzeln wachsen intensiver und dadurch nimmt die Zahl der Rhizosphärenorganismen schnell zu.

Verschiedene Umweltfaktoren, die die Entwicklung von Mikroorganismen anregen oder einschränken, haben direkten Einfluss auf den Humusgehalt im Boden. Zu diesen Faktoren gehören Temperatur, Belüftung, Bodenfeuchtigkeit, Säuregehalt usw. Die optimalen Bedingungen für die Zersetzung organischer Rückstände sind eine Temperatur von 30–35 °C und eine Luftfeuchtigkeit von 70–80 % der maximalen Feldfeuchtigkeitskapazität. Diese Bedingungen sind aber gleichzeitig auch die günstigsten für die Humusmineralisierung. Zur Erhaltung des Humus sind eine rationelle Bodenbearbeitung und die regelmäßige Auffüllung der organischen Substanzreserven durch Zugabe von Mist, Torf, Gründüngung usw. erforderlich. Dazu trägt auch der Einsatz von Mineraldüngern bei.

Humus erhöht die Menge wasserbeständiger Bodenaggregate, was eine gute Wasserdurchlässigkeit und einen sparsamen Wasserverbrauch fördert, die Belüftung verbessert und ein günstiges biologisches Regime im Strukturboden schafft und aerobe und anaerobe Prozesse harmonisch kombiniert. Humus dient als Energiequelle für Mikroorganismen und macht den Boden gleichzeitig günstiger für die Pflanzenentwicklung. Es zersetzt sich unter dem Einfluss von Bodenmikroorganismen allmählich und langsam und ist eine Quelle verdaulicher Nährstoffe für Pflanzen. Angesichts seines vielfältigen Einflusses auf den Boden können wir sagen, dass seine Haupteigenschaften, einschließlich der Fruchtbarkeit, vom Humus bestimmt werden.

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Chemische Zusammensetzung des Bodens.

Anorganische Stoffe: Wasser – 75–90 % (Bodenlösung), Kalzium, Magnesium, Aluminium, Schwefel, Fluor, Eisen (Mineralstoff). Organische Stoffe: Kohlenhydrate, Proteine, Fette, Wachse, Harze, Tannine. Die organische Substanz im Boden wird in Detritus bzw. abgestorbene organische Substanz und Biota unterteilt. Mechanisch Die Zusammensetzung des Bodens wird durch den Gehalt an Sand, Schluff und Ton bestimmt. Die mechanische Zusammensetzung hat großen Einfluss auf den Nährstoffgehalt und das Temperaturregime des Bodens. Fein- und mittelstrukturierte Böden wie Ton und Lehm eignen sich besser für das Pflanzenwachstum, weil enthalten genügend Nährstoffe und halten Wasser besser zurück. Das Vorhandensein von Steinen, d.h. Partikel mit einem Durchmesser von mehr als 2 mm verringern die Fähigkeit des Bodens, Wasser zu speichern.

Luft- und Wassermodus. Luft füllt die Poren im Boden und kann leicht durch Wasser ersetzt werden. Durchnässter Boden ist schlecht belüftet. Die Bodenluft unterscheidet sich von der atmosphärischen Luft; der Kohlendioxidgehalt nimmt mit der Tiefe zu; je intensiver die biologischen Prozesse ablaufen, desto mehr CO2 wird freigesetzt.

Die Rolle von Mikroorganismen bei der Bodenbildung.

Die Bodenluft ist mit Wasserdampf gesättigt. Einige Gase können im Boden über Öl- und Gasfeldern vorhanden sein – Kohlenwasserstoffe, über Ansammlungen radioaktiver Elemente – Strahlungsemissionen. Wassermodus besteht aus: Atmosphärischer Niederschlag (O); Verdunstung von der Vegetationsoberfläche und von der Bodenoberfläche (I); Oberflächenabfluss (SS); Zerstörung durch Pflanzen (D); Untergrundabfluss (SUF); Bodenströmung (GS).

Bodenarten: Tundra-Gley-Böden – dünne, durchnässte Böden. In ihnen befindet sich unter dem oberen Horizont eine grünlich-graue oder bläulich-graue Schicht – Gley, die durch ständige Staunässe und Sauerstoffmangel entsteht. Unter solchen Bedingungen liegen Eisen- und Manganverbindungen in Oxidform vor (Regionen im hohen Norden). Podzolic und Sod-Podzolic In Gebieten mit übermäßiger Feuchtigkeit bilden sich Böden unter Wäldern. Durch die Bodenschicht sickerndes Wasser transportiert alle löslichen mineralischen und organischen Verbindungen in das Grundwasser. Diese Böden sind humusarm und unfruchtbar (Taiga). Permafrost-Taiga Böden entstehen unter Bedingungen eines stark kontinentalen Klimas und Permafrosts. Tschernozeme– Die fruchtbarsten, humusreichsten Böden, die in der Waldsteppenzone häufig vorkommen, haben eine körnige Struktur. Hier fällt so viel Niederschlag, wie an der Oberfläche verdunsten kann. In trockenen und warmen Klimazonen gelangen weniger Pflanzenreste in den Boden und es baut sich weniger Humus auf. Hier entstehen Kastanie, braune Böden von Halbwüsten und graubraune Böden. Salzwiesen entstehen bei unzureichender Feuchtigkeit, wenn das Grundwasser stark mineralisiert ist. Zusammen mit der Bodenlösung werden Mineralstoffe an die Oberfläche gezogen und fallen bei der Verdunstung von Feuchtigkeit aus. Die Böden werden mit Karbonaten und Gips angereichert und es kommt zu einer Bodenversalzung. Wenn frisches Grundwasser nahe beieinander auftritt, Torfmoorböden.

Die Rolle von Pflanzen und Mikroorganismen bei der Bodenbildung

Klassifizierung von Bodenorganismen:„Geobionten“ sind Tiere, deren gesamter Zyklus in der Bodenumgebung stattfindet (Regenwürmer, Protopteren); „Geophile“ – verbringen einen Teil ihres Lebenszyklus im Boden (Larven- oder Puppenstadium); „Geoxene“ – finden vorübergehenden Unterschlupf im Boden (Kakerlaken, Nagetiere).

Größenklassifizierung: Mikrobiota – Bodenmikroorganismen (Bodenalgen, Bakterien, Pilze, Protozoen); Mesobiota – kleine mobile Tiere (Nematoden, Larven); Makrobiota – große Insekten, grabende Wirbeltiere (Maulwürfe, Erdhörnchen, Ratten). Pflanzen: höhere Pflanzen – Generatoren für organische Stoffe; Konzentratoren für chemische Elemente, Stickstoff. Pflanzen bestimmen durch ihre lebenswichtige Aktivität den Prozess der Elementmigration. Strömung regulieren, Erosion entgegenwirken. Tierische Organismen: Bodengräber Sie graben den Boden viele Male um, fördern die Durchmischung, eine bessere Belüftung und eine schnelle Entwicklung des Bodenbildungsprozesses und reichern die organische Masse des Bodens mit den Produkten ihrer lebenswichtigen Aktivität an. Mikroorganismen sind wichtig für die Bodenbildung. Dank ihrer Aktivität kommt es zur Zersetzung chemischer Rückstände und zur Synthese von Verbindungen, die von Pflanzen aufgenommen werden. Actinomyceten– einzellige Mikroorganismen mit der Fähigkeit zur Verzweigung, deren Aktivität auf den Abbau hartnäckiger organischer Stoffe abzielt. Pilze– untere Schimmelpilze (Mukor) – nehmen an der Zersetzung von Ballaststoffen und organischen Substanzen teil. Einzellige Algen, Flechten, Protozoen, Nitrobakterien, stickstofffixierende Bakterien (Knötchen).

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Wesentliche Faktoren bei der Bodenbildung sind tierische und pflanzliche Organismen – besondere Bestandteile des Bodens. Ihre Rolle besteht aus enormer geochemischer Arbeit. Organische Verbindungen im Boden entstehen durch die lebenswichtige Aktivität von Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen. Im System „Boden-Pflanze“ gibt es einen ständigen biologischen Stoffkreislauf, in dem Pflanzen eine aktive Rolle spielen. Der Beginn der Bodenbildung ist immer mit der Ansiedlung von Organismen auf dem mineralischen Untergrund verbunden. Im Boden leben Vertreter aller vier Reiche der belebten Natur – Pflanzen, Tiere, Pilze, Prokaryoten (Mikroorganismen – Bakterien, Actinomyceten und Blaualgen). Mikroorganismen bereiten biogene Feinerde vor – ein Substrat für die Ansiedlung höherer Pflanzen – den Hauptproduzenten organischer Substanz.

Die Hauptrolle kommt hier der Vegetation zu. Grüne Pflanzen sind praktisch die einzigen Erzeuger primärer organischer Substanzen. Sie absorbieren Kohlendioxid aus der Atmosphäre, Wasser und Mineralien aus dem Boden und nutzen die Energie des Sonnenlichts, um komplexe, energiereiche organische Verbindungen zu erzeugen.

Die Phytomasse höherer Pflanzen hängt stark von der Art der Vegetation und den spezifischen Bedingungen ihrer Entstehung ab. Die Biomasse und die jährliche Produktivität der Gehölzvegetation nehmen zu, wenn wir uns von hohen in die niedrigeren Breiten bewegen, während die Biomasse und die Produktivität der krautigen Vegetation von Wiesen und Steppen, angefangen bei der Waldsteppe bis hin zu trockenen Steppen und Halbwüsten, merklich abnehmen.

In der Humusschicht der Erde ist die gleiche Energiemenge konzentriert wie in der gesamten Landbiomasse, und die in Pflanzen durch Photosynthese aufgenommene Energie wird akkumuliert. Einer der produktivsten Bestandteile der Biomasse ist Abfall. In einem Nadelwald zersetzt sich Abfall aufgrund der Besonderheit seiner chemischen Zusammensetzung sehr langsam. Waldstreu bildet zusammen mit grobem Humus eine Mora-Müll, die hauptsächlich durch Pilze mineralisiert wird. Der Prozess der Mineralisierung von Jahresstreu findet hauptsächlich im Jahreszyklus statt. In Misch- und Laubwäldern ist die Streu der Krautvegetation maßgeblich an der Humusbildung beteiligt. Die bei der Mineralisierung der Einstreu freigesetzten Basen neutralisieren die sauren Produkte der Bodenbildung; Es wird Humat-Fulvat-Humus vom moderen Typ synthetisiert, der stärker mit Kalzium gesättigt ist. Grauwald- oder Braunwaldböden entstehen mit einer weniger sauren Reaktion als podzolische Böden und einer höheren Fruchtbarkeit.

Unter dem Blätterdach der grasbewachsenen Steppen- oder Wiesenvegetation ist die Masse absterbender Wurzeln die Hauptquelle der Humusbildung. Die hydrothermischen Bedingungen der Steppenzone tragen zur schnellen Zersetzung organischer Rückstände bei.

Waldgesellschaften liefern die größte Menge an organischer Substanz, insbesondere in den feuchten Tropen. In der Tundra, in der Wüste, in Sumpfgebieten usw. entsteht weniger organisches Material. Die Vegetation beeinflusst die Struktur und Beschaffenheit der organischen Bodensubstanz und ihrer Feuchtigkeit. Der Grad und die Art des Einflusses der Vegetation als bodenbildender Faktor hängen ab von:

Zusammensetzung der Pflanzenarten,
die Dichte ihres Ansehens,
Chemie und viele andere Faktoren

Die Hauptfunktion tierischer Organismen im Boden ist die Umwandlung organischer Stoffe. An der Bodenbildung sind sowohl Boden- als auch Landtiere beteiligt. In der Bodenumgebung sind Tiere hauptsächlich Wirbellose und Protozoen vertreten. Von einiger Bedeutung sind auch Wirbeltiere (z. B. Maulwürfe usw.), die ständig im Boden leben. Bodentiere werden in zwei Gruppen eingeteilt:

Biophagen, die sich von lebenden Organismen oder Gewebe tierischer Organismen ernähren,
Saprophagen, die organische Stoffe als Nahrung verwenden.

Der Großteil der Bodentiere sind Saprophagen (Nematoden, Regenwürmer usw.). Auf 1 Hektar Boden gibt es mehr als 1 Million Protozoen und auf 1 m2 Dutzende Würmer, Nematoden und andere Saprophagen. Eine riesige Menge Saprophagen frisst abgestorbene Pflanzenreste und wirft Exkremente in den Boden. Nach Berechnungen von Ch.

Die Rolle von Mikroorganismen bei der Bodenbildung

Darwin durchläuft die Bodenmasse im Laufe mehrerer Jahre den Verdauungstrakt der Würmer vollständig. Saprophagen beeinflussen die Bildung des Bodenprofils, des Humusgehalts und der Bodenstruktur.

Die zahlreichsten Vertreter der Landtierwelt, die an der Bodenbildung beteiligt sind, sind kleine Nagetiere (Wühlmäuse etc.).

Pflanzliche und tierische Rückstände, die in den Boden gelangen, unterliegen komplexen Veränderungen. Ein Teil davon zerfällt in Kohlendioxid, Wasser und einfache Salze (Mineralisierungsprozess), ein anderer Teil geht in neue komplexe organische Substanzen des Bodens selbst über.

Mikroorganismen (Bakterien, Actinomyceten, Pilze, Algen, Protozoen). Im Oberflächenhorizont beträgt die Gesamtmasse der Mikroorganismen mehrere Tonnen pro Hektar, und Bodenmikroorganismen machen 0,01 bis 0,1 % der gesamten Landbiomasse aus. Mikroorganismen siedeln sich bevorzugt auf mit Nährstoffen angereicherten tierischen Exkrementen an. Sie sind an der Humusbildung beteiligt und zersetzen organisches Material in einfache Endprodukte:

Gase (Kohlendioxid, Ammoniak usw.),
Wasser,
einfache Mineralverbindungen.

Der Großteil der Mikroorganismen konzentriert sich in den oberen 20 cm des Bodens. Mikroorganismen (z. B. Knöllchenbakterien von Hülsenfrüchten) binden Stickstoff zu 2/3 aus der Luft, reichern ihn im Boden an und sorgen für die Stickstoffernährung der Pflanzen ohne den Einsatz von Mineraldüngern. Die Rolle biologischer Faktoren bei der Bodenbildung kommt am deutlichsten in der Humusbildung zum Ausdruck.

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Mikroorganismen und mikrobiologische Prozesse spielen eine wichtige Rolle für die Bodenfruchtbarkeit und Pflanzenernährung.

Der Boden schafft Bedingungen für die Entwicklung der Mikroflora, die wiederum eine spezifische Wirkung auf den Boden hat. In jedem Bodentyp, der spezifische physikalisch-chemische Eigenschaften aufweist, entwickeln sich eine bestimmte Anzahl und Gruppen von Mikroorganismen und es stellt sich ein biologisches Gleichgewicht ein, das für die jeweiligen Bedingungen und Jahreszeiten charakteristisch ist.

Veränderungen im Wasser-, Luft- und Nährstoffhaushalt des Bodens wirken sich maßgeblich auf die Mikroflora aus: Die Anzahl der einzelnen Gruppen von Mikroorganismen verändert sich, also das Verhältnis zwischen ihnen, sowie die Dynamik und Intensität mikrobiologischer Prozesse. Daher ist das Studium der Bodenbiologie eine unabdingbare Voraussetzung für die Anwendung verschiedener agrotechnischer Maßnahmen. Um die Bodenfruchtbarkeit zu erhalten und zu steigern und ausgebrachte Düngemittel effektiv zu nutzen, ist es auch notwendig, verschiedene Aspekte des Ablaufs mikrobiologischer Prozesse zu untersuchen.

Unter Bedingungen intensiver Landwirtschaft werden erhebliche Mengen an Mineraldüngern in den Boden eingebracht, die das Nährstoffverhältnis in der Bodenlösung ganz erheblich beeinflussen und unter natürlichen Bedingungen zu einer Verletzung des etablierten biologischen Gleichgewichts führen. Durch diese Veränderungen werden Mineralisierungsprozesse beschleunigt und es gelangen mehr verfügbare Nährstoffe in den Boden, die biologisch in verdauliche Formen umgewandelt werden können. Darüber hinaus nehmen die Verluste an gasförmigem Stickstoff zu. All dies beeinflusst die Bodenfruchtbarkeit und die Ernährungsbedingungen der Pflanzen.

Der Boden ist ein komplexes Substrat und es ist ziemlich schwierig, die Faktoren, die darin mikrobiologische Prozesse regulieren, genau zu bestimmen.

Die Rolle von Mikroorganismen bei der Bildung des Bodens und seiner Fruchtbarkeit

Quantitative und qualitative Veränderungen der Mikroflora hängen mit dem Ernährungsregime des Bodens und den Ernährungsbedingungen der Pflanzen zusammen. Die Bestimmung mikrobiologischer Prozesse, die einen wesentlichen Einfluss auf den Gehalt einzelner Nährstoffe im Boden haben, ist eine wichtige Aufgabe, deren Lösung zu einer Steigerung der Bodenfruchtbarkeit und der Düngeeffizienz führt. Organische Rückstände (in Agrarökosystemen sind dies hauptsächlich Ernterückstände) dienen als Substrat und Hauptenergiequelle für die Bodenmikroflora. Die Art und Intensität mikrobiologischer Prozesse im Boden hängt von deren Menge und chemischer Zusammensetzung ab.

Mikroorganismen spielen eine wichtige Rolle bei der Stickstoffumwandlung im Boden. Ammonisierende Bakterien, viele Actinomyceten, mikroskopisch kleine Pilze und andere Mikroorganismen bewirken die Mineralisierung organischer Stoffe im Boden und die Freisetzung von für Pflanzen verfügbarem Ammoniumstickstoff. Nitrifizierende Bakterien wandeln Ammoniumstickstoff in Nitrite und Nitrate um. Die Mikroflora ist in Zusammensetzung und Menge von Bedeutung, nutzt mineralischen Stickstoff und wandelt ihn in organische Formen um (Immobilisierungsprozess). Denitrifizierende Bakterien verursachen irreversible Verluste an Stickstoffgas. Arten wie Azotobacter (az. chroococcum) oder Clostridium (Q. pasteurianum) binden den in den Boden gelangenden Luftstickstoff biologisch. Folglich ist die Stickstoffumwandlung am engsten mit der Bodenmikroflora verbunden, deren Aktivität den Stickstoffhaushalt des Bodens, also die Menge und Qualität des Bodenstickstoffs, bestimmt.

Mikroorganismen zirkulieren Stoffe im Boden, beeinflussen die Mineralisierung organischer Rückstände und wandeln unlösliche Formen in für Pflanzen zugängliche Verbindungen um. Bei diesen Prozessen kommt es zu einer aktiven Freisetzung von Metaboliten – Produkten, die an der Humussynthese beteiligt sind. Mikroorganismen tragen zum Aufbau und Abbau von Humus bei. Die Menge und Qualität der Nährstoffe im Boden hängt von der Intensität der mikrobiologischen Prozesse der Ammonifikation und Nitrifikation, von der zelluloseabbauenden und enzymatischen Aktivität usw. ab.

Die Wirksamkeit von Stickstoffdüngern kann gering sein: Bis zu 50 % des mit Düngemitteln zugeführten Stickstoffs werden im Boden verbraucht. Dabei spielt auch die mikrobiologische Aktivität eine wichtige Rolle. Bei der Ausbringung von Düngemitteln wird die Menge an assimilierbarem Stickstoff im Boden maßgeblich von der Intensität der Denitrifikation, der Größe und Dauer der biologischen Immobilisierung, der Intensität von Ammonifikations- und Nitrifikationsprozessen usw. bestimmt. So kommt es bei der intensiven Nutzung mineralischer Stickstoffdünger zu Denitrifikation und biologische Immobilisierung von Stickstoff nehmen stark zu. Dadurch sinkt der Ausnutzungsgrad mineralischer Stickstoffdünger, was zu Luftverschmutzung führen kann.

Stickstofffixierende Bakterien haben großen Einfluss auf den Stickstoffhaushalt von Böden. Frei lebende Stickstofffixierer, die in Böden weit verbreitet sind, assimilieren zusammen mit symbiotischen Knöllchenbakterien Luftstickstoff und spielen eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des Stickstoffhaushalts von Böden. Knöllchenbakterien versorgen Hülsenfrüchte größtenteils mit Stickstoff.

Die Mineralisierung organischer Phosphorverbindungen und die Umwandlung von Aluminium-, Eisen- und Tricalciumphosphaten im Boden werden durch Mikroorganismen durchgeführt. Mikroorganismen sind auch an der Umwandlung von Schwefel, Eisen und anderen Elementen beteiligt.

Der intensive Anbau von Nutzpflanzen ist mit der Anwendung hoher Dosen mineralischer Düngemittel verbunden. Die im Boden auftretenden Veränderungen spiegeln sich zu einem großen Teil in der Mikroflora wider. Die Behandlung mit Herbiziden – bodenfremden Stoffen – beeinflusst die Menge und Zusammensetzung der Mikroflora. Gleichzeitig ist die Mikroflora an der Entgiftung von Pestiziden im Boden und an der Reinigung des Bodens von Verunreinigungen durch bestimmte Chemikalien beteiligt.

Es gibt praktisch keinen Prozess im Boden, an dem die Mikroflora nicht aktiv beteiligt ist. Der anthropogene Einfluss auf den Boden nimmt insbesondere in der intensiven Landwirtschaft zu, wenn sich der Nährstoff-, Luft- und Wasserhaushalt ändert. Die Notwendigkeit, diese Veränderungen zu untersuchen, hängt mit Fragen der Erhaltung und Steigerung der Bodenfruchtbarkeit zusammen. Mikroflora kann als Indikator verwendet werden, um die Richtung verschiedener Prozesse im Boden zu bestimmen.

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Tiere bewohnen den gesamten Globus: Landoberfläche, Boden, Süßwasser und Meere. Bei der Besteigung des Chomolungma (Everest) bemerkten Bergsteiger Alpendohlen in einer Höhe von etwa 8000 m. Würmer, Krebstiere, Weichtiere und andere Tiere wurden in den tiefsten Senken des Weltozeans bis zu einer Tiefe von 11.000 m gefunden. Viele Tiere leben heimlich oder sind mikroskopisch klein, sodass wir sie nicht bemerken. Andere Tiere hingegen begegnen uns ständig, zum Beispiel Insekten, Vögel, Tiere.

Die Bedeutung in der Natur ist ebenso groß wie die Bedeutung der Pflanzen. Viele Pflanzen werden nur von Tieren bestäubt, und Tiere spielen auch eine große Rolle bei der Verbreitung der Samen einiger Pflanzen. Hinzu kommt, dass Tiere neben Bakterien aktiv an der Bodenbildung beteiligt sind. Regenwürmer, Ameisen und andere Kleintiere tragen ständig organisches Material in den Boden ein, zerkleinern ihn und tragen so zur Humusbildung bei. Durch die Höhlen dieser grabenden Tiere gelangt das für das Pflanzenleben notwendige Wasser und die Luft leichter bis zu den Wurzeln. Aus der Botanik wissen Sie, dass grüne Pflanzen die Luft mit Sauerstoff anreichern, der für die Atmung aller Lebewesen notwendig ist. Pflanzen dienen als Nahrung für pflanzenfressende Tiere, die wiederum als Nahrung für fleischfressende Tiere dienen. Daher können Tiere nicht ohne Pflanzen existieren. Aber das Leben der Pflanzen hängt, wie gesagt, vom Leben der Tiere ab. Die gesundheitliche Bedeutung von Tieren ist sehr groß – sie zerstören die Leichen anderer Tiere, die Überreste abgestorbener Pflanzen und abgefallenes Laub. Viele Wassertiere reinigen Wasser, dessen Reinheit für das Leben ebenso wichtig ist wie die Reinheit der Luft.

Die Tierwelt war und ist für uns schon immer sehr wichtig. Unsere entfernten Vorfahren, die vor 100.000 bis 150.000 Jahren lebten, kannten wilde Tiere, Vögel, Fische und andere Tiere. Das ist verständlich: Schließlich hing das Leben der Menschen größtenteils von der Jagd und dem Fischfang ab. Das Fleisch gejagter Tiere war eine der Hauptnahrungsquellen; Kleidung wurde aus den Häuten getöteter Tiere hergestellt, Messer und Speerspitzen wurden aus Knochen hergestellt. Beim Nähen von Fellen wurden Sehnen anstelle von Fäden und für Bogensehnen verwendet. Der Erfolg der Jagd hing nicht nur von der Kraft und Geschicklichkeit der Jäger ab. Es kommt aber auch auf die Fähigkeit an, ein Vogelnest oder eine Tierhöhle zu erkennen und die nötige Spur zu finden. Wählen Sie den richtigen Zeitpunkt für den Raid. Manche Tiere mussten mit Schlingen und Netzen gefangen werden, andere mussten auf die Lauer gelegt und versteckt werden und wieder andere mussten vom ganzen Stamm lautstark verfolgt und in getarnte Gruben getrieben werden. Für den Menschen war es auch wichtig, Raubtieren zu entkommen. Unterscheiden Sie giftige Schlangen von harmlosen. Nachdem sie die Gewohnheiten wilder Tiere untersucht hatten, gelang es den alten Menschen, einige von ihnen zu zähmen. Das erste Haustier war ein Hund, der als Jagdhelfer eingesetzt wurde. Später kamen Hausschweine hinzu. Rinder, Geflügel.

Im Laufe der Zeit hat sich die Rolle der Tiere im menschlichen Leben verändert. Die Bedeutung wilder Tiere als Nahrungsquelle nahm deutlich ab, als man begann, Fleisch, Wolle und Milch von Haustieren zu gewinnen. Doch der Mensch hat neue Feinde aus der Tierwelt – verschiedene Insekten, die Kulturpflanzen schädigen. kennt viele Beispiele für den Hungertod ganzer Nationen infolge der Zerstörung von Ernten durch Heuschreckenhorden. Im 20. Jahrhundert als Folge des enormen Ausmaßes der menschlichen Wirtschaftstätigkeit - Entwaldung. Bau von Wasserkraftwerken, Erweiterung der Anbauflächen etc. - Viele Wildtiere befanden sich in schwierigen Lebensbedingungen, ihre Zahl nahm ab, einige Arten wurden selten, andere verschwanden. Durch die Raubfischerei wurden wertvolle Tiere ausgerottet. Es bestand Bedarf an ihrem Schutz. Es ist bekannt, dass Tiere eine sehr wichtige Rolle bei der Versorgung der Weltbevölkerung mit Nahrungsmitteln und Rohstoffen für die Industrie spielen. Ein erheblicher Teil der Lebensmittel sowie Leder, Wachs, Seide, Wolle und andere Rohstoffe werden von Haustieren gewonnen. Wichtig für die Gewinnung von Nahrungsmitteln und Vitaminen ist auch die Fischerei, insbesondere die Meeresfischerei, sowie die Fischerei auf Krebs- und Weichtiere. Medikamente usw. Aus Fischereiabfällen werden Futtermehl für Mastvieh und Dünger hergestellt. Fell wilder Tiere (Leder, Hörner, Muscheln usw.). Viele Tiere (z. B. Vögel und Raubinsekten) spielen eine große Rolle bei der Schädlingsbekämpfung an Kultur- und wertvollen Wildpflanzen. Es gibt viele Tiere, von denen bekannt ist, dass sie der menschlichen Wirtschaft Schaden zufügen. Darunter sind verschiedene Schädlinge von Kulturpflanzen, Tiere, die Nahrungsvorräte zerstören, Produkte aus Leder, Wolle, Holz usw. schädigen. Es gibt solche Tiere. Die verschiedene Krankheiten verursachen (Malaria, Helminthenerkrankungen, Krätze usw.). Einige Tiere sind Überträger von Krankheiten (Läuse übertragen Typhus von kranken Menschen, Mücken übertragen Malaria, Flöhe übertragen die Pest).

Die Tierwelt ist ein wichtiger Teil der natürlichen Umwelt. Seine Pflege ist die Grundlage für seinen sinnvollen Einsatz. Kenntnis der Eigenschaften einzelner Arten. Ihre Rolle in der Natur ermöglicht es dem Menschen, für ihn nützliche Tiere zu schützen, ihre Zahl zu erhöhen und die Verbreitung landwirtschaftlicher Schädlinge, Überträger und Krankheitserreger zu begrenzen. In unserem Land wird der Pflege der Tierwelt große Bedeutung beigemessen

Die Rolle von Tieren bei der Bodenbildung ist, noch mehr als die von Pflanzen, mit ihrer biogeozenologischen Aktivität verbunden.

Der Akademiker S.S. Schwartz glaubte, dass die Evolution von Organismen untrennbar mit ihrer Rolle in der Biogeozänose und mit der Entwicklung der Biogeozänose selbst verbunden ist. Das Ökosystem und die Biogeozänose bestimmen die Widerstandsfähigkeit einer Tierart gegenüber verschiedenen nachteiligen Einflüssen, ihre Variabilität, und auch das Problem der Entstehung des Lebens selbst hängt speziell mit dem primären Ökosystem zusammen: Die Bedingungen für die Entstehung des Lebens waren ein ökologischer Bestandteil des erstes Ökosystem.

Die Verbindung der Tiere mit dem Boden und ihre Beteiligung an der Bodenbildung können unterschiedlich sein. Tiere leben im Boden selbst, auf seiner Oberfläche, über der Bodenoberfläche. Einige von ihnen ändern ihren Lebensstil je nach Jahreszeit, Entwicklungsstadium und Nahrungsverfügbarkeit. Andere führen nur einen Lebensstil. Es ist klar, dass die Rolle all dieser Tiere anhand der spezifischen Bedingungen ihres Lebensraums beurteilt werden sollte.

Zu den im Boden lebenden Tieren zählen vor allem Wirbellose, Insekten, Regenwürmer usw. Die größte Datenmenge wurde über die Aktivitäten von Regenwürmern gesammelt. Die von Darwin festgestellte Rolle von Würmern bei der Bodenbearbeitung wurde bereits erwähnt. Eine zehn Zentimeter dicke Schicht Gartenerde, die sich laut Darwin auf Karbonatgestein entwickelt hat, gelangt innerhalb von zehn Jahren durch den Darm von Würmern, angereichert mit Humus, Mikroorganismen. und Enzyme. Würmer ziehen Pflanzenreste in den Boden. Würmer graben tiefe Gänge tief in den Boden, durch die Wasser eindringt und Pflanzenwurzeln wachsen. Würmer strukturieren den Boden und erzeugen eine feinkörnige, mit Humus angereicherte Masse, die resistent gegen die zerstörerische Wirkung von Wasser ist. Es wurde entdeckt, dass in manchen Böden, beispielsweise unter Schluchtwäldern (Wälder in Schluchten), die obere Schicht des Schwarzerdebodens vollständig aus Koprolithen besteht – Erdklumpen, die durch den Nahrungstrakt des Regenwurms gelangt sind. Die Koprolithstruktur des Humushorizonts dieses Bodens unterscheidet ihn vom entsprechenden Horizont gewöhnlicher Schwarzerde. Regenwürmer sind der Hauptgrund für die Grabtätigkeit von Maulwürfen, die auf der Suche nach Nahrung (und Würmer sind ihre Hauptnahrung) ihre eigenen Gänge in der Bodenschicht graben.

Detaillierte Studien haben gezeigt, dass Laufkäfer, weit verbreitete Käfer, die in der oberen Bodenschicht und auf deren Oberfläche leben, Blei in ihrem Körper anreichern. Wenn wir bedenken, dass Laufkäfer Raubtiere sind, ist die komplexe trophische Beziehung, die zu einer solchen Anhäufung führt, offensichtlich.

Larven von Zweiflüglern (verschiedene Fliegen und Mücken, Mücken etc.) leben häufig in den oberen Bodenschichten und sind an der Zersetzung der Einstreu beteiligt. Sie verbessern wie Würmer den Humuszustand des Bodens, erhöhen die Huminsäureausbeute, erhöhen den Gehalt an Stickstoff, Ammoniumverbindungen und den Gesamthumusgehalt. Unter ihrem Einfluss nimmt die Mächtigkeit des Humushorizonts in der Anfangsphase seiner Entstehung zu.

Natürlich werden wirbellose Tiere von einer bestimmten Mikroflora begleitet, die die enzymatische Aktivität von Böden steigert. Alle Wirbellosen und ihre Larven bauen Tunnel und lockern und vermischen den Boden.

Einige Säugetierarten leben auch im Boden. Dies sind Murmeltiere, Erdhörnchen, Mäuse, Maulwürfe, Spitzmäuse, Hamster und viele andere.

Ihre Auswirkungen auf den Boden sind deutlich spürbar. Maulwürfe vermischen den Boden und werfen Material aus den unteren Horizonten an die Oberfläche. Die Masse solcher Emissionen kann sechzig Tonnen pro Hektar betragen. Maulwurfsratten verhalten sich ähnlich wie Maulwürfe und leben in feuchten, hydromorphen Böden der Steppen, in Wiesen-Chernozem- und Wiesenkastanienböden entlang von Schluchten. Sie werfen auch Erde an die Oberfläche und vermischen die oberen Horizonte, aber im Gegensatz zu Maulwürfen ernähren sie sich von Pflanzen.

Gophers, eine Familie von Beutelratten, leben in Nordamerika. Sie ernähren sich hauptsächlich von Nüssen und Wurzeln, die sie bis zu eineinhalb Meter tief in ihre Höhlen ziehen. Gophers werfen wie Maulwürfe Material aus tieferen Horizonten auf die Bodenoberfläche. Gophers tragen dazu bei, die Bodenschicht zu vertiefen und ein tieferes Eindringen der Pflanzenwurzeln zu ermöglichen.

Die Rolle von Murmeltieren und Gophern bei der Bodenbildung kann große Ausmaße annehmen und eine duale Rolle spielen. Sie leben in der Steppe, graben tiefe Höhlen und werfen Material, das teilweise mit Kalziumkarbonat und verschiedenen löslichen Salzen angereichert ist, auf die Bodenoberfläche. Laut Zoologen und Bodenkundlern tragen Erdhörnchenemissionen an die Oberfläche zu einem Anstieg des Salzgehalts in den oberen Schichten der Umgebung des Baus bei. Dadurch wird der Boden beeinträchtigt und seine Fruchtbarkeit verringert. Da Erdhörnchen jedoch lange Zeit an einem Ort leben und ein ganzes System von Höhlen und Gängen im Boden schaffen, beginnt sich dieses Gebiet, nachdem es von Erdhörnchen verlassen wurde, anzusiedeln, es bildet sich eine Vertiefung, in die Wasser fließt, und schließlich eine große Senke mit fruchtbareren Böden als die umliegenden Böden, oft dunkel gefärbt.

Einen besonderen Platz in der Bodenbildung nehmen mausartige Nagetiere, Lemminge, Wühlmäuse usw. ein. Sie legen Höhlen, Wege auf der Bodenoberfläche von Bau zu Bau, Tunnel sowohl in der Einstreu als auch in den oberen Bodenschichten an. Diese Tiere verfügen über „Toiletten“, in denen der Boden Tag für Tag mit Stickstoff angereichert und alkalisiert wird. Mäuse tragen zu einer schnelleren Zerkleinerung der Einstreu und zur Vermischung von Erde und Pflanzenresten bei. In Tundraböden spielen Lemminge die Hauptrolle, in Waldböden - Mäuse und Maulwürfe, in Steppenböden - Maulwurfsratten, Erdhörnchen und Murmeltiere.

Mit einem Wort: Alle im Boden lebenden Tiere lockern ihn auf die eine oder andere Weise, vermischen ihn und reichern ihn mit organischer Substanz und Stickstoff an.

Füchse, Dachse, Wölfe, Zobel und andere Landtiere bauen Unterschlupf im Boden – Höhlen. Es gibt ganze Kolonien von Grabtieren, die mehrere Jahrhunderte, manchmal sogar Jahrtausende lang an einem Ort existieren. So wurde festgestellt, dass der Dachsbau bei Archangelsk an der Grenze des frühen und mittleren Holozäns, also vor achttausend Jahren, entstand. In der Nähe von Moskau überschritt das Alter eines Dachslochs dreitausend Jahre. Daher könnten Siedlungen von grabenden Tieren bereits früher als in antiken Städten wie Rom gegründet worden sein.

Über den langen Zeitraum des Bestehens von Höhlen kann man von vielfältigen Einflüssen der Tiere auf den Boden ausgehen. Zum Beispiel eine Veränderung der Pflanzenzusammensetzung in der Nähe von Höhlen. Bei der Reinigung von Höhlen vergruben Tiere immer wieder Humushorizonte im Boden, so dass das Ausheben von Höhlen es ermöglicht, die Geschichte der Biogeozänose über einen erheblichen Zeitraum zu verfolgen.

Wildschweine übernachten an abgelegenen Orten, in Sümpfen, in kleinen Waldbächen, in dichten Gräsern. Gleichzeitig verdichten sie den Boden, fördern die Regeneration der Bäume und erbringen den Waldpflanzen allerlei „kleine Dienste“, indem sie sie düngen und im Kampf gegen die Konkurrenz helfen.

In von Wildschweinen umgegrabenen Böden sinkt der Gehalt an organischer Substanz in der Schicht meist im ersten Jahr auf fünf Zentimeter und steigt in der Schicht um fünf bis zehn Zentimeter. Wildschweine schaffen in Wäldern eine besondere ökologische Nische für Bäume, Gräser und Tiere. Manchmal bildet sich unter dem Einfluss von Wildschweinen mehr humoser, lockererer Boden, manchmal auch kahler. Ihre zufällige Verteilung innerhalb der Biogeozänose beseitigt nicht ihre wichtige Rolle in ihrem Leben. Wildschweine können dazu führen, dass an einem bestimmten Ort eine neue Parzelle und damit neuer Boden entsteht.

Andere große Tiere (Elche, Hirsche) haben einen geringeren Einfluss auf den Boden, fast ohne ihn zu stören. Aber sie fressen oft Espen, nagen an ihrer Rinde und beißen die Spitzen junger Kiefern und Fichten ab. Diese Maßnahmen können sich zunächst auf die Vegetationsbedeckung und dann auf die Bodenbedeckung auswirken.

Einige Tropenforscher glauben, dass Tiere wie Elefanten einen mehrjährigen Zyklus durchlaufen, der dazu beiträgt, Regenwald in Savanne zu verwandeln – zunächst durch die Zerstörung von Sträuchern, Unterholz und dann den Bäumen selbst. Elefanten verlassen die Savanne, wenn ihnen die Nahrung fehlt. Nach einem Brand, der in der Savanne häufig vorkommt, ist sie wieder mit Wald bewachsen. Es ist klar, dass sich in diesem Kreislauf die Böden selbst und eine Reihe ihrer Eigenschaften (Säuregehalt, Humusgehalt usw.) verändern.

Tiger und Bären haben einen völlig unerwarteten Einfluss auf den Boden.

Tiger kommen in unserem Land hauptsächlich in der Ussuri-Region und der Amur-Taiga vor. Ein Detail im Verhalten des Tigers hat direkten Einfluss auf den Boden. Der Tiger wandert auf seinen Lieblingspfaden in einem bestimmten Gebiet umher und legt dabei oft Distanzen von mehreren Dutzend Kilometern zurück. Von Zeit zu Zeit scharrt er wie eine Katze mit der Pfote über den Boden in der Nähe des Weges. In diesem Fall werden natürlich Gras und Streu abgerissen und die oberste, mit den Krallen ausgegrabene Erdschicht freigelegt. Nach einer gewissen Zeit wird die Schürfstelle, wie Zoologen diesen Ort nennen, überwuchert, und der Boden darauf wird, ähnlich wie auf den Poren des Wildschweins, mit organischer Substanz angereichert und kann auch als neue ökologische Nische für die Regeneration von Pflanzen dienen.

Tiger in Sikhote-Alin errichten ihre Beobachtungsposten und Rastplätze an Stellen in hohen Felsen, normalerweise mit guter Sicht. Auf diesen Standorten entsteht ein ganz spezifischer Pflanzenkomplex, und die Böden sind meist unterentwickelt und leicht verdichtet.

Nicht weniger interessant ist die Rolle des Bären bei Bodenbildungsprozessen. Der Bär gräbt keine Höhle, er findet nur einen geeigneten Platz dafür unter einem umgestürzten Baum, unter Wurzeln usw. In diesem Sinne beeinträchtigt er den Boden nicht. Seine Rolle bei der Bodenbildung ist indirekt. Bären legen eine Reihe von Wegen entlang der Flussufer an, die mit hohem Gras und Büschen bewachsen und schwer zu navigieren sind. Diese Wege werden dann von anderen Tieren, einschließlich Pflanzenfressern, zur Nahrungssuche genutzt. Allmählich verändert sich die Vegetation des Küstenteils dank der Beweidung, manchmal ist er mit Wald bewachsen. Und mit einer Veränderung der Biogeozänose geht wie immer auch eine Veränderung der Böden einher: Sodenböden werden durch Waldböden, Soden-Podsol-Böden oder ähnliche Böden ersetzt.

Bären zerreißen Ameisenhaufen, was natürlich schädlich für den Wald ist: Die Feinde aller Waldschädlinge werden vernichtet. Dieser Schaden ist jedoch nicht so groß, da es im Naturwald genügend Ameisenhaufen gibt. Oft werden Ameisenhaufen an derselben Stelle erneuert, und manchmal bleibt die lose Einstreu aus Kiefernnadeln und -zweigen nach dem Tod eines Waldameisenhaufens lange Zeit leblos und nicht mit Gras bewachsen.

Bei der Jagd nach Erdhörnchen graben Bären ihre Gänge und Höhlen aus, was mit einer Lockerung des Bodens, einer erhöhten Wasseraufnahme und einer zunehmenden Humusbildung einhergeht. Indem Bären in die Spitzen von Beerentrieben beißen, tragen sie zum Wachstum von Beerenbeeten und zur Erhaltung der entsprechenden Böden bei. Die Rolle des Bären bei der Pflege von Beerenfeldern ist offensichtlich viel wichtiger, als es auf den ersten Blick scheint. Einige Samen verlieren, nachdem sie den Magen-Darm-Trakt des Bären passiert haben, ihre Lebensfähigkeit, andere hingegen werden lebensfähiger. Somit regulieren Bären die Bodenbedeckung, die entsprechend auf den Boden übertragen wird.

Bären werden ebenso wie Wölfe benötigt, um die Zahl der Pflanzenfresser zu regulieren. Kurz gesagt, die Rolle des Bären in der Biogeozänose ist ziemlich groß.

Über dem Boden leben Vögel, Insekten und einige Säugetiere wie Eichhörnchen, Marder usw., die den größten Teil der Biogeozänose ausmachen. Einige dieser Tiere leben ständig auf Bäumen und begeben sich fast nie auf den Boden. Aber einige, wie Eichhörnchen, steigen herab und bauen im Boden Lagerräume für ihre Vorräte (Nüsse, Samen). Im Frühjahr keimen unberührte Reservate und fördern die Pflanzenverbreitung. Nussknacker macht einen ähnlichen Job. In Kamtschatka sammelt der Nussknacker Pinienkerne in Zwergzedern, die in den Bergen in einer Höhe von achthundert bis neunhundert Metern über dem Meeresspiegel wachsen. Natürlich frisst der Nussknacker Grassamen und Vogelbeeren, aber Nüsse sind seine Hauptnahrung. Für den Winter legt der Nussknacker Reserven an, indem er Pinienkerne im Boden vergräbt, und sehr oft legt er diese Reserven im Tal des Flusses Kamtschatka an und nicht in den Bergen, offenbar aufgrund der tiefen Schneedecke. Wenn sich jedoch herausstellt, dass die Reserven unberührt bleiben, keimen sie im Frühjahr und es bildet sich im Lärchenwald ein Büschel Zwergzeder. Unter dem Zwergzwergbaum wiederum bildet sich torfig-grober Humusboden.

Besonders hervorzuheben ist die Rolle von Insekten bei der Biogeozänose. Sie bestäuben Pflanzen, dienen anderen Tieren als Nahrung, sind ein Glied in der trophischen Kette und zersetzen organische Substrate: Streu, Streu, umgestürzte Baumstämme. Insekten beschleunigen die Stoffzirkulation in Biogeozänosen. Im Boden lebende Insektenlarven wurden bereits besprochen. Aber auch diejenigen, die über der Erde leben, können erhebliche Auswirkungen auf den Boden haben. Einige Insekten sind sogenannte Phytophagen. Sie ernähren sich von grünen Blättern der Pflanzen. Es gibt Xylophagen, die sich von Holz ernähren.

Interessant ist die Aktivität des in unseren Laubwäldern weit verbreiteten Eichenblattrollers. Der Blattrollerschmetterling legt im Sommer Eier, aus denen im Frühjahr Raupen schlüpfen. Raupen ernähren sich von Eichenblättern und rollen sie zu einer Röhre zusammen (damit ist der Name der Insekten verbunden). Im Juni verpuppen sich die Raupen und aus den Puppen schlüpfen dann Schmetterlinge. Anfang Juni blühen die Eichenblätter, und es gibt Jahre, in denen das gesamte Laub der Eichen vom Blattroller gefressen wird. Eichenwälder stehen kahl da wie im Herbst. Doch der natürliche Mechanismus funktioniert und bereits im Juli sind die Eichen wieder mit Laub bedeckt, während die Blätter der zweiten Generation meist größer sind, zwei- bis dreimal größer als die der ersten. Dies kann darauf zurückzuführen sein, dass Bäume Dünger in Form von Blattroller-Exkrementen erhalten. Untersuchungen zeigen, dass die Gesamtlaubmasse nur zehn Prozent geringer ist als die Laubmasse in Wäldern, die vom Blattroller unberührt bleiben. Blattrollerkot reichert den Boden mit verfügbaren Formen von Stickstoff, Enzymen und Huminstoffen an. Die Gesamtmenge an Kohlenstoff, die letztendlich in den Boden gelangt, bleibt gleich. Und obwohl der Wald bei der aktivsten Aktivität der Blattroller-Raupen einen deprimierenden Eindruck macht – die Bäume sind kahl und ein ständiges Rascheln zu hören – fressen die Raupen die Blätter, beschleunigt der Blattroller letztlich die Stoffzirkulation in der Biogeozänose.

Mücken nehmen in Wald-, Tundra-, Sumpf- und Auenbiogeozänosen einen besonderen Platz ein. Außerdem bestäuben sie Pflanzen und dienen Vögeln und anderen Insekten, insbesondere Libellen, als Nahrung. Sie konzentrieren einige Mikroelemente, wie zum Beispiel Molybdän, und reichern den Boden damit an, wodurch die Aufnahme von Stickstoff aus der Atmosphäre angeregt wird.

Viele andere hier nicht genannte Tiere beeinflussen den Boden und die Biogeozänose insgesamt. In Wüsten und Halbwüsten beispielsweise bringen Ameisen mehrere Tonnen Bodenmaterial aus den unteren Horizonten an die Oberfläche.

Das Leben der Termiten ist spezifisch. Sie leben fast ihr ganzes Leben in tiefen Erdschichten, ernähren sich von groben Fasern und bauen spezielle Pyramiden und Tunnel.

Wespen und Hummeln verändern beim Graben von Löchern die Eigenschaften des Bodens und beeinflussen die Wasseraufnahme des Bodens und seine Dichte.

Die Vielfalt der Verbindungen zwischen Tieren und Böden erfordert Forschung, und auf dem Weg warten interessante Entdeckungen auf Wissenschaftler. Es ist sehr wichtig, die andere Seite des Zusammenhangs zu kennen: wie sich Böden auf Tiere auswirken. Zuvor beschäftigten sich mit diesen Fragen Ökologen und Zoologen, die die Lebensbedingungen von Tieren untersuchten. Doch viele Fragen wären klarer, wenn sich auch Bodenkundler damit befassen würden.

Der biogeozänotische Ansatz erfordert die Untersuchung aller vielfältigen Zusammenhänge in Biogeozänosen, weshalb die Bodenzoologie, die die Rolle des Bodens im natürlichen System aufzeigt, so wichtig ist.

In den letzten Jahren hat der Vulkanologe E.K. Markhinin eine vulkanische Hypothese über den Ursprung des Lebens aufgestellt. Er fand heraus, dass bei Vulkanausbrüchen in der Gaswolke verschiedene Aminosäuren gebildet und andere organische Substanzen synthetisiert werden. Die vulkanische Gaswolke enthält enorme Energiereserven, die zur Synthese von Substanzen wie Nukleinsäuren beitragen können.

Aber schon früher, in den 30er Jahren, stellten die Akademiker N. G. Kholodny und dann V. R. Williams eine Hypothese über den Ursprung des Lebens im Boden, genauer gesagt, in einem lockeren Untergrund, einem Produkt der Verwitterung von Gesteinen, auf. Williams nannte es ein verwittertes Stück Schrott. Für diese Annahme lässt sich sagen, dass sich Leben als System sich selbst reproduzierender Einheiten, die sich aus in begrenzten Mengen zugeführtem Material aufbauen, am zuverlässigsten auf einem Bodenpartikel, einer Bodenmatrix, bilden könnte, so wie heute Polymere von Huminstoffen gebildet werden drauf. Wenn diese Hypothese wahr ist, können wir davon ausgehen, dass Leben und Boden auf unserem Planeten gleichzeitig entstanden sind.

Neben Grünpflanzen spielen Mikroorganismen eine wichtige Rolle bei der Bodenbildung. Hierbei handelt es sich überwiegend um einzellige Organismen ohne Chlorophyll, die nicht in der Lage sind, Sonnenenergie direkt zu absorbieren und die benötigte Energie in der überwiegenden Mehrheit durch den Abbau fertiger organischer Substanzen höherer Grünpflanzen gewinnen.

Somit ist die Aktivität von Mikroorganismen das Gegenteil der Aktivität grüner Pflanzen: Während grüne Pflanzen organische Stoffe aus Mineralverbindungen, Wasser und Kohlendioxid synthetisieren, zerlegen niedere Organismen diese organischen Stoffe in ihre Bestandteile und nutzen die dabei freigesetzte Energie für ihre Lebenstätigkeit .

Mikroorganismen kommen fast überall in der Natur vor. Man findet sie im Boden und in der Luft, auf hohen Bergen und kahlen Felsen, in der Wüste und in den Tiefen des Arktischen Ozeans.

Die Entwicklung von Mikroorganismen im Boden hängt eng mit der organischen Substanz zusammen: Je reicher der Boden an Pflanzenresten ist, desto mehr Mikroorganismen enthält er. Besonders reich sind Kulturböden, die gut bearbeitet und mit Gülle gedüngt werden.

1 g Soddy-Podzolic-Erde enthält 300-400 Millionen Bakterien; Kastanienböden - 1-1,5 Milliarden; Chernozeme, sehr reich an organischer Substanz, - 2-3 Milliarden Trotz der vernachlässigbaren Größe der Mikroorganismen erreicht ihr Gesamtgewicht im Boden oft 1-3 Tonnen pro Hektar.

Mikroorganismen sind in der Bodenschicht ungleichmäßig verteilt. Die oberen Bodenschichten sind innerhalb von etwa 30–40 cm am reichsten; mit der Tiefe nimmt die Anzahl der Mikroorganismen allmählich ab.

Das Wurzelsystem von Pflanzen hat großen Einfluss auf die Verteilung der Mikroflora im Boden. Es gibt ständig verschiedene organische und mineralische Verbindungen an die Umwelt ab, die als gute Nahrungsquelle für Mikroorganismen dienen. Im Wurzelbereich von Pflanzen herrschen in der Regel die günstigsten Wasser- und Luftverhältnisse für Mikroorganismen. Diese Wurzelzone wird Rhizosphäre genannt. Die Anzahl der Mikroorganismen darin ist hunderte und manchmal tausende Male größer als außerhalb der Wurzelzone. Mikroorganismen bedecken das Wurzelsystem von Pflanzen mit einer nahezu durchgehenden Schicht. Die Fülle an Mikroflora in der Rhizosphäre und in der gesamten Bodenschicht spielt eine große Rolle bei der Entwicklung der Bodenfruchtbarkeit.

Zu den Weltorganismen gehören Bakterien, die unterteilt werden in:

- autotrophe Bakterien, sie absorbieren Kohlenstoff aus Kohlendioxid und nutzen dabei die Oxidationsenergie bestimmter Mineralverbindungen (Chemoautotrophe);

Heterotrophe Bakterien, sie nutzen die Energie der Sonne, um Photosynthese durchzuführen (Photoautotrophe).

Stickstoffhaltige organische Verbindungen, die aus dem Prozess entstehen Ammonifikation Unter dem Einfluss der Zersetzung durch Bakterien entsteht Ammoniak. Es kann teilweise vom Boden aufgenommen und in Nitrate oder molekularen Stickstoff umgewandelt werden. Im Gange Nitrifikation Ammoniak wird zunächst in salpetrige Säure und später in Salpetersäure umgewandelt. Salpetersäure verbindet sich mit Basen im Boden zu Nitraten, die von Pflanzen als Stickstoffnahrung genutzt werden.

Stickstofffixierende Bakterien spielen eine große Rolle bei der Steigerung der Bodenfruchtbarkeit. Sie sind unterteilt in:

1 frei lebende Bakterien, die an der Zersetzung organischer Stoffe zu mineralischen Stoffen beteiligt sind;

2 Knötchenbakterien, die Zellen an den Wurzeln von Hülsenfrüchten (Klee, Bohnen) bewohnen, wodurch es zu einer mikrobiologischen Anreicherung von Stickstoff aus der Atmosphäre kommt;

3 heterotrophe Bakterien, die Kohlenstoff aus vorgefertigten organischen Verbindungen absorbieren und komplexe Verbindungen in einfache zerlegen. Durch ihre Aktivität werden abgestorbene organische Stoffe unter Bildung mineralischer Stoffe (Zersetzer) zerstört. Durch biochemische Umwandlungen steht der in den Proteinen organischer Substanzen enthaltene Stickstoff unter dem Einfluss heterotropher Bakterien für die Aufnahme durch Pflanzen zur Verfügung.

Mikroorganismen, die organische Rückstände im Boden abbauen, werden in drei Hauptgruppen eingeteilt: aerobe Bakterien, anaerobe Bakterien und Pilze.

Aerobe Bakterien können nur bei freiem Zugang zur Luft leben und sich vermehren. Eine unzureichende Luftzufuhr schwächt die lebenswichtige Aktivität dieser Bakterien und ein völliger Ausfall der Luftzufuhr führt zum Tod.

Anaerobe Bakterien entwickeln sich ohne Zugang zu freiem Sauerstoff. Anaerobier werden unterteilt in:

a) obligate Anaerobier (lat. obligatus – obligatorisch, unverzichtbar), die nur in völliger Abwesenheit von Sauerstoff leben können;

c) fakultative Anaerobier (pfacultatif – möglich, optional), die sowohl in Abwesenheit als auch in Gegenwart von Sauerstoff leben können.

Für die Atmung nutzen anaerobe Bakterien Sauerstoff aus verschiedenen oxidierten Verbindungen und leisten gleichzeitig Reduktionsarbeit. Reduktionsprozesse sind daher sehr typisch für anaerobe Bodenverhältnisse.

In lockeren, gut belüfteten Böden überwiegt immer der aerobe Prozess der Zersetzung organischer Stoffe. Im Gegenteil, in verdichteten, schweren oder sumpfigen Böden mit kontinuierlicher organischer Substanz dominieren zwangsläufig anaerobe Prozesse. In den oberen Schichten des Bodens, in denen die Luft ungehindert eindringt, finden hauptsächlich aerobe Prozesse statt, während in den unteren Schichten mit schwierigem Gasaustausch anaerobe Prozesse ablaufen. Darüber hinaus können in jedem einzelnen, mehr oder weniger verdichteten Erdklumpen beide Prozesse gleichzeitig ablaufen: im Inneren des Klumpens anaerob, in den Oberflächenteilen aerob.

Der aerobe Prozess geht mit der Freisetzung von Wärmeenergie einher, während der anaerobe Prozess ohne merklichen Temperaturanstieg abläuft.

Nur bei gleichzeitiger Entwicklung aerober und anaerober Prozesse können im Boden günstige Bedingungen für Kulturpflanzen geschaffen werden, was nur in lockeren Böden mit guter Belüftung möglich ist.

Die Entwicklung des Bodenbildungsprozesses wird am unmittelbarsten von den natürlichen Bedingungen beeinflusst, unter denen er abläuft, und die Richtung, in die sich dieser Prozess entwickeln wird, hängt von der einen oder anderen Kombination davon ab.

Die wichtigsten dieser natürlichen Bedingungen, sogenannte bodenbildende Faktoren, sind die folgenden: Ausgangsgestein (bodenbildend), Vegetation, Fauna und Mikroorganismen, Klima, Gelände und Bodenalter. Zu diesen fünf Hauptfaktoren der Bodenbildung (die auch von Dokuchaev benannt wurden) kommen nun die Einwirkung von Wasser (Boden und Grundwasser) und menschliche Aktivitäten hinzu. Der biologische Faktor ist immer von zentraler Bedeutung, während die übrigen Faktoren nur den Hintergrund darstellen, vor dem die Bodenentwicklung in der Natur stattfindet, sie jedoch einen großen Einfluss auf die Art und Richtung des Bodenbildungsprozesses haben.

Bodenbildendes Gestein.

Da alle vorhandenen Böden auf der Erde aus Gesteinen entstehen, liegt es auf der Hand, dass diese direkt am Prozess der Bodenbildung beteiligt sind. Die chemische Zusammensetzung des Gesteins ist von größter Bedeutung, da der mineralische Teil eines jeden Bodens hauptsächlich die Elemente enthält, die Teil des Muttergesteins waren. Auch die physikalischen Eigenschaften des Ausgangsgesteins sind von großer Bedeutung, da Faktoren wie die granulometrische Zusammensetzung des Gesteins, seine Dichte, Porosität und Wärmeleitfähigkeit nicht nur die Intensität, sondern auch die Art der laufenden Bodenbildung am unmittelbarsten beeinflussen Prozesse.

Klima. Bodenbildung anthropogener Faktor Boden

Das Klima spielt bei Bodenbildungsprozessen eine große Rolle; sein Einfluss ist sehr vielfältig. Die wichtigsten meteorologischen Elemente, die die Art und Eigenschaften der klimatischen Bedingungen bestimmen, sind Temperatur und Niederschlag. Die jährliche Menge an einströmender Wärme und Feuchtigkeit sowie die Merkmale ihrer täglichen und saisonalen Verteilung bestimmen ganz bestimmte Prozesse der Bodenbildung. Das Klima beeinflusst die Art der Gesteinsverwitterung und beeinflusst den Wärme- und Wasserhaushalt des Bodens. Die Bewegung der Luftmassen (Wind) beeinflusst den Gasaustausch im Boden und fängt kleine Bodenpartikel in Form von Staub ein. Das Klima beeinflusst den Boden jedoch nicht nur direkt, sondern auch indirekt, da die Existenz dieser oder jener Vegetation, der Lebensraum bestimmter Tiere sowie die Intensität der mikrobiologischen Aktivität genau von den klimatischen Bedingungen bestimmt werden.

Vegetation, Tiere und Mikroorganismen.

Vegetation.

Die Bedeutung der Vegetation für die Bodenbildung ist äußerst groß und vielfältig. Indem Pflanzen mit ihren Wurzeln in die obere Schicht des bodenbildenden Gesteins eindringen, extrahieren sie Nährstoffe aus den unteren Horizonten und fixieren sie in synthetisierter organischer Substanz. Nach der Mineralisierung abgestorbener Pflanzenteile lagern sich die darin enthaltenen Ascheelemente im oberen Horizont des bodenbildenden Gesteins ab und schaffen so günstige Bedingungen für die Ernährung der nächsten Pflanzengenerationen. Durch die ständige Entstehung und Zerstörung organischer Stoffe in den oberen Horizonten des Bodens wird somit die für ihn wichtigste Eigenschaft erworben – die Ansammlung oder Konzentration von Ascheelementen und Stickstoff als Nahrung für Pflanzen. Dieses Phänomen wird als biologische Aufnahmefähigkeit des Bodens bezeichnet.

Bei der Zersetzung organischer Bodensubstanz werden Säuren freigesetzt, die auf das Muttergestein einwirken und dessen Verwitterung fördern.

Die Pflanzen selbst scheiden im Verlauf ihrer Lebenstätigkeit über ihre Wurzeln verschiedene schwache Säuren aus, unter deren Einfluss schwerlösliche Mineralstoffe teilweise in eine lösliche und damit von Pflanzen assimilierbare Form übergehen.

Darüber hinaus verändert die Vegetationsbedeckung die mikroklimatischen Bedingungen erheblich. Beispielsweise wird in einem Wald im Vergleich zu baumlosen Gebieten die Sommertemperatur gesenkt, die Luft- und Bodenfeuchtigkeit erhöht, die Windstärke und die Wasserverdunstung über dem Boden verringert, es sammelt sich mehr Schnee, Schmelze und Regenwasser an – all dies wirkt sich zwangsläufig auf den Boden aus. Umformprozess.

Mikroorganismen.

Dank der Aktivität der im Boden lebenden Mikroorganismen werden organische Rückstände abgebaut und die darin enthaltenen Elemente zu Verbindungen synthetisiert, die von den Pflanzen aufgenommen werden.

Höhere Pflanzen und Mikroorganismen bilden bestimmte Komplexe, unter deren Einfluss verschiedene Bodentypen entstehen. Jede Pflanzenformation entspricht einem bestimmten Bodentyp. Beispielsweise wird sich Tschernozem, das unter dem Einfluss der Wiesensteppenvegetation entsteht, niemals unter der Vegetationsbildung von Nadelwäldern bilden.

Tierwelt.

Für die Bodenbildung sind tierische Organismen wichtig, von denen es im Boden viele gibt. Am wichtigsten sind wirbellose Tiere, die in den oberen Bodenhorizonten und in Pflanzenresten an der Oberfläche leben. Im Laufe ihrer Lebenstätigkeit beschleunigen sie den Abbau organischer Stoffe erheblich und bewirken oft sehr tiefgreifende Veränderungen der chemischen und physikalischen Eigenschaften des Bodens. Eine wichtige Rolle spielen auch grabende Tiere wie Maulwürfe, Mäuse, Erdhörnchen, Murmeltiere usw. Durch wiederholtes Auflockern des Bodens tragen sie zur Vermischung organischer Stoffe mit Mineralien bei und erhöhen außerdem die Wasser- und Luftdurchlässigkeit des Bodens , das die Zersetzungsprozesse organischer Rückstände im Boden fördert und beschleunigt. Sie reichern auch die Bodenmasse mit den Produkten ihrer lebenswichtigen Aktivität an.

Die Vegetation dient verschiedenen Pflanzenfressern als Nahrung, daher wird ein erheblicher Teil der organischen Rückstände vor dem Eindringen in den Boden in den Verdauungsorganen der Tiere einer erheblichen Verarbeitung unterzogen.

Erleichterung.

Die Entlastung wirkt sich indirekt auf die Bildung der Bodenbedeckung aus. Seine Rolle beschränkt sich hauptsächlich auf die Umverteilung von Wärme und Befeuchtung. Eine erhebliche Änderung der Höhenlage des Gebiets führt zu erheblichen Änderungen der Temperaturbedingungen (mit zunehmender Höhe wird es kälter). Dies hängt mit dem Phänomen der vertikalen Zonierung im Gebirge zusammen. Relativ kleine Höhenänderungen wirken sich auf die Umverteilung der Niederschläge aus: Tieflagen, Becken und Senken sind stets stärker befeuchtet als Hänge und Erhebungen. Die Ausrichtung des Hangs bestimmt, wie viel Sonnenenergie die Oberfläche erreicht: Südhänge erhalten mehr Licht und Wärme als Nordhänge. Somit verändern Reliefmerkmale die Art des Klimaeinflusses auf den Prozess der Bodenbildung. Offensichtlich verlaufen die Bodenbildungsprozesse unter verschiedenen mikroklimatischen Bedingungen unterschiedlich. Von großer Bedeutung bei der Bildung der Bodenbedeckung ist die systematische Auswaschung und Umverteilung feiner Erdpartikel durch Niederschlag und Schmelzwasser entlang von Reliefelementen. Bei starken Niederschlägen ist die Entlastung von großer Bedeutung: Gebiete ohne natürlichen Abfluss überschüssiger Feuchtigkeit sind sehr häufig von Staunässe betroffen.

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Bodenbildungsprozess

1. Der Bodenbildungsprozess ist ein komplexer Prozess, dessen Grundlage der biologische Stoffkreislauf ist. Die Entwicklung des Bodenbildungsprozesses wird maßgeblich von folgenden Faktoren beeinflusst:

Flora und Fauna

Mutter rockt

Bodenalter

Geologisches Alter des Territoriums

Menschliche Wirtschaftstätigkeit

Gesteine verwandeln sich durch zwei Prozesse in Boden: Verwitterung und Bodenbildung. Durch Verwitterungsprozesse werden massive kristalline Gesteine in lockere Sedimentgesteine umgewandelt. Das Gestein erhält die Eigenschaft, Feuchtigkeit zu speichern und Luft durchzulassen. Der Bodenbildungsprozess beginnt, wenn sich lebende Organismen auf Gesteinen niederlassen, die an die Oberfläche kommen. Die führende Rolle im Bodenbildungsprozess kommt höheren Pflanzen und Mikroorganismen zu. Nach dem Absterben der Pflanzen werden ihre nährstoffhaltigen organischen Reste in den oberen Gesteinsschichten konzentriert und von Mikroorganismen zersetzt. Ein Teil der Zersetzungsprodukte wird zu neuen organischen Stoffen (Humus) und reichert sich in der oberen Gesteinsschicht an. Allmählich verwandelt sich diese Schicht in Erde.

Die Geschwindigkeit der Bodenbildung hängt von der Menge der in den Boden eintretenden Sonnenenergie und der Menge an Energie ab, die für Reflexions- und Wärmeaustauschprozesse aufgewendet wird.

2. Pflanzenwurzeln dringen in das Gestein ein, durchdringen ein großes Volumen davon und extrahieren die darin verstreuten Asche-Nährstoffe (Phosphor, Kalium, Kalzium, Magnesium, Schwefel usw.). Durch die biochemische Aktivität von Mikroorganismen entsteht im Gestein Stickstoff, der auch von Pflanzen verbraucht wird. So synthetisieren Pflanzen organisches Material aus CO 2 in der Luft, Wasser, Ascheelementen und Stickstoff. Nach dem Absterben der Pflanzen werden ihre nährstoffhaltigen organischen Reste in den oberen Gesteinsschichten konzentriert und von Mikroorganismen zersetzt. Ein Teil der Zersetzungsprodukte wird zu neuen organischen Stoffen (Humus) und reichert sich in der oberen Gesteinsschicht an. Nach und nach erhält die monotone Gesteinsmasse eine neue Zusammensetzung, Eigenschaften, Struktur und verwandelt sich in einen besonderen natürlichen Körperboden. Der Boden unterscheidet sich vom Gestein durch seine Fruchtbarkeit. Es treten neue physikalische Eigenschaften auf: Struktur, Bröckeligkeit, Feuchtigkeitskapazität.

2. Bodenbildungsfaktoren

1. Das Klima spielt eine große Rolle bei Bodenbildungsprozessen; sein Einfluss ist sehr vielfältig. Die wichtigsten meteorologischen Elemente, die die Art und Eigenschaften der klimatischen Bedingungen bestimmen, sind Temperatur und Niederschlag. Die jährliche Menge an einströmender Wärme und Feuchtigkeit sowie die Merkmale ihrer täglichen und saisonalen Verteilung bestimmen ganz bestimmte Prozesse der Bodenbildung. Das Klima beeinflusst die Art der Gesteinsverwitterung und beeinflusst den Wärme- und Wasserhaushalt des Bodens. Die Bewegung der Luftmassen (Wind) beeinflusst den Gasaustausch im Boden und fängt kleine Bodenpartikel in Form von Staub ein. Das Klima beeinflusst den Boden jedoch nicht nur direkt, sondern auch indirekt, da die Existenz dieser oder jener Vegetation, der Lebensraum bestimmter Tiere sowie die Intensität der mikrobiologischen Aktivität genau von den klimatischen Bedingungen bestimmt werden.

2. Relief wirkt sich indirekt auf die Bildung der Bodenbedeckung aus. Seine Rolle beschränkt sich hauptsächlich auf die Umverteilung von Wärme und Befeuchtung. Eine erhebliche Änderung der Höhenlage des Gebiets führt zu erheblichen Änderungen der Temperaturbedingungen (mit zunehmender Höhe wird es kälter). Dies hängt mit dem Phänomen der vertikalen Zonierung im Gebirge zusammen. Relativ kleine Höhenänderungen wirken sich auf die Umverteilung der Niederschläge aus: Tieflagen, Becken und Senken sind stets stärker befeuchtet als Hänge und Erhebungen. Die Ausrichtung des Hangs bestimmt, wie viel Sonnenenergie die Oberfläche erreicht: Südhänge erhalten mehr Licht und Wärme als Nordhänge. Somit verändern Reliefmerkmale die Art des Klimaeinflusses auf den Prozess der Bodenbildung. Offensichtlich verlaufen die Bodenbildungsprozesse unter verschiedenen mikroklimatischen Bedingungen unterschiedlich. Von großer Bedeutung bei der Bildung der Bodenbedeckung ist die systematische Auswaschung und Umverteilung feiner Erdpartikel durch Niederschlag und Schmelzwasser über Reliefelemente. Bei starken Niederschlägen ist die Entlastung von großer Bedeutung: Gebiete ohne natürlichen Abfluss überschüssiger Feuchtigkeit sind sehr häufig von Staunässe betroffen.

3. Bodenbildende Gesteine. Da alle vorhandenen Böden auf der Erde aus Gesteinen entstehen, liegt es auf der Hand, dass diese direkt am Prozess der Bodenbildung beteiligt sind. Die chemische Zusammensetzung des Gesteins ist von größter Bedeutung, da der mineralische Teil eines jeden Bodens hauptsächlich die Elemente enthält, die Teil des Muttergesteins waren. Auch die physikalischen Eigenschaften des Muttergesteins sind von großer Bedeutung, da Faktoren wie die granulometrische Zusammensetzung des Gesteins, seine Dichte, Porosität, Wärmeleitfähigkeit nicht nur die Intensität, sondern auch die Art der laufenden Bodenbildungsprozesse am unmittelbarsten beeinflussen

4. Biologischer Faktor.

Vegetation

Durch die Zersetzung von Pflanzenresten reichert sich im Boden Humus an, der für die Bodenfruchtbarkeit von großer Bedeutung ist. Pflanzenrückstände im Boden sind ein notwendiger Nährboden und eine wesentliche Voraussetzung für die Entwicklung vieler Bodenmikroorganismen. Bei der Zersetzung organischer Bodensubstanz werden Säuren freigesetzt, die auf das Muttergestein einwirken und dessen Verwitterung fördern. Die Pflanzen selbst scheiden im Verlauf ihrer Lebenstätigkeit über ihre Wurzeln verschiedene schwache Säuren aus, unter deren Einfluss schwerlösliche Mineralstoffe teilweise in eine lösliche und damit von Pflanzen assimilierbare Form übergehen. Darüber hinaus verändert die Vegetationsbedeckung die mikroklimatischen Bedingungen erheblich. Beispielsweise wird in einem Wald im Vergleich zu baumlosen Gebieten die Sommertemperatur gesenkt, die Luft- und Bodenfeuchtigkeit erhöht, die Windstärke und die Wasserverdunstung über dem Boden verringert, es sammelt sich mehr Schnee, Schmelze und Regenwasser an – all dies wirkt sich zwangsläufig auf den Boden aus. Umformprozess.

Mikroorganismen

Tierwelt

Bodenalter

Der Prozess der Bodenbildung erfolgt im Laufe der Zeit. Jeder neue Zyklus der Bodenbildung (saisonal, jährlich, langfristig) führt zu bestimmten Veränderungen bei der Umwandlung organischer und mineralischer Substanzen im Bodenprofil. Daher ist der Zeitfaktor bei der Bildung und Entwicklung von Böden von großer Bedeutung.

Es gibt Konzepte:

Das absolute Alter ist die Zeit, die vom Beginn der Bodenbildung bis zur Gegenwart verstrichen ist. Sie reicht von einigen Jahren bis zu Millionen von Jahren. Am ältesten sind Böden in tropischen Gebieten, die keinen Störungen verschiedener Art (Wassererosion, Deflation) ausgesetzt waren.

2. Relatives Alter – die Geschwindigkeit des Bodenbildungsprozesses, die Geschwindigkeit der Veränderung von einem Stadium der Bodenentwicklung zum anderen. Es hängt mit dem Einfluss der Zusammensetzung und Eigenschaften von Gesteinen sowie der Reliefbedingungen auf die Geschwindigkeit und Richtung des Bodenbildungsprozesses zusammen.

Anthropogene Aktivitäten

Der anthropogene Einfluss auf die Natur ist der direkte bewusste oder indirekte und unbewusste Einfluss des Menschen und der Ergebnisse seiner Aktivitäten, der Veränderungen in der natürlichen Umwelt und in den Naturlandschaften verursacht. Die menschliche Produktionstätigkeit ist ein spezifischer starker Einflussfaktor auf den Boden (Anbau, Düngung, Rekultivierung) und den gesamten Komplex von Umweltbedingungen für die Entwicklung des Bodenbildungsprozesses (Vegetation, Klimaelemente, Hydrologie). Hierbei handelt es sich um einen Faktor der bewussten, gezielten Einflussnahme auf den Boden, der eine wesentlich schnellere Veränderung seiner Eigenschaften und Regime bewirkt, als dies unter dem Einfluss der natürlichen Bodenbildung der Fall ist. Die menschliche Produktionstätigkeit wird in der Neuzeit zu einem entscheidenden Faktor für die Bodenbildung und die Steigerung der Bodenfruchtbarkeit in weiten Teilen der Welt. Darüber hinaus hängen Beschaffenheit und Bedeutung des Bodens von den sozioökonomischen Produktionsverhältnissen und dem Entwicklungsstand von Wissenschaft und Technik ab.

Die systematische Anwendung von Maßnahmen zur Steigerung der Bodenfruchtbarkeit unter Berücksichtigung ihrer genetischen Eigenschaften und der Anforderungen der Kulturpflanzen führt zur Bodenbearbeitung, also zur Bildung von Böden mit höherer effektiver und potenzieller Fruchtbarkeit.

Eine unsachgemäße Nutzung von Böden ohne Berücksichtigung ihrer Eigenschaften und Entwicklungsbedingungen unter Verstoß gegen wissenschaftlich fundierte Empfehlungen für den Einsatz der einen oder anderen Technik führt nicht nur dazu, dass die notwendige Wirkung zur Steigerung der Bodenfruchtbarkeit ausbleibt, sondern kann auch zu erheblichen Verschlechterungen führen ( Erosion, sekundäre Versalzung, Staunässe, Verschmutzung der Bodenumgebung usw.)

Die Aufgabe eines Agrarwissenschaftlers besteht darin, auf der Grundlage der Kenntnis der Bodeneigenschaften und der Anforderungen der angebauten Kulturpflanzen ein System agrartechnischer und rekultivierender Maßnahmen umzusetzen, das eine kontinuierliche Steigerung der Bodenfruchtbarkeit gewährleistet.

Die Rolle von Mikroorganismen bei der Bodenbildung.

Die Rolle von Mikroorganismen bei der Bodenbildung

Die Rolle von Mikroorganismen bei der Bildung des Bodens und seiner Fruchtbarkeit

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