Біологія ґрунтів

Біоло́гія ґрунті́в — розділ ґрунтознавства, який вивчає сукупність живої біомаси та її відмерлих решток, що беруть участь в ґрунтоутворенні.

Характеристика

В органічній речовині ґрунту завжди присутня певна кількість решток відмерлих організмів на різних стадіях розкладання, живі мікроорганізми, ґрунтова фауна. Потенційним джерелом органічної речовини ґрунту є всі компоненти біоценозу, які потрапляють на поверхню ґрунтів чи в товщу ґрунтового профілю і беруть участь у процесах ґрунтоутворення. Найбільшу біомасу та її річний приріст дають рослини, які в декілька десятків або сотень разів перевищують біомасу тварин і мікроорганізмів, у декілька тисяч разів — біомасу хребетних тварин.

Процеси ґрунтоутворення

Головними процесами ґрунтоутворення є мінералізація та гуміфікація.

Вирішальну роль у ґрунтових процесах відіграють живі організми. Мінералізація відбувається завдяки аеробним мікроорганізмам (див. Аероби), що виділяють ферменти, під дією яких відбувається розкладання складних сполук органічних на прості мінеральні: H₂O, CO₂, NH₃, NH₄, NO₂, NO₃ тощо.

Усі наступні етапи утворення гумусу здебільшого визначає хімічний склад біомаси. Розкладання органічної речовини — складний і тривалий процес, що включає механічне чи фізичне руйнування, біологічну чи біохімічну трансформацію та хімічні процеси. Продуктом трансформації органічних залишків є гумус — органічна частина ґрунту, утворена внаслідок розкладання рослинних і тваринних решток, продуктів життєдіяльності організмів — гуміфікації. Утворення гумусу — це біологічні процеси розпаду вихідних органічних речовин і синтезу нових високомолекулярних гумусових сполук.

На гуміфікацію впливає мінералогічний та гранулометричний склад породи, на якій утворився ґрунт. Найінтенсивніше цей процес відбувається на суглинках за умови нейтральної реакції середовища. Найсприятливіший комплекс умов для гуміфікації сформувався в лісостеповій і степовій зонах. Вміст гумусу в ґрунтах визначається умовами і характером ґрунтотвірного процесу. Найвищий вміст гумусу в чорноземах (12–15 %; у полтавських — до 18 %); найнижчий — у ґрунтах піщаних, підзолистих, ґрунтах напівпустель і пустель (1–2 %).

Учасники ґрунтоутворення

У розкладанні органічної речовини і перетворенні її на гумус беруть участь бактерії, актиноміцети, гриби, водорості, безхребетні тварини та інші.

Бактерії розкладають всі органічні сполуки з високою швидкістю, активно використовують білки, прості цукри, крохмаль, кислоти органічні, спирти, альдегіди, розкладають клітковину, мають перевагу в розкладанні вуглеводів; мають ферменти вузькоспеціалізованої дії, спрямованої на окремі процеси.

Актиноміцети, як і бактерії — здебільшого ґрунтові організми, що активно беруть участь у розкладанні органічної речовини; використовують будь-які вуглеводи, розкладають гумус; дуже численна група мікроорганізмів, але менш конкурентоздатна, ніж гриби і бактерії. Гриби мають великий спектр ферментів, здатні здійснювати багато процесів трансформації органічної речовини, але як правило, з меншою швидкістю, ніж бактерії; розкладають сполуки ароматичні, лігнін, гумус.

Автотрофні ґрунтотвірні водорості беруть участь у створенні органічної речовини ґрунтів, знаходяться переважно у верхньому шарі, на глибині 10–20 см їхній вміст незначний, клітини водоростей поїдають амеби, інфузорії, нематоди; виділяють біологічно активні речовини, якими живляться гриби та бактерії.

Ґрунтові безхребетні тварини виконують низку складних функцій у розкладанні органічної речовини, зокрема механічне подрібнення рослинних решток.

Функції і значення

Живі організми, що населяють ґрунт, є джерелом ґрунтових ферментів. Ґрунтові ферменти активно беруть участь у процесах трансформації органічних решток як у процесі життя, так і після відмирання.

Основна маса гумусу зосереджена в орному чи верхньому шарі ґрунту і зменшується з глибиною. Це необхідно враховувати під час проведення меліоративного та будівельного планування. Припустима глибина зрізів не повинна перевищувати 1/3 потужності гумусового шару. Гумус є джерелом поживних речовин, передусім — азоту, а також фосфору, калію і мікроелементів. Він входить у найактивніші частини ґрунтів, створює умови для мікробіологічної діяльності, має поглинальну здатність. Ґрунти, що містять велику кількість гумусу — це структурні ґрунти, а від структури залежать водні та фізичні властивості, вологоємність, водопроникність. Підвищений вміст гумусу покращує температурний режим (згладжує добові коливання температури, ґрунти краще прогріваються, акумулюють більше тепла). На вміст гумусу в ґрунті впливають заходи агромеліорації. Кількість гумусу безпосередньо впливає на родючість ґрунту — здатність задовольнити потреби рослин в елементах живлення, волозі, повітрі, забезпеченні їм умов нормальної життєдіяльності для створення корисної біомаси — врожаю. Зменшення вмісту гумусу спричинює погіршення корисних функцій і зниження родючості ґрунту, його деградацію.

Література

1. Назаренко І. І., Польчина С. М. Нікорич В. А. Ґрунтознавство. Чернівці : Книги — XXI, 2004. 400 с.
2. Іванюк Г. С. Біопродуктивність ґрунтів. Львів : Львівський національний університет iмeнi Iвaнa Франка, 2009. 350 с.
3. Coleman D. C., Callaham M. A. Jr, Crossley D. A. Jr. Fundamentals of Soil Ecology. 3rd ed. London : Academic Press, 2018. 376 p.
4. Панас Р. М. Екологія грунтів. Львів : Новий Світ-2000, 2021. 481 с.
5. Tate R. L. Soil Microbiology. 3rd ed. Hoboken : John Wiley & Sons, 2021. 570 p.
6. Castillo-Figueroa D., Castillo-Avila C. Little Influence of Soil Fauna on Decomposition in Successional upper Andean Tropical Forests // Soil Ecology Letters. 2025. Vol. 7 (2). P. 1–15. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s42832-024-0277-8

Автор

А. І. Мартишин

Покликання на цю статтю: Мартишин А. І. Біологія ґрунтів // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Біологія ґрунтів (дата звернення: 11.10.2026).

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 15.05.2025