26. Біологічні чинники ґрунтоутворення

На думку В.І.Вернадського, організми – найбільш могутній фактор грунтоутворення. У грунті живуть представники всіх царств природи: рослини, тварини, гриби та мікроорганізми. Бактерії, гриби, лишайники, водорості готують субстрат для вищих рослин, який є провідним у процесі грунтоутворення.

В.А.Ковда (1973) зробив підрахунок, що вся біомаса на суші складає 3·10¹²-1·10¹³ т, у тому числі: ліси – n·10¹¹-n·10¹²; трави – n·10¹⁰-n·10¹¹, тварини – n·10⁹; мікроорганізми – n·10^8-9. Фіксована сонячна енергія, яка міститься у біомасі суші, складає n·10¹⁹ кДж. Тобто, як свідчать наведені цифри, основну біомасу на земній кулі створює вища рослинність, тому саме вона відіграє найважливішу біологічну роль у грунтоутворенні. Зелені рослини – єдине першоджерело органічної речовини в грунті. Головна їх функція – забезпечення біологічного кругообігу речовин, тобто поглинання з грунту елементів живлення і води, синтез органічної маси, повернення її у грунт після закінчення життєвого циклу.

Поряд з рослинністю істотно впливають на процеси грунтоутворення численні представники грунтової фауни – безхребетні, хребетні, які населяють різні горизонти грунту і живуть на його поверхні. За розмірами грунтову фауну можна поділити на чотири групи:

а) мікрофауна – організми, розміри яких менші 0,2 мм. Головними з них є протозоа, нематоди, різоподи, ехінококи, які живуть у вологому грунтовому середовищі;

б) мезофауна – організми, розміри яких від 0,2 до 4 мм: маленькі комахи, специфічні черви, що пристосувалися жити у грунті, де досить вологе повітря;

в) макрофауна – складається з тваринних організмів розміром від 4 до 80 мм: земляні черви, молюски, комахи (мурахи, терміти);

г) мегафауна – тварини більші 80 мм: великі комахи, краби, скорпіони, гадюки, черепахи, маленькі і великі гризуни, лисиці, борсуки та інші тварини, які риють у грунтах ходи, нори.

Прикладом надзвичайно інтенсивної дії на грунт є робота дощових червів. На площі 1 га черви щорічно пропускають через свій кишечник у різних грунтово-кліматичних зонах від 50 до 600 т дрібнозему. Разом з мінеральною масою поглинається і перероблюється величезна кількість органічних решток. У середньому екскременти червів (копроліти) складають до 25 т/га на рік.

Головною функцією тварин є споживання, первинне і вторинне руйнування органічної речовини. Друга функція грунтових тварин виражається у накопиченні в їх тілах елементів живлення і, головне, у синтезі азотовмісних сполук білкового характеру. Після їх розкладу до грунту надходять елементи, енергія. Тварини впливають на переміщення маси грунту, на формування мікро- і нанорельєфу.

Суттєва роль у структуроутворенні належить саме біологічним агентам і, в першу чергу, кореневим системам переважно трав'янистих рослин. Корені пронизують грунт, розділяючи грунтову масу в одних місцях і стискуючи її в інших, локально висушують грунт і виділяють у місця контакту органічні речовини. Розповсюджуючись в едафотопі в різноманітних напрямках, коріння надають агрегатам грудкуватої або зернистої форми; проникаючи в мікроагрегати, вони зв'язують їх і підвищують механічну й водну стійкість. Подібна зв'язувальна роль притаманна і грибним гіфам та адсорбованим на поверхні агрегату мікроорганізмам.

Визначна роль у структуроутворенні належить червам. їх виділення містять значну кількість поліцукрів, що виконують роль клею. Поліцукри мають довгу, лінійну, гнучку структуру, що дозволяє їм входити в тісний контакт з грунтовими частинками і зв'язувати їх, утворюючи містки між ними. Крім того, саме поліцукри є чудовим субстратом для мікроорганізмів, що теж продукують так званий бактеріальний слиз, який виконує аналогічну функцію.

Характер участі рослин у грунтоутворенні різноманітний і залежить від типу рослинності. У грунтознавстві для характеристики впливу рослин на грунтоутворення розрізняють такі рослинні формації:

- група деревинних формацій: тайгові ліси, широколистяні ліси, вологі субтропічні та вологі тропічні ліси;

- група перехідних деревинно-трав'янистих формацій: ксерофітні ліси й чагарники, савани;

- група трав'янистих формацій: суходольні й заболочені луги, трав'яні прерії, степи помірного поясу, субтропічні чагарникові степи;

- група пустельних формацій – суббореальних, субтропічних і тропічних;

- група лишайниково-мохових формацій: тундри, болота.

Фітомаса, утворена вищими рослинами, дуже мінлива і залежить від типу рослинності та умов її формування. Біомаса деревних рослин змінюється: збільшується від високих широт до більш низьких, а трав'яної рослинності лук і степів знижується від лісостепу до сухих степів.

Опад і органічні речовини, утворені рослинами, надходять у грунт. Під дією живих організмів вони розкладаються, мінералізуються до вугільної кислоти, води, газів або перетворюються у гумус. У гумусній оболонці землі зосереджено енергії n·10¹⁹-n·10²⁰ кДж; що дорівнює біомасі суші.