Зміни енергетичного потенціалу ґрунту

Сучасна методологія оцінки енергетики екосистем основана на визначенні продуктивності фітоценозу. Проте, цей показник, не може слугувати універсальним критерієм енергетичного статусу екосистеми, оскільки дає змогу охарактеризувати лише якийсь один часовий стан і незначні відхилення від нього (Одум, 1986). Крім значної трудомісткості, об’єктивна оцінка енергетики екосистеми за продуктивністю фітоценозу іноді є неможливою в принципі - наприклад, за умов суцільної вирубки деревостану.

В наших дослідженнях застосовано педоцентричний підхід, який полягає у визначенні енергетичного стану ґрунту, як результуючого від усіх процесів обміну речовиною та енергією, що відбуваються у межах екосистеми. Як стверджує Г. Хільмі (1978), енергія, що входить до складу фізіологічно активної радіації витрачається у декількох напрямах. Розподіл порції енергії γ = 3·108 ккал/т носить доволі складний характер. Зокрема, на перетворення неорганічних речовин в рослинну біомасу, виділення вільного кисню в атмосферу і транспірацію води витрачається до 1,55·108 ккал/т. Отже, майже половина від засвоєної енергії витрачається на інші процеси, якими Г. Хільмі справедливо вважає “роботу проти діючих у ґрунті сил”, яка відповідно до закону збереження енергії “стає енергією самого ґрунту”.

Вважається, що обмін енергією у системі живі організми - ґрунти є найбільш складним і найменш вивченим, але його врахування й перехід до кількісних характеристик є необхідним для кращого розуміння енергетики екосистеми. Зокрема, необхідно володіти детальною інформацією про накопичення і перетворення органічної речовини у гумусові речовини (Погребняк, 1955; Программа и методика…, 1974).

Оцінка запасів енергії, акумульованої в органічній частині ґрунту і, зокрема, в гумусових речовинах базується на кількісних параметрах енергетики фотосинтезу. Відомо, що на синтез одного молю вуглеводу витрачається 674 Ккал енергії сонячного променю. Виходячи з цих даних і темпів приросту біомаси в екосистемі можна зробити висновок про динаміку накопичення та витрачення енергії автотрофним блоком у часі (Волобуев, 1959).

Зафіксована автотрофами сонячна енергія перетворюється у енергію хімічних зв’язків, яка визначає біоенергетичний (або, правильніше, біогеоенергетичний) потенціал органічної частини ґрунту та екосистеми в цілому. Багатьма дослідниками органічна частина ґрунту трактується як запас енергії ґрунту, як енергія ґрунтоутворення чи ґрунтова енергія (Хильми, 1978; Уткин, 1980). Цю енергію дослідники часто називають також біоенергетикою (Волобуев, 1959, 1974, 1979, 1985). Сформульовані В.Р. Волобуєвим (Волобуев, 1958) та С. Алієвим (Алиев, 1972, 1975) методичні підходи до вивчення біогеоенергетики базуються на кількісній оцінці запасів енергії у ґрунті за вмістом у ньому органічних речовин.

Сучасні підходи до оцінки енергетики ґрунту базуються на результатах досліджень І. Тюріна, відповідно до яких 1 молю кисню, за повного окиснення органічних сполук Карбону відповідає 52-56 кал енергії (Щербаков, 1983). На підставі цих даних, а також численних калориметричних експериментів, С. Алиев (1978) запропонував визначати запаси енергії в ґрунті за кількістю витраченої 0,1 н хромово-сірчаної суміші з використанням перевідних коефіцієнтів для перерахунку на млн. ккал/га. За даними цитованого автора, отримані розрахункові дані цілком відповідають визначеним у лабораторних умовах шляхом спалювання органічних сполук у калориметричній бомбі.

Але, запропонований підхід володіє рядом недоліків. Насамперед, не існує уніфікованого стандарту проведення мокрого спалювання органічних сполук і тому, концентрації окисника можуть варіювати у доволі значних межах. По-друге, для визначення вмісту Сорг можливо застосовувати й інші способи - наприклад використовувати C-N-аналізатор на базі газового хроматографа. Цих недоліків позбавлена формула визначення запасів енергії у ґрунті, запропонована Орловим і Грішиною (1981):

Цікаві статті з розділу

Формування якості та захисту поверхневих вод
Якість води є наслідком двох основних процесів - надходження речовин із зовнішніх стосовно даного водному об'єкт джерел і внутріводоймних змін, що відбуваються з речовинам унаслідок функціон ...

Моделювання і прогнозування стану водного об’єкта внаслідок антропогенного впливу
У світі все живе пов'язане з водою і значною мірою складається з води. Академік В.І. Вернадський зазначав, що "вода стоїть осібно в історії нашої планети, не має природного тіла, яке мо ...

Екологiчна ситуацiя Чернігівської області
Чернігівська область розташована на півночі України в Поліській і Лісостеповій зонах Придніпровської низовини, в басейні річки Десни. На заході і північному заході межує з Гомельською облас ...