هوموس چیست؟

" هوموس" يک ماده بيوشيميايي است که در لايه هاي بالايي خاک که تيره است، تشکيل مي شود. خود هوموس به رنگ قهوه اي تيره تا سياه است. مطالعه هوموس بصورت مجزا بسيار مشکل است، چرا که هوموس با ذرات ريز مواد معدني به خوبي مخلوط شده است. هوموس از اسيدها(هوميک و فوليک)، قارچها، باکتريها، دياستازها و ترکيبات آلي ديگر که در مراحل گوناگون تجزيه مي باشند تشکيل يافته است و در تشکيل آن نقش ليگنين حائز اهميت فراوان است؛ زيرا مواد ازته و گلوسيدها بر روي ان تثبيت گشته، به اين ترتيب از يک طرف مولکولهاي بزرگ آلي را تشکيل ميدهد و از طرف ديگر به ذرات رس متصل مي گردد. خاکدانه هاي رسي- هوموسي که به اين ترتيب از آميزش تنگاتنگ مواد آلي و معدني پديد مي آيند ساختماني نرم و قابل تهويه با ظرفيت بالاي ذخيره آب و عناصر غذايي به خاک مي بخشد .

مواد پروتئيني موجود در هوموس که از کالبد موجودات زنده حاصل مي شود، توسط موجودات ذره بيني با منشاء گياهي و جانوري(گياوزيا) تجزيه مي يابند و به آهستگي معدني شده، به طور پيوسته غذاي گياهان را تامين مي نمايند. به بيان ديگر هوموس ماده غذايي بينابيني و ذخيره اي است که عامل اصلي حاصلخيزي خاک را تشکيل مي دهد .

- هوموس باعث بهبود ساختمان خاک براي رشد گياهان مي شود

هوموس داراي انواع گوناگوني است که بستگي به کيفيت مواد آلي و نوع سنگ مادر دارد :

1- هوموس مول: پيوند تنگاتنگ با ذرات معدني دارد و غالبا در اقليم معتدل و مرطوب بر روي خاکهاي قليايي و رسي با خاک برگ فراوان و تجزيه پذير تشکيل مي شود .

2- هوموس مور: فشرده تر بوده، در اقيلم سردتر و بر روي خاک برگهايي که به دشواري تجزيه مي شوند(مانند برگهاي سوزني کاج) و بر روي خاکهاي ماسه اي و اسيدي که عملا فاقد کلوئيد رس مي باشند تشکيل مي شود .

3- هوموس مودر: نوع بينابيني دو قسم فوق مي باشد. نمونه هوموس اسيد در اطراف کوه هاي آلپ مشاهده مي شود .

 همی­سلولز و سلولز در لاشبرگ­ها توسط میکروب­ها سریع تجزیه می­شوند، در حالی که موادی مثل لیگنتین، کوتیکول گیاهی و کیتین حیوانی باقی می­مانند ( Kevan 1968 ).

 با گذشت زمان، تجزیه توده مواد آلی افزایش می­یابد. سرانجام بقایای گیاهی به طور کامل هوموسی­شده و نسبت C/N پیوسته کاهش می­یابد. در  pH بیشتر از 5 باکتری­ها و اکتینومیست­ها تجزیه­کنندگان اصلی هستند که تولید هوموس مول می­کنند. در pH کمتر از 5 قارچ­ها تجزیه کننده اصلی هستند، که تولید هوموس مور می­کند.

فاکتورهای متفاوتی روی سرعت تجزیه لاشبرگ­ها موثرند. سرعت تجزیه در شرایط محیطی گرم، مرطوب و غنی از مواد غذایی سریع است. هوموسی­شدن در مواد سنگی، تحت پوشش علفی در خاک­های مرطوب و در مواد مادری دارای کربنات زیاد قابل توجه است ( Smith et al.1950, Gaikawad and Hole 1965, Anderson et al. 1975, Schaetzl 1991b ).

کند شدن هوموسی

 جذب مواد آلی و هوموس توسط رس­ها  تجزیه و هوموسی شدن را کند می­کند.کمپلکس اسید هومیک و رس در علفزارها وجود دارد.

 بعد از شخم علفزارها   مواد آلی­  را سریع از دست می­دهند، زیرا تجزیه هومیک اندک است و به نحو دیگری تجزیه می­شوند.( Martel and Poul1974, Tiessen and Stewart 1983, Gregorich and Anderson1985, Zhang et al. 1988 ) به هر حال، بعد مدت طولانی از شخم مقدار مواد آلی این خاک­ها ثابت می­شود. در نهایت ذرات خاک فقط با مقاوم­ترین Ligno_Protein باقی­مانده که رنگ خاک را حتی در مقادیر کم تیره می­کند، پوشیده می­شود.

 در هوموسی شدن نسبت C/N بقایای گیاهی اولیه اهمیت دارد. بقایای گیاهی با C/N بالا آهسته­تر تجزیه می­شوند.

1-  تجزیه بیولوژیکی مواد آلی (Biodeterioration) :

تجزیه بیولوژیکی مواد آلی زمانی اتفاق می­افتد که شرایط برای تجزیه میکروبی مناسب باشد.                          تجزیه بیولوژیکی به طور آهسته در خاک انجام می شود. کرم­ها و جانوران خاک، باکتری­ها، اکتینومیست­ها، قارچ­ها و... نقش مهمی در تجزیه بقایای گیاهی و جانوری دارند ( Kumada 1987, Stevenson 1994, Brussoard and Juma 1996 ).

2- کمپوستی شدن  (Composting) :

در طی این فرایند، ترکیبات کربن­دار و نیتروژنه از طریق فعالیت جمعیت میکروبی در مواد آلی پیچیده که از نظر شیمیایی و بیولوژیکی شبیه مواد هوموسی هستند، تغییرشکل می­یابند. فرایند کمپوستی شدن شامل برهمکنش بین مواد آلی، میکروب­ها، رطوبت و اکسیژن است. در جذب مواد آلی توسط  میکروب­ها ، دی­اکسید کربن، آب و دیگر محصولات آلی و انرژی تولید و آزاد می­کنند. انرژی اضافی به صورت گرما آزاد  می­شود ( Biddlestone et al. 1985, Epstein 1997 , Pare et al. 1998,Veeken 2007 ).

با افزایش دما رشد و فعالیت موجودات خاک افزایش می­یابد ( Epstein 1997 ). سرعت تجزیه توسط اکسیژن، که تابعی از فعالیت میکروبی است، اندازه­گیری می­شود. ویژگی­های فرایند هوازی: تجزیه سریع، دما بالا، عدم وجود بوی بد است ( Biddlestone et al. 1985 ).  میکروب­ها به کربن به عنوان منبع انرژی و نیتروژن برای سنتز پروتوپلاسم، نیاز دارند.

کود آلی

محصولات حاصل از کمپوستی شدن می­توانند به عنوان کود آلی استفاده شوند. کاربرد کمپوست در خاک روی کیفیت مواد آلی خاک، ویژگی­­های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی خاک و عملکرد عناصر غذایی گیاهان اثر می گذارد و باعث بهبود ویژگی­های فیزیکی خاک مثل : ظرفیت تبادل کاتیونی، ظرفیت نگهداری آب، تخلخل، افزایش درصد مواد آلی می­گردد ( Hayes et al. 1989 ).

3- تشکیل پیت (Peat formation) :

پیت ماده ناهمگن است، که معمولا اول تحت شرایط هوازی و سپس در فرایند هوموسی­شدن غیرهوازی تشکیل می­شود.

Waksman 1936  : تشکیل پیت شامل 4 مرحله است:


کربوهیدرات­ها در تشکیل پیت اهمیت دارند.  تبدیل پیت به زغال زمانی اتفاق می­افتد که پیت تحت دما و فشار بالا قرار گیرد. Rakowsk 1959  بیان کرد، زمانی که کربوهیدرات­ها از بین روند، پیت به زغال تبدیل می­شود. تشکیل زغال سیاه، فرایند ژئوشیمیایی، تحت دما و فشار بالا است (   Given 1984 ).

معدنی شدن خاک

نقطه پایان هوموسی­ شدن زمانی اتفاق می افتد که تجزیه هوموس به مقدار زیادی افزایش یابد. در نهایت، خاک به طور کامل معدنی می­شود.

    Bioturbation-Humufication افق A مستعد به ضخیم شدن است، سرعت هوموسی­شدن  افزایش می­یابد و مرز O-A مشخص نیست.

در اغلب خاک­ها سرعت Humufication  و Littering به یک ثباتی می رسد.

خاک­های اقلیم گرم و مرطوب افق O نازک­تری دارند ، زیرا Humufication سریع است و برعکس تولید لاشبرگ آنجا سریع است.