Кучерявий В.П. Екологія - Гуміфікація грунту

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом Скачати підручник Екологія

3.4.3. Гуміфікація грунту

Ґрунт, як ніяке інше середовище, густо заселений різними тваринами і мікроорганізмами, залишаючись при цьому основним життєвим субстратом для рослин. Ґрунтова фауна, або едафон, включає представників багатьох найвищих за рангом таксонів. У ґрунтах Оренбурзьких степів, наприклад, виявлено присутність 8 класів, 20 рядів, 99 родин і 339 видів тварин. Вважається, що близько 90% видів комах на тих чи інших стадіях свого онтогенезу пов'язані з ґрунтом. В тих же Оренбурзьких степах на 1 м кв до глибини 25-30 см трапляється понад 180 екземплярів різних хробаків, до 3200 екз. жуків і їх личинок. В Європі, особливо в сприятливих для життя умовах, на 1 м кв шару ґрунту і підстилки налічується до 1,5 біліона найпростіших, до 20 млн нематод.
Ґрунт став місцем проживання не лише безхребетних. У земляних сховищах багато хребетних навіть виводять нове потомство. Серед них і земноводні, і птахи, і ссавці. На окремих лісових ділянках порожнини нір крота становлять до 15% площі. Кроти, утворюючи в ґрунті численні ходи, спушують ґрунт, покращують його фізичні і водні властивості. В земляних нірках гніздяться в'юрки, берегові ластівки, рибалочки, сиворакші.
Різноманітний і багатий органічний світ ґрунту відіграє важливу роль в його трансформації. Прискорюючи розклад і загальний кругообіг речовин, ґрунтові сапрофаги, тобто тварини, які живляться мертвими органічними речовинами, що розкладаються, збагачують ґрунт органічними сполуками, покращують його фізичні властивості: структуру, водопроникність, аерацію, а отже, умови мінерального і водного живлення, росту і кореневого дихання рослин.
Уся органічна маса, піддана в ґрунті біологічному розкладу і окисленню – гуміфікації, перетворюється звичайно в єдину, досить стабільну хімічну субстанцію грунтового субстрату – гумінову речовину. Продукти розпаду використовуються, зокрема, в процесі синтезу специфічних органічних речовин ґрунту – фульвових і гумінових кислот. При цьому фульвокислоти утворюються в сильнокислому середовищі (хвойні ліси), в якому найактивнішими є гриби, тоді як гумінові кислоти характерні для ґрунтів зі слаболужною реакцією, в яких переважають тваринні деструктори (діброви, бучини).

У міських умовах гуміфікація ґрунтів може відбуватися у трьох напрямах. По-перше, це пов'язано із наявністю в ґрунті значної кількості СаСО3, який контролює синтез гумінових кислот, котрі, реагуючи з катіонами вапна, утворюють вапняні гуміни (так звана алкалізація ґрунтів). Вони створюють у гумусі фракцію, стійку проти дії мікрофлори, внаслідок чого і накопичується гумус (співвідношення гумінових кислот до фульвових перевищує 1,0).
По-друге, процес гуміфікації може бути загальмований у стадії фульвокислот значною кількістю катіонів важких металів, здатних обмежити процес синтезу гумінових кислот, утворення комплексу важкорозчинних сполук, що знижує життєвість міських ґрунтів.
По-третє, порушенню процесу гуміфікації сприяє також забруднення грунтів бітумами, які є причиною агрегування мінеральних частин до розмірів вище середніх та зумовленого цим пересичення ґрунтів і зниження життєдіяльності мікроорганізмів.

Інша ситуація складається у великих містах. Несприятливі міські умови, предусім забруднення, ущільнення і пересихання ґрунтів, є головною причиною гальмування процесу розкладу мертвого органічного відпаду, який відбувається головним чином під впливом ферментативної діяльності організмів. Зменшення органічної маси мікроорганізмів знижує і обсяг гуміфікації. За участю мікробних організмів синтезуються зовсім нові, відмінні від вихідних, органічні гумусові кислоти та їх солі, які часто містять азот. Однак у міських антропогенних ґрунтах ці процеси протікають інакше, ніж у природних. Якщо, наприклад, у Винниківському лісопарку чи парку ім. Ів.Франка м. Львова кількість фульвових кислот у верхніх горизонтах ґрунту більша, ніж гумінових, то в штучних ґрунтах вуличних посадок навпаки – переважають гумінові кислоти (табл. 3.3).

Таблиця 3.3. Співвідношення гумінових і фульвових кислот у лісових і міських ґрунтах (м. Львів) (доступно при скачуванні повної версії книжки)

Відомо, що від співвідношення і вмісту гумінових і фульвових кислот в ґрунті залежить загальна активність гумусових кислот стосовно мінеральної частини. При співвідношенні гумінових і фульвових кислот до 0,2 гумусонакопичення майже відсутнє, руйнування мінеральної частини ґрунту, особливо материнської породи, є максимальним; при 0,2-0,5 гумусонакопичення слабке, а вплив гумусових кислот на мінеральну частину значний; при 0,5-0,7 спостерігається середня швидкість гумусонакопичення, а вплив органічних кислот на мінеральну частину ґрунту слабкий; при співвідношенні понад 1,0 відбувається інтенсивне гумусонакопичення, а мінеральна частина залишається майже незмінною.
В насипних ґрунтах, особливо у вуличних посадках, співвідношення гумінових кислот до фульвових (СГ/СФ) є понад 2 (вул. Листопадового чину: 2,0-2,6; вул. Дорошенка: 3,0-10,0 у Львові), що фактично веде до припинення мінералізаційних процесів, а отже, до збіднення і припинення біологічного кругообігу (на вул. Дорошенка відмерли практично усі молоді дерева). Це явище часто називають ефектом діжкової культури. Адже для того, щоб поліпшити мінеральне постачання, скажімо, фікуса чи гортензії, вибирають з діжки добре гумусований ґрунт і насипають новий, в якому співвідношення СГ/СФ є близьким до 0,7, тобто більше фульвових кислот. Цю ж процедуру квітникарі систематично проводять стосовно горщикових квітів.
Розклад органічних компонентів з утворенням гумусу, кругообіг речовин – все це наслідок біохімічних ферментативних процесів, які здійснює населення ґрунту. Цю велетенську за масштабами роботу виконують організми, біомаса яких становить усього 2-4 т/га. Біохімічні перетворення мертвих органічних решток супроводжуються виділенням газоподібних продуктів, серед яких найбільше значення має вуглекислий газ (табл. 3.4). Встановлено, що 40-70% цього газу, який використовується в процесі фотосинтезу, забезпечується "диханням ґрунту".

Таблиця 3.4 . Вміст СО2 (чисельник) і О2 (знаменник) у ґрунтовому повітрі, % об'єму, червень (доступно при скачуванні повної версії книжки)

Таблиця 3.5. Кількість мікроорганізмів у ґрунтах (доступно при скачуванні повної версії книжки)

Склад і активність організмів, які здійснюють гуміфікацію, залежать від характеру субстрату, типу рослинності і т.п. Загальна маса безхребетних в ґрунті може сягати 50 ц/га. Під покривом травостану, який пом'якшує погодні коливання, їх кількість в 2,5 раза більша, ніж у ріллі. Чисельність інших деструкторів є також значною (табл. 3.5).

◄ Структура і текстура грунту

Зміст підручника "Кучерявий В.П.Екологія."

Грунтова вода і водний режим рослин ►

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом Скачати підручник Екологія

Загрузка...