Гумус - біологія
Як жарко занадто жарко для життя глибоко під дном океану?
Антибіотики від бактерій
Міграція клітин: нещодавно виявлена функція відомого білка
Молекулярний компас для вирівнювання клітин
Від чого листя старіє восени
Демократичність грифа-цесарки
Середовище Екембо: Люди також жили на відкритих ландшафтах
| Генетика | Сільське, лісове та тваринництво
Сорт пшениці був створений шляхом схрещування дикорослих трав
Як жарко занадто жарко для життя глибоко під дном океану?
перегній
| Ця стаття описує термін ґрунтознавство; щодо однойменної їжі див. хумус; бо там бачить сирійське місто Хомс. |
перегній (Латинська для земля) у вужчому розумінні позначає сукупність мертвих органічних речовин у ґрунті в ґрунтознавстві. [1] [2] [3] [4] Гумус є частиною загальної органічної речовини в грунті. Це в першу чергу залежить від діяльності ґрунтових організмів (едафон), які завдяки своїй метаболічній діяльності постійно сприяють накопиченню, реконструкції або руйнуванню гумусу. У вужчому розумінні лише розкладений органічний вміст у ґрунті в спеціалізованій літературі називається гумусом. [5] Оскільки відповідні стадії перетворення є текучими, точне розмежування неможливе.
Поява
Гумус складається з безлічі складних сполук, які після відмирання виділяють органічні речовини і перетворюються ґрунтовими організмами хімічно як стихійно, так і ферментативно. Сполуки значно відрізняються за своєю здатністю до розкладання мікроорганізмами. Низькомолекулярні вуглеводи та білки швидко розщеплюються, складні сполуки, такі як целюлоза або лігнін, розкладаються повільніше. Отже, певні компоненти гумусу залишаються в ґрунті лише кілька тижнів або місяців (поживний гумус), а інші - століттями чи тисячоліттями (перекалітранти).
Гумусові форми
Мульмусний перегній
Мулхумус завжди тісно пов’язаний з глинистою мінеральною речовиною (глинисто-гумусовий комплекс) і не може змиватися, продуватися або просіватися. Розсіяне розкладання відбувається переважно в горизонті Ах. Mullhumus бере значну участь у формуванні багатої порожнечі, стійкої структури крихти грунтів, багатих основою. Мулхумус створюється шляхом біологічного перетворення ґрунту і має значно інші якості, ніж механічно розпушений ґрунт. Переважають землерийні представники Едафонту, такі як дощові черв'яки, мокриці, багатоніжки та личинки мух. Дощові черв’яки забезпечують постійне надходження верхнього шару грунту новоутвореним гнійним гумусом через їхні стійкі відкладення на поверхні ґрунту та в їх тунелях.
У змішаному широколистяному лісі гумусовий гумус містить близько 6% живої органічної речовини, включаючи живі коріння, ґрунтові організми, які можна побачити неозброєним оком, а також мікроорганізми, які можна знайти у великої кількості особин. Ці живі компоненти зволожують, розпушують та мінералізують ґрунт. Грунт також стає більш розсипчастим і аерованим за своєю консистенцією. Ця безперервна автоматична обробка верхнього шару ґрунту призводить до великої кількості легкодоступних іонів на всіх поверхнях, а отже, і до кращого постачання рослин поживними речовинами.
Гумусовані речовини, що утворюються в глінтійованому гумусі, є високополімерними і тому навряд чи рухливі. [4]
Модерхумус
Модерхумус характерний для дуже легких піщаних ґрунтів (менше 5% глини). Частинки перегною вільно лежать між піщинками. Їх можна змити, продути і просіяти. Дощові черв’яки рідше зустрічаються у цвілі, переважають членистоногі. Горизонти опори з’єднані між собою грибами грибів. Це типово для листяних та хвойних лісів з невеликою кількістю бур’янів, для прохолодного вологого клімату, або його можна знайти на скелях, які відносно бідні поживними речовинами. Модерхумус насамперед важливий як запас води та поживних речовин.
Рухливі гумусові речовини також утворюються в помірному гумусі. [4]
Сирий перегній
Сирий гумус є найбільш несприятливою формою гумусу: рослинні залишки, які важко розкладаються, утворюють гумус (підстилку) над мінеральним грунтом. Ці сирі гумусні ковдри можна знайти на біологічно неактивних ґрунтах, де занадто прохолодний або вологий клімат часто відповідає за неадекватну конверсію рослинних відходів. Однак тип і склад загиблого рослинного матеріалу також є визначальним для курсу впровадження. Наприклад, підстилка хвойних порід розкладається важче, ніж у багатьох листяних дерев. Взагалі такі компоненти, як віск, смоли, дубильні речовини та лігнін, важко перетворити, отже, мертві частини рослин із високим вмістом цих речовин також виживають набагато довше і часто виробляють лише гірший гумус. Позиції L, F та Oh чітко відокремлені одна від одної. Крім того, сирий перегній сприяє опідненню. [2]
У сирому гумусі утворюється більше мігруючих гумінових речовин, які переміщуються разом з водою, що просочується [4], і тому можуть затемнювати горизонт Ah нижче. [2]
Наземні кліщі розщеплюють листя берези і виводять амінокислоти через кишечник у формі, оптимальній для засвоєння коренів рослини. Тонкий гумусовий покрив створюється майже виключно з таких екскрементів кліщів. Вони також збирають на обсипаній гірській породі над лишайниками та іншими літобіонтами. За допомогою кишкових симбіонтів клітина, що поглинається комахами сечі, перетворюється на цінні для грунту білкові сполуки. Разом вони утворюють догумусні стадії, які поступово переростають у тонкий гумусовий покрив.
Польові гумусові форми
Завдяки регулярному обробітку рілля ґрунти не мають гумусного шару. Перелога та монокультура призводять до втрати гумусу. Тим не менше, різні гумусові форми можна виділити в горизонті Ап, який характеризується оранкою [1]:
- Ackermoder характеризується цвілевим перегноєм.
- Черв’якові відходи створюються внаслідок сильної дії дощових черв’яків.
- Піщана мульча - це форма марлі з піщаних грунтів з грубим зерном.
- Криптомулл характеризується сильним зв’язуванням глинистого гумусу з низьким вмістом гумусу.
Гідроморфні гумусові форми
Дуже високий вміст води перешкоджає надходженню кисню в ґрунт і, отже, розкладанню органічної речовини, яка в результаті накопичується. Залежно від водного балансу утворюються гумусові форми називаються вологим перегноєм, вологим перегноєм і болотним перегноєм. Надзвичайно вологі місця призводять до утворення торфу. На дні води є морський перегній; s.Mulm.
Мавр
Гірський перегнійний грунт
Колоновий перегній або гірсько-гумусовий ґрунт позначає утворення гумусу в гірських породах і гірських стінах; гуміфікація відбувається зсередини назовні через біоценоз різних літобіонтів. Складається з глинисто-жовтих до каштаново-коричневих вапняних глин і має високий рівень вологості та високий вміст детриту. Він виникає на скелях на так званих візкових полях і забезпечує основу для альпійських вічнозелених рослин.
Види гумусу
Класифікація за функцією гумусу називається типами гумусу.
Харчовий перегній
Поживний гумус - це органічні речовини, які швидко розщеплюються в грунті. На сільськогосподарських ґрунтах це включає, перш за все, коріння зібраних плодів, а також включені залишки врожаю, сидерат та добрива на фермах. Крім того, в організмі є речовина всіх мертвих ґрунтових організмів. Харчовий перегній рослинного походження має такий склад:
- Вуглеводи (целюлоза, цукор, крохмаль; зазвичай понад 50%)
- Лігнін (10–40% залежно від ступеня зрідження рослин)
- азотисті сполуки (зазвичай менше 10%)
Поживний гумус служить джерелом їжі для більшості ґрунтових організмів і тому є передумовою біологічної активності ґрунту. Включений плоский або тонко розподілений у вигляді кореневої маси (після розщеплення коренів залишається дрібно розгалужена система трубок), що сприяє вентиляції і, отже, метаболізму. З розпадом клітин поживні речовини рослини, зв’язані в органічній речовині, повертаються до матеріального циклу. Це робить їх доступними для годівлі нових рослин. Поживний гумус забезпечує будівельний матеріал для накопичення гумусових речовин у постійному гумусі.
Постійний перегній
На відміну від поживного гумусу, постійний перегній розщеплюється лише дуже повільно. Виникає з органічних речовин за допомогою ґрунтових тварин та мікроорганізмів. Разом з глиною постійний перегній утворює колоїдну речовину ґрунту. Таким чином, він може зв’язувати як воду, так і поживні речовини і повертати їх назад до рослин. Зв'язуюча здатність води та поживних речовин у багато разів перевищує глинисту. Це важливий елемент конструкції та стабілізації структури ґрунту. Постійний гумус представляє найбільшу частину органічної речовини ґрунту (загалом понад 90%) і містить основну масу ґрунтового азоту. Це спричинює темний колір верхнього шару ґрунту і, таким чином, сприяє прогріванню поверхні ґрунту.
Завдяки своїм властивостям постійний гумус має вирішальний вплив на родючість ґрунту.
Постачання гумусу
У грунті відбувається постійний розпад і накопичення гумусу. У стабільній екосистемі (наприклад, ліс, старі пасовища) обидва процеси збалансовані, тобто вміст гумусу не змінюється. Обробка ґрунту посилює деградацію гумусу. Тому повинен бути достатній запас органічної речовини (запас гумусу). Вплив орного землеробства на вміст гумусу в ґрунті можна наочно продемонструвати, розорюючи луки: Вищий вміст гумусу під лугами швидко зменшується в перші роки використання орних земель і поступово пристосовується до низького значення, яке змінюється залежно від місця розташування. Вони поступово знову збільшуються, коли засівають нові луки. Якщо залишковий вміст гумусу, як це відбувається в наших орних грунтах, також є відносно стабільним (він становить від 1,8 до 2,5% у крихті), він не є невразливим. Він може, наприклад, вирощуючи Людоїди такі як цукрові буряки, картопля, силосна кукурудза або овочі. У контексті перехресного дотримання велике значення надається збереженню органічних речовин у ґрунті. У деяких випадках ферми зобов’язані визначати вміст гумусу за допомогою аналізу ґрунту.
Органічне запліднення
Подача органічної речовини відбувається через
- залишки врожаю, залишені на полі після збирання врожаю (коріння, стерня, солома, паростки),
- цілеспрямоване вирощування ловних культур для сидератів
- Сільськогосподарський гній (гній, рідкий гній, компост, стічний гній)
- Кору перегній
Кількість органічних речовин, доданих у ґрунт, визначається типом вирощуваної рослини та способом збору врожаю. Менш важливо, щоб поживні речовини надходили до ґрунту у великих кількостях, але щоб вони могли бути «перероблені» ґрунтом. Залишки врожаю, урожай, гній та рідкий гній слід оцінювати по-різному з точки зору їх впливу на вміст гумусу. Залишки врожаю - це речовини, що розкладаються, які швидше руйнуються, тим м’якшими (менш злегка злеженими) і багатшими на білок.
Вміст гумусу в грунті
Підтримка горизонтів
Гумусовий шар природного ґрунту може охоплювати максимум три горизонти ґрунту [4]:
L позначає горизонт розсіювання (англ. Litter). Він містить мертві рослинні залишки, які не розкладаються або лише трохи розкладаються. Вони як і раніше розпізнаються як такі без обмежень і можуть бути класифіковані за видами рослин. Частка тонкої речовини менше 10 об.%.
O (від органічного) позначає горизонт, виготовлений з органічної речовини, що містить більше 10 об.% Тонкої речовини. Рослинні залишки вже чітко розкладаються. Горизонт містить менше 70% маси мінеральної речовини. Горизонт О можна поділити на горизонт О і О.
З (гнилий, від шведського: Förmultningsskiktet) - горизонт О, у якому чітко видно частку дрібної органічної речовини (від 10 до 70 об.%). Рослинні залишки вже в значній мірі розклалися шляхом бродіння та розпаду. Структури рослинної тканини все ще можна розпізнати, але вони вже змішані з частинками гумусу.
О (від гумосу) відноситься до постійного гумусового горизонту з гумусовими речовинами темного кольору. Жодні рослинні структури не впізнаються з матеріалу, який він містить. Розкладання рослинного матеріалу досягло дуже просунутої стадії. Переважає частка тонкої органічної речовини (понад 70 об.%).
Горизонт Ах не є частиною шару гумусу. Це мінеральний верхній шар ґрунту, який в основному містить гумус, внесений внаслідок діяльності тварин (наприклад, дощових черв’яків та кротів) або діяльності людини (наприклад, оранка). Вміст гумусу тут становить максимум 30 відсотків.
Наскільки міцним є шар гумусу та який з описаних горизонтів він залежить, зокрема, від того, наскільки існуючі умови навколишнього середовища (температура, вологість, закисленість ґрунту, запас поживних речовин, вплив, широта, клімат та інші) сприяють накопиченню гумусу. Взагалі, чим більш несприятливим є середовище для діяльності мікроорганізмів, тим більше накопичується гумус.
Вміст азоту та співвідношення C/N
Гумус є джерелом азоту в грунті. Внаслідок мікробної деградації азот вивільняється з органічного зв’язку (мінералізується) і тому доступний рослинам. Якість гумусу слід оцінювати вищою, чим більше багата азотом органічна речовина, тобто чим ближче її співвідношення вуглець/азот (C/N). У свіжомертвій речовині співвідношення C/N широке, але з різними різницями залежно від виду рослини, частини рослини та віку рослини (співвідношення C/N озимої пшениці: 71; цукрових буряків: 20). Розкладання в ґрунті звужує співвідношення C/N. Він поступово наближається до значення від 8 до 10: 1, що є типовим для гумусу, що міститься в більшості сільськогосподарських ґрунтів. Для грубого розрахунку вмісту азоту у верхньому шарі ґрунту роль відіграють вміст гумусу та товщина горизонту А. Можна припустити вміст азоту 1/17 вмісту гумусу та вага ґрунту крихти 1,5 млн. Кг/10 см шару ґрунту. В наших кліматичних умовах передбачається, що приблизно 1–2% органічно зв’язаного азоту в крихті щороку перетворюється і таким чином стає доступним для рослин (= поповнення азоту з ґрунту).
Іонообмін
Іонообмін у грунтовій матриці відбувається між глинистими мінералами (катіонітами) та гуміновими речовинами (як катіонними, так і аніонітами). Катіонообмінна здатність вказує, скільки катіонів може вмістити ґрунт [ммоль/100 г речовини ґрунту].
- Міцність адгезії катіонів, що беруть участь в обміні (залежно від рН, заряду та товщини гідратної оболонки):
Катіони Са ++, Mg ++, К +, Na + є "обмінними основами", їх частка в КАК називається базовим насиченням. Al +++ і H + мають кислу дію. Чим кисліший ґрунт, тим нижчий KAK і нижча доступність поживних речовин для рослин. [6]
мікробіологія
В Гуміфікація Гумінові речовини утворюються з мертвих органічних речовин (наприклад, підстилки або опалого листя). Вони складаються з фракцій фульвокислот (кислих), гумінових кислот (помірно кислих) та гумінів (нейтральних). Лігніни та целюлози, які важко перетравлюються мікробно, найкраще перетворюються, коли мікроклімат у ґрунті вологий, теплий та добре провітрюваний. Гумінові речовини в їх пропорціях змінюються на завершальній стадії гуміфікації.
Добре роз’їдені і нещільно вбудовані, органічно колонізовані мінеральні кристали виявляються в хорошому гумусі. Міцелія, покрита «пучками» темних або прозорих спор, зв’язується з пластівцями детриту. Зазвичай бактерії та водорості утворюють спільноти в Едафонті. Дротові та бездротові амеби, коловертки та інфузорійні тварини зустрічаються у дуже великій різноманітності видів у гумусі. Також є типи нематод Афанолаймус і Дорилайм Мешканці гумусу. Azotobacter chroococcum шукає симбіоз зелених водоростей за допомогою кольорових фільтрів. Кладоспорії часто живуть симбіотично із Zoogloeen, тобто H. Грунтові гриби утворюють симбіоз із ґрунтовими бактеріями, завдяки чому загальне значення рН залишається нейтральним. Гриби під час їх розпаду утворюють слабокисле середовище, тоді як бактерії при руйнуванні утворюють слаболужне середовище.
За словами Енні Франсе-Гаррар, гуміфікація відбувається в такій послідовності:
- Зооглоя - протодетріт - детрит - гумус [5]