Materia organică din sol: descriere și influență asupra fertilității

În cadrul profilului de sol, sunt prezente o varietate de substanțe minerale și organice. Solul conține atât biomasă vie, cât și multe tipuri de compuși chimici. Fără cunoașterea proprietăților acestora, agronomul nu poate gestiona eficient fertilitatea și nu poate crește randamentul culturilor. Studiile organice și minerale ale solului au atras de mult timp atenția specialiștilor în agricultură. În ultimii ani, a crescut interesul pentru studierea compoziției rămășițelor vegetale și animale din stratul superior al solului. Articolul nostru se va ocupa și de acest subiect.

Definiție și surse

Așadar, materia organică a solului este un total al întregii biomase vii sub formă de humus și resturi de plante și animale. Acesta joacă un rol esențial în proprietățile de formare a solului cu care sunt legate funcțiile fitosanitare și dezvoltarea fertilității.

Principala sursă de materie organică din sol este reprezentată de materialul vegetal mort sub formă de rădăcini și de mase supraterane. Reziduurile de faună vin în cantități mai mici. Proporția acestora depinde de condițiile locale și de compoziția zonală a vegetației. Astfel, ponderea mică a resturilor organice în solurile de tundră este caracteristică. Apoi, spre taiga, pădure și pădure-stepă, crește. Pe măsură ce trecem în zona de stepă, proporția de precipitații scade din cauza climatului uscat, dar crește proporția de rădăcini. Proporția de resturi organice este minimă în zona deșertică și crește din nou brusc în pădurile tropicale și subtropicale.

Natura intrării sedimentelor în sol

Reziduurile organice pătrund în profilul solului în moduri diferite: în păduri, acestea sunt aduse în principal la suprafața stratului, în timp ce în zonele cu iarbă sunt aduse direct în sol sub formă de rădăcini moarte. Alte procese de transformare depind de natura gunoiului care intră în sol. Compoziția chimică a reziduurilor uscate conține proteine, carbohidrați, ceară, rășini, lignină și alte substanțe. De asemenea, sunt incluse și elemente de cenușă precum siliciu, potasiu, magneziu, calciu, sulf, fosfor, fier și multe altele.

Cel mai rapid umificarea și mineralizarea are loc cu sedimente, care sunt bogate în baze (magneziu, calciu) și substanțe ușor accesibile pentru microorganisme (aminoacizi, proteine, carbohidrați solubili). Reziduurile care conțin multe rășini, lignină și taninuri se descompun lent. În cazul reziduurilor vegetale, cele mai rapid transformate sunt reziduurile de leguminoase, iar cele mai lent transformate sunt paiele de cereale.

Umidificare

Ajungând în sol, resturile organice suferă diverse transformări, inclusiv modificări biochimice sub influența microorganismelor și măcinarea de către fauna solului. Direcția principală a acestei transformări este umificarea. În prezent, există trei variante ale procesului său.

1. Conceptul de condensare (polimerizare) distinge trei etape de umificare. În primul rând, unitățile structurale sunt formate din microorganisme moarte și produse de descompunere a plantelor pentru a forma materia humus. Condensarea unităților structurale prin oxidarea fenolilor în chinone. Umidificarea se încheie cu etapa de policondensare.
2. Conceptul de oxidare biochimică tratează conversia reziduurilor organice ca pe o reacție de oxidare enzimatică lentă, care are ca rezultat formarea de acizi humici cu greutate moleculară mare, care apoi suferă o aromatizare.
3. Conceptul biologic caracterizează materia de humus ca fiind un produs de sinteză a diferitelor microorganisme și sugerează că procesul de humificare implică atât reacții de polimerizare și condensare, cât și reacții de oxidare biochimică. Compoziția unui humus deja format este reînnoită în mod constant prin încorporarea de fragmente individuale de compuși organici în moleculele sale.

Caracteristicile compoziției

Materia organică a solului se formează prin combinarea reziduurilor organice ale organismelor moarte și a produselor de humificare a acestora. Primul grup include părți de plante și animale vizibile cu ochiul liber, precum și o mică parte din substanțele din anumite clase de compuși organici (carbohidrați, aminoacizi, proteine, taninuri, zaharuri, enzime).

Humusul este materia organică de bază a solului - amestec de diferite proprietăți și compoziții de azot care conține compuși organici cu greutate moleculară mare. În funcție de solubilitate și extractibilitate, materia humică se împarte în acid fulic, acid humic și acid humic.

Acizii fullici sunt grupul cel mai solubil și mai puțin complex din punct de vedere structural. Greutate moleculară mai mică și capacitate de migrare ridicată. Este partea cea mai deschisă la culoare a humusului, predominând în solurile podzolice, de pământ roșu și de pământ cenușiu. Acidul humic este o substanță care nu poate fi extrasă din stratul de sol de către alcalii și acizi. Este cel mai strâns legat de mineralele argiloase. Acizii humici sunt o parte insolubilă a humusului și au o structură complicată, o greutate moleculară mare și o capacitate mare de migrare conținut ridicat carbon. Predomină în solurile de castan, de gazon, de cernoziom și de pădure cenușie.

Grupuri labile și stabile

În afară de caracteristicile descrise mai sus ale compoziției materiei organice a solului, există o diviziune a materiei organice în părți labile și stabile. Prima constă în forme mobile de humus (solubile în apă și slab fixate de minerale), fracțiunea de pre-humus și reziduuri vegetale. Grupul labil acționează ca o sursă majoră de hrană și energie pentru biota solului. De asemenea, se constată că reziduurile vegetale îmbunătățesc proprietățile fizico-mecanice ale stratului de sol.

Grupa stabilă este formată din substanțe humice, care sunt fixate ferm de compuși minerali (complexe argilo-humice, humate de calciu etc.).). Aceasta este o parte stabilă, cu eliberare lentă, a materiei organice din sol. Este nevoie de mii de ani pentru ca acesta să se regenereze complet. Humusul stabil este o rezervă potențială de diferite elemente nutritive, dar cea mai mare importanță agronomică a sa constă în formarea proprietăților fizico-mecanice și hidro-aeriene favorabile ale solului și în îndeplinirea funcțiilor sanitar-protectoare.

Rolul materiei organice în sol

Multe procese elementare ale solului au loc cu participarea materiei humusului. Acestea sunt eluviale, biogenetice-acumulative, metamorfice și alte EPP. Stocurile, compoziția și conținutul de materie organică din sol sunt principalii indicatori ai fertilității solului și influențează toate proprietățile și regimurile acestuia.

Biomasa vie este o sursă de elemente cenușii și de azot, necesare pentru nutriția plantelor. O parte din aceste substanțe este asimilată de către floră în timpul reacțiilor de schimb de ioni sau se află în stare absorbită. O altă parte devine disponibilă pentru plante după eliberarea și mineralizarea materiei organice.

Humusul acționează ca un optimizator al proprietăților fizico-chimice din sol. Straturile mai humificate sunt puternic tamponate împotriva oxidării-reducerii, a acțiunii acido-bazice și a substanțelor toxice. Cationii absorbiți de coloizii organic-minerali devin disponibili pentru plante și le hrănesc intensiv.

De asemenea, materia organică influențează structura, proprietățile mecanice și fizice ale solului. Cu cât conținutul de humus este mai mare, cu atât densitatea este mai mică, structura și capacitatea de reținere a apei a agregatelor structurale sunt mai bune, iar duritatea, plasticitatea, aderența și rezistența specifică sunt mai optimizate. Humusul face ca solul să fie mai întunecat și favorizează astfel absorbția căldurii.

Influența asupra fertilității

Materia organică a solului joacă un rol major în regimul biologic al acestuia, menține microorganismele în el și creează condiții favorabile pentru funcționarea lor. Activitatea biologică ridicată a stratului de sol duce la o reducere a microorganismelor patogene și la o degradare microbiologică accelerată a pesticidelor.

Viermii de sol joacă un rol esențial în creșterea fertilității solului rol important Substanțele humice, produse finale ale umificării, joacă un rol major în fertilitatea solului. Descompunerea părților supraterane ale plantelor muribunde creează un strat de litieră la suprafața solului. Cantitatea sa anuală variază în diferite zone și tipuri de vegetație.

Reciclarea gunoiului vegetal

Stocul de litieră depinde de rata de descompunere. În cazul în care litiera este bogată în taninuri și puternic lignificată, se descompune mult mai lent decât materia de foioase. Un număr mare de organisme animale sunt implicate în descompunerea gunoiului, descompunând gunoiul ca hrană. În pădurile de foioase, râmele sunt utile, în timp ce în solurile acide din pădurile de conifere sunt în principal ciupercile care prelucrează litiera de plante.

Rădăcinile în descompunere sunt la fel de importante în formarea humusului. În ceea ce privește masa lor, pe primul loc se află stepele de pajiști și pădurile de foioase, apoi pădurile subtropicale și tropicale umede și, în cele din urmă, deșerturile. Stocul ridicat de rădăcini în descompunere sub vegetația de stepă este cauzat de predominanța plantelor subțiri și ușor de descompus. Acest humus face ca solurile negre de stepă să aibă o fertilitate ridicată.

Factori care afectează formarea humusului

Conținutul de materie organică al solului depinde foarte mult de temperatură. Astfel se explică lipsa de humus în zonele tropicale, unde, în condițiile unei umidități și temperaturi ridicate, saprotoforii reciclează puternic reziduurile. În schimb, în tundră, activitatea organismelor heterotrofe este foarte scăzută, iar resturile vegetale sunt greu descompuse.

În cazul în care mineralizarea materiei organice are loc rapid, elementele minerale sunt eliberate în scurt timp și devin din nou disponibile pentru plantele verzi. Acest lucru are ca rezultat o masă vegetală mare, dar și un risc crescut de levigare a mineralelor din sol.

Ciclul biologic

Fertilitatea depinde în mare măsură de rapiditatea cu care elementele preluate din sol se întorc în acesta. O parte din materia organică se pierde prin scurgere cu apa de drenaj sau în atmosferă. Dar procese precum fixarea azotului, depunerea de praf, intemperiile în curs de desfășurare regenerează parțial elementele pierdute.

În general, plantele verzi dau solului mai mult decât iau din el. Acestea nu elimină prea mulți compuși dizolvați, dar returnează o cantitate considerabilă de materie organică: lignină, grăsimi, celuloză, zaharuri, amidon, proteine și așa mai departe. Datorită acesteia, multe animale și organisme care se hrănesc cu aceste animale au posibilitatea de a se dezvolta în sol.

În concluzie

Așadar, materia organică din sol este, în esență, un complex de biomasă vie care cuprinde. Prezența compușilor organici deosebește solul de rocile mamă. Biomasa vie se formează prin descompunerea materialului animal și vegetal și reprezintă cea mai importantă verigă în schimbul de materie vie și nevie. Materia organică a solului determină o mare parte din proprietățile biologice, chimice și fizice și fertilitatea acestuia.