Varför jord organiskt material är så viktigt

en bördig och hälsosam jord är grunden för friska växter, djur och människor. Och jord organiskt material är själva grunden för friska och produktiva jordar. Att förstå betydelsen av organiskt material för att upprätthålla en hälsosam mark är avgörande för att utveckla ekologiskt sunda jordbruksmetoder. Men hur kan organiskt material, som bara utgör en liten andel av de flesta jordar, vara så viktigt att vi ägnar de tre kapitlen i detta avsnitt för att diskutera det?, Anledningen är att organiskt material positivt påverkar, eller ändrar effekten av, i huvudsak alla jordegenskaper. Det är anledningen till att det är så viktigt att vår förståelse av markhälsa och hur man hanterar jordar bättre. Organiskt material är i huvudsak hjärtat av historien, men absolut inte den enda delen. Förutom att fungera i ett stort antal nyckelroller som främjar markprocesser och växttillväxt är Mark organiskt material en kritisk del av ett antal globala och regionala cykler.

det är sant att du kan odla växter på jordar med lite organiskt material., Faktum är att du inte behöver ha någon jord alls. (Även om grus och sand hydroponiska system utan jord kan odla utmärkta grödor, är storskaliga system av denna typ vanligtvis varken ekonomiskt eller ekologiskt sunda.) Det är också sant att det finns andra viktiga frågor förutom organiskt material när man överväger kvaliteten på en mark. Men när Mark organiskt material minskar blir det allt svårare att odla växter, eftersom problem med fertilitet, vattentillgång, komprimering, erosion, parasiter, sjukdomar och insekter blir vanligare., Allt högre nivåer av ingångar—gödselmedel, bevattningsvatten, bekämpningsmedel och maskiner-krävs för att upprätthålla avkastningen mot bakgrund av organisk materia utarmning. Men om uppmärksamhet ägnas åt korrekt hantering av organiskt material kan jorden stödja en bra gröda utan att behöva dyra korrigeringar.

halten av organiskt material i jordbrukets matjord ligger vanligtvis i intervallet 1-6%. En studie av jordar i Michigan visade potentiella avkastningshöjningar på cirka 12% för varje 1% organiskt material., I ett Marylandexperiment såg forskare en ökning av cirka 80 bushels majs per hektar när organiskt material ökade från 0.8% till 2%. Det enorma inflytandet av organiskt material på så många av jordens egenskaper-biologiska, kemiska och fysiska—gör det av avgörande betydelse för friska jordar (figur 2.3). En del av förklaringen till detta inflytande är den lilla partikelstorleken hos den väl sönderdelade delen av organiskt material-humus. Dess stora yta–till–volym-förhållande innebär att humus är i kontakt med en stor del av jorden., Den intima kontakten av humus med resten av jorden tillåter många reaktioner, såsom frisättning av tillgängliga näringsämnen i jordvattnet, att ske snabbt. Men de många rollerna hos levande organismer gör marklivet till en viktig del av den organiska materiens historia.

växtnäring

näringsämnen från nedbrytande organiskt material.

de flesta näringsämnena i jord organiskt material kan inte användas av växter så länge dessa näringsämnen finns som en del av stora organiska molekyler., Som markorganismer sönderdelas organiska eller mineraliska former som växter lätt kan använda. Denna process, kallad mineralisering, ger mycket av det kväve som växter behöver genom att omvandla det från organiska former. Till exempel omvandlas proteiner till ammonium (NH4+) och sedan till nitrat (NO3–). De flesta växter kommer att ta upp majoriteten av deras kväve från jordar i form av nitrat. Mineraliseringen av organiskt material är också en viktig mekanism för att leverera växter med sådana näringsämnen som fosfor och svavel och de flesta mikronäringsämnena., Denna frisättning av näringsämnen från organiskt material genom mineralisering är en del av en större jordbruksnäringscykel (se figur 2.4). För en mer detaljerad diskussion om näringscykler och hur de fungerar i olika beskärningssystem, se kapitel 7.

tillsats av kväve.

bakterier som lever i knölar på baljväxter rötter omvandla kväve från atmosfärisk gas (N2) till former som anläggningen kan använda direkt., Ett antal fritt levande bakterier fixar också kväve.

lagring av näringsämnen på jord organiskt material.

sönderdelning av organiskt material kan mata växter direkt, men det kan också indirekt gynna växtens näring. Ett antal viktiga näringsämnen förekommer i jordar som positivt laddade molekyler som kallas katjoner (uttalade kattögon). Förmågan hos organiskt material att hålla fast vid katjoner på ett sätt som håller dem tillgängliga för växter kallas cation exchange capacity (CEC). Humus har många negativa laddningar., Eftersom motsatta laddningar lockar, kan humus hålla fast vid positivt laddade näringsämnen, såsom kalcium (Ca++), kalium (K+) och magnesium (Mg++) (se figur 2.5 a). Detta håller dem från att läcka djupt in i underlaget när vatten rör sig genom matjord. Näringsämnen som hålls på detta sätt kan gradvis släppas ut i jordlösningen och göras tillgängliga för växter under hela växtsäsongen. Men kom ihåg att inte alla växtnäringsämnen förekommer som katjoner. Till exempel är nitratformen av kväve negativt laddad (NO3–) och avstöts faktiskt av den negativt laddade CEC., Därför läcker nitrat lätt när vatten rör sig ner genom jorden och bortom rotzonen.

lerpartiklar har också negativa laddningar på sina ytor (figur 2.5 b), men organiskt material kan vara den främsta källan till negativa laddningar för grova och medelstora jordar. Vissa typer av leror, såsom de som finns i sydöstra USA och i tropikerna, tenderar att ha låga mängder av negativ laddning. När dessa leror är närvarande kan organiskt material vara den viktigaste källan till negativa laddningar som binder näringsämnen, även för fintexturerade (hög lera) jordar.,

skydd av näringsämnen genom kelation.

organiska molekyler i jorden kan också hålla fast vid och skydda vissa näringsämnen. Dessa partiklar, kallade ”kelater” (uttalade nyckellater) är biprodukter av aktiv sönderdelning av organiska material och är mindre än partiklarna som utgör humus. I allmänhet hålls element starkare av kelater än genom bindning av positiva och negativa avgifter., Kelater fungerar bra eftersom de binder näringsämnet på mer än en plats på den organiska molekylen (figur 2.5 C). I vissa jordar skulle spårämnen, såsom järn, zink och mangan, omvandlas till otillgängliga former om de inte var bundna av kelater. Det är inte ovanligt att hitta låg-organiska ämnen jordar eller exponerade subsoils bristfällig i dessa mikronäringsämnen.

andra sätt att bibehålla tillgängliga näringsämnen.

det finns vissa bevis för att organiskt material i jorden kan hämma omvandlingen av tillgänglig fosfor till former som inte är tillgängliga för växter., En förklaring är att organiskt material täcker ytan av mineraler som kan binda tätt mot fosfor. När dessa ytor är täckta är tillgängliga former av fosfor mindre benägna att reagera med dem. Dessutom kan humiska ämnen kelatera aluminium och järn, som båda kan reagera med fosfor i jordlösningen. När de hålls som kelater kan dessa metaller inte bilda ett olösligt mineral med fosfor.

positiva effekter av markorganismer

markorganismer är nödvändiga för att hålla växter väl levererade med näringsämnen eftersom de bryter ner organiskt material., Dessa organismer gör näringsämnen tillgängliga genom att frigöra dem från organiska molekyler. Vissa bakterier fixar kvävegas från atmosfären, vilket gör den tillgänglig för växter. Andra organismer löser upp mineraler och gör fosfor mer tillgänglig. Om markorganismer inte är närvarande och aktiva, kommer fler gödningsmedel att behövas för att leverera växtnäringsämnen.

en varierad gemenskap av organismer är ditt bästa skydd mot stora skadedjursutbrott och markens fertilitetsproblem., En jord rik på organiskt material och ständigt levereras med olika typer av färska rester är hem för en mycket mer varierad grupp av organismer än jord utarmat av organiskt material. Denna större mångfald av organismer bidrar till att försäkra sig om att färre potentiellt skadliga organismer kommer att kunna utveckla tillräckliga populationer för att minska skörden.

jord Tilth

När jorden har ett gynnsamt fysiskt tillstånd för växande växter, sägs det ha bra tilth. En sådan jord är porös och tillåter vatten att komma in lätt, istället för att springa av ytan., Mer vatten lagras i jorden för växter att använda mellan regn, och mindre erosion uppstår. Bra tilth innebär också att jorden är väl luftad. Rötter kan enkelt få syre och bli av med koldioxid. En porös jord begränsar inte rotutveckling och utforskning. När en jord har dålig lutning försämras jordens struktur och jordaggregaten bryts ner, vilket orsakar ökad komprimering och minskad luftning och vattenlagring. Ett jordlager kan bli så komprimerat att rötterna inte kan växa., En jord med utmärkta fysikaliska egenskaper kommer att ha många kanaler och porer av många olika storlekar.

studier på både ostörda och jordbruksmark visar att när organiskt material ökar tenderar marken att vara mindre kompakt och har mer utrymme för luftpassage och vattenlagring. Klibbiga ämnen produceras under sönderdelning av växtrester. Tillsammans med växtrötter och svamphyphae binder de mineralpartiklar ihop i klumpar eller aggregat., Dessutom är de klibbiga sekretionerna av mykorrhizala svampar-fördelaktiga svampar som kommer in i rötter och hjälper växter att få mer vatten och näringsämnen—viktiga bindande material i jordar. Arrangemanget och uppsamlingen av mineraler som aggregat och graden av jordkomprimering har enorma effekter på växttillväxten (se kapitlen 5 och 6). Utvecklingen av aggregat är önskvärt i alla typer av jordar eftersom det främjar bättre dränering, luftning och vattenlagring. Ett undantag är för våtmark grödor, såsom ris, när du vill ha en tät, puddled jord för att hålla det översvämmade.,

organiskt material, som rester på markytan eller som bindemedel för aggregat nära ytan, spelar en viktig roll för att minska jorderosion. Ytrester avlyssnar regndroppar och minskar deras potential att lossa jordpartiklar. Dessa ytrester saktar också vattnet när det strömmar över fältet, vilket ger det en bättre chans att infiltrera i jorden. Aggregat och stora kanaler förbättrar markens förmåga att leda vatten från ytan till underlaget.,

de flesta jordbrukare kan säga att en jord är bättre än en annan genom att titta på dem, se hur de fungerar när de faktureras, eller ens genom att känna hur de känner när de gick på eller rörd. Vad de ser eller avkänning är riktigt bra tilth. Till exempel, se bilden på baksidan av den här boken. Det visar att markskillnader kan skapas genom olika förvaltningsstrategier. Bönder och trädgårdsmästare skulle säkert hellre odla sina grödor på den mer porösa jorden som avbildas på bilden till höger.,

eftersom erosion tenderar att avlägsna den mest bördiga delen av jorden kan den orsaka en signifikant minskning av skördarna. I vissa jordar kan förlusten av bara några inches av matjord resultera i en avkastning minskning med 50%. Ytan på vissa jordar som är låga i organiskt material kan försegla över eller skorpa, eftersom nederbörden bryter ner aggregat och porer nära ytan fyller med fasta ämnen. När detta händer rinner vatten som inte kan infiltrera i jorden utanför fältet och bär värdefull matjord (figur 2.6).,

stora jordporer, eller kanaler, är mycket viktiga på grund av deras förmåga att tillåta mycket vatten att strömma snabbt in i jorden. Större porer bildas på ett antal sätt. Gamla rotkanaler kan förbli öppna under en tid efter att roten sönderdelas. Större markorganismer, såsom insekter och daggmaskar, skapar kanaler när de rör sig genom jorden. Den slem som daggmaskar utsöndrar för att hålla huden från att torka ut hjälper också till att hålla sina kanaler öppna under lång tid.,

skydd av jorden mot snabba förändringar i surhet

syror och baser frigörs när mineraler löser upp och organismer går om sina normala funktioner för att sönderdela organiska material eller fixera kväve. Syror eller baser utsöndras av växternas rötter, och syror bildas i jorden från användningen av kvävegödselmedel. Det är bäst för växter om jordens surhetsstatus, kallad pH, inte svänger för vildt under säsongen. PH-skalan är ett sätt att uttrycka mängden fritt väte (H+) i jordvattnet., Mer sura förhållanden, med större mängder väte, indikeras med lägre tal. En jord vid pH 4 är mycket sur. Dess lösning är tio gånger mer syra än en jord vid pH 5. En jord vid pH 7 är neutral-det finns lika mycket bas i vattnet som det finns syra. De flesta grödor gör bäst när jorden är något sur och pH är runt 6 till 7. Viktiga näringsämnen är mer tillgängliga för växter i detta pH-område än när jordar är antingen sura eller mer grundläggande., Jord organiskt material kan sakta ner, eller buffert, förändringar i pH genom att ta fri väte ur lösning som syror produceras eller genom att avge väte som baser produceras. (För diskussion om hantering av sura jordar, se kapitel 20.)

stimulering av rotutveckling

mikroorganismer i jordar producerar många ämnen som stimulerar växttillväxt. Humus själv har en direkt fördelaktig effekt på växter (figur 2.7). Anledningen till denna stimulering har visat sig främst bero på att göra mikronäringsämnen mer tillgängliga för växter-orsakar rötter att växa längre och har fler grenar, vilket resulterar i större och friskare växter. Dessutom producerar många jordmikroorganismer en mängd rotstimulerande ämnen som beter sig som växthormoner.,

mörkfärgning av jorden

organiskt material tenderar att mörka jordar. Du kan enkelt se detta i grovtexturerade sandiga markar som innehåller ljusfärgade mineraler. Under väldränerade förhållanden tillåter en mörkare markyta en jord att värma upp lite snabbare på våren. Detta ger en liten fördel för fröspiring och de tidiga stadierna av plantautveckling, vilket ofta är fördelaktigt i kalla områden.

skydd mot skadliga kemikalier

vissa naturligt förekommande kemikalier i jordar kan skada växter., Aluminium är till exempel en viktig del av många jordmineraler och utgör som sådan inget hot mot växter. Eftersom jordar blir sura, speciellt vid pH-nivåer under 5,5, blir aluminium lösligt. Vissa lösliga former av aluminium, om de finns i jordlösningen, är giftiga för växtrötter. Men i närvaro av betydande mängder jord organiskt material är aluminium bundet tätt och kommer inte att göra lika mycket skada.

organiskt material är den enskilt viktigaste jordegenskapen som minskar utlakningen av bekämpningsmedel. Det håller tätt på ett antal bekämpningsmedel., Detta förhindrar eller minskar läckage av dessa kemikalier i grundvatten och tillåter tid för avgiftning av mikrober. Mikroorganismer kan ändra den kemiska strukturen hos vissa bekämpningsmedel, industriella oljor, många petroleumprodukter (gas och oljor) och andra potentiellt giftiga kemikalier, vilket gör dem ofarliga.