Хумус - биология

Колко горещо е твърде горещо за живота дълбоко под дъното на океана?

Антибиотици от бактерии

Клетъчна миграция: новооткрита функция на известен протеин

Молекулярен компас за подравняване на клетките

Какво кара листата да стареят през есента

Демокрацията на лешоядите токачки

Околната среда на Ekembo: Хората също живееха в открити пейзажи

| Генетика | Земеделие, горско стопанство и животновъдство

Сортът пшеница е създаден чрез кръстосване на диви треви

Колко горещо е твърде горещо за живота дълбоко под дъното на океана?

хумус

Тази статия описва термина за почвознанието; за едноименната храна вижте хумус; защото сирийският град Хомс вижда там.

хумус (Латински за земя) в по-тесен смисъл означава съвкупността от мъртвите органични вещества в почвата в почвознанието. [1] [2] [3] [4] Хумусът е част от общото органично вещество в почвата. Той е подчинен основно на дейността на почвените организми (едафон), които чрез метаболитните си дейности непрекъснато допринасят за натрупването, реконструкцията или разграждането на хумуса. В по-тесен смисъл само разложеното органично съдържание в почвата се нарича хумус в специализираната литература. [5] Тъй като съответните етапи на преобразуване са флуидни, точното разграничаване не е възможно.

Поява

Хумусът се състои от множество сложни съединения, които след смъртта си отделят органични вещества и се превръщат химически както спонтанно, така и ензимно от почвените организми. Съединенията се различават значително по своята способност за разграждане от микроорганизми. Нискомолекулните въглехидрати и протеини се разграждат бързо, сложните съединения като целулоза или лигнин се разграждат по-бавно. Следователно някои хумусни компоненти остават в почвата само няколко седмици или месеци (хранителен хумус), докато други остават в продължение на векове или хилядолетия (рекалцитранти).

Хумусни форми

Много хумус

Mullhumus винаги е тясно свързан с глинестото минерално вещество (глинесто-хумусен комплекс) и не може да бъде отмит, издухан или пресят. Скатерното разлагане се извършва главно в Ах хоризонта. Mullhumus участва значително в образуването на богата на пустоти, стабилна структура на трохи на богати на основи почви. Mullhumus се създава чрез биологично преобразуване на почвата и има значително по-различни качества от механично разхлабената почва. Преобладават представители на Едафон, които се заравят в земята като земни червеи, мокрици, многоножки и мухи. Земните червеи гарантират, че горният слой на почвата се снабдява непрекъснато с новообразуван млечен хумус чрез постоянните им отлагания на повърхността на почвата и в тунелите им.

В смесената широколистна гора мулусният хумус съдържа около 6% жива органична материя, включително живите корени, почвените организми, които могат да се видят с невъоръжено око, но също така и микроорганизмите, които могат да бъдат намерени при голям брой индивиди. Тези живи компоненти овлажняват, разхлабват и минерализират почвата. Почвата също става по-ронлива и аерирана в своята консистенция. Тази непрекъсната, автоматична преработка на горния слой на почвата води до изобилие от лесно достъпни йони по всички повърхности и по този начин до по-добро снабдяване с хранителни вещества за растенията.

Хумусните вещества, образувани в греяния хумус, са силно полимерни и следователно трудно подвижни. [4]

Модерхумус

Moderhumus е типичен за много леки песъчливи почви (по-малко от 5% глина). Хумусните частици лежат свободно между пясъчните зърна. Те могат да бъдат измити, издухани и пресяти. Земните червеи се срещат по-рядко в плесента, преобладават членестоногите. Опорните хоризонти са свързани помежду си от гъбични хифи. Характерно е за широколистни и иглолистни гори с малко плевели, за прохладен, влажен климат или може да се намери на скали, които са сравнително бедни на хранителни вещества. Moderhumus е важен преди всичко като склад за вода и хранителни вещества.

Подвижните хуминови вещества също се образуват в умерен хумус. [4]

Суров хумус

Суровият хумус е най-неблагоприятната форма на хумус: растителните остатъци, които трудно се разлагат, образуват хумус (постеля) върху минералната почва. Тези сурови хумусни одеяла могат да бъдат намерени в биологично неактивни почви, където твърде хладният или влажен климат често е причина за неадекватното преобразуване на растителните отпадъци. Обаче видът и съставът на мъртвия растителен материал също е определящ за хода на изпълнение. Например постелята от иглолистни дървета е по-трудна за разлагане от тази на много широколистни дървета. Като цяло съставни части като восъци, смоли, танини и лигнин са трудни за превръщане, следователно мъртвите части на растенията с висок процент на тези вещества също оцеляват много по-дълго и често произвеждат само по-нисък хумус. Позициите L, F и Oh са ясно отделени една от друга. Освен това суровият хумус насърчава подсолизацията. [2]

В суровия хумус се развиват повече мигриращи хуминови вещества, които се изместват с просмукващата се вода [4] и следователно могат да затъмнят хоризонта на Ах отдолу. [2]

Наземните акари разграждат брезовите листа и отделят аминокиселини през червата си във форма, която е оптимална за усвояването на корените на растенията. Тънкият хумусен капак е създаден почти изключително от такива екскременти от акари. Те събират и върху раздробена скала над лишеи и други литобионти. С помощта на чревни симбионти, абсорбираната от урината насекома целулоза се превръща в ценни за почвата протеинови съединения. Заедно те образуват предхумусни етапи, които постепенно се развиват в тънка хумусна обвивка.

Полеви хумусни форми

Поради редовното обработване обработваемите почви нямат хумусен слой. Угарната земя и монокултурата водят до загуба на хумус. Независимо от това, различните хумусни форми могат да бъдат разграничени в хоризонта Ap, който се характеризира с оран [1]:

Ackermoder се характеризира с плесен хумус.
Червените отпадъци се създават от силна дейност на земни червеи.
Пясъчният мулч е форма на марля от песъчлива почва с грубо зърно.
Cryptomull се характеризира със силно свързване на глинен хумус с ниско съдържание на хумус.

Хидроморфни хумусни форми

Много високото съдържание на вода възпрепятства подаването на кислород в почвата и по този начин разлагането на органични вещества, които вследствие на това се натрупват. В зависимост от водния баланс получените хумусни форми се наричат мокър хумус, мокър хумус и блатен хумус. Изключително влажните места водят до образуването на торф. На дъното на водата има морски хумус; s.Mulm.

Пристанище

Скална хумусна почва

Хумус на колона или скална хумусна почва означава образуването на хумус в скали и планински стени; хумификацията се извършва отвътре навън чрез биоценозата на различни литобионти. Състои се от глинесто-жълти до кестеняво-кафяви варовити глини и има висока влажност и високо съдържание на детрит. Възниква върху скали в така наречените полета с каруци и осигурява основата за алпийските вечнозелени растения.

Видове хумус

Класификацията според функцията на хумуса се нарича хумусни видове.

Хранителен хумус

Хранителният хумус са органичните вещества, които бързо се разграждат в почвата. На почвите, използвани в селското стопанство, това включва предимно корените на събраните плодове, както и вградените остатъци от реколта, зеления тор и оборския тор, произведен от фермата. Освен това има телесно вещество на всички мъртви почвени организми. Хранителният хумус от растителен произход има следния състав:

Въглехидрати (целулоза, захар, нишесте; обикновено над 50%)
Лигнин (10–40% в зависимост от степента на лигнификация на растенията)
азотни съединения (обикновено по-малко от 10%)

Хранителният хумус служи като източник на храна за повечето почвени организми и следователно е предпоставка за биологичната активност на почвата. Включен плосък или фино разпределен като коренова маса (след като корените са разбити, остава фино разклонена система от тръби), той насърчава вентилацията и по този начин метаболизма. С разграждането на клетките, растителните хранителни вещества, свързани в органичното вещество, се връщат в материалния цикъл. Това ги прави достъпни за хранене на нови растения. Хранителният хумус осигурява градивните елементи за изграждане на хумусните вещества в постоянен хумус.

Постоянен хумус

За разлика от хранителния хумус, постоянният хумус се разгражда само много бавно. Възниква от органични вещества с помощта на почвени животни и микроорганизми. Заедно с глината постоянният хумус образува колоидното вещество на почвата. По този начин той може да свързва както водата, така и хранителните вещества и да ги освобождава обратно към растенията. Капацитетът за свързване на водата и хранителните вещества е в пъти по-голям от този на глината. Той е съществен изграждащ и стабилизиращ елемент на почвената структура. Постоянният хумус представлява най-голямата част от органичната материя на почвата (обикновено над 90%) и съдържа основната маса на почвения азот. Той причинява тъмния цвят на хумусния почвен слой и по този начин насърчава затоплянето на почвената повърхност.

Поради своите свойства, постоянният хумус има решаващо влияние върху плодородието на почвата.

Доставка на хумус

В почвата се извършва постоянно разграждане и натрупване на хумус. В стабилна екосистема (напр. Гора, стара пасища) и двата процеса са балансирани, т.е. съдържанието на хумус не се променя. Обработката на почвата увеличава разграждането на хумуса. Следователно трябва да има достатъчно количество органични вещества (доставка на хумус). Влиянието на обработваемото земеделие върху съдържанието на хумус в почвата може да се покаже добре при оранта на тревните площи: По-високото съдържание на хумус под тревните площи бързо намалява през първите години на обработваема земя и постепенно се приспособява към ниска стойност, която варира в зависимост от мястото. Когато се засеят нови пасища, те постепенно се увеличават отново. Ако остатъчното съдържание на хумус, както се среща в нашите обработваеми почви, също е относително стабилно (то е между 1,8 и 2,5% в трохите), то не е неуязвимо. Той може например като расте Поглъщащи хумус като захарно цвекло, картофи, силажна царевица или зеленчуци се изчерпват. В контекста на кръстосаното спазване голямо значение се отдава на запазването на органичните вещества в почвата. В определени случаи фермите са задължени да определят съдържанието на хумус чрез анализ на почвата.

Органично торене

Доставката на органични вещества се осъществява чрез

остатъците от реколта, оставени на полето след прибиране на реколтата (корени, стърнища, слама, кълнове),
целевото отглеждане на уловни култури за зелено торене
Фермерски тор (тор, течен тор, компост, канализационен тор)
Хумус от кора

Количеството органично вещество, добавено в почвата, се определя от вида на отглежданото растение и метода на прибиране на реколтата. По-малко важно е хранителните вещества да се доставят в почвата в големи количества, но те да могат да бъдат „обработени“ от почвата. Остатъците от култури, уловните култури, оборският тор и течният тор трябва да се оценяват по различен начин по отношение на ефекта им върху съдържанието на хумус. Остатъците от реколтата са разлагащи се вещества, които се разграждат по-бързо, по-меки (по-малко лигнифицирани) и с по-високо съдържание на протеин.

Съдържание на хумус в почвата

Подкрепа хоризонти

Хумусният слой на естествената почва може да покрие максимум три почвени хоризонта [4]:

L означава разсеяния хоризонт (на английски: litter). Съдържа мъртви растителни остатъци, които не са или са само леко разложени. Те все още се разпознават като такива без ограничения и могат да бъдат класифицирани според растителните видове. Делът на финото вещество е по-малък от 10 обемни%.

O (от органично) означава хоризонт, направен от органично вещество с повече от 10 обемни% фино вещество. Растителните останки вече са ясно разложени. Хоризонтът съдържа по-малко от 70% тегловни минерални вещества. O хоризонтът може да бъде подразделен на Of и Oh хоризонт.

От (гнило, от шведски: Förmultningsskiktet) е О хоризонт, в който ясно се вижда делът на фините органични вещества (10 до 70 об.%). Растителните остатъци вече са се разложили до голяма степен чрез ферментация и дезинтеграция. Все още могат да бъдат разпознати структури от растителна тъкан, но те вече са смесени с хумусни частици.

О (от хумос) означава постоянния хумусен хоризонт с тъмно оцветени хуминови вещества. Нито една растителна структура не може да бъде идентифицирана от съдържащия се в нея материал. Разлагането на растителния материал е достигнало много напреднал етап. Преобладава делът на фините органични вещества (над 70 об.%).

Хоризонтът Ah не е част от хумусния слой. Това е минералният почвен слой и съдържа най-вече хумус, донесен от животинска дейност (напр. Земни червеи и бенки) или човешка дейност (например оран). Съдържанието на хумус тук е максимум 30 процента.

Колко силен е хумусният слой и кой от описаните хоризонти има, зависи по-специално от степента, до която съществуващите условия на околната среда (температура, влажност, подкисляване на почвата, хранителни вещества, експозиция, географска ширина, климат и други) благоприятстват натрупването на хумус. Като цяло, колкото по-неблагоприятна е средата за дейността на микроорганизмите, толкова по-голямо е натрупването на хумус.

Съдържание на азот и съотношение C/N

Хумусът е източник на азот в почвата. Чрез микробно разграждане азотът се освобождава от органичната си връзка (минерализира се) и следователно е достъпен за растенията. Качеството на хумуса трябва да бъде оценено по-високо, колкото по-богато е азот на органичното вещество, т.е. колкото по-близо е тяхното съотношение въглерод/азот (C/N). В прясно мъртвото вещество съотношението C/N е широко, но със значителни разлики в зависимост от вида на растението, растителната част и възрастта на растението (съотношение C/N на зимна пшеница: 71; захарно цвекло: 20). Разлагането в почвата стеснява съотношението C/N. Постепенно се приближава до стойност от 8 до 10: 1, което е типично за хумуса, открит в повечето земеделски почви. За грубото изчисляване на съдържанието на азот в хумусния слой почвата играят роля хумусното съдържание и дебелината на А хоризонта. Може да се приеме съдържание на азот от 1/17 от съдържанието на хумус и тегло на почвата на трохите от 1,5 милиона кг/10 см почвен слой. При нашите климатични условия се очаква около 1-2% от органично свързания азот в трохите да се преобразува годишно и по този начин да стане достъпен за растенията (= попълване на азот от почвата).

Йонен обмен

Йонообменът в почвената матрица се осъществява между глинести минерали (катионообменници) и хуминови вещества (както катионни, така и анионни обменници). Капацитетът за обмен на катиони показва колко катиони може да побере една почва [mmol/100 g почвено вещество].

Сила на адхезия на катионите, участващи в обмена (в зависимост от pH, заряда и дебелината на хидратната обвивка):

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

Катионите Ca ++, Mg ++, K +, Na + са "сменяеми основи", техният дял в KAK се нарича базова наситеност. Al +++ и H + имат киселинен ефект. Колкото по-кисела е почвата, толкова по-нисък е KAK и по-ниска наличност на хранителни вещества за растенията. [6]

микробиология

В Хумификация Хуминовите вещества се образуват от мъртви органични вещества (напр. Постеля или отпаднали листа). Те се състоят от фракциите фулвокиселини (кисели), хуминови киселини (умерено кисели) и хумини (неутрални). Лигнините и целулозите, които трудно се смилат микробно, се преобразуват най-добре, когато микроклиматът в почвата е влажен, топъл и добре проветрив. Хумусните вещества в променящите се пропорции са последните етапи на хумификация.

Добре корозирали и хлабаво вградени, органично колонизирани минерални кристали се показват в добър хумус. Мицелиите, покрити с „снопчета“ от тъмни или прозрачни спори, се свързват с люспи от детрит. Бактериите и водораслите обикновено образуват общности в Едафон. Кабелни и нежични амеби, ротатори и ресничести животни се срещат в много голямо разнообразие от видове в хумус. Също така са видовете нематоди Афанолаймус и Дорилайм Жителите на хумуса. Azotobacter chroococcum търси симбиозата на зелени водорасли с помощта на цветни филтри. Кладоспория често живее симбиотично със Zoogloeen, т.е. H. Почвените гъби образуват симбиоза с почвените бактерии, при което общата стойност на рН остава неутрална. Гъбите образуват леко кисела среда, когато се разграждат, докато бактериите образуват леко алкална среда, когато се разпадат.

Според Ани Франсе-Харар хумификацията се извършва в следната последователност:

Зооглоя - протодетрит - детрит - хумус [5]