SỰ HÌNH THÀNH CHẤT HỮU CƠ TRONG ĐẤT

một lực đủ mạnh để làm hạn chế sự mất ion này do quá trình rửa trôi trong đất, nhưng lực giữ ion K này vẫn còn đủ yếu để rễ cây có thể hấp thu trao đổi được.

Chất hữu cơ trong đất có khả năng hấp phụ một lượng nước rất lớn nên chúng có tính co ngót và trưong nở mạnh. Tuy nhiên, nếu chúng bị mất nước hoàn toàn thì lực hấp thu nước bị giảm mạnh. Chất hữu cơ trong đất còn có là một yếu tố quan trọng trong việc hình thành các hạt kết, nên chúng sẽ làm tăng tốc độ thấm nước ban đầu của đất, sẽ làm giảm được nguy cơ xói mòn của đất. Ngoài ra, hàm lượng các gốc chức năng cao sẽ tạo điều kiện dễ dàng cho sự hình thành các phức chất với các nguyên tố dinh dưỡng vi lượng, làm cho các nguyên tố này có thể di chuyển dễ dàng trong suốt phẩu diên đất, nhất là khi chúng kết hợp với các hợp chất mùn có trọng lượng phân tử thấp và di động cao.

quan đến các đơn vị cấu trúc hiện diện trong 1 phạm vi môi trường nhất định trong quá trình hình thành.Tuy nhiên, tất cả đều có những tính chất chung như chúng có rất nhiều các gốc chức năng, chủ yếu là các gốc COOH, phenolic –OH.

Một số vi sinh vật, nhất là nấm và streptomycetes, tổng hợp các vật liệu có màu sậm tương tự như các hợp chất mùn. Chúng có thể được hình thành trong môi trường nuôi cấy, trong tế bào hay cả 2 môi trường. Chúng là các polymer phenolic kết hợp với peptides và các chất khác như anthraquinones và cũng có thể là các hợp chất napthalenic. Hàm lượng peptid hay phenolic có thể thay đổi rất lớn phụ thuộc vào hàm lượng và nguồn N và các điều kiện khác. Các polymer do nấm hình thành có tính chất tương tự như humic acid trong đất về mặt CEC, tổng độ chua, hàm lượng carbon, các gốc phenolic, loại phenol được thu hồi từ sự phân giải Na-amalgam, chống chịu được sự phân giải trong đất và các amino acids được giải phóng khi thủy phân với 6N HCl.

Các chất phenolic đơn trong đất không bị phân giải hoàn toàn như những chất hữu cơ dễ phân giải khác như glucose, acetic acid, amino acds, proteins và polysaccharides.

Các phenols có hoạt tính hóa học cao sẽ được phân giải thành những phân tử nhỏ hơn các phenols có hoạt tính thấp. Nếu các vòng thơm bị phá vỡ thì C của phenol sẽ bị mất tương tự như sự mất C trên các hợp chất dễ dàng phân giải khác. Điều này cho thấy là một phần của vòng phenolic nằm trong cấu trúc của mùn trong đất, được bảo vệ bởi sự hiện diện của mùn hay sét hay sự liên kết thành các polymer phenolic bởi một số vi sinh vật đất.

Các nghiên cứu về các hợp chất hữu cơ bằng ¹⁴C đánh dấu cho thấy rằng các hợp chất mùn mới, mặc dù tương đối bền đối với sự phân giải của vi sinh vật, vẫn tiếp tục phân giải với tốc độ cao hơn tốc độ phân giải của mùn đã được hình thành lâu đời. Điều này có thể là do một phần các phân tử mới nhạy cảm với sự phá vỡ của vi sinh vật. Các polymer có cùng dạng humic acid do nấm tạo thành có thể bị phân giải 5 - 30% trong thời gian 3 - 6 tháng.

Mô phỏng các polymer phenolase được thực hiện với các hợp chất có chứa C đánh dấu cho thấy là các đơn vị amino acids, peptides, amino đườngđược liên kết với nhau thành các polymer phân giải với tốc độ nhanh hơn các C trong vòng của các đơn vị phenolic, carboxyl, các chuỗi nhánh và các C của OCH₃ của các đơn vị phenolic dễ bị phá vỡ hơn các C trong phenolic vòng. Khi tăng lượng các gốc carboxyl trong polymer phenolic có thể làm giảm sự hữu dụng của các chuỗi nhánh, amino đường, các C của amino acids, của các polymers đối với các vi sinh vật. Theo thời gian, các C dễ hữu dụng sẽ được sử dụng và phần dư thừa sẽ trở nên bền vững hơn đối với sự phân giải của vi sinh vật.

2. Polysaccharides. Polysaccharides là thành phần cấu tạo hay là các sản phẩm trao đổi chất của các sinh vật chủ yếu trong đất. Hầu hết polysaccharides của thực vật, động vật và vi sinh vật là các chất rất dễ phân giải bởi vi sinh vật, nhưng cũng có một số ít khá bền với sự phân giải này và có từ 10 - 30% chất hữu cơ trong đất chứa polysaccharides, thành phần khá bền đối với sự phân giải vi sinh vật. Phần lớn các polysaccharides của thực vật và vi sinh vật có 12 đơn vị cấu trúc (hay cao hơn).

Sự hình thành mùn (mùn hóa)

Lignin và các hợp chất Các dư thừa hữu cơ thông thường polyphenolic thực vật khác

Phân giải vi sinh vật ↓ ↓ Phân giải vi sinh vật Các đơn vị polyphenolic nhỏ hơn, Đường, các acid hữu cơ và các

Methoxyphenolic và các phenols hợp chất hữu cơ đơn khác trung gian

Sự oxy hóa các chuỗi nhánh và các gốc ↓ Sự tổng hợp vi sinh vật Methyl, hydroxyl hóa các vòng

và khử carboxyl

↓Sự tổng hợp và chuyển hóa vi sinh vật ↓ Sự phân giải ↓

CO2, H2O, NH3 Tế bào và các sản phẩm Và các hợp chất của vi sinh vật

vô cơ đơn giản khác

↓

Sự tách các vòng

Các mono, di- và trihydroxyphenols Giải phóng và biến đổi các polymer và các benzoic acids phenolic củavi sinh vật

phản ứng tự oxy hóa và enzymes ↓

Peptides, amino acids, amino đường…

Các gốc phenolic và hydroxybenzoquinones Polymer hóa ↓ HUMIC ACID

Tất cả các phương pháp hiện đại dùng để tách các phân tử hữu cơ trong hỗn hợp mùn được áp dụng đối với polysaccharide của đất, nhưng tất cả các thành phần thu được chỉ chứa khoảng 10 đơn vị cấu trúc. Do đó người ta kết luận rằng có thể là các qui trình sử dụng tách polysaccharide không đúng, nhưng cũng có thể là thành phần polysaccharide được hình thành trong trạng thái tương tự như humic acid.

Các đơn vị polysaccharides của thực vật và vi sinh vật trong tất cả các giai đoạn phân giải có thể có tác dụng như là những khung hình thành nên những polymer riêng biệt đối với môi trường đất. Các kết hợp của các chất tương đối bền vững thông qua sự hình thành các muối hay các phức chất với các ions kim loại hay các sét có thể hình thành các thành phần polysaccharides bền vững của chất hữu cơ trong đất.

Polysaccharide với các đơn vị amino đường có thể bền vững do sự liên kết thông qua các gốc amino tự do với các phân tử humic acid.

Các thành phần cấu tạo có dạng polysaccharides của màng tế bào vi sinh vật bao gồm rất nhiều đơn vị cấu trúc, bao gồm nhiều amino đường và amino acids. Một số các chất này hay một phần của các phân tử phức tạp, sẽ trải qua quá trình liên kết với các polymer phenolic trong đất thông qua các gốc amino và vì vậy chúng trở nên bền vững hơn.