Augalų liekanų savybės ir skaidymasis

Dvejos augalų liekanos nebūtinai skaidosi vienodai

Padėkite šviežius lapus šalia sausų sumedėjusių stiebų. Abu yra augalinė medžiaga, tačiau skaidytojams teikia skirtingus cheminius junginius, fizines struktūras ir vandens kiekius. Bendram apibūdinimui naudinga abu vadinti organine medžiaga, tačiau tai nepasako, kaip greitai jie suirs ar tieks maisto medžiagas.

Liekanų kokybė apibūdina šiam virsmui svarbias savybes. Tai anglies ir maisto medžiagų sudėtis, lengviau prieinamų junginių ir atsparių struktūrų santykis, dalelių dydis bei sąlytis su skaidymosi aplinka. Kokybė čia nėra moralinis vertinimas ar vienas balas: lėtai besiskaidančios liekanos gali atlikti kitokią funkciją nei greitai besiskaidančios.

Ankstesniuose straipsniuose apie maisto medžiagas ir gamybai naudojamus išteklius paaiškinta, kodėl svarbios medžiagų formos, kiekiai ir apskaitos ribos. Bendruosiuose Pagrinduose apie medžiagų apykaitą, anglies ciklą ir tvermę pateikiami bendrieji principai. Čia juos taikome augalų liekanoms. Valdomas kompostavimas ir tarpinių pasėlių maisto medžiagų atgavimas lieka atskiros temos.

Mikroorganizmai naudoja liekanas; jiems taip pat reikia maisto medžiagų

Liekanas skaidantys mikroorganizmai organinius junginius naudoja kaip anglies ir energijos šaltinius; jų pačių biomasei kurti reikia azoto ir kitų elementų. Aerobinėje aplinkoje kvėpuojant dalis anglies išsiskiria anglies dioksido pavidalu. Kita anglies dalis gali likti mikroorganizmų biomasėje ir iš dalies transformuotoje organinėje medžiagoje. Ne visa liekanų anglis tuo pačiu metu juda tuo pačiu keliu.

Kai mikroorganizmai mineralinį azotą įtraukia į organinę biomasę, šis procesas vadinamas imobilizacija. Mineralizacija – tai organinio azoto virtimas mineralinėmis formomis, įskaitant amonį. Abu procesai gali vykti besiskaidančioje sistemoje; bendras jų rezultatas priklauso nuo liekanų, mikrobų veiklos ir aplinkos sąlygų.

Todėl įnešus azoto turinčios medžiagos nebūtinai iškart padaugėja šaknims prieinamo azoto. Mikroorganizmai gali laikinai konkuruoti dėl mineralinio azoto, o vėlesni virsmai dalį azoto gali vėl paversti mineralinėmis formomis. Augalų pasisavinimas, nuostoliai ir kiti dirvožemio procesai taip pat veikia, kas prieinama tada, kai augalui to reikia.

C:N yra elementų masių santykis

Anglies ir azoto masių santykis, žymimas C:N, palygina anglies masę su azoto mase apibūdinamoje medžiagoje. Santykis 40:1 reiškia 40 anglies masės vienetų vienam azoto masės vienetui, abiem naudojant tą patį matavimo vienetą. Tai nereiškia, kad 40 % medžiagos yra anglis, o likusi dalis – azotas.

Aiškiai nurodykite matavimo pagrindą. Sausųjų medžiagų pagrindu pateikiamoje sudėtyje mėginio vanduo neįtraukiamas į vardiklį. Skaičiuojant pagal sausą masę negalima jos tiesiog pakeisti šviežia ar šlapia mase. Prieš lygindami ar jungdami duomenis gaukite reikalingą informaciją apie drėgmę ir sudėtį.

Mišiniui sudėkite anglies mases ir atskirai azoto mases, tada padalykite šias sumas. Paprastas ingredientų santykių vidurkis paprastai duoda neteisingą rezultatą. Mišinio santykis priklauso nuo kiekvieno ingrediento kiekio ir jo įnešamų anglies bei azoto masių.

Santykis padeda apibūdinti galimą mikroorganizmams tiekiamų anglies ir azoto pusiausvyrą, tačiau nėra universalus jungiklis tarp imobilizacijos ir išsiskyrimo. Svarbu, kurie junginiai prieinami, kiek vietoje yra mineralinio azoto ir kokia aplinka. Vien bendras C:N santykis nepasako skaidymosi spartos, trąšų dozės ar dienos, kai maisto medžiagos taps prieinamos.

Prieinamumas ir struktūra keičia rezultatą

Tirpius junginius ir kai kuriuos mažiau atsparius augalų komponentus galima panaudoti lengviau nei atspariose struktūrose apsaugotą medžiagą. Ligninas ir su juo susijusi ląstelių sienelių sandara gali riboti prieigą prie kitų junginių. Todėl dvejos liekanos, kurių bendras C:N santykis panašus, gali skaidytis skirtingai.

Dydis ir vieta taip pat veikia sąlytį su mikroorganizmais, vandeniu ir oru. Susmulkinus medžiagą gali padidėti atviras paviršius, tačiau glaudžiai susipakavusios dalelės gali sumažinti porų erdvę ir deguonies patekimą. Smulkiau nebūtinai geriau visais išdėstymo atvejais.

Paviršiuje esančių ir įterptų liekanų aplinka skiriasi. Sąlyčio, džiūvimo, temperatūros ir aeracijos pokyčiai gali veikti virsmus ir jų laiką. Tai padeda suprasti, kodėl laboratorinio inkubavimo, kompostavimo ir lauko rezultatus reikia sieti su jų sąlygomis, o ne laikyti tarpusavyje pakeičiamais.

Vanduo, deguonis ir temperatūra veiklą veikia kartu

Mikrobų veiklai reikia tinkamų vandens sąlygų. Labai sausa medžiaga gali riboti veiklą ir pernašą. Vandens perteklius gali užpildyti poras ir trukdyti deguoniui judėti, ypač suslėgtoje medžiagoje. Aerobiniam procesui vandens išlaikymas ir oro prieiga yra susiję reikalavimai, o ne atskiri dydžiai, kuriuos reikia didinti kiek įmanoma.

Temperatūra veikia biologinių procesų spartą, tačiau šiltesnė aplinka nepanaikina deguonies, prieinamo substrato ar maisto medžiagų trūkumo. Valdomos kompostavimo sistemos vidaus temperatūros kaita taip pat priklauso nuo biologinės veiklos ir šilumos mainų. Išsamūs veikimo intervalai ir valdymo būdai aptariami kompostavimo proceso straipsnyje.

Užfiksuokite sąlygas, kuriomis išmatuotas nurodytas skaidymasis: liekanų rūšį, kiekį, sudėties skaičiavimo pagrindą, drėgmę, temperatūrą, deguonies sąlygas, vietą ir stebėjimo laikotarpį. Teiginys, kad ši medžiaga susiskaidė greitai, yra neišsamus be medžiagos, vertinamo rezultato ir sąlygų, dėl kurių palyginimas prasmingas.

Skaidymasis ir naudingas maisto medžiagų tiekimas – skirtingi rezultatai

Liekanų masė gali mažėti, nors maisto medžiaga lieka mikroorganizmų ar kitoje organinėje medžiagoje. Bendrasis įneštas azotas nėra tas pats kiekis, kaip iškart šaknims prieinamas azotas. Matomas lapų išnykimas taip pat nepatvirtina, kad jų maisto medžiagas pasisavino numatytas auginamas augalas.

Naudingas maisto medžiagų tiekimas priklauso nuo išsiskyrimo formos ir laiko, augalų poreikių bei galimų nuostolių ar išlaikymo pasirinktos sistemos ribose. Laboratorinis sudėties matavimas pateikia dalį šios apskaitos; lauko stebėjimai ir tinkamas maisto medžiagų vertinimas – kitas dalis.

Augalų liekanos gali prisidėti prie maisto medžiagų apytakos, paviršiaus apsaugos ir organinės medžiagos procesų. Numatytą funkciją susiekite su duomenimis. Valdomus procesus ir lauko strategijas nagrinėkite atskirose komposto ir tarpinių pasėlių temose; iš šio straipsnio išlaikykite principą, kad rezultatą kartu formuoja sudėtis, mikrobų veikla ir aplinka.

Išnagrinėti pavyzdžiai

Pasitikrinkite supratimą

1. Dvejų liekanų bendras C:N santykis vienodas. Ar jų azotas būtinai išsiskiria tuo pačiu greičiu?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne. Bendras santykis yra tik dalis informacijos.

   Gali skirtis junginių prieinamumas, atsparios struktūros, dalelių išsidėstymas, mineralinių maisto medžiagų tiekimas ir aplinkos sąlygos.

2. Ar mikrobinė imobilizacija reiškia azoto atomų išnykimą iš sistemos?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne. Jos metu mineralinis azotas įtraukiamas į organinę biomasę.

   Prieinamumas šaknims gali kisti, nors azotas lieka apibrėžtoje sistemoje. Tikriesiems nuostoliams reikia atskirų kelių ir apskaitos.

3. Azoto procentinė dalis mėginyje pateikta sausųjų medžiagų pagrindu. Ar ją galima dauginti iš šlapios mėginio masės neatsižvelgiant į vandenį?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne. Masę derinkite su nurodytu sudėties skaičiavimo pagrindu.

   Antraip vanduo laikomas sausąją medžiagą sudarančia dalimi ir gaunama klaidinga elemento masė.

Svarbiausios mintys

• Augalų liekanų savybės apima cheminę sudėtį, struktūrą ir prieinamumą.
• Mikroorganizmai transformuoja anglį ir maisto medžiagas; imobilizacija ir mineralizacija reiškia skirtingus procesus.
• Mišinio C:N apskaičiuokite iš sudėtų anglies ir azoto masių, naudodami vienodą pagrindą.
• Drėgmė, oro prieiga, temperatūra ir liekanų vieta skaidymąsi veikia kartu.
• Vien bendras maisto medžiagų kiekis ir matomas skaidymasis nenumato naudingo jų tiekimo auginamiems augalams.