Markbiologi och organiskt material
Markbiologi och organiskt material undersöker markens levande organismer och det döda organiska material de bearbetar, vilka tillsammans driver nedbrytning, näringsomsättning och uppbyggnad av markens organiska material.
Definition
Markbiologi är studiet av organismer som lever i marken och deras aktiviteter; markens organiska material är det kolhaltiga material som härrör från växt-, djur- och mikrobrester i olika nedbrytningsstadier, inklusive stabiliserad humus.
Scope
Detta område omfattar markens organiska materials och humussubstansens beskaffenhet och stabilisering, de mikrobiella samhällen som bryter ned och omvandlar det, den markfauna som fragmenterar och blandar marken, samt de mineraliserings- och immobiliseringsprocesser som styr näringsfrisättningen. Det behandlar marken som ett levande system vars biologi ligger till grund för fertilitet och kollagring.
Sub-topics
Core questions
- Vad är markens organiska material, och varför kvarstår en del av det i århundraden?
- Vilka organismer utgör markens samhälle och vad gör de?
- Hur fragmenterar markdjur rester och blandar marken?
- Hur frigör eller binder nedbrytning och mikrobiell aktivitet näringsämnen?
Key concepts
- Markens organiska material och humus
- Nedbrytning och markens näringsväv
- Markens mikrobiella samhällen
- Markfauna och bioturbation
- Mineralisering och immobilisering
- Stabilisering av markens organiska kol
Key theories
- Organiskt materials persistens som en ekosystemegenskap
- Istället för att kvarstå på grund av inneboende molekylär svårnedbrytbarhet, förstås markens organiska material alltmer att kvarstå genom fysiskt skydd, mineralassociation och ekosystemnivåkontroller av nedbrytning.
- Nedbrytning och markens näringsväv
- En näringsväv av mikrober, fauna och deras predatorer bryter ned organiska rester, omsätter kol och näringsämnen; balansen mellan nedbrytning och stabilisering bestämmer nivåerna av organiskt material och näringstillgången.
- Mineraliserings-immobiliseringsomsättning
- När mikrober bryter ned organiskt material frigör de näringsämnen (mineralisering) eller assimilerar dem i biomassa (immobilisering), där resternas kol-kväve-förhållande avgör vilket som dominerar.
Clinical relevance
Markbiologi och organiskt material styr markens fertilitet, struktur, vattenhållande förmåga och lagring av kol som påverkar klimatet; att hantera rester, jordbearbetning och biologisk aktivitet för att bygga upp organiskt material är centralt för hållbart jordbruk, markhälsa och klimatförändringsmitigering.
History
Tidig 1900-tals markmikrobiologi, inklusive Waksmans studier av humus och nedbrytning, etablerade den biologiska grunden för markens fertilitet. Senare arbete med markens näringsväv, dynamiken hos organiskt material, och, mer nyligen, omformuleringen av organiskt materials persistens som en ekosystem- snarare än molekylär egenskap, har gjort markbiologin central för kol- och näringsvetenskapen.
Key figures
- Eldor A. Paul
- Selman Waksman
- Nyle C. Brady
- Ray R. Weil
Related topics
Seminal works
- schmidt2011
- paul2015
- brady2016
Frequently asked questions
- Varför är markens organiska material så viktigt?
- Organiskt material tillför och behåller näringsämnen, binder partiklar till en stabil struktur, håller vatten, förser markens näringsväv med föda och lagrar stora mängder kol; även små förändringar i dess nivå kan markant påverka fertilitet, markhälsa och växthusgasbalanser.
- Hur mycket liv finns det i marken?
- Marken är en av de mest biologiskt mångfaldiga livsmiljöerna på jorden: ett enda gram bördig jord kan innehålla miljarder bakterier och meter svamphyfer, tillsammans med protozoer, nematoder, kvalster, daggmaskar och många andra organismer som driver dess funktioner.