المجموعات

معلومات صحة التربة: ما هي العناصر الكلية والصغيرة في النباتات

معلومات صحة التربة: ما هي العناصر الكلية والصغيرة في النباتات


بقلم: ليز بايسلر

تعتبر العناصر الكلية والصغرى في النباتات ، والتي تسمى أيضًا المغذيات الكبيرة والصغيرة ، ضرورية للنمو الصحي. توجد جميعها بشكل طبيعي في التربة ، ولكن إذا كان النبات ينمو في نفس التربة لفترة من الوقت ، فقد يتم استنفاد هذه العناصر الغذائية. هذا هو المكان الذي تدخل فيه الأسمدة. استمر في القراءة لمعرفة المزيد حول العناصر الغذائية الشائعة للتربة.

معلومات صحة التربة

لذا فإن السؤال الكبير هو بالضبط ما هي العناصر الكلية والجزئية في النباتات؟ توجد المغذيات الكلية بكميات كبيرة في النباتات ، عادة على الأقل 0.1٪. المغذيات الدقيقة مطلوبة فقط بكميات ضئيلة وعادة ما يتم حسابها في أجزاء في المليون. كلاهما ضروري لنباتات سعيدة وصحية.

ما هي المغذيات الكلية؟

فيما يلي العناصر الغذائية الكلية الأكثر شيوعًا الموجودة في التربة:

  • النيتروجين - النيتروجين أمر بالغ الأهمية للنباتات. يوجد في الأحماض الأمينية والبروتينات والأحماض النووية والكلوروفيل.
  • البوتاسيوم - البوتاسيوم هو أيون موجب يوازن الأيونات السالبة للنبات. كما أنه يطور الهياكل الإنجابية.
  • الكالسيوم - الكالسيوم عنصر أساسي في جدران الخلايا النباتية يؤثر على نفاذية النبات.
  • المغنيسيوم - المغنيسيوم هو العنصر المركزي في الكلوروفيل. إنه أيون موجب يوازن الأيونات السالبة للنبات.
  • الفوسفور - الفوسفور ضروري للأحماض النووية ، ADP ، و ATP. كما أنه ينظم نمو زهرة الجذور وانقسام الخلايا وتكوين البروتين.
  • الكبريت - الكبريت ضروري لتركيب البروتين وفيتامينات الثيامين والبيوتين. إنه أنزيم مساعد لفيتامين أ ، وهو مهم للتنفس وأيض الأحماض الدهنية.

ما هي المغذيات الدقيقة؟

ستجد أدناه بعض العناصر الغذائية الدقيقة الأكثر شيوعًا الموجودة في التربة:

  • الحديد - الحديد ضروري لصنع الكلوروفيل ويستخدم في العديد من تفاعلات الأكسدة / الاختزال.
  • المنغنيز - المنغنيز ضروري لعملية التمثيل الضوئي ، والتنفس ، وأيض النيتروجين.
  • الزنك - يساعد الزنك على تصنيع البروتينات وهو عنصر أساسي لهرمونات التحكم في النمو.
  • النحاس - يستخدم النحاس لتنشيط الإنزيمات وهو مهم في التنفس والتمثيل الضوئي.

تم آخر تحديث لهذه المقالة في

اقرأ المزيد عن التربة والمصلحات والأسمدة


17 من المغذيات النباتية الأساسية لنمو النبات

17 من المغذيات النباتية الأساسية لنمو النبات

دعنا نعود إلى الأساسيات ونتعلم الكيمياء التي ستكون مفيدة للغاية في فهم تطبيقاتها في البستنة. تحليل العناصر الكيميائية يكشف أن النباتات تحتاج إلى نسب محددة من عناصر محددة.

يعتمد نمو النبات فقط على 17 عنصرًا مختلفًا. إن وجود كل هذه العناصر الكيميائية بنسب مثالية هو المسؤول الأول عن النمو الصحي للنبات. بصفتك بستاني ، يجب أن تعرف عن هذه العناصر الأساسية السبعة عشر. تم تصنيف كل هذه العناصر في فئات محددة. من المثير للاهتمام أيضًا فهم أساس هذا التصنيف. دعونا نفتحها.

ما هي تغذية النبات؟

يحتاج كل كائن حي إلى العناصر الغذائية من أجل بقائه وكذلك النباتات. تسهل هذه العناصر الغذائية دورة حياة النبات ونموه. هناك 16 عنصرًا غذائيًا من هذا القبيل ، والتي قد يحتاجها النبات ، ومن بين هذه العناصر الستة عشر ، هناك تسعة عناصر أساسية ، بينما تتطلب النباتات السبعة الأخرى ، ولكن في حالة عدم وجود العناصر السبعة المتبقية ، لن يموت النبات. يمكن تصنيف العناصر الغذائية إلى ما يلي:

  • المغذيات الأولية
  • المغذيات الثانوية
  • المغذيات الدقيقة

المغذيات النباتية الأساسية: الوصف والأهمية

المغذيات الأولية - المغذيات الكبيرة في الهواء والماء

تتكون من الكربون (C) والأكسجين (O) والهيدروجين (H) مع النيتروجين (N) والفوسفور (P) والبوتاسيوم (K). توجد الثلاثة الأخيرة بشكل شائع في معظم الأسمدة وتوجد الأولى في الهواء والماء من الغلاف الجوي. هذه العناصر الغذائية مطلوبة ويتم استخدامها أكثر من العناصر الغذائية الثانوية والأولية. الكربون مطلوب في عملية التمثيل الضوئي وهو من المكونات الهامة للجزيئات الحيوية مثل السليلوز والنشا. الأكسجين عنصر أساسي للتنفس الخلوي ، والذي يولد الطاقة للنبات المسمى ATP (Adenosine Tri-phosphate). الهيدروجين ضروري أيضًا لأنه يساعد في إنتاج السكريات وبالتالي يساهم في نمو النبات. النيتروجين هو جزء من الحمض النووي للنبات ومساهم رئيسي في نمو النبات. يعد الفوسفور جزءًا مهمًا من ATP وله دور يلعبه في تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية أثناء عملية التمثيل الضوئي. يلعب البوتاسيوم دورًا مهمًا في احتباس الماء من قبل النبات ، كما أنه ينظم فتح وإغلاق الفغرة.

البيئة النظيفة مع الهواء النظيف والمياه الجيدة ليست مهمة فقط للبشر ولكن أيضًا للنباتات.

الأسمدة والمغذيات الكبيرة

ال المغذيات الثانوية تتكون من المغنيسيوم (Mg) ، والكبريت (S) ، والكالسيوم (Ca) والتي على الرغم من أنها مطلوبة بكميات أصغر مطلوبة من قبل المصنع لأسباب مختلفة. المغنيسيوم هو جزء من صبغة الكلوروفيل التي بدونها لن يكون التمثيل الضوئي ممكنًا ولن يتمكن النبات من تحضير الطعام والطاقة. الكبريت ضروري لتوليد الطاقة في جسم النبات. الكالسيوم مفيد في نقل العناصر الغذائية في جسم النبات.

بعض العناصر الأساسية هي في المقام الأول مشتق من الأسمدة. النيتروجين (N) والبوتاسيوم (K) والفوسفور (P) ثلاثة عناصر. الأسمدة هي أفضل المصادر لتجديدها حيث أن هذه العناصر مطلوبة بكميات كبيرة نسبيًا وبتواتر منتظم. هذه العناصر مسؤولة عن أقصى نمو للنباتات. تعتبر إضافة الأسمدة إلى التربة من أفضل الطرق للحفاظ على الحد الأدنى المطلوب من التجديد.

حسب الاسم المقترح، تضاف المغذيات الدقيقة الثانوية مع المغذيات الدقيقة الأولية. في كثير من الأحيان تكون عملية الإضافة صدفة في الطبيعة. الكالسيوم (Ca) والمغنيسيوم (Mg) والكبريت (S) هي ثلاثة من هذه المغذيات الدقيقة الثانوية. عندما تضيف الجير بأي شكل من الأشكال ، تضاف إليه هذه العناصر بالصدفة وتستمدها النباتات وفقًا لذلك.

تتبع المغذيات الدقيقة

في الكيمياء ، تُعرف باسم "العناصر النزرة". قد نسميها أيضًا بالمغذيات الدقيقة الثانوية لأغراض البستنة. هذه العناصر ليست مطلوبة بكميات كبيرة بل مجرد وجود أثر يكفي. هناك ثمانية (08) عناصر أثرية ضرورية لنمو النبات. هؤلاء هم :

  • المنغنيز (مينيسوتا) ،
  • البورون (ب) ،
  • الحديد (Fe) ،
  • الكلور (Cl) ،
  • كوبالت (كو) ،
  • الموليبدينوم (Mo) والزنك (Z).

ثم يأتي ملف المغذيات الدقيقة مثل الزنك (الزنك) والنحاس (النحاس) والبورون (ب) والمنغنيز (المنغنيز) والحديد (الحديد) والموليبدينوم (مو). هذه العناصر الغذائية مطلوبة بكميات صغيرة جدًا كما يوحي الاسم. يلعب الزنك دورًا كبيرًا في تحفيز وتنشيط الإنزيمات ، لذلك فهو مطلوب على الرغم من أنه بكميات صغيرة من أجل الأداء السليم للنبات. النحاس مهم أيضًا لعملية التمثيل الضوئي وهو أيضًا جزء من الإنزيمات المختلفة. البورون عنصر مهم في جدران الخلايا. بجانب الجلوس يساعد أيضًا في نقل السكر وتقسيم الخلايا. يساعد المنغنيز في بناء البلاستيدات الخضراء كما أنه ينشط الإنزيمات. يساعد الحديد أيضًا في التمثيل الضوئي وتفاعل الإنزيم. كما أنه يساعد في تخليق الكلوروفيل. يلعب الموليبدينوم دورًا مهمًا في تثبيت النيتروجين وهو أيضًا عنصر مهم عندما يتعلق الأمر بتوليد الأحماض الأمينية.

تحتوي التربة الشائعة على كميات كافية من المغذيات الدقيقة. ومع ذلك ، سيكون من الأفضل اختبار التربة لتحديد أي حاجة أخرى يمكن تجديدها خارجيًا. إذا قمت بتطبيق ممارسات بناء التربة الجيدة ، فربما لن تواجه أي مشكلة على الإطلاق.

إذا كنت تستخدم الأسمدة الاصطناعية في حديقتك ، فعليك أن تدرك حقيقة عدم وجود عناصر أثرية فيها. من ناحية أخرى ، فإن استخدام الأسمدة العضوية أفضل بكثير حيث توجد عناصر ضئيلة موجودة بكميات كافية. يُنصح بالسماد الطبيعي والسماد العضوي والسماد الأخضر والتغطية لهذا الغرض.


ملاحظات التوسيع الحفر في تغذية التربة لنباتات صحية

تشترك النباتات والحيوانات في عدد قليل من الأشياء ، من أهمها حاجتها المشتركة للمعادن الأساسية للنمو والتطور السليمين. في حين أن الحيوانات قد تحتاج إلى مجموعة متنوعة من الفيتامينات والمعادن من أجل نظام غذائي صحي ومتوازن ، تتطلب النباتات نسبًا معينة من المعادن المحددة للنمو الأمثل لجذورها وبراعمها وأوراقها وأزهارها وفواكهها وبذورها.

تغذية التربة هو مفهوم غير مفهوم جيدًا من قبل صاحب المنزل العادي. بصفتنا أصحاب منازل ، نريد الأفضل لنباتاتنا ، تمامًا مثل عائلتنا وأصدقائنا وحيواناتنا الأليفة. فيما يلي مقدمة موجزة عن مغذيات التربة الأساسية للنبات. بدون هذه المعادن ، سيفشل المصنع في إكمال دورة حياته بنجاح.

المغذيات الكبيرة المقدار هي المعادن التي تحتاجها النباتات بكميات أكبر. وتشمل هذه العناصر الغذائية الأولية النيتروجين (N) والفوسفور (P) والبوتاسيوم (K) وكذلك العناصر الغذائية الثانوية الكالسيوم (Ca) والكبريت (S) والمغنيسيوم (Mg). كل من المغذيات الأولية والثانوية عبارة عن معادن يتم تضمينها عادةً في محتوى العديد من العلامات التجارية للأسمدة العامة المتوفرة في معظم مراكز الحدائق. يتم تصنيع هذه الأسمدة العامة كأسمدة بطيئة أو سريعة الإطلاق.

ما لم يُظهر النبات علامات نقص حاد في واحد أو أكثر من هذه المغذيات الكبيرة ، يوصي برنامج IFAS التابع لجامعة فلوريدا باستخدام الأسمدة بطيئة الإطلاق ليتم تطبيقها خلال موسم النمو عندما يمكن لجذور النبات أن تمتص العناصر الغذائية بفعالية. إذا تم استخدام الأسمدة سريعة التحرير بما يزيد عن المعدل والتكرار الموصى بهما في الملصق ، فيمكن غسل العناصر الغذائية أو ترشيحها من خلال التربة. يؤدي إهدار الأسمدة إلى جريان المغذيات ، مما يؤدي إلى تلويث مواردنا المائية العذبة والبحرية القيمة.

المغذيات الدقيقة هي معادن تتطلبها النباتات بكميات أقل وتتكون من العناصر الغذائية الثمانية التالية: البورون (ب) ، الكلور (الكلور) ، النحاس (النحاس) ، الحديد (الحديد) ، المنغنيز (المنغنيز) ، الموليبدينوم (مو) ، النيكل (نيكل) ) والزنك (Zn). من بين هذه المغذيات الدقيقة ، يعتبر الحديد (Fe) هو الأكثر أهمية بسبب دوره المهم في نمو النبات والتمثيل الغذائي. ثاني أهم المغذيات الدقيقة هو المنغنيز (Mn) بسبب دوره الأساسي في التمثيل الضوئي وامتصاص النيتروجين ونمو الجذور ومقاومة الأمراض.

درجة حموضة التربة أنه مهم. على الرغم من أن التربة الرملية في فلوريدا تميل إلى أن تكون منخفضة في المغذيات الدقيقة ، لا يوجد حاليًا دليل مهم على أن استخدام الأسمدة مع هذه المغذيات الدقيقة له أي تأثير مفيد على نمو النبات وتطوره. إن الرقم الهيدروجيني للتربة هو بشكل عام ما يحدد مدى توفر المغذيات الدقيقة. مع زيادة الرقم الهيدروجيني وتصبح أكثر قلوية ، يتناقص توافر معظم المغذيات الدقيقة. جودة التربة ، مثل كمية المواد العضوية الموجودة ، هي أيضًا عامل كبير في تحديد درجة الحموضة وتوافر المغذيات الدقيقة.

اختبار التربة طريقة مفيدة للتعرف على المحتوى الغذائي الموجود في تربة حديقتك ودرجة الحموضة. تقدم العديد من مكاتب توسعات المقاطعات في فلوريدا اختبار الأس الهيدروجيني للتربة كخدمة مجانية ، مثل مكتب تمديد IFAS التابع لجامعة فلوريدا في مقاطعة فلاجلر. للحصول على تحليل أكثر تفصيلاً لمغذيات التربة ، يوصى بزيارة موقع الويب http://soilslab.ifas.ufl.edu للحصول على إرشادات حول إرسال عينات التربة إلى مختبر التربة في معهد العلوم الغذائية والزراعية (IFAS) في غينزفيل.

يُعد هذا الشتاء وقتًا رائعًا لفهم تغذية التربة في المناظر الطبيعية بشكل أفضل استعدادًا للحدائق الربيعية والعناية العامة بالنباتات. إذا كان بإمكان نباتاتك فقط التحدث ، فمن المؤكد أنها ستعلمك بمدى تقديرها لذلك!


أشكال المغذيات النباتية الأساسية

لكي يستخدمها النبات ، يجب تقسيم المغذيات الأساسية إلى شكلها الأساسي. يجب أن تكون المغذيات على شكل أيون موجب الشحنة (كاتيون) أو أيون سالب الشحنة (أنيون). لا يمكن للنبات استخدام المركبات العضوية ، مثل تلك الموجودة في السماد الطبيعي أو الأوراق الميتة ، حتى يتم تقسيمها إلى أشكالها الأولية أو الأيونية.

أيضًا ، لا يمكن للنباتات استخدام عنصر ليس بالشكل المناسب (أيون معين) حتى لو كان موجودًا بتركيزات عالية في التربة. على سبيل المثال ، فإن وجود الحديد (Fe) في التربة لن يضمن توفر كمية كافية من أيونات الحديد المناسبة ، Fe2 + أو Fe3 + ، للنبات.

تمتص النباتات جميع العناصر الغذائية الأساسية تقريبًا من خلال جذورها. الاستثناء هو الكربون ، الذي يتم امتصاصه من خلال مسام الأوراق أو الثغور. يساعد نوعان من الكائنات الحية في التربة الجذور على امتصاص العناصر الغذائية:

  • تقوم الكائنات الحية الدقيقة أو الميكروبات بتفكيك المركبات العضوية إلى مركبات غير عضوية في عملية تسمى التمعدن.
  • تمكن الفطريات بعض النباتات من امتصاص الفوسفور عن طريق زيادة حجم الجذور وتوفير المزيد من الاتصال بين التربة والجذور.


ثالثا. ملف تعريف التربة

تحتوي التربة غير المضطربة التي تحدث بشكل طبيعي على ثلاث طبقات متميزة ذات سماكة متغيرة. الطبقات هي التربة السطحية ، وباطن التربة ، و المواد الأم. يمكن أن تحتوي كل طبقة على طبقتين فرعيتين أو أكثر تسمى آفاق. بشكل جماعي ، تشكل الآفاق ملف التربة. تختلف المواد الرئيسية السائدة حسب الموقع في ولاية كارولينا الشمالية. في بييدمونت نورث كارولاينا والجبال ، عادة ما تكون المادة الأم عبارة عن صخر قاع مُجدد يُعرف باسم سابروليت. في قيعان النهر ومصاطب مجرى نهر نورث كارولاينا بيدمونت والجبال ، فإن المواد الأم هي رواسب السهول الفيضية التي يتم تسليمها من أعلى المنبع حيث حدث التعرية. في السهل الساحلي لولاية نورث كارولاينا ، فإن المواد الأم عبارة عن رواسب بحرية ترسبت على مدى دهور بينما تمر المحيطات بالدورات الطبيعية للتقدم والتراجع. في السهل الساحلي في أقصى شرق نورث كارولاينا ، تكون المادة الأم المهيمنة هي المادة العضوية. توجد هذه التربة العضوية عادةً في المناطق التي كانت قبل 50000 عام فقط تحت مستوى سطح البحر. هذه المناطق عبارة عن مستنقعات حيث تنمو النباتات وتزدهر. لكن هذه المناطق رطبة جدًا بحيث لا تتحلل بقايا النبات (الأوراق والأغصان والجذور والجذوع وما شابه) بكفاءة.

تختلف خصائص التربة باختلاف عمق التربة. عادةً ما تحتوي التربة السطحية ، أو طبقة التربة السطحية (الأفق O و A في الشكل 1-2) ، على كمية أقل من الطين ، ولكن تحتوي على مواد عضوية وهواء أكثر من طبقات التربة السفلية. عادة ما تكون التربة السطحية أكثر خصوبة من الطبقات الأخرى ولديها أكبر تركيز لجذور النباتات.

الطبقة تحت السطحية (أفق B و C في الشكل 1-2) ، والمعروفة باسم التربة التحتية ، عادة ما تحتوي على محتوى من الطين أعلى ومحتوى أقل من المواد العضوية من التربة السطحية.

غالبًا ما تحد خصائص التربة من العمق الذي يمكن أن تخترقه جذور النباتات. على سبيل المثال ، لن تنمو الجذور من خلال طبقة لا يمكن اختراقها. قد تكون هذه الطبقة عبارة عن حجر أساس (الشكل 1-3) ، أو تربة مضغوطة ، أو حاجزًا كيميائيًا ، مثل حامضي (منخفض جدًا) الرقم الهيدروجيني. يمكن أن يؤدي ارتفاع منسوب المياه أيضًا إلى تقييد نمو الجذور بسبب سوء تهوية التربة. ينمو عدد قليل من الأشجار الكبيرة في التربة الضحلة لأن الأشجار الكبيرة غير قادرة على تطوير نظام جذر قوي بما يكفي لمنعها من الانقلاب. تميل التربة الضحلة أيضًا إلى أن تكون أكثر عرضة للجفاف لأنها تحتوي على كمية أقل من الماء وبالتالي تجف بشكل أسرع من التربة العميقة. وبدلاً من ذلك ، فإن المياه المفقودة في الجريان السطحي في التربة الضحلة ستمتصها التربة العميقة. بالإضافة إلى ذلك ، تسمح التربة العميقة للجذور باستكشاف حجم أكبر ، مما يعني أن الجذور يمكن أن تحتفظ بمزيد من الماء والمغذيات النباتية.

تتغير التربة في ثلاثة أبعاد. البعد الأول من أعلى إلى أسفل ملف تعريف التربة. البعدان الآخران هما من الشمال إلى الجنوب ومن الشرق إلى الغرب. المعنى العملي لهذا التباين ثلاثي الأبعاد هو أنه كلما تحركت عبر ولاية أو مقاطعة أو حتى حقل ، تتغير التربة. خمسة عوامل لتكوين التربة تفسر هذا الاختلاف:

  1. المواد الأم
  2. النشاط البيولوجي
  3. مناخ
  4. الطبوغرافيا
  5. زمن

الاختلافات في أحد هذه العوامل ستؤدي إلى نوع تربة مختلف. تختلف التربة المكونة من مواد مختلفة عن الأم. تختلف التربة التي تتكون من نفس المادة الأم في مناخات مختلفة. تختلف التربة الموجودة في الجزء العلوي من التل عن التربة الموجودة في الأسفل. يفقد الجزء العلوي من التل المواد بسبب التآكل الطبيعي ، ويكسب الجزء السفلي المادة من الأعلى. بالنظر إلى عدد التوليفات المحتملة لهذه العوامل الخمسة ، فليس من المستغرب أن يتم حاليًا تعيين أكثر من 450 سلسلة تربة فريدة في ولاية كارولينا الشمالية. على الصعيد العالمي ، تحدث أكثر من 20000 سلسلة تربة مختلفة. يمكن العثور على سلسلة التربة على مستوى الجوار عن طريق كتابة "Web Soil Survey" في أي محرك بحث على الإنترنت.

جون أ. كيلي ، وزارة الزراعة الأمريكية - دائرة الحفاظ على الموارد الطبيعية

الشكل 1-2. آفاق التربة.

جون أ. كيلي ، وزارة الزراعة الأمريكية - دائرة الحفاظ على الموارد الطبيعية

الشكل 1-3. سلسلة التربة Craggey مثال على التربة الضحلة.

جون أ. كيلي ، وزارة الزراعة الأمريكية - دائرة الحفاظ على الموارد الطبيعية

الشكل 1-3. سلسلة التربة Craggey مثال على التربة الضحلة.

جون أ. كيلي ، وزارة الزراعة الأمريكية - دائرة الحفاظ على الموارد الطبيعية


فهم ميكروبات التربة وإعادة تدوير المغذيات

توجد الكائنات الحية الدقيقة في التربة بأعداد كبيرة في التربة طالما يوجد مصدر كربوني للطاقة. يوجد عدد كبير من البكتيريا في التربة ، ولكن بسبب صغر حجمها ، فإنها تمتلك كتلة حيوية أصغر. الفطريات الشعاعية هي عامل أصغر من حيث العدد بعشر مرات لكنها أكبر في الحجم لذا فهي متشابهة في الكتلة الحيوية للبكتيريا. أعداد الفطريات أصغر ولكنها تهيمن على الكتلة الحيوية للتربة عندما لا يتم إزعاج التربة. تعد البكتيريا والفطريات الشعاعية والبروتوزوا شديدة التحمل ويمكنها تحمل المزيد من اضطرابات التربة مقارنة بالفطريات ، لذا فهي تهيمن في التربة المحروثة بينما تميل مجموعات الفطريات والديدان الخيطية إلى الهيمنة في التربة غير المحروثة أو التي لا تحرث.

يوجد عدد من الميكروبات في ملعقة صغيرة من التربة أكثر من عدد البشر على الأرض. تحتوي التربة على حوالي 8 إلى 15 طنًا من البكتيريا والفطريات والأوليات والديدان الخيطية وديدان الأرض والمفصليات. انظر صحائف الوقائع عن أدوار بكتيريا التربة ، والفطريات ، والأوليات ، والديدان الخيطية.

الجدول 1: الخدر النسبي والكتلة الحيوية للأنواع الميكروبية عند 0-6 بوصات (0-15 سم) عمق التربة
الكائنات الدقيقة عدد / غرام التربة الكتلة الحيوية (جم / م 2)
بكتيريا 10 8 –10 9 40–500
أكتينوميسيتيس 10 7 –10 8 40–500
الفطريات 10 5 –10 6 100–1500
الطحالب 10 4 –10 5 1–50
الكائنات الاوليه 10 3 –10 4 يختلف
النيماتودا 10 2 –10 3 يختلف

التربة الميكروبية Orga nic Matter Decomposition

يخدم تحلل المادة العضوية وظيفتين للكائنات الحية الدقيقة ، حيث توفر الطاقة للنمو وتغذية الكربون لتكوين خلايا جديدة. تتكون المادة العضوية في التربة (SOM) من الأجزاء "الحية" (الكائنات الحية الدقيقة) ، "الميتة" (المخلفات الطازجة) ، والكسور "الميتة جدًا" (الدبال). "الميت جدًا" أو الدبال هو جزء SOM طويل الأجل الذي يبلغ عمره آلاف السنين ومقاوم للتحلل. تحتوي المادة العضوية في التربة على مكونين يطلق عليهما العنصر النشط (35 بالمائة) والمركب المنفعل (65 بالمائة). يتكون SOM النشط من مواد نباتية أو حيوانية "حية" و "ميتة" وهي غذاء للميكروبات وتتكون من سكريات وبروتينات سهلة الهضم. SOM السلبي مقاوم للتحلل بواسطة الميكروبات وهو أعلى في اللجنين.

تحتاج الميكروبات إلى إمدادات منتظمة من SOM النشط في التربة للبقاء على قيد الحياة في التربة. تحتوي التربة غير المحروثة على المدى الطويل على مستويات أعلى بكثير من الميكروبات ، وكربون أكثر نشاطًا ، ومزيدًا من SOM ، والكربون المخزن أكثر من التربة التقليدية المحروثة. توجد غالبية الميكروبات في التربة في ظل ظروف الجوع ، وبالتالي فهي تميل إلى أن تكون في حالة نائمة ، خاصة في التربة المحروثة.

تصبح بقايا النباتات الميتة والمغذيات النباتية غذاءً للميكروبات في التربة. المادة العضوية في التربة (SOM) هي أساسًا جميع المواد العضوية (أي شيء به الكربون) في التربة ، سواء الحية أو الميتة. يشمل SOM النباتات والطحالب الخضراء الزرقاء والكائنات الحية الدقيقة (البكتيريا والفطريات والأوليات والديدان الخيطية والخنافس وذيل الربيع ، وما إلى ذلك) والمواد العضوية الطازجة والمتحللة من النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة.

يمكن تقسيم المواد العضوية في التربة إلى مكوناتها. تنتج مائة جرام (جم) أو 100 رطل (رطل) من المواد النباتية الميتة حوالي 60-80 جم (رطل) من ثاني أكسيد الكربون ، والذي يتم إطلاقه في الغلاف الجوي. ما تبقى من 20-40 جم (رطل) من الطاقة والمغذيات يتحلل ويتحول إلى حوالي 3-8 جم (رطل) من الكائنات الحية الدقيقة (الحية) ، 3-8 جم (رطل) من المركبات غير الدبالية (الميتة) ، و 10-30 جم (رطل) من الدبال (مادة ميتة للغاية مقاومة للتحلل). يتكون التركيب الجزيئي لـ SOM بشكل أساسي من الكربون والأكسجين مع بعض الهيدروجين والنيتروجين وكميات صغيرة من الفوسفور والكبريت. المادة العضوية في التربة هي منتج ثانوي لدورات الكربون والنيتروجين.

رسم بياني للدكتور رفيق اسلام

المغذيات العضوية في التربة

المغذيات في التربة لها قيمة حالية تبلغ 680 دولارًا لكل 1 بالمائة سوم أو 68 دولارًا لكل طن من سوم بناءً على القيم الاقتصادية للأسمدة التجارية (انظر الجدول 2). يتكون SOM في الغالب من الكربون ولكن يرتبط بالكربون بكميات عالية من النيتروجين والكبريت من البروتينات والفوسفور والبوتاسيوم. يجب اعتبار SOM بمثابة استثمار في شهادة إيداع (CD). يتم إعادة تدوير التربة النشطة بيولوجيًا والتي تحتوي على كميات أكبر من الكربون النشط وتطلق المزيد من العناصر الغذائية لنمو النبات مقارنة بالتربة غير النشطة بيولوجيًا والتي تحتوي على مواد عضوية أقل نشاطًا. في ظل ظروف عدم الحراثة ، يتم إطلاق كميات صغيرة من العناصر الغذائية سنويًا (مثل الفائدة على قرص مضغوط) لتوفير العناصر الغذائية ببطء وكفاءة لجذور النباتات. ومع ذلك ، مع الحرث ، يمكن إطلاق كميات كبيرة من العناصر الغذائية منذ أن تستهلك الميكروبات SOM وتدميره. نظرًا لأن مستويات SOM بطيئة في البناء ، تقل سعة تخزين العناصر الغذائية وغالبًا ما يتم ترشيح المغذيات الزائدة التي يتم إطلاقها في المياه السطحية. SOM عبارة عن مخزن للعديد من المغذيات النباتية.

تأمل السيناريوهات الثلاثة التالية. تدور التربة عادة من 1 إلى 3 في المائة من النيتروجين المخزن في سوم. تطلق التربة المحروثة أو غير الصحية نسبة أقل من النيتروجين بسبب انخفاض النشاط الميكروبي. قد تطلق التربة المحروثة التي تحتوي على 2 بالمائة SOM (2000 رطل من N) 1 بالمائة N أو 20 رطلاً من N سنويًا. التربة التي تكون أكثر نشاطًا من الناحية البيولوجية ولديها 4 بالمائة SOM (4000 رطل N) قد تطلق 1.5 بالمائة N أو 60 رطل N بينما 6 بالمائة تربة SOM (6000 رطل N) قد تطلق 2 بالمائة N أو 120 رطلاً من N. غالبًا ما تُفقد التربة والمغذيات الزائدة المنبعثة ويتم استنفاد مخزون الكربون بحيث يتم تقليل التخزين المستقبلي للمغذيات. غالبًا ما يرى المزارعون هذا يحدث عندما يحرثون تربة عذراء أو مرعى قديم أو صف سياج. لعدة سنوات ، ستنمو المحاصيل على التربة المحروثة حديثًا بشكل أفضل من التربة المحيطة ، ولكن بمرور الوقت ستنضب التربة من الكربون وستصبح التربة المحروثة حديثًا أقل خصوبة لأن الكربون يتأكسد كثاني أكسيد الكربون ويضيع في الغلاف الجوي . ينتج عن الحرث أكسدة وتدمير الكربون في التربة عن طريق زيادة مستويات الأكسجين في التربة ، وبالتالي تعزيز تجمعات البكتيريا لتوسيع واستهلاك الكربون النشط في التربة.

تأثيرات المناخ ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة على سوم

يتأثر SOM بالمناخ ودرجة الحرارة. تتضاعف أعداد الميكروبات مع كل تغير في درجة الحرارة بمقدار 10 درجات فهرنهايت. إذا قارنا المناطق الاستوائية بمناطق القطب الشمالي الأكثر برودة ، نجد أن معظم الكربون مرتبط بالأشجار والنباتات فوق الأرض. في المناطق الاستوائية ، تحتوي التربة السطحية على القليل جدًا من SOM لأن درجات الحرارة العالية والرطوبة تتحلل بسرعة SOM. بالتحرك شمالاً أو جنوباً من خط الاستواء ، يزداد SOM في التربة. تحتوي التندرا بالقرب من الدائرة القطبية الشمالية على كمية كبيرة من SOM بسبب درجات الحرارة الباردة. تغير درجات الحرارة المتجمدة التربة بحيث يتحلل المزيد من SOM ثم في التربة غير المعرضة للتجميد.

تؤثر الرطوبة ودرجة الحموضة وعمق التربة وحجم الجسيمات على تحلل سوم. تخزن المناطق الحارة والرطبة كمية أقل من الكربون العضوي في التربة مقارنة بالمناطق الجافة والباردة بسبب زيادة التحلل الميكروبي. يزداد معدل تحلل SOM عندما تتعرض التربة لدورات تجفيف وترطيب مقارنة بالتربة الرطبة أو الجافة باستمرار. مع تساوي العوامل الأخرى ، فإن التربة المحايدة إلى القلوية قليلاً في درجة الحموضة تتحلل SOM أسرع من التربة الحمضية ، وبالتالي فإن تقييد التربة يعزز تحلل SOM وتطور ثاني أكسيد الكربون. يكون التحلل أيضًا أكبر بالقرب من سطح التربة حيث يحدث أعلى تركيز لبقايا النباتات. في الأعماق الكبيرة ، يكون تحلل SOM أقل ، والذي يوازي انخفاض مستويات الكربون العضوي بسبب قلة بقايا النباتات. تتحلل أحجام الجسيمات الصغيرة بسهولة أكبر بواسطة ميكروبات التربة مقارنة بالجزيئات الكبيرة لأن مساحة السطح الكلية أكبر مع الجسيمات الصغيرة بحيث يمكن للميكروبات مهاجمة البقايا.

يحدث اختلاف في تكوين التربة أيضًا أثناء السفر من الشرق إلى الغرب عبر الولايات المتحدة. في الشرق ، كانت غابات الأخشاب الصلبة هي السائدة وكانت جذور الوديان الشجرية عالية في اللجنين ، وتركت الأشجار المتساقطة كميات كبيرة من أوراق الشجر على سطح التربة. لا تنقلب جذور شجرة الخشب الصلب بسرعة ، لذا فإن مستويات المادة العضوية في باطن الأرض منخفضة نسبيًا. في تربة الغابات ، يتم توزيع معظم سوم في أعلى بضع بوصات. أثناء تحركك غربًا ، سيطرت مروج المراعي الطويلة على المناظر الطبيعية وتشكلت التربة السطحية من أنظمة جذور العشب الليفية العميقة. يموت خمسون في المائة من جذور العشب ويتم استبداله كل عام ، كما أن الجذور الشعبية غنية بالسكريات والبروتينات (مواد عضوية نشطة أعلى) وأقل من اللجنين. لذا فإن التربة التي تشكلت تحت مروج الحشائش الطويلة تكون عالية في SOM في جميع أنحاء ملف التربة. هذه التربة الأولية عالية الإنتاجية لأنها تحتوي على نسبة أعلى من SOM (خاصة الكربون النشط) ، وتحتوي على المزيد من العناصر الغذائية ، وتحتوي على المزيد من الميكروبات ، ولديها بنية تربة أفضل بسبب زيادة أعداد الفطريات.

نسبة الكربون إلى النيتروجين

يعتمد تكسير المخلفات العضوية بواسطة الميكروبات على نسبة الكربون إلى النيتروجين (C: N). تعتمد الميكروبات في كرش البقرة ، وكومة السماد ، وميكروبات التربة على نسبة C: N لتفكيك المخلفات العضوية (القائمة على الكربون). ضع في اعتبارك مصدرين منفصلين للأعلاف ، نبات البرسيم الصغير والشوفان أو قش القمح. يحتوي نبات البرسيم الصغير على المزيد من البروتين الخام والأحماض الأمينية والسكريات في الساق لذلك يسهل هضمه بواسطة الميكروبات سواء كان في كرش بقرة أو كومة سماد أو في التربة. يحتوي البرسيم الصغير على نسبة عالية من النيتروجين من البروتين (الأحماض الأمينية والبروتينات عالية في النيتروجين والكبريت) ، لذلك فهو يحتوي على نسبة كربون إلى نيتروجين أقل (كربون أقل ، نيتروجين أكثر). ومع ذلك ، فإن قش الشوفان والقمح (أو التبن الناضج الأقدم) يحتوي على المزيد من اللجنين (الذي يقاوم التحلل الميكروبي) ، وبروتين خام أقل ، وسكريات أقل في الساق ونسبة C: N أعلى. يتحلل القش بواسطة الميكروبات ، لكن الأمر يتطلب وقتًا إضافيًا والنيتروجين لتفكيك هذا المصدر عالي الكربون.

يرتبط محتوى منخفض من النيتروجين أو نسبة C: N واسعة بانحلال SOM البطيء. تحتوي النباتات غير الناضجة أو الصغيرة على محتوى أعلى من النيتروجين ونسب أقل من C: N وأسرع تسوس SOM. للحصول على سماد جيد ، تسمح نسبة C: N أقل من 20 للمواد العضوية بالتحلل بسرعة (4 إلى 8 أسابيع) بينما تتطلب نسبة C: N أكبر من 20 N إضافية وتبطئ التحلل. لذلك إذا أضفنا مادة عالية أساسها C مع محتوى منخفض من N إلى التربة ، فإن الميكروبات ستربط نيتروجين التربة. في النهاية ، يتم إطلاق التربة N ولكن على المدى القصير يتم تقييد N. عامل التحويل لتحويل النيتروجين إلى بروتين خام هو 16.7 ، وهو ما يرجع إلى سبب أهمية وجود نسبة C: N أقل من 20.

تبلغ نسبة C: N في معظم أنواع التربة حوالي 10: 1 مما يشير إلى أن N متاح للنبات. تميل نسبة C: N لمعظم المخلفات النباتية إلى الانخفاض مع مرور الوقت مع تحلل SOM. ينتج هذا عن الفقد الغازي لثاني أكسيد الكربون. لذلك ، ترتفع نسبة النيتروجين في SOM المتبقي مع تقدم التحلل. تعكس نسبة 10: 1 C: N لمعظم أنواع التربة قيمة توازن مرتبطة بمعظم ميكروبات التربة (البكتيريا 3: 1 إلى 10: 1 ، نسبة الفطريات 10: 1 C: N).

البكتيريا هي الميكروبات الأولى التي تهضم بقايا نباتية وحيوانية عضوية جديدة في التربة. يمكن للبكتيريا عادة أن تتكاثر في غضون 30 دقيقة وتحتوي على نسبة عالية من النيتروجين في خلاياها (من 3 إلى 10 ذرات كربون إلى 1 ذرة نيتروجين أو 10 إلى 30 في المائة نيتروجين). في ظل الظروف المناسبة للحرارة والرطوبة ومصدر للغذاء ، يمكنهم التكاثر بسرعة كبيرة. تكون البكتيريا بشكل عام أقل كفاءة في تحويل الكربون العضوي إلى خلايا جديدة. تستوعب البكتيريا الهوائية حوالي 5 إلى 10 في المائة من الكربون بينما تستوعب البكتيريا اللاهوائية 2 إلى 5 في المائة فقط ، تاركة وراءها العديد من مركبات الكربون المهدرة وتستخدم الطاقة المخزنة في سومطرة بشكل غير فعال.


شاهد الفيديو: الوحدة الرابعة التركيب والوظيفة في الكائنات الحية -عملية النتح - الصف السادس الابتدائي