Organska materija tla: opis i uticaj na plodnost

Unutar profila tla prisutne su razne mineralne i organske supstance. Tlo u svom sastavu ima i živu biomasu i sve vrste hemijskih jedinjenja. Bez poznavanja njihovih svojstava, agronom neće moći efikasno da upravlja plodnošću i povećava prinose. Stoga je proučavanje organskih i mineralnih supstanci tla odavno privuklo pažnju poljoprivrednih stručnjaka. Posljednjih godina posebno je povećano zanimanje za proučavanje biljnih i životinjskih ostataka u sastavu gornjeg sloja zemlje. U našem članku ćemo također govoriti o ovome.

Definicija i izvori

Dakle, organska materija tla je ukupnost sve žive biomase u obliku humusa i ostataka biljaka i životinja. Igra ključnu ulogu u formiranju svojstava sloja tla, koja su povezana sa fitosanitarnim funkcijama i razvojem plodnosti.

Glavni izvori organske materije u tlu su mrtve biljke u obliku korijena i nadzemnih masa. U manjim količinama primljeni su ostaci faune. Njihov odnos zavisi od lokalnih uslova i sastava zonske vegetacije. Dakle, tundra tla karakteriše mali udio organskih ostataka. Zatim se povećava na taigu, šume i šumske stepe. Tokom prelaska u stepsku zonu, pad se smanjuje zbog suve klime, ali se povećava udio padova korijena. U pustinjskim područjima udio organskih ostataka je minimalan, a u šumama tropskih i subtropskih krajeva ponovo naglo raste.

Priroda prijema stelje u tlu

Organski ostaci različito prodiru u profil tla: u šumama njihova glavna količina dopire do površine sloja, a u travnatim površinama-direktno unutra u obliku mrtvih korijena. Dalji procesi njegove transformacije zavise od prirode pada u tlo legla. Hemijski sastav suvih ostataka sadrži proteine, ugljikohidrate, voskove, smole, lignin i druge tvari. Takođe sadrži elemente pepela: silicijum, kalijum, magnezijum, kalcijum, sumpor, fosfor, gvožđe i niz drugih.

Najbrže humifikovano i mineralizovano je leglo koje je bogato bazama (magnezijum, kalcijum) i supstancama koje su lako dostupne mikroorganizmima (aminokiseline, proteini, rastvorljivi ugljeni hidrati). Biljni ostaci koji sadrže puno smola, lignina i tanina sporo se razlažu. Što se tiče pada kultivisanih biljaka, među njima se najbrže transformišu ostaci mahunarki, a najsporija slama žitarica.

Humifikacija

Ulazeći u tlo, organski ostaci prolaze kroz različite transformacije, uključujući biohemijske promjene pod uticajem mikroorganizama i drobljenje faunom tla. Glavni pravac takvih transformacija je humifikacija. Trenutno postoje tri varijante njegovog procesa.

1. Koncept kondenzacije (polimerizacije) razlikuje tri faze humifikacije. Prvo, strukturne jedinice se formiraju od mrtvih mikroorganizama i proizvoda raspadanja biljaka, koji služe za stvaranje humusnih supstanci. Zatim se oksidacijom fenola u kinone vrši kondenzacija strukturnih jedinica. Humifikacija je završena fazom polikondenzacije.
2. Koncept biohemijske oksidacije razmatra proces pretvaranja organskih ostataka kao reakciju spore enzimske oksidacije, usled čega nastaju huminske visokomolekularne kiseline, koje se potom podvrgavaju aromatizaciji.
3. Biološki koncept karakteriše huminske supstance kao proizvod sinteze različitih mikroorganizama i pretpostavlja da proces humifikacije uključuje i reakcije polimerizacije i kondenzacije i biohemijske reakcije oksidacije. Sastav već formiranog humusa stalno se ažurira uključivanjem pojedinačnih fragmenata organskih spojeva u njegove molekule.

Karakteristike kompozicije

Formiranje organske materije u tlu nastaje kombinovanjem organskih ostataka mrtvih organizama i proizvoda njihove humifikacije. U prvu grupu spadaju dijelovi biljaka i životinja vidljivi golim okom, kao i mali udio tvari različitih klasa organskih spojeva (ugljikohidrati, aminokiseline, proteini, tanini, šećeri, enzimi).

Glavna organska supstanca tla je humus-mješavina visokomolekularnih organskih spojeva koji sadrže dušik različitih svojstava i sastava. Prema ekstraktivnosti iz sloja tla i rastvorljivosti, huminske supstance se dele na fulvinske kiseline, huminske i huminske kiseline.

Fulvinske kiseline su najtopivija i manje složena grupa po strukturi. Imaju nižu molekularnu težinu i visoku sposobnost migracije. Ovo je najsvjetliji dio humusa, koji prevladava u podzoličkom, crveno-zemljanom i sivo-zemljanom tlu tropskih krajeva. Humin je supstanca koja se ne vadi iz sloja tla alkalijama i kiselinama. Najjače je povezan sa mineralima gline. Huminske kiseline su nerastvorljivi deo humusa, koji karakteriše složenija struktura, visoke molekularne težine i povećano sadržaj ugljika. Preovlađuju u kestenu, travnjaku, černozemu i sivoj šumskoj zemljištu.

Labilne i stabilne grupe

Pored navedenih karakteristika sastava organske materije u tlu, postoji i njena podjela na labilne i stabilne dijelove. Prvi se sastoji od pokretnih oblika humusa (rastvorljivih u vodi i slabo mineralno vezanih supstanci), frakcije prije humusa i biljnih ostataka. Labilna grupa djeluje kao glavni izvor hrane i energije za biotu tla. Takođe je utvrđeno da biljni ostaci poboljšavaju fizička i mehanička svojstva sloja tla.

Stabilnu grupu čine huminske supstance koje su čvrsto usidrene mineralnim jedinjenjima (kompleksi humično-gline, kalcijum humati itd..). To je polako mineralizujući, stabilan deo organske materije tla. Potrebni su milenijumi da bi se potpuno ažurirao. Stabilan humus je potencijalna rezerva različitih elemenata ishrane, ali njegov najveći agronomski značaj leži u formiranju povoljnih fizičko-mehaničkih i vodeno-vazdušnih svojstava tla, kao i obavljanju njegovih sanitarnih i zaštitnih funkcija.

Uloga organske materije u tlu

Veliki broj elementarnih procesa tla događa se uz učešće humusnih supstanci. To su eluvijalni, biogeno-akumulativni, metamorfni i drugi EPP. Rezerve, sastav i sadržaj organske materije u tlu glavni su pokazatelji plodnosti i utiču na sva njena svojstva i načine rada.

Živa biomasa je izvor elemenata pepela i azota, neophodno za ishrana biljaka. Neke od ovih supstanci apsorbuje flora tokom reakcija jonske razmene ili su u apsorbovanom stanju. Drugi deo postaje dostupan biljkama nakon oslobađanja i mineralizacije organskih supstanci.

U tlu humus djeluje kao optimizator fizičko-hemijskih svojstava. Više humusnih slojeva ima visok pufer do oksidacijsko-redukcijskih, kiselinsko-baznih efekata i djelovanja toksikanata. Kationi koje apsorbuju organo-mineralni koloidi postaju dostupni biljkama i intenzivno ih hrane.

Organska materija takođe utiče na strukturu, mehanička i fizička svojstva tla. Što je veći sadržaj humusa, što je manja gustina, to je bolja struktura i vodootpornost strukturnih agregata, to je optimizovanija tvrdoća, plastičnost, ljepljivost i otpornost. Zbog humusa tlo dobija tamnu boju, što doprinosi apsorpciji toplote.

Uticaj na plodnost

Organska materija tla igra vodeću ulogu u njegovom biološkom režimu, doprinosi očuvanju mikroorganizama u njemu i stvara ugodne uslove za njihovo funkcionisanje. Visoka biološka aktivnost sloja tla dovodi do smanjenja patogenih mikroorganizama i ubrzanja mikrobiološke degradacije pesticida.

U formiranju plodnosti , glavna uloga huminskih supstanci - konačni proizvodi humifikacije. Pad nadzemnih dijelova umirućih biljaka stvara sloj stelje na površini tla. Njegova godišnja količina varira u različitim zonama i vrstama vegetacije.

Obrada biljnog otpada

Zaliha stelje ovisi o stopi raspadanja. Ako je leglo bogato taninima i jako lignificirano, raspada se mnogo sporije od ostataka tvrdo drvo. Mnogi životinjski organizmi koji apsorbuju stelju kao hranu učestvuju u razgradnji smeća. U širokolisnim šumama u igru dolaze gliste, a na kiselom tlu četinarskih šuma biljni otpad se uglavnom obrađuje pečurkama.

Umirući korijeni nisu manje važni u formiranju humusa. Po svojoj masi na prvom mjestu su livadske stepe i širokolisne šume, zatim suptropske i vlažne tropske šume i, konačno, pustinje. Visoka zaliha umirućih korijena pod vegetacijom stepske trave posljedica je prevladavanja tamošnjih tankih i lako raspadajućih biljaka. Ovaj humus pruža visoku plodnost Černozemskog stepskog tla.

Faktori koji utiču na formiranje humusa

Sadržaj organske tvari u tlu uvelike ovisi o temperaturi. Ovo objašnjava nedostatak humusa u tropskim zonama, gdje pri visokoj vlažnosti i visokim temperaturama saprotfori snažno obrađuju ostatke. U tundri je, naprotiv, aktivnost heterotrofnih organizama vrlo mala, a biljni ostaci se praktički ne razlažu.

Tamo gdje se mineralizacija organske tvari događa brzo, mineralni elementi se oslobađaju za kratko vrijeme i ponovo postaju dostupni zelenim biljkama. To uzrokuje formiranje velike fitomase, ali i povećan rizik od ispiranja minerala iz tla.

Biološki ciklus

Plodnost uvelike ovisi o tome koliko se brzo elementi uzeti iz nje vraćaju u tlo. Neke supstance se gube izlaskom kroz odvod sa odvodnom vodom ili ulaskom u atmosferu. Ali procesi kao što su fiksacija azota, taloženje prašine i tekuće vremenske prilike djelimično vraćaju izgubljene elemente.

Općenito, zelene biljke daju više tlu nego što uzimaju od njega. Uklanjaju relativno malo rastvorenih jedinjenja, ali vraćaju značajnu masu organskih supstanci: lignina, masti, celuloze, šećera, skroba, proteina i tako dalje. Zahvaljujući tome, mnoge životinje i organizmi koji se hrane ovim životinjama dobijaju priliku da se razvijaju u tlu.

U zaključku

Dakle, organska materija tla je, u stvari, kompleks žive biomase koji je njen deo. Prisutnost organskih spojeva razlikuje tlo iz matičnih stijena. Živa biomasa nastaje kao rezultat razgradnje životinjskog i biljnog materijala i najvažnija je karika u metabolizmu nežive i žive prirode. Organska materija tla u velikoj mjeri određuje njegova biološka, hemijska i fizička svojstva, kao i plodnost.