Humusz - biológia
Milyen meleg túl meleg az élethez az óceán feneke mélyén?
Antibiotikumok baktériumoktól
Sejtvándorlás: egy ismert fehérje újonnan felfedezett funkciója
Molekuláris iránytű a sejtek igazításához
Mi teszi a levelek öregedését ősszel
A keselyű gyöngytyúk demokráciája
Ekembo környezete: Az emberek nyílt tájakon is éltek
| Genetika | Mezőgazdaság, erdészet és állattenyésztés
A búzafajtát vad füvek keresztezésével hozták létre
Milyen meleg túl meleg az élethez az óceán feneke mélyén?
humusz
| Ez a cikk leírja a talajtani kifejezést; az azonos nevű ételeket lásd a hummusban; mert a szíriai Homsz város ott lát. |
humusz (Latinul talaj) szűkebb értelemben a talajban lévő elhalt szerves anyagok összességét jelöli a talajtudományban. [1] [2] [3] [4] A humusz a talajban található összes szerves anyag része. Elsősorban a talaj organizmusainak (edaphon) tevékenységének van kitéve, amelyek metabolikus tevékenységeik révén folyamatosan hozzájárulnak a humusz felépüléséhez, rekonstrukciójához vagy lebomlásához. Szűkebb értelemben csak a talajban lebomlott szerves frakciót nevezik humusznak a szakirodalomban. [5] Mivel a megfelelő átalakítási szakaszok folyékonyak, pontos lehatárolás nem lehetséges.
Megjelenése
A humusz összetett vegyületek sokaságából áll, amelyek elhullásuk után szerves anyagokat szabadítanak fel, és a talaj organizmusai kémiailag átalakulnak spontán és enzimatikus úton egyaránt. A vegyületek mikroorganizmusok általi lebonthatóságukban jelentősen különböznek egymástól. Az alacsony molekulájú szénhidrátok és fehérjék gyorsan lebomlanak, az olyan komplex vegyületek, mint a cellulóz vagy a lignin, lassabban bomlanak le. Ezért bizonyos humuszkomponensek csak néhány hétig vagy hónapig maradnak a talajban (tápanyaghumusz), míg mások évszázadokig vagy évezredekig (újratermelő anyagok).
Humusz formák
Mull humusz
A mulhumus mindig szorosan kapcsolódik az agyag ásványi anyagához (agyag-humusz komplex), és nem mossa le, nem fújhatja le vagy szitálhatja ki. A szórásbontás főleg az Ah horizonton megy végbe. A mulhumus jelentős mértékben részt vesz az üregekben gazdag, stabil morzsaszerkezet kialakulásában az alapdús talajokban. A mulhumus a talaj biológiai átalakításával jön létre, és lényegesen más tulajdonságokkal rendelkezik, mint a mechanikusan fellazított talaj. Az Edaphon földbe fúródó képviselői, mint például a földigiliszták, a fáslevelek, az ezerlábúak és a légylárvák vannak túlsúlyban. A földigiliszták biztosítják, hogy a talaj felszínén és az alagutakban lévő állandó ürüléklerakódásaik révén a felső talaj folyamatosan ellátódjon az újonnan képződött humuszos humusszal.
A kevert lombhullató erdőben a multifluxus körülbelül 6% élő szerves anyagot tartalmaz, beleértve az élő gyökereket, a szabad szemmel látható talaj organizmusait, de azokat a mikroorganizmusokat is, amelyek nagyszámú egyednél megtalálhatók. Ezek az élő komponensek megalázzák, lazítják és mineralizálják a talajt. A talaj is omlósabb és levegősebb állagú. A termőtalaj ezen folyamatos, automatikus átdolgozása rengeteg könnyen hozzáférhető ionhoz vezet minden felületen, és ezáltal a növények jobb tápanyagellátásához is.
A forralt humuszban képződő humuszanyagok erősen polimerek, ezért alig mozognak. [4]
Moderhumus
A moderhumus a nagyon könnyű homokos talajokra (kevesebb mint 5% agyag) jellemző. A humuszrészecskék lazán fekszenek a homokszemek között. Lemoshatók, lefújhatók és szitálhatók. A giliszták kevésbé találhatók meg a penészben, az ízeltlábúak vannak túlsúlyban. A támaszhorizontokat gombás hifák teszik össze. Jellemző a kevés gyomlevelű lombhullató és tűlevelű erdőkre, a hűvös, nedves éghajlatra, vagy viszonylag tápanyag-szegény kőzeteken található meg. A moderhumus elsősorban víz- és tápanyagkészletként fontos.
A mozgó humuszanyagok mérsékelt humuszban is képződnek. [4]
Nyers humusz
A nyers humusz a legkedvezőtlenebb humuszforma: a nehezen lebomló vegetációs maradványok átfedő humuszt (alomot) képeznek az ásványi talaj felett. Ezek a nyers humusztakarók biotikusan inaktív talajon találhatók, ahol gyakran a túl hűvös vagy párás éghajlat okozza a növényi hulladék nem megfelelő átalakulását. A megvalósítás folyamata szempontjából azonban meghatározó az elhalt növényi anyag típusa és összetétele is. Például a tűlevelűek almát nehezebb lebontani, mint sok lombos faé. Általában az olyan összetevőket, mint a viasz, a gyanták, a tannin és a lignin, nehéz átalakítani, következésképpen az elhalt növényi részek, amelyek nagy arányban tartalmazzák ezeket az anyagokat, szintén sokkal tovább élnek, és gyakran csak alacsonyabb szintű humuszt termelnek. Az L, F és Oh pozíciók egyértelműen el vannak választva egymástól. Ezenkívül a nyers humusz elősegíti a podsolizációt. [2]
A nyers humuszban több vándorló humuszanyag fejlődik ki, amelyek a szivárgó vízzel elmozdulnak [4], és ezért elsötétíthetik az alábbi Ah horizontot. [2]
A földi atkák lebontják a nyírfaleveleket és aminosavakat választanak ki a belükön keresztül, olyan formában, amely optimális a növényi gyökerek felszívódásához. A vékony humuszborítás szinte kizárólag ilyen atkák ürülékéből jön létre. A zuzmók és más lithobiontok fölött összeomlott sziklán is gyűjtenek. A bélszimbiontok segítségével a vizelet rovarok által felszívódott cellulóz a talaj szempontjából értékes fehérje-vegyületekké alakul. Ezek együtt humusz előtti szakaszokat képeznek, amelyek fokozatosan vékony humuszborítássá fejlődnek.
A mezei humusz képződik
A rendszeres művelés miatt a szántóföldeken nincs humuszréteg. Az ugar és a monokultúra humuszvesztéshez vezet. Ennek ellenére az Ap horizonton különböző humuszformák különböztethetők meg, amelyet a szántás jellemez [1]:
- Az Ackermodert penész humusz jellemzi.
- A féreg sirályt erős gilisztatevékenység okozza.
- A homoktakaró homoktalajokból származó durva szemcseméretű géz.
- A kriptomullt erős agyag humuszkötés jellemzi, alacsony humusztartalommal.
Hidromorf humusz képződik
A nagyon magas víztartalom gátolja a talaj oxigénellátását és ezáltal a szerves anyagok lebomlását, amely ennek következtében felhalmozódik. A vízháztartásnak megfelelően a keletkező humuszformákat nedves humusznak, nedves humusznak és mocsári humusznak nevezzük. A rendkívül nedves helyek tőzegképződéshez vezetnek. A víz fenekén található a tengeri humusz; s.Mulm.
mór
Kőzethumusz talaj
Oszlop humusz vagy a sziklahumusz talaj a humusz képződését jelenti a sziklákban és a hegyfalakban; a humifikáció belülről kifelé történik a különböző litobiontok biocenózisán keresztül. Agyagsárgától a gesztenyebarnáig terjedő meszes agyagokból áll, magas a páratartalma és magas a detritus tartalma. Az úgynevezett szekérmezőkön fellépő sziklákon keletkezik, és ez adja az alapját az alpesi örökzöld növényeknek.
A humusz típusai
A humusz funkciója szerinti osztályozást humusztípusoknak nevezzük.
Táplálkozási humusz
A tápanyag-humusz azok a szerves anyagok, amelyek gyorsan lebomlanak a talajban. A mezőgazdaságilag használt talajokon ez elsősorban a betakarított gyümölcsök gyökereit, valamint a beépített betakarítási maradványokat, a zöldtrágyát és a trágyát tartalmazza. Ezenkívül megtalálható az összes elhalt talajszervezet testanyaga. A növényi eredetű táplálkozási humusz összetétele a következő:
- Szénhidrátok (cellulóz, cukor, keményítő; általában 50% felett)
- Lignin (10–40% a növények lignifikációjának mértékétől függően)
- nitrogénvegyületek (általában kevesebb, mint 10%)
A tápanyag-humusz a legtöbb talajszervezet számára táplálékforrásként szolgál, ezért a talaj biológiai aktivitásának előfeltétele. Gyökértömegként lapos vagy finom eloszlású (miután a gyökerek lebomlottak, a csövek finoman elágazó rendszere marad), elősegíti a szellőzést és ezáltal az anyagcserét. A sejtek lebontásával a szerves anyagban megkötött növényi tápanyagok visszakerülnek az anyagciklusba. Ez elérhetővé teszi őket új növények etetésére. A tápanyag-humusz képezi az állandó humuszban lévő humuszanyagok felépítésének építőköveit.
Állandó humusz
A tápanyag-humusszal szemben az állandó humusz csak nagyon lassan bomlik le. Szerves anyagokból származik talajállatok és mikroorganizmusok segítségével. Az agyaggal együtt az állandó humusz képezi a talaj kolloid anyagát. Így megkötheti a vizet és a tápanyagokat, és visszavezetheti a növényekbe. A víz és a tápanyagok megkötő képessége sokszorosa az agyagénak. A talaj szerkezetének alapvető építési és stabilizációs eleme. Az állandó humusz alkotja a talaj szerves anyagának nagy részét (általában több mint 90%), és a talaj nitrogénjének nagy részét tartalmazza. A humuszos talaj sötét színét okozza, és ezáltal elősegíti a talaj felszínének felmelegedését.
Tulajdonságai miatt az állandó humusz döntően befolyásolja a talaj termékenységét.
Humuszellátás
A humusz állandó lebontása és felhalmozódása a talajban történik. Stabil ökoszisztémában (pl. Erdő, régi gyep) mindkét folyamat kiegyensúlyozott, vagyis a humusztartalom nem változik. A talajművelés növeli a humusz lebomlását. Ezért elegendő szervesanyag-tartalommal kell rendelkezni (humuszellátás). A szántóföldi gazdálkodás hatása a talaj humusztartalmára egyértelműen kimutatható a gyep felszántásával: A legmagasabb humusztartalom a gyep alatt a szántóföldi használat első éveiben gyorsan csökken, és fokozatosan alkalmazkodik egy alacsony, helyenként változó értékhez. Új gyepek vetésekor fokozatosan ismét növekednek. Annak ellenére, hogy a maradék humusztartalom, ahogy a szántóföldi talajainkban előfordul, szintén viszonylag stabil (a morzsában 1,8 és 2,5% között van), nem sérthetetlen. Tehet például növekedéssel Humuszevők például cukorrépa, burgonya, szilázs kukorica vagy zöldség fogy. A kölcsönös megfeleltetés összefüggésében nagy jelentőséget tulajdonítanak a szerves anyagok talajban való megőrzésének. Bizonyos esetekben a gazdaságok kötelesek a humusztartalmat talajelemzéssel meghatározni.
Szerves trágyázás
A szerves anyag-ellátás keresztül történik
- a betakarítás során a szántóföldön maradt növényi maradványok (gyökér, tarló, szalma, hajtások),
- a célzott növénytermesztés zöldtrágya céljából
- Farmtrágya (trágya, folyékony trágya, komposzt, szennyvíztrágya)
- Kéreg humusz
A talajba adott szerves anyag mennyiségét a termesztett növény típusa és a betakarítás módja határozza meg. Kevésbé fontos, hogy a tápanyagok nagy mennyiségben kerüljenek a talajba, de a talaj "feldolgozhatja" őket. A növénymaradványokat, a haszonnövényeket, a trágyát és a folyékony trágyát eltérő módon kell értékelni a humusztartalomra gyakorolt hatásuk szempontjából. A betakarítási maradványok lebontható anyagok, amelyek gyorsabban bomlanak le, lágyabbak (kevésbé lignifikáltabbak) és fehérjében gazdagabbak.
A talaj humusztartalma
Támogató horizontok
A természetes talaj humuszrétege legfeljebb három talaj horizontot fedhet le [4]:
L a szórási horizontot jelöli (angolul: alom). Elhalt növényi maradványokat tartalmaz, amelyek nem vagy csak kissé lebomlottak. Ezek továbbra is korlátozás nélkül felismerhetők, és növényfajok szerint osztályozhatók. A finom anyag aránya kevesebb, mint 10 térfogatszázalék.
Az O (szerves anyagból) olyan szerves anyagból készült horizontot jelöl, amelynek több mint 10 térfogatszázada finom anyag van. A növényi maradványok már egyértelműen lebomlanak. A horizont kevesebb, mint 70 tömegszázalék ásványi anyagot tartalmaz. Az O horizont felosztható Of és Oh horizontra.
A (rothadt, svédül: Förmultningsskiktet) O-horizont, amelyben a finom szerves anyag aránya (10-70 térfogat%) jól látható. A növényi maradványok erjedés és szétesés révén már nagyrészt lebomlottak. A növényi szövet szerkezete még felismerhető, de ezek már keverednek a humusz részecskékkel.
Az ó (a humoszból) az állandó humusz horizontra utal, sötét színű humuszanyagokkal. A benne lévő anyagból semmilyen növényi szerkezet nem ismerhető fel. A növényi anyag bomlása nagyon előrehaladott állapotba került. A finom szerves anyag aránya (70 térfogatszázalék felett) dominál.
Az Ah horizont nem része a humuszrétegnek. Ez az ásványi termőtalaj, és többnyire humuszt tartalmaz, amelyet az állati tevékenység (pl. Giliszták és anyajegyek) vagy az emberi tevékenység (pl. Szántás) hoz. A humusztartalom itt legfeljebb 30 százalék.
Hogy mennyire erős a humuszréteg, és a leírt horizontok közül melyiknek van, az elsősorban attól függ, hogy a meglévő környezeti feltételek (hőmérséklet, páratartalom, talajsavasodás, tápanyagellátás, kitettség, szélességi, éghajlati és egyéb tényezők) mennyiben segítik elő a humusz felhalmozódását. Általában minél kedvezőtlenebb a környezet a mikroorganizmusok aktivitása szempontjából, annál nagyobb a humuszfelhalmozódás.
A nitrogéntartalom és a C/N arány
A humusz a talaj nitrogénforrása. Mikrobiális lebontás révén a nitrogén felszabadul szerves kötéséből (mineralizálódott), és ezért a növények számára elérhető. A humusz minőségét magasabbnak kell minősíteni, minél nitrogénben gazdagabb a szerves anyag, vagyis annál közelebb van a szén/nitrogén arányához (C/N). A frissen elhalt anyagban a C/N arány széles, de a növény fajtájától, növényi részétől és a növény életkorától függően jelentős eltérések vannak (az őszi búza C/N aránya: 71; cukorrépa: 20). A talajban történő bomlás szűkíti a C/N arányt. Fokozatosan megközelíti a 8–10: 1 értéket, amely a legtöbb mezőgazdasági talajban található humuszra jellemző. A humuszos talaj nitrogéntartalmának durva kiszámításához a humusztartalom és az A horizont vastagsága játszik szerepet. Feltételezhető, hogy a humusztartalom 1/17-es nitrogéntartalma és a morzsa talaj tömege 1,5 millió kg/10 cm talajréteg. Éghajlati viszonyaink szerint várhatóan a morzsában lévő szervesen kötött nitrogén körülbelül 1-2% -a átalakul évente, és így a növények számára elérhetővé válik (= nitrogén utánpótlás a talajból).
Ioncsere
A talajmátrixban az ioncsere agyagásványok (kationcserélők) és humuszanyagok (kation- és anioncserélők egyaránt) között zajlik. A kationcserélő képesség jelzi, hogy egy talaj hány kationt képes megtartani [mmol/100 g talajanyag].
- A cserében részt vevő kationok tapadási szilárdsága (a pH-tól, töltettől és a hidráthéj vastagságától függően):
A Ca ++, Mg ++, K +, Na + kationok "cserélhető bázisok", ezek részarányát a KAK-ban bázisszaturációnak nevezzük. Az Al +++ és a H + savas hatással bír. Minél savanyúbb a talaj, annál alacsonyabb a KAK és alacsonyabb a tápanyagok hozzáférhetősége a növények számára. [6]
mikrobiológia
Ban,-ben Humifikáció A humuszanyagok elhalt szerves anyagokból képződnek (pl. Alom vagy lehullott levelek). Ezek a fulvosavak (savas), a huminsavak (mérsékelten savasak) és a huminok (semleges) frakcióiból állnak. A mikrobiálisan nehezen emészthető ligninek és cellulózok akkor alakulnak át legjobban, ha a talajban a mikroklíma nedves, meleg és jól szellőző. A humuszanyagok változó arányban a humifikáció utolsó szakaszai.
A jó korróziójú és lazán beágyazódott, szervesen gyarmatosított ásványi kristályok jó humuszban jelennek meg. A sötét vagy átlátszó spórák „fürtjeivel” borított micélium a detritus pehelyhez kötődik. A baktériumok és az algák általában az Edaphonban alkotnak közösségeket. Vezetékes és vezeték nélküli amőbák, rotifersek és csillóállatok nagyon sokféle humuszban fordulnak elő. A fonálférgek típusai is Aphanolaimus és Dorylaimus Humuszlakók. Azotobacter chroococcum színszűrők segítségével keresi a zöldalgák szimbiózisát. A Cladosporia gyakran szimbiotikusan él Zoogloeen-nel, azaz. H. A talajgombák szimbiózist képeznek a talajbaktériumokkal, ezáltal a teljes pH-érték semleges marad. A gombák lebomlásuk során enyhén savas környezetet alkotnak, míg a baktériumok lebontásukkor enyhén lúgos környezetet képeznek.
Annie Francé-Harrar szerint a humifikáció a következő sorrendben zajlik:
- Zoogloea - Protodetritus - Detritus - Humusz [5]