Геохімія ґрунтів як екологічний чинник

Під ґрунтом розуміють пухкий поверхневий шар суходолу, здатний давати врожай рослин. Ґрунт – природне тіло, яке сформувалось у процесі взаємодії живої і неживої природи. Ґрунтовий покрив розглядають як головний компонент біосфери, що відіграє складну, загальнопланетарну роль у накопиченні і перерозподілі енергії, підтриманні колообігу хімічних елементів, життєво необхідних для організмів. Ґрунт – дуже важливий природний ресурс, основний засіб сільськогосподарського виробництва, головною якістю якого є родючість. Під родючістю розуміють здатність ґрунту задовольняти потреби рослин у поживних речовинах, забезпечувати їх кореневу систему водою, мікро- і макроелементами, повітрям, теплом, тобто це здатність формувати урожай сільськогосподарських культур.

Рівень родючості визначається сумою едафічних умов як фізичних, так і елементів живлення. Запас органічних і мінеральних речовин у поєднанні з ґрунтовою водою, повітрям і теплом створює режим живлення рослин. Будь-який ґрунт як природне тіло завжди має певну родючість, яка може бути порівняно високою і дуже низькою, але завжди визначається поєднанням і спільним впливом природних чинників і процесів ґрунтоутворення (материнська порода, рослинний і тваринний світ, клімат, рельєф місцевості, вік ґрунту), тому природна родючість збереглася на цілинних незайманих людиною землях.

У результаті різних агротехнічних впливів на ґрунт людини, пов'язаних з його обробітком, удобренням, меліорацією, створюється штучна родючість. Із моменту, коли ту чи іншу цілинну ділянку починають обробляти, ґрунт стає засобом виробництва і продуктом праці людини. Він дедалі більше втрачає свої первинні ознаки природно-історичного тіла і крім природної набуває штучної родючості, які практично невіддільні одна від одної. За використання природної і штучної родючості ґрунту культурними рослинами вона стає справжньою (ефективною) і вимірюється величиною врожаю.

Родючість ґрунту значною мірою залежить від його хімічного складу. Родючі ґрунти багаті на гумус, макро- і мікроелементи, необхідні для розвитку фітоценозів. Із ґрунту рослини споживають азот, фосфор, калій, кальцій, магній, бор, кобальт, мідь, цинк, залізо та інші елементи мінерального живлення.

Серед хімічних елементів, які рослини використовують для живлення, особливе місце посідає азот – компонент білка. В рослинних білках його міститься в середньому 16 %.

Джерело азоту для рослин – нітрати і солі амонію. В ґрунтовому покриві вони утворюються в результаті перебігу процесів нітрифікації та амоніфікації. Азот атмосфери безпосередньо для рослин недоступний, вони використовують його після переробки азотофік-сувальними мікроорганізмами, що живуть у ґрунті. Для підживлення культурних рослин широко застосовують азот органічних і мінеральних добрив (гній, торфогнойові компости, аміачну селітру, карбамід та ін.). Ґрунтовий азот за занадто низької або високої концентрації може бути для рослин лімітувальним чинником. За дефіциту азоту в рослин, особливо у хлібних злаків, розвиваються ознаки азотного голодування (листки стають дрібними, стебла – тонкими). За надмірного вмісту азоту в ґрунті затягуються строки цвітіння і дозрівання зерна пшениці, жита та інших культур. Посилене азотне живлення призводить до зростання у тканинах рослин вмісту нітратів, які разом із продуктами їх відновлення (нітритами) є отруйними для тварин і людини.

Ріст і розвиток рослин порушуються за нестачі чи надлишку не тільки ґрунтового азоту, а й інших макро- і мікроелементів. Через це змінюється хімічний склад рослин, знижується їх кормова цінність для великої рогатої худоби, свиней, птиці. В організмах тварин і рослин порушується обмін речовин, знижується їх продуктивність, виникають ендемічні хвороби, пов'язані з дефіцитом або надлишком макро- і мікроелементів. Наприклад, за нестачі в ґрунті кальцію у рослин відмічають ознаки кальцієвого голодування: листки жовкнуть, передчасно відмирають, корені ослизають, загнивають. У цих самих біогеохімічних зонах поширені захворювання тварин, пов'язані з порушенням кальцієвого обміну і пошкодженням кісткової тканини, кістки розм'якшуються, стають ламкими.

За надлишку в ґрунті кальцію в рослин можуть розвиватися хлорози і некрози, а в тварин – пошкоджуватись кістки (остеодистрофія). За надмірної концентрації нікелю у тварин реєструють захворювання шкіри (нікелевий дерматит). За нестачі цинку у кукурудзи біліють верхівки, у цитрусових з'являється мозаїчність, у плодових рослин – розетковість. У цих самих регіонах велика рогата худоба і свині хворіють на паракератоз, що супроводжується патологічними змінами епітеліальної тканини шкіри і слизових оболонок.

Інша причина зміни геохімії ґрунтів – забруднення агроекосис-тем хімічними речовинами. Наприклад, при забрудненні середовища фтором у яблунь, груш та інших видів рослин відмирають листки, у тварин пошкоджуються зуби.

Значна частина макро- і мікроелементів вимивається внаслідок ерозії ґрунтів. З метою оптимізації біохімії ґрунтів вносять органічні і мінеральні добрива, вживають протиерозійних заходів, захищають ґрунти від забруднення.

Цікаві статті з розділу

Тварини-індикатори забруднення навколишнього середовища
Актуальність. Всі живі організми тісно пов’язані з навколишнім середовищем, яке впливає на їх життя і розвиток. Сучасний глобальний характер впливу людини на біосферу у поєднанні з підвищ ...

Розробка методологічних засад інтегрованого управління лісовими ресурсами
Звіт про НДР: 64 стор., 5 рис., 15 табл., 67 використаних джерел. Об’єкт дослідження - лісові ресурси модельних підприємств Криму, Буковинських Карпат і Передкарпаття, Центрального Лісост ...

Аналіз виробничих відходів підприємств Луганської області
Все те, що проводиться, здобувається і споживається, рано чи пізно перетворюється на відходи. Відходи, що все утворюються, ділять на відходи виробництва і споживання, які можуть знаходитися ...