Кругообіг біогенних
елементів
Чибисова Н.В., Долганов Є.К.
Нам відомо, що вуглець, азот, водень, кисень,
фосфор, сірка формують живі організми. Однак ці організми не зможуть жити без
достатньої кількості багатьох інших елементів - катіонів металів.
Серед них калій, кальцій, магній (іноді натрій)
відносяться до групи макроелементів, тому що вони необхідні у великих кількостях
(що виражаються в сотих частках сухої речовини); однак такі елементи, як
залізо, бор, цинк, мідь, марганець, молібден, кобальт, аніон хлору, відносяться до
мікроелементів і потрібні лише в малих кількостях (виражаються у мільйонних
частках сухої речовини).
На суші головним джерелом біогенних елементів
(катіонів) служить грунт, який отримує їх у процесі руйнування материнських
порід. Катіони абсорбуються корінням, розподіляються різними органами
рослин, накопичуються в листі, тобто входять в корм рослиноїдних споживачів
подальших порядків в ланцюзі харчування.
Мінералізація загиблих організмів повертає біогенні
катіони в грунт, створюється враження, що цикл здатний продовжуватися
безперервно. Однак грунт вилуговується дощами, дощові води переносять
катіони в систему підземного стоку, а також і в поверхневий стік: у річки,
моря, іноді в значних кількостях.
Вищєлачування - автокаталітіческій процес: чим більше
воно прогресує, тим більше деградують грунтові колоїди. Положення
стає особливо важким в тропічних місцевостях: зливові дощі, низька
абсорбіруемость грунтового комплексу (мала кількість гумусу), виснаження грунтів
монокультура цукрового очерету, кави, какао, кукурудзи, арахісу.
Коли вирубуються або випалюються лісу під сільське
господарство, то мінералізований таким шляхом запас біогенних речовин швидко
вилуговується дощами і грунт втрачає свою родючість. Якщо на ній тимчасово
припинити посіви, то вона знову може дати життя лісі, але вже вторинного, з
менше ціною біомасою, ніж у первісного спільноти. Після повторення
подібних операцій грунт буде покриватися все більш і більш убогою
рослинністю з зменшується продукцією біомаси. Спочатку утворюється
савана, потім степ, нарешті, пустеля. Значить, кругообіг мінеральних катіонів
супроводжує цикли вуглецю та азоту. У помірних широтах наслідки
вилуговування не так різання, але все-таки в результаті вирубок (суцільних під
корінь), при корчування пеньків і зняття дерну руйнується гумус - ресурс
поживних речовин. Отже, порушується кругообіг, його повнота: перехід
до пустки або лугу, з мізерною рослинністю і меншим запасом біомаси.
Рис. 4.3. Спрощена схема кругообігу фосфору
Виснаження грунту можливе не тільки внаслідок зняття
рослинного покриву, а й через сільськогосподарські культури. Є такі
культури, як буряки, картопля, олійні культури, несучи щорічно від 300
до 700 кг мінеральних речовин на 1 га.
Таблиця 4.1
Щорічний винос з грунту речовин (кг/га) при середніх
врожаях
Культура
Елемент
N
Р
К
Са
Пшениця
70
30
50
»30
Картопля
90
40
160
76
Люцерна
-
-
-
242
Таблиця 4.2
Винос речовин (кг/га) при вирубці лісів 100-річного віку
Рослинність
Елемент
Са
К
Р
Сосновий ліс
424
168
38
Хвойний ліс
8980
466
74
Листяний ліс
1930
483
106
Культури: овес, трави, картопля, ріпа
2420
7400
1060
Якщо вирубування та вивезення з лісу здійснюється очищених
дерев, то збіднення не настільки сильний, а з корою виноситься багато кальцію.
Цікава діаграма розподілу елементів в лісах
100-річного віку (у кг/га). На малюнку видно, що кальцію міститься в 4
рази більше в листяному лісі, ніж в сосновому.
Хвойний ліс
Са: 676
К: 375
Р: 70
Сосновий ліс
Са: 328
К: 138
Р: 30
Листяний ліс
Са: 1283
К: 320
Р: 70
Список літератури
Для підготовки даної роботи були використані
матеріали з сайту http://www.xumuk.ru/
