Besin Mineralizasyonu ve İmmobilizasyonu
Mineralizasyon ve immobilizasyon, besin maddelerini organik ve inorganik formlar arasında dönüştüren, birbirine zıt mikrobiyal süreçlerdir ve herhangi bir zamanda bitkiler için ne kadar besin havuzunun mevcut olduğunu belirlemektedir.
Tanım
Mineralizasyon, organik maddede bulunan besin maddelerinin amonyum ve fosfat gibi çözünür inorganik formlara mikrobiyal dönüşümüdür; immobilizasyon ise bu inorganik besin maddelerinin mikrobiyal biyokütle tarafından alınmasıyla, onları geçici olarak mevcut havuzdan uzaklaştırma sürecidir.
Kapsam
Bu konu, organik besin maddelerinin bitkiler tarafından alınabilir mineral formlara mikrobiyal dönüşümünü (mineralizasyon) ve mineral besin maddelerinin mikrobiyal biyokütleye ters asimilasyonunu (immobilizasyon), kalıntıların karbon-azot oranının kontrol edici rolünü ve azot ile diğer besin maddelerinin net salınımını kapsamaktadır. Ayrışmayı besin tedarikiyle ilişkilendirmektedir.
Temel sorular
- Mikroplar organik besin maddelerini bitkiler tarafından alınabilir formlara nasıl dönüştürür?
- İmmobilizasyon nedir ve ne zaman baskın hale gelir?
- Kalıntıların karbon-azot oranı net salınımı nasıl kontrol eder?
- Mineralizasyon ve immobilizasyon besin zamanlamasını nasıl belirler?
Anahtar kavramlar
- Azot ve fosforun mineralizasyonu
- Mikrobiyal biyokütleye immobilizasyon
- Net mineralizasyon ve net immobilizasyon
- Kalıntıların karbon-azot oranı
- Ayrışma ve besin salınımı
- Mikrobiyal biyokütle döngüsü
Temel kuramlar
- Mineralizasyon-immobilizasyon döngüsü
- Mineralizasyon ve immobilizasyon eş zamanlı olarak gerçekleşir ve besin maddelerinin serbest bırakılıp bırakılmadığı veya bağlı kalıp kalmadığına dair net dengeleri, mikropların ayrıştırdığı substratın enerji ve besin içeriğine bağlıdır.
- Karbon-azot oranı kontrolü
- Kalıntılar yüksek karbon-azot oranına sahip olduğunda, mikroplar biyokütle oluşturmak için topraktan mineral azot çeker (net immobilizasyon); oran düşük olduğunda ise fazla azot serbest bırakılır (net mineralizasyon), bu nedenle kalıntı kalitesi besin zamanlamasını yönetir.
Mekanizmalar
Mikroplar enerji elde etmek için organik kalıntıları ayrıştırırken, besin maddelerini tutan bağları koparır ve substrat mikropların ihtiyacından daha fazla besin içerdiğinde fazla azot, fosfor ve kükürtü mineral iyonlar olarak serbest bırakır. Eğer substrat karbon açısından zengin ancak besin maddeleri açısından fakir ise, mikroplar biyokütlelerini oluşturmak için toprak çözeltisinden mineral besin maddelerini toplar ve bunları geçici olarak immobilize eder; bu besin maddeleri, mikroplar öldüğünde ve kendileri ayrıştığında tekrar serbest bırakılır. Kalıntının karbon-azot oranı, hangi sürecin baskın olduğunu belirleyen ana kontrol mekanizmasıdır.
Klinik önem
Mineralizasyon ve immobilizasyon, saman gibi yüksek karbonlu kalıntıların toprağa dahil edilmesinin bir mahsulü geçici olarak azottan mahrum bırakabileceğini, düşük karbonlu kalıntılar ve gübrelerin ise besin maddelerini hızla serbest bıraktığını açıklamaktadır; kalıntı kalitesini ve zamanlamasını yönetmek, besin tedarikini mahsul talebiyle senkronize etmek ve kayıpları azaltmak için merkezi bir öneme sahiptir.
Tarihçe
Ayrışmanın hem besin maddelerini serbest bırakabildiği hem de bağlayabildiği, organik girdilerin karbon-azot oranı tarafından kontrol edildiği anlayışı, toprak biyokimyasının 20. yüzyıl boyunca gelişmesiyle toprak verimliliği ve besin yönetimi için temel bir ilke haline gelmiştir.
Öne çıkan isimler
- Eldor A. Paul
- Nyle C. Brady
- Ray R. Weil
İlgili konular
Temel eserler
- paul2015
- brady2016
Sıkça sorulan sorular
- Toprağa saman eklemek neden mahsuller için azotu geçici olarak azaltabilir?
- Saman yüksek karbon-azot oranına sahiptir, bu nedenle onu ayrıştıran mikroplar samanın sağladığından daha fazla azota ihtiyaç duyar ve topraktan mineral azotu biyokütlelerine çeker; bu immobilizasyon, mikroplar ölüp azotu tekrar serbest bırakana kadar bitkiler için mevcut azotu geçici olarak düşürür.
- Mineralizasyon ve immobilizasyon arasındaki fark nedir?
- Mineralizasyon, besin maddelerini organik maddeden bitkiler tarafından alınabilir inorganik formlara dönüştürürken, immobilizasyon inorganik besin maddelerini mikrobiyal biyokütleye kilitleyerek tersini yapar; her ikisi de aynı anda gerçekleşir ve net dengeleri besin maddelerinin serbest bırakılıp bırakılmadığını veya tutulup tutulmadığını belirler.