5.3.2. Хімічні процеси в ґрунті і роль ґрунту в біосфері

Всі процеси, що відбуваються в ґрунті, тісно пов’язані між собою. Оптимальною є щільність ґрунту 1 г/см³, і вже при  = 1,4 г/см³ погіршуються умови для росту коріння, газо- і водообміну, існування риючих тварин. Швидкість процесів ґрунтоутворення, товщина ґрунтового покриву, його родючість, типи грунтів (чорноземи, сірі лісові, каштанові, жовтоземи тощо) змінюються згідно з кліматичними зонами. За вмістом гумусу ґрунти поділяються на 2 типи: чорноземи - (7-10% гумусу) та підзолисті ґрунти - (до 2-3%). В.Докучаєв називав чорнозем “царем грунтів”. У Лівобережному Лісостепу України, де він складав карти грунтів, вміст гумусу становив 10-11%, тоді як нині він удвічі менший.

Яку роль відіграє гумус у біосфері? Гумус містить воду та біогенні елементи і, розкладаючись щороку на 20-50%, залежно від умов, регулює рН, створюючи оптимальні умови для росту рослин. Під час дихання живих організмів та розкладання органічних решток в ґрунті утворюється СО₂; частина його виділяється в атмосферу, інша поглинається коренями рослин та використовується в процесі фотосинтезу для створення біомаси; СО₂ збільшує розчинність солей і доступність їх для живлення рослин. Корені рослин виділяють не лише СО₂, а й численні органічні сполуки, зокрема кислоти, що впливають на рН ґрунтового розчину.

Хімічний склад і концентрація ґрунтового розчину зумовлює живлення і ріст рослин. При високому вмісті солей рослини втрачають рідину (вода виходить з капілярів коренів рослин у ґрунт); зниження рН погіршує ріст коренів, зменшує поглинання поживних речовин, пригнічує синтез білків і цукрів; при низькому рН утруднюється поглинання фосфат-іонів тощо. Підвищення температури від 10 до 25⁰С збільшує надходження поживних речовин; при охолодженні ґрунту нижче за 10⁰С уповільнюється надходження в рослини сполук азоту та фосфору.

У ґрунті містяться і хворобливі мікроорганізми - збудники захворювань (газової гангрени, череневого тифу, холери, чуми тощо). Збудники туберкульозу зберігають життєздатність у ґрунті впродовж 15 міс., дифтерійна паличка - до 2-3- тижнів. Ґрунт є посередником у поширенні гельмінтозів.

Таким чином, родючість грунтів визначають: щільність; порода; вміст гумусу; концентрація макро- і мікроелементів; тепловий режим; хімічний склад ґрунтового повітря; багатство живої речовини, відсутність забруднювачів, шкідників та збудників захворювань рослин.

Ґрунт виконує і певні глобальні і екологічні функції:

♦ забезпечення функції життя (акумулюють елементи живлення, воду, створюють умови для вкорінення рослин, життя тварин);

♦ забезпечення взаємодії геологічного і біологічного кругообігів речовин;

♦ регулювання хімічного складу атмосфери і природних вод;

♦ ґрунт - незамінний природний ресурс, через накопичення гумусу і зв’язаної з ним енергії.

5.4. Розподіл ґрунтів у світі і причини втрати ґрунтів

Сільськогосподарські угіддя на Землі становлять лише 13% загальної території; ще 19% - це природні луки і пасовища, решта земель не використовується в сільському господарстві через те, що вони розташовані в зонах з холодним або посушливим кліматом, розміщені на крутих схилах, або є малопотужними. Сільськогосподарська засвоєнність суші на планеті досягає близько 30%. Найбільша забезпеченість за площею ріллі на душу населення в Канаді (1,8 га), найменша - в Японії (0,05 га).

Серед причин, що призводять до втрати грунтів, головними є:

♦ розорювання степів (перетворення Великої рівнини США на пустелю, освоєння цілини в Казахстані);

♦ перевипасання (в Ісландії вівці перетворили місцевість на кам’янисту пустелю);

♦ зниження лісистості (в пустелі Гобі 4 століття тому вирощували хліб, а Лівійська пустеля була житницею могутнього Риму);

♦ зрошення в посушливій місцевості зумовлює вимивання солей з глибин у верхні шари ґрунту, засолення його внаслідок швидкого випаровування води, і забруднення (забруднення земель на півдні України пестицидами, радіонуклідами та ін. водами Південнокримського каналу, заболочення значних територій);

♦ ерозія грунтів - процес руйнування ґрунтового покриву і знесення його часток потоками води (водна ерозія) або вітром (вітрова ерозія), яка посилюється внаслідок господарської діяльності людини. Спричиняє утворення пилових бур, що переносять повітряними потоками мільйони тон родючого ґрунту на сотні і навіть тисячі кілометрів. Головними причинами ерозії є руйнування гумусового шару внаслідок розорювання цілинних земель; вирубування лісів; перевипасання й витоптування трав’янистого покриву; кар’єрний спосіб видобутку корисних копалин; будівництво споруд, транспортних магістралей, комунікацій тощо;

♦ підкислення грунтів, тобто - зниження їх рН, спричинене забрудненням хімічними сполуками, що мають кислотний характер (винесення з глибоких шарів сульфідів під час видобутку корисних копалин відкритим способом та окиснення їх до сірчаної кислоти на поверхні, випадання кислот з атмосферними опадами тощо);

♦ заболочування через нераціональний полив угідь; інфільтрації вод з великих водосховищ у прилеглі землі; затоплення великих територій при будівництві ГЕС тощо;

♦ осушування боліт;

♦ спустелювання - зниження біологічної продуктивності природних екосистем (деградація пустельних і напівпустельних територій через знелісення, ерозію, засолення тощо); арктичне спустелювання тундрових і лісотундрових екосистем через антропогенну діяльність - геологічні розвідки, видобуток нафти, перенавантаження пасовищ оленями;

♦ розростання міст (урбанізація), яке відбувається у всьому світі (із 100% земель сільськогосподарськими угіддями зайняті 7,5%, присадибними землями - 13,5%, лісами, чагарниками, болотами - 11,2%, під суспільними будівлями - 10,8%, під дорогами, вулицями, площами - 38,3%).