Абиотические факторы. Особенности их влияния на условия труда фармацевтов производственной аптеки

    5). Очень плотное (слитое) сложение – почти не поддается копанию лопатой (входит в почву не глубже 1 см), нужны лом, кирка. В сухом состоянии монолитна, крупноглыбиста, нож не входит в стенку разреза, во влажном состоянии очень вязкая и упругая.

    Сложение  почв зависит от ее механического  и химического состава и от ее влажности. В пределах почвенного профиля сложение почвы (т.е. ее плотность  и порозность) может сильно изменяться. Верхнему гумусово-аккумулятивному  горизонту чаще всего бывает присуще  рыхлое сложение и большая меж- и  внутриструктурная порозность. Сложение иллювиального горизонта, как правило, более плотное, трещиноватое.

    Гидротермический режим и аэрация

    Основными показателями свойств почвы, отражающими  возможность ее быть средой обитания для живых организмов, являются гидротермический режим и аэрация. Или влажность, температура и структура почвы. Все три показателя тесно связаны  между собой. С повышением влажности  повышается теплопроводность и ухудшается аэрация почв. Чем выше температура, тем сильнее идет испарение. Непосредственно  с этими показателями связаны  понятия физической и физиологической  сухости почв.

    Физическая  сухость обычна место при атмосферных  засухах, в связи с резким сокращением  поступления воды из-за долгого отсутствия осадков. При одинаковом положении в рельефе и прочих сходных условиях произрастания, чем лучше развит растительный покров, тем быстрее наступает состояние физической сухости.

    Физиологическая сухость – более сложное явление, оно обусловлено неблагоприятными условиями среды. Заключается в  физиологической недоступности  воды при достаточном, и даже избыточном ее количестве в почве. Как правило, физиологически недоступной становится вода при низких температурах, высоких  засоленности или кислотности почв, наличии токсических веществ, недостатке кислорода. Одновременно недоступными становятся и растворимые в воде элементы питания: фосфор, сера, кальций, калий и др.

    Из-за холодности почв, и обусловленными ею переувлажнением и высокой  кислотностью, физиологически недоступны корнесобственным растениям большие  запасы воды и минеральных солей  во многих экосистемах тундры и северотаежных  лесов. Этим объясняется сильное  угнетение в них высших растений и широкое распространение лишайников и мхов, особенно сфагновых.

    Одним из важных приспособлений к суровым  условиям в эдасфере является микоризное питание. Практически все деревья имеют связь с грибами-микоризообразователями. Каждому виду дерева соответствует свой микоризообразующий вид гриба. За счет микоризы увеличивается активная поверхность корневых систем, а выделения гриба корнями высших растений легко усваиваются.

    При достаточном количестве тепла главную  роль в почвообразовании играет гидрологический  режим. В ландшафтах быстрого водообмена ведущим является буроземообразовательный процесс. Почвы этих ландшафтов, они же и зональные – бурые лесные под хвойно-широколиственными и широколиственными лесами и буро-таежные – под хвойными, отличаются очень высокой продуктивностью. Так, запасы древостоев в чернопихтово-широколиственных лесах, занимающих нижние и средние частях северных склонов на слабоскелетных суглинках достигают 1000 м3/га. Бурые почвы отличаются слабо выраженной дифференциацией генетического профиля.

    В ландшафтах слабо сдержанного водообмена буроземообразование сопровождается оподзоливанием. В профиле почв, помимо гумусового и иллювиального  горизонтов, выделяется осветленный  элювиальный и появляются признаки дифференциации профиля. Им присущи  слабокислая реакция среды и  высокое содержание гумуса в верхней  части профиля. Продуктивность этих почв меньше - запасы древостоев на них  снижаются до 500 м3/га.

    В ландшафтах затрудненного водообмена из-за систематического сильного переувлажнения в почвах создаются анаэробные условия, развиваются процессы оглеения и  оторфованности гумусового слоя, Для  них наиболее типичны буро-таежные  глеево-оподзоленные, торфянисто- и  торфяно-глеевые почвы под пихтово-еловыми  лесами, буро-таежные торфянистые  и торфяно-оподзоленные – под  лиственничниками. Из-за слабой аэрации  снижаются биологическая активность, увеличивается мощность органогенных горизонтов. Профиль резко разграничен  на гумусовый, элювиальный и иллювиальный горизонты.

    Поскольку каждому типу почв, каждой почвенной  зоне свойственны свои особенности, то и организмы отличаются избирательностью по отношению к этим условиям. По облику растительного покрова можно  судить о влажности, кислотности, теплообеспеченности, засоленности, составе материнской  породы и прочих характеристиках  почвенного покрова.

    Не  только флора и структура растительности, но и фауна, за исключением микро- и мезофауны, специфична для разных почв. Например, около 20 видов жуков  – галофилы, обитают только в  почвах с повышенной соленостью. Даже дождевые черви наибольшей численности  достигают во влажных, теплых, с мощным органогенным слоем почвах.

    Химический  состав почвы

    Около 50—60 % объёма и до 90—97 % массы почвы составляют минеральные компоненты. Минеральный состав почвы отличается от состава породы, на которой она образовалась, чем старше почва, тем сильнее это отличие.

    Минералы, являющиеся остаточным материалом в  ходе выветривания и почвообразования, носят название первичных. В зоне гипергенеза большинство из них неустойчиво и с той или иной скоростью разрушается. Одними из первых разрушаются оливин, амфиболы, пироксены, нефелин. Более устойчивыми являются полевые шпаты, составляющие до 10—15 % массы твёрдой фазы почвы. Чаще всего они представлены относительно крупными песчаными частицами. Высокой стойкостью отличаются эпидот, дистен, гранат, ставролит, циркон, турмалин. Содержание их обычно незначительно, однако позволяет судить о происхождении материнской породы и времени почвообразования. Наибольшую устойчивость имеет кварц, который выветривается за несколько миллионов лет. Благодаря этому в условиях длительного и интенсивного выветривания, сопровождающегося выносом продуктов разрушения минералов, происходит его относительное накопление.

    Почва характеризуется высоким содержанием  вторичных минералов, образованных в результате глубокого химического преобразования первичных, или же синтезированных непосредственно в почве. Особенно важна среди них роль глинистых минералов — каолинита, монтмориллонита, галлуазита, серпентина и ряда других. Они обладают высокими сорбционными свойствами, большой ёмкостью катионного и анионного обмена, способностью к набуханию и удержанию воды, липкостью и т. д. Этими свойствами во многом обусловлена поглотительная способность почв, её структура и, в конечном счёте, плодородие.

    Высоко  содержание минералов-оксидов и  гидрокисидов железа (лимонит, гематит), марганца (вернадит, пиролюзит, манганит), алюминия (гиббсит) и др., также сильно влияющие на свойства почвы — они участвуют в формировании структуры, почвенного поглощающего комплекса (особенно в сильно выветрелых тропических почвах), принимают участие в окислительно-восстановительных процессах. Большую роль в почвах играют карбонаты (кальцит, арагонит см. карбонатно-кальциевое равновесие в почвах). В аридных регионах в почве нередко накапиливаются легкорастворимые соли (хлорид натрия, карбонат натрия и др.), влияющие на весь ход почвообразовательного процесса.

    В почве содержится некоторое количество органического вещества. В органогенных (торфяных) почвах оно может преобладать, в большинстве же минеральных почв его количество не превышает нескольких процентов в верхних горизонтах.

    В состав органического вещества почвы  входят как растительные и животные остатки, не утратившие черт анатомического строения, так и отдельные химические соединения, называемые гумусом. В составе последнего находятся как неспецифические вещества известного строения (липиды, углеводы, лигнин, флавоноиды, пигменты, воск, смолы и т. д.), составляющие до 10—15 % всего гумуса, так и образующиеся из них в почве специфические гумусовые кислоты.

    Гумусовые кислоты не имеют определённой формулы  и представляют собой целый класс  высокомолекулярных соединений. В советском  и российском почвоведении они традиционно  разделяются на гуминовые и фульвокислоты.

    Элементный  состав гуминовых кислот (по массе): 46—62 % C, 3—6 % N, 3—5 % H, 32—38 % O. Состав фульвокислот: 36—44 % C, 3—4,5 % N, 3—5 % H, 45—50 % O. В обоих соединениях присутствуют также сера (от 0,1 до 1,2 %), фосфор (сотые и десятые доли %). Молекулярные массы для гуминовых кислот составляют 20—80 кДа (минимальная 5 кДа, максимальная 650 кДа), для фульвокислот 4—15 кДа. Фульвокислоты подвижнее, растворимы на всём диапазоне pH (гуминовые выпадают в осадок в кислой среде). Отношение углерода гуминовых и фульвокислот (C_гк/C_фк) является важным показателем гумусового состояния почв.

    В молекуле гуминовых кислот выделяют ядро, состоящее из ароматических колец, в том числе азотсодержащих гетероциклов. Кольца соединяются «мостиками» с двойными связями, создающими протяжённые цепи сопряжения, обуславливающие тёмную окраску вещества. Ядро окружено периферическими алифатическими цепями, в том числе углеводородного и полипептидного типов. Цепи несут различные функциональные группы (гидроксильные, карбонильные, карбоксильные, аминогруппы и др.), что является причиной высокой ёмкости поглощения — 180—500 мг-экв/100 г.

    О строении фульвокислот известно значительно  меньше. Они имеют тот же состав функциональных групп, однако более  высокую ёмкость поглощения — до 670 мг-экв/100 г.

    Механизм  формирования гумусовых кислот (гумификация) до конца не изучен. По конденсационной гипотезе (М. М. Кононова, А. Г. Трусов) эти вещества синтезируются из низкомолекулярных органических соединений. По гипотезе Л. Н. Александровой гумусовые кислоты образуются при взаимодействии высокомолекулярных соединений (белки, биополимеры), затем постепенно окисляются и расщепляются. Согласно обеим гипотезам в этих процессах принимают участие ферменты, образуемые преимущественно микроорганизмами. Есть предположение о чисто биогенном происхождении гумусовых кислот. По многим свойствам они напоминают тёмноокрашенные пигменты грибов.