V agronomii a pedologie , mineralizace je rozklad na organické části materiálu půdy, která obsahuje také minerální část . Odpovídá konečnému biologickému rozkladu organických látek, který je výsledkem biologického působení.
Mineralizace umožňuje návrat uhlíku a dalších prvků v anorganické formě, a proto je znovu použitelný rostlinami . Přirozený proces, může být urychlen ohněm ( spalováním ) nebo může být řízen lidmi, například za účelem výroby přírodního hnojiva ( kompostování ).
Čerstvá organická hmota v půdě prochází dvojitou transformací dvěma paralelními procesy:
Tyto humus ukládá vskutku okamžik organické látky, která je odečtena od takzvané primární mineralizace; ale tento humus se nehromadí v půdě donekonečna, protože zase podléhá biodegradaci, pomalejší, nazývané sekundární mineralizace . Tato sekundární mineralizace je víceméně důležitá v závislosti na pedoklimatických podmínkách a jemně také transformuje její prvky na vodu, minerální soli a CO 2..
Mineralizaci předchází vývoj bílé hniloby na listech a fragmentace makrozbytku , kterou provádějí hlavně detritivory, které částečně štěpí celulózu : mikroartropody, jejichž počet často přesahuje 400 000 na m 2 a které perforují epidermis listů ( chvostoskoci typ hmyz schopen skeletonizing listy, pastvy roztoče, jako jsou Oribates ), žížaly , plžů , macrorathropods (larvami Diptera, stejnonožci, diplopods), které zvětšují otvory provedené předcházejících microarthropods a jíst 40% vrhu řezáním listy a útočící na žíly atd.
Když červi a mikroartropodi fragmentují nejmenší zbytky a výkaly jiných pastvin, stimulují vývoj rozkladačů (bakterií, hub) na všech těchto mikrofragmentech. Poté nastává skutečná mineralizace, která zahrnuje tyto rozkládače. Energie nezbytná pro jejich vývoj je odvozena z enzymatické degradace probíhající během procesů dýchání a fermentace ( aerobní nebo anaerobní ).
Během primární mineralizace procházejí velké organické molekuly ( bílkoviny , lipidy , celulóza , lignin ) hydrolytickou nebo oxidační depolymerací v důsledku aktivity rozkladačů:
Celý proces končí transformací malých organických molekul na minerální prvky (N, P, K) s uvolňováním vody a CO 2 . Zlomek organické hmoty je obtížnější transformovat: odpovídá taninům a polyfenolickým zbytkům ligninů v kombinaci s bílkovinami a tvoří hnědé pigmenty ( barva podzimních listů ).
Sekundární mineralizace (nazývaná také humusová mineralizace nebo odvlhčování) používá stejné chemické procesy jako primární mineralizace, ale je pomalejší (rozkládá 1 až 3% zvlhčeného materiálu za rok, zatímco primární mineralizace se rozpadá a zlepšuje se podestýlka. Po dobu jednoho až pěti let ). Současný výzkum však zpochybňuje tuto klasifikaci založenou na jediné časové škále: mineralizace a humifikace jsou složité procesy progresivního rozkladu, které je stále těžké pochopit.
Průměrné doby biodegradace jsou uvedeny v následujících tabulkách:
Počáteční organické sloučeniny | Přibližný čas poločasu |
---|---|
Cukry | 3 měsíce |
Hemicelulóza | 4 měsíce |
Celulóza | 6 měsíců |
Ligniny | 1 rok |
Pláštěnky | 2 roky |
Fenoly | 7 let |
Vytvořily se huminové látky | Přibližný poločas |
---|---|
Fulvové kyseliny | 200 - 1000 let |
Huminové kyseliny | 200 - 1000 let |
Huminové | více než 2000 let |
Tedy „když mrtvý list spadne na zem, část jeho atomů uhlíku se vrátí do atmosféry během několika týdnů nebo měsíců. Jiné budou po určitou dobu imobilizovány v půdním roztoku nebo budou zabudovány do mikroorganismů . Ještě další uvíznou ve stabilních sloučeninách a budou tam i za tisíc let! "
Organická hmota se více či méně rychle rozkládá v závislosti na typu humusu . V typické půdě je téměř 60% organické hmoty mineralizováno za rok. Rychlost mineralizace závisí hodně na vlastnostech humusu, hlavně na jeho pH , vlhkosti a biologickém obsahu (poměr C / N ). Mull , nebo měkký humus (pH mezi 5,5 a 8,5: mull vápenatý, který má zásadité pH, nebo slabě kyselé lesní suspenze) se vyznačuje / N poměr nízký C (mezi 10 a 20), o tloušťce a organického materiálu, složené převážně z huminové kyseliny . Rychlá mineralizace a nitrifikace (80% podestýlky se rozloží za rok v mírném lese ) je hlavně prací bakterií. Moder (humus meziprodukt pH mezi 4 a 5), je charakterizován poměrem C / N (15 až 25) a organického materiálu, složeného z fulvokyseliny a humózní. Pomalá mineralizace a nitrifikace (80% podestýlky se rozloží za čtyři roky) jsou hlavně dílem hub. Mor nebo surový humus ( pH kyseliny mezi 3,5 a 5), je charakterizován poměrem C / N velmi vysoká (mezi 25 a 40 ° C, někdy i větší než 100) a organické látky obsahující především fulvokyselin (netvoří žádný jíl-huminové komplex v důsledku acidolýzy jílů). Velmi pomalá mineralizace a nitrifikace (80% podestýlky se rozloží za 15 až 20 let) jsou hlavně dílem hub.