Hvorfor jordens organiske stof er så vigtigt

en frugtbar og sund jord er grundlaget for sunde planter, dyr og mennesker. Og organisk jord er selve grundlaget for sunde og produktive jorde. At forstå organisk stofs rolle i at opretholde en sund jord er afgørende for at udvikle økologisk sund landbrugspraksis. Men hvordan kan organisk stof, som kun udgør en lille procentdel af de fleste jordarter, være så vigtig, at vi bruger de tre kapitler i dette afsnit til at diskutere det?, Årsagen er, at organisk stof positivt påvirker eller ændrer effekten af, i det væsentlige alle jordegenskaber. Det er grunden til, at det er så vigtigt for vores forståelse af jordens sundhed og hvordan man håndterer jordbunden bedre. Organisk stof er i det væsentlige hjertet af historien, men bestemt ikke den eneste del. Ud over at fungere i et stort antal nøgleroller, der fremmer jordprocesser og afgrødevækst, er jordorganisk stof en kritisk del af en række globale og regionale cyklusser.

det er rigtigt, at du kan dyrke planter på jord med lidt organisk stof., Faktisk behøver du slet ikke have nogen jord. (Selvom grus-og sandhydroponiske systemer uden jord kan dyrke fremragende afgrøder, er store systemer af denne type normalt hverken økonomisk eller økologisk sunde.) Det er også sandt, at der er andre vigtige spørgsmål bortset fra organisk stof, når man overvejer kvaliteten af en jord. Men efterhånden som jordens organiske stof falder, bliver det stadig vanskeligere at dyrke planter, fordi problemer med frugtbarhed, vandtilgængelighed, komprimering, erosion, parasitter, sygdomme og insekter bliver mere almindelige., Stadig højere niveauer af input-gødning, vandingsvand, pesticider og maskiner—er nødvendige for at opretholde udbyttet i lyset af organisk stofudtømning. Men hvis man er opmærksom på korrekt organisk stofhåndtering, kan jorden understøtte en god afgrøde uden behov for dyre rettelser.

det organiske stofindhold i landbrugsjord er normalt i området 1-6%. En undersøgelse af jord i Michigan viste potentielle afgrødeudbytte stigninger på omkring 12% for hver 1% organisk stof., I et Maryland-eksperiment så forskerne en stigning på cirka 80 bushels majs pr. Den enorme indflydelse af organisk stof på så mange af jordens egenskaber— biologiske, kemiske og fysiske—gør det af afgørende betydning for sund jord (figur 2.3). En del af forklaringen på denne indflydelse er den lille partikelstørrelse af den godt dekomponerede del af organisk stof-humus. Dens store areal-til-volumen-forhold betyder, at humus er i kontakt med en betydelig del af jorden., Den intime kontakt af humus med resten af jorden gør det muligt for mange reaktioner, såsom frigivelse af tilgængelige næringsstoffer i jordvandet, at forekomme hurtigt. Imidlertid gør de levende organismers mange roller jordlivet til en væsentlig del af den organiske stofhistorie.

Plant Nutrition

Næringsstoffer fra nedbrydning af organisk stof.

de fleste næringsstoffer i jordens organiske stof kan ikke bruges af planter, så længe disse næringsstoffer findes som en del af store organiske molekyler., Som jordorganismer nedbrydes organiske eller mineralske former, som planter let kan bruge. Denne proces, kaldet mineralisering, giver meget af det kvælstof, som planter har brug for ved at omdanne det fra organiske former. For eksempel omdannes proteiner til ammonium (NH4+) og derefter til nitrat (NO3–). De fleste planter vil optage størstedelen af deres kvælstof fra jord i form af nitrat. Mineraliseringen af organisk stof er også en vigtig mekanisme til forsyning af planter med sådanne næringsstoffer som fosfor og svovl og de fleste mikronæringsstoffer., Denne frigivelse af næringsstoffer fra organisk stof ved mineralisering er en del af en større landbrugsnæringscyklus (se figur 2.4). For en mere detaljeret diskussion af næringsstofcyklusser og hvordan de fungerer i forskellige dyrkningssystemer, se kapitel 7.

Tilsætning af kvælstof.

bakterier, der lever i knuder på bælgplanter, omdanner nitrogen fra atmosfærisk gas (N2) til former, som planten kan bruge direkte., En række fritlevende bakterier fikserer også nitrogen.

opbevaring af næringsstoffer på jordens organiske stof.

nedbrydning af organisk stof kan fodre planter direkte, men det kan også indirekte gavne plantens ernæring. En række essentielle næringsstoffer forekommer i jord som positivt ladede molekyler kaldet kationer (udtalt cat-eye-ons). Organisk stofs evne til at holde fast i kationer på en måde, der holder dem tilgængelige for planter, kaldes kation e .change capacity (CEC). Humus har mange negative afgifter., Fordi modsatte afgifter tiltrækker, er humus i stand til at holde fast på positivt ladede næringsstoffer, såsom calcium (Ca++), kalium (k+) og magnesium (Mg++) (se figur 2.5 a). Dette forhindrer dem i at udvaskes dybt ned i undergrunden, når vand bevæger sig gennem jordbunden. Næringsstoffer, der holdes på denne måde, kan gradvist frigives i jordopløsningen og stilles til rådighed for planter i hele vækstsæsonen. Husk dog, at ikke alle plantenæringsstoffer forekommer som kationer. For eksempel er nitratformen af nitrogen negativt ladet (NO3–) og afstødes faktisk af den negativt ladede CEC., Derfor udvaskes nitrat let, når vandet bevæger sig ned gennem jorden og ud over rod zoneonen.

lerpartikler har også negative ladninger på deres overflader (figur 2.5 b), men organisk stof kan være den vigtigste kilde til negative ladninger for grove og mellemstrukturerede jordarter. Nogle typer ler, såsom dem, der findes i det sydøstlige USA og i troperne, har en tendens til at have lave mængder negativ ladning. Når disse ler er til stede, kan organisk stof være den største kilde til negative ladninger, der binder næringsstoffer, selv for fint tekstureret (højt ler-indhold) jord.,

Beskyttelse af næringsstoffer ved kelation.

organiske molekyler i jorden kan også holde fast i og beskytte visse næringsstoffer. Disse partikler, kaldet” chelater ” (udtalte nøgle-lates) er biprodukter af den aktive nedbrydning af organiske materialer og er mindre end de partikler, der udgør humus. Generelt holdes elementer stærkere af chelater end ved binding af positive og negative ladninger., Chelater fungerer godt, fordi de binder næringsstoffet på mere end et sted på det organiske molekyle (figur 2.5 c). I nogle jordarter ville sporstoffer, såsom jern, ironink og mangan, omdannes til utilgængelige former, hvis de ikke var bundet af chelater. Det er ikke ualmindeligt at finde jord med lavt organisk stof eller udsatte undergrund mangler i disse mikronæringsstoffer.

andre måder at opretholde tilgængelige næringsstoffer på.

Der er nogle tegn på, at organisk stof i jorden kan hæmme omdannelsen af tilgængeligt fosfor til former, der ikke er tilgængelige for planter., En forklaring er, at organisk stof belægger overfladerne af mineraler, der kan binde tæt til fosfor. Når disse overflader er dækket, er tilgængelige former for fosfor mindre tilbøjelige til at reagere med dem. Derudover kan humiske stoffer chelatere aluminium og jern, som begge kan reagere med fosfor i jordopløsningen. Når de holdes som chelater, er disse metaller ikke i stand til at danne et uopløseligt mineral med fosfor.

gavnlige virkninger af jordorganismer

jordorganismer er afgørende for at holde planter godt forsynet med næringsstoffer, fordi de nedbryder organisk materiale., Disse organismer gør næringsstoffer tilgængelige ved at frigøre dem fra organiske molekyler. Nogle bakterier fikserer nitrogengas fra atmosfæren, hvilket gør den tilgængelig for planter. Andre organismer opløser mineraler og gør fosfor mere tilgængeligt. Hvis jordorganismer ikke er til stede og aktive, vil der være behov for mere gødning for at levere plantenæringsstoffer.

et varieret samfund af organismer er din bedste beskyttelse mod større skadedyrsudbrud og jordfrugtbarhedsproblemer., En jord rig på organisk stof og kontinuerligt forsynet med forskellige typer friske rester er hjemsted for en meget mere forskelligartet gruppe af organismer end jord udtømt af organisk stof. Denne større mangfoldighed af organismer hjælper med at sikre, at færre potentielt skadelige organismer vil være i stand til at udvikle tilstrækkelige populationer til at reducere afgrødeudbyttet.

jord Tilth

når jorden har en gunstig fysisk tilstand til dyrkning af planter, siges det at have god tilth. En sådan jord er porøs og tillader vand at komme ind let, i stedet for at løbe ud af overfladen., Mere vand opbevares i jorden, så planter kan bruge mellem regn, og der opstår mindre erosion. God tilth betyder også, at jorden er godt luftet. Rødder kan nemt få ilt og slippe af med kuldio .id. En porøs jord begrænser ikke rodudvikling og udforskning. Når en jord har dårlig hældning, forringes jordens struktur, og jordaggregaterne nedbrydes, hvilket medfører øget komprimering og nedsat luftning og vandopbevaring. Et jordlag kan blive så komprimeret, at rødder ikke kan vokse., En jord med fremragende fysiske egenskaber vil have mange kanaler og porer i mange forskellige størrelser.

Undersøgelser på både uforstyrret og landbrugsjorden viser, at organisk stof øges, jord tendens til at være mindre kompakt og har mere plads til luft passage og vand opbevaring. Klæbrige stoffer produceres under nedbrydning af planterester. Sammen med planterødder og svampehyfer binder de mineralpartikler sammen til klumper eller aggregater., Derudover er de klæbrige sekretioner af mycorrhi .ale svampe—gavnlige svampe, der kommer ind i rødder og hjælper planter med at få mere vand og næringsstoffer—vigtigt bindemateriale i jordbunden. Arrangementet og indsamlingen af mineraler som aggregater og graden af jordkomprimering har stor indflydelse på plantevæksten (se kapitel 5 og 6). Udviklingen af aggregater er ønskelig i alle jordtyper, fordi det fremmer bedre dræning, beluftning og vandopbevaring. Den ene undtagelse er for vådområder afgrøder, såsom ris, når du ønsker en tæt, puddet jord for at holde det oversvømmet.,

organisk stof, som rest på jordoverfladen eller som bindemiddel til aggregater nær overfladen, spiller en vigtig rolle i faldende jorderosion. Overfladerester opfanger regndråber og mindsker deres potentiale til at løsne jordpartikler. Disse overfladerester også langsom vand som det strømmer over marken, giver det en bedre chance for at infiltrere i jorden. Aggregater og store kanaler forbedrer jordens evne til at lede vand fra overfladen ind i undergrunden.,

de Fleste landmænd kan fortælle, at en jord, der er bedre end en anden ved at se på dem, se hvordan de arbejder op, når de bearbejdes, eller endda ved at føle, hvad de føler, når de gik på eller rørt. Hvad de ser eller sensing er virkelig god tilth. For eksempel se billedet på bagsiden af denne bog. Det viser, at jordforskelle kan skabes af forskellige ledelsesstrategier. Landmænd og gartnere vil helt sikkert hellere dyrke deres afgrøder på den mere porøse jord, der er afbildet på billedet til højre.,da erosion har tendens til at fjerne den mest frugtbare del af jorden, kan det medføre en betydelig reduktion i afgrødeudbyttet. I nogle jorder, kan tabet af blot et par inches af muldjord resultere i et udbytte reduktion på 50%. Overfladen på nogle jordarter, der er lave i organisk materiale, kan forsegle eller skorpe, da nedbør nedbryder aggregater og porer nær overfladen fyldes med faste stoffer. Når dette sker, løber vand, der ikke kan infiltrere i jorden, væk fra marken og bærer værdifuld jordbund (figur 2.6).,

store jordporer eller kanaler er meget vigtige på grund af deres evne til at tillade meget vand at strømme hurtigt ind i jorden. Større porer dannes på en række måder. Gamle rodkanaler kan forblive åbne i nogen tid efter, at roden nedbrydes. Større jordorganismer, såsom insekter og regnorme, skaber kanaler, når de bevæger sig gennem jorden. Slimet, som regnorme udskiller for at forhindre, at deres hud tørrer ud, hjælper også med at holde deres kanaler åbne i lang tid.,

beskyttelse af jorden mod hurtige ændringer i surhedsgrad

syrer og baser frigives, når mineraler opløses, og organismer udfører deres normale funktioner ved nedbrydning af organiske materialer eller fastgørelse af nitrogen. Syrer eller baser udskilles af planternes rødder, og syrer dannes i jorden fra brugen af kvælstofgødning. Det er bedst for planter, hvis jordens surhedsstatus, kaldet pH, ikke svinger for vildt i løbet af sæsonen. PH-skalaen er en måde at udtrykke mængden af frit brint (H+) i jordvandet., Mere sure betingelser, med større mængder hydrogen, er angivet med lavere tal. En jord ved pH 4 er meget syre. Dens opløsning er ti gange mere syre end en jord ved pH 5. En jord ved pH 7 er neutral—der er lige så meget base i vandet som der er syre. De fleste afgrøder klarer sig bedst, når jorden er lidt sur, og pH-værdien er omkring 6 til 7. Essentielle næringsstoffer er mere tilgængelige for planter i dette pH-område, end når jordbunden enten er surere eller mere basisk., Jordens organiske stof er i stand til at bremse eller buffer ændringer i pH ved at tage fri brint ud af opløsningen, når syrer produceres eller ved at afgive brint, når baser produceres. (Se kapitel 20 for behandling af sur jord.)

stimulering af rodudvikling

mikroorganismer i jord producerer adskillige stoffer, der stimulerer plantevækst. Humus selv har en direkte gavnlig effekt på planter (figur 2.7). Årsagen til denne stimulering har hovedsageligt vist sig at skyldes at gøre mikronæringsstoffer mere tilgængelige for planter—hvilket får rødder til at vokse længere og have flere grene, hvilket resulterer i større og sundere planter. Derudover producerer mange jordmikroorganismer en række rodstimulerende stoffer, der opfører sig som plantehormoner.,

mørkning af jorden

organisk stof har tendens til at mørkere jord. Du kan nemt se dette i grove teksturerede sandjord, der indeholder lyse mineraler. Under godt drænet forhold tillader en mørkere jordoverflade en jord at varme op lidt hurtigere om foråret. Dette giver en lille fordel for frøspiring og de tidlige stadier af frøplanteudvikling, hvilket ofte er gavnligt i kolde områder.

beskyttelse mod skadelige kemikalier

nogle naturligt forekommende kemikalier i jord kan skade planter., For eksempel er aluminium en vigtig del af mange jordmineraler og udgør som sådan ingen trussel mod planter. Efterhånden som jorden bliver surere, især ved pH-niveauer under 5,5, bliver aluminium opløseligt. Nogle opløselige former af aluminium, hvis de findes i jordopløsningen, er giftige for planterødder. I nærværelse af betydelige mængder jordorganisk materiale er aluminiumet imidlertid bundet tæt og vil ikke gøre så meget skade.

organisk stof er den vigtigste jordegenskab, der reducerer pesticidudvaskning. Det holder tæt på en række pesticider., Dette forhindrer eller reducerer udvaskning af disse kemikalier til grundvand og giver tid til afgiftning af mikrober. Mikroorganismer kan ændre den kemiske struktur af nogle pesticider, industrielle olier, mange olieprodukter (gas og olier) og andre potentielt giftige kemikalier, hvilket gør dem harmløse.