Skaidymas, mikroorganizmai ir šaknų sąveika

Pradėkite nuo lapo šalia šaknies

Nukritęs lapas guli šalia daigo. Lape yra anglies junginių ir mineralinių elementų, tačiau šaknis lapo nenuryja. Pirmiausia organizmai ir cheminiai procesai pakeičia medžiagą. Maistinės medžiagos gali pereiti į ištirpusias formas, kurias šaknis gali gauti, likti kitoje organinėje medžiagoje arba pasišalinti iš šaknų zonos.

Tai naudingas atspirties taškas, nes matomas išnykimas nėra maistinės medžiagos matavimas. Lapo fragmentas gali sumažėti, nors dalis jo azoto lieka mikroorganizmų ląstelėse. Ir atvirkščiai: nedidelis išvaizdos pokytis gali lydėti svarbų cheminį pokytį. Vertindami, kas vyksta, atskirkite medžiagą, procesą ir augalo atsaką.

Anglį ir azotą sekite atskirai

Skaidančios bakterijos ir grybai fermentais ardo organinius junginius. Anglis suteikia statybinę medžiagą ir cheminę energiją. Aerobinio skaidymo metu kvėpuojant naudojamas deguonis ir išsiskiria anglies dioksidas. Dalis anglies patenka į naują mikroorganizmų biomasę ar kitą organinę medžiagą; skaidant ne kiekvienas anglies atomas iškart patenka į orą.

Azotui reikia atskiros apskaitos. Mikroorganizmams jo reikia ląstelių junginiams, įskaitant baltymus. Mineralizacija organinį azotą paverčia neorganinėmis formomis, įskaitant amonį. Imobilizacija mineralinį azotą įtraukia į organinę mikroorganizmų medžiagą. Šios pernašos keičia jo tiesioginį prieinamumą šaknims; jos nesukuria ir nesunaikina azoto atomų. Anglies balansas negali pakeisti azoto balanso.

Grynąją pernašą vertinkite atidžiai

Mineralizacija ir imobilizacija tame pačiame dirvožemyje gali vykti kartu. Šviežia anglies gausi liekana gali padidinti mikroorganizmų mineralinio azoto poreikį. Vėlesnė mikroorganizmų kaita dalį azoto gali vėl išlaisvinti. Balansas priklauso nuo prieinamos medžiagos, mikroorganizmų veiklos ir proceso sąlygų, o ne nuo universalaus laiko skaičiavimo po liekanų pridėjimo.

Įsivaizduokite apibrėžtą dirvožemio mėginį per vieną stebėjimo intervalą. Tarkime, 0,50 g azoto pereina iš organinės medžiagos į mineralinio azoto atsargą, o 0,20 g iš jos pereina į mikroorganizmų biomasę. Šiame mokomajame pavyzdyje visas kitas mineralinio azoto pernašas prilyginus nuliui, grynasis jo atsargos prieaugis yra 0,30 g azoto. Tai atsargos pokytis, o ne įrodymas, kad augalas gavo 0,30 g.

Pažvelkite aplink gyvą šaknį

Rizosfera yra gyvos šaknies veikiama dirvožemio sritis. Šaknys išskiria anglies turinčių medžiagų, įskaitant cukrus, kurie gali palaikyti mikroorganizmų veiklą. Todėl per lapų fotosintezę surišta anglis gali veikti procesus po žeme. Šaknies augimas taip pat keičia, kurias dirvožemio dalis augalas tyrinėja.

Ši įtaka vietinė ir kintanti. Aktyvi šaknis, negyvos šaknies fragmentas ir stiebo gabalėlis suteikia skirtingų išteklių. Mikroorganizmų bendrijos reaguoja į tuos išteklius, drėgmę, oro apykaitą ir temperatūrą. Vien organizmų skaičius neparodo, ar augalas gauna maistinių medžiagų naudos: svarbios veikla, organizmų tapatybė ir mainų sąlygos.

Atpažinkite konkrečias partnerystes

Mikorizės ryšyje suderinamas grybas ir augalo šaknis keičiasi ištekliais. Grybo hifai gali tyrinėti dirvožemį toliau nuo šaknies paviršiaus ir padėti tiekti tokias maistines medžiagas kaip fosfatai; grybas gauna augalinės kilmės anglį. Taip išplečiama prieiga prie maistinių medžiagų, bet neatsiranda naujas fosforo atomų šaltinis.

Kitokia partnerystė sieja suderinamus ankštinius augalus ir azotą fiksuojančias bakterijas šaknų gumbeliuose. Čia atmosferos azotas gali būti paverstas biologiškai naudingomis formomis. Augalas ryšį palaiko anglimi. Mikorizės suteikiama prieiga prie maistinių medžiagų ir biologinis azoto fiksavimas yra skirtingi mechanizmai. Nė vienas aprašymas neįrodo, kad pridėtas komercinis mikroorganizmas įsitvirtins, padidins derlių ar tiks konkrečiam augalui bei vietai.

Procesą susiekite su augalo atsaku

Tarkime, dvi lysvės gauna tokią pat augalinę liekaną, tačiau viena užmirkusi. Jų maistinių medžiagų tiekimas ir šaknų veikla nebūtinai vienodi. Vanduo, deguonis ir temperatūra veikia skaidymą; šaknis taip pat turi išlikti funkcionuojanti. Kai augalo poreikis mažas, išlaisvinta maistinė medžiaga gali pasukti kitu keliu, kol augalas ją panaudos.

Kad stebėjimas būtų naudingas, užrašykite liekanos kilmę, sudėtį, jei žinoma, padėjimo vietą, dirvožemio sąlygas ir augalo tarpsnį. Palyginkite atitinkamus dirvožemio ar audinių rezultatus, kartu išsaugodami jų mėginių ėmimo metodus. Su šaknimis susijusi biologija padeda paaiškinti galimybes, bet nediagnozuoja kiekvieno geltono lapo. Liekanų kokybės skaičiavimai, valdomas kompostavimas ir konkrečių augalų maistinių medžiagų sprendimai šią apskaitą toliau plėtoja savo temose.

Išnagrinėti pavyzdžiai

Pasitikrinkite supratimą

1. Augintojas mato nykstančius liekanos fragmentus. Ar tai parodo, kad jų azotas pateko į augalą?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne.

   Azotas gali likti organinėje medžiagoje ar mikroorganizmuose, patekti į mineralinę atsargą, pasišalinti iš šaknų zonos arba būti pasisavintas. Į augalą patekusiam azoto kiekiui pagrįsti reikia atskirų įrodymų.

2. Per kitą uždarą mokomąjį intervalą mineralizuojama 0,40 g azoto, o imobilizuojama 0,55 g. Koks mineralinio azoto atsargos pokytis?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   −0,15 g azoto.

   0,40 − 0,55 = −0,15 g. Sumažėjimas pagal nurodytas prielaidas reiškia pernašą į organinę biomasę, o ne azoto sunaikinimą.

3. Ar daugiau mikroorganizmų ląstelių visada reikštų geresnį augalų aprūpinimą maistinėmis medžiagomis?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne.

   Dalis veiklos išlaisvina maistines medžiagas, dalis jas laikinai įtraukia, o kai kurie organizmai augalams kenkia. Šaknų veikla, bendrijos tapatybė ir sąlygos veikia rezultatą.

Svarbiausios mintys

• Anglį ir maistinius elementus sekite atskirose apskaitose.
• Mineralizacija ir imobilizacija keičia maistinės medžiagos formą ir tai, kurioje atsargoje ji yra.
• Išlaisvinimas į dirvožemį ir augalo pasisavinimas yra skirtingi įvykiai.
• Šaknų partnerystės turi konkrečius mechanizmus ir sąlygas.