Новий теоретико-методологічний підхід до оцінки органічної частини ґрунту: компоненти, фракції та пули

Мікробна біомаса

Під мікробною біомасою (МБ) розуміють біомасу ґрунтових мікроорганізмів (бактерій, грибів, найпростіших) у ґрунті. Її вміст суттєво залежить від типу екосистеми, а також комплексу гідротермічних умов й коливається у діапазоні від 1 до 5% від загального вмісту ОЧҐ (Bending et al., 1998; Семенов и др., 2004, 2006). Ці дані підтверджують і дослідження Anderson and Domsh (1980), відповідно до яких у мікробній біомасі міститься від 0,27 до 4,8% від валового вмісту Карбону і від 0,5 до 15,3% Нітрогену. Щоправда, існує також альтернативна точка зору, відповідно до якої мікробну біомасу не включають до складу органічної частини ґрунту (Manlay et al.,2007). На наш погляд, цей підхід є некоректним, адже ґрунт складається з неживої (едафотоп) і живої (едафон) складових.

В 1 грамі ґрунту міститься (клітин): 105-107 бактерій, 104 - 105 актиноміцетів, 103 - 104 водоростей, 102 - 103 простіших, а також до 250 метрів грибних гіф (Stahl P.D., Parkin T.B. ,1996; Іутинська Г.О., 2006). Найбільший вклад у загальний потік СО2 з поверхні ґрунту, переважно, чинять бактерії (до 70%). До 30% складає частка дихання грибів і до 3% - ґрунтових тварин (Кудеяров и др., 2007). Щоправда, в ґрунтах із кислою реакцією середовища, де забезпечуються оптимальні умови для розвитку популяцій грибів, їхній вклад у загальну кількість виділеного СО2 може складати до 60%, а частка у загальній мікробній біомасі становити від 50 до 79%.

Вважається, що грибна компонента є особливо чутливою до антропогенного навантаження на екосистему (Ананьева, 2003). Зі збільшенням ступеню гемеробії екосистеми відбуваються суттєві зміни у структурі й активності мікробної біомаси, в тому числі у складі грибних популяцій. Як стверджують Stahl P.D. і Parkin T.B. (1996), в цілинних ґрунтах прерій довжина грибного міцелію складає 239, а в агроекосистемах на аналогічних ґрунтах - 20 м∙г-1.

Незважаючи на незначний вміст, цей компонент органічної частини ґрунту є основою педоценозу і катаболічного блоку наземних екосистем в принципі. Гетеротрофні організми, що населяють ґрунт (зокрема органічні та органогенні горизонти) забезпечують комплексну трансформацію детриту, беруть участь у процесах розкладу та повторного синтезу органічних речовин у ґрунті (Керженцев, 2006).

Особливістю цього компоненту ОЧҐ є здатність накопичувати у своєму складі біофільні елементи, вилучаючи їх з інших її складових. Р.Тейт (1991) наголошує, що переважна більшість поживних речовин, які звільняються внаслідок відмирання і розкладу клітин мікроорганізмів включаються в нову мікробну біомасу. Цей феномен носить назву “мікробна іммобілізація” і найкраще відображений в біологічному циклі Нітрогену: навіть при високих значеннях валового вмісту N у ґрунті, цей елемент може виступати лімітуючим фактором для росту і розвитку рослин, оскільки значна його кількість може бути іммобілізована у складі біомаси мікроорганізмів. И.Е. Евдокимов и др. (2005) досліджували вплив внесення різних доз (від 50 до 2000 мг N∙кг-1) на іммобілізацію Нітрогену в сірому лісовому ґрунті, відібраному в лісовій та агроекосистемах. Автори з’ясували, що швидкість іммобілізації досягала 143 мг N∙24год-1, а процент іммобілізованого Нітрогену - 72 від внесеного, навіть при аномально високих дозах. Важливо також, що зразки ґрунту, відібрані у лісовій екосистемі продемонстрували значно вищу здатність до іммобілізації, ніж агрогенно трансформовані ґрунти. (Кудеяров, 1989; Тейт, 1991).

Зазначимо, що мікробна біомаса є єдиним компонентом ОЧҐ, для оцінки якого застосовують принципово різні методичні підходи. Визначення вмісту МБ проводять або за конкретним хімічним елементом (С, N, P, S), що входить до її складу або за інтенсивністю дихання мікроорганізмів після активації (хімічної або термічної) субстрату.

Абіонтичні органічні речовини

Під абіонтичними органічними речовинами (АОР) розуміють органічні сполуки рослинного, тваринного і мікробного походження, які здатні до швидкої біодеградації. “Ці речовини, синтезовані живими клітинами мікроорганізмів і рослин, в результаті відмирання клітин чи активного виділення ними продуктів метаболізму потрапляють у ґрунт і стабілізуються в природній органічній речовині ґрунту” (Тейт, 1991, с. 135).

Основна маса органічних речовин у ґрунті трансформується і мінералізується консументами й редуцентами у речовини неспецифічної природи і часто не досягає фази гумусових речовин. Наприклад, великі аліфатичні молекули, таніни, терпени, флавоноїди тощо є органічними, але не гумусовими речовинами ґрунту (Derenne, Largeau, 2001). Зазвичай, ці сполуки є абіонтичними органічними речовинами. Крім названих сполук, до складу цього компоненту ОЧҐ входять різноманітні амінокислоти, аміни, аміноцукри, полісахариди та інші сполуки, які ще донедавна були у складі біомаси, але на момент дослідження виявлені у вільному стані. Термін “абіонтичний” запропоновано щоб підкреслити, що сполуки мають біологічне походження, але існують за межами живих клітин.

Цікаві статті з розділу

Роль лісу в екологічній стабілізації ландшафтів
Біорізноманітність України є її національним багатством. Особливості географічного положення України рельєф, клімат та історичний розвиток зумовили формування на її території багатої рослин ...

Екологічні наслідки проведення меліоративних робіт в Ратнівському районі Волинської області
Волинське Полісся - це край з вологим кліматом та високим рівнем ґрунтових вод. Не випадково тут ще в середині XIX століття під керівництвом науковця генерал-лейтенанта І. Жилінського робилися перші к ...

Використання безвідхідних технологій в промисловості
Необхідність охорони навколишнього середовища приводить до істотних змін у загальних підходах до забезпечення екологічної ефективності виробництв. Під екологічною ефективністю розуміють мін ...