مواد آلی خاک

منابع مواد آلی خاک

منابع مواد آلی خاک

به طور کلی مواد آلی خاک از بقایای جانوری و گیاهی به وجود می آید و در این مورد سهم  بازمانده های گیاهی به مراتب بیش از بازمانده های جانوری است. منابع طبیعی و مهم مواد آلی خاک اعضای مختلف گیاهان معمولاً (ریشه، ساقه، شاخ و برگ)، بازمانده های محصولات درختان ودرختچه ها، بقایای گیاهان مرتعی و علوفه ای، انواع گیاهان زراعی و درختان جنگلی تشکیل می دهند که بسته به نوع گیاهان – شرایط آب و هوایی و طرق کشت و برداشت زراعت های مختلف مقدار و نوع ماده آلی خاک متفاوت می باشد. در شرایط طبیعی در نواحی با آب و هوای گوناگون نوع و شدت رویش با میزان بارندگی و درجه حرارت محیط بستگی دارد.

چنانکه نواحی مرطوب محل رویش انبوه گیاهان بوده و بقایای گیاهی بیشتر به زمین می رسد ولی در آب و هوای خشک و نیمه خشک مقدار رویش کمتر در نتیجه بقایای گیاهی کمتری به زمین منتقل می شود. همچنین در زراعت های مختلف مقدار مواد آلی که به خاک می رسد متفاوت است. مثلاً مقدار مواد آلی در خاک مرتع مصنوعی به مراتب بیش از مقداری است که در خاک های زراعت عادی وجود دارد (Atiyeh  et al., 2002)

به عقیده Baden-W و همکارانش در زراعت های عادی گیاهانی مانند سیب زمینی، چغندرقند سالیانه در حدود 1 تن در هکتار، غلات 1 الی 2 تن، گیاهان علوفه ای چند ساله در حدود 4 الی 7 تن در هکتار مواد آلی در زمین باقی می گذارند و در جنگل ها تقریباً 4 برابر بیشتر از زراعت های عادی موادآلی به زمین انتقال می یابد. به عقیده Shroder.D در جنگل ها سالیانه حدود 10 تن در هکتار مواد آلی زمین را میکروارگانیسم ها به وجود می آورند- لازم به تذکر است که معمولاً قطعات و بقای درشت گیاهی و جانوری (مهره داران) جزو مواد آلی خاک به حساب نمی آیند (Atiyeh  et al., 2002, Eyheraguibel  et al., 2008, Nardi S,  et al., 2002).

قبل از بررسی وضع تجزیه مواد آلی در خاک مختصری به ساختمان شیمیایی ترکیبات آلی گیاهان اشاره می شود.

ساختمان شیمیایی مواد آلی

مواد گیاهی از آب، مواد معدنی و ترکیبات آلی تشکیل شده است به طوری که 75% آن آب، 2% هیدروژن، 10% اکسیژن، 11% کربن و 2% خاکستر ( ازت جزو خاکستر به حساب آورده شده ) تشکیل می دهد.

مقدار آب موجود در گیاه به نوع عضو، سن عضو و رطوبت محیط بستگی دارد. مثلاً برگ ها بیشتر از ریشه ها  و ساقه های قدیمی آب دارند و بافت های جوان بیش از ارگان های پیر و مسن حاوی آب هستند.

اجزاء مواد معدنی را پتاسیم، کلسیم، منیزیم،گوگرد، فسفر، آهن و سایر عناصر نادر تشکیل می دهند.

ترکیبات آلی گیاهی که مقادیر آنها در قسمت های مختلف گیاهان متفاوت است در اعضای کم آب مانند ساقه های قدیمی، دانه های رسیده و امثال آنها سهم قابل ملاحظه ای دارند(Türkmen et al., 2004).

ترکیبات آلی از کربوهیدرات ها، ترکیبات ازت دار و مواد پیچیده دیگر تشکیل یافته اند. کربوهیدرات ها را قند، نشاسته، پکتین، لیگنین، همی سلولز و سلولز تشکیل می دهند و ترکیبات شیمیایی آنها مرکب از اکسیژن، هیدروژن و کربن است. سلولز یکی از مواد مهم همراه با همی سلولز و پکتین در ساختمان دیوار سلول های گیاهی به کار رفته و لیگنین یا ماده اصلی چوب در ترکیب شیمیایی خود به مقدار فراوان کربن دارد و در اعضای مختلف گیاهان به مقدار متفاوتی یافت می شود. مثلاً گاه غلات 12 الی 14 درصد لینین دارد (Eyheraguibel  et al., 2008).

ترکیبات ازت دار علاوه بر کربن – اکسیژن و هیدروژن دارای ازت و گاهی فسفر و گوگرد بوده و شامل پروتئین های ساده و متراکم – اسیدهای آمینه و مواد ازت دار ذخیره دار می باشند.

تجزیه مواد آلی در خاک

حیوانی، کمپوست، کود سبز و غیره) تحت تأثیر تجزیه مکانیکی – بیوشیمیایی و بیولوژیکی قرار می گیرند.

با توجه به مقاومت اعضای گیاهان و درجه تخریب و تجزیه آنها، اثر عوامل تجزیه بر روی آنان یکسان نبوده و ترکیبات تولید شده نیز متنوع و گوناگون می باشند.

قابلیت تجزیه پذیری بقای گیاهان و ترکیبات آلی آنها را Shroder.D به شرح ذیل که در جهت فلش افزایش می یابد توجیه می نماید ( به نقل از آدانی و همکاران،  1998 ).

پس انتقال مواد آلی به خاک عوامل تجزیه شروع به فعالیت می نمایند. بعضی از مواد آلی در معرض اکسیداسیون و برخی دیگر تحت تأثیر هیدرولیز قرار می گیرند. هنگام شروع فعالیت ماکرو و میکرو ارگانیسم ها و یا قبل از آن عمل هیدرولیز توسط آنزیم های موجود در بازمانده های گیاهی به طریق کاتالیز (کاتالیز= تجزیه مواد آلی به وسیله دیاستازهای خودی) شدت می یابد و ترکیبات آلی به مواد ساده تری هیدرولیز می شوند (الپایراک و چارناس، 2005)

تجزیه فیزیک توسط ماکروارگانیسم ها مانند کرم های خاکی – حلزون ها – هزارپاها –  و غیره صورت می گیرد. این موجودات مواد آلی را با جابجا نمودن، جویدن و تغذیه خرد می نمایند و مواد حاصله از خرد شدن دارای سطوح تماس زیادتری بوده و برای تجزیه های بعدی آمادگی بیشتری می یابند (سطوح ویژه مواد آلی در حدود 1000 مترمربع در گرم بوده و از کلیه ذرات جامد خاک سطوح ویژه بزرگتری دارند (ای هراگویبل و همکاران، 2008) سپس میکروارگانیسم های هتروتروف (که قادر به ساختن مواد آلی خود نبوده به مواد آلی آماده شده توسط دیگران محتاج اند) با کمک آنزیم های مخصوص که ترشح می کنند تجزیه مواد آلی را ادامه می دهند.

البته فعالیت آنها با وجود غذایی کافی قابل جذب و اعمال تنفسی و شرایط مساعد زندگی تحرک و تکثیر بیشتر یافته و با اکسیداسیون مواد آلی انرژی لازم را کسب کرده و مواد آلی را تا مرحله نهایی تجزیه پیش می برند. به عبارت دیگر مواد آلی را مینرالیزه (معدنی شدن) می نمایند. در اثر این موادی از قبیل CO₂ – H₂O – – CH₄ SH₂ – NH₃ و عناصر معدنی مانند فسفر (به صورت فسفات)، گوگرد (قسمتی به صورت فسفات) و کاتیون هایی مانند K⁺⁺ – Ca⁺⁺ – Mg⁺⁺  و غیره آزاد می گردند  (نادری و همکاران، 2002) ولی مواد آلی دیر تخریب در اثر فعالیت های بیولوژیکی در محیط نامناسب یکسری ترکیبات میان تجزیه ای به وجود می آورند که در خاک انباشته شده و با همدیگر ترکیب و محصولات جدیدی را تولید می نمایند که قبلاً در محیط نبودند. این مواد جدید قابل فعل و انفعال به نام ترکیبات هوموسی معروفند که در مقابل تجزیه های بعدی مقاوم بوده و در خاک ذخیره گشته و رنگ سیاه لایه های فوقانی خاک به علت وجود همین ترکیبات است (نادری و همکاران، 2002).

تأثیر شرایط محیطی در تجزیه مواد آلی خاک

سرعت تبدیل مواد آلی خاک به ترکیبات معدنی تحت تأثیر عوامل مختلف قرار دارد که مهمترین آنها به قرار ذیل است.

الف: حرارت

درجه حرارت مناسب برای تجزیه مواد آلی خاک در حدود 25-30 درجه سانتیگراد می باشد. در این درجه حرارت فعالیت اکثر موجودات زنده خاک به حداکثر می رسد. روی همین اصل است که در مناطق خشک و گرم معدنی شدن مواد آلی به سرعت انجام گرفته و خاکهای اینگونه مناطق مقدار ناچیزی هوموس دارند ولی نباید فراموش کرد که  در توده های کودهای حیوانی و گیاهی درجه حرارت خیلی بالا می رود و در این عمل تجزیه به وسیله گو نه های گرما دوست انجام می پذیرد (نادری و همکاران، 2002). در مناطق سردسیر هرچند معدنی شدن مواد آلی در حرارت 5 درجه سانتیگراد و احتمالاً کمتر از آن نیز انجام  می گیرد منتهی به کندی پیش می رود (الپایراک و چارناس، 2005).

ب: رطوبت

رطوبت در تجزیه مواد آلی خاک و همچنین در معدنی شدن هوموس اثر مستقیم دارد. در خاکهای کاملاً خشک یا اشباع از آب تجزیه مواد آلی بسیار به کندی صورت می گیرد. رطوبت مناسب حدود 60 الی 80 درصد ظرفیت نگهداری آب در خاک می باشد (الپایراک و چارناس، 2005).

ج: pH

به طور کلی تجزیه مواد آلی خاک در خاکهای با pH خنثی بهتر و سریعتر صورت می گیرد. آهک دادن به خاکهای اسیدی سرعت تجزیه را تشدید می نماید (آدانی و همکاران،  1998 ).

د: تهویه

هرچند تجزیه مواد آلی خاک در شرایط غیر هوازی نیز امکان پذیر است ولی افزایش نسبت اکسیژن خاک و تهویه بهتر تجزیه مواد آلی کامل تر و سریعتر صورت می گیرد (آدانی و همکاران،  1998 ).

ح: بافت خاک

بافت خاک به خصوص از نظر مقدار و نوع رس ها در معدنی شدن مواد آلی خاک مؤثر است. معمولاً مقداری از مواد آلی خاک جذب سطح کلوئیدهای رسی شده و همچنین قسمتی از آنزیم های برون سلولی تجزیه کننده مواد آلی به وسیله رس ها جذب می شوند. البته شدت جذب به نوع رس بستگی دارد. مثلاً مقدار کربن آلی جذب شده به وسیله بنتونیت خیلی زیاد است در حالی که مونتموریلونیت در کاهش معدنی مواد آلی اثر چندانی ندارد(Padem et al., 1999).

مواد آلی خاک

جهت مشاهده نمونه های دیگر از فصل دوم پایان نامه ارشد مهندسی کشاورزی کلیک کنید.

نمونه ای از منابع لاتین مواد آلی خاک

• Adani F, Genevini P, Zacheo P, Zocchi G (1998). The effect of commercial humic acid on tomato plant growth and mineral nutrition. J. Plant Nutr., 21: 561-575.
• Ahmed, A.G., S.A. Orabi. and M.S. Gaballah. (2010) . International Journal of Academic Research. 2(4):271-277.
• Albayrak S, Çarnas N (2005). Effects of different levels and application times of humic acid on root and leaf yield components of forage turnip. J. Agron., 4(2): 130-133.
• Atiyeh RM, Edwards CA, Arancon NQ, Metzger JD (2002). The influence of humic acids derived from earthworm-processed organic wastes on plant growth. Bioresour. Technol., 84: 7-14.
• Ayas H, Gülser F (2005). The effects of sulfur and humic acid on yield components and macronutrient contents of spinach. J. Biol. Sci., 5(6): 801-804
• Bassiouny, I. (1993). The response of lettuce plants (Luctuca sativa L.) to foliar nutrition with urea and sucrose. J. Agric. Res. Tanta. Univ., 19(3) : 636-43.
• Bassiouny, I. Mazrouh, A. Y. and, Hassan. N. A. (1993). The Effect of foliar fertilizers, sucrose and GA3 on growth and yield of lettuce plants (Luctuca sativa L.) . J. Agric. Res. Tanta. Univ., 19(3) : 645-53
• Beede, R. H. (1991). Foliar boron and zinc nutrition studies in pistachio. Annual Report. Pistachio California Industry : 121-26
• Bhatt, J. G. and Renganayagi, R. (1987). Ascorbic acid turnover in cotton boll as affected by foliar application of sucrose. Annals of Botany, 60:395-97.
• Bradley, M. V. and Crane J. C. (1975). Abnormalities in seed development in pistachio (Pistacia vera L.). J. Amer. Soc. Hort. Sci. 100(5): 461-64
• Caruso, T. Inglrse, P. Motisi, A., and Sottile, F. (1996). Growth analysis and mineral content in pistachio (Pistacia vera L.) infructescence and its components. Journal of horticultural science. 71(6): 919-24
• Cimrin KM, Yilmaz I (2005). Humic acid applications to lettuce do not improve yield but do improve phosphorus availability. Acta. Agr. Scand. B-S P., 55: 58-63.
• Cooper RJ, Liu C, Fisher DS (1998). Influence of humic substances on rooting and substances on higher plants. Soil Biol. Biochem., 34: 1527-1536.
• Costa G., Momtefiori M., Noferini M., Vitali F., Ceredi G. Using bioregulators to influence morphoghenesis in kiwifruit cv Hayward (Actinidia deliciosa). International Symposiom on Foliar Nutrition of perennial Fruit Plants
• …
• …