Humus - biológia
Aké horúce je príliš horúce na život hlboko pod dnom oceánu?
Antibiotiká z baktérií
Migrácia buniek: novoobjavená funkcia známeho proteínu
Molekulárny kompas na zarovnanie buniek
Čo robí listy na jeseň starnúcimi
Demokracia perličiek
Prostredie spoločnosti Ekembo: Ľudia tiež žili v otvorenej krajine
| Genetika | Poľnohospodárstvo, lesníctvo a chov zvierat
Pšeničná odroda vznikla krížením divých tráv
Aké horúce je príliš horúce na život hlboko pod dnom oceánu?
humus
| Tento článok popisuje pojem pôdoznalectvo; pre jedlo s rovnakým názvom pozri hummus; pozri tam sýrske mesto Homs. |
humus (Latinsky pre zem) v užšom zmysle označuje v pôdnej vede súhrn odumretých organických látok v pôde. [1] [2] [3] [4] Humus je súčasťou celkovej organickej hmoty v pôde. Primárne podlieha činnosti pôdnych organizmov (edafón), ktoré svojimi metabolickými aktivitami nepretržite prispievajú k hromadeniu, rekonštrukcii alebo rozpadu humusu. V užšom zmysle sa v odbornej literatúre ako humus označuje iba rozložená organická frakcia v pôde. [5] Pretože príslušné stupne premeny sú plynulé, presné vymedzenie nie je možné.
Vznik
Humus sa skladá z mnohých zložitých zlúčenín, ktoré po odumretí uvoľňujú organické látky a chemickými látkami sa pôdnymi organizmami chemicky premieňajú spontánne aj enzymaticky. Zlúčeniny sa značne líšia svojou degradovateľnosťou mikroorganizmami. Nízkomolekulárne sacharidy a bielkoviny sa odbúravajú rýchlo, zložité zlúčeniny ako celulóza alebo lignín sa štiepia pomalšie. Preto určité zložky humusu zostávajú v pôde iba niekoľko týždňov alebo mesiacov (výživný humus), zatiaľ čo iné zostávajú storočia alebo tisícročia (odporcovia).
Humus sa formuje
Mull humus
Mullhumus je vždy úzko spojený s ílovou minerálnou látkou (ílovo-humusový komplex) a nemožno ho odplaviť, odfúknuť alebo preosiať. Rozklad rozptylu prebieha hlavne v horizonte Ah. Mullhumus sa významne podieľa na tvorbe stabilnej drvenej štruktúry pôd bohatých na medzery. Mullhumus vzniká biologickou premenou pôdy a má výrazne odlišné vlastnosti ako mechanicky uvoľnená pôda. Prevažujú zástupy hrabavého pôdu ako dážďovky, dreviny, mnohonožky a larvy múch. Dážďovky zabezpečujú, aby bola ornica neustále zásobovaná novovzniknutým humusom prostredníctvom stabilných usadenín exkrementov na povrchu pôdy a v ich tuneloch.
V zmiešanom listnatom lese obsahuje humus obyčajný asi 6% živých organických látok vrátane živých koreňov, pôdnych organizmov, ktoré možno vidieť voľným okom, ale aj mikroorganizmov, ktoré sa vyskytujú u veľkého počtu jedincov. Tieto živé zložky pôdu zvlhčujú, uvoľňujú a mineralizujú. Pôda sa tiež stáva drobivejšou a prevzdušnenou vo svojej konzistencii. Toto nepretržité automatické prepracovanie ornice vedie k množstvu ľahko dostupných iónov na všetkých povrchoch, a tým k lepšiemu prísunu živín do rastlín.
Humusové látky tvorené v zváranom humuse sú vysoko polymérne, a preto ťažko mobilné. [4]
Moderhumus
Moderhumus je typický pre veľmi ľahké piesčité pôdy (menej ako 5% ílu). Častice humusu ležia voľne medzi zrnkami piesku. Dajú sa zmyť, odfúknuť a preosiať. Dážďovky sa v plesni vyskytujú menej, prevažujú článkonožce. Podporné horizonty sú navzájom spojené matnými hýfami. Je typický pre listnaté a ihličnaté lesy s málo burinami, pre chladné a vlhké podnebie alebo sa vyskytuje na horninách, ktoré sú relatívne chudobné na živiny. Moderhumus je primárne dôležitý ako zásobáreň vody a živín.
Mobilné humínové látky sa tvoria aj v miernom humuse. [4]
Surový humus
Surový humus je najnepriaznivejšou formou humusu: zvyšky vegetácie, ktoré sa ťažko rozkladajú, vytvárajú nad minerálnou pôdou humus (podstielku). Tieto surové humusové prikrývky sa nachádzajú na bioticky neaktívnych pôdach, kde je za nedostatočnú premenu rastlinného odpadu často zodpovedné príliš chladné alebo vlhké podnebie. Pre priebeh realizácie je však rozhodujúci aj druh a zloženie mŕtveho rastlinného materiálu. Napríklad vrh ihličnanov sa rozkladá ťažšie ako v prípade mnohých listnatých stromov. Všeobecne sa zložky ako vosky, živice, triesloviny a lignín ťažko konvertujú, takže mŕtve časti rastlín s vysokým podielom týchto látok tiež prežijú oveľa dlhšie a často produkujú iba horší humus. Polohy L, F a Oh sú navzájom zreteľne oddelené. Surový humus navyše podporuje podsolizáciu. [2]
V surovom humuse sa vyvíjajú migrujúce humínové látky, ktoré sa posúvajú priesakovou vodou [4] a môžu preto zatemniť horizont Ah dole. [2]
Mleté roztoče štiepia brezové listy a vylučujú aminokyseliny črevami vo forme, ktorá je optimálna na vstrebávanie koreňov rastlín. Tenký humusový obal je vytvorený takmer výlučne z takýchto exkrementov roztočov. Zbierajú sa aj na rozpadnutej skale nad lišajníkmi a inými lithobiontmi. Pomocou črevných symbiontov sa celulóza absorbovaná močovým hmyzom premieňa na bielkovinové zlúčeniny, ktoré sú cenné pre pôdu. Spolu tvoria predhumusové štádiá, ktoré sa postupne vyvinú do tenkého humusového krytu.
Formy poľného humusu
Kvôli pravidelnému pestovaniu nemajú orné pôdy humusovú vrstvu. Úhor a monokultúra vedú k strate humusu. Napriek tomu možno v horizonte Ap rozlíšiť rôzne formy humusu, ktoré je charakteristické orbou [1]:
- Ackermoder sa vyznačuje plesnivým humusom.
- Čajka červová je tvorená silnou aktivitou dážďovky.
- Pieskový mulč je forma gázy piesčitých pôd s hrubou zrnitosťou.
- Kryptomull sa vyznačuje silnou hlinitou väzbou humusu s nízkym obsahom humusu.
Tvorí sa hydromorfný humus
Veľmi vysoký obsah vody inhibuje prísun kyslíka do pôdy a tým rozklad organických látok, ktoré sa následne hromadia. V súlade s vodnou bilanciou sa výsledné humusové formy označujú ako vlhký humus, vlhký humus a močiarny humus. Extrémne vlhké polohy vedú k tvorbe rašeliny. Na dne vody je morský humus; s.Mulm.
Moor
Horninová humózna pôda
Stĺpový humus alebo skalná humózna pôda označuje tvorbu humusu v skalách a horských stenách; humifikácia prebieha zvnútra smerom von prostredníctvom biocenózy rôznych lithobiontov. Skladá sa z ílovožltých až gaštanovohnedých vápenitých ílov a má vysokú vlhkosť a vysoký obsah detritu. Vzniká na skalách v takzvaných furmanských poliach a poskytuje základ pre vysokohorské vždy zelené rastliny.
Druhy humusu
Klasifikácia podľa funkcie humusu sa nazýva humusové typy.
Nutričný humus
Živný humus sú organické látky, ktoré sa rýchlo rozkladajú v pôde. Na poľnohospodársky využívaných pôdach sem patria predovšetkým korene pozberaného ovocia, ako aj zapracované zvyšky po zbere, zelený hnoj a hnoj vyprodukovaný na farme. Okrem toho existuje telesná látka všetkých mŕtvych pôdnych organizmov. Výživový humus rastlinného pôvodu má nasledujúce zloženie:
- Sacharidy (celulóza, cukor, škrob; zvyčajne nad 50%)
- Lignín (10–40% v závislosti od stupňa lignifikácie rastlín)
- dusíkaté zlúčeniny (zvyčajne menej ako 10%)
Živný humus slúži ako zdroj potravy pre väčšinu pôdnych organizmov, a preto je predpokladom biologickej aktivity pôdy. Zahrnutý plochý alebo jemne distribuovaný ako koreňová hmota (po rozpade koreňov zostáva jemne rozvetvený systém rúrok), podporuje vetranie a tým aj metabolizmus. Pri rozpade buniek sa rastlinné živiny viazané v organickej hmote vrátia do materiálového cyklu. Vďaka tomu sú k dispozícii na kŕmenie nových rastlín. Nutričný humus poskytuje stavebné kamene na vytváranie humínových látok v permanentnom humuse.
Trvalý humus
Na rozdiel od živného humusu sa permanentný humus rozkladá iba veľmi pomaly. Vzniká z organických látok pomocou pôdnych živočíchov a mikroorganizmov. Spolu s hlinou tvorí permanentný humus koloidnú látku v pôde. Môže tak viazať vodu aj živiny a uvoľňovať ich späť do rastlín. Väzba na vodu a živiny je mnohonásobne vyššia ako kapacita ílu. Je nevyhnutným stavebným a stabilizačným prvkom štruktúry pôdy. Trvalý humus predstavuje najväčšiu časť organickej hmoty v pôde (zvyčajne nad 90%) a obsahuje hlavnú časť pôdneho dusíka. Spôsobuje tmavú farbu humusovej ornice a podporuje tak otepľovanie povrchu pôdy.
Permanentný humus má svojimi vlastnosťami rozhodujúci vplyv na úrodnosť pôdy.
Zásoba humusu
V pôde neustále dochádza k rozkladu a hromadeniu humusu. V stabilnom ekosystéme (napr. Les, staré trávne porasty) sú oba procesy vyvážené, t. J. Obsah humusu sa nemení. Spracovanie pôdy zvyšuje degradáciu humusu. Preto musí byť dostatočný prísun organických látok (prísun humusu). Vplyv ornej výroby na obsah humusu v pôde sa dá dobre preukázať pri orbe trávnych porastov: Vyšší obsah humusu v trávnatých porastoch sa v prvých rokoch využívania ornej pôdy rapídne znižuje a postupne sa prispôsobuje nízkej hodnote, ktorá sa líši od miesta k miestu. Pri zasiatí nových trávnych porastov sa postupne znova zväčšujú. Aj keď je zvyškový obsah humusu, ako sa vyskytuje v našich orných pôdach, tiež relatívne stabilný (v drvine je medzi 1,8 a 2,5%), nie je nezraniteľný. Môže napríklad pestovaním Jedáci humusu ako napríklad cukrová repa, zemiaky, silážna kukurica alebo zelenina sú vyčerpané. V kontexte krížového plnenia sa veľký význam prikladá konzervácii organických látok v pôde. V určitých prípadoch sú farmy povinné nechať si stanoviť obsah humusu pomocou analýzy pôdy.
Organické hnojenie
Dodávka organickej hmoty sa uskutočňuje prostredníctvom
- zvyšky plodín ponechané na poli počas zberu (korene, strnisko, slama, klíčky),
- cielené pestovanie medziplodín na zelený hnoj
- Poľnohospodársky hnoj (hnoj, tekutý hnoj, kompost, splaškový hnoj)
- Kôrový humus
Množstvo organickej hmoty pridanej do pôdy sa určuje podľa druhu pestovanej rastliny a spôsobu zberu. Je menej dôležité, aby sa živiny do pôdy dodávali vo veľkom množstve, ale aby ich bolo možné pôdou „spracovať“. Zvyšky plodín, medziplodiny, hnoj a tekutý hnoj sa majú posudzovať rozdielne, pokiaľ ide o ich vplyv na obsah humusu. Zvyšky plodín sú rozložiteľné látky, ktoré sa rozkladajú rýchlejšie mäkšie (menej lignifikované) a s vyšším obsahom bielkovín sú.
Obsah humusu v pôde
Podporte obzory
Humusová vrstva prírodnej pôdy môže pokrývať najviac tri pôdne horizonty [4]:
L označuje horizont vrhu. Obsahuje mŕtve zvyšky rastlín, ktoré nie sú rozložené alebo sú len mierne rozložené. Stále sú ako také rozpoznateľné bez obmedzenia a dajú sa klasifikovať podľa druhov rastlín. Podiel jemnej látky je menej ako 10% objemových.
O (z organického) označuje horizont vyrobený z organickej hmoty s viac ako 10% objemových jemnej hmoty. Zvyšky rastlín sú už zreteľne rozložené. Horizont obsahuje menej ako 70% hmotnostných minerálnej látky. Horizont O možno rozdeliť na horizont Of a Oh.
Of (rotten, švédsky Förmultningsskiktet) je horizont O, v ktorom je jasne viditeľný podiel jemnej organickej hmoty (10 až 70% objemových). Zvyšky rastlín sa už fermentáciou a rozpadom do značnej miery rozpadli. Štruktúry rastlinného tkaniva možno stále rozpoznávať, sú však už zmiešané s časticami humusu.
Ó (z humusu) označuje trvalý humusový horizont s tmavo sfarbenými humínovými látkami. Z materiálu, ktorý obsahuje, nemožno rozoznať žiadne rastlinné štruktúry. Rozklad rastlinného materiálu dosiahol veľmi pokročilé štádium. Prevažuje podiel jemnej organickej hmoty (viac ako 70% objemových).
Ah horizont nie je súčasťou humusovej vrstvy. Toto je minerálna ornica a väčšinou obsahuje humus vyvolaný živočíšnou činnosťou (napr. Dážďovky a krtky) alebo ľudskou činnosťou (napr. Orbou). Obsah humusu je tu maximálne 30 percent.
Aká silná je vrstva humusu a aký má opísaný horizont, závisí najmä od toho, do akej miery uprednostňujú súčasné podmienky prostredia (teplota, vlhkosť, prekyslenie pôdy, prísun živín, expozícia, zemepisná šírka, podnebie a ďalšie) akumuláciu humusu. Všeobecne platí, že čím nepriaznivejšie je prostredie pre činnosť mikroorganizmov, tým väčšia je akumulácia humusu.
Obsah dusíka a pomer C/N
Humus je pôdnym zdrojom dusíka. Mikrobiálnou degradáciou sa dusík uvoľňuje zo svojej organickej väzby (mineralizovanej), a je preto k dispozícii rastlinám. Kvalita humusu sa má hodnotiť vyššie, čím je organická látka bohatšia na dusík, to znamená, čím viac sa blíži jej pomer uhlík/dusík (C/N). V čerstvo odumretej látke je pomer C/N široký, ale so silnými rozdielmi v závislosti od typu rastliny, časti rastliny a veku rastliny (pomer C/N ozimnej pšenice: 71; cukrovej repy: 20). Rozklad v pôde zužuje pomer C/N. Postupne sa blíži k hodnote 8 až 10: 1, čo je typické pre humus, ktorý sa nachádza vo väčšine poľnohospodárskych pôd. Pre hrubý výpočet obsahu dusíka v ornici humusu hrá úlohu obsah humusu a hrúbka horizontu A. Možno predpokladať obsah dusíka 1/17 obsahu humusu a hmotnosť drobkovej pôdy 1,5 milióna kg/10 cm pôdnej vrstvy. Za našich klimatických podmienok sa predpokladá, že okolo 1–2% organicky viazaného dusíka v strúhanke sa ročne premení a stane sa tak dostupným pre rastliny (= doplnenie dusíka z pôdy).
Výmena iónov
Iónová výmena v pôdnej matrici prebieha medzi ílovými minerálmi (katiónové výmenníky) a humínovými látkami (ako katiónové, tak aniónové výmenníky). Katiónová výmenná kapacita udáva, koľko katiónov môže pôda pojať [mmol/100 g pôdnej látky].
- Adhézna sila katiónov zapojených do výmeny (v závislosti od pH, náboja a hrúbky obalu hydrátu):
Katióny Ca ++, Mg ++, K +, Na + sú „vymeniteľné bázy“, ich podiel v KAK sa nazýva nasýtenie bázou. Al +++ a H + majú kyslý účinok. Čím je pôda kyslejšia, tým nižší je KAK a tým nižšia dostupnosť živín pre rastliny. [6]
mikrobiológia
V Humifikácia Humínové látky sa tvoria z mŕtvych organických látok (napr. Podstielka alebo opadané lístie). Pozostávajú z frakcií fulvokyseliny (kyslé), humínové kyseliny (stredne kyslé) a humíny (neutrálne). Ligníny a celulózy, ktoré sa ťažko mikrobiálne trávia, sa najlepšie premenia, keď je mikroklíma v pôde vlhká, teplá a dobre vetraná. Humínové látky v ich meniacich sa pomeroch sú konečnými fázami humifikácie.
Dobre korodované a voľne uložené, organicky kolonizované minerálne kryštály sa prejavujú v dobrom humuse. Mycélia pokrytá „trsmi“ tmavých alebo priehľadných spór sa viaže na vločky detritu. Baktérie a riasy zvyčajne tvoria spoločenstvá v Edafone. Drôtené a drôtové améby, rotifery a nálevníky sa vyskytujú v humuse vo veľmi veľkej druhovej diverzite. Také sú druhy nematód Aphanolaimus a Dorylaimus Obyvatelia humusu. Azotobacter chroococcum hľadá symbiózu zelených rias pomocou farebných filtrov. Cladosporia často žijú symbioticky so Zoogloeenom, t.j. H. Pôdne huby tvoria symbiózu s pôdnymi baktériami, pričom celková hodnota pH zostáva neutrálna. Huby vytvárajú pri štiepení mierne kyslé prostredie, zatiaľ čo baktérie vytvárajú pri štiepení mierne zásadité prostredie.
Podľa Annie Francé-Harrar prebieha humifikácia v tomto poradí:
- Zoogloea - Protodetritus - Detritus - Humus [5]