Pôdna organická hmota: popis a vplyv na plodnosť

V pôdnom profile sú prítomné rôzne minerálne a organické látky. Pôda vo svojom zložení má živú biomasu aj všetky druhy chemických zlúčenín. Bez znalosti ich vlastností nebude agronóm schopný efektívne riadiť plodnosť a zvyšovať výnosy. Preto štúdium organických a minerálnych látok v pôde už dlho priťahuje pozornosť poľnohospodárskych špecialistov. V posledných rokoch bol obzvlášť zvýšený záujem o štúdium rastlinných a živočíšnych zvyškov v zložení hornej vrstvy pôdy. V našom článku o tom budeme hovoriť.

Definícia a zdroje

Organická hmota pôdy je teda súhrnom všetkej živej biomasy vo forme humusu a zvyškov rastlín a zvierat. Zohráva kľúčovú úlohu pri tvorbe vlastností pôdnej vrstvy, ktoré sú spojené s fytosanitárnymi funkciami a rozvojom plodnosti.

Hlavnými zdrojmi organickej hmoty v pôde sú odumreté rastliny vo forme koreňových a nadzemných hmôt. V menších množstvách sa prijímajú pozostatky fauny. Ich pomer závisí od miestnych podmienok a zloženia zónovej vegetácie. Pôdy tundry sa teda vyznačujú malým podielom organických zvyškov. Potom sa zvyšuje na taigu, lesy a lesné stepi. Počas prechodu do stepnej zóny sa pokles znižuje v dôsledku suchého podnebia, ale zvyšuje sa podiel pádu koreňov. V púštnych oblastiach je podiel organických zvyškov minimálny a v lesoch trópov a subtrópov sa opäť prudko zvyšuje.

Povaha príjmu vrhu v pôde

Organické zvyšky prenikajú do pôdneho profilu inak: v lesoch sa ich hlavné množstvo dostáva na povrch vrstvy a na trávnatých plochách-priamo vo vnútri vo forme odumretých koreňov. Ďalšie procesy jeho transformácie závisia od povahy pádu do pôdy vrhu. Chemické zloženie suchých zvyškov obsahuje bielkoviny, sacharidy, vosky, živice, lignín a ďalšie látky. Obsahuje tiež prvky popola: kremík, draslík, horčík, vápnik, síru, fosfor, železo a množstvo ďalších.

Najrýchlejšie zvlhčený a mineralizovaný je vrh, ktorý je bohatý na Zásady (horčík, vápnik) a látky ľahko dostupné pre mikroorganizmy (aminokyseliny, bielkoviny, rozpustné sacharidy). Zvyšky rastlín obsahujúce veľa živíc, lignínu a trieslovín sa pomaly rozkladajú. Pokiaľ ide o pád kultúrnych rastlín, medzi nimi zvyšky strukovinových tráv prechádzajú najrýchlejšou transformáciou a slama obilných tráv je najpomalšia.

Humifikácia

Organické zvyšky, ktoré vstupujú do pôdy, prechádzajú rôznymi transformáciami, vrátane biochemických zmien pod vplyvom mikroorganizmov a drvenia pôdnou faunou. Hlavným smerom takýchto transformácií je humifikácia. V súčasnosti existujú tri varianty jeho procesu.

1. Koncept kondenzácie (polymerizácie) rozlišuje tri stupne humifikácie. Po prvé, štrukturálne jednotky sa tvoria z mŕtvych mikroorganizmov a produktov rozpadu rastlín, ktoré slúžia na tvorbu humusových látok. Potom sa oxidáciou fenolov na chinóny uskutoční kondenzácia štruktúrnych jednotiek. Humifikácia je ukončená fázou polykondenzácie.
2. Koncept biochemickej oxidácie považuje proces transformácie organických zvyškov za reakciu pomalej enzymatickej oxidácie, v dôsledku ktorej sa tvoria humínové vysokomolekulárne kyseliny, ktoré následne prechádzajú aromatizáciou.
3. Biologický koncept charakterizuje humínové látky ako produkt syntézy rôznych mikroorganizmov a predpokladá, že proces humifikácie zahŕňa polymerizačné aj kondenzačné reakcie a biochemické oxidačné reakcie. Zloženie už vytvoreného humusu sa neustále aktualizuje zahrnutím jednotlivých fragmentov organických zlúčenín do jeho molekúl.

Vlastnosti zloženia

K tvorbe pôdnej organickej hmoty dochádza kombináciou organických zvyškov mŕtvych organizmov a produktov ich humifikácie. Prvá skupina zahŕňa časti rastlín a zvierat viditeľné voľným okom, ako aj malý podiel látok rôznych tried organických zlúčenín (sacharidy, aminokyseliny, bielkoviny, triesloviny, cukry, enzýmy).

Hlavnou organickou látkou pôdy je humus-zmes vysokomolekulárnych organických zlúčenín obsahujúcich dusík s rôznymi vlastnosťami a zložením. Podľa extrahovateľnosti z pôdnej vrstvy a rozpustnosti sa humínové látky delia na fulvové kyseliny, humínové a humínové kyseliny.

Fulvové kyseliny sú najrozpustnejšou a menej zložitou skupinou v štruktúre. Majú nižšie molekulové hmotnosti a vysokú migračnú schopnosť. Toto je najsvetlejšia časť humusu, ktorá prevláda v podzolických, červeno-zemských a šedo-zemských pôdach trópov. Humín je látka, ktorá nie je extrahovaná z pôdnej vrstvy zásadami a kyselinami. Najsilnejšie sa spája s ílovými minerálmi. Humínové kyseliny sú nerozpustnou súčasťou humusu, vyznačujú sa zložitejšou štruktúrou, vysokou molekulovou hmotnosťou a zvýšený obsah uhlíka. Prevažujú v gaštanových, trávnatých, černozemských a sivých lesných pôdach.

Labilné a stabilné skupiny

Okrem vyššie uvedených charakteristík zloženia pôdnej organickej hmoty existuje jej rozdelenie na labilné a stabilné časti. Prvá pozostáva z mobilných foriem humusu (látky rozpustné vo vode a slabo viazané na minerály), predhumusovej frakcie a zvyškov rastlín. Labilná skupina pôsobí ako hlavný zdroj potravy a energie pre pôdnu biotu. Zistilo sa tiež, že zvyšky rastlín zlepšujú fyzikálne a mechanické vlastnosti pôdnej vrstvy.

Stabilná skupina pozostáva z humusových látok, ktoré sú pevne ukotvené minerálnymi zlúčeninami (komplexy humín-íl, humáty vápenaté atď..). Je to pomaly mineralizujúca, stabilná časť organickej hmoty pôdy. Trvá tisícročia, kým sa úplne aktualizuje. Stabilný humus je potenciálnou rezervou rôznych prvkov výživy, ale jeho najväčší Agronomický význam spočíva v tvorbe priaznivých fyzikálno-mechanických a vodno-vzduchových vlastností pôdy, ako aj v plnení jej sanitárnych a ochranných funkcií.

Úloha organických látok v pôde

Za účasti humusových látok sa vyskytuje veľké množstvo elementárnych pôdnych procesov. Ide o eluviálne, biogénne akumulačné, metamorfné a iné EPP. Rezervy, zloženie a obsah organickej hmoty v pôde sú hlavnými ukazovateľmi plodnosti a ovplyvňujú všetky jej vlastnosti a spôsoby.

Živá biomasa je zdrojom prvkov popola a dusíka, potrebné pre výživa rastlín. Niektoré z týchto látok sú absorbované flórou počas iónomeničových reakcií alebo sú v absorbovanom stave. Druhá časť sa stáva dostupnou pre rastliny po uvoľnení a mineralizácii organických látok.

V pôde pôsobí humus ako optimalizátor fyzikálno-chemických vlastností. Viac vrstiev humusu má vysoký tlmivý účinok na oxidačno-redukciu, acidobázické účinky a pôsobenie toxických látok. Katióny absorbované organo-minerálnymi koloidmi sa stávajú dostupnými pre rastliny a intenzívne ich vyživujú.

Organické látky ovplyvňujú aj štruktúru, mechanické a fyzikálne vlastnosti pôd. Čím vyšší je obsah humusu, tým nižšia je hustota, tým lepšia je štruktúra a odolnosť štruktúrnych agregátov proti vode, tým optimalizovaná je tvrdosť, plasticita, lepivosť a odpor. Vďaka humusu má pôda tmavú farbu, ktorá prispieva k absorpcii tepla.

Vplyv na plodnosť

Organická hmota pôdy hrá vedúcu úlohu v jej biologickom režime, prispieva k zachovaniu mikroorganizmov v nej a vytvára pohodlné podmienky pre ich fungovanie. Vysoká biologická aktivita pôdnej vrstvy vedie k zníženiu patogénnych mikroorganizmov a urýchleniu mikrobiologickej degradácie pesticídov.

Humusové látky, konečné produkty humifikácie, zohrávajú hlavnú úlohu pri tvorbe plodnosti. Pád nadzemných častí umierajúcich rastlín vytvára na povrchu pôdy vrstvu podstielky. Jeho ročné množstvo sa líši v rôznych zónach a druhoch vegetácie.

Spracovanie podstielky rastlín

Zásoba vrhu závisí od rýchlosti rozkladu. Ak je podstielka bohatá na triesloviny a silne lignifikovaná, rozkladá sa oveľa pomalšie ako zvyšky tvrdého dreva. Mnoho živočíšnych organizmov, ktoré absorbujú podstielku ako potravu, sa podieľa na rozklade podstielky. V listnatých lesoch vstupujú do hry dážďovky a na kyslých pôdach ihličnatých lesov sa podstielka rastlín spracováva hlavne hubami.

Umierajúce korene nie sú o nič menej dôležité pri tvorbe humusu. Podľa ich hmotnosti sú na prvom mieste lúčne stepi a listnaté lesy, po ktorých nasledujú subtropické a vlhké tropické lesy a nakoniec púšte. Vysoká zásoba odumierajúcich koreňov pod vegetáciou stepnej trávy je spôsobená prevahou tenkých a ľahko sa rozkladajúcich rastlín. Tento humus poskytuje vysokú úrodnosť černozemských stepných pôd.

Faktory ovplyvňujúce tvorbu humusu

Obsah organických látok v pôde do značnej miery závisí od teploty. To vysvetľuje nedostatok humusu v tropických zónach, kde pri vysokej vlhkosti a vysokých teplotách saprotfory silne spracovávajú zvyšky. V tundre je naopak aktivita heterotrofných organizmov veľmi malá a zvyšky rastlín sa prakticky nerozkladajú.

Tam, kde rýchlo dochádza k mineralizácii organických látok, sa minerálne prvky v krátkom čase uvoľnia a opäť sa stanú dostupnými pre zelené rastliny. To spôsobuje tvorbu veľkej fytomasy, ale aj zvýšené riziko vylúhovania minerálov z pôdy.

Biologický cyklus

Plodnosť do značnej miery závisí od toho, ako rýchlo sa z nej odobraté prvky vrátia do pôdy. Niektoré látky sa strácajú opustením odtoku s odtokovými vodami alebo vstupom do atmosféry. Ale procesy ako fixácia dusíka, usadzovanie prachu a prebiehajúce zvetrávanie čiastočne obnovujú stratené prvky.

Zelené rastliny vo všeobecnosti dávajú pôde viac, ako z nej berú. Odstraňujú relatívne málo rozpustených zlúčenín, ale vracajú značnú hmotnosť organických látok: lignín, tuky, celulózu, cukry, škrob, bielkoviny atď. Vďaka tomu má veľa zvierat a organizmov, ktoré sa živia týmito zvieratami, príležitosť rozvíjať sa v pôde.

Na záver

Organická hmota pôdy je teda v skutočnosti komplexom živej biomasy, ktorá je jej súčasťou. Prítomnosť organických zlúčenín odlišuje pôdu od materských hornín. Živá biomasa vzniká v dôsledku rozkladu živočíšnych a rastlinných materiálov a je najdôležitejším článkom v metabolizme neživej a živej prírody. Organická hmota pôdy do značnej miery určuje jej biologické, chemické a fyzikálne vlastnosti, ako aj plodnosť.