بررسی فرایند هوموسی شدن در خاک

از تجزیه لاشبرگ­ها هوموس تشکیل می­گردد. تغییر شکل مواد آلی اولیه به هوموس را Humification گویند.
منبع مواد برای سنتز هوموس شامل، ترکیبات باقی مانده از تجزیه ناقص لاشبرگ­های آلی و فرآورده­های حاصل از فعالیت میکروبی هستند .
در واقع، هوموسی­ شدن، فرایند تثبیت مواد آلی است. Kogel knabner 2002 بیان کرد، ترکیبات سنتز شده توسط سلول­های گیاهی و جانوری در طول تجزیه مواد آلی، در تشکیل مواد هوموسی اهمیت دارند.
Kumada 1987، فرایند هوموسی­شدن توسط فاکتورهای تشکیل خاک : اقلیم، مواد مادری، پوشش­گیاهی و زمان کنترل می­شود.
تجزیه لاشبرگ­ها زمانی شروع می­شود که لاشبرگ توسط موجودات بزرگتر خاک مثل کلمبیا، هزارپایان، کرم خاکی خرد می­شوند.زمانی­که لاشبرگ­ها بیشتر و بیشتر خرد می­شوند، سطح قابل استفاده میکروارگانیسم­ها برای هوموسی­شدن افزایش می­یابد. ممکن است در فرایند تجزیه هم میکروارگانیسم­ها و هم ماکروارگانیسم­ها از لاشبرگ­های که آسان تجزیه می­شوند، تغذیه کنند. زمانی که لاشبرگ­ها از مواد سخت و بزرگ­تر تشکیل شده باشد، در ابتدا باید توسط ماکرواگانیسم­ها خرد می­ شوند.
به عنوان مثال: همی­سلولز و سلولز در لاشبرگ­ها توسط میکروب­ها سریع تجزیه می­شوند، در حالی که موادی مثل لیگنتین، کوتیکول گیاهی و کیتین حیوانی باقی می­مانند.
با گذشت زمان، تجزیه توده مواد آلی افزایش می­یابد. سرانجام بقایای گیاهی به طور کامل هوموسی­شده و نسبت C/N پیوسته کاهش می­یابد. در pHبیشتر از ۵ باکتری­ها و اکتینومیست­ها تجزیه­کنندگان اصلی هستند که تولید هوموس مول می­کنند. در pH کمتر از ۵ قارچ­ها تجزیه کننده اصلی هستند، که تولید هوموس مور می­کند .
فاکتورهای متفاوتی روی سرعت تجزیه لاشبرگ­ها موثرند. سرعت تجزیه در شرایط محیطی گرم، مرطوب و غنی از مواد غذایی سریع است. هوموسی­شدن در مواد سنگی، تحت پوشش علفی در خاک­های مرطوب و در مواد مادری دارای کربنات زیاد قابل توجه است جذب مواد آلی و هوموس توسط رس­ها تجزیه و هوموسی شدن را کند می­کند.کمپلکس اسید هومیک و رس در علفزارها وجود دارد.
به عنوان مثال: بعد از شخم علفزارها مواد آلی­ را سریع از دست می­دهند، زیرا تجزیه هومیک اندک است و به نحو دیگری تجزیه می­شوند.
به هر حال، بعد مدت طولانی از شخم مقدار مواد آلی این خاک­ها ثابت می­شود. در نهایت ذرات خاک فقط با مقاوم­ترین Ligno Protein باقی­مانده که رنگ خاک را حتی در مقادیر کم تیره می­کند، پوشیده می­شود.
در هوموسی شدن نسبت C/N بقایای گیاهی اولیه اهمیت دارد. بقایای گیاهی با C/N بالا آهسته­تر تجزیه می­شوند.
در خاک­های باpH بالا و کلسیم تبادلی فراوان، مقدار زیادی از مولکول­های آلی از هومات­های کلسیم تشکیل شده، که به تجزیه شدن مقاوم است. کلسیم نماینده استحکام مواد آلی است بعلاوه تعداد زیادی از مولکول­های هومیک و ترکیبات، روی سطح رس ریز می­چسبند. کمپلکس­های رس
هوموس مقاومت بالایی دارند. کمپلکس رس هوموس خاک­های علفزار اغلب در بخش رس­ریز قرار می­گیرند Humification فرایند چند مرحله ای است (Quideau 2006) و به فرایندهای زیر تقسیم می­شود:
1- Composting کمپوستی شدن :
در طی این فرایند، ترکیبات کربن­دار و نیتروژنه از طریق فعالیت جمعیت میکروبی در مواد آلی پیچیده که از نظر شیمیایی و بیولوژیکی شبیه مواد هوموسی هستند، تغییرشکل می­یابند. فرایند کمپوستی شدن شامل برهمکنش بین مواد آلی، میکروب­ها، رطوبت و اکسیژن است. در جذب مواد آلی توسط میکروب­ها ، دی­اکسید کربن، آب و دیگر محصولات آلی و انرژی تولید و آزاد می­کنند. انرژی اضافی به صورت گرما آزاد می­شود .
با افزایش دما رشد و فعالیت موجودات خاک افزایش می­یابد. سرعت تجزیه توسط اکسیژن، که تابعی از فعالیت میکروبی است، اندازه­گیری می­شود.
ویژگی­های فرایند هوازی: تجزیه سریع، دما بالا، عدم وجود بوی بد است .
میکروب­ها به کربن به عنوان منبع انرژی و نیتروژن برای سنتز پروتوپلاسم، نیاز دارند.
محصولات حاصل از کمپوستی شدن می­توانند به عنوان کود آلی استفاده شوند. کاربرد کمپوست در خاک روی کیفیت مواد آلی خاک، ویژگی­­های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی خاک و عملکرد عناصر غذایی گیاهان اثر می گذارد و باعث بهبود ویژگی­های فیزیکی خاک مثل : ظرفیت تبادل کاتیونی، ظرفیت نگهداری آب، تخلخل، افزایش درصد مواد آلی می­گردد.
Biodeterioration-2 تجزیه بیولوژیکی مواد آلی :
تجزیه بیولوژیکی مواد آلی زمانی اتفاق می­افتد که شرایط برای تجزیه میکروبی مناسب باشد.
تجزیه بیولوژیکی به طور آهسته در خاک انجام می شود. کرم­ها و جانوران خاک، باکتری­ها، اکتینومیست­ها، قارچ­ها و… نقش مهمی در تجزیه بقایای گیاهی و جانوری دارند
3 Peat Formation تشکیل پیت :
پیت ماده ناهمگن است، که معمولا اول تحت شرایط هوازی و سپس در فرایند هوموسی­شدن غیرهوازی
تشکیل می­شود.
Waksman 1936 : تشکیل پیت شامل ۴ مرحله است:
۱ تجزیه سریع مواد محلول در آب
۲ تجزیه کند اجزاء گیاه
۳ تجمع تدریجی اجزاء مقاوم
۴ تجزیه میکروبی مواد سلولی .
کربوهیدرات­ها در تشکیل پیت اهمیت دارند. تبدیل پیت به زغال زمانی اتفاق می­افتد که پیت تحت دما و فشار بالا قرار گیرد.Rakowsk 1959 بیان کرد، زمانی که کربوهیدرات­ها از بین روند، پیت به زغال تبدیل می­شود. تشکیل زغال سیاه، فرایند ژئوشیمیایی، تحت دما و فشار بالا است ( Given 1984).
نقطه پایان هوموسی­شدن زمانی اتفاق می افتد که تجزیه هوموس به مقدار زیادی افزایش یابد. در نهایت، خاک به طور کامل معدنی می­شود.
فرایندهای ترکیبی هوموسی­شدن:
humufication translocation مثل اسپودوسول­های شنی، هوموسی­شدن داخل خاک­هایی انجام
می­شود که کم عمق­تر از خاک­هایی که pedoturbationدر آن­ها فعال است. مثل Silty Udolls. بنابراین در
تعداد زیادی از اسپودوسول­های اسیدی ضخامت افق A کم است یا و جود ندارد و مرز افق O شارپ نیست.
Bioturbation Humufication افق A مستعد به ضخیم شدن است، سرعت هوموسی­شدن افزایش می­یابد و مرز O A مشخص نیست.
در اغلب خاک­ها سرعت Humufication و Littering به یک ثباتی می رسد.
خاک­های اقلیم گرم و مرطوب افق O نازک­تری دارند ، زیرا Humufication سریع است و برعکس تولید
لاشبرگ آنجا سریع است.