Особенности почвы как природного образования. Понятие о гумосфере как аккумуляторе энергии
Страница 2

Статьи » Особенности почвы как природного образования. Понятие о гумосфере как аккумуляторе энергии

После спонтанного зарождения органической жизни, историю биосферы можно разделить на три этапа (по В. К. Бахнову):

- гидроземный (подводные);

- атмоземный (болотный);

- литоземный (сухопутный).

Каждому из этих этапов соответствовала своя форма почвообразования, явившееся ведущим механизмом формирования биосферы, в частности её кислородсодержащей атмосферы.

Согласно данным К. И. Кобак, основная масса органического углерода (99,90%) сосредоточена в осадочных породах. Учитывая данное обстоятельство и признавая подводные почвы самой древней формой почвообразования на Земле, можно говорить о том, что огромная масса органического углерода, заключенная в осадочных породах, прошла стадию подводного почвообразования, когда органическое вещество создавалось только в водной среде микробиологическими сообществами, в которых преобладали цианобактерии.

Утилизация недоокисленного органического вещества вновь получила наивысшее выражение в последующий атмоземный период развития биосферы, о чем свидетельствуют залежи каменного угля, исходным материалом образования которого служили древние болотные экопочвы.

Выведение углерода из активного состояния в виде газа и консервация на длительное время (с понижением энтропии) – одна из основных исторических функций, выполненных болотным почвообразованием. Обогащение атмосферы кислородом коренным образом изменило геохимию Мирового океана и геохимию суши.

Решающую роль при заселении суши организмами сыграло болотное почвообразование. Растения, прежде чем поселится на суше, вынуждены сначала адаптироваться к жизни в условиях воздушного окружения. Соприкосновение их с воздушной средой было едва ли не самым трудным шагом в процессе формирования наземных растений. В то же время, выход из водной среды открывал им возможность наиболее полного использования лучистой энергии Солнца и газового состава атмосферы (количество СО2 уменьшалось!!!!).

На данном этапе становления биосферы растения во многих отношениях были сходны с водными предками, и длительное время сохраняли потребность в постоянном обильном увлажнении среды своего обитания. Роль фактора, стабилизировавшего водообеспечение, выполняло органическое вещество, которое по своей природе обладает большой способностью поглощать и удерживать воду. Эта особенность органического вещества послужила предпосылкой использования создаваемых самими же растениями запасов мертвых остатков в качестве субстрата – почвы.

Атмоземный этап развития биосферы продолжался около 200 млн. лет. За это время организмы адаптировались к жизни в условиях воздушного окружения и были подготовлены к переселению на литосферную оболочку суши. Однако растительность атмоземного периода имела слаборазвитую корневую систему, приспособленную к функционированию в условиях влажных органогенных почв. Дальнейшее совершенствование растений, прежде всего корневых систем, происходило в течении литоземного этапа. Появилась новая форма почвообразования - автоморфное. Путь к нему шел постепенно, через ряд гидроморфных и полугидроморфных почв, с постепенным уменьшением содержания перегноя, увеличением количества гуминовых кислот. По всей видимости, наиболее поздно сформировавшимися были пустынные биомы, для которых характерен наименее развитый почвенный покров.

Из выше сказанного следует вывод о том, что на протяжении всей истории биосферы между живой и неживой природой, живыми организмами и продуктами метаболизма экосистем существовала тесная связь, взаимозависимость. Для процесса почвообразования, также как и для жизни в целом, характерно рассеяние энтропии, то есть её уменьшение. В то же время происходит повышение упорядоченности, количество информации в почвенных системах в ходе развития растёт.

Наибольшую роль в уменьшение энтропии почвенных систем вносят гумусовые вещества – аккумулятор энергии Солнца, а также микроорганизмы, которые даже аналитически невозможно отделить в процессе анализа органического вещества.

Наиболее энергоемки и термодинамически устойчивы молекулы гуминовых кислот. Они состоят из ароматических конденсированных ядер и многофункциональных периферических алифатических цепей с общей системой сопряженных связей. Подобная система является довольно устойчивой, ядро состоит из 5-6-ти бензольных колец (по И. Д. Комисарову). Алифатическая периферия – переменный компонент, которые может быть, а может и не быть в составе молекулы. В процессе почвообразования к ранее сформированным ароматическим матрицам могут присоединяться цепи различной длины. В то же время при недостатке органического материала, микроорганизмы способны использовать эти цепи на нужды метаболизма.

Гуминовые кислоты, накапливая солнечную энергию, сами уподобляются в своей геометрии Солнцу. Ароматическое ядро – звезда, алифатические цепи – расходящиеся лучи.

Одним из наиболее специфических почвенных свойств стоит признать наличие специфических органических веществ, они содержаться в любой почве и большинстве парапочв. Эти вещества настолько важны в биосфере, что В. А. Ковда, продолжая учение В. И. Вернадского о биосфере, предложил считать гумусовый слой планеты особой энергетической оболочкой – гумосферой. Растительные остатки, поступая в почву, несут около 17-21 кДж энергии на 1 г сухого вещества. По данным С. А. Алиева, 1 г гуминовой кислоты содержит от 18 до 22 кДж, 1 г фульвокислоты около 19 кДж, 1 г липидов – 35,5 кДж. Почвы, содержащие среднее количество органического вещества 4-6% и имеющие средние запасы гумуса (200-400 т/га), накапливают на 1 га столько энергии, сколько дают 20-30 т антрацита.

Страницы: 1 2 3 4


Прочие статьи:

Механизмы выживания бактерий при низких температурах
Действие температуры на рост микроорганизмов может быть обусловлено ее непосредственным влиянием на скорость химических реакций и на состояние макромолекулярных компонентов клетки (вязкость мембран, конформацию белков и т.д.). В отличие о ...

Общее понятие о расе
В антропологии разные исследователи в разные периоды под «расой» имели в виду достаточно отличные понятия. Приведем несколько определений для примера. Раса есть совокупность людей, обладающих общностью физического типа, происхождение кот ...

Основные экспериментальные законы электромагнетизма
Рассмотрим электромагнитную картину мира со времен ее зарождения. Существенный вклад в эту картину внесла физика. Электромагнитные явления были известны человечеству с древности. Само понятие «электрические явления» восходит к временам Д ...

Разделы