Грунтознавство
Утворення і нагромадження гумусу в ґрунті є одночасно результатом розкладання та синтезу органічних продуктів, які утворюються із рослинних і тваринних залишків. Процеси розпаду органічних решток і формування гумусу ґрунту мають складний ферментативний характер і відбуваються за безпосередньої участі мікроорганізмів (в основному - бактерій і грибів).
Одна частина проміжних продуктів розкладання органічних залишків повністю розщеплюється мікроорганізмами до мінеральних елементів, тобто мінералізується, а утворені мінеральні речовини використовуються зеленими рослинами.
Частина йде на живлення самих мікроорганізмів, в результаті чого утворюються нові органічні речовини.
А ще одна частина продуктів розпаду органічних речовин проходить тривалий шлях перетворень (окислення, поліконденсації, полімеризації), які відбуваються поза мікроорганізмами за участі виділених ними ферментів. У результаті цих процесів утворюються гумусові, або перегнійні, речовини, а сам процес їх утворення називається гуміфікацією.
У середньому 80-90% органічних решток мінералізується до кінцевих продуктів і лише 10-20%, а інколи і менше, бере участь в утворенні гумусу або нагромаджується в ґрунтах у формі стійких до розпаду сполук.
Наприклад, з 1 т внесеного підстилкового гною у ґрунтах Полісся утворюється 42 кг, Лісостепу - 54 і Степу - 56 кг гумусу. Тобто, коефіцієнт перетворення гною в гумус становить близько 5%.
Отже, в наслідок зазначених перетворень органічних сполук у ґрунті утворюється складна суміш органічних речовин, таких як малорозкладені рослинні рештки, проміжні продукти їх розкладу, колоїдні комплекси власне гумусових речовин і розчинні (що швидко мінералізуються) органічні сполуки.Важливість накопичення гумусу в ґрунті зумовлено тим, що: 1) гумус - це джерело мінеральних елементів живлення для рослин; 2) компоненти гумусу з частинками ґрунту утворюють комплекси, які покращують структуру і зумовлюють поглинальну здатність ґрунту; 3) гумусові кислоти прискорюють процеси вивітрювання мінералів тощо.
У сільському господарстві накопичення та збереження наявного рівня гумусу досягається: 1) внесенням органічних добрив; 2) внесенням мінеральних добрив, особливо азотних, які, засвоюючись рослинами, не "дозволяють" забирати мінеральні елементи з гумусу, тим самим запобігається його руйнування; 3) певним обробітком ґрунту, який повинен бути мінімально неглибоким, так як глибоке приорювання верхнього горизонту руйнує його активну мікрофлору і, відповідно, гальмує процеси розкладання органічних речовин; 4) оптимізацією водного, повітряного і теплового режимів ґрунту; 5) науково обґрунтованим чергуванням культур, яке б передбачало розміщення в сівозміні бобових культур, використання парових полів, ущільнюючих та проміжних посівів тощо.
Найважливішою складовою частиною ґрунту є гумус – перегній. Він утворюється з органічних рослинно-тваринних решток, які щорічно потрапляють у ґрунт і під впливом життєдіяльності мікроорганізмів розкладаються й синтезуються.
Хімічний склад ґрунту суттєво впливає на його родючість, на його фізичні та біологічні властивості.
Рослинний опад в лісах і відмерла трав’яна рослинність після розкладу мікроорганізмами дають багато органічної речовини, збільшуючи потужність ґрунту. Частково гумус мінералізується і знову під впримом мікроорганізмів переходить в доступні рослинам мінеральні сполуки.
Ґрунт містить мікроелементи (азот, фосфор, калій, кальцій, магній, сірку, залізо та ін.) і мікроелементи (бор, марганець, молібден, мідь, цинк та ін.), які рослини споживають у невеликих кількостях. Їх співвідношення і визначає хімічний склад ґрунту. Він залежить від вмісту елементів в материнській породі, кліматичних факторів, рослинності. Чим більше зволожений ґрунт, тим переважно бідніше мінеральними сполуками її верхні горизонти.
Хімічний склад ґрунту постійно видозмінюється під впливом життєдіяльності організмів, клімату, діяльності людини. При внесенні добривами ґрунт збагачується живильними речовинами.
В залежності від наявності тих чи інших хімічних елементів виділяють кислотність грунту. Основне природне джерело кислотності грунту – органічні кислоти. Вони утворюються при розкладі рослинних залишків мікроорганізмів без доступу повітря і просочуються в товщу грунту з атмосферною вологою. Підкислення грунту відбувається також, коли осади вимивають кальцій і магній з кореневоживого шару. Кислоти можуть накопичуватися в грунті і від систематичного застосування так званих фізіологічних кислотних добрив (сульфат амонія, хлористий амоній тощо).