مادة عضوية مُتحللة وجافة، أصلها من الطحالب توجد في المناطق الرطبة من العالم في مساحات كبيرة.

مادة عضوية مُتحللة وجافة، أصلها من الطحالب توجد في المناطق الرطبة من العالم في مساحات كبيرة.

الاجابة هي البيتموس.

عندما يتم إرجاع المخلفات النباتية إلى التربة ، تخضع العديد من المركبات العضوية للتحلل. التحلل هو عملية بيولوجية تتضمن التحلل الفيزيائي والتحول الكيميائي الحيوي للجزيئات العضوية المعقدة للمواد الميتة إلى جزيئات عضوية وغير عضوية أبسط (جمعة ، 1998).

تساهم الإضافة المستمرة لبقايا النباتات المتحللة إلى سطح التربة في النشاط البيولوجي وعملية تدوير الكربون في التربة. كما يساهم تفكك المادة العضوية في التربة ونمو الجذور وتعفنها في هذه العمليات. دورة الكربون هي التحول المستمر لمركبات الكربون العضوية وغير العضوية بواسطة النباتات والكائنات الحية الدقيقة والكبيرة بين التربة والنباتات والغلاف الجوي (الشكل 2)

يعد تحلل المواد العضوية إلى حد كبير عملية بيولوجية تحدث بشكل طبيعي. يتم تحديد سرعته من خلال ثلاثة عوامل رئيسية: كائنات التربة ، البيئة المادية ونوعية المادة العضوية (Brussaard ، 1994). في عملية التحلل ، يتم إطلاق منتجات مختلفة: ثاني أكسيد الكربون (CO 2) والطاقة والمياه والمغذيات النباتية ومركبات الكربون العضوية المعاد تصنيعها. يؤدي التحلل المتعاقب للمواد الميتة والمواد العضوية المعدلة إلى تكوين مادة عضوية أكثر تعقيدًا تسمى الدبال (جمعة ، 1998). هذه العملية تسمى الترطيب. الدبال يؤثر على خصائص التربة. عندما تتحلل ببطء ، فإنها تلون التربة أغمق ؛ يزيد من تراكم التربة والاستقرار الكلي ؛ يزيد من CEC (القدرة على جذب العناصر الغذائية والاحتفاظ بها) ؛ ويساهم في النيتروجين والفوسفور والعناصر المغذية الأخرى.

تستخدم كائنات التربة ، بما في ذلك الكائنات الحية الدقيقة ، المواد العضوية في التربة كغذاء. أثناء تكسير المواد العضوية ، يتم إطلاق أي مغذيات زائدة (N و P و S) في التربة في أشكال يمكن للنباتات استخدامها. تسمى عملية الإطلاق هذه التمعدن. منتجات النفايات التي تنتجها الكائنات الحية الدقيقة هي أيضًا مادة عضوية في التربة. تعتبر مادة النفايات هذه أقل قابلية للتحلل من المواد النباتية والحيوانية الأصلية ، ولكن يمكن استخدامها بواسطة عدد كبير من الكائنات الحية. من خلال تحطيم هياكل الكربون وإعادة بناء هياكل جديدة أو تخزين الكربون في كتلتها الحيوية ، تلعب الكائنات الحية في التربة الدور الأكثر أهمية في عمليات دورة المغذيات ، وبالتالي ، في قدرة التربة على تزويد المحصول بالمغذيات الكافية لحصاد عنصر صحي. منتج. محتوى المادة العضوية ، وخاصة الدبال الأكثر استقرارًا ،

شبكة الغذاء التربة

يمكن تعريف النظام البيئي للتربة (المربع 1) ​​على أنه نظام مترابط لدعم الحياة يتكون من الهواء والماء والمعادن والمواد العضوية والكائنات الحية الدقيقة والكبيرة ، وكلها تعمل معًا وتتفاعل بشكل وثيق.

تعزز الكائنات الحية وتفاعلاتها العديد من وظائف النظام البيئي للتربة وتشكل شبكة الغذاء للتربة. يتم إنشاء الطاقة اللازمة لجميع الشبكات الغذائية من قبل المنتجين الأساسي: النباتات والأشنات والطحالب والبكتيريا والطحالب الضوئي التي تستخدم أشعة الشمس لتحويل CO 2 من الغلاف الجوي إلى الكربوهيدرات. تعتمد معظم الكائنات الحية الأخرى على المنتجين الأساسيين لطاقتها ومغذياتها ؛ يطلق عليهم المستهلكين.

تلعب حياة التربة دورًا رئيسيًا في العديد من العمليات الطبيعية التي تحدد توافر المغذيات والمياه للإنتاجية الزراعية. الأنشطة الأساسية لجميع الكائنات الحية هي النمو والتكاثر. المنتجات الثانوية من الجذور النامية ومخلفات النباتات تغذي كائنات التربة. بدورها ، تدعم الكائنات الحية في التربة صحة النبات لأنها تحلل المواد العضوية وتدور المغذيات وتعزز بنية التربة وتتحكم في تجمعات الكائنات الحية في التربة ، سواء كانت مفيدة أو ضارة (الآفات ومسببات الأمراض) من حيث إنتاجية المحاصيل.

يشتمل الجزء الحي من المادة العضوية في التربة على مجموعة متنوعة من الكائنات الحية الدقيقة مثل البكتيريا والفيروسات والفطريات والأوليات والطحالب. ويشمل أيضًا جذور النباتات والحشرات وديدان الأرض والحيوانات الكبيرة مثل الشامات والفئران والأرانب التي تقضي جزءًا من حياتها في التربة. يمثل الجزء الحي حوالي 5 في المائة من إجمالي المواد العضوية للتربة. تساعد الكائنات الحية الدقيقة وديدان الأرض والحشرات على تكسير بقايا المحاصيل والسماد الطبيعي عن طريق تناولها وخلطها مع المعادن الموجودة في التربة ، وفي عملية إعادة تدوير الطاقة والمغذيات النباتية. تساعد المواد اللاصقة الموجودة على جلد ديدان الأرض وتلك التي تنتجها الفطريات والبكتيريا على ربط الجزيئات معًا. تتجمع قوالب ديدان الأرض بقوة أكبر (مرتبطة ببعضها البعض) من التربة المحيطة نتيجة اختلاط المواد العضوية والمواد المعدنية للتربة ، وكذلك المخاط المعوي للديدان. وبالتالي ، فإن الجزء الحي من التربة مسؤول عن توفير الهواء والماء ، وتوفير المغذيات النباتية ، وكسر الملوثات والحفاظ على بنية التربة.

يعتمد تكوين كائنات التربة على مصدر الغذاء (والذي بدوره يعتمد على الموسم). لذلك ، فإن الكائنات الحية ليست موزعة بشكل موحد عبر التربة ولا توجد بشكل موحد طوال العام. ومع ذلك ، في بعض الحالات تبقى هياكلها الحيوية. يوجد كل نوع ومجموعة حيث يمكن أن تجد الإمدادات الغذائية المناسبة والمساحة والمغذيات والرطوبة (اللوحة 2). تتواجد الكائنات الحية حيثما توجد المادة العضوية (Ingham، 2000). لذلك ، تتركز كائنات التربة: حول الجذور ، في القمامة ، على الدبال ، على سطح ركام التربة وفي الفراغات بين الركام. لهذا السبب ، فهي أكثر انتشارًا في مناطق الغابات وأنظمة المحاصيل التي تترك الكثير من الكتلة الحيوية على السطح.

اللوحة 2
يخلق النمل الأبيض ظروف معيشته الخاصة بالقرب من
مصادره الغذائية المفضلة. الحياة داخل المستعمرة منظمة للغاية.

تي ميلر

يتبع نشاط كائنات التربة الأنماط الموسمية وكذلك اليومية. ليست كل الكائنات الحية نشطة في نفس الوقت. معظمهم بالكاد نشيطون أو حتى نائمون. يعد توفر الغذاء عاملاً مهمًا يؤثر على مستوى نشاط كائنات التربة وبالتالي يرتبط باستخدام الأراضي وإدارتها (الشكل 3). تشمل الممارسات التي تزيد من أعداد ونشاط كائنات التربة ما يلي: عدم الحرث أو الحد الأدنى من الحرث ؛ وصيانة المخلفات النباتية والسنوية التي تقلل من اضطراب كائنات التربة وموائلها وتوفر الإمدادات الغذائية.

يمكن تمييز مجموعات مختلفة من الكائنات الحية في التربة (Brussaard and Juma ، 1995). الجدول 1 يصنفهم حسب الحجم. يصنفها الجدول 2 حسب الوظيفة.

عملية التحلل

تتكون المخلفات الطازجة من كائنات دقيقة متوفاة مؤخرًا ، وحشرات وديدان الأرض ، وجذور النباتات القديمة ، ومخلفات المحاصيل ، والسماد المضاف حديثًا.

تحتوي بقايا المحاصيل بشكل أساسي على مركبات كربونية معقدة تنشأ من جدران الخلايا (السليلوز ، الهيميسليلوز ، إلخ). تشكل سلاسل الكربون ، مع كل ذرة كربون مرتبطة بالكربون الأخرى ، “العمود الفقري” للجزيئات العضوية. سلاسل الكربون هذه ، بكميات متفاوتة من الأكسجين المرتبط ، H و N و P و S ، هي الأساس لكل من السكريات البسيطة والأحماض الأمينية والجزيئات الأكثر تعقيدًا من سلاسل أو حلقات الكربون الطويلة. اعتمادًا على تركيبها الكيميائي ، يكون التحلل سريعًا (السكريات ، النشويات والبروتينات) ، بطيء (السليلوز ، الدهون ، الشموع والراتنجات) أو بطيء جدًا (اللجنين).

المصدر: Balota، 1996

الجدول 1
تصنيف كائنات التربة

الكائنات الدقيقةميكروفلورا<5 ميكرومتر
الفطريات البكتيرية
الحيوانات الدقيقة<100 ميكرومتر
النيماتودا البروتوزوا
الكائنات الحية الكليةكائنات الميزو100 ميكرومتر – 2 مم
العث سبرينجتيل
الكائنات الحية الكلية2 – 20 ملمديدان الأرض
الديدان الألفية
Woodlice
الحلزون والرخويات
النباتاتالطحالب10 ميكرومتر
الجذور> 10 ميكرومتر

ملحوظة: جزيئات الطين أصغر من 2 ميكرومتر.
المصدر: مقتبس من Swift، Heal and Anderson، 1979.

الجدول 2
الوظائف الأساسية التي يؤديها أعضاء مختلفون من كائنات التربة (الكائنات الحية)

المهامالكائنات الحية المعنية
صيانة بنية التربةاضطراب حيوي اللافقاريات وجذور النباتات والجذور الفطرية وبعض الكائنات الحية الدقيقة الأخرى
تنظيم العمليات الهيدرولوجية للتربةمعظم اللافقاريات المضطربة وجذور النباتات
تبادل الغازات وعزل الكربون (التراكم في التربة)معظمها من الكائنات الحية الدقيقة وجذور النباتات ، وبعضها C محمي في تجمعات كبيرة من اللافقاريات الحيوية
إزالة السموم من التربةفي الغالب كائنات دقيقة
دورة المغذياتمعظمها من الكائنات الحية الدقيقة وجذور النباتات ، وبعض اللافقاريات التي تتغذى على التربة والقمامة
تحلل المواد العضويةأنواع مختلفة من اللافقاريات (ديتريتيفوريس) والفطريات والبكتيريا والفطريات الشعاعية والكائنات الدقيقة الأخرى
قمع الآفات والطفيليات والأمراضالنباتات ، الفطريات الفطرية ، والفطريات الأخرى ، والديدان الخيطية ، والبكتيريا والعديد من الكائنات الحية الدقيقة الأخرى ، والكولمبولا ، وديدان الأرض ، ومختلف الحيوانات المفترسة
مصادر الغذاء والدواءجذور النباتات ، الحشرات المختلفة (الصراصير ، يرقات الخنفساء ، النمل ، النمل الأبيض) ، ديدان الأرض ، الفقاريات ، الكائنات الحية الدقيقة ومنتجاتها الثانوية
العلاقات التكافلية وغير التكافلية مع النباتات وجذورهاRhizobia ، و mycorrhizae ، و acinomycetes ، و diazotrophic ، والعديد من الكائنات الدقيقة الأخرى في مجال الجذور ، والنمل
التحكم في نمو النبات (الإيجابي والسلبي)التأثيرات المباشرة: جذور النبات ، الجذور ، الفطريات الفطرية ، الفطريات الشعاعية ، مسببات الأمراض ، النيماتودا الطفيليات النباتية ، الحشرات الجذور ، الكائنات الدقيقة التي تعزز نمو النبات ، عوامل المكافحة الحيوية ، التأثيرات غير المباشرة: معظم الكائنات الحية في التربة

أثناء عملية التحلل ، تقوم الكائنات الحية الدقيقة بتحويل الهياكل الكربونية للمخلفات الطازجة إلى منتجات كربونية محولة في التربة. توجد أنواع مختلفة من الجزيئات العضوية في التربة. بعضها عبارة عن جزيئات بسيطة تم تصنيعها مباشرة من النباتات أو الكائنات الحية الأخرى. تستهلك العديد من الكائنات الحية هذه المواد الكيميائية البسيطة نسبيًا ، مثل السكريات والأحماض الأمينية والسليلوز. لهذا السبب ، لا يبقون في التربة لفترة طويلة. تأتي المواد الكيميائية الأخرى مثل الراتنجات والشموع مباشرة من النباتات ، ولكن يصعب تحلل كائنات التربة.

الدبال هو نتيجة خطوات متتالية في تحلل المادة العضوية. بسبب التركيب المعقد للمواد الدبالية ، لا يمكن استخدام الدبال من قبل العديد من الكائنات الحية الدقيقة كمصدر للطاقة ويبقى في التربة لفترة طويلة نسبيًا.

المواد غير الدبالية: الأهمية والوظيفة

يتم إطلاق الجزيئات العضوية غير الدبالية مباشرة من خلايا المخلفات الطازجة ، مثل البروتينات والأحماض الأمينية والسكريات والنشويات. هذا الجزء من المادة العضوية في التربة هو الجزء النشط أو الذي يتحلل بسهولة. يتأثر هذا الجزء النشط بشدة بالظروف الجوية ، وحالة رطوبة التربة ، ومرحلة نمو الغطاء النباتي ، وإضافة المخلفات العضوية ، والممارسات الثقافية ، مثل الحرث. إنه الإمداد الغذائي الرئيسي للعديد من الكائنات الحية في التربة.

توجد الكربوهيدرات في التربة في ثلاثة أشكال رئيسية: السكريات الحرة في محلول التربة ، والسليلوز ، والهيميسليلوز. السكريات المعقدة والجزيئات البوليمرية ذات الأحجام والأشكال المختلفة التي ترتبط بقوة بالغرويات الطينية والمواد الدبالية (ستيفنسون ، 1994). قد تشكل السكريات البسيطة ، السليلوز والهيميسليلوز ، 5-25 في المائة من المادة العضوية في معظم أنواع التربة ، ولكن تتحلل بسهولة بواسطة الكائنات الحية الدقيقة.

السكريات المتعددة (وحدات متكررة من جزيئات من نوع السكر متصلة بسلاسل أطول) تعزز بنية التربة الأفضل من خلال قدرتها على ربط جزيئات التربة غير العضوية في مجاميع مستقرة. تشير الأبحاث إلى أن جزيئات السكاريد الأثقل قد تكون أكثر أهمية في تعزيز الاستقرار الكلي وتسرّب الماء من الجزيئات الأخف وزنًا (إليوت ولينش ، 1984). قد تحفز بعض السكريات إنبات البذور واستطالة الجذور. تشمل خواص التربة الأخرى التي تتأثر بعديد السكاريد CEC واحتباس الأنيون والنشاط البيولوجي.

تشكل دهون التربة مجموعة متنوعة جدًا من المواد ، منها الدهون والشموع والراتنجات التي تشكل 2-6 في المائة من المواد العضوية في التربة. تنبع أهمية الدهون من قدرة بعض المركبات على العمل كهرمونات نمو. قد يكون للآخرين تأثير محبط على نمو النبات.

يحدث N التربة بشكل رئيسي (> 90 في المائة) في أشكال عضوية مثل الأحماض الأمينية والأحماض النووية والسكريات الأمينية. توجد كميات صغيرة على شكل أمينات وفيتامينات ومبيدات الآفات ومنتجاتها المتحللة ، وما إلى ذلك. والباقي موجود على شكل أمونيوم (NH  ) ويتم الاحتفاظ به بواسطة معادن الطين.

مركبات ووظيفة الدبال

الدبال أو المادة العضوية المرطبة هي الجزء المتبقي من المادة العضوية التي تم استخدامها وتحويلها من قبل العديد من كائنات التربة المختلفة. وهو مكون مستقر نسبيًا يتكون من مواد الدبالية ، بما في ذلك الأحماض الدبالية ، وأحماض الفولفيك ، وأحماض الهيماتوميلانيك والهومينين (تان ، 1994). من المحتمل أن تكون المادة المحتوية على الكربون العضوي الأكثر انتشارًا في البيئات الأرضية والمائية. لا يمكن أن يتحلل الدبال بسهولة بسبب تفاعلاته الحميمة مع الأطوار المعدنية للتربة وهو معقد كيميائيًا للغاية بحيث لا يمكن استخدامه من قبل معظم الكائنات الحية. لها وظائف عديدة (الإطار 2).

من أكثر الخصائص المدهشة للمواد الدبالية قدرتها على التفاعل مع أيونات المعادن ، والأكاسيد ، والهيدروكسيدات ، والمركبات المعدنية والعضوية ، بما في ذلك الملوثات السامة ، لتكوين مجمعات قابلة للذوبان في الماء وغير قابلة للذوبان في الماء. من خلال تكوين هذه المجمعات ، يمكن للمواد الدبالية أن تذوب وتعبئ وتنقل المعادن والمواد العضوية في التربة والمياه ، أو تتراكم في آفاق تربة معينة. يؤثر هذا على توافر المغذيات ، خاصة تلك المغذيات الموجودة في التركيزات الدقيقة فقط (شنيتسر ، 1986). يمكن أن يساهم تراكم مثل هذه المركبات في تقليل السمية ، مثل الألومنيوم (Al) في التربة الحمضية (Tan and Binger ، 1986) ، أو التقاط الملوثات – مبيدات الأعشاب مثل Atrazine أو المبيدات الحشرية مثل Tefluthrin – في تجاويف المواد الدبالية (فيرمير ، 1996).

تعزز المواد الدبالية والفولفية نمو النبات مباشرة من خلال التأثيرات الفسيولوجية والتغذوية. تعمل بعض هذه المواد كهرمونات نباتية طبيعية (أوكسينات وجبريلينات) وهي قادرة على تحسين إنبات البذور ، وبدء الجذور ، وامتصاص العناصر الغذائية النباتية ويمكن أن تكون بمثابة مصادر لـ N و P و S (Tan ، 1994 ؛ Schnitzer ، 1986). بشكل غير مباشر ، قد تؤثر على نمو النبات من خلال تعديلات الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية للتربة ، على سبيل المثال ، تعزيز قدرة التربة على الاحتفاظ بالمياه و CEC ، وتحسين الحرث والتهوية من خلال بنية التربة الجيدة (Stevenson ، 1994).

حوالي 35-55 في المائة من الجزء غير الحي من المادة العضوية هو الدبال. إنه عامل عازل مهم يقلل التقلبات في حموضة التربة وتوافر المغذيات. بالمقارنة مع الجزيئات العضوية البسيطة ، فإن المواد الدبالية معقدة للغاية وكبيرة وذات أوزان جزيئية عالية. تختلف خصائص الجزء المتحلل جيدًا من المادة العضوية ، الدبال ، تمامًا عن خصائص الجزيئات العضوية البسيطة. بينما يُعرف الكثير عن التركيب الكيميائي العام لها ، إلا أن الأهمية النسبية لأنواع مختلفة من المواد الدبالية لنمو النبات لم يتم تحديدها بعد.

يتكون الدبال من مواد دبالية مختلفة:

  • حمض الفولفيك: جزء الدبال القابل للذوبان في الماء تحت جميع ظروف الأس الهيدروجيني. عادة ما يكون لونها أصفر فاتح إلى أصفر-بني.
  • الأحماض الدبالية: جزء الدبال القابل للذوبان في الماء ، باستثناء الحالات التي يكون فيها الحمض أكثر من الرقم الهيدروجيني 2. الألوان الشائعة هي البني الداكن إلى الأسود.
  • Humin: جزء الدبال غير القابل للذوبان في الماء عند أي درجة حموضة ولا يمكن استخلاصه بقاعدة قوية ، مثل هيدروكسيد الصوديوم (NaOH). عادة ما يكون أسود اللون.

يستخدم مصطلح حمض لوصف المواد الدبالية لأن الدبال يتصرف مثل الأحماض الضعيفة.

حمض الفولفيك والدوميك عبارة عن خليط معقد من الجزيئات الكبيرة. الأحماض الدبالية أكبر من أحماض الفولفيك. تشير الأبحاث إلى أن المواد المختلفة تختلف عن بعضها البعض على أساس قابليتها للذوبان في الماء.

يتم إنتاج أحماض الفولفيك في المراحل المبكرة من تكوين الدبال. تختلف الكميات النسبية لأحماض الهيوميك والفولفيك في التربة باختلاف نوع التربة وممارسات الإدارة. يتميز الدبال في تربة الغابات بالمحتوى العالي من أحماض الفولفيك ، بينما يحتوي الدبال في المناطق الزراعية والمراعي على المزيد من الأحماض الدبالية.