Transcript 3. Talajképző folyamatok

Talajképző folyamatok
• Zonális folyamatok
• Intrazonális folyamatok
• Azonális folyamatok
Humuszosodás
• Egyiptom („felismerik a termékenység hordozóját”)
• Berzeliusz (Svéd biokémikus 1779-1848)
• talaj
kőzet (humusz)
Energia raktározás
Mállás folyamán felszabaduló elemek
raktározása
Víz raktározás
Élőlények számára kedvező talajszerkezet kialakítása
• Humusz: olyan természetes szerves anyag csoport amely többféle
nagymolekulájú vegyületet foglal magába. Leginkább a fehérjékhez
hasonlítanak de nem fehérjék.
Régebben a humuszt tartották a legfontosabb talajalkotónak, a
termékenység hordozójának, a növények közvetlen tápanyagának.
Ma azt tartjuk, hogy egyes biológiai folyamatok „mellékterméke” de
egyben e folyamatok anyag és energia tartaléka is.
A talajba kerülő posztmortális anyag mikroorganizmusok által történő
lebontása csak részben megy végbe. Azaz megáll egy viszonylag nehezen
lebomló anyagok szintjén. Ezek a közbenső anyagok lesznek a humusz
építőkövei.
Szénhidrát
Fehérjék
Aromás zártláncú vegyületek
egyszerűcukrok
aminósavak
fenolok, kinonok
• Az egyszerű vegyületek polimerizálódnak és kondenzálódnak
A folyamat eredménye:
sötétszínű, nagymolekulájú
kolloidállapotú anyagok. Azaz összefoglaló nevükön a HUMUSZ
amorf,
A humusz vegyületek talaj specifikusak azaz 85-90 %-ban csak a talajban
fordulnak elő.
Humuszképződés v. humifikáció
1. Posztmortális anyag előkészítése a lebontásra.
Élőlények: rágás, aprítás stb.
2. Biokémiai átalakulás.
(biokémiai katalizátorok v. enzimek)
Átalakulás sebessége függ
– a hőmérséklettől
– Oxigén tartalomtól
•
•
Aerob környezetben gyors (néhány hét v. hónap)
Anaerob környezetben lassúbb (több hónap)
Terméke a frisshumusz /fulvósavak, himatomelán savak, huminsavak
3. Abiotikus átalakulás:
enzimek nélkül megy végbe
szervetlen katalizátorok közreműködése
friss humusz anyagok polimerizálódnak, kondenzálódnak
Folyamat sebessége. Lassú évszázadok sőt évezredek.
Végterméke a huminok azaz a valódi humusz!!!
• Ha a 2. biotikus szakasz nagyon gyorsan játszódik le
(baktériumok gombák jelenlétében) akkor a
folyamat nem áll meg a frisshumusz szintjén, hanam
a legegyszerűbb végtermékekig végbemegy.
• A folyamat neve az ÁSVÁNYOSODÁS
Nemképződik humusz!
• Humifikáció járulékos folyamata a szénülés:
• A bonyolult nagy molekulájú szénvegyületek
lebomlanak és az egyszerű szenek aránya növekszik.
• A biogén hatás következtében a szénatomok száma
abszolút értékben is nőhet!
• Humusz további sorsa a talajban:
– A humusz ellenálló nehezen bomló, vízben csak
meghatározott körülmények között oldódó vegyületek.
felhalmozódás, nagyobb mennyiségben csak ritkán
játszódik le
lebomlás, lassú folyamat /ásványosodás/ végterméke az
egyszerű vegyületek
Ez a lassú bomlás teszi lehetővé, hogy a humusz hosszú
időnát tudjon tápanyagot főleg nitrogént biztosítani a
növényeknek.
Az ásványosodás szintén mikro organikus közreműködéssel
zajlik.
Mivel a folyamat rendkívül lassú ezért nem ritkák a több
száz vagy több ezer éves humuszmolekulák.
Humuszmolekulák másirányú tovább fejlődése a
szénülése.
/a polimerizált óriásmolekulák oldláncai leszakadnak,
ezáltal csökken a H2 és O2 tartalmuk és nő a C tartalmuk/
biológiailag és kémiailag kevésbé aktív huminanyagok
jönnek létre.
Ha a lebomlás levegőtől elzárt
Pl. vizes környezetben történik
meg. A szerves anyag bomlás
igen lassú esetleg le is áll. Az
így felhalmozódó szerves anyag
lápot később tőzeget képez.
• Egy átlagos, művelt, ásványi talajban 3-5 % humusz
van.
• Minél intenzívebb a művelés
átszellőzés a
humusz annál gyorsabban bomlik le.
• Ugyanez a jelenség figyelhető meg a homok
és
agyagos talajok közötti különbségben.
A szerves anyag lebomlási sebességét és a képződő
humusz tulajdonságait elsősorban az éghajlat
határozza meg!
NEDVES TRÓPUSI területeken: az állandóan magas hőmérséklet, és
bőséges csapadék kedvező a talaj mikroszervezeteknek. Rengeteg
szerves anyag képződik de! a gyors lebontás miatt a szerves anyag
ásványosodik ezért humusz nem v. csak nagyon kevés képződik a
talajban nincs humusz felhalmozódás.
Az ásványosodott tápanyagokat a növények rögtön felveszik
v. gyorsan kimosódnak a talajból.
Tehát a biológiai körforgás nagyon gyors, a tápanyag csak
rövid ideig tartózkodik a talajban.
• Nedves mérsékelt éghajlaton: az átlag hőmérséklet
alacsonyabb, kisebb a biológiai aktivitás és rövidebb (száraz
és hideg periódusok). Ezért a szerves anyag lebontása
lassúbb folyamat,
humusz képződik. A talajok
tápanyag raktározása kiegyenlítettebb.
Hideg éghajlaton: a az alacsony hőmérséklet miatt a
mikrobiális tevékenység rendkívül korlátozott. A fagypont
feletti időszakokban a talaj teljesen átnedvesedett. Szerves
anyag lebomlás gyakorlatilag nincs. A szerves anyag
felhalmozódik
láp képződés, tőzegesedés.
Arid területen: a csapadék és a növényzet hiányában hiányzik
a szerves anyag. Szerves anyag felhalmozódás, humusz
képződés, ásványosodás teljes hiánya.
Mérsékelt övezeti sztyepp: Sok szerves anyag képződés. (füves
puszták), a szerves anyag lebomlása mérsékelt sebességű
ezért humusz képződik belőle. A humusz a száraz nyár és a
hideg tél következtében csak nagyon lassan bomlik tovább.
A HUMUSZMOLEKULA
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Óriásmolekula
Kolloid természetű
Nagyon bonyolult szerkezetű
Elsősorban C, H, N, O, P, és S építi fel.
Aromás alapvegyületek polimerizációja
Sok felületaktív csoport (800-900 m2/g)
Nagy ion és vízmegkötő képesség (pl. agyag 15-20 %, humusz 80-90%)
Nagy puffer kapacitás
Szerkezet alakítás (aggregátumok)
Mikroelemek (Cu, Fe stb.) megkötése „harapofogó” kelát kötés
Nehézfémek megkötése
Nagy reverzibilis abszorpciós képesség /Közvetett tápanyaghatás/
Kiegyenlíti a talaj tápanyag szolgáltatásának a szélsőségeit
pH kiegyenlítés
A Növények a N csaknem 100%-át a P kb 30%-át a humusz kémiai kötéseiből veszik
fel. /Közvetlen tápanyaghatás/
• Részt vesz a talaj hő gazdálkodásában is