Материал: Іутинська Г.О. Ґрунтова мікробіологія

ційну форму. Цей показник виражається у масових чи об'ємних відсот­ ках або у кубічних метрах на 1 га. Капілярна вологоємність, визначена у конкретних польових умовах називається польовою вологоємністю;

•максимальна молекулярна вологоємність - верхня межа вмісту

уґрунті фізично зв’язаної плівкової води;

•максимальна гігроскопічність - характеризує максимальну кі­ лькість пароподібної води, яка може бути стійко поглинута і утримана ґрунтом.

За доступністю рослинам розрізняють вологу доступну (продуктив­ ну), яка може бути використана рослинами для підтримання своєї жит­ тєдіяльності і синтезу органічних речовин. Нижня межа доступності - вологість стійкого в’янення - така мінімальна кількість води у ґрунті, при якій рослина не може забезпечити свої потреби у воді, що призво­ дить до її в’янення.

Доступність вологи для рослин і мікроорганізмів виражається в одиницях водного потенціалу - Рр. Цей показник характеризує зчеплен­ ня води з твердими частками ґрунту І виражає силу, яку необхідно при­ класти для видалення одиниці води з ґрунту, виражається висотою во­ дяного стовпчика. Наприклад, для того щоб видалити воду з капіляру діаметром 1,5 мкм, необхідно застосувати тиск, що дорівнює 1000 мм водяного стовпчика.

Відповідно до класифікації, розробленої Г.М. Висоцьким та допов­ неної О.О. Роде, розрізняють такі типи водного режиму ґрунтів: мерз­ лотний - у регіонах вічної мерзлоти; промивний - за умов, коли річна сума опадів перевищує середньорічне випаровування; періодично про­ мивний - якщо середня річна сума опадів дорівнює середньому річному випаровуванню; нвпромивний - якщо середня річна сума опадів менша за середнє річне випаровування; випотний - коли середня річка сума опадів значно менша річного випаровування, а фунтові води підходять близько до поверхні ґрунту; десуктивно-випотний - близький до попе­ реднього, але ґрунтові води залягають глибоко, і рослини висмоктують корінням вологу з капілярної зони.

У ґрунтовому розчині містяться мінеральні Й органічні сполуки біо­ генного походження, а також ті, що потрапили з атмосферними опадами або принесені з висхідним капілярним током із ґрунтових вод. Крім того, фунтовий розчин містить гази, поглинуті з ґрунтового повітря.

Сприятливі для росту рослин і мікроорганізмів умови створюються, коли у складі ґрунтового розчину на одну частину мінеральних компонен­ тів припадає 5-15 частик органічних, а загальний вміст розчинених спо­ лук складає від 3-6 до 10-12 г/л. Зменшення концентрації ґрунтового

26

розчину до 1-2 г/л свідчить про нестачу елементів живлення, збільшен­ ня до 20-25 г/л пригнічує ріст рослин і може викликати їх загибель. Висококонцентровані ґрунтові розчини мають підвищений осмотичний тиск, що негативно впливає на кореневу систему рослин і ґрунтові мік­ роорганізми.

Від співвідношення солей, кислот і гпинних мінералів залежить кис­ лотність ґрунтового розчину. Найбільш сприятливою у фізіологічному відношенні є реакція ґрунтового розчину, близька до нейтральної, яка характерна для чорноземів, сіроземів, лучних ґрунтів, деяких солонча­ ків. Кислу реакцію ґрунтового розчину мають підзолисті, сірі лісові ґрун­ ти, болотяні торфовища, а лужну мають чорноземи південні, каштанові ґрунти, содові оолончаки, солонці. Для зменшення кислотності ґрунтів (із рН менше 5,5) проводять їх вапнування шляхом внесення вуглекис­ лого кальцію; навпаки, у лужні ґрунти (з рН більше 8,0) вносять гіпс, сір­ чану кислоту, сульфат заліза, піритові огарки, ямі при біологічному окисненні підвищують кислотність ґрунту.

Здатність ґрунтів підтримувати постійну реакцію ґрунтового розчину називається буферністю. Вона обумовлена процесами переходу спо­ лук ґрунтового розчину з іонної до молекулярної форми, нейтралізаці­ єю компонентів, поглинанням іонів, зміною колоїдного стану компонен­ тів та ін.

2.4. Повітряна фаза ґрунту

Газова фаза фунту - це гази, які знаходяться у порах і міжагрегатному просторі. У складі ґрунтового повітря поряд із киснем, диоксидом вуглецю, азотом, воднем присутні інертні гази - гелій, аргон, а також аміак, сірководень, окис і закис азоту, метан, леткі метаболіти ґрунтових мікроорганізмів.

Завдяки обміну з приземним шаром атмосфери повітря верхніх ша­ рів ґрунту є близьким до нього за компонентним складом, проте спосте­ рігаються і суттєві відмінності, особливо у співвідношенні кисню і диоксиду вуглецю (таблиця 2.1).

Таблиця 2.1 Склад атмосферного І фунтового повітря,

% від загального вмісту газів

27

У більш глибоких шарах ґрунту вміст СОг зростає до 10-19%, а 0 2 - зменшується до 10-12%. Склад ґрунтового повітря значною мірою за* лежить від фізіологічної активності мікроорганізмів, розкладу рослинних і тваринних рештків, внесення мінеральних і органічних добрив.

Розрізняють ґрунтове повітря адсорбоване (поглинуте ґрунтовими частками, що утримується на їх поверхні сорбційними силами); защем­ лене (знаходиться в порах, ізольованих вологою), розчинене у ґрунто­ вому розчині, вільне (знаходиться у порах і вільно переміщується в них та контактує з атмосферним повітрям).

Повітряно-фізичні властивості ґрунтів характеризуються такими по­ казниками, як повітроємність, аерація, повітропроникність. Повітроємність - це об’єм ґрунтових пор, які утримують повітря за вологості, яка відповідає найменшій вологоємності. Цей показник у структурованих ґрунтах коливається в межах від 200 до 350 см3 на 1 дм3 ґрунту. Аерація ґрунтів характеризується різницею між пористістю ґрунту та його вологі­ стю. Чим більше вологість ґрунту, тим більша частина об’єму зайнята водою, тим меншою є аерація. Повітропроникність - це здатність ґру­ нту пропускати певний об’єм повітря за одиницю часу через одиницю свого об'єму.

Повітряний режим ґрунту формується залежно від коливань темпе­ ратури, атмосферного тиску, вологості, процесів дифузії, коливань пові­ тряних мас атмосферного повітря, життєдіяльності мікро- і макронаселення ґрунту.

2.5. Морфологія і класифікація ґрунтів

Класифікацію ґрунтів проводять з урахуванням їх походження, ма­ теринських гірських порід, особливостей будови шарів, які складають ґрунтовий профіль, вмістом гумусу, специфікою процесів ґрунтотворення.

Якщо зробити вертикальний розріз ґрунту, то можна побачити шари (горизонти), які розрізняються забарвленням, фізичними властивостями та іншими морфологічними характеристиками. Сукупність генетичних горизонтів ґрунту формує Його профіль. За специфікою будови і сполу­ чення горизонтів ґрунтового профілю можна визначити тип фунту.

Найбільш характерним і важливим є верхній темний шар, який сво­ їм забарвленням обумовлений присутністю гумусових сполук; при мор­ фологічному опису гумусовий горизонт позначається літерою А і може бути розділений на підгоризонти: А', А” , А” ’. Шар напіврозкпаденого ор­ ганічного опаду, що міститься на поверхні ґрунту, позначають як Ао. Під

28

гумусовим (А) міститься горизонт розкладу і вимивання - елювіальний Л2, який має світло-сірий, жовтувато-сірий, попелястий колір. Нижче за­ лягає ілювіальний горизонт В, що утворився внаслідок вимивання і на­ копичення матеріалів із горизонтів А та А2. Горизонт В більш щільний, має бурий або коричнюватий колір, збагачений колоїдно-дисперсними глинними матеріалами і полуторними окислами. Під горизонтом В міс­ титься незначно змінена фунтотвірна порода, що формує горизонт С. Материнська гірська порода, яка не має ознак ґрунтотворення, позна­ чається літерою О. Якщо ґрунт утворився не з гірської кристалічної, а з осадової породи, то останню позначають як підстелюючу і позначають літерою Р. Потужність ґрунтового профілю, що включає усі його генети­ чні горизонти, може бути різкою - від 10-20 см у полярних і виоокогірських ґрунтах до декількох метрів у чорноземах та фунтах тропічного клімату.

За сполученням морфологічних ознак виділяють окремі типи і під­ типи ґрунтів. Тип ґрунту - найвища таксономічна одиниця класифікації. Кожен тип ґрунту розвивається в однотипоео сполучених біологічних, кліматичних і гідрологічних умовах і характеризується чітким проявом основного процесу фуктотворення. Наприклад, чорноземи характери­ зуються такою будовою профілю: гумусовий горизонт виражений дуже добре, має чорне або темно-сіре забарвлення, зернистої або зернис­ то-грудкуватої структури, відсутні полуторні окисли, значні запаси пожив­ них елементів, нейтральна реакція ґрунтового розчину.

Лучні ґрунти поширені у пониженнях рельєфу на недренованих рів­ нинах під лучною рослинністю. Вони є представниками гідроморфкого ряду, формуються за умов поверхневого зволоження прісними водами, ґрунтові води залягають на глибині 1-3 м. Ґрунти мають чорне забарв­ лення і зернисту структуру, проте у них наявні плями оглеювання.

У каштанових ґрунтів сіро-коричневе забарвлення, менший порів­ няно з чорноземами вміст гумусу, менша потужність гумусового шару, біло-попелястий підсгелюючий шар.

Солончаки мають сіре і світло-сіре забарвлення, утримують у своє­ му профілі виоокІ концентрації солей (0,5-2,0 %), які розміщуються бли­ зько до поверхні, безструктурні, часто мають щільну будову.

За походженням та історією процесу утворення фунти підрозділя­ ють на класи:

автоморфні фунти, які формувалися на масивно-кристалічних або давніх осадкових порадах, ке мали близьких до поверхні ґрунтових вод та утворилися без привнесення матеріалу ззовні, тому вони називають­ ся автоморфними, тобто самостійними, автономними, елювіальними;

29

гідроморфні ґрунти, які у сучасний період або у недалекому геоло­ гічному минулому піддавались дії ґрунтових вод, зокрема у низькодо­ лах, міжгірських долинах, річних і післяльодовикових терасах; в усіх гідроморфних ґрунтах присутні ґрунтові води, які залягають на глибині від декількох сантиметрів до метрів, але не глибше 7-9 м;

палеогідроморфні ґрунти мають гідроморфну історію походження, але в результаті д ії сучасних тектонічних процесів були підняті на дре­ новані гідрографічні області, де ґрунтові води відійшли на глибину, бі­ льшу 7-9 м;

гірські ґрунти характеризуються нерозвиненим і часто порушеним ґрунтовим профілем, зміщенням шарів у результаті зсувів, транзитом розчинених продуктів вивітрювання.

Слід зазначити, що у природі немає чітко окреслених меж між кла­ сами, типами ґрунту, існують перехідні підтипи, які поєднують риси ос­ новних ТИПІВ.

В Україні поширені такі основні типи і підтипи ґрунтів:

•дерново-підзолисті, палево-підзолисті, дернові кислі, торф'яні (Полісся);

•сірі лісові, темно-сірі лісові, чорноземи тилові, перетійнокарбонатні (Лісостеп);

•чорноземи звичайні, чорноземи південні, лучно-чорноземні, те­ мно-каштанові і каштанові (Степ);

•каштанові і темно-каштанові солонцюваті, солонці, осолоділі глейово-елювіальні (зона посушливого причорноморського степу);

•буроземи кислі усіх поясів (від прохолодного поясу до субальпій­ ського і альпійського), лучнувато-буроземні, буроземи помірного і тепло­ го поясів (Карпати);

•буроземи спабокислі, коричневі, гірсько-лучні (Кримські гори).

2.6. Роль мікроорганізмів у ґрунтотворенні

Мікроорганізми є першими на Землі ґруктотворцями, про це ствер­ джували фундатори вчення про ґрунт В.В. Докучаєв, П.О. Костичев, В.О. Вільямс, С.М. Викоградський. В.І. Вернадський підкреслював, що у ґрунті немає хімічних процесів поза участі у них живої матерії та продук­ тів її перетворень. Мікроорганізми беруть участь у вилуговуванні і руй­ нації мінералів, які входять до складу ґрунтотвірних материнських порід. Вони здійснюють як продукційні, так і деструкційні процеси, які разом під­ тримують кругообіг речовин у природі. Автотрофні мікроорганізми вико­ ристовують енергію сонячного світла або хімічних сполук для синтезу

зо