Розділ 3 Походження, склад і властивості органічної частини грунту

Серед розмаїття природних сполук найважливішими для ґрунтотворення є органічні (вуглецевмісні, горючі) речовини. Незважаючи на незначний вміст (0,5 – 14,0 %) у ґрунтах, за винятком торфових, саме вони, а серед них — гумус, зумовлюють конкретні прояви ґрунтогенезу (типи ґрунтів), розвиток родючості, біогеохімічний кругообіг речовин на Землі, відіграють енергоакумулювальну, біосферо-стабілізувальну роль.

Органічна частина ґрунту складається з дуже багатьох складних вуглецевих сполук, набір яких завжди є наперед зумовленим фіто-, зоо- та мікробними рештками, що постійно надходять до ґрунту і відразу ж починають трансформуватися в його профілі у повній відповідності до законів біогеохімії та термодинаміки.

Поняття органічна частина ґрунту є широким узагальненням, що об’єднує всі органічні речовини ґрунтового профілю, згруповані таким чином:

1. Свіжі (ще не розкладені) біогенні рештки зі збереженою анатомічною будовою (корені, листя, стебла, гілки, тваринні рештки). Вони щороку потрапляють у цілинні ґрунти — після відмирання кореневих та надземних систем, а в освоювані — при заорюванні пожнивних решток, гною тощо. Там вони починають мінералізуватися до найпростіших продуктів, а певна їх кількість перетворюється на цілком стабільні гумусові речовини.

Вміст гумусу в різних типах ґрунтів не корелює з кількістю кореневих решток. На утворення гумусу витрачається, за М.М. Кононовою, не більше від 2 – 3 % фіторешток, а 97 – 98 % їх маси мінералізуються за участю мікробів до СО₂, Н₂О, NH₃, солей.

2. Продукти розпаду біогенних решток представлені неспецифічними низько - та високомолекулярними органічними речовинами, які є самостійними класами сполук: вуглеводи (целюлоза, крохмаль, сахароза); протеїни (білки, у тому числі ферменти) та інші азотисті сполуки; ліпіди (жири, воски, смоли); ароматичні сполуки, зокрема лігнін; таніни (дубильні речовини) тощо. Сюди ж віднесено мікробні рештки та продукти їх автолізу (від грец. autos — само- і lysіs — розпад: саморозчинення клітин і тканин під дією їх власних гідролітичних ферментів, як правило, після відмирання організму), хоча нерідко ці продукти виділяють в окремий блок. Із вуглеводів тут переважає хімічно стійка клітковина (целюлоза), яка не розчиняється у воді, спирті та в ефірі, не гідролізується під дією розведених кислот і лугів, проте в ґрунтах легко зазнає мікробного розпаду. Наближена до неї геміцелюлоза легко розчиняється в лугах і швидко гідролізується. Клітинні стінки відмерлих рослин містять лігнін з більшим, ніж у целюлози, вмістом вуглецю. До складу протоплазми і ядра рослинних клітин, тіл мікробів та відмерлих тварин уходять білкові азотисті речовини (протеїни), які містять також P, S, Fe. Переважна більшість білкових сполук у ґрунті біохімічно гідролізується з утворенням амінокислот, які утворюють з ґрунтовими основами солі, продовжуючи перетворюватися — до мінералізації додається синтезування з проміжних продуктів розпаду та мікробних метабо-літів (у тому числі й ферментів) нових, специфічних (суто ґрунтових) продуктів — гумусових речовин.

3. Детрит — це напіврозкладені (частково або повністю деформовані) фітогенні рештки, представлені найдрібнішими ворсинками рослинних тканин, які неможливо відділити від маси ґрунту при визначенні вмісту гумусу хромовокислим методом Тюріна. Детрит (від лат. dеtritus — труха) є найбільш стійкою проти мікробних атак клітковиною та подібних до неї органічних сполук. Її ворсинки адсорбують суто гумусові речовини, сприяючи об’єднанню органо-мінеральних мікроагрегатів у макроагрегати, агрономічно цінну структуру.

4. Гумус (від лат. humus — ґрунт, земля) є найхарактернішою групою темнозабарвлених азотовмісних, постійно омолоджуваних, специфічних за складом, походженням і будовою поверхнево-активних, колоїдальних органічних речовин, притаманних винятково ґрунту. Вміст гумусу становить 90 % від загального вмісту органічних речовин у мінеральних ґрунтах.

Вміст гумусу у різних ґрунтах зумовлюється впливом багатьох чинників, серед яких (за наявності в ґрунті достатньої кількості фі-торешток — джерела гумусових речовин) найважливішими є: три- валість оптимального режиму гумусоутворення; гранулометричний та мінералогічний склад материнських порід; наявність у ґрунті багатовалентних обмінних катіонів.

Оптимальним режимом гумусоутворення є таке співвідношення між вологістю і температурою ґрунту, яке сприяє активній участі мікроорганізмів у перетворенні біогенних решток у напрямі утво-рення гумусу.

Гранулометричний та мінералогічний склад материнських порід (мінеральна матриця ґрунту) визначають їх роль як адсорбентів гумусових речовин (органічної матриці). Деякі породи майже не поглинають гумусові речовини через свою адсорбційну специфіку (ненасиченість основами).

Багатовалентні обмінно-увібрані катіони сприяють акумуляції гумусу як позитивно заряджені посередники між негативно зарядженими органо-мінеральними мікроагрегатами і такими самим електронегативними свіжоутвореними гумусовими речовинами.