Хімічні процеси в ґрунті і роль ґрунту в біосфері

Всі процеси, що відбуваються в ґрунті, тісно пов’язані між собою. Оптимальною є щільність ґрунту 1 г/см³, і вже при r = 1,4 г/см³ погіршуються умови для росту коріння, газо- і водообміну, існування риючих тварин. Швидкість процесів ґрунтоутворення, товщина ґрунтового покриву, його родючість, типи грунтів (чорноземи, сірі лісові, каштанові, жовтоземи тощо) змінюються згідно з кліматичними зонами. За вмістом гумусу ґрунти поділяються на 2 типи: чорноземи - (7-10% гумусу) та підзолисті ґрунти - (до 2-3%). В.Докучаєв називав чорнозем “царем грунтів”. У Лівобережному Лісостепу України, де він складав карти грунтів, вміст гумусу становив 10-11%, тоді як нині він удвічі менший.

Яку роль відіграє гумус у біосфері? Гумус містить воду та біогенні елементи і, розкладаючись щороку на 20-50%, залежно від умов, регулює рН, створюючи оптимальні умови для росту рослин. Під час дихання живих організмів та розкладання органічних решток в ґрунті утворюється СО₂; частина його виділяється в атмосферу, інша поглинається коренями рослин та використовується в процесі фотосинтезу для створення біомаси; СО₂ збільшує розчинність солей і доступність їх для живлення рослин. Корені рослин виділяють не лише СО₂, а й численні органічні сполуки, зокрема кислоти, що впливають на рН ґрунтового розчину.

Хімічний склад і концентрація ґрунтового розчину зумовлює живлення і ріст рослин. При високому вмісті солей рослини втрачають рідину (вода виходить з капілярів коренів рослин у ґрунт); зниження рН погіршує ріст коренів, зменшує поглинання поживних речовин, пригнічує синтез білків і цукрів; при низькому рН утруднюється поглинання фосфат-іонів тощо. Підвищення температури від 10 до 25⁰С збільшує надходження поживних речовин; при охолодженні ґрунту нижче за 10⁰С уповільнюється надходження в рослини сполук азоту та фосфору.

У ґрунті містяться і хворобливі мікроорганізми - збудники захворювань (газової гангрени, череневого тифу, холери, чуми тощо). Збудники туберкульозу зберігають життєздатність у ґрунті впродовж 15 міс., дифтерійна паличка - до 2-3- тижнів. Ґрунт є посередником у поширенні гельмінтозів.

Таким чином, родючість грунтів визначають: щільність; порода; вміст гумусу; концентрація макро- і мікроелементів; тепловий режим; хімічний склад ґрунтового повітря; багатство живої речовини, відсутність забруднювачів, шкідників та збудників захворювань рослин.

Ґрунт виконує і певні глобальні і екологічні функції:

♦ забезпечення функції життя (акумулюють елементи живлення, воду, створюють умови для вкорінення рослин, життя тварин);

♦ забезпечення взаємодії геологічного і біологічного кругообігів речовин;

♦ регулювання хімічного складу атмосфери і природних вод;

♦ ґрунт - незамінний природний ресурс, через накопичення гумусу і зв’язаної з ним енергії.