Humus - biologie

Cât de fierbinte este prea fierbinte pentru viața adâncă sub fundul oceanului?

Antibiotice din bacterii

Migrația celulară: funcția nou descoperită a unei proteine cunoscute

Busolă moleculară pentru alinierea celulelor

Ceea ce face ca frunzele să îmbătrânească toamna

Democrația bibilicilor vultur

Mediul lui Ekembo: Oamenii au trăit și în peisaje deschise

| Genetica | Agricultură, silvicultură și creșterea animalelor

Soiul de grâu a fost creat prin traversarea ierburilor sălbatice

Cât de fierbinte este prea fierbinte pentru viața adâncă sub fundul oceanului?

humus

Acest articol descrie termenul științei solului; pentru mâncarea cu același nume, vezi hummus; căci orașul sirian Homs vezi acolo.

humus (Latină pentru sol) în sens mai restrâns denotă totalitatea materiei organice moarte din sol în știința solului. [1] [2] [3] [4] Humusul face parte din materia organică totală din sol. Este supus în primul rând activității organismelor din sol (Edaphon), care prin activitățile lor metabolice contribuie continuu la acumularea, remodelarea sau degradarea humusului. În sens restrâns, doar fracțiunea organică descompusă din sol este denumită humus în literatura de specialitate. [5] Întrucât etapele de conversie respective sunt fluide, nu este posibilă o delimitare exactă.

Apariția

Humusul constă dintr-o multitudine de compuși complecși care, după moarte, eliberează materie organică și sunt transformați chimic atât spontan, cât și enzimatic de către organismele din sol. Compușii diferă considerabil prin degradabilitatea lor de către microorganisme. Carbohidrații și proteinele cu nivel molecular scăzut se descompun rapid, compușii complecși precum celuloza sau lignina se descompun mai încet. Prin urmare, anumite componente ale humusului rămân în sol doar câteva săptămâni sau luni (humus nutritiv), în timp ce altele rămân secole sau milenii (recalcitranți).

Forme de humus

Humus Mull

Mullhumus este întotdeauna strâns legat de substanța minerală argiloasă (complexul argilă-humus) și nu poate fi spălat, suflat sau cernut. Descompunerea împrăștiată are loc în principal în orizontul Ah. Mullhumus este implicat în mod semnificativ în formarea unei structuri stricte, bogate în goluri, a solurilor bogate în baze. Mullhumus este creat prin conversia biologică a solului și are calități semnificativ diferite față de solul slăbit mecanic. Reprezintă reprezentanții Edafonului care se îngropă la sol, cum ar fi viermii, păduchii, milipedele și larvele de zbor. Viermii se asigură că solul superior este alimentat continuu cu humus nou format prin depozitele lor constante de excrement de pe suprafața solului și din tunelurile lor.

În pădurea de foioase mixte, humusul mull conține aproximativ 6% materie organică vie, inclusiv rădăcinile vii, organismele solului care pot fi văzute cu ochiul liber, dar și microorganismele care pot fi găsite la un număr mare de indivizi. Aceste componente vii umectează, slăbesc și mineralizează solul. De asemenea, solul devine mai sfărâmicios și mai aerat în consistența sa. Această reelucrare continuă și automată a solului vegetal duce la o abundență de ioni ușor disponibili pe toate suprafețele și, astfel, la o aprovizionare mai bună a nutrienților plantelor.

Substanțele de humus formate în humusul fierbinte sunt extrem de polimerice și, prin urmare, sunt greu mobile. [4]

Moderhumus

Moderhumus este tipic pentru solurile nisipoase foarte ușoare (mai puțin de 5% argilă). Particulele de humus se află liber între granulele de nisip. Pot fi spălate, suflate și cernute. Viermii se găsesc mai puțin în mucegai, predomină artropodele. Orizonturile de susținere sunt acoperite împreună de hife fungice. Este tipic pentru pădurile de foioase și conifere cu puține buruieni, pentru climatul răcoros și umed sau poate fi găsit pe roci care sunt relativ sărace în nutrienți. Moderhumus este important în primul rând ca depozit de apă și nutrienți.

Substanțele umice mobile se formează și în humus moderat. [4]

Humus crud

Humusul brut este cea mai nefavorabilă formă de humus: reziduurile de vegetație dificil de descompus formează humus (așternut) peste solul mineral. Aceste pături brute de humus se găsesc pe soluri inactive din punct de vedere biotic, unde un climat prea răcoros sau umed este adesea responsabil pentru conversia inadecvată a deșeurilor din plante. Cu toate acestea, tipul și compoziția materialului vegetal mort sunt, de asemenea, decisive pentru cursul implementării. De exemplu, așternutul de conifere este mai greu de descompus decât cel al multor arbori de foioase. În general, constituenții cum ar fi cerurile, rășinile, taninurile și lignina sunt dificil de convertit, prin urmare părți de plante moarte cu proporții ridicate ale acestor substanțe supraviețuiesc și ele mult mai mult și deseori produc doar humus inferior. Pozițiile L, F și Oh sunt clar separate una de cealaltă. În plus, humusul crud favorizează podsolizarea. [2]

În humusul brut, se dezvoltă mai multe substanțe humice migratoare, care sunt deplasate odată cu scurgerea apei [4] și, prin urmare, pot întuneca orizontul Ah de dedesubt. [2]

Acarienii de la sol descompun frunzele de mesteacăn și excretă aminoacizi prin intestine într-o formă optimă pentru absorbția rădăcinilor plantei. Capacul subțire de humus este creat aproape exclusiv din astfel de excremente de acarieni. De asemenea, se colectează pe roci sfărâmate deasupra lichenilor și a altor litobioniți. Cu ajutorul simbionților intestinali, celuloza absorbită de insectele din urină este transformată în compuși proteici valoroși pentru sol. Împreună formează etape pre-humus care se dezvoltă treptat într-o acoperire subțire de humus.

Se formează humus de câmp

Datorită cultivării regulate, solurile arabile nu au strat de humus. Terenul în barbă și monocultura duc la pierderea humusului. Cu toate acestea, diferite forme de humus pot fi distinse în orizontul Ap, care se caracterizează prin arat [1]:

Ackermoder se caracterizează prin humus de mucegai.
Deșeurile de viermi sunt create de o puternică activitate a viermilor.
Mulciul de nisip este o formă de tifon din soluri nisipoase cu granulație grosieră.
Cryptomull se caracterizează prin legarea puternică a humusului argilos cu conținut scăzut de humus.

Se formează humus hidromorf

Conținutul foarte ridicat de apă inhibă aportul de oxigen către sol și, astfel, descompunerea materiei organice, care în consecință se acumulează. În conformitate cu echilibrul apei, formele de humus rezultate sunt denumite humus umed, humus umed și humus de mlaștină. Locațiile extrem de umede conduc la formarea de turbă. La fundul apei se află humusul mării; s.Mulm.

Acosta

Sol de humus de rocă

Coloana humus sau solul de humus stâncos denotă formarea humusului în stânci și pereții munților; humificarea are loc din interior spre exterior prin biocenoza diferiților litobioniți. Este alcătuit din argile calcaroase de la galben argilos până la maro castan și are o umiditate ridicată și un conținut ridicat de detritus. Apare pe roci în așa-numitele câmpuri de căruțe și oferă baza plantelor alpine veșnic verzi.

Tipuri de humus

Clasificarea în funcție de humus se numește tipuri de humus.

Humus nutrițional

Humusul nutritiv este substanțele organice care se descompun rapid în sol. Pe solurile utilizate în agricultură, aceasta include în principal rădăcinile fructelor recoltate, precum și reziduurile de recoltare încorporate, gunoiul verde și gunoiul de grajd. În plus, există substanța corpului tuturor organismelor moarte din sol. Humusul nutrițional de origine vegetală are următoarea compoziție:

Carbohidrați (celuloză, zahăr, amidon; de obicei peste 50%)
Lignina (10-40% în funcție de gradul de lignificare a plantelor)
compuși azotați (de obicei mai puțin de 10%)

Humusul nutritiv servește ca sursă de hrană pentru majoritatea organismelor din sol și, prin urmare, este condiția prealabilă pentru activitatea biologică a solului. Incorporat plat sau fin distribuit ca masă de rădăcină (după ce rădăcinile au fost descompuse, rămâne un sistem de țevi fin ramificat), promovează ventilația și, astfel, metabolismul. Odată cu descompunerea celulelor, substanțele nutritive legate de substanța organică sunt returnate ciclului materialului. Acest lucru le face disponibile pentru hrănirea plantelor noi. Humusul nutritiv oferă elementele de bază pentru construirea substanțelor humice din humusul permanent.

Humus permanent

Spre deosebire de humusul nutritiv, humusul permanent este descompus doar foarte încet. Apare din substanțe organice cu ajutorul animalelor din sol și a microorganismelor. Împreună cu lutul, humusul permanent formează substanța coloidală a solului. Astfel, poate lega atât apa, cât și substanțele nutritive și le poate elibera înapoi la plante. Capacitatea de legare a apei și a nutrienților este de multe ori mai mare decât cea a argilei. Este un element esențial de construcție și stabilizare a structurii solului. Humusul permanent constituie cea mai mare parte a materiei organice a solului (în general peste 90%) și conține cea mai mare parte a azotului solului. Provoacă culoarea închisă a solului vegetal al humusului și astfel favorizează încălzirea suprafeței solului.

Datorită proprietăților sale, humusul permanent are o influență decisivă asupra fertilității solului.

Alimentare cu humus

În sol se produce o descompunere constantă și acumularea de humus. Într-un ecosistem stabil (de exemplu, pădure, pajiști vechi) ambele procese sunt echilibrate, adică conținutul de humus nu se schimbă. Prelucrarea solului crește degradarea humusului. Prin urmare, trebuie să existe o cantitate suficientă de materie organică (aport de humus). Influența agriculturii arabile asupra conținutului de humus al solului poate fi demonstrată clar prin arătarea pajiștilor: conținutul mai ridicat de humus sub pajiști scade rapid în primii ani de utilizare a plantelor arabile și se ajustează treptat la o valoare scăzută care variază de la locație la locație. Când se însămânțează noi pajiști, acestea cresc treptat din nou. Dacă conținutul de humus rezidual, așa cum apare în solurile noastre arabile, este, de asemenea, relativ stabil (este între 1,8 și 2,5% în firimit), nu este invulnerabil. El poate, de exemplu, crescând Consumatori de humus cum ar fi sfecla de zahăr, cartofii, porumbul însilozat sau legumele sunt pustiite. În contextul condiționalității, se acordă o mare importanță conservării materiei organice din sol. În anumite cazuri, fermele sunt obligate să stabilească conținutul de humus printr-o analiză a solului.

Fertilizarea organică

Aprovizionarea cu materie organică are loc prin

reziduurile de cultură rămase pe câmp după recoltare (rădăcini, miriște, paie, germeni),
cultivarea țintită a recoltelor pentru gunoi de grajd verde
Gunoi de grajd (gunoi de grajd, gunoi de grajd lichid, compost, gunoi de grajd)
Humus de scoarță

Cantitatea de materie organică adăugată în sol este determinată de tipul de plantă cultivată și de metoda de recoltare. Este mai puțin important ca nutrienții să fie furnizați solului în cantități mari, dar să poată fi „prelucrați” de sol. Reziduurile culturilor, culturile capturate, gunoiul de grajd și gunoiul de grajd lichid trebuie evaluate în mod diferit în ceea ce privește efectul lor asupra conținutului de humus. Reziduurile de recoltă sunt substanțe descompozabile care se descompun mai repede cu cât sunt mai moi (mai puțin lignificate) și cu un nivel mai ridicat de proteine.

Conținutul de humus al solului

Orizonturi de sprijin

Stratul de humus al solului natural poate acoperi maximum trei orizonturi de sol [4]:

L denotă orizontul împrăștiat (engleză: litter). Conține resturi de plante moarte care nu sunt sau doar ușor descompuse. Acestea sunt încă recunoscute ca atare fără restricții și pot fi clasificate în funcție de speciile de plante. Proporția de substanță fină este mai mică de 10% în volum.

O (din organic) denotă un orizont realizat din materie organică cu mai mult de 10% în volum de materie fină. Reziduurile vegetale sunt deja clar descompuse. Orizontul conține mai puțin de 70% din masă de materie minerală. Orizontul O poate fi împărțit în orizontul Of și Oh.

De (putrezit, din suedeză: Förmultningsskiktet) este un orizont O în care proporția materiei organice fine (10 până la 70% în volum) este clar vizibilă. Reziduurile vegetale s-au descompus deja în mare parte prin fermentare și dezintegrare. Structurile țesutului vegetal pot fi încă recunoscute, dar acestea sunt deja amestecate cu particule de humus.

Oh (de la humos) se referă la orizontul humus permanent cu substanțe humice de culoare închisă. Nici o structură vegetală nu este recunoscută din materialul pe care îl conține. Descompunerea materialului vegetal a atins un stadiu foarte avansat. Proporția materiei organice fine (peste 70% în volum) predomină.

Orizontul Ah nu face parte din stratul de humus. Acesta este solul mineral și conține în principal humus adus de activitatea animalelor (de exemplu, râme și alunițe) sau de activitatea umană (de exemplu, aratul). Conținutul de humus aici este de maximum 30%.

Măsura în care stratul de humus este pronunțat și care dintre orizonturile descrise îl depinde în special de măsura în care condițiile de mediu existente (temperatura, umiditatea, acidificarea solului, aportul de nutrienți, expunerea, latitudinea, clima și alți factori) favorizează acumularea de humus. În general, cu cât mediul este mai nefavorabil pentru activitatea microorganismelor, cu atât este mai mare acumularea de humus.

Conținutul de azot și raportul C/N

Humusul este sursa de azot a solului. Prin degradarea microbiană, azotul este eliberat din legătura sa organică (mineralizat) și, prin urmare, este disponibil plantelor. Calitatea humusului este mai mare, cu atât substanța organică este mai bogată în azot, adică cu cât raportul carbon/azot (C/N) este mai apropiat. În substanța proaspăt moartă, raportul C/N este larg, dar cu diferențe puternice în funcție de tipul plantei, de partea plantei și de vârsta plantei (raportul C/N al grâului de iarnă: 71; sfeclă de zahăr: 20). Descompunerea în sol îngustează raportul C/N. Se apropie treptat de o valoare de 8-10: 1, care este tipică pentru humusul găsit în majoritatea solurilor agricole. Pentru calculul brut al conținutului de azot al solului vegetal al humusului, conținutul de humus și grosimea orizontului A joacă un rol. Se poate presupune un conținut de azot de 1/17 din conținutul de humus și o greutate a solului firimit de 1,5 milioane kg/10 cm strat de sol. În condițiile noastre climatice, este de așteptat ca aproximativ 1-2% din azotul legat organic din firimituri să fie convertit anual și astfel să devină disponibil plantelor (= aprovizionarea cu azot din sol).

Schimb de ioni

Schimbul de ioni din matricea solului are loc între minerale argiloase (schimbătoare de cationi) și substanțe humice (atât schimbători de cationi, cât și anioni). Capacitatea de schimb de cationi indică câți cationi poate păstra un sol [mmol/100 g substanță din sol].

Rezistența la aderență a cationilor implicați în schimb (în funcție de pH, sarcină și grosimea învelișului de hidrat):

Al 3+> Ca 2+> Mg 2+> K + = H3O +> Na + [6]

Cationii Ca ++, Mg ++, K +, Na + sunt „baze schimbabile”, ponderea lor în KAK se numește saturație de bază. Al +++ și H + au un efect acid. Cu cât solul este mai acid, cu atât KAK este mai scăzut și cu atât este mai mică disponibilitatea nutrienților pentru plante. [6]

microbiologie

În Umilire Substanțele humice sunt formate din substanțe organice moarte (de exemplu, așternut sau frunze căzute). Acestea constau din fracțiunile de acizi fulvici (acizi), acizi humici (moderat acizi) și humini (neutri). Ligninele și celulozele, care sunt greu de digerat microbial, se transformă cel mai bine atunci când microclimatul din sol este umed, cald și bine ventilat. Substanțele humice în proporțiile lor schimbătoare sunt etapele finale ale umificării.

Cristalele minerale bine corodate și ușor încorporate, colonizate organic, apar în humus bun. Micelii acoperiți cu „ciorchini” de spori întunecați sau transparenți se leagă de fulgi de detritus. Bacteriile și algele formează de obicei comunități în Edaphon. Amibele cu fir și fără fir, rotiferele și animalele ciliate apar în diversitatea foarte mare a speciilor din humus. Sunt și tipurile de nematode Afanolaim și Dorylaimus Locuitorii humusului. Azotobacter chroococcum caută simbioza algelor verzi folosind filtre de culoare. Cladosporia trăiește adesea simbiotic cu Zoogloeen, i. H. Ciupercile solului formează o simbioză cu bacteriile solului, prin care valoarea pH-ului global rămâne neutră. Ciupercile formează un mediu ușor acid atunci când sunt descompuse, în timp ce bacteriile formează un mediu ușor alcalin atunci când se descompun.

Potrivit lui Annie Francé-Harrar, umilirea are loc în următoarea ordine:

Zoogloea - Protodetritus - Detritus - Humus [5]