Процесс формирования химического состава природных вод очень сложен и зависит от множества факторов.
Атмосферные воды . Основой, первоисточником всех природных вод является Мировой океан. В результате испарительных процессов под воздействием энергии солнечного излучения громадные объемы воды поднимаются в атмосферу и переносятся на огромные расстояния. Атмосферные воды являются первой стадией формирования поверхностных и подземных вод. Атмосферные воды относятся к наименее изученным, но можно сказать, что испарившаяся вода содержит незначительное количество примесей и является практически пресной.
Общая минерализация ее составляет 10-20 мг/л. Однако это могут быть растворы сильных кислот. Известно, что кислотные дожди наносят непоправимый вред природе. Образуются они в результате взаимодействия атмосферной влаги и газов - окислов серы и азота, в огромных количествах, выделяющихся при сжигании органического топлива - мазута, угля, торфа и т.п. В результате растворения этих газов в атмосферной воде ее водородный показатель достигает значений рН 3-4. Эта атмосферная влага фактически является слабым раствором серной, азотной и некоторых других кислот. В атмосфере могут также находиться вредные примеси, попадающие в нее в результате техногенных катастроф. При растворении в атмосферной влаге они могут переноситься на огромные расстояния и загрязнять природные воды далеко от места аварии. Всем памятны радиоактивные выбросы в Чернобыле, когда огромные европейские пространства оказались загрязнены радионуклидами. В таком случае атмосферные воды непосредственно влияют на химический состав и качество природных вод, а антропогенные факторы оказывают влияние на атмосферные воды.
Климат местности . Одним из основных факторов формирования химического состава воды является климат местности. Выпавшие атмосферные осадки, как правило, уменьшают минерализацию поверхностных и подземных вод. В то же время в результате испарения поверхностных вод минерализация их увеличивается. Климат является одной из географических характеристик той или иной местности Земли и изучается в рамках науки климатологии. На климат местности оказывают воздействие такие географические факторы, как широта, высота над уровнем моря, распределение морей, равнинных пространств и горных массивов, растительный и снежный покров. Антропогенные факторы также непосредственно влияют на климат. Рукотворные водоемы, регулирование речных стоков, тепловое, газовое и аэрозольное загрязнение атмосферы, тепловое загрязнение гидросферы, вырубка лесов и т.д. - все эти факторы приводят к глобальному изменению климата.
Залегающие горные породы и их выщелачивание . К ведущим факторам формирования минералогического состава природных вод можно отнести и залегающие горные породы. Подземные реки, протекающие в осадочных и коренных породах, обогащаются различными ионами хорошо растворимых минералов, содержащихся в этих породах. Главнейшими растворимыми минералами, которые в основном и определяют химический состав природных вод, являются галит и каменная соль NaСl, гипс СаSO 4 , кальцит СаСО 3 и доломит СаСО х МgCO 3 . Химический состав природных вод в значительной степени определяется процессами выщелачивания, или химического выветривания горных пород. В табл.7 приведена классификация горных пород по их происхождению.
Относительное содержание горных пород в земной коре представлено в табл. 8. Как видно, осадочные и метаморфические горные породы, оказывающие основное влияние на формирование химического состава природных вод, составляют не более 5%.
Гидрокарбонатно-кальциевые воды образуются при протекании подземных вод через известняки. Сульфатные кальциевые воды образуются при растворении минералов, содержащих гипс. Хлоридные натриевые воды образуются при выщелачивании каменной соли.
Окислительно-восстановительные и кислотно-щелочные реакции, в результате которых происходит формирование природных вод, оказывают большое влияние на химический состав воды. В зависимости от содержания в атмосфере окислов серы, азота и диоксида углерода (углекислого газа) природные воды имеют различную активную реакцию. В более кислых природных водах, как правило, лучше растворяется большинство химических элементов. Растворение химических соединений природных минералов под воздействием химических реакций носит название химического выщелачивания минералов.
Окислительно-восстановительные реакции в природных водах определяются наличием в них окислителей, например кислорода, и восстановителей, например водорода. Окислением называется процесс отдачи электронов, а восстановлением - процесс их приобретения. Поскольку процесс окисления химического элемента сопровождается восстановлением окислителя, эта реакция и носит название окислительно-восстановительной.
Многие элементы (железо, марганец, хром, сера, кобальт и др.) способны изменять свою валентность, поэтому реакции окисления и восстановления играют значительную роль, переводя растворимые "соединения в нерастворимые и наоборот.
В процессах растворения почвенных минералов значительная роль принадлежит микроорганизмам. В процессе своей жизнедеятельности они используют энергию окислительно-восстановительных реакций, поэтому процесс называется биологическим выщелачиванием минералов.
Смешение природных вод . При смешении различных природных вод происходит значительное изменение их химического состава. Так, в результате образования нерастворимых соединений и выпадения осадка получаются воды, химический состав которых не совпадает с химическим составом исходной воды.
Почвы обогащают природные воды газами, органическими веществами, ионами электролитов. В результате прохождения через почвенные слои вода насыщается продуктами разложения органических остатков. Это высокомолекулярные органические, гумусовые и фульвокислоты. В свою очередь, из почвы вымываются комплексные коллоидные соединения вида SiO 2 х Аl 2 О 3 . При формировании химического состава природных вод в почвенной среде активно протекают процессы ионного обмена между водой и структурными составляющими почвы.
Антропогенные факторы . Одним из основных антропогенных факторов, оказывающих непосредственное влияние на химический состав природных вод, являются сточные воды. Хозяйственно-бытовые, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды могут содержать весь перечень природных и созданных человеком химических элементов и веществ. Поскольку полностью очистить сточные воды не представляется возможным, то все эти вещества оказываются в почве, воде, атмосфере. Сточные воды приводят также к термическому загрязнению природных вод и уменьшению концентрации кислорода, что снижает окислительный потенциал воды.
химическое загрязнение природная вода
Интенсивное развитие сельскохозяйственного производства способствует изменению химического состава природных вод (поступление в водоемы нитратов, нитритов, пестицидов, нефтепродуктов, фенолов). Использование оросительного земледелия приводит к усилению засоленности почв. Свалки и захоронения твердых и жидких отходов, отвалы шлаков и пепла, хранилища минеральных удобрений, животноводческие комплексы, пыль и стоки автомобильных дорог, аэрозоли городов и т.д. - все это способствует изменению химического состава природных вод.
Неорганические загрязнители. Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам.
Кроме перечисленных в таблице веществ, к опасным источникам инфекции водной среды можно отнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий диапазон рН промышленных стоков (1,0 - 11,0) и способных изменять рН водной среды до значений 5,0 или выше 8,0, тогда как рыба в пресной и морской воде может существовать только в интервале рН 5,0 - 8,5.
Среди основных источников загрязнения гидросферы минеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. С орошаемых земель ежегодно вымывается около 6 млн. т солей. К 2000 году возможно увеличение их массы до 12 млн. т/год.
Отходы, содержащие ртуть, свинец, медь локализованы в отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы территориальных вод. Загрязнение ртутью значительно снижает первичную продукцию морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона. Отходы, содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или эстуариях рек. Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и ее включением в трофические цепи водных организмов.
Так, печальную известность приобрела болезнь Минамата, впервые обнаруженную японскими учеными у людей, употреблявших в пищу рыбу, выловленную в заливе Минамата, в который бесконтрольно сбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью.
Основные рекреационные факторы, влияющие на развитие индустрии санаторного отдыха делятся на статичные и динамичные.
Статичные факторы – это совокупность природно-географических и культурно-исторических факторов. Они имеют непреходящие, неизменные значения. Человек лишь приспосабливает их к потребностям отдыха, делает их более доступными для использования. Природно-климатические и географические факторы - это особенности ландшафта той или иной местности (море, горы, степи и т.д.), наличие природных ресурсов (нарзаны, минеральные пещеры, грязи и т.д.); культурно-историческое наследие (памятники архитектуры, культуры, истории и т.д.)
Динамичные факторы – это демографические, социально-экономические, материально-технические и политические условия. Различные социально-демографические группы в зависимости от возраста и материального положения склонны отдавать приоритет тем или иным видам отдыха. Политический фактор также оказывает большое влияние. Неблагополучная политическая ситуация в том или ином регионе в первую очередь сказывается на снижении спроса на санаторные услуги. Во время нестабильной ситуации в Чечне многие граждане избегали поездок в регион Кавказских Минеральных Вод.
Кроме того, факторы, воздействующие на санаторно-курортный отдых делятся на внешние (экзогенные) и внутренние (эндогенные).
Внешние (экзогенные) факторы воздействуют на деятельность санаторно-курортных организаций посредством демографических и социальных изменений. Данная группа включает в себя: возраст населения, пол, профессию, образование, семейное положение, состав семьи, более ранний выход на пенсию, увеличение осознания необходимости оздоровления.
Лечебный и рекреационный виды отдыха в большей степени характерны для представителей старшего поколения, что обусловлено социокультурными потребностями данной группы населения.
К числу внешних факторов воздействующих на санаторно-курортную деятельность, относятся также общеэкономические факторы:
Улучшение (ухудшение) экономической и финансовой ситуации;
Увеличение (снижение) персонального дохода;
Более высокая (низкая) активность потенциальных отдыхающих санаториев в зависимости от формы оплаты труда (оплачиваемые, неоплачиваемые отпуска);
Выделение (не выделение) льгот, скидок на санаторно-курортные услуги для определенных групп населения.
Внутренние (эндогенные) факторы – это факторы, воздействующие непосредственно на СКО. Их следует разделять на два уровня: регионально-муниципальный уровень и уровень санаторно-курортной организации.
Эндогенные факторы регионально – муниципального уровня, косвенно влияющие на успешность деятельности санаториев, связаны с развитием социокультурной инфраструктуры рекреационной сферы региона и городов-курортов, возрастание диверсификации реакреационного развития в устоявшемся муниципальном пространстве (предприятия общепита, розничная торговля, наличие условий для культурно-досуговой деятельности: библиотеки, концертные залы, клубы, стадионы.)
К внутренним факторам, влияющим на успешность санаторно-курортной деятельности, следует относить также следующие факторы рынка вида услуг:
1) упрочение материально-технической базы санаториев;
2) управление процессами спроса, предложения и распространения санаторно-курортных услуг, связанные с возрастанием роли средств массовой информации и связи с общественностью (паблик рилейшнз) в продвижении, рекламе и реализации путевок;
3) возрастание роли сегментации рынка (обеспечение качества и разнообразия ассортимента санаторно-курортных услуг, рост потребности краткосрочного пребывания, и т.д.);
4) возрастание роли кадров в санаторно-курортной сфере (рациональное использование работников, развитие профессионально-квалификационной структуры, повышение значения профессиональной подготовки и переподготовки, улучшение организации труда и т.д.);
5) возрастание роли влияния частного бизнеса на деятельность санаторно-курортных организаций (создаются условия, при которых на рынке уменьшается число крупных распространителей санаторно-курортных
путевок и возрастает значительное количество малых предприятий – агентов).
Перечисленные выше факторы, в свою очередь, подразделяются на экстенсивные, интенсивные и сдерживающие (негативные).
К экстенсивным факторам относятся:
Рост профессионализма работников;
Увеличение количества вовлекаемых в хозяйственный оборот материальных ресурсов;
Капитальный ремонт и строительство новых объектов санаторно-курортных комплексов.
В качестве интенсивных факторов можно выделить следующие:
Повышение квалификации персонала;
Развитие профессионально-квалификационной структуры;
Техническое совершенствование материальной базы на основе внедрения достижений и результатов НТП, включая улучшение культуры и качества обслуживания, внедрение инноваций в лечебно-оздоровительные услуги.
К сдерживающим факторам, влияющим на развитие санаторно-курортных организаций негативно, относятся: кризисы экономики, рост собственной внешней задолженности, политическая нестабильность, терроризм, рост цен на предметы потребления, безработица, криминогенная обстановка, финансовая нестабильность (инфляция), сокращение объемов личного потребления, неблагополучие экологической ситуации, банкротство фирм-агентов, рост цен на железнодорожные и авиа - билеты и т.д.
Следует отметить, что среди факторов, оказывающих влияние на деятельность организаций санаторно-курортной сферы, особое значение имеет фактор сезонности. Санаторно-курортные организации предпринимают ряд мер, направленных на уменьшение сезонных спадов, например, введение сезонной дифференциации цен (разница в величине тарифов на проживание в зависимости от сезона может достигать 50 %).
Созданная Модель факторного влияния на деятельность СКО позволяет определить совокупность проблем, решение которых может или уже сказывается на эффективности работы санаториев, а также в некоторой степени определить целевую (стратегическую и тактическую) направленность действий аппарата управления. Выявленные позиции внешних и внутренних факторов в их социально-экономических параметрах составляют основу алгоритма разработки параметров оценки эффективной деятельности санаторно-курортных организаций.
Е. П. Хрущева
Одним из важных экологических факторов, влияющих на процесс микоризообразования, является интенсивность освещения.
В опытах Бьеркмана (Bjorkman, 1942) и в более поздних работах (Шемаханова, 1962; и др.) была доказана прямая зависимость интенсивности развития микоризы у хвойных растений от степени освещенности. Исследования И. А. Селиванова, В. Г. Логиновой (1968) показывают благоприятное влияние непрерывного освещения на процесс микоризообразования, рост и развитие сеянцев сосны.
Такая же закономерность отмечена и при изучении влияния света на развитие эндотрофной микоризы (Штеренберг, 1952; Куклина-Хрущева, 1952; Шрадер, 1958; Boullard, 1960; Koch, 1961; Hayman, 1974; и др.). Наши полевые опыты (1952) показывают прямую связь между интенсивностью освещения ц степенью развития микоризы у яровой пшеницы. Из табл. 1 видно, что при пониженном освещении уменьшилось количество растений, микориза которых оценена в три балла. Ухудшились условия для формирования урожая. Снижение показателей урожая происходило тем сильнее, чем больше развита микориза. Вес зерна в колосе при притенении составлял от контроля при оценке микоризы в один балл 78%, при оценке в два балла - 75,4%, а в три балла - 55%.
При обычных условиях освещения (контроль) микориза развивалась активнее и, чем больше содержалось гриба в корнях, тем выше были показатели урожая.
Таким образом, при пониженном освещении создаются условия, неблагоприятные для роста и развития растений и для процесса микоризообразования. Причиной плохого состояния растений являются критические условия их роста и развития, создавшиеся в связи с понижением интенсивности фотосинтеза. В этих условиях увеличение гриба в корнях приводит к снижению показателей урожая.
В связи с этим приобретают важное значение такие вопросы, как густота стеблестоя, способы посева, направление рядков в посевах.
Способы посева оказывают влияние на процесс микоризообразования и рост растений пшеницы. Широкорядный посев оказался более эффективным, чем перекрестный. При первом способе посева у овса сорт Победа половина анализированных растений оказались микоризными со слабым развитием гриба в корнях. При перекрестном посеве сорта Победа микориза у растений отсутствовала, у сорта Орел микоризу имели лишь 20% растений. У обоих сортов овса рост происходил медленнее, чем при широкорядном посеве. Отмеченная разница в росте растений и в степени развития микоризы вызвана не только сортовыми особенностями овса, но и теми условиями, которые создались при разных способах посева. Слабое развитие растений, низкая интенсивность развития микоризы и даже отсутствие ее при перекрестном посеве объясняются, по-видимому, более высокой густотой стояния растений, вызвавшей изменения в питательном и водном режиме, а также в интенсивности освещения.
При обычном рядовом посеве развитие микоризы у овса сорта Победа происходило так же активно, как и при широкорядном. Микоризные растения составляли 87,5% от общего количества анализированных растений при оценке микоризы 1,6 балла, высота стебля достигала 70 см (фаза выметывания метелки).
На развитие микоризы в естественных фитоценозах существенное влияние оказывает водно-воздушный режим (Крюгер, 1961, Селиванов, Утемова, 1970; Катенин, 1972; Корбонская, 1973; и др.). У сельскохозяйственных растений водновоздушный режим также является весьма важным экологическим фактором, влияющим на процесс микоризообразования, особенно в начальный период формирования микоризы. Влажность почвы, ее воздушно-тепловой режим необходимы для прорастания внешних везикул, роста мицелия и проникновения его в корни растений. От водно-воздушного и теплового режима зависят темпы микоризообразования и роста растений. По нашим наблюдениям, водно-воздушный режим влияет на распределение микориз по профилю почвы.
На светло-серых лесных почвах этот важный экологический фактор, как и ряд других почвенных условий, в значительной мере определяется способами обработки почвы. Способы обработки почвы, изменяя ее свойства и в первую очередь наиболее важное из них - плодородие, оказывают влияние на рост и развитие сельскохозяйственных культур, на способность их вступать во взаимоотношения с грибами-микоризообразователями. В более ранних работах (Хрущева, 1960) показано (опыт научных сотрудников Горьковской сельскохозяйственной опытной станции И. Н. Пантелеева и Д. М. Попова), что развитию микоризы пшеницы наиболее благоприятствовало многократное лущение пласта на 6-8 см. Все растения (100%) оказались микоризными, из них 88% были сильномикоризными, остальные - среднемикоризными. Активно происходило микоризообразование и в варианте «лущение + глубокая безотвальная вспашка на 40 см». Растения с сильно развитой микоризой составляли 80%, со средним содержанием гриба в корнях-12%, с малым содержанием - 8,%.
При вспашке плугом с предплужником сильно развитую микоризу (балл 3) имели 56% растений, микоризы с оценкой в 2 балла - 40% и с оценкой в 1 балл - 4%. Разница в интенсивности развития микоризы между первыми двумя способами обработки невелика, а разница в урожае по лущению значительна - 2,79 ц с гектара. Обратная зависимость между степенью развития микоризы и величиной урожая обусловлена, по-видимому, тем, что многократное поверхностное рыхление пласта, улучшив аэрацию, активизировало деятельность микроорганизмов, в том числе и грибов-микоризообразователей, что способствовало сильному развитию микоризы. Поверхностная обработка почвы, наоборот, не благоприятствовала развитию корневой системы. Корневая система, развиваясь, главным образом, в поверхностном разрыхленном слое почвы, не обеспечивала в должной мере растения водой и элементами минерального питания. В этом случае плохое состояние растений вызвано критическими условиями их роста и развития, а следствием - сильное развитие микоризы, а не наоборот, как это объясняет Winter (1950).
Аналогичную картину наблюдаем и на легких дерново-подзолистых почвах Горьковской области. На супесчаных дерново-подзолистых почвах лущение на 10-12 см снизило урожай озимой ржи (Шапошников, 1971), в этом же опыте у ржи лущение стимулировало развитие микоризы (Талатина, 1971).
В комплексе условий, влияющих на процесс микоризообразования, важное место занимают минеральные удобрения.
Лабораторные опыты (Daft, Nicolson, 1966) и опыты в полевых условиях (Хрущева, 1958) показали, что при низких уровнях фосфорного питания стимулируется микоризообразование, а также рост и развитие кукурузы. Высокие дозы фосфора в лабораторных условиях снижают степень инфекции и незначительно стимулируют рост микоризных растений по сравнению с безмикоризными. В полевых условиях высокие дозы фосфора (Р40), внесенные в лунки совместно с перегноем, снижают не только количество микориз у кукурузы, но и урожай. И. М. Коданев (1974) указывает на повышение урожая ячменя от рядкового внесения гранулированного суперфосфата в дозе 7,5 кг действующего вещества на гектар. Увеличение дозы суперфосфата вдвое не дало эффекта.
По имеющимся данным (Хрущева, 1955; Булаева, 1965; Александрова, 1966; Согина, 1968; Кириллова, 1968; Сюзева, 1970; Миленина, 1971; и др.), минеральные удобрения (особенно высокие дозы NPK), стимулируя рост растений, снижают микоризообразование. В исследованиях Е. И. Александровой (1966) на светло-серых лесных почвах показана обратная зависимость между степенью микотрофности и урожаем ячменя под влиянием азотного (N 60), фосфорного (Р 60), азотно-фосфорного (N 60 Р 60) и полного минерального удобрения (N 60 P 60 K 60). По данным Н. Г. Сюзевой (1970), такая же закономерность наблюдается у пшеницы на легких дерново-подзолистых почвах.
Изучение интенсивности микоризообразования и наблюдения за ростом и развитием сельскохозяйственных растений показали, что при избыточном снабжении их легкодоступными элементами питания или, наоборот, при большом недостатке элементов питания в почве количество гриба в корнях снижается. В первом случае наблюдаем обратную зависимость между ростом растений и развитием гриба в корнях, во втором - создаются условия, неблагоприятные для развития обоих компонентов.
В опытах Н. М. Шемахановой (1962) при одновременном внесении слишком больших или чрезмерно малых доз азота и фосфора микориза у сосны не развивалась.
На светло-серых лесных почвах микориза бывает более обильной без внесения минеральных удобрений, а у ячменя - и при использовании калийных удобрений (Александрова, 1966). Ослабление процесса микоризообразования под влиянием минеральных удобрений (исключая калийные) вызывается усилением физиолого-биохимических процессов в растении. При снабжении растений элементами минерального питания, особенно азотом и фосфором, увеличивается синтез белков и других сложных органических соединений. Это приводит к обеднению тканей корней сахарами, а недостаток сахаров в корнях лимитирует развитие микоризы.
Гранулированные минеральные удобрения, внесенные в рядки, снизили количество растений с оценкой микоризы в 3 балла, но положительно влияли на рост яровой пшеницы по сравнению с контролем (пласт без удобрений). Наиболее эффективными для роста пшеницы оказались гранулированный суперфосфат (вариант 2) и суперфосфат с аммиачной селитрой при совместном внесении (вариант 3). В этих двух вариантах, а особенно в варианте с внесением одного суперфосфата, при увеличении гриба в корнях повышается накопление воздушно-сухого веса надземной части растений. Так, гранулированный суперфосфат в дозе 12 кг/га при оценке микоризы в 1 балл повысил вес надземной части на 15% по сравнению с контролем, а при оценке микоризы в 3 балла - на 35,7,%. При совместном внесении фосфора и азота (P9N9) у растений с оценкой микоризы в 1 балл вес надземной части увеличился на 12%, а в 3 балла - на 24,5% по сравнению с контролем. С повышением интенсивности развития микоризы увеличивались показатели структуры урожая (озерненность колоса, вес зерна с одного колоса, абсолютный вес зерна). Наиболее высокие показатели урожая отмечены при внесении в рядки гранулированного суперфосфата. Прибавка урожая зерна от гранулированного суперфосфата выразилась в 4,2 ц с гектара (Куклина - Хрущева, 1952).
При внесении гранулированных удобрений в рядки выявилась прямая зависимость между количеством микоризных корней или микориз у растений и накоплением растениями сухой надземной массы. Чем больше микориз у растения, тем выше показатели роста. Таким образом, процесс микоризообразования и взаимоотношения компонентов зависит от состояния высшего растения, экологических факторов и приемов агротехники.
Состояние высшего растения и гриба в корнях определяется интенсивностью освещения, количеством сахаров в корнях, обеспеченностью растений элементами минерального питания (Согина, 1966).
В последние годы внимание многих исследователей направлено на выяснение влияния везикулярно-арбускулярной микоризы на рост и развитие сельскохозяйственных растений и взаимоотношения компонентов микоризы (Куклина - Хрущева, 1952; Клечетов, 1957; Михайленко, 1958; Гельцер, Коваль, 1965; Проценко, Шемаханова, Метлицкий, 1971; Миленина, 1974; и др.).
По данным ряда авторов (Daft, Nicolson, 1966; Gerde — mann, 1965; Gray, Gerdemann, 1967; Hayman, Mosse, 1970; Mosse, Hayman, 1972; Meloh, 1963; и др.), растения, имеющие везикулярно-арбускулярную микоризу, лучше поглощают фосфор и лучше растут на бедных почвах, чем безмикоризные. Способность микоризных растений поглощать фосфор не только из минеральных удобрений, а также из труднодоступных его форм приобретает большое значение в отношении мобилизации питательных веществ из мертвого запаса почвы.
Таким образом, интенсивность развития микоризы и взаимоотношения между грибом и высшим растением зависят от целого ряда факторов. Знание экологических условий, приемов агротехники, благоприятствующих взаимоотношениям компонентов микоризы, поможет повысить продуктивность сельскохозяйственных культур. Для яровой пшеницы на светло-серых лесных почвах к таким агроприемам можно отнести глубокую безотвальную вспашку, внесение малыми дозами гранулированного суперфосфата и суперфосфата с аммиачной селитрой. Для овса более эффективными являются широкорядный и рядовой способы посева, чем перекрестный.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Процессы превращения органических остатков в почве
Совокупность процессов трансформации органических веществ в почвах составляют процесс гумусообразования, который определяет формирование и эволюцию гумусового профиля почв. К процессам трансформации органических веществ относят: поступление в почву растительных остатков, их разложение, минерализацию и гумификацию, минерализацию гумусовых веществ, взаимодействие органических веществ с минеральной частью почвы, миграцию и аккумуляцию органических и органо-минеральных соединений.
Любые органические остатки, попадающие в почву или находящиеся на ее поверхности, разлагаются под воздействием микроорганизмов и почвенной фауны, для которых они служат строительным и энергетическим материалом. Процесс разложения органических остатков слагается из двух звеньев – минерализации и гумификации.
Минерализация – распад органических остатков до конечных продуктов – воды, диоксида углерода и простых солей. В результате минерализации происходит сравнительно быстрый переход различных элементов (азот, фосфор, сера, кальций, магний, калий, железо и др.), закрепленных в органических остатках, в минеральные формы и потребление их живыми организмами следующих поколений.
Гумификация – совокупность биохимических и физико-химических процессов трансформации продуктов разложения органических остатков в гумусовые кислоты почвы. Итог гумификации – закрепление органического вещества в почве в форме новых продуктов, устойчивых к микробиологическому разложению, служащих аккумуляторами огромных запасов энергии и элементов питания.
Наиболее интенсивно распад органических остатков до конечных продуктов идет при оптимальной влажности почвы (60 - 80% от полной влагоемкости) и температуре (20-25 0 С). При увеличении влажности и температуры или их снижении уменьшается скорость разложения остатков. При постоянном и резком недостатке влаги и высоких температурах в почву поступает мало растительных остатков, разложение их замедлено и осуществляется в виде процессов «тления». Темп разложения растительных остатков в значительной степени зависят от типа биогеоценоза и типа почвы.
Большое влияние на интенсивность разложения опада оказывает и химический состав растительных остатков. При высоком содержании в составе растительных остатков соединений, устойчивых к микробиологическому воздействию, они накапливаются на поверхности почвы в количествах, значительно превышающих масштабы ежегодного опада (почвы тундры и таежно-лесной зоны). По этой причине древесина, хвоя и другие компоненты растительного опада, содержащие много лигнина, смол, дубильных веществ, но мало азотистых белковых соединений, разлагаются медленно. Надземная масса трав, особенно бобовых, разлагается быстрее, а корневые остатки минерализуются с меньшей скоростью вследствие увеличения в них доли лигнино-целлюлозного компонента. Когда же растительные остатки обогащены белковыми соединениями, то их разложение протекает весьма интенсивно (почвы лесостепи).
Важно учитывать особенности климатических условий, которые определяют характер функционирования почвенной фауны и микроорганизмов. Значительное влияние на скорость минерализации оказывают минералогический и гранулометрический составы почвы. При оптимальных условиях разложения в почвах тяжелого гранулометрического состава, богатых высокодисперсными глинистыми минералами, минерализационные процессы тормозятся. Это обусловлено высокими величинами свободной поверхности минералов, благодаря чему на них сорбируются промежуточные продукты разложения и новообразованные гумусовые вещества, что предохраняет их дальнейшей минерализации. В почвах с преобладанием первичных минералов, сорбция практически не выражена, поэтому процесс минерализации протекает очень активно. Это свойственно почвам легкого гранулометрического состава, в связи с чем они всегда содержат мало гумуса. В почвах с кислой реакцией среды процессы разложения остатков тормозятся вследствие угнетения бактериальной микрофлоры. При наличии в почве поливалентных металлов (железо, марганец, алюминий), образуются комплексные органо-минеральные соединения, устойчивые к действию микроорганизмов. Одновалентные катионы и щелочная реакция среды способствуют образованию подвижных водорастворимых органических соединений, что благоприятствует их последующей минерализации.
Таким образом, свойства почвы прямо или косвенно влияют на скорость разложения органических остатков. Прямое влияние выражается в степени развития процессов взаимодействия продуктов распада с компонентами почвы, косвенное – в регулировании интенсивности жизнедеятельности микроорганизмов и их состава.
Лекция №3
1. Анатомо - физиологические особенности детского организма. Периоды детского возраста.
2. Развитие зубов.
3. Первичная минерализация твердых тканей зубов.
4. Механизм прорезывания зубов. Сроки прорезывания временных и
Постоянных зубов.
5. Рост, развитие и формирование корня зуба и тканей пародонта.
6. Вторичная минерализация твердых тканей зубов.
Анатомо-физиологические особенности детского организма
Развитие тканей и совершенствование функций отдельных органов и всего оранизм в целом являются процессами, которые принципиально отличают детский организм от взрослого.
Соответственно характеру и интенсивности изменений, происходящих в организме, принято различать следующие периоды развития ребенка:
1) внутриутробный (антенатальный) развитие-280 дней (10 лунных
месяцев);
2) новорожденности - около 3-3,5 недель;
3) грудной - до 1 года;
4) ясельный - от 1 до 3 лет;
5) дошкольный - от 3 до 6 лет;
6) школьный - от 6 до 17 лет, в этом периоде выделяют:
Младший школьный - от 6 до 12 лет;
Старший школьный - от 12 до 17 лет.
Внутриутробный период развития. Развитие челюстно-лицевой
Период внутриоутробного развития является важнейшим, ответственным и наиболее уязвимой фазе развития плода.
Все аномалии, в целом характеризуются отклонениями от нормального развития лица, челюстей и зубов в процессе эмбриогенеза, начинаются в основном на ранних стадиях и имеют первоначальный характер. Нарушение структуры, формы и размеров, которые возникают при дальнейшем росте и развитии зубочелюстной системы имеют производный, вторичный характер.
Развитие зубов
Развитие зубов длится два основных периода - внутричелюстной (до прорезывания зуба) и винутриротовой (после прорезывания). Выделяют основные этапы развития зубов человека, которые плавно переходят друг в друга и не могут буги четко отграниченными:
1) закладка зубной пластины с последующим образованием зубных зачатков, происходит в период внутриутробного развития. Формирование зубных зачатков может происходить как в антенатальный, так и в постнатальный периоды развития человека. всегда внутричелюстного.
2) дифференциация тканей;
3) гистогенез;
4) первичная (внутричелюстная) минерализация.
5) прорезывания зуба;
6) рост, развитие и формирование корней и тканей пародонта, с которыми одновременно активизируются процессы вторичной минерализации твердых тканей зубов. 7) стабилизация (функционирования). Продолжительность этого периода для каждой группы как временных, так и постоянных зубов является индивидуальной.
8) резорбция (рассасывание) корней.
Закладка и образование зубного зачатка
Наб-7-й неделе внутриутробного развития вдоль верхнего и нижнего краев первичной ротовой полости (в области будущих зубных дуг верхней и нижней челюстей) происходит утолщение многослойного плоского эпителия, который врастает в пидлежащую мезенхиму, создавая зубную пластинку.
Зубная пластина прорастает в глубину, принимает вертикальное положение и разделяется на вестибулярную и язычную. Эпителий присинковой части зубной пластины сначала активно разрастается, утолщается, позднее-часть его клеток дегенерирует, формируя щель - преддверие ротовой полости, который отделяет губы и щеки от десневой дуги. Эпителий языковой части зубной пластины, погружаясь в мезенхиму, дает начало всем временным и постоянным зубам (рис. 2).
Рис.2 Ранняя стадия развития зуба: 1 - эпителий слизистой оболочки полости рта, 2 - шейка эмалевого органа; 3 - внешний эмалевый эпителий; 4-пульпа эмалевого органа; 5 - внутренний эмалевый эпителий; 6 - зубной сосочек; 7 - зубной мешочек; 8 - трабекулы новообразованной кости; 9 - мезенхима.
Сначала эпителий пролиферирует в виде почек, которые трансформируются в колбообразные разрастания, которые позднее приобретают вид колпачков, формируя эмалевый орган. В эмалевом органе зубного зачатка, образованного двумя утолщенными слоями многослойного эпителия, между клетками в центральной части эмалевого органа продуцируется белковая жидкость, постепенно разграничивает эти слои на внешний и внутренний, между которыми формируется пульпа эмалевого органа.
В результате дифференциации клетки эмалевого органа, которые сначала были одинаковые по морфологии, приобретают разную форму, функцию и назначение. Эпителий, прилегающей к мезенхимы зубного сосочка, это высокие клетки цилиндрической или призматической формы, в цитоплазме которых накапливается повышенное содержание гликогена. В дальнейшем из этих клеток образуются енамелобласты (амелобласты, адамантобласты)-клетки, продуцирующие органический матрикс эмали зуба.
Так эмалевый орган дает начало эмали зуба и кутикуле, которая принимает непосредственное участие в формировании зубо-десневого прикрепления. Функцией эмалевого органа является также то, что он придает коронковой части зуба определенной формы и индуцирует процессы дентиногенеза.
Одновременно под вогнутой частью эмалевого органа, под внутренним слоем его эпителия, интенсивно агрегируются мезенхимальные клетки, составляющие зубной сосочек. Он дает начало формированию дентина и пульпы зуба. Мезенхима, окружающая каждый эмалевый орган и зубной сосочек, уплотняется и формирует зубной мешочек, из которого формируются цемент и псриодонт.
Таким образом, в результате трансформации эпителиальной и мезенхимальной ткани, которая наиболее интенсивно происходит в периоды закладки, дифференциации, гистогенеза формируется зубной зачаток (рис. 3).
Рис.3. Ранняя стадия развития зуба (зубной зачаток): 1 - эпителий слизистой оболочки ротовой полости; 2-енамелобласты; 3-эмаль; 4-дентин, 5 - предентин; 6 - дентинобласты; 7 - зубная пластинка и закладка постоянного зуба; 8 - пульпа зуба, 9 - остаток эмалевого органа, 10 - костные трабекулы; 11 - мезенхима.
Формирование зачатков всех временных зубов происходит в антенатальном периоде развития, начиная с 6-7 недель эмбриогенеза. Формирование зачатков постоянних зубов происходит в следующей последовательности: зубные зачатки первых постоянных моляров и центральных резцов начинают формироваться на 5 и соответственно 8 месяца внутриутробного периода развития. В первые полгода жизни ребенка происходит развитие зубных зачатков постоянных латеральных резцов. Во второй половине 1 года жизни и в первой половине 2 года жизни ребенка происходит развитие зубных зачатков первые премоляры. В конце 2 года жизни ребенка формируются зубные зачатки вторые премоляры, на 3 году-вторых постоянных моляров и клыков. Формирование зубных зачатков третьего постоянных моляров (зубов "Мудрости") происходит в возрасте до 5 лет. К этому периоду развития ребенка в костной ткани челюстей еще сохраняются остатки эмбриональных тканей - эпителиальной и мезенхимальной, которые способны к дифференциации и инициируют гистогенез.
Первичная минерализация твердых тканей зубов
Синтез органического матрикса твердых тканей зуба инициирует их первичную минерализацию. Сроки начала первичной минерализации временных зубов отражены в табл. 1.
Первичная минерализация твердых тканей зуба происходит в внутричелюстном периоде его развития очень интенсивно. Она всегда начинается с режущего края резцов и клыков, а также из бугорков жевательных зубов и продолжается на всю длину коронки зуба. Расположенный под эмалью дентин сначала структурируется органическими веществами, позднее приобретает признаки минерализации. Период первичной минерализации твердых тканей зубов длится разное время. Активнее первичная минерализация происходит во временных зубах, а именно, в центральных и латеральных резцах обеих челюстей (6-8 мес).
Рис. 4. Строение енамелобласта (А Хэм, Д. Кормак, 1983): 1 - матрикс эмали, 2 - отросток Томса 3 - секреторные гранулы; 4-апикальные запирающие пластинка; 5-комплекс Гольджи; 6 - гранулярная эндоплазматическая сеть, 7 - ядро, 8 -митохондрии; 9-базальная запирающие пластинка
Рис. 5. Строение дентинобласта (А Хэм, Д. Кормак, 1983): 1-дентин; 2-зонаминерализации; 3-отросток Томса, 4 - предентин; 5-замикашигшастинка; 6-гранулярная эндоплазматическая сеть, 7 - комплекс Гольджи; 8-ядро.
Молодая эмаль зуба, который еще не прорезался, по химическому составу аналогична зрелой эмали. На 65% она состоит из воды, содержание органических веществ составляет 20%, минеральных веществ - менее 15% (так называемая мягкая эмаль). Качество процессов первичной и вторичной минерализации твердых тканей зуба формирует в будущем его кариесрезистетиисть. После внутричелюстной минерализации коронковой части зачатка зуба он прорезывается.