Substancje organiczne w glebie i jej przemiany

Substancje organiczne występujące w glebie można podzielić następująco:

Materia organiczna gleby - wszystkie występujące w glebie związki zawierające węgiel

pochodzenia organicznego. Zalicza się tu zarówno spotykane w glebie żywe organizmy jak też obumarłe szczątki organiczne roślinne i zwierzęce wraz z produktami ich rozkładu i humifikacji, określane mianem substancji organicznej gleby, podlegająca procesom mineralizacji i humifikacji.

Żywe organizmy (edafon) - na ogół nie są zaliczane do substancji organicznej gleby, chociaż

w warstwach ornych edafon (głównie mikroorganizmy i części podziemne roślin) stanowi 10-15 % ogólnej masy martwej i żywej materii organicznej gleby.

Szczątki organiczne - resztki roślinne i zwierzęce zarówno świeże, jak też wykazujące różny

stopień rozkładu.

Substancje próchniczne - ciemno zabarwione, bezpostaciowe substancje będące produktami

rozkładu resztek organicznych .Dzielone są na swoiste i nieswoiste substancje próchniczne.

Swoiste substancje próchniczne - są to wysokocząsteczkowe związki o mało rozpoznanej

budowie, które można wyekstrahować 0,1 M roztworem NaOH. Są one dzielone na: kwasy huminowe, fulwowe, huminy

Nieswoiste substancje próchniczne - należą tu związki o dobrze rozpoznanej budowie,

zaklasyfikowane do różnych grup strukturalnych. Stanowią one 10-15 % substancji próchnicznych. Należą tu między innymi: węglowodany, tłuszcze białka i ich pochodne.

Substancja organiczna gleby= Jednym z podstawowych i charakterystycznych składników gleby jest substancja organiczna. W jej skład wchodzą wszystkie obumarłe szczątki roślinne i zwierzęce oraz organiczne produkty ich rozkładu nagromadzone w różnej postaci, zarówno w glebie, jak i na jej powierzchni.

Głównymi źródłami substancji organicznej gleby są:

• żywe organizmy glebowe i żywe podziemne części roślin,

• świeżo obumarłe organizmy nie objęte rozkładem,

• tzw. nieswoiste substancje próchniczne obejmujące różne związki takie jak węglowodany, białka, tłuszczowce, węglowodory i ich pochodne,

• humus (tzw. próchnica właściwa) czyli względnie trwałe, bezpostaciowe, ciemno zabarwione produkty przetworzenia w glebie wyjściowych substancji roślinnych i zwierzęcych oraz ich różne połączenia z mineralnymi komponentami masy glebowej.

Substancje organiczne w glebach stanowią układ dynamiczny, ulegający ciągłym przemianom. Wyróżniamy 2 kierunki przemian: mineralizacja i humifikacja. Charakter i nasilenie tych przemian zależą od szaty roślinnej, działalności mikroorganizmów i zwierząt glebowych, warunków hydrotermicznych oraz właściwości gleb. Przyjmuje się ogólnie, że około 3/4 do 4/5 substancji organicznych ulega procesom mineralizacji, natomiast 1/4 do 1/5 przekształca się w swoiste substancje próchniczne.

Mineralizacja- rozkład związków organicznych w glebie, przebiega w 2 etapach, pierwszy to amonifikacja- przejście azotu zawartego w organizmach pod wpływem działalności mikroorganizmów glebowych, drugi to nitryfikacja-azot amonowy przechodzi w formę azotanowa. Proces mineralizacji zachodzący w warunkach tlenowych nosi nazwę procesu butwienia, dając produkty pełnego utlenienia (CO₂, H₂O, jony Ca²⁺, K⁺, SO₄^2-, PO₄^3-, NO₃^- i inne). Jest on procesem egzotermicznym. Proces mineralizacji przebiegający w warunkach beztlenowych nazywany jest gniciem, a jego produktami są m.in.: CO₂, H₂O, H₂S, CH₄, skatol itp.

Humifikacja związków próchnicznych
Humifikacja- złożony proces tworzenia się próchnicy w glebie pod wpływem organizmów glebowych przy ograniczonym dostępie tlenu i odpowiedniej wilgotności.

Proces humifikacji jest znacznie

bardziej złożony niż proces mineralizacji. Humifikacja substancji organicznej łączy się z rozkładem zawartych w nich związków, z syntezą połączeń przez mikroorganizmy, autolizą obumarłych komórek tych organizmów oraz ze zmianami fizykochemicznymi i chemicznymi związków bardziej odpornych na rozkład. Ma charakter

przede wszystkim biochemiczny. Przebiega w 2 etapach :rozkład substratu organicznego do prostych elementów, synteza i resynteza substancji prostszych

Proces mineralizacji - na powierzchnię zwietrzałej skały wkraczają bakterie, gr2yby, mchy i porosty. Ich szczątki ulegaj ą rozpadowi na proste związki mineralne (mineralizacja). W tym stadium rozwoju gleby następuje wzbogacanie o mineralne składniki pokarmowe - związki azotu, fosforu, wapnia, potasu i inne niezbędne do budowy korzeni roślin. Na tak przygotowany grunt wybiórczo wkracza roślinność trawiasta - wysoka, która czerpie pożywienie z wytworzonych skład­ników mineralnych. Masa organiczna nagromadzona ze szcząt­ków tej roślinności ulega dalszemu procesowi mineralizacji.

Proces humifikacji - polega na łączeniu prostych związków mineralnych (efekt procesu mineralizacji) przy współudziale drobnoustrojów w związek organiczny zwany próchnicą lub humusem. W wyniku trwającego ciągle procesu rozpadu szczątków roślinnych na związki mineralne oraz ich łączenia się i przemiany w związki organiczne następuje akumulacja próchnicy w powierzchniowej warstwie gleby.

Proces wymywania - zachodzi pod wpływem wsiąkającej w glebę wody opadowej, która rozpuszcza składniki pokarmowe, wypłukuje je i przenosi w głąb gleby. Jeśli proces ten przebiega w środowisku kwaśnym, rozpuszczeniu i wymywaniu ulegaj ą sole, węglan wap­nia i tlenki żelaza, a pozostaje nierozpuszczalna krzemionka mająca jasno szarą barwę. Rozpuszczanie oraz wymywanie związków organicznych i mineralnych to proces bielicowania.

Procesy wmywania - polegają na osadzaniu wymytych z wyższych warstw gleby, tlenków żelaza, glinu, soli i materiałów ilastych. W zależności od rodzaju osadzanych związków wyróżniamy:

• proces brunatnienia, czyli pokrywania cząstek glebowych rdzawobrunatną otoczką związków żelaza,

• proces glejowienia (oglejania), tj. redukcji związków żelaza i manganu w warunkach beztlenowych, prowadzącej do powstania zielonkawo-niebieskiego zabarwienia.

Działanie procesów glebotwórczych prowadzi do powstania w glebie warstw o różnym zabarwieniu, tzw. poziomów genetycznych. Ich ilość za­leży od długości trwania procesów. Generalnie im starsza gleba, tym jej zróżnicowanie na poziomy jest większe.

---