Минерализация (почвоведение)

В почвоведении доступны минерализация — это разложение (т. е. окисление ) химических соединений органического вещества , в результате которого питательные вещества в этих соединениях высвобождаются в растворимых неорганических формах, которые могут быть растениям . ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Минерализация является противоположностью иммобилизации .

Минерализация увеличивает биодоступность питательных веществ, содержащихся в разлагающихся органических соединениях, особенно (из-за их количества) азота , фосфора и серы . Приведет ли разложение органического соединения к минерализации или иммобилизации, зависит от его концентрации, пропорциональной концентрации углерода в органическом веществе. ^{[ нужна ссылка ]} Как правило, если концентрация конкретного элемента превышает потребности разлагателя в биосинтезе или хранении, то он минерализуется.

Соотношение углерода и азота

Концептуальный взгляд на круговорот углерода и круговорот азота во время разложения органического вещества. Почвенная микробная популяция выделяет экзоферменты (1), которые деполимеризуют мертвое органическое вещество (2). Микробные разлагатели ассимилируют мономеры (3) и либо минерализуют их в неорганические соединения, такие как углекислый газ или аммоний (4), либо используют мономеры для своих биосинтетических нужд. Минерализация N приводит к потере аммония в окружающую среду (5), но этот процесс актуален только в том случае, если органическое вещество имеет низкое соотношение C:N. Аммоний из окружающей среды может быть иммобилизован, если мертвое органическое вещество имеет высокое соотношение C:N и, следовательно, обеспечивает недостаточное количество азота (6). Высокая потребность микробов в N приводит к удержанию N в органическом веществе и, следовательно, к уменьшению соотношения C:N в процессе разложения. ^{[ 3 ]}

Минерализуется или иммобилизуется азот , зависит от соотношения углерода и азота (отношения C:N) разлагающегося органического вещества . ^{[ 4 ]} В целом органическое вещество, контактирующее с почвой, содержит слишком мало азота для удовлетворения биосинтетических потребностей разлагающейся почвенной микробной популяции . Если соотношение C:N в разлагающемся органическом веществе превышает примерно 30:1, то разлагающиеся микробы могут поглощать азот в минеральной форме, например, в виде аммония или нитратов . Говорят, что этот минеральный азот иммобилизован. Это может снизить концентрацию неорганического азота в почве и, таким образом, азот станет недоступным для растений.

Поскольку углекислый газ выделяется во время выработки энергии при разложении (процесс, называемый « катаболизмом »), соотношение C:N в органическом веществе уменьшается. Когда соотношение C:N меньше примерно 25:1, дальнейшее разложение вызывает минерализацию за счет одновременного высвобождения неорганического азота в виде аммония. Когда разложение органического вещества завершается, минерализованный азот из него присоединяется к уже присутствующему в почве и, следовательно, увеличивает общий минеральный азот в почве.

См. также

Ссылки

^ Уайт, Роберт Э. (октябрь 2005 г.). Принципы и практика почвоведения: Почва как природный ресурс (4-е изд.). Издательство Блэквелл. ISBN 0-632-06455-2 . 384 страницы
^ Беар, Миннесота; Хендрикс, ПФ; Кабрера, ML; Коулман, округ Колумбия (1994). «Агрегатно-защищенные и незащищенные пулы органических веществ в традиционных и нулевых почвах» . Журнал Американского общества почвоведения . 58 (3). Бесплатная загрузка PDF: 787. Бибкод : 1994SSASJ..58..787B . дои : 10.2136/sssaj1994.03615995005800030021x . Проверено 13 июля 2016 г.
^ Рейтер, Хендрик; Гензель, Джулия; Элверт, Маркус; Зак, Доминик (2020). «Доказательства преимущественной деполимеризации белков в почвах водно-болотных угодий в ответ на доступность внешнего азота, предоставленные новой процедурой FTIR» . Биогеонауки . 17 (2): 499–514. Бибкод : 2020BGeo...17..499R . дои : 10.5194/bg-17-499-2020 .
^ Р.Г. Макларен и К. Кэмерон Почвоведение: устойчивое производство и защита окружающей среды (2-е издание), Oxford University Press, 1996, ISBN 0-19-558345-0

[1] Уайт, Роберт Э. (октябрь 2005 г.). Принципы и практика почвоведения: Почва как природный ресурс (4-е изд.). Издательство Блэквелл. ISBN 0-632-06455-2 . 384 страницы

[som-2] Беар, Миннесота; Хендрикс, ПФ; Кабрера, ML; Коулман, округ Колумбия (1994). «Агрегатно-защищенные и незащищенные пулы органических веществ в традиционных и нулевых почвах» . Журнал Американского общества почвоведения . 58 (3). Бесплатная загрузка PDF: 787. Бибкод : 1994SSASJ..58..787B . дои : 10.2136/sssaj1994.03615995005800030021x . Проверено 13 июля 2016 г.

[3] Рейтер, Хендрик; Гензель, Джулия; Элверт, Маркус; Зак, Доминик (2020). «Доказательства преимущественной деполимеризации белков в почвах водно-болотных угодий в ответ на доступность внешнего азота, предоставленные новой процедурой FTIR» . Биогеонауки . 17 (2): 499–514. Бибкод : 2020BGeo...17..499R . дои : 10.5194/bg-17-499-2020 .

[4] Р.Г. Макларен и К. Кэмерон Почвоведение: устойчивое производство и защита окружающей среды (2-е издание), Oxford University Press, 1996, ISBN 0-19-558345-0

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]