загрузка...
Экология  | Почвенные экологические факторы
Экология

Экологическое значение механического состава почвы

Механический (или гранулометрический) состав почвы является Следствием процессов выветривания и дальнейшей биологической переработки материнской породы. Обычно он характеризуется процентным соотношением минеральных частиц разных (размеров. Непосредственное влияние на растения и растительность в целом механического состава почвы мало. Оно сказывается, например при увеличении плотности 1почвы, что препятствует проницаемости корней. С механическим составом связан объем пор. Крупные минеральные частицы обусловливают больший размер пор, лучшую аэрацию, но худшую водоудерживающую способность почвы. Особое свойство почвы — ее поглотительная способность, которая на более долгий срок задерживает питательные вещества в зоне корней; она зависит от количества мелкораздробленных частиц и поэтому у глинистых почв выше, чем у песчаных Мелкораздробленные частицы значительно увеличивают активную поверхность и повышают возможность контактов корней с почвенными частицами.

Большое значение имеет суммарная специфическая, или внутренняя, поверхность частиц почвы для удержания питательных веществ и деятельности микроорганизмов. Внутренняя поверхность обратно пропорциональна диаметру минеральных частиц. Чем она больше, тем выше ее ионообменная способность и тем больше воды удерживает почва. С уменьшением этой поверхности уменьшается возможность обмена веществами между частицами почвы. Уменьшение размера минеральных частиц ведет к увеличению водоудерживающей способности почвы, а ее аэрация падает (это так называемые тяжелые почвы). Для нагрева такие почвы требуют больших затрат тепла (поэтому они еще и холодные).

С понятием легкие почвы (т. е. с более крупными минеральными частицами) связаны (представления о теплых, сухих, но более бедных питательными веществами почвах. Песчаные почвы, с более крупными минеральными частицами, в гумидном климате более проницаемы для воды и воздуха, они глубже.прогреваются, поэтому по ним дальше на север могут идти южные в более теплолюбивые, виды. А в аридных областях такие почвы из-за малой капиллярности лучше, чем глинистые, сохраняют влагу; им соответствует более богатая растительность, а северные виды могут Продвигаться по ним далеко к югу."Чем плотнее почва аридной зоны (чем она глинистее), тем она беднее растущими на ней видами; число видов увеличивается по мере увеличения грубых фракций. Распространение корней в плотных, бедных кислородом, почвах всегда более поверхностное.

Помимо собственно механического состава почвы огромное значение имеет объединение отдельных частиц почвы в более или менее прочные агрегаты. В обеспечении такой структуры почвы большую роль играют почвенные коллоиды, карбонат кальция, корневые волоски, мицелий грибков, микробные выделения, гумус и т. п. Структура почвенных горизонтов определяет возможность проникновения корней на определенную глубину, во многом обусловливает водно-воздушный и тепловой режим почвы, активность ее микроорганизмов, она нередко служит показателем богатства почвы питательными веществами. Бесструктурные перегнойные почвы бедны усвояемыми органическими веществами и доступными соединениями азота; зернистая структура гумусированных почв говорит о богатстве легкодоступными минеральными (особенно азотными) солями. Все эти свойства почвы непосредственно влияют на заселение их видами растений соответствующих экологических особенностей. Непосредственно с грубым механическим составом (с песками и осыпями) связаны особенности биологии и экологии таких интересных экологических групп растений, как псаммофиты (растения песков) и растения осыпей.

Песок сложен из более или менее окатанных зерен кварца средней фракции: по механическому составу здесь преобладает фракция 0,25—0,05 мм, составляющая 80—90%, мелкой пыли (менее 0,01 мм) довольно мало. Такой механический состав обусловливает высокую водопроницаемость песка: за 20—25 мин он промачивается на глубину до 1м, но уже при небольшом количестве пылеватых частиц водопроницаемость сильно падает. С промачиванием связано и хорошее промывание (выщелачиваемость) песка, поэтому в нем, как правило, отсутствуют легкорастворимые соли; хотя на небольшой глубине иногда может аккумулироваться гипс. Вследствие невысокой капиллярности песка резко снижено испарение из его поверхностных слоев, и вода продолжительное время может сохраняться на некоторой глубине в виде так называемой подвешенной. влаги.

загрузка...

Сильно влияет на биологические особенности псаммофитов большая сыпучесть, подвижность песка. В таких условиях растения постоянно1 находятся под угрозой быть засыпанными песком, хотя отрицательное влияние этого процесса до некоторой степени компенсируется высокой воздухопроницаемостью субстрата. Неблагоприятное (влияние оказывает и выдувание песка, так как -в этом случае происходит обнажение корневой системы. Растительность песчаных пустынь заметна уменьшает скорость ветра, приостанавливая перенос и. раздувание песка, уменьшая таким путем его иссушение. Меняет растительность и влияние температуры, освещенности и влажности почвы. Поскольку в условиях пустыни влажность почвы является лимитирующим фактором, то даже небольшие ее изменения, связанные с воздействием растений, весьма важны. Например, псаммофит Carex physodes почти полностью перехватывает атмосферные осадки своей плотной и густо разветвленной корневой системой.

Растения-псаммофиты характеризуются следующими экологическими особенностями. Большая подвижность субстрата обусловливает развитие у них чрезвычайно длинных (иногда до 20 м) так называемых блуждающих корней (реже корневищ), которые распространяются в разные стороны во влажном горизонте, обеспечивая водоснабжение и заякоривание растение. От высыхания и механических повреждений корни псаммофитов защищены плотной корковой тканью, а у некоторых видов (например Aristida karelinii) они заключены в особый чехол, образовавшийся из сцементированного -слизью песка. Для борьбы с.засыпанием песком псаммофиты обладают повышенной реакцией образовывать придаточные корни вблизи новой поверхности песка; этому способствуют поранения главного корня, наносимые летящими песчинками.

Основными путями уменьшения листовой транспирирующеи поверхности являются мелколистность и безлистность (афиллия). С наступлением жаркого периода отмечается летний листопад или замена.крупных листьев первой генерации на более мелкие листья последующих генераций. Вместо опавших листьев функцию ассимиляции могут брать на себя побеги. Опадающие летом листья первой генерации обычно лишены четких признаков ксероморфной организации. В связи с подвижностью субстрата псаммофиты, как правило, относятся к группе анемохоров, т. е. распространяющих плоды ветром. Интересно, что у псаммофитов обычно не образуется сочный плод типа ягоды.

Песок, особенно слежавшийся, безгумусный, оказывает довольно большое сопротивление проникновению растущих корней. А. Г. Гаель и Н. А. Воронков (1965) считают, что большую роль три этом играют небольшой размер пор и жесткость поровой структуры, что не позволяет растущим окончаниям.корней сдвинуть в сторону отдельные песчинки. Следовательно, пески (особенно влажные) не являются легкопроницаемьгм для корней субстратом; кроме того, в них нет трещин, ходов землероев или червей. Добавление к песку глинистых частиц и гумуса снижает механическое сопротивление росту корней. В тяжелых, но упругих (особенно влажных) почвах растущие корни сравнительно легко сдвигают в сторону структурные отдельности. Механические свойства субстрата оказывают большое влияние и на растения, обитающие на скалах, осыпях, камнях (литофиты). На непроницаемой для корней поверхности скал и камней поселяются сначала эпилитические растения — микроорганизмы, водоросли, лишайники, которые начинают длительный процесс биологического- выветривания. Если в скалах и камнях имеются трещины, особенно заполненные почвой, то развиваются растения хасмофиты (от травянистых до древесных). Наконец, на подвижных горных осыпях растут разнообразные виды, приспособленные к подвижности субстрата. Эти растения постепенно закрепляют, приостанавливают ее движение и в дальнейшем, при накоплении мелкозема, такие осыпи зарастают кустарниками или травянистыми растениями.

  • Реклама