Bantuan di Tele2, tarif, pertanyaan

Bab 4. BAHAN ORGANIK TANAH DAN KOMPOSISINYA

§1. Sumber bahan organik dan komposisinya

Komponen terpenting tanah adalah bahan organik, yang merupakan kombinasi kompleks sisa-sisa tanaman dan hewan dalam berbagai tahap pembusukan, dan zat organik tanah tertentu yang disebut humus.

Semua komponen biocenosis yang jatuh di atas atau ke dalam tanah (mikroorganisme mati, lumut, lumut, hewan, dll.) Dianggap sebagai sumber potensial bahan organik, tetapi tumbuhan hijau, yang setiap tahun tertinggal di tanah dan di atasnya, adalah sumber utama akumulasi humus di tanah permukaan sejumlah besar bahan organik. Produktivitas biologis tanaman sangat bervariasi dan berkisar antara 1–2 t/tahun bahan organik kering (tundra) hingga 30–35 t/tahun (subtropis lembab).

Serasah tanaman berbeda tidak hanya secara kuantitatif, tetapi juga secara kualitatif (lihat Bab 2). Komposisi kimia bahan organik yang masuk ke dalam tanah sangat beragam dan sangat bergantung pada jenis tumbuhan yang mati. Sebagian besar massanya adalah air (75 - 90%). Komposisi bahan kering meliputi karbohidrat, protein, lemak, lilin, resin, lipid, tanin dan senyawa lainnya. Sebagian besar senyawa ini adalah zat makromolekul. Bagian utama dari residu tanaman terutama terdiri dari selulosa, hemiselulosa, lignin dan tanin, sedangkan spesies pohon adalah yang paling kaya di dalamnya. Protein paling banyak terdapat pada bakteri dan kacang-kacangan, jumlah terkecil terdapat pada kayu.

Selain itu, residu organik selalu mengandung sejumlah unsur abu. Sebagian besar abu adalah kalsium, magnesium, silikon, kalium, natrium, fosfor, belerang, besi, aluminium, mangan, yang membentuk kompleks organomineral dalam komposisi humus. Kandungan silika (SiO 2) berkisar antara 10 hingga 70%, fosfor - dari 2 hingga 10% massa abu. Nama unsur abu disebabkan oleh fakta bahwa ketika tanaman dibakar, mereka tetap berada di dalam abu, dan tidak menguap, seperti yang terjadi pada karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen.

Dalam jumlah yang sangat kecil, unsur mikro ditemukan dalam abu - boron, seng, yodium, fluor, molibdenum, kobalt, nikel, tembaga, dll. Alga, sereal, dan kacang-kacangan memiliki kandungan abu tertinggi, abu paling sedikit ditemukan di kayu jenis konifera . Komposisi bahan organik dapat direpresentasikan sebagai berikut (Gbr. 6).

§2. Transformasi bahan organik dalam tanah

Transformasi residu organik menjadi humus merupakan proses biokimia kompleks yang terjadi di tanah dengan partisipasi langsung mikroorganisme, hewan, oksigen udara, dan air. Dalam proses ini, peran utama dan penentu adalah mikroorganisme yang terlibat dalam semua tahap pembentukan humus, yang difasilitasi oleh populasi besar tanah dengan mikroflora. Hewan yang menghuni tanah juga aktif terlibat dalam transformasi residu organik menjadi humus. Serangga dan larvanya, cacing tanah menghancurkan dan menggiling sisa tanaman, mencampurnya dengan tanah, menelan, mengolah dan membuang bagian yang tidak terpakai berupa kotoran ke dalam tanah.

Saat sekarat, semua organisme tumbuhan dan hewan mengalami proses dekomposisi menjadi senyawa yang lebih sederhana, tahap akhir yang selesai mineralisasi bahan organik. Zat anorganik yang dihasilkan digunakan oleh tanaman sebagai nutrisi. Laju dekomposisi dan mineralisasi berbagai senyawa tidak sama. Gula dan pati yang larut secara intensif termineralisasi; protein, hemiselulosa dan selulosa terurai dengan baik; tahan - lignin, resin, lilin. Bagian lain dari produk penguraian dikonsumsi oleh mikroorganisme itu sendiri (heterotrofik) untuk sintesis protein sekunder, lemak, karbohidrat, yang membentuk plasma mikroorganisme generasi baru, dan setelah kematian yang terakhir, ia kembali mengalami proses dekomposisi. Proses retensi sementara bahan organik dalam sel mikroba disebut sintesis mikroba. Beberapa produk dekomposisi diubah menjadi zat makromolekul kompleks tertentu - zat humat. Serangkaian proses biokimia dan fisiko-kimia yang kompleks dari transformasi bahan organik, sebagai akibatnya bahan organik spesifik tanah, humus, terbentuk, disebut penghinaan. Ketiga proses tersebut berlangsung di dalam tanah secara bersamaan dan saling berhubungan satu sama lain. Transformasi bahan organik terjadi dengan partisipasi enzim yang dikeluarkan oleh mikroorganisme, akar tanaman, di bawah pengaruh yang dilakukan reaksi biokimia hidrolisis, oksidasi, reduksi, fermentasi, dll. dan humus terbentuk.

Ada beberapa teori pembentukan humus. Yang pertama pada tahun 1952 tampaknya kondensasi teori yang dikembangkan oleh M.M.Kononova. Sesuai dengan teori ini, pembentukan humus berlangsung sebagai proses polikondensasi (polimerisasi) bertahap dari produk dekomposisi antara zat organik (asam fulvat terbentuk terlebih dahulu, dan asam humat terbentuk darinya). Konsep oksidasi biokimia dikembangkan oleh L.N. Alexandrova pada tahun 70-an abad XX. Menurutnya, reaksi oksidasi biokimia lambat dari produk dekomposisi, yang menghasilkan pembentukan sistem asam humat dengan berat molekul tinggi dari komposisi unsur variabel, memiliki peran utama dalam proses humifikasi. Asam humat berinteraksi dengan unsur abu residu tanaman yang dilepaskan selama mineralisasi yang terakhir, serta dengan bagian mineral tanah, membentuk berbagai turunan organo-mineral dari asam humat. Dalam hal ini, satu sistem asam dipecah menjadi sejumlah fraksi yang berbeda dalam tingkat kelarutan dan struktur molekulnya. Bagian yang kurang terdispersi, yang membentuk garam yang tidak larut dalam air dengan kalsium dan seskuioksida, dibentuk sebagai gugus asam humat. Fraksi yang lebih terdispersi, memberikan garam yang lebih mudah larut, membentuk sekelompok asam fulvat. Biologis konsep pembentukan humus menunjukkan bahwa zat humat adalah produk dari sintesis berbagai mikroorganisme. Sudut pandang ini diungkapkan oleh V.R. Williams, dikembangkan dalam karya F.Yu.Geltser, S.P. Lyakh, D.G. Zvyagintsev dan lain-lain.

Dalam berbagai kondisi alam karakter dan kecepatan pembentukan humus tidak sama dan tergantung pada kondisi pembentukan tanah yang saling terkait: rezim air-udara dan termal tanah, komposisi granulometrik dan sifat fisikokimia, komposisi dan sifat pasokan residu tanaman, komposisi spesies dan intensitas aktivitas vital mikroorganisme.

Transformasi residu terjadi dalam kondisi aerobik atau anaerobik, tergantung pada rezim air-udara. PADA aerobik kondisi dengan jumlah kelembaban yang cukup di dalam tanah, suhu yang baik dan akses bebas ke O 2, proses penguraian residu organik berkembang secara intensif dengan partisipasi mikroorganisme aerob. Kondisi paling optimal adalah suhu 25 - 30 ° C dan kelembapan - 60% dari total kapasitas kelembapan tanah. Tetapi dalam kondisi yang sama, mineralisasi produk dekomposisi antara dan zat humat berlangsung dengan cepat, oleh karena itu, relatif sedikit humus yang terakumulasi di dalam tanah, tetapi banyak unsur abu dan nutrisi nitrogen tanaman (di tanah abu-abu dan tanah subtropis lainnya).

Dalam kondisi anaerobik (dengan kelembapan berlebih yang konstan, serta pada suhu rendah, kekurangan O 2), proses pembentukan humus berlangsung lambat dengan partisipasi, terutama, mikroorganisme anaerobik. Dalam hal ini, banyak asam organik dengan berat molekul rendah dan produk gas tereduksi (CH 4 , H 2 S) terbentuk, yang menghambat aktivitas vital mikroorganisme. Proses dekomposisi berangsur-angsur memudar, dan sisa-sisa organik berubah menjadi gambut - massa sisa tanaman yang terurai lemah dan tidak terurai, sebagian mempertahankan struktur anatomi. Kombinasi kondisi aerobik dan anaerobik di tanah dengan periode pengeringan dan pelembapan yang bergantian paling menguntungkan untuk akumulasi humus. Rezim ini tipikal untuk chernozem.

Komposisi spesies mikroorganisme tanah dan intensitas aktivitas vitalnya juga mempengaruhi pembentukan humus. Tanah podzolik utara, sebagai akibat dari kondisi hidrotermal tertentu, dicirikan oleh kandungan mikroorganisme terendah dengan keanekaragaman spesies rendah dan aktivitas vital rendah. Konsekuensi dari hal ini adalah lambatnya dekomposisi sisa tanaman dan akumulasi gambut yang terdekomposisi lemah. Di subtropis dan tropis yang lembab, perkembangan intensif aktivitas mikrobiologis dan, sehubungan dengan ini, mineralisasi residu aktif dicatat. Perbandingan cadangan humus di tanah yang berbeda dengan jumlah mikroorganisme yang berbeda di dalamnya menunjukkan bahwa biogenisitas tanah yang sangat rendah dan tinggi tidak berkontribusi pada akumulasi humus. Jumlah humus terbesar terakumulasi di tanah dengan kandungan rata-rata mikroorganisme (chernozem).

Komposisi granulometri dan sifat fisikokimia tanah memiliki pengaruh yang tidak kalah pentingnya. Di tanah lempung berpasir dan berpasir, tanah yang dipanaskan dengan baik dan diangin-anginkan, dekomposisi residu organik berlangsung cepat, sebagian besar termineralisasi, hanya ada sedikit zat humat dan tidak melekat dengan baik pada permukaan partikel pasir. Pada tanah lempung dan lempung, proses penguraian residu organik dalam kondisi yang sama lebih lambat (karena kekurangan O 2), zat humat difiksasi pada permukaan partikel mineral dan terakumulasi di dalam tanah.

Komposisi kimia dan mineralogi tanah menentukan jumlah nutrisi yang diperlukan mikroorganisme, reaksi lingkungan di mana humus terbentuk, dan kondisi untuk memperbaiki zat humat di dalam tanah. Dengan demikian, tanah yang jenuh dengan kalsium memiliki reaksi netral, yang menguntungkan bagi perkembangan bakteri dan fiksasi asam humat dalam bentuk kalsium humat yang tidak larut dalam air, yang memperkayanya dengan humus. Dalam lingkungan asam, ketika tanah jenuh dengan hidrogen dan aluminium, asam fulvat terlarut terbentuk, yang meningkatkan mobilitas dan menyebabkan akumulasi humus yang besar. Mineral lempung seperti montmorillonit dan vermikulit juga berkontribusi pada fiksasi humus di dalam tanah.

Karena perbedaan faktor yang mempengaruhi pembentukan humus, maka kuantitas, kualitas dan cadangan humus tidak sama pada tanah yang berbeda. Dengan demikian, cakrawala atas tanah hitam khas mengandung 10–14% humus, tanah hutan abu-abu gelap 4–9%, tanah soddy-podzolic 2–3%, kastanye gelap, tanah kuning 4–5%, tanah semigurun coklat dan abu-abu. 1 - 2%. Cadangan bahan organik di kawasan alami juga berbeda. Cadangan terbesar, menurut I.V. Tyurin, memiliki berbagai subtipe tanah hitam, lahan gambut, hutan abu-abu, kastanye sedang - gelap, tanah merah, podsolik rendah, sod-podzolik, tanah abu-abu khas. Tanah subur Republik Belarus mengandung humus: liat– 65 ton/ha, dalam liat– 52 t/ha, dalam berpasir - 47 t/ha, dalam berpasir– 35 ton/ha. Tanah Republik Belarus, tergantung pada kandungan humus di lapisan subur, dibagi menjadi 6 kelompok (Tabel 3). Di tanah zona alami lainnya, terdapat gradasi tergantung pada kandungan humusnya.

Tabel 3

Pengelompokan tanah Republik Belarus berdasarkan kandungan humus

Di Republik Belarus, sebagian besar tanah milik tanah kelompok II dan III, sekitar 20% - tanah kelompok IV (Gbr. 7).

§3. Komposisi dan klasifikasi humus

Humus adalah zat organik yang mengandung nitrogen molekul tinggi spesifik yang bersifat asam. Itu merupakan bagian utama dari bahan organik tanah, yang telah sepenuhnya kehilangan ciri-ciri struktur anatomi organisme tumbuhan dan hewan yang mati. Humus tanah terdiri dari zat humat tertentu, termasuk asam humat (HA), asam fulvat (FA), dan humin (lihat Gambar 6), yang berbeda dalam kelarutan dan kemampuan ekstraksi.

Asam humat- ini adalah zat yang mengandung nitrogen molekul tinggi berwarna gelap yang tidak larut dalam air, mineral, dan asam organik. Mereka larut dengan baik dalam alkali dengan pembentukan larutan koloid berwarna ceri gelap atau coklat-hitam.

Saat berinteraksi dengan kation logam, asam humat membentuk garam - humat. Humat dari logam monovalen sangat larut dalam air dan tersapu dari tanah, sedangkan humat dari logam divalen dan trivalen tidak larut dalam air dan terfiksasi dengan baik di tanah. Berat molekul rata-rata asam humat adalah 1400. Mereka mengandung C - 52 - 62%, H - 2,8 - 6,6%, O - 31 - 40%, N - 2 - 6% (berdasarkan berat). Komponen utama molekul asam humat adalah inti, rantai samping, dan gugus fungsi periferal. Inti dari zat humat terdiri dari sejumlah cincin siklik aromatik. Rantai samping dapat berupa karbohidrat, asam amino dan rantai lainnya. Gugus fungsi diwakili oleh beberapa gugus karboksil (–COOH) dan fenolhidroksil, yang memainkan peran penting dalam pembentukan tanah, karena menentukan proses interaksi asam humat dengan bagian mineral tanah. Asam humat adalah bagian humus yang paling berharga, meningkatkan daya serap tanah, berkontribusi pada akumulasi unsur kesuburan tanah dan pembentukan struktur tahan air.

Asam fulvat adalah sekelompok asam humat yang tersisa dalam larutan setelah pengendapan asam humat. Ini juga merupakan asam yang mengandung nitrogen organik molekul tinggi, yang, tidak seperti asam humat, mengandung lebih sedikit karbon, tetapi lebih banyak oksigen dan hidrogen. Mereka memiliki warna terang (kuning, oranye), mudah larut dalam air. Garam (fulvat) juga larut dalam air dan terfiksasi dengan lemah di dalam tanah. Asam fulvat memiliki reaksi yang sangat asam, menghancurkan bagian mineral tanah dengan keras, menyebabkan perkembangan proses podzoobrazovaniya tanah.

Rasio antara asam humat dan asam fulvat di tanah yang berbeda tidak sama. Bergantung pada indikator ini (C HA: C FA), jenis humus berikut dibedakan: humate(> 1,5), humat-fulvat (1,5 – 1), fulvatno-humate (1 – 0,5), fulvic (< 0,5). Качество гумуса, плодородие почвы зависят от преобладания той или иной группы. К северу и к югу от черноземов содержание гуминовых кислот в почвах уменьшается. Относительно высокое содержание фульвокислот наблюдается в гумусе подзолистых почв и красноземов. Можно сказать, что условия, благоприятствующие накоплению гумуса в почвах, способствуют и накоплению устойчивой и наиболее агрономически ценной его части – гуминовых кислот. Соотношение С ГК: С ФК имеет наибольшее значение (1,5 – 2,5) в гумусе черноземов, снижаясь к северу и к югу от зоны этих почв. При интенсивном использовании пахотных земель без достаточного внесения органических удобрений наблюдается снижение как общего содержания гумуса (дегумификация), так и гуминовых кислот.

Gumin- ini adalah bagian dari zat humat yang tidak larut dalam pelarut apa pun, diwakili oleh kompleks zat organik (asam humat, asam fulvat dan turunan organo-mineralnya), yang terkait erat dengan bagian mineral tanah. Ini adalah bagian lembam dari humus tanah.

Kekhususan dan komposisi kompleks humus menjadi dasar klasifikasi jenis humus. R.E. Muller mengusulkan klasifikasi bentuk hutan humus sebagai sistem interaksi biologis antara zat organik, mikrobiota, dan vegetasi. Di antara kompleks ini, 3 jenis humus dibedakan.

Humus lunak - mul Ini terbentuk di hutan gugur atau hutan campuran dengan aktivitas intensif fauna tanah di bawah kondisi hidrotermal yang menguntungkan dan keberadaan basa dalam jumlah yang cukup, terutama kalsium, di serasah dan tanah; Serasah hampir tidak menumpuk di tanah bagal, karena serasah yang masuk diurai dengan kuat oleh mikrobiota. Komposisi humus didominasi oleh asam humat.

Humus kasar - sampar, mengandung residu semi-dekomposisi dalam jumlah besar, merupakan ciri khas hutan jenis konifera, terbentuk dengan kandungan unsur abu yang rendah di serasah, kurangnya basa dan kandungan silika yang tinggi di dalam tanah, memiliki reaksi asam, adalah tahan terhadap mikroorganisme, dan termineralisasi perlahan dengan partisipasi jamur. Sebagai hasil dari lambatnya perkembangan proses humifikasi dan mineralisasi di dalam tanah, terbentuklah serasah gambut yang kuat seperti horizon A 0, yang terdiri dari 3 lapisan: a) lapisan bahan organik yang terdekomposisi lemah (L), yaitu serasah segar, b) lapisan fermentasi semi-dekomposisi (F), c) lapisan yang dilembabkan ( H).

Bentuk perantara - moder berkembang dalam kondisi mineralisasi sisa tanaman yang cukup cepat, di mana aktivitas fungsional hewan tanah, yang menggiling sisa tanaman, memainkan peran penting, yang sangat memudahkan pembusukan selanjutnya oleh mikroflora tanah.

§empat. Pentingnya dan keseimbangan humus tanah

Akumulasi humus merupakan hasil dari proses pembentukan tanah, sedangkan zat humus itu sendiri sangat berpengaruh terhadap arah proses pembentukan tanah dan sifat-sifat tanah selanjutnya. Fungsi humus di dalam tanah sangat beragam:

1) pembentukan profil tanah tertentu (dengan horizon A), pembentukan struktur tanah, perbaikan sifat fisik air tanah, peningkatan daya serap dan daya dukung tanah;

2) sumber nutrisi mineral untuk tanaman (N, P, K, Ca, Mg, S, elemen jejak), sumber nutrisi organik untuk organisme tanah heterotrofik, sumber CO 2 di lapisan permukaan atmosfer dan secara biologis senyawa aktif dalam tanah, yang secara langsung merangsang pertumbuhan dan perkembangan tanaman, memobilisasi nutrisi, mempengaruhi aktivitas biologis tanah;

3) melakukan fungsi sanitasi dan perlindungan - mempercepat penghancuran pestisida, memperbaiki polutan, mengurangi masuknya mereka ke tanaman.

Sehubungan dengan peran beragam bahan organik dalam kesuburan tanah, masalah keseimbangan humus tanah subur menjadi penting saat ini. Seperti keseimbangan lainnya, keseimbangan humus mencakup item pendapatan (masuknya residu organik dan humifikasinya) dan pengeluaran (mineralisasi dan kerugian lainnya). Dalam kondisi alami, semakin tua tanahnya, semakin subur: keseimbangannya positif atau nol, di tanah subur lebih sering negatif. Rata-rata, tanah subur kehilangan sekitar 1 t/ha humus per tahun. Untuk mengatur jumlah humus, pengenalan sistematis bahan organik dalam jumlah yang cukup dalam bentuk pupuk kandang digunakan (dari 1 ton pupuk kandang, ≈ 50 kg humus terbentuk), kompos gambut, penaburan rumput abadi, penggunaan pupuk hijau (pupuk hijau), pengapuran tanah asam dan gipsum alkalin.

Keadaan humus tanah merupakan indikator penting kesuburan dan ditentukan oleh sistem indikator, termasuk tingkat kandungan dan cadangan bahan organik, distribusi profilnya, pengayaan dengan nitrogen (C:N) dan kalsium, tingkat humifikasi , jenis asam humat dan perbandingannya. Beberapa parameternya berfungsi sebagai objek pemantauan lingkungan.

bagian organik tanah diwakili oleh organisme hidup (fase hidup, atau biofase), tidak terurai, residu organik dan zat humat (Gbr. 1)

Bagian organik dari tanah

Beras. 1. Bagian organik dari tanah

Organisme hidup telah dibahas di atas. Sekarang perlu untuk mendefinisikan residu organik.

sisa-sisa organik- ini adalah zat organik, jaringan tumbuhan dan hewan, sebagian mempertahankan bentuk dan struktur aslinya. Perlu dicatat komposisi kimia yang berbeda dari berbagai residu.

Zat humik adalah semua zat organik tanah, kecuali organisme hidup dan sisa-sisanya, yang tidak kehilangan struktur jaringannya. Secara umum diterima untuk membaginya menjadi zat humat spesifik dan zat organik nonspesifik yang bersifat individual.

Zat humat nonspesifik mengandung zat yang bersifat individual:

a) senyawa nitrogen, misalnya sederhana dan kompleks, protein, asam amino, peptida, basa purin, basa pirimidin; karbohidrat; monosakarida, oligosakarida, polisakarida;

b) lignin;

c) lipid;

e) tanin;

f) asam organik;

g) alkohol;

h) aldehida.

Dengan demikian, zat organik nonspesifik adalah senyawa organik individu dan produk dekomposisi antara residu organik. Mereka membentuk sekitar 10-15% dari total kandungan humus tanah mineral dan dapat mencapai 50-80% dari total massa senyawa organik di cakrawala gambut dan serasah hutan.

Sebenarnya zat humat mewakili sistem spesifik dari senyawa organik yang mengandung nitrogen dengan molekul tinggi dari struktur siklik dan sifat asam. Menurut banyak peneliti, struktur molekul senyawa humus itu kompleks. Telah ditetapkan bahwa komponen utama molekul adalah inti, rantai samping (periferal), dan gugus fungsi.

Dipercayai bahwa intinya adalah cincin aromatik dan heterosiklik, yang terdiri dari senyawa beranggota lima dan enam dari jenis:

benzena furan pirol naftalena indol

Rantai samping memanjang dari inti ke pinggiran molekul. Mereka diwakili dalam molekul senyawa humat oleh asam amino, karbohidrat dan rantai lainnya.

Komposisi zat humat mengandung karboksil (-COOH), fenolhidroksil (-OH), metoksil (-CH3O) dan alkohol hidroksil. Gugus fungsi ini menentukan sifat kimiawi zat humat. Ciri khas dari sistem zat humat yang tepat adalah heterogenitas, yaitu. kehadiran di dalamnya komponen berbagai tahap penghinaan. Tiga kelompok zat dibedakan dari sistem yang kompleks ini:

a) asam humat;

b) asam fulvat;

c) humin, atau, lebih tepatnya, residu yang tidak dapat dihidrolisis.

Asam humat (HA)- sekelompok zat humat berwarna gelap, diekstraksi dari tanah dengan larutan alkali dan diendapkan dengan asam mineral pada pH = 1-2. Mereka dicirikan oleh komposisi unsur berikut: kandungan C dari 48 hingga 68%, H - 3,4-5,6%, N - 2,7-5,3%. Senyawa ini praktis tidak larut dalam air dan asam mineral, mudah diendapkan dari larutan HA oleh asam H+, Ca2+, Fe3+, A13+. Ini adalah senyawa humus yang bersifat asam, yang disebabkan oleh gugus fungsi karboksil dan fenol hidroksil. Hidrogen dari kelompok ini dapat digantikan oleh kation lain. Kemampuan untuk mengganti tergantung pada sifat kation, pH medium, dan kondisi lainnya. Dalam reaksi netral, hanya ion hidrogen dari gugus karboksil yang diganti. Kapasitas penyerapan karena sifat HA ini adalah dari 250 hingga 560 meq per 100 g HA. Dengan reaksi basa, kapasitas penyerapan meningkat menjadi 600-700 mg·eq/100 g HA karena kemampuan untuk menggantikan ion hidrogen dari gugus hidroksil. Berat molekul HA ketika ditentukan dengan berbagai metode bervariasi dari 400 hingga ratusan ribu. Dalam molekul HA, bagian aromatik terwakili paling jelas, yang massanya mendominasi massa rantai samping (periferal).

Asam humat tidak memiliki struktur kristal, kebanyakan ditemukan di tanah dalam bentuk gel, yang mudah dipeptisasi oleh aksi alkali dan membentuk larutan molekul dan koloid.

Ketika HA berinteraksi dengan ion logam, garam terbentuk, yang disebut humat. Humates NH4+, Na+, K+ sangat larut dalam air dan dapat membentuk larutan koloid dan molekuler. Peran senyawa ini di dalam tanah sangat besar. Misalnya, Ca, Mg, Fe, dan Al humat pada dasarnya tidak larut dengan baik, dapat membentuk gel tahan air, sambil berpindah ke keadaan diam (akumulasi), dan juga menjadi dasar pembentukan struktur tahan air.

Asam fulvat (FA) - sekelompok zat humat tertentu, larut dalam air dan asam mineral. Ditandai dengan komposisi kimia berikut: kandungan C dari 40 hingga 52%; H - 5-4%, oksigen -40-48%, N - 2-6%. Asam fulvat, tidak seperti HA, sangat larut dalam air, asam, dan basa. Solusi berwarna kuning atau jerami-kuning. Dari sinilah senyawa ini mendapatkan namanya: dalam bahasa Latin fulvus - kuning. Larutan berair FA bersifat asam kuat (pH 2,5). Berat molekul asam fulvat, ditentukan dengan berbagai metode, berkisar antara 100 hingga beberapa ratus bahkan ribuan unit massa konvensional.

Molekul asam fulvat memiliki struktur yang lebih sederhana dibandingkan dengan asam humat. Bagian aromatik dari senyawa ini kurang menonjol. Struktur molekul FA didominasi oleh rantai samping (periferal). Gugus fungsi aktif adalah gugus karboksil dan fenolhidroksil, yang hidrogennya masuk ke dalam reaksi pertukaran. Kapasitas pertukaran FA dapat mencapai 700-800 mg·eq per 100 g preparat asam fulvat.

Saat berinteraksi dengan bagian mineral tanah, asam fulvat membentuk senyawa organo-mineral dengan ion logam, serta mineral. Asam fulvat, karena reaksi asamnya yang kuat dan kelarutannya yang baik dalam air, secara aktif merusak bagian mineral tanah. Dalam hal ini terbentuk garam asam fulvat yang memiliki mobilitas tinggi di profil tanah. Senyawa organo-mineral asam fulvat secara aktif terlibat dalam migrasi materi dan energi dalam profil tanah, dalam pembentukan, misalnya, cakrawala genetik individu.

Residu yang tidak dapat dihidrolisis (humin) - sekelompok zat humat, yang merupakan residu senyawa organik yang tidak larut dalam alkali di dalam tanah. Kelompok ini terdiri dari zat humat yang tepat, misalnya, humin terdiri dari asam humat, sangat terkait dengan mineral, dan zat individu yang sangat terkait dan residu organik dari berbagai tingkat dekomposisi dengan bagian mineral tanah.

Tanah merupakan sekumpulan komponen kompleks yang saling berkombinasi. Komposisi tanah meliputi:

• unsur mineral.
• senyawa organik.
• solusi tanah.
• udara tanah.
• zat organo-mineral.
• mikroorganisme tanah (biotik dan abiotik).

Untuk menganalisis komposisi tanah dan menentukan parameternya, perlu memiliki nilai komposisi alami - tergantung pada ini, penilaian dibuat untuk kandungan pengotor tertentu.

Sebagian besar bagian anorganik (mineral) dari tanah adalah kristal silika (kuarsa). Itu bisa dari 60 hingga 80 persen dari jumlah total elemen mineral.

Sejumlah besar komponen anorganik ditempati oleh aluminosilikat seperti mika dan feldspar. Ini juga termasuk mineral lempung yang bersifat sekunder, misalnya montmorillonit.

Montmorillonit sangat penting untuk kualitas higienis tanah karena kemampuannya menyerap kation (termasuk logam berat) dan dengan demikian mendisinfeksi tanah secara kimiawi.

Juga, bagian mineral dari komponen tanah termasuk unsur-unsur kimia (terutama dalam bentuk oksida) seperti:

• aluminium
• besi
• silikon
• kalium
• sodium
• magnesium
• kalsium
• fosfor

Selain itu, ada komponen lain. Seringkali mereka bisa dalam bentuk garam sulfur, fosfat, karbonat dan hidroklorik.

Komponen organik tanah

Sebagian besar komponen organik ditemukan di humus. Ini adalah, pada tingkat tertentu, senyawa organik kompleks, yang dalam komposisinya memiliki unsur-unsur seperti:

• karbon
• oksigen
• hidrogen
• fosfor

Sebagian besar komponen tanah organik ditemukan terlarut dalam kelembaban tanah.

Adapun komposisi gas tanah adalah udara, kira-kira dengan persentase sebagai berikut:

1) nitrogen - 60-78%

2) oksigen - 11-21%

3) karbon dioksida - 0,3-8%

Udara dan air menentukan indikator seperti porositas tanah dan dapat berkisar antara 27 hingga 90% dari total volume.

Penentuan komposisi granulometri tanah

Komposisi granulometri (mekanis) tanah adalah rasio partikel tanah dengan berbagai ukuran, terlepas dari asalnya (kimia atau mineralogi). Kelompok partikel ini digabungkan menjadi pecahan.

Komposisi granulometri tanah sangat menentukan dalam menilai tingkat kesuburan dan indikator kunci tanah lainnya.

Tergantung pada dispersi, partikel tanah dibagi menjadi dua kategori utama:

1) partikel dengan diameter lebih dari 0,001 mm.

2) partikel dengan diameter kurang dari 0,001 mm.

Kelompok partikel pertama berasal dari semua jenis formasi mineral dan fragmen batuan. Kategori kedua terjadi selama pelapukan mineral lempung dan komponen organik.

Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan tanah

Saat menentukan komposisi tanah, perhatian harus diberikan pada faktor pembentuk tanah - faktor tersebut berdampak signifikan pada struktur dan komposisi tanah.

Merupakan kebiasaan untuk membedakan faktor-faktor pembentuk tanah utama berikut:

• asal usul batuan induk tanah.
• umur tanah.
• topografi permukaan tanah.
• kondisi iklim pembentukan tanah.
• komposisi mikroorganisme tanah.
• kegiatan manusia yang mempengaruhi tanah.

Clarke sebagai unit pengukuran komposisi kimia tanah

Clark adalah satuan konvensional yang menentukan jumlah normal unsur kimia tertentu dalam tanah ideal (tidak tercemar). Misalnya, satu kilogram tanah murni alami harus mengandung sekitar 3,25% kalsium - ini adalah 1 clarke. Tingkat unsur kimia 3-4 clark atau lebih menunjukkan bahwa tanah sangat terkontaminasi oleh unsur ini.

Tanah adalah sistem kompleks yang terdiri dari komponen mineral dan organik. Ini berfungsi sebagai substrat untuk pengembangan tanaman. Untuk pertanian yang sukses, perlu untuk mengetahui fitur dan cara pembentukan tanah - ini membantu meningkatkan kesuburannya, yaitu sangat penting secara ekonomi.

Komposisi tanah meliputi empat komponen utama:
1) zat mineral;
2) bahan organik;
3) udara;
4) air, yang lebih tepat disebut larutan tanah, karena zat tertentu selalu larut di dalamnya.

Bahan mineral tanah

Oleh tanah terdiri dari komponen mineral dengan ukuran berbeda: batu, batu pecah dan "tanah halus". Yang terakhir biasanya dibagi lagi dalam urutan pengkasaran partikel menjadi tanah liat, lanau dan pasir. Komposisi mekanis tanah ditentukan oleh kandungan relatif pasir, lanau dan lempung di dalamnya.

Komposisi mekanik tanah sangat mempengaruhi drainase, kandungan nutrisi dan rezim suhu tanah, dengan kata lain, struktur tanah dari sudut pandang agronomis. Tanah bertekstur sedang dan halus seperti lempung, lempung dan lanau biasanya lebih cocok untuk pertumbuhan tanaman, karena mengandung unsur hara yang cukup dan lebih mampu menahan air dengan garam terlarut. Tanah berpasir mengering lebih cepat dan kehilangan nutrisi melalui pencucian, tetapi bermanfaat untuk panen awal; di musim semi mereka mengering dan lebih cepat panas daripada tanah liat. Kehadiran batu, yaitu partikel dengan diameter lebih dari 2 mm, penting dari segi keausan alat pertanian dan pengaruhnya terhadap drainase. Biasanya, ketika kandungan batu di dalam tanah meningkat, kemampuannya menahan air berkurang.

bahan organik tanah

bahan organik, sebagai aturan, hanya membentuk sebagian kecil volume tanah, tetapi ini sangat penting, karena menentukan banyak propertinya. Ini adalah sumber utama nutrisi tanaman seperti fosfor, nitrogen, dan belerang; itu berkontribusi pada pembentukan agregat tanah, yaitu, struktur gumpalan halus, yang sangat penting untuk tanah berat, karena permeabilitas air dan aerasi meningkat; berfungsi sebagai makanan bagi mikroorganisme. Bahan organik tanah terbagi menjadi detritus atau bahan organik mati (MOB) dan biota.

Humus(humus) adalah bahan organik yang dihasilkan dari dekomposisi MOB yang tidak sempurna. Sebagian besar darinya tidak ada dalam bentuk bebas, tetapi dikaitkan dengan molekul anorganik, terutama dengan partikel tanah liat. Bersama mereka, humus membentuk apa yang disebut kompleks penyerapan tanah, yang sangat penting untuk hampir semua proses fisik, kimia dan biologis yang terjadi di dalamnya, khususnya untuk retensi air dan nutrisi.

Di antara organisme tanah tempat khusus ditempati oleh cacing tanah. Detritivora ini, bersama dengan MOB, mencerna partikel mineral dalam jumlah besar. Bergerak di antara lapisan tanah yang berbeda, cacing terus mencampurnya. Selain itu, mereka meninggalkan saluran yang memfasilitasi aerasi dan drainasenya, sehingga memperbaiki struktur dan sifat terkaitnya. Cacing tanah berkembang paling baik di lingkungan yang netral dan sedikit asam, jarang terjadi pada pH di bawah 4,5.

bahan organik tanah- ini adalah sistem kompleks dari semua zat organik yang ada di profil dalam keadaan bebas atau dalam bentuk senyawa organomineral, tidak termasuk yang merupakan bagian dari organisme hidup.

Sumber utama bahan organik tanah adalah sisa-sisa tanaman dan hewan pada berbagai tahap dekomposisi. Volume biomassa terbesar berasal dari sisa tanaman yang jatuh, kontribusi invertebrata dan vertebrata dan mikroorganisme jauh lebih sedikit, tetapi mereka memainkan peran penting dalam pengayaan bahan organik dengan komponen yang mengandung nitrogen.

Bahan organik tanah dibagi menjadi dua kelompok menurut asal, sifat dan fungsinya: residu organik dan humus. Sebagai sinonim untuk istilah "humus", istilah "humus" terkadang digunakan.

sisa-sisa organik diwakili terutama oleh serasah tanah dan akar tanaman tingkat tinggi, yang tidak kehilangan struktur anatomisnya. Komposisi kimia dari sisa-sisa tanaman dari berbagai cenosis sangat bervariasi. Yang umum bagi mereka adalah dominasi karbohidrat (selulosa, hemiselulosa, pektin), lignin, protein, dan lipid. Semua zat kompleks yang kompleks ini, setelah kematian organisme hidup, memasuki tanah dan berubah menjadi zat mineral dan humat, dan sebagian dikeluarkan dari tanah dengan air tanah, kemungkinan ke cakrawala yang mengandung minyak.

Dekomposisi residu tanah organik meliputi penghancuran mekanis dan fisik, transformasi biologis dan biokimia, dan proses kimiawi. Enzim, invertebrata tanah, bakteri dan jamur memainkan peran penting dalam dekomposisi residu organik. Enzim adalah protein terstruktur dengan banyak gugus fungsi. Sumber utama enzim adalah; tanaman. Bertindak sebagai katalis dalam tanah, enzim mempercepat proses dekomposisi dan sintesis zat organik jutaan kali lipat.

Humus adalah kumpulan semua senyawa organik yang terdapat di dalam tanah, kecuali yang merupakan bagian dari organisme hidup dan residu organik yang masih mempertahankan struktur anatominya.

Dalam komposisi humus, senyawa organik non-spesifik dan spesifik - zat humat diisolasi.

Non-spesifik disebut sekelompok zat organik yang diketahui sifat dan struktur individunya. Mereka memasuki tanah dari sisa-sisa tanaman dan hewan yang membusuk dan dengan sekresi akar. Senyawa non-spesifik diwakili oleh hampir semua komponen yang membentuk jaringan hewan dan tumbuhan dan sekresi makro dan mikroorganisme intravital. Ini termasuk lignin, selulosa, protein, asam amino, monosakarida, lilin, dan asam lemak.

Secara umum, bagian senyawa organik nonspesifik tidak melebihi 20% dari jumlah total humus tanah. Senyawa organik nonspesifik adalah produk dari berbagai tingkat dekomposisi dan humifikasi bahan tanaman, hewan, dan mikroba yang memasuki tanah. Senyawa-senyawa ini menentukan dinamika sifat-sifat tanah yang cepat berubah: potensi redoks, kandungan nutrisi dalam bentuk bergerak, kelimpahan dan aktivitas mikroorganisme tanah, dan komposisi larutan tanah. Sebaliknya, zat humat menentukan stabilitas sifat tanah lainnya dari waktu ke waktu: kapasitas tukar, sifat air-fisik, rezim udara dan warna.

Bagian organik tertentu dari tanah - zat humus- mewakili sistem polidisperse heterogen (heterogen) dari senyawa aromatik yang mengandung nitrogen molekul tinggi yang bersifat asam. Zat humat terbentuk sebagai hasil dari proses transformasi (humifikasi) biofisik dan kimia yang kompleks dari produk dekomposisi residu organik yang masuk ke dalam tanah.

Bergantung pada komposisi kimia residu tanaman, faktor dekomposisi (suhu, kelembaban, komposisi mikroorganisme), dua jenis humifikasi utama dibedakan: fulvat dan humat. Masing-masing sesuai dengan komposisi kelompok fraksional tertentu dari humus. Komposisi kelompok humus dipahami sebagai kumpulan dan kandungan berbagai zat yang terkait dalam struktur dan sifat senyawa. Kelompok yang paling penting adalah asam humat (HA) dan asam fulvat (FA).

Asam humat mengandung 46 - 62% karbon (C), 3 - 6% nitrogen (N), 3-5% hidrogen (H) dan 32-38% oksigen (O). Dalam komposisi asam fulvat, ada lebih banyak karbon - 45-50%, nitrogen - 3,0-4,5% dan hidrogen - 3-5%. Asam humat dan fulvat hampir selalu mengandung belerang (hingga 1,2%), fosfor (puluhan dan ratusan persen) dan kation dari berbagai logam.

Sebagai bagian dari kelompok HA dan FA, fraksi dibedakan. Komposisi fraksional humus mencirikan himpunan dan kandungan berbagai zat yang termasuk dalam kelompok HA dan FA, sesuai dengan bentuk senyawanya dengan komponen mineral tanah. Fraksi berikut adalah yang paling penting untuk pembentukan tanah: asam humat coklat (BHA) yang terkait dengan seskuioksida; asam humat hitam (CHA) yang terkait dengan kalsium; fraksi I dan Ia dari asam fulvat yang terkait dengan bentuk seskuioksida yang bergerak; HA dan FA, sangat terkait dengan seskuioksida dan mineral lempung.

Komposisi kelompok humus mencirikan rasio kuantitatif asam humat dan asam fulvat. Ukuran kuantitatif dari jenis humus adalah rasio kandungan karbon asam humat (C HA) dengan kandungan karbon asam fulvat (C FA). Menurut nilai rasio ini (С gk / С fk), empat jenis humus dapat dibedakan:

• - humate - lebih dari 2;
• - fulvat-humat - 1-2;
• - humat-fulvat - 0,5-1,0;
• - fulvat - kurang dari 0,5.

Kelompok dan komposisi fraksional humus secara alami dan konsisten berubah dalam rangkaian genetik zonal tanah. Pada tanah podzolik dan soddy-podzolic, asam humat hampir tidak terbentuk dan sedikit terakumulasi. Rasio C gk / C fc biasanya kurang dari 1 dan paling sering adalah 0,3-0,6. Di tanah abu-abu dan tanah hitam, kandungan absolut dan proporsi asam humat jauh lebih tinggi. Rasio С gk / С fk di chernozem bisa mencapai 2.0-2.5. Di tanah yang terletak di selatan chernozem, proporsi asam fulvat secara bertahap meningkat lagi.

Kelembaban yang berlebihan, kandungan karbonat batuan, salinitas meninggalkan jejak pada komposisi kelompok humus. Hidrasi tambahan biasanya meningkatkan akumulasi asam humat. Kelembaban yang meningkat juga merupakan karakteristik tanah yang terbentuk di atas batuan karbonat atau di bawah pengaruh air tanah yang keras.

Kelompok dan komposisi fraksional humus juga berubah sepanjang profil tanah. Komposisi fraksional humus di berbagai cakrawala bergantung pada mineralisasi larutan tanah dan nilai pH. Perubahan profil dalam komposisi kelompok humus paling banyak

Tanah tanah tunduk pada satu pola umum: proporsi asam humat menurun dengan kedalaman, proporsi asam fulvat meningkat, rasio C ha / C fc menurun menjadi 0,1-0,3.

Kedalaman humifikasi, atau derajat konversi sisa tanaman menjadi zat humat, serta rasio C GC / C FC tergantung pada kecepatan (kinetik) dan durasi proses humifikasi. Kinetika humifikasi ditentukan oleh karakteristik kimia tanah dan iklim yang merangsang atau menghambat aktivitas mikroorganisme (nutrisi, suhu, pH, kelembaban), dan kerentanan residu tanaman terhadap transformasi tergantung pada struktur molekul zat (monosakarida, protein lebih mudah dikonversi, lignin, polisakarida lebih sulit).

Di cakrawala humus tanah iklim sedang, jenis humus dan kedalaman humifikasi, yang dinyatakan dengan rasio C HA / C FA, berkorelasi dengan durasi periode aktivitas biologis.

Periode aktivitas biologis adalah periode waktu di mana kondisi yang menguntungkan diciptakan untuk vegetasi normal tanaman, aktivitas mikrobiologi aktif. Durasi periode aktivitas biologis ditentukan oleh durasi periode di mana suhu udara terus melebihi 10 ° C, dan cadangan kelembaban produktif setidaknya 1-2%. Dalam rangkaian zonal tanah, nilai ph C HA / C, yang mencirikan kedalaman humifikasi, sesuai dengan durasi periode aktivitas biologis.

Pertimbangan simultan dari dua faktor - periode aktivitas biologis dan kejenuhan tanah dengan basa, memungkinkan untuk menentukan area pembentukan berbagai jenis humus. Humat humus terbentuk hanya dengan periode aktivitas biologis yang lama dan tingkat kejenuhan tanah yang tinggi dengan basa. Kombinasi kondisi ini khas untuk chernozem. Tanah yang sangat asam (podzol, tanah sod-podsolik), terlepas dari periode aktivitas biologisnya, memiliki humus fulvat.

Zat humat tanah sangat reaktif dan aktif berinteraksi dengan matriks mineral. Di bawah pengaruh zat organik, mineral yang tidak stabil dari batuan induk dihancurkan dan unsur kimia menjadi lebih mudah diakses oleh tumbuhan. Dalam proses interaksi organo-mineral, agregat tanah terbentuk, yang memperbaiki keadaan struktural tanah.

Asam fulvat paling aktif menghancurkan mineral tanah. Berinteraksi dengan seskuioksida (Fe 2 O 3 dan Al 2 O 3), FA membentuk kompleks aluminium- dan besi-humus yang bergerak (besi dan aluminium fulvat). Kompleks ini terkait dengan pembentukan cakrawala tanah illuvial-humus, tempat mereka diendapkan. Fulvat basa alkali dan alkali tanah sangat larut dalam air dan mudah bermigrasi ke bawah profil. Fitur penting dari FA adalah ketidakmampuan mereka untuk memperbaiki kalsium. Oleh karena itu, pengapuran tanah masam harus dilakukan secara rutin setiap 3-4 tahun sekali.

Asam humat, berbeda dengan FA, membentuk senyawa organomineral (kalsium humat) yang sulit larut dengan kalsium. Karena itu, cakrawala akumulatif humus terbentuk di tanah. Zat humat tanah mengikat ion dari banyak logam yang berpotensi beracun - Al, Pb, Cd, Ni, Co, yang mengurangi efek berbahaya dari pencemaran kimiawi tanah.

Proses pembentukan humus di tanah hutan memiliki ciri khas tersendiri. Sebagian besar serasah tanaman di hutan memasuki permukaan tanah, di mana kondisi khusus tercipta untuk penguraian residu organik. Di satu sisi, itu adalah akses bebas oksigen dan keluarnya uap air, di sisi lain, iklim yang lembab dan sejuk, kandungan tinggi senyawa yang sulit terurai di serasah, kehilangan yang cepat karena pencucian basa. dilepaskan selama mineralisasi serasah. Kondisi seperti itu mempengaruhi aktivitas vital hewan tanah dan mikroflora, yang berperan penting dalam proses transformasi residu organik: penggilingan, pencampuran dengan bagian mineral tanah, pemrosesan biokimia senyawa organik.

Sebagai hasil dari berbagai kombinasi dari semua faktor dekomposisi residu organik, tiga jenis (bentuk) bahan organik tanah hutan terbentuk: mulle, moder, mor. Bentuk bahan organik pada tanah hutan dipahami sebagai totalitas bahan organik yang terkandung baik di serasah hutan maupun di horizon humus.

Saat berpindah dari mora ke moder dan mulle, sifat bahan organik tanah berubah: keasaman menurun, kadar abu meningkat, derajat kejenuhan dengan basa, kandungan nitrogen, dan intensitas dekomposisi serasah hutan. Pada tanah dengan tipe mulle, serasahnya mengandung tidak lebih dari 10% dari total cadangan bahan organik, sedangkan pada tipe mora, serasahnya mencapai 40% dari total cadangannya.

Selama pembentukan bahan organik tipe mora, serasah tiga lapis yang tebal terbentuk, yang terpisah dengan baik dari horizon mineral di bawahnya (biasanya horizon E, EI, AY). Dalam penguraian serasah, mikroflora jamur terutama mengambil bagian. Cacing tanah tidak ada, reaksinya sangat asam. Lantai hutan memiliki struktur sebagai berikut:

OL - lapisan atas setebal 1 cm, terdiri dari serasah yang mempertahankan struktur anatomisnya;

О F - lapisan tengah dengan ketebalan berbeda, terdiri dari serasah coklat muda yang setengah membusuk, terjalin dengan hifa jamur dan akar tanaman;

Oh - lapisan bawah serasah yang sangat membusuk, coklat tua, hampir hitam, berlumuran, dengan campuran partikel mineral yang nyata.

Dengan tipe modern, lantai hutan biasanya terdiri dari dua lapisan. Di bawah lapisan serasah yang sedikit membusuk, lapisan humus yang terurai dengan baik dengan ketebalan sekitar 1 cm dibedakan, secara bertahap berubah menjadi cakrawala humus yang jelas dengan ketebalan 7-10 cm Cacing tanah memainkan peran penting dalam penguraian sampah. Dalam komposisi mikroflora, jamur mendominasi bakteri. Bahan organik lapisan humus sebagian bercampur dengan bagian mineral tanah. Reaksi serasah sedikit asam. Di tanah hutan dengan kelembaban yang berlebihan, proses dekomposisi serasah tanaman terhambat dan cakrawala gambut terbentuk di dalamnya. Komposisi sisa tanaman awal mempengaruhi akumulasi dan laju dekomposisi bahan organik di tanah hutan. Semakin banyak lignin, resin, tanin dalam sisa tanaman dan semakin sedikit nitrogen, semakin lambat proses dekomposisi berlangsung dan semakin banyak residu organik menumpuk di serasah.

Berdasarkan penentuan komposisi tumbuhan, dari serasah yang terbentuk serasah, diusulkan klasifikasi serasah hutan. Menurut N. N. Stepanov (1929), jenis serasah berikut dapat dibedakan: termasuk jenis pohon jarum, berdaun kecil, berdaun lebar, lumut, lumut hijau, lumut, rumput, lumut, sphagnum, rumput basah, rumput rawa, dan rumput lebar.

Status humus tanah- ini adalah sekumpulan cadangan umum dan sifat-sifat bahan organik, yang diciptakan oleh proses akumulasi, transformasi, dan migrasi mereka dalam profil tanah dan ditampilkan dalam serangkaian fitur eksternal. Sistem indikator keadaan humus meliputi kandungan dan cadangan humus, distribusi profilnya, pengayaan nitrogen, derajat humifikasi, dan jenis asam humat.

Tingkat akumulasi humus sesuai dengan durasi periode aktivitas biologis.

Dalam komposisi karbon organik, peningkatan cadangan asam humat secara teratur dilacak dari utara ke selatan.

Tanah di zona Arktik dicirikan oleh kandungan rendah dan cadangan bahan organik yang kecil. Proses humifikasi berlangsung dalam kondisi yang sangat tidak menguntungkan dengan aktivitas biokimia tanah yang rendah. Tanah taiga utara dicirikan oleh periode pendek (sekitar 60 hari) dan tingkat aktivitas biologis yang rendah, serta komposisi spesies mikroflora yang buruk. Proses humifikasi lambat. Di tanah zonal taiga utara, jenis profil kasar-humus terbentuk. Cakrawala akumulatif humus di tanah ini praktis tidak ada, kandungan humus di bawah serasah mencapai 1-2%.

Di subzona tanah soddy-podzolic di taiga selatan, jumlah radiasi matahari, rezim kelembapan, tutupan vegetasi, komposisi spesies mikroflora tanah yang kaya dan aktivitas biokimia yang lebih tinggi selama periode yang cukup lama berkontribusi pada transformasi residu tanaman yang lebih dalam. Salah satu ciri utama tanah di subzona taiga selatan adalah perkembangan proses soddy. Ketebalan cakrawala akumulatif kecil dan disebabkan oleh kedalaman penetrasi massa utama akar tanaman herba. Kandungan rata-rata humus di horizon AY di tanah soddy-podzolic hutan berkisar antara 2,9 hingga 4,8%. Cadangan humus di tanah ini kecil dan, bergantung pada subtipe tanah dan komposisi granulometrik, berkisar antara 17 hingga 80 t/ha dalam lapisan 0-20 cm.

Di zona hutan-stepa, cadangan humus pada lapisan 0-20 cm berkisar dari 70 t/ha di tanah abu-abu hingga 129 t/ha di tanah abu-abu gelap. Cadangan humus di chernozem zona hutan-stepa pada lapisan 0-20 cm mencapai 178 t/ha, dan pada lapisan 0-100 cm - hingga 488 t/ha. Kandungan humus di horizon A chernozem mencapai 7,2%, berangsur-angsur menurun seiring kedalaman.

Di wilayah utara Rusia bagian Eropa, sejumlah besar bahan organik terkonsentrasi di tanah gambut. Lanskap rawa terletak terutama di kawasan hutan dan tundra, di mana curah hujan secara signifikan melebihi penguapan. Kandungan gambut sangat tinggi di utara taiga dan di hutan-tundra. Endapan gambut tertua biasanya menempati cekungan danau dengan endapan sapropel yang berumur hingga 12 ribu tahun. Pengendapan awal gambut di rawa-rawa tersebut terjadi kurang lebih 9-10 ribu tahun yang lalu. Gambut paling aktif mulai terendapkan pada kurun waktu sekitar 8-9 ribu tahun yang lalu. Terkadang ada endapan gambut yang berumur sekitar 11 ribu tahun. Kandungan HA dalam gambut berkisar antara 5 hingga 52%, meningkat selama transisi dari gambut dataran tinggi ke gambut dataran rendah.

Keragaman fungsi ekologis tanah dikaitkan dengan kandungan humus. Lapisan humus membentuk cangkang energi khusus planet ini, yang disebut humosfer. Energi yang terkumpul di humorosfer menjadi dasar keberadaan dan evolusi kehidupan di Bumi. Humosphere melakukan fungsi-fungsi penting berikut: akumulatif, transportasi, pengaturan, pelindung, fisiologis.

Fungsi akumulatif karakteristik asam humat (HA). Esensinya terletak pada akumulasi nutrisi terpenting organisme hidup dalam komposisi zat humat. Dalam bentuk zat amina, hingga 90-99% dari semua nitrogen terakumulasi di tanah, lebih dari separuh fosfor dan belerang. Dalam bentuk ini, potasium, kalsium, magnesium, jeli - 30 dan hampir semua elemen jejak yang diperlukan untuk tanaman dan mikroorganisme diakumulasikan dan disimpan untuk waktu yang lama.

fungsi transportasi karena fakta bahwa zat humat dapat membentuk senyawa organomineral kompleks yang stabil, tetapi larut dan mampu migrasi geokimia dengan kation logam. Sebagian besar unsur mikro, sebagian besar senyawa fosfor dan belerang bermigrasi secara aktif dalam bentuk ini.

Fungsi regulasi karena fakta bahwa zat humat terlibat dalam pengaturan hampir semua sifat tanah yang paling penting. Mereka membentuk warna cakrawala humus dan, atas dasar ini, rezim termalnya. Tanah humat umumnya jauh lebih hangat daripada tanah yang mengandung sedikit zat humat. Zat humat berperan penting dalam pembentukan struktur tanah. Mereka terlibat dalam pengaturan nutrisi mineral tanaman. Bahan organik tanah digunakan oleh penghuninya sebagai sumber makanan utama. Tanaman mengambil sekitar 50% nitrogen dari cadangan tanah.

Zat humat dapat melarutkan banyak mineral tanah, yang mengarah pada mobilisasi beberapa unsur nutrisi mineral yang sulit diakses tanaman. Kapasitas tukar kation, kapasitas penyangga ion-garam dan asam-basa tanah, dan rejim redoks bergantung pada jumlah sifat zat humat dalam tanah. Sifat fisik, air-fisik dan fisik-mekanis tanah sangat erat kaitannya dengan kandungan humus berdasarkan komposisi kelompoknya. Tanah dengan humus yang baik memiliki struktur yang lebih baik, komposisi spesies mikroflora lebih beragam, dan jumlah invertebrata lebih tinggi. Tanah seperti itu lebih mudah menyerap air, lebih mudah dikerjakan secara mekanis, lebih baik mempertahankan unsur-unsur nutrisi tanaman, memiliki daya serap dan daya penyangga yang tinggi, dan efisiensi pupuk mineral lebih tinggi di dalamnya.

fungsi perlindungan karena zat humat tanah melindungi atau melestarikan biota tanah, vegetasi penutup dalam hal berbagai macam situasi ekstrim yang merugikan. Tanah humus lebih tahan terhadap kekeringan atau genangan air, mereka kurang rentan terhadap erosi deflasi, dan mempertahankan sifat yang memuaskan lebih lama saat diairi dengan dosis tinggi atau air mineral.

Tanah yang kaya akan zat humat dapat menahan beban teknogenik yang lebih tinggi. Di bawah kondisi yang sama dari kontaminasi tanah dengan logam berat, efek toksiknya pada tanaman di tanah hitam dimanifestasikan pada tingkat yang lebih rendah daripada di tanah podsolik yang basah. Zat humat cukup kuat mengikat banyak radionuklida, pestisida, sehingga mencegahnya masuk ke tanaman atau efek negatif lainnya.

Fungsi fisiologis adalah asam humat dan garamnya dapat merangsang perkecambahan biji, mengaktifkan respirasi tanaman, dan meningkatkan produktivitas ternak dan unggas.

Jika Anda menemukan kesalahan, harap sorot sepotong teks dan klik Ctrl+Enter.