Почва как среда обитания. Организм как среда обитания

Почва как среда  обитания. Организм как среда обитания 

Почва как среда  обитания; строение и составные компоненты почвы; загрязнение почвы; гигиеническое  значение почвы; организм как среда  обитания; явление паразитизма

Почва как среда  обитания. Почва обеспечивает биогеохимическую среду для человека, животных и растений. В ней идет накопление атмосферных осадков, концентрируются элементы питания растений, она является фильтром и обеспечивает чистоту подземных вод. 

В.В. Докучаев, родоначальник  научного почвоведения, внес значительный вклад в изучение почв и процессов почвообразования, создал классификацию русских почв и дал описание русского чернозема. Представленная В.В. Докучаевым во Франции первая почвенная коллекция имела огромный успех. Он, являясь также автором картографии русских почв, дал окончательное определение понятию «почва» и назвал ее образующие факторы. В.В. Докучаев писал, что почва – это верхний слой земной коры, обладающий плодородием и образовавшийся под действием физических, химических и биологических факторов. 

Толщина почвы  колеблется от нескольких сантиметров  до 2,5 м. Несмотря на незначительную толщину, эта оболочка Земли играет важнейшую  роль в распространении различных  форм жизни. 

Почва состоит  из твердых частиц, окруженных смесью газов и водными растворами. Химический состав минеральной части почвы определяется ее происхождением. В песчаных почвах преобладают соединения кремния (SiO2), в известковых – соединения кальция (СаО), в глинистых – соединения алюминия (Al2O3). 

В почве сглажены температурные колебания. Осадки задерживаются почвой, благодаря чему поддерживается особый режим влажности. В почве сконцентрированы запасы органических и минеральных веществ, поставляемые отмирающими растениями и животными. 

Обитатели почвы. Здесь создаются условия, благоприятные для жизни макро– и микроорганизмов. 

Во-первых, здесь  сосредоточены корневые системы  наземных растений. Во-вторых, в 1 м3 почвенного слоя находится 100 млрд. клеток простейших, коловраток, миллионы нематод, сотни  тысяч клещей, тысячи членистоногих, десятки дождевых червей, моллюсков и прочих беспозвоночных; 1 см3 почвы содержит десятки и сотни миллионов бактерий, микроскопических грибов, актино-мицетов и других микроорганизмов. В освещенных слоях почвы обитают сотни тысяч фотосинтезирующих клеток зеленых, желто-зеленых, диатомовых и сине-зеленых водорослей. Таким образом, почва чрезвычайно насыщена жизнью. Распределена она неодинаково в вертикальном направлении, поскольку имеет выраженное слоистое строение. 

Различают несколько почвенных слоев, или горизонтов, из которых можно выделить три основных (рис. 5): гумусовый горизонт, горизонт вымывания и материнская порода. 
 

Рис. 5. Основные почвенные слои

В пределах каждого  горизонта выделяются более дробные  слои, сильно различающиеся в зависимости от климатических зон и состава растительности. 

Влажность –  важный и часто меняющийся показатель почвы. Он очень важен для земледелия. Вода в почве бывает парообразная и жидкая. Последняя делится на связанную и свободную (капиллярная, гравитационная). 

В почве содержится много воздуха. Состав почвенного воздуха  изменчив. С глубиной в нем сильно падает содержание кислорода и возрастает концентрация CO2. В связи с присутствием органических остатков в почвенном  воздухе может быть высокая концентрация таких токсичных газов, как аммиак, сероводород, метан и др. 

Для сельского  хозяйства, кроме влажности и  наличия в почве воздуха, необходимо знать и другие показатели почвы: кислотность, количество и видовой  состав микроорганизмов (почвенная  биота), структурный состав, а в последнее время и такой показатель, как токсичность (генотоксичность, фитотоксичность) почв. 

Итак, в почве  взаимодействуют следующие компоненты: 1) минеральные частицы (песок, глина), вода, воздух; 2) детрит – отмершее органическое вещество, остатки жизнедеятельности растений и животных; 3) множество живых организмов. 

Гумус – питательный  компонент почвы, образуется при  разложении растительных и животных организмов. Растения поглощают из почвы необходимые минеральные  вещества, но после смерти растительных организмов все эти элементы вновь возвращаются в почву. Там почвенные организмы постепенно перерабатывают все органические остатки до минеральных компонентов, превращая их в доступную для всасывания корнями растений форму. 

Таким образом, происходит постоянный круговорот веществ в почве. В нормальных естественных условиях все процессы, происходящие в почве, находятся в равновесии. 

Загрязнение почвы  и эрозия. Но человек все больше нарушает это равновесие, происходят эрозия и загрязнение почв. Эрозия – это разрушение и смыв плодородного слоя ветром и водой из-за уничтожения лесов, многократной распашки без соблюдения правил агротехники и т. д. 

В результате производственной деятельности человека происходит загрязнение  почв излишними удобрениямии ядохимикатами, тяжелыми металлами (свинцом, ртутью), особенно вдоль автострад. Поэтому  нельзя собирать ягоды, грибы, растущие вблизи дорог, а также лекарственные травы. Вблизи крупных центров черной и цветной металлургии почвы загрязнены железом, медью, цинком, марганцем, никелем и другими металлами, их концентрации во много раз превышают предельно допустимые. 

Много радиоактивных  элементов в почвах районов АЭС, а также вблизи научно-исследовательских учреждений, где изучают и используют атомную энергию. Очень велики загрязнения фосфорорганическими и хлорорганическими токсичными веществами. 

Одним из глобальных загрязнителей почвы являются кислотные  дожди. В атмосфере, загрязненной диоксидами серы (SO2) и азота, при взаимодействии с кислородом и влагой образуются аномально высокие концентрации серной и азотной кислот. Кислые осадки, выпадающие на почву, имеют рН 3–4, тогда как нормальный дождь имеет рН 6–7. Кислотные дожди вредны для растений. Они закисляют почву и нарушают тем самым происходящие в ней реакции, в том числе реакции самоочищения. 

Гигиеническое значение почвы. Почву издавна используют для обеззараживания и утилизации отбросов, образуемых человеком в процессе жизнедеятельности. Но загрязненная почва может стать источником инфекционных, инвазионных и других заболеваний. 

Для развития большинства  патогенных бактерий почвенная среда  неблагоприятна, там они сравнительно быстро погибают. 

Возбудители брюшного тифа, чумы, дизентерии, туберкулеза, вирус полиомиелита живут в почве от нескольких часов до нескольких месяцев, а такие спорообразующие болезнетворные микробы, как бациллы столбняка, сибирской язвы, газовой гангрены, могут жить в почве несколько лет. 
 

Поступление воздуха  в почву имеет огромное гигиеническое  значение, так как все окислительные  процессы с участием аэробных бактерий, живущих в почве, требуют достаточного количества кислорода. Процессы распада  могут происходить и в анаэробных (без участия кислорода) условиях. 

Разложение органических остатков и самоочищение почвы происходит в два этапа – через минерализацию  и нитрификацию. 

Минерализация осуществляется под действием ферментов, выделяемых микробами и грибами. В анаэробных условиях процессы гниения и брожения идут с выделением зловонных газов: аммиака, сероводорода, метана. В процессе минерализации гибнут возбудители инфекционных заболеваний, а яйца глистов становятся нежизнеспособными. 

Нитрификация  осуществляется аэробными нитрифицирующими бактериями. Конечные продукты минерализации и нитрификации переходят в химические соединения, которые используют для питания растения. 

В заключение нужно  сказать, что по ряду экологических  особенностей почва является промежуточной  между водной и воздушной средой. Общим с водной средой является температурный режим, пониженное содержание кислорода в почвенном воздухе, а с воздушной – наличие почвенного воздуха. 

Промежуточные экологические свойства почвы как  среды обитания животных позволяют  предполагать, что она играла особую роль в эволюции животного мира и послужила той средой, через которую многие водные животные перешли к наземному образу жизни. 

Организм как  среда обитания. Организм тоже может  быть средой обитания для других живых  организмов, как симбионтов, так и паразитов. Паразиты живут в условиях неограниченного запаса пищи. Организм хозяина служит также и комфортным жилищем, так как им не грозит высыхание, нет резких перепадов температур. Наиболее слабое звено в жизни паразитов – это перенос от одного хозяина к другому в случае гибели последнего. Высокая плодовитость паразитов и использование промежуточных хозяев компенсируют это. Человек использует различные методы для прямого уничтожения паразитов, а также для ограничения их численности. Симбионты, в отличие от паразитов, не только получают полезные вещества от хозяина, но и отдают ему витамины, некоторые питательные компоненты. 

На планете  организмы освоили четыре среды  обитания, которые сильно отличаются по специфике условий. Водная среда  была первой средой, в которой зародилась жизнь. В последующем живые организмы овладели наземно-воздушной средой, затем создали и заселили почву. Четвертой средой жизни стали сами живые организмы, каждый из которых представляет целый мир для населяющих его паразитов и симбионтов. Среды обитания могут быть разнообразными, и соответственно у обитателей в ходе эволюции вырабатываются различные приспособления – адаптации.