Минерализация (почвоведение)

В почвоведении минерализация — это разложение (то есть окисление ) химических соединений в органическом веществе , в результате которого питательные вещества из этих соединений высвобождаются в растворимые неорганические формы, которые могут быть доступны растениям . [ ^1]^[2] Минерализация — это противоположность иммобилизации .

Минерализация увеличивает биодоступность питательных веществ, которые были в разлагающихся органических соединениях, в первую очередь (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. ^{[ необходима цитата ]} Как правило, если концентрация определенного элемента превышает потребности разлагателя в биосинтезе или хранении, то он минерализуется.

Соотношение углерода и азота

Концептуальный взгляд на циклы C и N во время разложения органического вещества. Микробная популяция почвы выделяет экзоферменты (1), которые деполимеризуют мертвое органическое вещество (2). Микробные деструкторы усваивают мономеры (3) и либо минерализуют их в неорганические соединения, такие как диоксид углерода или аммоний (4), либо используют мономеры для своих биосинтетических нужд. Минерализация N приводит к потере аммония в окружающую среду (5), но этот процесс имеет значение 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, таким образом, обеспечивает недостаточное количество N (6). Высокая потребность микробов в N приводит к удержанию N в органическом веществе и, таким образом, к снижению соотношения C:N в ходе разложения. ^[3]

Минерализуется или иммобилизуется азот , зависит от соотношения углерода к азоту (соотношение C:N) разлагающегося органического вещества . ^[4] В целом, органическое вещество, контактирующее с почвой, содержит слишком мало азота для поддержания биосинтетических потребностей микробной популяции разлагающегося почвенного вещества . Если соотношение C:N разлагающегося органического вещества превышает примерно 30:1, то разлагающиеся микробы могут поглощать азот в минеральной форме, например, аммоний или нитраты . Этот минеральный азот называется иммобилизованным. Это может снизить концентрацию неорганического азота в почве, и, таким образом, азот становится недоступным для растений.

Поскольку углекислый газ выделяется во время генерации энергии при разложении, процесс, называемый « катаболизмом », соотношение C:N в органическом веществе уменьшается. Когда соотношение C:N меньше, чем около 25:1, дальнейшее разложение вызывает минерализацию путем одновременного высвобождения неорганического азота в виде аммония. Когда разложение органического вещества завершается, минерализованный азот из него добавляется к уже присутствующему в почве и, следовательно, увеличивает общее количество минерального азота в почве.

Смотрите также

Ссылки

^ Уайт, Роберт Э. (октябрь 2005 г.). Принципы и практика почвоведения: почва как природный ресурс (4-е изд.). Blackwell Publishing. ISBN 0-632-06455-2. 384 страницы
^ Beare, MH; Hendrix, PF; Cabrera, ML; Coleman, DC (1994). "Aggregate-Protected and Unprotected Organic Matter Pools in Conventional- and No-Tillage Soils". Журнал Soil Science Society of America . 58 (3). Бесплатная загрузка PDF-файла: 787. Bibcode : 1994SSASJ..58..787B. doi : 10.2136/sssaj1994.03615995005800030021x . Получено 13 июля 2016 г.
^ Рейтер, Хендрик; Генсель, Джулия; Элверт, Маркус; Зак, Доминик (2020). «Доказательства предпочтительной деполимеризации белков в почвах водно-болотных угодий в ответ на доступность внешнего азота, предоставленные новой процедурой FTIR». Biogeosciences . 17 (2): 499–514. Bibcode :2020BGeo...17..499R. doi : 10.5194/bg-17-499-2020 .
^ RG McLaren & K. Cameron Soil Science: Устойчивое производство и защита окружающей среды (2-е издание), Oxford University Press, 1996, ISBN 0-19-558345-0