Биология почвы и органическое вещество
Биология почвы и органическое вещество изучают живые организмы почвы и мертвый органический материал, который они перерабатывают, что в совокупности способствует разложению, круговороту питательных веществ и накоплению органического вещества почвы.
Definition
Биология почвы — это наука, изучающая организмы, обитающие в почве, и их деятельность; органическое вещество почвы — это углеродсодержащий материал, полученный из растительных, животных и микробных остатков на различных стадиях разложения, включая стабилизированный гумус.
Scope
Эта область охватывает природу и стабилизацию органического вещества почвы и гумуса, микробные сообщества, которые разлагают и трансформируют его, почвенную фауну, которая фрагментирует и перемешивает почву, а также процессы минерализации и иммобилизации, регулирующие высвобождение питательных веществ. Она рассматривает почву как живую систему, биология которой лежит в основе плодородия и накопления углерода.
Sub-topics
Core questions
- Что такое органическое вещество почвы и почему часть его сохраняется веками?
- Какие организмы составляют почвенное сообщество и что они делают?
- Как почвенные животные фрагментируют остатки и перемешивают почву?
- Как разложение и микробная активность высвобождают или связывают питательные вещества?
Key concepts
- Органическое вещество почвы и гумус
- Разложение и пищевая цепь почвы
- Почвенные микробные сообщества
- Почвенная фауна и биотурбация
- Минерализация и иммобилизация
- Стабилизация органического углерода почвы
Key theories
- Устойчивость органического вещества как свойство экосистемы
- Вместо того чтобы сохраняться из-за внутренней молекулярной устойчивости, органическое вещество почвы все чаще понимается как сохраняющееся благодаря физической защите, минеральной ассоциации и экосистемным механизмам контроля разложения.
- Разложение и пищевая цепь почвы
- Пищевая цепь из микробов, фауны и их хищников разлагает органические остатки, циклически перемещая углерод и питательные вещества; баланс между разложением и стабилизацией определяет уровни органического вещества и поступление питательных веществ.
- Круговорот минерализации-иммобилизации
- По мере разложения микробами органического вещества они высвобождают питательные вещества (минерализация) или ассимилируют их в биомассу (иммобилизация), при этом соотношение углерода к азоту в остатках определяет, какой процесс доминирует.
Clinical relevance
Биология почвы и органическое вещество регулируют плодородие почвы, ее структуру, водоудерживающую способность и накопление углерода, что влияет на климат; управление остатками, обработкой почвы и биологической активностью для наращивания органического вещества является центральным элементом устойчивого сельского хозяйства, здоровья почвы и смягчения последствий изменения климата.
History
Почвенная микробиология начала 20 века, включая исследования Ваксмана по гумусу и разложению, заложила биологическую основу плодородия почвы. Более поздние работы по пищевой цепи почвы, динамике органического вещества и, в последнее время, переосмысление устойчивости органического вещества как экосистемного, а не молекулярного свойства, сделали биологию почвы центральной для науки об углероде и питательных веществах.
Key figures
- Eldor A. Paul
- Selman Waksman
- Nyle C. Brady
- Ray R. Weil
Related topics
Seminal works
- schmidt2011
- paul2015
- brady2016
Frequently asked questions
- Почему органическое вещество почвы так важно?
- Органическое вещество поставляет и удерживает питательные вещества, связывает частицы в стабильную структуру, удерживает воду, питает почвенную пищевую цепь и накапливает большое количество углерода; даже небольшие изменения в его уровне могут заметно повлиять на плодородие, здоровье почвы и баланс парниковых газов.
- Сколько жизни в почве?
- Почва является одной из самых биологически разнообразных сред обитания на Земле: один грамм плодородной почвы может содержать миллиарды бактерий и метры грибных гиф, наряду с простейшими, нематодами, клещами, дождевыми червями и многими другими организмами, которые обеспечивают ее функции.