पोषक तत्व खनिजकरण और स्थिरीकरण

खनिजकरण और स्थिरीकरण विपरीत सूक्ष्मजैविक प्रक्रियाएँ हैं जो पोषक तत्वों को कार्बनिक और अकार्बनिक रूपों के बीच परिवर्तित करती हैं, यह नियंत्रित करती हैं कि किसी भी समय पौधों के लिए कितना पोषक तत्व उपलब्ध है।

Definition

खनिजकरण कार्बनिक पदार्थ में निहित पोषक तत्वों का घुलनशील अकार्बनिक रूपों जैसे अमोनियम और फॉस्फेट में सूक्ष्मजैविक रूपांतरण है; स्थिरीकरण उन अकार्बनिक पोषक तत्वों का सूक्ष्मजैविक बायोमास में अवशोषण है, जो उन्हें अस्थायी रूप से उपलब्ध पूल से हटा देता है।

Scope

यह विषय कार्बनिक पोषक तत्वों का पौधों के लिए उपलब्ध खनिज रूपों में सूक्ष्मजैविक रूपांतरण (खनिजकरण) और खनिज पोषक तत्वों का सूक्ष्मजैविक बायोमास में विपरीत आत्मसात्करण (स्थिरीकरण), अवशेषों के कार्बन-से-नाइट्रोजन अनुपात की नियंत्रक भूमिका, और नाइट्रोजन तथा अन्य पोषक तत्वों के शुद्ध विमोचन को शामिल करता है। यह अपघटन को पोषक तत्व आपूर्ति से जोड़ता है।

Core questions

• सूक्ष्मजीव कार्बनिक पोषक तत्वों को पौधों के लिए उपलब्ध रूपों में कैसे परिवर्तित करते हैं?
• स्थिरीकरण क्या है और यह कब हावी होता है?
• अवशेषों का कार्बन-से-नाइट्रोजन अनुपात शुद्ध विमोचन को कैसे नियंत्रित करता है?
• खनिजकरण और स्थिरीकरण पोषक तत्व के समय को कैसे निर्धारित करते हैं?

Key concepts

• नाइट्रोजन और फास्फोरस का खनिजकरण
• सूक्ष्मजैविक बायोमास में स्थिरीकरण
• शुद्ध खनिजकरण और शुद्ध स्थिरीकरण
• अवशेषों का कार्बन-से-नाइट्रोजन अनुपात
• अपघटन और पोषक तत्व विमोचन
• सूक्ष्मजैविक बायोमास टर्नओवर

Key theories

खनिजकरण-स्थिरीकरण टर्नओवर

खनिजकरण और स्थिरीकरण एक साथ होते हैं, और उनका शुद्ध संतुलन, चाहे पोषक तत्व मुक्त हों या बंधे हों, उस सब्सट्रेट की ऊर्जा और पोषक तत्व सामग्री पर निर्भर करता है जिसे सूक्ष्मजीव अपघटित कर रहे हैं।

कार्बन-से-नाइट्रोजन अनुपात नियंत्रण

जब अवशेषों में उच्च कार्बन-से-नाइट्रोजन अनुपात होता है, तो सूक्ष्मजीव बायोमास बनाने के लिए मिट्टी से खनिज नाइट्रोजन खींचते हैं (शुद्ध स्थिरीकरण); जब अनुपात कम होता है, तो अधिशेष नाइट्रोजन मुक्त होता है (शुद्ध खनिजकरण), इसलिए अवशेषों की गुणवत्ता पोषक तत्व के समय को नियंत्रित करती है।

Mechanisms

जैसे-जैसे सूक्ष्मजीव ऊर्जा के लिए कार्बनिक अवशेषों का अपघटन करते हैं, वे पोषक तत्वों को धारण करने वाले बंधों को तोड़ते हैं, जिससे अधिशेष नाइट्रोजन, फास्फोरस और सल्फर खनिज आयनों के रूप में मुक्त होते हैं जब सब्सट्रेट में सूक्ष्मजीवों की आवश्यकता से अधिक पोषक तत्व होते हैं। यदि सब्सट्रेट कार्बन में समृद्ध है लेकिन पोषक तत्वों में कम है, तो सूक्ष्मजीव अपने बायोमास के निर्माण के लिए मिट्टी के घोल से खनिज पोषक तत्वों को इकट्ठा करते हैं, उन्हें अस्थायी रूप से स्थिर करते हैं; जब वे सूक्ष्मजीव मर जाते हैं और स्वयं अपघटित हो जाते हैं तो पोषक तत्व फिर से मुक्त हो जाते हैं। अवशेष का कार्बन-से-नाइट्रोजन अनुपात मुख्य नियंत्रण है कि कौन सी प्रक्रिया हावी होती है।

Clinical relevance

खनिजकरण और स्थिरीकरण बताते हैं कि पुआल जैसे उच्च-कार्बन अवशेषों को शामिल करने से फसल को अस्थायी रूप से नाइट्रोजन की कमी क्यों हो सकती है, जबकि कम-कार्बन अवशेष और खाद पोषक तत्वों को जल्दी छोड़ते हैं; अवशेषों की गुणवत्ता और समय का प्रबंधन पोषक तत्व आपूर्ति को फसल की मांग के साथ सिंक्रनाइज़ करने और नुकसान को कम करने के लिए महत्वपूर्ण है।

History

यह पहचान कि अपघटन पोषक तत्वों को छोड़ और बांध दोनों सकता है, जो कार्बनिक इनपुट के कार्बन-से-नाइट्रोजन अनुपात द्वारा नियंत्रित होता है, 20वीं शताब्दी के दौरान मिट्टी के जैव रसायन के विकास के साथ मिट्टी की उर्वरता और पोषक तत्व प्रबंधन का एक मूलभूत सिद्धांत बन गया।

Key figures

• Eldor A. Paul
• Nyle C. Brady
• Ray R. Weil

Seminal works

• paul2015
• brady2016

Frequently asked questions

मिट्टी में पुआल मिलाने से फसलों के लिए नाइट्रोजन अस्थायी रूप से कम क्यों हो सकता है?

पुआल में उच्च कार्बन-से-नाइट्रोजन अनुपात होता है, इसलिए इसे अपघटित करने वाले सूक्ष्मजीवों को पुआल द्वारा प्रदान की जाने वाली नाइट्रोजन से अधिक नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है और वे मिट्टी से खनिज नाइट्रोजन को अपने बायोमास में खींचते हैं; यह स्थिरीकरण अस्थायी रूप से पौधों के लिए उपलब्ध नाइट्रोजन को कम कर देता है जब तक कि सूक्ष्मजीव मर नहीं जाते और इसे फिर से मुक्त नहीं कर देते।

खनिजकरण और स्थिरीकरण के बीच क्या अंतर है?

खनिजकरण पोषक तत्वों को कार्बनिक पदार्थ से पौधों के लिए उपलब्ध अकार्बनिक रूपों में परिवर्तित करता है, जबकि स्थिरीकरण अकार्बनिक पोषक तत्वों को सूक्ष्मजैविक बायोमास में बंद करके इसका उल्टा करता है; दोनों एक साथ होते हैं, और उनका शुद्ध संतुलन यह निर्धारित करता है कि पोषक तत्व मुक्त होते हैं या रोके जाते हैं।