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

На думку Д.С. Орлова (1974, с. 16), “у сфері вивчення ґрунтового гумусу досягнуті значні успіхи, але основні проблеми не знайшли свого вирішення. Стан проблеми оцінюється спеціалістами не однаково, але вже більше ніж на протязі 100 років висловлюється суттєва незадоволеність зі сторони ґрунтознавців як генетичного, так і хімічного напрямів”.

Н.И. Лактионов (1978) провів детальний аналіз стану вивчення гумусових речовин й критично оцінив прийняті на той час і актуальні й на сьогодні уявлення і теорії - роботи С.А. Ваксмана (1937), М.М. Кононової (1963), И.В. Тюрина (1937), Д.С. Орлова (1974). Автор (Лактионов, 1978) зазначає, що “за результатами хімічних досліджень не спостерігається агрономічна цінність гумусу, оскільки не відома роль штучно виділених гумінових і фульвокислот в формуванні агрономічних властивостей ґрунту”. Він пропонує відійти від традиційних класифікаційних схем гумусових речовин, визначивши їхньою основною характеристикою - не хімічний склад (постійно змінний), а дисперсність. Відповідно гумусові сполуки слід розглядати як природні колоїдні поверхнево-активні речовини.

Сьогодні, саме такий підхід до гумусових сполук стає все популярнішим як серед вітчизняних (Степанов, Милановский, 1989), так і закордонных науковців (Hargitai, 1994; von Lützow et al., 2007).

Інертні органічні речовини

Цей компонент органічної частини ґрунту утворений з різноманітних високоароматичних сполук, вік яких складає тисячі років (Falloon et al., 1998). Також, до його складу входять обвуглені органічні рештки, що накопичуються у ґрунті внаслідок пожеж. До останніх, в англомовній літературі застосовують терміни “biochar”, що українською мовою перекладається як “біовугілля” (Verheijen et al., 2009). Близьким за змістом терміном є також black carbon (“чорне вугілля”), який широко застосовується в ґрунтознавчих та екологічних роботах у контексті дослідження глобального потепління клімату (Schmidt, Noack, 2000).

Вміст інертних органічних речовин (ІОР) у ґрунті складає, зазвичай, до 1% від валового вмісту ОРҐ, проте може бути значном вищим і сягати 35% в амазонських антропогенних ґрунтах terra preta (Glaser et al., 1998, 2001).

На сьогодні, як вивчення інертних органічних речовин у складі природної ОЧҐ, так і конструювання на їхній основі штучних ґрунтів з високим вмістом ароматичних компонентів та обвуглених органічних рештків є одним із найважливіших напрямів екологічного ґрунтознавства (Карпачевский, 2005). Численні тематичні публікації у провідних наукових виданнях, серед яких стаття E. Marris “Putting the carbon back: black is the new green” у журналі Nature (Marris, 2006) наголошують на перспективності використання інертних органічних речовин ґрунту як стоку парникових газів.

Вивчення природи і функцій ІОР тривалий час проводиться на Ротамстедському стаціонарі, де, завдяки тривалим моніторинговим дослідженням, вдалось кількісно оцінити баланс цього компоненту ОЧҐ за різних способів землекористування (Skjemstadt et al., 2004).

Штучні органічні речовини

До складу цього компоненту ОЧҐ входять різноманітні органічні сполуки, синтезовані людиною, які внаслідок використання відходів виробництва чи очистки стічних вод для удобрення, внесення пестицидів і дефоліантів або випадкових промислових викидів чи військових дій потрапляють у ґрунт. Р. Тейт (1991) зазначає, що “мало які пестициди чи близькі до них меліоративні речовини застосовують в концентраціях, які здатні вплинути на валовий вміст органічних речовин у ґрунті” (Тейт, 1991, с. 111). Проте, висока хімічна активність цих сполук призводить, при потраплянні в ґрунт, до дестабілізації системи педоценоз-фітоценоз. Так, різноманітні отрути, що знешкоджують організми-мішені, стерилізатори, інгібітори росту порушують нормальний перебіг трансформації органічних сполук у ґрунті й можуть також супроводжуватися утворенням нових, зокрема токсичних, органічних речовин, які накопичуються у ґрунті й характизуються пролонгованим впливом на біологічні системи (Гайнріх, Гергт, 2001).

Часто, у літературі можна зустріти термін “екзогенні органічні речовини” (Тейт, 1991; Iglesias-Jimenez, 1997; Leroy et al., 2007). Він застосовується до всіх органічних сполук, які були синтезовані за межами екосистеми і внесені (або потрапили) до неї внаслідок діяльності людини. При цьому, екзогенними органічними речовинами (ЕОР) є як згадані вище пестициди, дефоліанти і т.д., так і торф, сапропель, гній, компости - тобто всі органічні та органо-мінеральні добрива - речовини, які суттєво впливають на вміст органічних сполук у ґрунті.

З метою уникнення можливих неточностей (наприклад, підстилковий гній містить не лише екзогенні органічні речовини, а рослинні рештки, абіонтичні речовини, мікробну біомасу), для характеристики компонентного складу ОЧҐ пропонуємо використовувати термін “штучні органічні речовини”, натомість “екзогенні органічні речовини” - в тих випадках, коли характеризується ґенеза ґрунту та окремих його складових.

Цікаві статті з розділу

Екологічна криза сучасності
Стосунки біологічної системи і довкілля в процесі еволюції прагнуть оптимальності. Але вони не завжди є гармонійними. Зміни життєвоважливих для біологічної системи параметрів зовнішного сере ...

Оцінка міграції цезію і стронцію на радіоактивно забруднених агроландшафтах приватних господарств та присадибних ділянок південної частини Київської області
Актуальність теми. Масштаб Чорнобильської катастрофи, найтяжчої за всю історію людства техногенної катастрофи, добре відомий як вченим, так і політикам всього світу. В навколишнє середовище ...

Екологічні та абіотичні фактори
Термін "екологія" на сучасному етапі розвитку суспільства є широко відомим і загальновживаним. На початку минулого століття його знали лише вчені-біологи, а в 60-ті роки виник екол ...