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

Окрему групу АОР складають ферменти. Вони є біологічними каталізаторами трансформації органічної частини ґрунту і суттєво впливають на її кількісні та якісні особливості (Тейт, 1991; Gregorich, 2003). У ґрунтознавчих та екологічних дослідженнях найчастіше проводять визначення активності оксидоредуктаз (каталази, дегідрогенази тощо) і гідролаз (інвертази, АТФ-ази, уреази, протеази, целюлази), що дозволяє не лише отримати інтегральну оцінку ферментативної активності ґрунту, а й прослідкувати її взаємозв’язок із емісією СО2 з поверхні ґрунту та екофізіологічними параметрами мінералізації ОЧҐ в цілому (Хазиев, 1976; Марискевич, Шпаківська, 2001).

Абіонтичні органічні речовини - це потенційно біодоступні сполуки та утворення; їхній вміст у ґрунті коливається у діапазоні 1-5% від Сорг (Davidson et al., 1987; Leinweber et al., 1995; Haynes, 2000, 2005), але може бути суттєво вищим (Balesdent, 1996).

Через значну структурну неоднорідність АОР, для кількісної та якісної оцінки цього компоненту ОЧҐ існує велика кількість підходів та методів, на яких зупинимось детальніше при характеристиці фракцій органічної частини ґрунту.

Гумусові речовини

У вітчизняному ґрунтознавстві, вважається, що органічна частина ґрунту складається із рослинних рештків, що не втратили своєї анатомічної будови і гумусу, який представлений проміжними продуктами розкладу і гуміфікації, неспецифічними і специфічними (прогумінові кислоти, гумін тощо) гумусовими речовинами (Орлов, 1985). Цей підхід містить багато дискусійних моментів. Наприклад, незрозуміло, як до складу гумусу можуть входити сполуки, що не пройшли стадію гуміфікації або як компонентами гумусу можуть бути гумінові та фульвокислоти, якщо це лише препарати, отримані в лабораторних умовах (в ґрунті ці сполуки існують лише у сольових формах). Зрештою, не зрозуміло чи правомірно екстраполювати властивості гумусових кислот (штучні препарати) на гумати і фульвати, які існують у ґрунті (Лактионов, 1978). При цьому, вже давно було переконливо доведено, що ні валовий вміст гумусу, ні його окремих компонентів (гумати та фульвати) не впливають на родючість ґрунту і є непридатними для використання в агрохімії та сільськогосподарському ґрунтознавстві (Лактионов, 1998).

Проблематичним є також і те, що потенційним джерелом похибок, при оцінці кількісних параметрів гумусу, є припущення, що в ньому міститься 58% Карбону. З метою перерахунку вмісту Карбону органічних сполук (Сорг) на вміст гумусу використовують фактор Ван Беммельна, експериментально встановлений ще у 1890 році (Van Bemmelen, 1890). Добуток отриманого експериментально значення вмісту Карбону органічних сполук на 1,724 приймають за вміст гумусу у ґрунті. Проте, ще в 1930 році, Waxman and Stevens (1930) критично оцінили використання коефіцієнту 1,724 для кількісної оцінки ОЧҐ, припустивши, що “значення цього фактору буде змінено, коли акумулюється достатня кількість інформації про природу органічної речовини ґрунту” (с. 113). На сьогодні, відомо, що значення фактору Ван Беммельна коливається у досить широких межах - від 1,6 до 3,3 (Jackson, 1958; Nelson, Sommers, 1982). У торфах, а також лісових ґрунтах з гумусом типу мор і модер, значення індексу становить близько 2,5 і, переважно, не опускається нижче 2,0 (Howard, Howard, 1990, Pribyl, 2010).

З метою уникнення названих вище протиріч, в сучасній англомовній літературі все рідше застосовують термін “гумус”, а коли вживають - вказують, що мають на увазі під цим поняттям (Manlay, 2007).

На сьогодні, вивчення гумусових речовини вважається одним із перспективних напрямів наукових досліджень, проте вже не займає центральне місце у парадигмі сучасного ґрунтознавства та екології (Керженцев, 2006; Морозов, 2007), а розглядаються як важливий, але лише один з багатьох компонентів органічної частини ґрунту (von Lützow et al., 2007).

Гумусові речовини є найбільш поширеними у біосфері природними лігандами і, відповідно, важливими регуляторами багатьох процесів у наземних і водних екосистемах (Peňa-Méndez et al., 2005). У Світовому океані від 30 до 90% розчиненого органічного Карбону (РОК) міститься у складі гумусових сполук, а у педосфері, як головному наземному резервуарі Сорг, в них зосереджено більше половини Карбону органічних сполук (Thurman, 1985). Порівняно із негумусовими сполуками ОЧҐ (аміноцукри, карбогідрати, жири, смоли, органічні кислоти тощо), гумусові речовини відрізняються високою стійкістю до хімічної, фізичної та біотичної деградації.

Важливою особливістю гумусових сполук є непостійність їхнього хімічного складу й неможливість застосування до них традиційних класифікаційних підходів сучасної хімії. За F. Stevenson (1982), гумусові речовини є гетерогенною сумішшю недиференційованих макромолекул, які формуються безпосередньо у біокосних тілах і прекурсорами яких виступає широкий спектр біомолекул.

Цікаві статті з розділу

Харчові ресурси Землі
Харчові ресурси - основа життя для людини. Людина успішно вміє створювати і збільшувати для себе запаси їжі. Історія людства - пошук усе нових і нових харчових ресурсів. Сотні тисяч років пе ...

Екологічна характеристика території природного заповідника Кам'яні Могили
Актуальність: у наш час степові екосистеми піддались найбільш сильному антропогенному впливу. Розорювання, зрошення, забудова, вплив хімічних реагентів, монокультура, вітрова та водна ерозія ...

Екологічний рух світовий досвід та українські реалії
Актуальність теми дослідження проблем екологічної політики України на сучасному етапі зумовлена об’єктивними потребами національного розвитку, імперативами сучасної світової глобалізації та ...