>>Dirvožemio formavimasis ir įvairovė
Dirvožemis ir dirvožemio ištekliai
§ 26. Dirvožemio formavimasis ir įvairovė
Žodis „žemė“ dažnai vartojamas kaip dirvožemio sinonimas – nuostabus gamtos produktas. Žymus rusų mokslininkas Vasilijus Vasiljevičius Dokučajevas* pirmasis atkreipė dėmesį į skirtumą tarp dirvožemio ir kitų žemės plutos dalių.
Dirvožemis yra purus paviršinis žemės sluoksnis, kuris yra derlingas. Dirvožemio derlingumas, t. y. jos gebėjimas aprūpinti augalus reikiamu kiekiu ir maistinių medžiagų, vandens, oro, yra viena iš pagrindinių dirvožemio savybių.
Dirvožemis susiformavo ilgą laiką, sąveikaujant pirminėms uolienoms, augalams, gyvūnams, mikroorganizmams, klimatas ir taip pat palengvėjimą.
V. V. Dokučajevas teisingai pavadino dirvožemį „kraštovaizdžio veidrodžiu“, nes dirvožemiai yra svarbiausia tam tikros teritorijos prigimties išraiška. Dirvožemis lemia augalijos dangą ir nuo jos priklauso pati. Šių dviejų komponentų sąveika tam tikromis sąlygomis palengvėjimas o klimatas sukuria kraštovaizdžio išvaizdą.
Kokius Eurazijos dirvožemius žinote? Kodėl skirtingose Eurazijos dalyse dirvožemiai skiriasi? Nuo kokių natūralių komponentų priklauso dirvožemio formavimasis?
* Vasilijus Vasiljevičius Dokučajevas (1846-1903) - didžiausias Rusijos gamtos mokslininkas. Pirmą kartą 1886 m. jis apibrėžė dirvožemį kaip derlingą paviršinį Žemės sluoksnį, susidarantį dėl visų gamtos komponentų bendro poveikio. Jis taip pat yra vienas iš šiuolaikinės fizinės geografijos įkūrėjų. 1877 m. V. V. Dokučajevas išvyko į savo pirmąją „juodosios žemės“ kelionę į Rusiją. Iš viso įveikęs 10 tūkstančių km, Dokučajevas surinko tūkstančius dirvožemio mėginių. Remdamasis savo kelionių rezultatais, mokslininkas, apibendrindamas visą gautą medžiagą, parengė klasiką dirbti„Rusijos černozemas“, kuriame jis įrodė, kad dirvožemis nėra uola, o visiškai nepriklausomas gamtos kūnas. Tai padėjo pamatus naujam mokslui – dirvožemio mokslui.
Dirvožemio formavimas yra sudėtingas procesas. Priklausomai nuo to, ant kokios uolos susidarė dirvožemis, jis gali būti molio arba smėlio. Smėlingose dirvose susidaro lengvi, t.y., lengvai nuplaunami dirvožemiai. Ant vandeniui atsparaus molio yra sunkūs, prastai išplauti, užmirkę ir druskingi dirvožemiai. Ant klinčių susidaro tamsios spalvos dirvožemis, nes kalkakmeniai turi savybę išlaikyti humusą. Uolos, ant kurių susidaro dirvožemis (vadinamos pagrindinėmis uolienomis), turi įtakos dirvožemio savybėms.
Pagrindinė dirvožemio formavimosi sąlyga yra gyvų organizmų sąveika. Dėl jų poveikio kalnų (motininei) uolienai, kartu su tokiais veiksniais kaip drėgmės režimas, oro temperatūra, reljefo ypatumai, tapo įmanomas dirvožemių susidarymas. Gyvi organizmai prisideda prie organinių medžiagų kaupimosi, įtakoja dirvožemio cheminę ir mineralinę sudėtį, jų fizines savybes, terminį ir vandens režimą.
Biologinės liekanos pūva, veikiamos dirvožemyje gyvenančių mikroorganizmų. Dėl to susidaro ypatinga medžiaga – humusas. Nei smėlis, nei molis nėra dirvožemis, kol juose nėra humuso.
Pamokos turinys pamokų užrašai remiančios kadrinės pamokos pristatymo pagreitinimo metodus interaktyvios technologijos Praktika užduotys ir pratimai savikontrolės seminarai, mokymai, atvejai, užduotys namų darbai diskusija klausimai retoriniai mokinių klausimai Iliustracijos garso, vaizdo klipai ir multimedija nuotraukos, paveikslėliai, grafika, lentelės, diagramos, humoras, anekdotai, anekdotai, komiksai, palyginimai, posakiai, kryžiažodžiai, citatos Priedai tezės straipsniai gudrybės smalsiems lopšiai vadovėliai pagrindinis ir papildomas terminų žodynas kita Vadovėlių ir pamokų tobulinimasklaidų taisymas vadovėlyje vadovėlio fragmento atnaujinimas, naujovių elementai pamokoje, pasenusių žinių keitimas naujomis Tik mokytojams tobulos pamokos kalendorinis planas metams; Integruotos pamokosV.V. Dokučajevas padėjo pagrindą dirvožemio formavimosi veiksnių tyrimui. Jis pirmasis nustatė, kad dirvožemio formavimasis yra glaudžiai susijęs su fizine ir geografine aplinka.
V.V. Dokučajevas nustatė penkis dirvožemio formavimo veiksnius: klimatą, dirvožemį formuojančias uolienas, gyvus ir negyvus organizmus, amžių ir reljefą. Šiuolaikiniame dirvožemio moksle prie išvardytų veiksnių pridedama žmogaus ūkinė veikla ir gruntinis vanduo. Tiriant dirvožemius, svarbu atsižvelgti į visų dirvožemio formavimosi veiksnių tarpusavio ryšius ir įtaką.
Funkcinė dirvožemio priklausomybė nuo dirvožemio formavimosi faktorių gali būti parodyta schematiškai:
Dirvožemis = f (К+П+О+Р+ХД+ГВ) t,
kur f yra funkcija; K – klimatas; P – veislė; O – organizmai; R – reljefas;
HD – ūkinė veikla; GW – gruntinis vanduo; t – laikas.
Funkcinis ryšys tarp dirvožemio ir dirvožemį formuojančių veiksnių yra toks sudėtingas, kad aukščiau pateiktos formulės išspręsti kol kas neįmanoma. Tačiau V.V. Dokučajevas pabrėžė, kad šie sunkumai yra laikini ir yra pagrindo tikėtis, kad bus rasti sudėtingi ryšiai tarp dirvožemio ir jį formuojančių veiksnių. Šiuo metu tokios išvados pagrindas yra, pirma, didėjantis kiekybinių (skaitmeninių) duomenų gavimo įvairiomis sąlygomis tempas ir, antra, plačiai paplitęs kompiuterizavimas ir matematinių metodų naudojimas tiriant masinius skaitmeninius duomenis.
Dirvožemį formuojančios uolienos
Dirvožemį formuojančios uolienos. Uolos, ant kurių jos susidaro, vadinamos dirvožemį formuojančiomis arba pradinėmis uolienomis. Labiausiai paplitusios yra birios nuosėdinės uolienos. Jie yra pleistoceno (kvartero) amžiaus. Apima 90% šiaurinio pusrutulio ekstratropinės dalies teritorijos. Nuosėdinės uolienos išsiskiria biria sudėtimi, poringumu, vandens laidumu ir kitomis dirvožemio formavimuisi palankiomis savybėmis. Jų storis gali siekti daugiau nei šimtą metrų.Rasti šie genetiniai tipai nuosėdinės uolienos: eluvialinės, deliuvinės, aliuvinės, moreninės, fluvioledyninės, glaciolakustrinos, eolinės ir kt.
Pirminė uoliena yra materialus pagrindas, substratas, ant kurio susidaro dirvožemis. Savo granulometrinę, mineraloginę, cheminę sudėtį ir savybes dirvožemis daugiausia paveldi iš pagrindinės uolienos. Tačiau dirvožemį formuojanti uoliena nėra dirvožemio griaučiai, inertiški joje vykstantiems procesams. Jį sudaro įvairūs mineraliniai komponentai, kurie įvairiais būdais dalyvauja dirvožemio formavimo procese. Tarp jų yra dalelių, kurios praktiškai inertiškos cheminiams procesams, tačiau vaidina svarbų vaidmenį formuojant fizines dirvožemio savybes. Kiti dirvožemį formuojančių uolienų komponentai lengvai sunaikinami ir praturtina dirvožemį tam tikrais cheminiais elementais, todėl dirvožemį formuojančių uolienų sudėtis ir struktūra turi itin didelę įtaką dirvožemio formavimosi procesui.
Taigi, pavyzdžiui, dirvožemiai dažniausiai susidaro spygliuočių ir lapuočių (mišriuose) miškuose. Tačiau kai miško zonoje dirvožemį formuojančiose uolienose yra padidėjęs kalcio karbonatų kiekis, susidaro dirvožemiai, kurie smarkiai skiriasi nuo velėninių-podzolinių dirvožemių. Tačiau kraštovaizdžiuose, kuriuose yra į liosą panašios nuosėdos, kuriose yra padidėjęs kalcio karbonatų kiekis, susidaro saviti velėniniai karbonatiniai dirvožemiai, kurie labai skiriasi išvaizda ir savybėmis. Taigi didelę reikšmę turi karbonatų kiekis uolienose, ant kurių gali susidaryti gerų fizikinių ir cheminių savybių dirvožemiai. Geriausiai dirvą formuojančios uolienos yra lios ir į liosą panašūs priemoliai, taip pat karbonatinės uolienos – jos sudaro gana derlingas dirvas.
Palengvėjimas yra vienas iš svarbiausių dirvožemio formavimosi veiksnių. Jis daugiausia netiesiogiai veikia dirvožemio formavimąsi, perskirstydamas vandenį, šilumą ir kietąsias dirvožemio daleles. Reljefo įtaka daugiausia veikia šilumos ir vandens, patenkančios į žemės paviršių, persiskirstymą. Esminis vietovės aukščio pokytis lemia reikšmingą temperatūros sąlygų pasikeitimą, santykinai nežymus aukščio pokytis turi įtakos kritulių persiskirstymui, šlaito atodanga turi didelę reikšmę saulės energijos persiskirstymui ir lemia saulės energijos perskirstymą. požeminio vandens poveikis dirvožemiui.
Makro-, mezo- ir mikroreljefo vaidmuo ir reikšmė pastebimai skiriasi. Makroreljefo formos (lygumos, kalnai, žemumos) gali būti siejamos su kritulių kiekio pokyčiais plintant juos nešančioms oro masėms. Tai sudaro sąlygas laipsniškam augmenijos tipų, taigi ir dirvožemio, kaitai. Kalnuose, keičiantis vietovės aukščiui, keičiasi oro temperatūra ir drėgmės pobūdis, o tai lemia vertikalią klimato, augmenijos ir dirvožemių zonavimą.
Mezoreljefo elementai (kalvos, kalnagūbriai, baseinai, daubos) perskirsto saulės energiją ir kritulius ribotame plote. Lygioje vietovėje beveik visus kritulius sugeria dirvožemis; šlaitai dėl nuotėkio netenka vandens, o įdubose jis gali be reikalo kauptis, sukeldamas užmirkimą.
Tarp pietinių ir šiaurinių šlaitų yra didelis insoliacijos skirtumas – iki 10°C, o tai turi įtakos vandens režimui ir augmenijos pobūdžiui.
Šalia esantys neigiami ir teigiami reljefo elementai dažniausiai turi skirtingą vandens-oro ir mitybos režimą bei nevienodą reakciją (pH).
Paviršinis ir vidinis nuotėkis sukelia kryptingą kietųjų dalelių (ištirpusių medžiagų) migraciją – susidaro medžiagų mainai tarp mezo- ir mikroreljefo formų. Dėl to humuso horizonto storis šlaite gali būti 2–3 kartus mažesnis nei įduboje. Stiprus vandens nuotėkis iš stačių šlaitų sudaro sudėtingas sąlygas augalams augti.
Mikroreljefo formos (mažos įdubos, kauburėliai, kalvelės) prisideda prie augalų buveinių skirtumų atsiradimo, augalijos dangos mikrostruktūros formavimosi ir įvairiausių dirvožemio derinių bei kompleksų.
Priklausomai nuo padėties reljefe ir drėgmės laipsnio, išskiriami automorfiniai (vandenskyrių, šlaitų dirvožemiai), pusiau hidromorfiniai (pelkėti) ir hidromorfiniai. Paskutinės dvi dirvožemių grupės (eilės) yra konjuguotos priklausomybės nuo automorfinių dirvožemių, tai yra, įdubimų dirvožemius veikia paviršinis ir požeminis vanduo, praturtintas cheminiais elementais ir junginiais, išgautais iš aukštesnių vietovių dirvožemių. Geocheminė pusiau ir hidromorfinių gruntų priklausomybė nuo automorfinių vadinama geocheminė jungtis.
Geocheminis ryšys mezoreljefo sąlygomis turi vienpusę kryptį.
Mikroreljefo sąlygomis šis ryšys turi dvikryptę kryptį – cheminiai elementai, migruojantys su paviršiniu nuotėkiu į mikrodepresijas, juos praturtina. Tačiau mikroaukštelių išdžiūvimas sukelia kapiliarinį dirvožemio vandens ištraukimą iš įdubimų - kai kurie elementai taip pat ištraukiami.
Klimatas. Klimatas turi didelę įtaką dirvožemio formavimosi procesų vystymuisi. Jis susijęs su dirvožemio aprūpinimu energija (šiluma) ir vandeniu. Jie nustato dirvožemio hidroterminį režimą.
Dirvožemio formavimo proceso raida priklauso nuo metinio įeinančios šilumos ir drėgmės kiekio, jų paros ir sezoninio pasiskirstymo ypatybių. Dirvožemio vandens ir šiluminiai režimai tiesiogiai veikia organizmų vystymąsi ir įvairovę, jų biomasės kiekį, organinių medžiagų skilimo greitį ir pobūdį, humuso susidarymą, mineralinės dirvožemio dalies naikinimą. Taigi, esant sausam, karštam klimatui, dirvoje nesikaupia didelis humuso kiekis – susidaro nedidelis kiekis kraiko, jo organinės medžiagos greitai mineralizuojasi. Sausose vietovėse kritulių trūkumo laikotarpiais stebimas biologinių ir fizikinių bei cheminių procesų sulėtėjimas. Kitoks vaizdas stebimas šaltame, borealiniame klimate – čia vyksta lėtas kraiko irimas, gali susidaryti net durpės. Šaltas laikotarpis sukelia dirvožemio užšalimą, biologinių procesų sustabdymą ir staigų fizikinių ir cheminių procesų slopinimą.
Hidroterminis režimas taip pat lemia vandenyje tirpių druskų judėjimo profiliu procesų greitį ir kryptį. Taigi, esant vidutiniškai šaltam, drėgnam klimatui, į apatinę dirvožemio profilio dalį arba į gruntinius vandenis įvyksta reikšmingas organinių ir mineralinių junginių pasišalinimas. Druskų judėjimo procesai karštame, sausame klimate vyksta skirtingai – kapiliarais iš apatinių sluoksnių kyla vanduo, o tai gali sukelti dirvožemio įdruskėjimą.
Oro masių judėjimas (vėjas) veikia dujų mainus dirvožemyje ir sulaiko mažas dirvožemio daleles dulkių pavidalu. Vėjas sukelia fizinį uolienų dūlėjimą. Jis pučia nuo dirvožemio paviršiaus molio ir dulkių daleles, todėl jis tampa smėlėtas ir sukelia eroziją. Vėjas taip pat gali prisidėti prie dirvožemio druskėjimo, pernešdamas druskas iš sūraus vandens baseinų paviršiaus.
Klimatas dirvožemį veikia ne tik tiesiogiai, bet ir netiesiogiai, paveikdamas biologinius procesus (aukštesnių augalų paplitimą, mikrobiologinio aktyvumo intensyvumą).
Žemės rutulio klimato sąlygos natūraliai kinta nuo pusiaujo iki ašigalių, o kalnuotose šalyse – nuo papėdės iki viršūnės. Ta pačia kryptimi natūraliai keičiasi augmenijos ir gyvūnų sudėtis. Tokių svarbių dirvožemio formavimosi veiksnių tarpusavyje susiję pokyčiai turi įtakos pagrindinių dirvožemio tipų pasiskirstymui. Pabrėžtina, kad klimato elementų, kaip ir visų kitų dirvožemio formavimosi veiksnių, įtaka pasireiškia tik sąveikaujant su kitais veiksniais. Taigi, pavyzdžiui, aukštų kalnų alpių zonos sąlygomis kritulių kiekis yra maždaug toks pat kaip ir taigos zonos sąlygomis, tačiau tas pats kritulių kiekis pirmuoju ir antruoju atveju nenulemia tos pačios rūšies dirvožemiai: Alpių zonoje išsivysto kalnų-pievų dirvožemiai, o taigos zonoje podzoliniai dirvožemiai yra išsivystę dėl didelio daugelio dirvožemio formavimosi veiksnių skirtumo.
Vanduo. Dirvožemis susidaro veikiant paviršiniam ir požeminiam vandeniui. Jų vaidmuo daugiausia susilpnėja iki sumaišytų medžiagų judėjimo, ištirpusių junginių, veikiamų gravitacinių ir kapiliarinių jėgų, ir dirvožemio mineralų hidrolizės; Vandeniui sustingus, vystosi glio procesai.
Jie turi tam tikrą įtaką dirvožemio formavimuisi dirvožemio ir požeminio vandens. Vanduo yra terpė, kurioje dirvožemyje vyksta daugybė cheminių ir biologinių procesų. Daugumos dirvožemių, esančių tarpuplaučio erdvėse, pagrindinis vandens šaltinis yra krituliai. Tačiau ten, kur požeminis vanduo yra seklus, jis stipriai veikia dirvožemio formavimąsi. Jų įtakoje kinta dirvožemių vandens ir oro režimai. Požeminis vanduo praturtina dirvožemį jame esančiais cheminiais junginiais, o kai kuriais atvejais sukelia įdruskėjimą. Užmirkusiuose dirvožemiuose nepakanka deguonies, todėl slopinama tam tikrų mikroorganizmų grupių veikla. Dėl požeminio vandens įtakos susidaro specialūs dirvožemiai.
Biologinis veiksnys. Jis pirmauja dirvožemio formavimo procese. Jo plėtra tapo įmanoma tik atsiradus gyvybei. Be gyvybės nebūtų dirvožemio. Dirvožemis Žemėje prasidėjo tik atsiradus gyvybei. Bet kokia uoliena, kad ir kaip giliai suirusi ir atšiauri būtų, dar nebus dirvožemis. Tik ilgalaikė pirminių uolienų sąveika su augalų ir gyvūnų organizmais tam tikromis klimato sąlygomis sukuria specifines savybes, skiriančias dirvožemį nuo uolienų.
Dirvožemio formavime dalyvauja šios organizmų grupės: mikroorganizmai, žalieji augalai ir gyvūnai. Veikdami kartu, jie sudaro sudėtingas biocenozes. Tuo pačiu metu kiekviena iš šių grupių atlieka specifines funkcijas.
Aktyvumo dėka mikroorganizmai organinės liekanos suyra, o juose esantys elementai sintetinami į augalų absorbuojamus junginius. Mikroorganizmai yra bakterijos, aktinomicetai, grybai, dumbliai ir pirmuonys. Jų skaičius 1 g dirvožemio svyruoja nuo milijonų iki milijardų individų. Mikroorganizmų masė svyruoja nuo 3 iki 8 t/ha arba apie 1-2 t/ha sausųjų medžiagų. Ypač daug mikroorganizmų yra viršutiniuose dirvožemio horizontuose, šaknų zonoje. Mikroorganizmai yra dirvožemio formavimosi pionieriai, jie pirmieji apsigyvena ant materialių uolienų.
Bakterijos- labiausiai paplitusi mikroorganizmų grupė dirvožemyje. Vykdyti įvairius organinių ir mineralinių junginių virsmo procesus. Jų veiklos dėka vykdomas grandiozinis procesas, apdorojant milžinišką kiekį negyvos organinės medžiagos, kasmet patenkančios į dirvą. Taip išsiskiria cheminiai elementai, kurie buvo glaudžiai susieti su organinėmis medžiagomis.
Didelę reikšmę turi heterotrofų aktyvumas, lemiantis amonifikacijos procesą – organinių medžiagų skilimą, susidarant amonio formoms azotui. Naudinga ir nitrifikacija – autotrofinių aerobinių bakterijų, kurios oksiduoja amonio azotą iš pradžių iki azoto, o vėliau iki azoto rūgšties, veikla. Dėl to augalai gauna būtinų maistinių medžiagų, tokių kaip azotas. Per vienerius nitrifikuojančių bakterijų veiklos metus 1 hektare dirvožemio gali susidaryti iki 300 kg azoto rūgšties druskų.
Tuo pačiu metu dirvožemyje, kuriame trūksta deguonies, gali įvykti denitrifikacija - dirvožemio nitratai redukuojami į molekulinį azotą, dėl kurio dirvožemis jį praranda.
Tam tikros bakterijų grupės sugeba absorbuoti molekulinį azotą iš oro ir paversti jį baltymų pavidalu. Šį gebėjimą turi laisvai gyvenančios dirvožemio ir gumbų bakterijos, kurios gyvena simbiozėje su ankštiniais augalais. Po azotą fiksuojančių bakterijų žūties dirvožemis praturtinamas biologiniu azotu – iki 200 kg/ha.
Bakterijų pagalba vyksta įvairių medžiagų oksidacijos procesai. Taigi sieros bakterijos sieros vandenilį oksiduoja iki sieros rūgšties – dėl to per metus dirvoje susikaupia iki 200 kg/ha sulfatų.
Didelė geležies bakterijų grupė naudoja geležies oksidacijos energiją, kad sugertų anglį.
Aktinomicetai, arba švytintys grybai, skaido skaidulą, ligniną, humuso medžiagas dirvožemyje, dalyvauja formuojant humusą.
Grybai. Jų kiekis matuojamas dešimtimis tūkstančių kopijų viename grame dirvožemio. Labiausiai paplitę pelėsiniai grybai, o miško dirvose – mucor grybai. Grybai skaido ligniną, skaidulas, baltymus ir taninus. Taip susidaro organinės rūgštys, kurios gali transformuoti dirvožemio mineralus. Dažnai grybai įsitraukia į simbiozę su žaliais augalais, formuodami mikorizę ant šaknų, o tai pagerina augalų mitybą azotu.
Jūros dumbliai vystytis dirvos paviršiuje. Didžiausias jų skaičius stebimas drėgnu laikotarpiu. Miško dirvožemiuose vyrauja diatomės ir melsvadumbliai. Jie praturtina dirvą organinėmis medžiagomis ir aktyviai dalyvauja uolienų dūlėjime.
Kerpės- sudėtingas simbiotinis grybelio ir dumblių susidarymas. Jų randama visur – dirvoje, ant medžių, plikų uolų. Jie sunaikina uolienas, veikdami jas mechaniškai ir chemiškai. Organinės kerpių liekanos ir mineraliniai uolienų grūdeliai iš esmės yra primityvi dirva aukštesniems organizmams įsikurti.
Aukštesni augalai. Žalieji augalai vaidina svarbų vaidmenį formuojant dirvą. Kasmet sausumoje pagaminama 15 1010 tonų biomasės, kurią fotosintezės būdu susintetina žalieji augalai.
Biomasė – tai bendras gyvų organinių medžiagų kiekis augalų bendrijoje. Didžiausia biomasė miško bendrijose – 1–4 tūkst.c/ha. Žolinių augalų bendrijos sudaro mažiau biomasės. Pievų stepės – 250 c/ha, sausos stepės – 100 c/ha, dykumos – 43 c/ha. Dalis biomasės šaknų likučių ir žemės kraiko pavidalu grąžinama į dirvą. Kasmet patenka į dirvą (pakratą, šaknis): taigos mišką – 4–6 t/ha, pievų stepes – apie 14 t/ha, agrofitocenozę – 3–8 t/ha. Augalai savo gyvybinės veiklos procese sintetina organines medžiagas ir tam tikru būdu paskirsto dirvoje šaknų masės pavidalu, o žuvus antžeminei daliai – augalų kraiko pavidalu. Kraiko komponentai po mineralizacijos patenka į dirvą, prisidedant prie humuso kaupimosi ir būdingos viršutinio dirvožemio horizonto tamsios spalvos įgavimo. Be to, augalai kaupia atskirus cheminius elementus, kurių nedideli kiekiai yra dirvožemį formuojančiose uolienose, tačiau yra būtini normaliam augalų funkcionavimui. Augalams žuvus ir jų liekanoms suirus, šie cheminiai elementai lieka dirvoje, palaipsniui ją turtindami.
Antra svarbi žaliųjų augalų funkcija – pelenų elementų ir azoto koncentracija. Iki 95% augalų sausųjų medžiagų masės sudaro anglis, deguonis, vandenilis ir azotas. Be to, augaluose kaupiasi vadinamieji pelenų elementai (apie 5%) – kalcis, magnis, kalis, natris, siera, chloras ir kt. Daug cheminių elementų kaupiasi dirvožemyje (kaip organinių medžiagų dalis) dėl biogeninio kaupimosi. Nustatyta, kad ankštiniai augalai savo sudėtyje sukaupia daugiau kalcio, magnio ir azoto; javų – fosforo, silicio dioksido, t.y. Cheminių elementų absorbcijai būdingas selektyvumas.
Spygliuočių miško paklotės irdamos susidaro daug fulvo rūgščių, kurios prisideda prie podzolinio dirvožemio formavimosi proceso vystymosi. Po pievų žoline augmenija vystosi dirvos formavimosi procesas. Samanos turi didelę drėgmę, todėl prisideda prie dirvožemio užmirkimo.
Aukštesni augalai ir mikroorganizmai sudaro tam tikrus kompleksus, kurių įtakoje susidaro įvairaus tipo dirvožemiai. Kiekvienas augalo formavimas atitinka tam tikrą dirvožemio tipą. Pavyzdžiui, spygliuočių miškuose formuojantis augaliniam formavimui, niekada nesusidarys miško darinys, kuris susidaro veikiant pievų-stepių žoliniam dariniui.
Gyvūnų organizmai(vabzdžiai, sliekai, smulkūs stuburiniai gyvūnai ir kt.), gyvenantys dirvožemyje, taip pat dalyvauja dirvožemio formavime. Dirvožemyje jų yra labai daug. Jų pagrindinis vaidmuo yra dirvožemio organinių medžiagų transformacija. Taip pat svarbi dirvožemio gyvūnų kasimo veikla.
Zoomasa Žemėje yra mažesnė už fitomasę ir siekia kelis milijardus tonų. Didžiausia zoomasė yra plačialapiuose miškuose – 600–2000 kg/ha, tundroje – 90 kg/ha.
Sliekai yra labiausiai paplitusi dirvožemio gyvūnų grupė – viename hektare jų yra tūkstančiai ar milijonai. Jie sudaro 90% taigos ir lapuočių miškų zoomasės. Per metus iš hektaro apdorojama 50–380 tonų dirvožemio. Kartu pagerėja jo poringumas ir fizinės savybės. C. Darwinas išsiaiškino, kad Anglijoje kiekviename hektare kirmėlės kasmet per savo kūną praleidžia 20–26 tonas dirvožemio. Charlesas Darwinas tikėjo, kad dirvožemis yra gyvūnų veiklos rezultatas, ir netgi rekomendavo jį vadinti gyvūnų sluoksnis.
Dirvos vabzdžiai purena dirvą, apdoroja augalų liekanas, praturtina dirvą augalinėmis medžiagomis ir mineraliniais mitybos elementais.
Kasėjai (goferiai, kurmiai, pelės ir kt.) iškasa dirvą, dirvoje formuoja urvus, maišo dirvą, taip skatindami geresnę aeraciją ir sparčiausią dirvožemio formavimosi procesą, taip pat praturtina organinę dirvožemio masę. su savo gyvybinės veiklos produktais, keičiant jo sudėtį.
Ypatingas dirvožemio formavimo veiksnys - laikas. Visi procesai, vykstantys dirvožemyje, vyksta laikui bėgant. Kad įsigaliotų išorinių sąlygų įtaka, kad dirvožemis susidarytų pagal dirvožemio formavimosi veiksnius, reikia tam tikro laiko. Kadangi geografinės sąlygos nesikeičia, o kinta, laikui bėgant dirvožemis vystosi. Dirvožemio amžius yra dirvožemio egzistavimo trukmė laikui bėgant. Dirvožemio formavimo procesas, kaip ir bet kuris kitas, vyksta laikui bėgant. Kiekvienas naujas dirvožemio formavimosi ciklas (sezoninis, metinis, ilgalaikis) įveda tam tikrus mineralinių ir organinių medžiagų transformacijos dirvožemyje pokyčius. Medžiagų kaupimosi dirvožemyje ar jų išplovimo laipsnį gali lemti šių procesų trukmė, todėl laiko veiksnys („šalies amžius“, anot V. V. Dokučajevo) turi tam tikrą reikšmę formuojant ir vystantis. dirvožemiai.
Tyrimais nustatyta atskirų dirvožemio formavimosi procesų trukmė. Taigi tam tikras humuso susikaupimo lygis dirvožemyje nusistovi per 100–600 metų. Jaunose kalnų morenose ir nusausintų ežerų nuosėdose pakankamai susiformavęs dirvožemis susidaro per 100–300 metų.
Yra skirtumas tarp absoliutus ir santykinis amžius dirvožemio Absoliutus amžius- tai laikas, praėjęs nuo dirvožemio formavimosi pradžios iki dabartinės jo vystymosi stadijos. Jis gali svyruoti nuo kelių tūkstančių iki milijono metų.
Teritorijose, kurios greičiau atsilaisvino nuo vandens ir ledo dangos, dirvožemio formavimosi procesas prasidėjo anksčiau. Taigi Baltarusijos teritorijoje jos šiaurinės dalies dirvožemiai yra jauni (paskutinio Valdų (Poozersko) ledyno ribose) - jų amžius apie 10–12 tūkst. metų; Pietinių respublikos teritorijų dirvožemiai yra brandesni. Tuo pačiu metu tos pačios teritorijos, to paties absoliutaus amžiaus ribose, dirvožemio formavimo procesas gali vykti skirtingu greičiu. Taip yra dėl dirvožemio formavimo uolienų teritorinio nevienalytiškumo, topografijos ir tt Dėl to susidaro dirvožemiai su skirtingu dirvožemio profilio išsivystymo laipsniu – jų santykinis amžius nebus vienodas.
Dirvožemio ir organinių medžiagų absoliučiam amžiui nustatyti naudojamas radioaktyvusis izotopas 14C ir jo santykis su 12C. 14C pusinės eliminacijos laikas yra 5600 metų. Izotopas 12C yra stabilus. Žinant humuso radioaktyvųjį anglies aktyvumą, galima nustatyti jo amžių 40–50 tūkstančių metų ribose.
Žmogaus ūkinė veikla yra galingas dirvožemį įtakojantis veiksnys, ypač intensyvėjant žemdirbystei. Nuo visų kitų veiksnių jis smarkiai skiriasi savo įtaka dirvožemiui. Jeigu gamtinių veiksnių įtaka dirvožemiui pasireiškia spontaniškai, tai žmogus savo ūkinės veiklos procese dirvožemį veikia kryptingai, keisdamas ją pagal savo poreikius. Tobulėjant mokslui ir technikai, vystantis socialiniams santykiams, intensyvėja dirvožemio naudojimas, jo transformacija.
Žmogus ir jo įranga su galingomis aplinkos, įskaitant dirvožemį, poveikio priemonėmis (trąšos, mašinos, drenažas, drėkinimas, chemizavimas ir kt.) reikšmingai keičia natūralias ekologines sistemas.
Melioracija, miškų kirtimas ar sodinimas, dirbtinių rezervuarų kūrimas – visa tai turi atitinkamą įtaką teritorijos vandens režimui, taigi ir dirvožemiui.
Mineralinių ir organinių trąšų naudojimas, rūgščių dirvožemių kalkinimas, smėlingų dirvožemių durpinimas ir molingų dirvožemių smėliavimas keičia dirvožemio cheminę sudėtį ir savybes. Mechaninis žemės dirbimas sukelia fizinių, cheminių ir biologinių dirvožemio savybių komplekso pasikeitimą.
Sistemingas dirvožemio gerinimo priemonių taikymas lemia jų auginimą.
Tačiau neteisingas tam tikrų priemonių įgyvendinimas ir neracionalus dirvožemių naudojimas gali smarkiai pabloginti dirvožemio būklę – sukelti užmirkimą, eroziją, dirvožemio taršą, staigų cheminių ir fizinių savybių pablogėjimą. Todėl žmogaus poveikis dirvožemiui turi būti moksliškai pagrįstas; siekiama didinti jo vaisingumą, formuoti tvarias, labai produktyvias agroekosistemas.
Per pastaruosius dešimtmečius buvo nustatyta, kad dirvožemį formuojančių veiksnių sąveika išjudina didžiules medžiagų mases. Dėl uolienų ir gyvų organizmų sąveikos vyksta natūralus cheminių elementų persiskirstymas ir tam tikri medžiagų mainai. Tas pats vyksta gyvų organizmų sistemose – atmosferoje, uolienose – nukritusiame atmosferos vandenyje ir kt. Dirvožemyje šie migracijos procesai yra ypač intensyvūs, nes juose vienu metu dalyvauja visi dirvožemį formuojantys veiksniai. Iš pradžių buvo manoma, kad cheminių elementų judėjimas vyksta daugiau ar mažiau uždarų grandinių pavidalu. Vėliau paaiškėjo, kad materijos judėjimas dirvožemyje yra įvairus, tačiau svarbiausią reikšmę turi atviri migracijos ciklai. Migracijos procesai, vykstantys formuojantis dirvožemiui, savo ruožtu yra planetų ciklų, apimančių visą biosferą, dalis.
Todėl galime daryti išvadą, kad dirvožemis yra Tai ypatingas gamtos darinys, kuriame didžiausią įtampą pasiekia cheminių elementų ciklinės migracijos žemės paviršiuje ir apykaitos tarp kraštovaizdžio komponentų procesai. Kartu su energetiniu medžiagų persiskirstymu dirvožemyje, saulės energija aktyviai transformuojama ir kaupiama.
Dirvožemis yra paviršinis žemės sluoksnis pasaulyje, atsirandantis dėl uolienų pokyčių, veikiamų gyvų ir negyvų organizmų (augmenijos, gyvūnų, mikroorganizmų), saulės šilumos ir kritulių. Dirvožemis yra visiškai ypatingas natūralus darinys, turintis tik jai būdingą struktūrą, sudėtį ir savybes.
Dirvožemis yra svarbiausias visų sausumos biocenozių ir visos Žemės biosferos komponentas per Žemės dirvožemio dangą yra daugybė ekologinių jungčių tarp visų žemėje ir joje gyvenančių organizmų (įskaitant žmones) su litosfera, hidrosfera ir atmosfera.
2001 metais pasaulyje gyveno apie 6 mlrd. Žemės žemės plotas yra maždaug 149 milijonai kvadratinių metrų. km., tai yra, kiekvienam iš mūsų tenka apie 2,5 ha žemės. Tačiau beveik 70% žemės negali būti naudojama ūkininkavimui. Tai apima: poliarinius ledo dangčius, įšalusią dirvą, stačius ir uolėtus kalnus, netinkamus šiems tikslams, dykumas ir plotus, padengtus plikomis uolomis arba per plonu dirvožemio sluoksniui auginti. Du trečdaliai likusių 30% tinka tik ganymui. Taigi tik 10% žemės paviršiaus gali užauginti javus.
Taigi 2001 metais kiekvienas turėjome vidutiniškai po 0,25 hektaro dirbamos žemės. Specialistai mano, kad dabartiniam maisto kiekiui pagaminti vienam žmogui reikia 0,5–0,7 hektaro.
Dirvožemio formavimas.
Dirvožemio formavimosi pradžia laikytinas momentas, kai augalija ir mikroorganizmai nusėda ant uolienų dūlėjimo produktų. Nuo to momento susmulkinta uoliena tapo dirvožemiu, tai yra kokybiškai nauju kūnu, turinčiu daugybę savybių ir savybių, iš kurių svarbiausia yra vaisingumas.
Dirvožemis susidaro iš paviršinių uolienų, vadinamų „tėviniais“, veikiant klimato sąlygoms (temperatūra, oras, vanduo ir kt.), gyviems organizmams, kurių reljefas yra žinomas ir per tam tikrą laikotarpį, kuris lemia dirvožemio amžių.
. Dirvožemį formuojančios uolienos.
Dirvožemį formuojanti (pirminė) uoliena yra bet kokia uoliena, kurios mineraliniu pagrindu atsiranda ir vystosi dirvožemis. Tarp dirvožemio ir pagrindinės uolienos vyksta nuolatiniai energijos (ypač šilumos), dujų, vandens garų ir tirpalų mainai. Šios uolienos dažniausiai yra nuosėdinių uolienų dūlėjimo produktai. Glūdi tiesiai ant žemės paviršiaus, jie yra pagrindiniai uolienų šaltiniai. Dažniausios šaltinių uolienos yra žemyninės kvartero klodai: senoviniai ir šiuolaikiniai ledynų dariniai (morena), liosas ir į juos panašios uolienos, sąnašos, kolviumas, eluviumas ir kt. Didelę reikšmę turi cheminės ir fizinės uolienų savybės. Bet kurio dirvožemio mineralinėje dalyje daugiausia yra tie elementai, kurie buvo pagrindinės uolienos mineralinės sudėties dalis, o dirvožemio formavimo procesų intensyvumas ir pobūdis tiesiogiai priklauso nuo tokių veiksnių kaip uolienų granuliometrinė sudėtis, jos tankis, poringumas ir šilumos laidumas.
. Klimatas dirvožemio formavimuisi.
Klimatas vaidina didžiulį vaidmenį dirvožemio formavimosi procesuose, jo įtaka yra labai įvairi. Dirvožemio klimatas žinomu būdu įtakoja dirvožemio savybes (humuso kiekį, temperatūrą, drėgmę, aeracijos sąlygas ir kt.) ir, savo ruožtu, priklauso nuo dirvožemio, jame augančios augalijos ir reljefo elementų. Svarbiausi klimato elementai dirvožemio formavime yra krituliai ir saulės spinduliuotės energijos (šilumos ir šviesos) antplūdis. Kai kuriose vietose netolygūs periodiniai krituliai taip pat sukuria nepalankų dirvožemio vandens režimą, kuriam būdingi kaitaliojami džiūvimo ir drėgmės pertekliaus laikotarpiai.
Temperatūra turi įtakos cheminių ir biologinių procesų, vykstančių dirvožemyje, greičiui. Teritorijos temperatūros sąlygos ir vegetacijos trukmė lemia intensyvaus sezoninio dirvožemio formavimosi trukmę. Dirvožemio formavimąsi gali paveikti vėjas, sukeldamas defliaciją. Vėjas skatina oro mainus tarp atmosferos ir dirvožemio, padidindamas vandens išgaravimą nuo žemės paviršiaus ir iš dirvožemio. Klimatas dirvožemį veikia ne tik tiesiogiai, bet ir netiesiogiai, nes vienos ar kitos augmenijos egzistavimą, tam tikrų gyvūnų buveinę, taip pat mikrobiologinio aktyvumo intensyvumą lemia būtent klimato sąlygos.
. Augalai ir gyvūnai dirvožemio formavime.
Augalai ir gyvūnai užima didelę dalį dirvožemio formavimosi. Augalai, savo šaknimis prasiskverbę į viršutinį dirvožemį formuojančios uolienos sluoksnį, iš jo apatinių horizontų ištraukia maisto medžiagas ir fiksuoja susintetintoje organinėje medžiagoje. Dėl augalų liekanų irimo dirvoje kaupiasi humusas, kuris turi didelę reikšmę dirvožemio derlingumui. Augalų liekanos dirvožemyje yra būtinas maistinių medžiagų substratas ir būtina daugelio dirvožemio mikroorganizmų vystymosi sąlyga.
Gyvūnai, vykdydami savo gyvenimo veiklą, žymiai pagreitina organinių medžiagų skilimą. Ypatingą vaidmenį atlieka kirminai, vabalai, lervos, taip pat besikasantys gyvūnai, tokie kaip kurmiai, pelės, vėgėlės, kiaunės ir kt. Pakartotinai skaidydami dirvožemį, jie prisideda prie organinių medžiagų maišymosi su mineralais, taip pat. kaip didinant dirvožemio vandens ir oro laidumą, o tai sustiprina ir pagreitina organinių likučių skilimo dirvožemyje procesus. Jie taip pat praturtina dirvožemio masę savo gyvybinės veiklos produktais. Augalai ir gyvūnai užima didelę įtaką uolienų dūlėjimui.
. Mikroorganizmai dirvožemio formavime.
Pastaruoju metu buvo nustatytas išskirtinis mikroorganizmų, ypač bakterijų ir saprofitinių grybų, vaidmuo dirvožemio formavime. Jų skaičius siekia šimtus tūkstančių ir net milijonus 1 cm 2 dirvožemio viršutiniame sluoksnyje. Priklausydami aerobinių ar anaerobinių kategorijai, mikroorganizmai gamina visų rūšių oksidacijos, deoksidacijos, nitrifikacijos ir denitrifikacijos produktus. Esant žinomam drėgmės, temperatūros ir kitų formavimo veiksnių deriniui, mikroorganizmai yra paprasti deguonies ir kitų dujų nešėjai ir atlieka fermento vaidmenį. Labiausiai ištirtos nitrifikuojančios bakterijos yra Nitrosomonas (amoniaką paverčia azoto rūgštimi) ir Nitrobacter, kuri oksiduoja azoto rūgštį į azoto rūgštį (Schlesing, Münz, Vinogradsky). Apskritai dauguma fizikinių ir cheminių procesų, vykstančių dirvožemyje, šiuo metu yra priskiriami dirvožemio mikroorganizmų veiklai.
. Dirvožemio formavimosi palengvinimas.
Reljefas yra labai svarbus dirvožemio formavimo veiksnys. Nuo šlaito statumo priklauso mechaninis tekančio vandens veikimas, tai yra, dirvožemio praturtėjimas arba išeikvojimas smulkiomis ir tirpiomis medžiagomis, o šlaito padėtis pagrindinių taškų atžvilgiu lemia dirvožemio temperatūrą ir drėgmę. todėl beveik visi vidiniai (cheminiai-biologiniai) dirvožemio formavimosi procesai. Reljefas netiesiogiai veikia dirvožemio dangos formavimąsi. Jo vaidmuo daugiausia sumažinamas iki šilumos perskirstymo ir drėkinimo.
. Dirvožemio amžius dirvožemio formavime.
Dirvožemio amžius yra laikas, praėjęs nuo paviršiaus uolienų atsiradimo iš po vandens ar ledo, tai yra nuo oro sąlygų pradžios. Amžiaus reikšmė jaunų dirvožemių formavimuisi neabejotinai yra problematiška senoms dirvoms. Vieni mano, kad dirvožemio dūlėjimas, organinių medžiagų kaupimasis, storio padidėjimas ir pan., yra neribotas, kiti, remdamiesi kai kuriais skaičiavimais, teigia, kad po tam tikro laiko tarp įplaukimo ir suvartojimo atsiranda pusiausvyra. humuso ir kitų medžiagų dirvose, kurios subręsta.
Dirvožemių rūšys.
. Uolėtas dirvožemis.
Uolos prigimtis vaidina lemiamą vaidmenį, kokie augalai augs tokioje dirvoje. Pagrindinė reikšmė čia yra kietumo, poringumo, šiluminės talpos ir šilumos laidumo skirtumai. Pagrindinės uolienos yra: granitas, kalkakmenis, dolomitas, smiltainis, skalūnas, bazaltas ir kt.
Smėlio dirvožemis.
Smėlis susideda iš atskirų įvairių mineralų grūdelių, daugiausia kvarco, bet taip pat ir ragų mišinio, lauko špato, žėručio, kartais kalkių (pavyzdžiui, koraliniame smėlyje, smėlyje iš vulkaninių produktų ir kt.) Smėlio dirvožemio, kaip maistinės terpės, nuopelnai priklauso nuo Jį sudarančių grūdų cheminės savybės: grynas kvarcinis smėlis yra sterilus, nes kvarco grūdeliai nėra veikiami oro sąlygų ir dėl to negali būti augalo maistas. Humusą sunku susidaryti sausame, puriame, smėlingame dirvožemyje, nes organinės dirvožemio dalys lengvai oksiduojasi ir suyra laisvai patenkant į orą.
. Kalkingas dirvožemis.
Kalkių smėlyje, pagamintame iš gazuotų kalkių grūdelių, yra daugiau maistinių medžiagų nei kvarciniame smėlyje. Jis turi šiek tiek didesnį vandens sulaikymą ir ne taip lengvai išdžiūsta.
. Molio dirvožemis.
Molio gruntas pasižymi dideliu sugeriamumu ir higroskopiškumu (iš oro gali sugerti 5-6% vandens garų). Sunku vėdinti; Ši aplinkybė nepalanki augalams ir lemia rūgščių susidarymą bei dirvožemio užmirkimą. Molio dirvožemyje daugiausia yra molio, kuriame savo ruožtu yra kaolino (vandeninio silikatinio aliuminio oksido), kuris yra svarbi augalų maistinė medžiaga. Sumaišius su smėliu, humusu ir kalkėmis, molinga žemė tampa labai derlinga.
. Humusingos dirvos.
Šio tipo dirvožemis susidaro iš augalų ir gyvūnų liekanų bei atliekų ir daugiausia iš įvairaus skilimo laipsnio gyvūnų ekskrementų. Jo formavime svarbų vaidmenį atlieka mikroorganizmai (bakterijos, grybai, moneros ir kt.), taip pat stambesni gyvūnai, daugiausia sliekai.
Huminės medžiagos sudaro lengvai tirpius junginius su sunkiai tirpstančiomis augalų maisto medžiagomis ir taip koreguoja dirvožemių maistinę vertę. Jie žymiai pakeičia fizines dirvožemio savybes; pritaikius mineraliniams dirvožemiams, jie padidina jo sugeriamumą, šilumą, vandens talpą ir daug daugiau. Huminiams dirvožemiams priskiriami durpiniai ir dumblo dirvožemiai.
. Solončako dirvožemis.
Natrio chlorido prisotintas dirvožemis, kurio sudėtis gali būti labai įvairi.
Dirvožemio sudėtis.
Dirvožemį sudaro kietos, skystos, dujinės ir gyvos dalys. Jų santykis skiriasi ne tik skirtinguose dirvožemiuose, bet ir skirtinguose to paties dirvožemio horizontuose.
. Kietąją dirvožemio dalį sudaro mineralinės ir organinės dalelės, kurios sudaro 80–98% dirvožemio masės. Jie susideda iš smėlio, molio, dumblo dalelių, pirminių mineralų (kvarco, lauko špatų, ragų mišinio, žėručio ir kt.) fragmentų ir dalelių. Kietosios dirvožemio dalies mineraloginė sudėtis apima tokias medžiagas kaip: Si, Al, Fe, K, Mg, Ca, C, N, P, S ir mikroelementai: Cu, Mo, I, B, F, Pb ir daugelis kitų. kiti.
Kietosios dirvožemio dalies organinę sudėtį sudaro augalų, gyvūnų ir mikroorganizmų atliekos (baltymai, angliavandeniai, organinės rūgštys, riebalai, ligninas, dervos), taip pat sudėtingas humusinių medžiagų kompleksas, susidedantis iš anglies, deguonies. , vandenilis, azotas ir fosforas.
. Skystoji dirvožemio dalis (dirvos tirpalas) yra vanduo su jame ištirpusiais organiniais ir mineraliniais junginiais. Vandens kiekis dirvožemyje svyruoja nuo 0,1% iki 60%. Skystoji dalis dalyvauja aprūpinant augalus vandeniu ir ištirpusiomis maistinėmis medžiagomis.
. Dujinė dalis (dirvožemio oras) užpildo vandens neužimtas poras. Dirvožemio oro sudėtis apima anglies dioksidą, deguonį, metaną, lakiuosius organinius junginius ir vandens garus. Dirvožemio oro sudėtis labai skiriasi nuo atmosferos oro ir priklauso nuo vykstančių procesų. Tarp dirvožemio ir atmosferos oro nuolat vyksta dujų mainai. Aukštesniųjų augalų ir aerobinių mikroorganizmų šaknų sistemos energingai sugeria deguonį ir išskiria anglies dioksidą. CO2 perteklius iš dirvožemio patenka į atmosferą, o į dirvą prasiskverbia deguonimi prisodrintas atmosferos oras.
Dirvožemio savybės.
. Cheminės savybės.
Dirvožemio chemines savybes lemia procesai, vykstantys daugiausia tarp jo kietųjų ir skystųjų dalių. Pagal masės veikimo dėsnį dirvožemyje susidaro įvairios medžiagos, kurios patenka į tirpalą, o tarp kietosios dalies ir dirvožemio tirpalo jame susidaro judri pusiausvyra. Dirvožemio tirpalas susidaro dirvos formavimosi procese ilgą laiką dėl vandens judėjimo dirvožemyje ir jį drėkinant. Dirvožemio tirpalo reakcija sukuriama dirvožemiui sąveikaujant su vandens ar druskos tirpalais ir pasižymi vandenilio ir hidroksilo jonų koncentracija. Reakcija gali būti rūgštinė, šarminė arba neutrali. Yra aktyvus (faktinis) rūgštingumas, atsirandantis dėl silpnų rūgščių (daugiausia anglies dioksido, organinių rūgščių), rūgščių druskų, mineralinių rūgščių (H2SO4) ir potencialaus rūgštingumo.
Buferinė talpa – tai dirvožemio gebėjimas atsispirti aktyvios reakcijos (pH) pokyčiams, kai į dirvą pridedama rūgščių ar šarmų; jis būdingas kietajai dirvožemio fazei ir priklauso nuo jo cheminės, koloidinės ir mechaninės sudėties.
. Fizikinės dirvožemio savybės.
Fizinės dirvožemio savybės skirstomos į pagrindines (tūris ir savitasis svoris, poringumas, plastiškumas, lipnumas, rišlumas, kietumas, brandumas) ir funkcines (vanduo, oras ir šiluminis). Prie pastarųjų priskiriama galimybė sugerti (sugerti) krentančius kritulių ar drėkinimo vandenį, jį praleisti, laikyti ar sulaikyti, tiekti iš gilių horizontų į paviršių, aprūpinti juo augalus ir pan. Vanduo labai pakeičia dirvožemio fizines, chemines, šilumines ir oro savybes. Dirvožemio fizikinės savybės, glaudžiai susijusios su kitomis jo savybėmis, kinta priklausomai nuo dirvožemio formavimosi eigos, o keičiantis savybėms, keičiasi ir dirvožemio formavimasis.
. Dirvožemio derlingumas.
Dirvožemio derlingumas – tai dirvožemio gebėjimas patenkinti augalų maisto medžiagų, drėgmės, oro, biotinės ir fizikinės bei cheminės aplinkos poreikius. Dirvožemio derlingumas užtikrina žemės ūkio augalų derlingumą, taip pat laukinės augmenijos biologinį produktyvumą.
Dirvožemio vaidmuo žmogaus gyvenime.
Žodžius „žemė yra slaugytoja“ girdime taip dažnai, kad beveik nesuteikiame jiems jokios reikšmės. Bet teisingiau būtų sakyti, kad auga medžiai ir žolė, ošia miškai ir lauke siūbuoja kviečiai tik todėl, kad turime žemę, tiksliau dirvą. Dirvožemio formavimasis prasidėjo nuo pirmųjų gyvų būtybių atsiradimo Žemėje, todėl būtent jiems esame skolingi gyvybei, ir ne tik genetiškai. Nuo seniausių laikų žmonės žinojo, kad juos supantis pasaulis turi nuostabią savybę, kuri buvo vadinama vaisingumu. Dirvožemis, kurio egzistavimą ir vystymąsi turi šiuolaikinė flora ir fauna, buvo labiausiai pastebimas, kasdieniškiausias žmonėms artimas ir suprantamas. Tai būtina augalų, gyvūnų ir žmonių gyvenimo sąlyga. Žmonės, augindami žemės ūkio kultūras, pastebėjo, kad iš to paties augalo sėklų išaugintas derlius skirtinguose žemės sklypuose būna skirtingas.
Dirvožemis taip pat vaidina svarbų vaidmenį natūralioje žmogaus aplinkoje. Dirvožemis, priskiriamas neatsinaujinančių gamtos išteklių grupei, yra pagrindinė žemės ūkio gamybos priemonė. Tarptautinės deklaracijos ir susitarimai aplinkosaugos klausimais („Pasaulio apsaugos strategija“, „Pasaulio dirvožemio chartija“, „Pasaulio dirvožemio politikos pagrindai“) patvirtina dirvožemio, kaip visuotinio žmonijos paveldo, kurį turėtų racionaliai naudoti ir saugoti visi žmonės, svarbą. Žemės.
Šiuo metu žmonių visuomenės ir gamtos sąveikos problema tapo ypač opi. Tampa neginčijama, kad žmogaus gyvenimo kokybės išsaugojimo problemos sprendimas neįsivaizduojamas be tam tikro šiuolaikinių aplinkos problemų supratimo. Žemės dirvožemio danga yra svarbiausias Žemės biosferos komponentas. Būtent dirvožemio apvalkalas lemia daugelį biosferoje vykstančių procesų. Svarbiausia dirvožemių svarba – organinių medžiagų, įvairių cheminių elementų, energijos kaupimas. Dirvožemio danga veikia kaip biologinis įvairių teršalų sugėriklis, naikintojas ir neutralizatorius. Be to, dirvožemis yra svarbiausias natūralus darinys.
Jos vaidmenį visuomenės gyvenime lemia tai, kad dirvožemis yra pagrindinis maisto šaltinis, aprūpinantis 95-97% planetos gyventojų maisto išteklių. Pasaulio sausumos plotas yra 129 milijonai kvadratinių kilometrų arba 86,5% sausumos ploto. Ariamoji žemė ir daugiamečiai sodinimai, kaip žemės ūkio paskirties žemės dalis, užima apie 15 milijonų kvadratinių metrų. km. kvadratinių metrų (10 proc. žemės), šienainiai ir ganyklos – 37,4 mln. km. (25% sušių). Bendras žemės tinkamumas ariamai skirtingų tyrėjų vertinamas skirtingai: nuo 25 iki 32 milijonų kvadratinių metrų. km.
Jei ši biosferos grandis bus sunaikinta, esamas biosferos funkcionavimas bus negrįžtamai sutrikdytas. Šiuolaikinė dirvožemio danga susiformavo tūkstančius metų sąlygomis, kurios dabar visiškai pasikeitė. Taigi nepamatuojamai didėja teisingo ir veiksmingo dirvožemio išteklių naudojimo ir išsaugojimo svarba.
Dirvožemis ir žmonių sveikata.
Dauguma dirvožemyje gyvenančių mikroorganizmų yra saprofagai, kurie nekenkia gyvūnų organizmams. Tuo pačiu metu dirvožemyje nuolat arba laikinai gyvena patogeniniai, patogeniniai mikroorganizmai ir infekcinių ligų sukėlėjai. Štai kodėl jie kelia pavojų. Patogeninės bakterijos yra pavojingų infekcinių ligų, tokių kaip juodligė, dujinė gangrena, stabligė ir botulizmas, sukėlėjai.
Žmogus gali užsikrėsti per užterštą dirvą įvairiomis aplinkybėmis: tiesiogiai dirvos dirbimo, derliaus nuėmimo, statybos darbų ir kitomis sąlygomis. Juodligė yra viena pavojingiausių žmonių ir gyvūnų ligų. Juodligės sukėlėjas yra juodligės bacila, kuri, patekusi į dirvą su sergančių gyvūnų šlapimu ir išmatomis, aplink save suformuoja sporą ir tokioje būsenoje gali išlikti metų metus, ypač kaštonų ir chernozemo dirvose. Gyvūnai, valgantys maistą, užterštą šia bakterija, užsikrečia juodlige. Žmogus juodlige paprastai užsikrečia kontaktuodamas su sergančiais ar nugaišusiais gyvūnais, per produktus ir žaliavas, gautas iš sergančių gyvūnų (mėsą, vilną, odą), taip pat tiesiogiai kontaktuodamas su dirvožemiu.
Stabligės bacila – sporinė bacila, pavojinga žmogui. Žmogus užsikrečia per pažeistą odą ar gleivinę, kai jis liečiasi su užterštu dirvožemiu. Stabligės bacila yra botulizmo, sunkaus apsinuodijimo maistu, sukėlėjas. Pagal savo poveikio žmogaus ir gyvūnų organizmui stiprumą šis toksinas pranoksta visus kitus bakterinius toksinus ir cheminius nuodus.
Gangreninė bacila – bacilos sporos sukelia dujinę gangreną, kuri pasireiškia greitai plintančio audinių pabrinkimo ir nekrozės pavidalu.
Tarp laikinų mikroorganizmų, gyvenančių dirvožemyje, didelę grupę sudaro žarnyno infekcijų (vidurių šiltinės, paratifodo, dizenterijos, choleros), bruceliozės, tuliaremijos, maro, kokliušo sukėlėjai. Į dirvą jie patenka tik tam tikromis sąlygomis (su ligonių išskyromis, su nuotekomis ir pan.). Negalima sakyti, kad dirvožemis yra palanki aplinka jų buveinei. Kai kurie iš jų žūva dėl maistinių medžiagų trūkumo, o kai kurie gali išgyventi dirvožemyje iki šešių mėnesių.
Pavojų kelia ir tuberkuliozės, raupsų, difterijos sukėlėjai, patekę į dirvą. Paprastai žarnyno infekcijomis žmogus užsikrečia per užterštas daržoves. Tačiau ne mažiau pavojų kelia antrinė požeminių ir paviršinių vandenų tarša. Tuberkuliozės bacilos išlieka gyvybingos iki 15 mėnesių, difterijos bacilos – apie dvi savaites.
Be kita ko, cheminė dirvožemio sudėtis gali turėti tam tikrą poveikį žmonių sveikatai. Mikroelementai į žmogaus organizmą patenka su augaliniu ir gyvuliniu maistu, iš dalies su vandeniu, pagal schemą: dirvožemis – augalas – gyvūno kūnas. Augalų ir gyvūnų organizmų aprūpinimo mikroelementais lygis priklauso nuo jų kiekio, visų pirma dirvožemyje. Mikroelementų trūkumas ar perteklius dirvožemyje lemia trūkumą ar perteklių ne tik žolėdžiuose, bet ir mėsėdžiuose, taip pat ir žmogaus organizme. Tai reiškia, kad susilpnėja arba sustiprėja biologiškai aktyvių medžiagų, įskaitant mikroelementus, sintezė, sutrinka tarpinės apykaitos procesas, atsiranda ligų.
Dirvožemio tyrimai.
Koks dirvožemis yra mūsų svetainėje? Kokių medžiagų jame yra? Ar saugu jį naudoti žemės ūkio reikmėms? Dirvožemis yra labai sudėtinga biocheminė medžiaga, kuri turi tam tikrą inertiškumą iš išorės patekusioms medžiagoms. Dėl šio dirvožemio inertiškumo ir buferiškumo kai kuriais atvejais nepakanka mineralinių ir organinių trąšų, kad augalai būtų papildyti maistinėmis medžiagomis.
Bet kurio maistinio elemento trūkumas augale sukelia pastebimų jo augimo ir vystymosi anomalijų. Esant tokiai situacijai, neįmanoma sukurti sveiko ir gražaus sodo naudojant įprastines žemės ūkio technikas. Šiuo atveju aktualūs tampa dirvožemio tyrimai. Šiuo metu tiksliausias ir patikimiausias būdas patikrinti dirvožemio kokybę ir tinkamumą naudoti yra jo cheminis ir bakteriologinis tyrimas. Dėl analitinės chemijos šiandien galime atlikti absoliučiai bet kokį dirvožemio tyrimą.
. Cheminis dirvožemio tyrimas.
Dirvožemis yra derlingas paviršinis Žemės sluoksnis. Dirvožemis yra daugiafunkcė keturių fazių sistema, susidaranti dėl uolienų oro sąlygų ir gyvybinės organizmų veiklos. Ji laikoma ypatinga natūralia membrana (biogeomembrana), reguliuojančia Žemės biosferos, hidrosferos ir atmosferos sąveiką. Jis susidaro veikiant klimatui, topografijai, pradinei dirvožemį formuojančiai uolienai, taip pat gyviems organizmams.
Dirvožemio cheminė sudėtis yra nevienalytė ir gali labai skirtis priklausomai nuo teritorijos. Dirvožemį aktyviai veikia žmogaus ūkinė ir pramoninė veikla. Į dirvožemį patenka nemažai pavojingų teršalų (labai dažnas dirvožemio užterštumas naftos produktais ir sunkiaisiais metalais). Jų turinį griežtai reglamentuoja sanitariniai standartai.
Prieš pradedant bet kokius kraštovaizdžio tvarkymo darbus, patartina atlikti cheminį grunto tyrimą. Tyrimas leidžia laiku nustatyti konkrečias su dirvožemiu susijusias problemas.
Apibendrinant tai, kas išdėstyta pirmiau, galime daryti išvadą: dirvožemio tyrimo rezultatai leidžia nustatyti dirvožemio cheminę sudėtį ir savybes. Tai leidžia sužinoti bendrą C, N, Si, Al, Fe, Ca, Mg, P, S, K, Na, Mn, Ti ir kitų elementų kiekį dirvožemyje, suteikia supratimą apie turinį. vandenyje tirpių medžiagų (kalcio, magnio, natrio sulfatų, chloridų ir karbonatų ir kt.), lemia dirvožemio įgeriamumą, atskleidžia dirvožemio aprūpinimą maistinėmis medžiagomis - nustato lengvai tirpaus (judriojo) azoto, fosforo ir fosforo kiekį. kalio junginiai, kuriuos pasisavina augalai, lemia sunkiuosius metalus dirvožemyje (Cd, Zn, Cr ,Co ir kt.), turinčius toksinį poveikį žmogui; padeda atpažinti augalų grupes, kurios gali įsišaknyti ir saugiai augti tam tikroje vietovėje.
. Bakteriologinis dirvožemio tyrimas.
Deja, dirvožemis yra ne tik naudingos mikrofloros ir faunos, bet ir patogeninės, rezervuaras. Atsižvelgiant į tam tikrą epidemiologinį dirvožemio, kaip tam tikrų infekcinių gyvūnų ir žmonių infekcinių ligų plitimo veiksnio, vaidmenį, sanitarinėje ir antiepideminėje praktikoje imamasi nemažai priemonių, skirtų apsaugoti dirvožemį nuo užteršimo ir užkrėtimo patogeninėmis mikroorganizmų rūšimis. . Tarp patogeninių dirvožemio gyventojų ypač svarbūs žmogaus patogenai. Vaikai jiems yra labiausiai pažeidžiami.
Mikroorganizmų gyvybinę veiklą dirvožemyje, jų kokybinę ir kiekybinę sudėtį lemia dirvožemio sąlygos: maistinių medžiagų buvimas, drėgmė, aeracija, aplinkos reakcija ir temperatūra. Dirvožemio tipas turi didelę įtaką tiek bendram sisteminių mikroorganizmų grupių skaičiui, tiek jų santykiui. Dirvožemio mikroflorą sudaro šios mikroorganizmų grupės:
Amonifikacinės bakterijos, sukeliančios gyvūnų lavonų, augalų liekanų puvimą, karbamido skilimą susidarant amoniakui ir kitiems produktams
Nitrifikuojančios bakterijos
Bakterijos, dalyvaujančios sieros, geležies, fosforo ir kitų elementų cikle(sieros bakterijos, geležies bakterijos)
Bakterijos, kurios skaido skaidulas ir sukelia fermentaciją.
Bakteriologinis dirvožemio tyrimas apima saprofitinių bakterijų, koliforminių bakterijų (koli titras ir colių indeksas), klostridijų (perfringens-titras), termofilinių bakterijų, nitrifikuojančių bakterijų, aktinomicetų, grybelių, salmonelių, šigelų, infekcinių ligų sukėlėjų nustatymas. stabligė, botulizmas, bruceliozė, juodligė.
Paprastai vaikams skirtose vietose yra lauko žaidimų aikštelė su mediniu arba vejos paviršiumi. Bet ar įmanoma sulaikyti nedidelį sūkurį uždaroje erdvėje? Tiriamasis susidomėjimas skatina vaikus ieškoti nuotykių. Svetainėje mažas vaikas turi laiko bėgioti per pievelę, užlipti ant besidriekiančio medžio, saugiai nusileisti ant žemės, pasipliuškenti sekliame tvenkinio vandenyje, įlįsti į gėlyno ar dekoratyvinio daržo žemę ir viską išbandyti. ryškios uogos ir vaisiai. Natūralu, kad patogeniniai organizmai taip pat gali patekti į vaiko kūną. Tokiais atvejais ypač svarbu atlikti dirvožemio tyrimus dėl žmogaus patogenų buvimo.
Dirvožemis yra didžiulis gamtos išteklius, aprūpinantis žmones maistu, gyvūnus – pašarais, o pramonę – žaliavomis. Jis buvo sukurtas šimtmečius ir tūkstantmečius. Todėl dirvožemio apsauga yra vienas iš pagrindinių Rusijos valstybės uždavinių.
P.S.: „Dirvožemį reikėtų vadinti „dienos šviesa“ arba išoriniu uolų horizontu,
natūraliai modifikuotas dėl bendro vandens, oro ir
įvairių rūšių gyvų ir mirusių organizmų“.
Dokučajevas V.V.
Ekopolis. Visos teisės saugomos.
Šioje pamokoje sužinosite, kaip susidaro viršutinis derlingas sluoksnis – žemė. Sužinokite apie dirvožemio ir jo gyventojų savybes.
Tema: Negyvos ir gyvosios gamtos santykis
Pamoka: kaip formuojasi dirvožemis
Mūsų pamoka bus skirta dirvožemiui ir jo formavimuisi. Tiek aukštas medis, tiek mažas žolės stiebas yra sutvirtintos savo šaknimis žemėje, tiksliau jos viršutiniame sluoksnyje, kuris vadinamas dirvožemiu.
Kaip susiformavo dirvožemis? Dirvožemio formavimosi pagrindas yra Žemės uolienos. Rezervuarų, lygumų ir kalnų dugnas yra sudarytas iš uolienų, kurios buvo sunaikintos per milijonus metų saulės šilumos, vandens, oro ir gyvų organizmų įtakos. Smulkiausios uolienų dalelės kaupiasi uolienų plyšiuose ir rieda žemyn vandens srautais į žemas vietas. Į plyšius lengvai įsiskverbia vanduo, oras, bakterijos, smulkūs gyvūnai ir augalų sėklos. Dėl to ant akmenų išdygsta žolelių kuokšteliai, maži krūmeliai ir net medžiai. Augalų šaknys toliau plečia įtrūkimus, naikindamos uolienas.
Ryžiai. 2. Sudygę augalai ant akmens ()
Metai praeina, dirvožemio formavimasis yra labai ilgas procesas. Po tūkstančio metų iš augalų liekanų uolų papėdėje susidaro dirvožemis. Tai viršutinis derlingas žemės sluoksnis iki 2 cm storio Ant minkštų vulkaninių pelenų šis procesas vyksta greitai, vos per 50–60 metų. Gyvūnai dalyvauja formuojant dirvą. Jie atpalaiduoja uolieną, sumaišo ją su pusiau supuvusiomis augalų šaknimis, o žūdami patys tampa jos dalelėmis. Taigi dirvožemio susidarymas atsiranda dėl uolienų sunaikinimo, veikiant visiems gamtos komponentams: saulės šilumai, vandeniui, orui, gyviems organizmams. Tik visos gamtos dalys, veikdamos viena kitą, sudaro dirvą. Jei nebus uolienų ir gyvų organizmų, nebus ir dirvožemio. Nėra vandens ir oro – nesusidaro dirvožemis.
Prisiminkime pasivaikščiojimą rudenėjančiame miške. Ar galite, remdamiesi savo pastebėjimais, įrodyti, kad dirvožemis sujungia negyvąją ir gyvąją gamtą į vieną visumą?
Sausi lapai, spygliai, žolė, medžių šakos krenta ant žemės ir kaupiasi viršutiniame jos sluoksnyje. Po nukritusiais lapais ir šakomis yra smėlio ir molio, smulkūs akmenukai, gyvūnų ir augalų liekanos, humusas, ir tai reiškia negyvąją gamtą. Visa tai sukaupia augalų šaknys, nes kiekvienas augalas maisto medžiagas pasiima iš dirvožemio. Dirvožemyje visada yra bakterijų, grybų ir mažų gyvūnų, ir tai taikoma gyvajai gamtai. Žinome, kas paima maistines medžiagas iš dirvožemio. Ir kas juos vėl papildo? Juk jei atsargos nebus papildytos, dirva greitai pritrūks. Dirvos gyvūnai jame daro praėjimus, į kuriuos patenka vanduo ir oras, jie sumaišo žemę, susmulkina augalų liekanas, o bakterijos, kurios visada gyvena dirvoje, paverčia šias liekanas humusu.
Lapai ir žolė dirvožemyje gana greitai suyra. Vos per šešis mėnesius jie tampa puikiomis trąšomis. Taigi maistinės medžiagos nuolat grąžinamos į dirvą ir vėl jas suvartoja augalai. Vyksta dirvožemio ciklas. Dirvožemis sujungia negyvąją ir gyvąją gamtą į vieną visumą.
Kokius gyvūnus galima pamatyti dirvožemyje? Miško paklotėje sušalo boružėlė, skruzdėlės kažką tempia į savo požeminius namus, bet kurmiai ir sliekai visą gyvenimą praleidžia dirvoje.
O žeminė kamanė tik žiemoja. Varlės ir sraigės nuo dienos kaitros slepiasi dirvoje, o gaidžiukai deda kiaušinėlius, iš kurių atsiranda jų palikuonys.
Vabalai prasiskverbia į dirvą iki 2 metrų gylio, skruzdėlės – iki 3 metrų. Kurmiai – iki 5 metrų, o sliekai – iki 8 metrų.
Didelę naudą dirvai kurmiai atneša darydami gilius tunelius, kurmiai išmeta žemę į paviršių, o ši dirva pusantro karto turtingesnė kalcio, magnio, geležies ir kitų maistinių medžiagų.
Mokslininkai suskaičiavo, kad beržyne kurmiai iš gelmių į tokio praturtinto dirvožemio paviršių pakelia iki 10 tonų iš hektaro. Pasirodo, didžiąją dalį beržyno apvaisina kurmiai. O žemėje, kurmių kalneliuose kaupiasi vanduo, kuris drėkina dirvą.
Ką valgo dirvožemio gyvūnai? Jie minta gyvų organizmų liekanomis, augalų šaknimis ir kitais smulkiais gyvūnais. Kiaulpienių šaknis graužia gaidžio lervos, o lervomis mėgsta vaišintis kurmiai. Kurmis pavalgęs eina miegoti ir miega 4 valandas, pabudęs iškart eina ieškoti maisto. Darydamas gilius praėjimus, kurmis nuolat užkliūva už kenksmingų vabzdžių ir jų lervų. Per dieną kurmis suvalgo tiek, kiek sveria ir net daugiau. Apgamas negali būti alkanas 17-18 valandų be maisto jam yra pražūtinga. Štai kodėl kurmiai negali žiemoti žiemą.
Tarp dirvožemio augalų ir gyvūnų yra maisto priklausomybė: kiaulpienės šaknis – lerva – kurmis. Jei kiaulpienių nebus, lervos mirs, jei lervų nebus, kurmiai badaus. Todėl mokslininkai mano, kad visi gyvi organizmai yra tarpusavyje susiję mitybos grandinėmis. Maisto grandinė parodo, kas ką valgo. Tarp dirvožemio gyventojų yra daug mitybos grandinių, tačiau kiekvienoje tokioje grandinėje pirmoji grandis yra augalas. Juk tik jis sugeba iš anglies dioksido ir vandens su šviesoje ištirpusiomis mineralinėmis druskomis sudaryti maistines medžiagas. Antroji grandis – žolėdžiai gyvūnai, trečioji – mėsėdžiai ir visaėdžiai gyvūnai. Kai žūva plėšrieji ar visaėdžiai gyvūnai, jų liekanos tampa maistu bakterijoms ir kitiems smulkiems gyvūnams.
Šiandien pamokoje sužinojote, kad dirvožemis yra gyvosios ir negyvosios gamtos vienybė, kaip susidaro dirvožemis ir kokios mitybos grandinės egzistuoja.
- Vachruševas A.A., Danilovas D.D. Mus supantis pasaulis 3. M.: Ballas.
- Dmitrieva N.Ya., Kazakovas A.N. Mus supantis pasaulis 3. M.: Fedorovo leidykla.
- Plešakovas A.A. Mus supantis pasaulis 3. M.: Švietimas.
- Enciklopedija aplink pasaulį ().
- Gyvūnų pasaulio enciklopedija ().
- Mokslas ir gyvenimas ().
- Kas yra dirvožemis?
- Kokie gyvūnai gyvena dirvožemyje?
- Ar dirvožemis gali atsigauti?
Dirvožemio formavimas
Dirvožemio formavimas
Dirvožemis susidaro iš uolienų dėl ilgo naikinimo proceso ir vėlesnių šių suardytų uolienų dalių ir dalelių kokybinių pokyčių.
Dirvožemio formavimosi procesą galima stebėti ir šiandien. Pirma, uolienos, esančios žemės plutos paviršiniuose sluoksniuose, patiria pradinį sunaikinimą – atmosferą. Tai atsiranda dėl stipraus uolienų kaitinimo saulės spindulių dieną ir staigaus aušinimo naktį. Uolienoje susidaro daugybė plyšių, kurie laikui bėgant plečiasi ir gilėja, o tai palengvina į juos prasiskverbiantis ir ten užšąlantis vanduo. Dėl šių fizinių poveikių uolos susmulkinamos į skirtingų formų ir dydžių fragmentus, kurie palaipsniui tampa purūs.
Mikroorganizmai pirmieji nusėda ant plikų birių uolienų, daugiausia minta anglimi ir azotu iš atmosferos, taip pat mineraliniais uolienų junginiais. Tada čia apsigyvena žemesni augalai – kerpės ir labiau organizuotos – samanos, kurios energingiau ardo uolienas ir giliai pakeičia jų sudėtį. Mirštančias kerpes ir samanas skaido mikroorganizmai ir susidaro humusas, arba humusas (iš lot. humuso – žemė, dirva), todėl susidaro pirminiai plonos dirvos sluoksniai. Tačiau šiuose dirvožemio sluoksniuose jau yra medžiagų, reikalingų aukštesniems žoliniams ir sumedėjusiems augalams maitinti, kurie galiausiai uolienas paverčia dirvožemiu (2 pav.). Kiekvienais metais mirštančios augalų dalys aprūpina maistą mikroorganizmams ir gyvūnams. Apdorojant maistą jie sukuria dar daugiau įvairių uolienas ardančių medžiagų, dėl kurių didėja dirvožemio storis, o viršutiniuose jo sluoksniuose kaupiasi humusas. Taigi periodišką bakterijų, kerpių, samanų, aukštesnių žolinių ir sumedėjusių augalų žūtį lydi viršutinio žemės plutos horizonto praturtėjimas organinėmis medžiagomis ir biologiškai svarbiais augalų mineralinės mitybos elementais.
Gyvūniniai organizmai taip pat vaidina svarbų vaidmenį formuojant dirvožemį – kirminai, skruzdėlės, pelėnai, goferiai, kurmiai ir kt. Judėdami dirvožemyje, jie ją purena ir sumaišo su augalų liekanomis, taip pagerindami fizines dirvožemio savybes. Kirminai ir vabzdžiai apdoroja augalų liekanas ir praturtina dirvą humusu.
Dėl fizinių, cheminių ir biologinių procesų, vykstančių dirvožemyje, palaipsniui formuojasi jo struktūra. Dirvožemio struktūra vadinama jos vidine struktūra – įvairaus dydžio ir formos dirvožemio gumuliukai, susidedantys iš dirvožemio dalelių. Geriausi dirvožemiai turi smulkiai grumstingą arba granuliuotą struktūrą su 1–10 mm skersmens gumuliukais. Derlingose dirvose susidaro daug tuštumų ar porų, todėl susidaro sąlygos bakterijoms ir augalų šaknims gauti oro ir drėgmės, o tai leidžia geriau vystytis. Tokios struktūros yra derlingi chernozemai ir šalia jų esantys dirvožemiai.
