Hơn 90% lượng đạm trong lớp bề mặt của hầu hết các loại đất tồn tại ở dạng hữu cơ, với phần lớn của lượng đạm còn lại tồn tại dưới dạng NH4+, là những hạt nhỏ được giữ trong cấu trúc mạng tinh thể của khoáng sét.
Lớp đất bề mặt ở hầu hết các loại đất canh tác chứa từ 0,06 đến 0,3% đạm. Đất than bùn có hàm lượng đạm cao đến 3,5%. Xác thực vật và các mảnh vụn khác đóng góp đạm ở dạng: amino axit (axit amin).
Amino axit
Amino axit tồn tại trong đất ở một số dạng khác nhau, như:
- Amino axit tự do
- trong dung dịch đất
- trong các vi hạt trong đất
- Amino axit, peptit hoặc protein liên kết với khoáng sét
- trên bề mặt bên ngoài
- trên bề mặt bên trong
- Amino axit, peptit hoặc protein liên kết với chất keo humic
- liên kết hydro (H) và lực van der Waals
- trong liên kết cộng hóa trị dưới dạng phức hợp amino axit-quinoid
- Các mucoprotein
- Như một axit muramic
Amino axit dễ bị phân hủy bởi vi sinh vật, do đó lượng amino axit có trong dung dịch đất ở bất kỳ thời điểm nào thể hiện sự cân bằng giữa việc tổng hợp và phân hủy bởi vi sinh vật.
Hàm lượng amino axit tự do trong đất bị ảnh hưởng mạnh bởi các điều kiện thời tiết, tình trạng độ ẩm của đất, loại thực vật và giai đoạn phát triển, bên cạnh đó là chất bã hữu cơ và điều kiện nuôi trồng.
Đường amino
Đường amino được xem như là thành phần cấu trúc của một nhóm lớn các chất, mucopolysaccharides và chúng kết hợp với mucopeptides và mucoprotein.
Một số nguyên liệu đường amino trong đất có thể tồn tại ở dạng polysaccharide không hòa tan trong môi trường kiềm được gọi là chitin.
Nói chung, các loại đường amino trong đất có nguồn gốc từ vi sinh vật. Từ 5 đến 10% đạm trên lớp bề mặt của hầu hết các loại đất có thể chứa cacbohydrat có đạm hoặc đường amino.
Axit nucleic
Axit nucleic xuất hiện trong tế bào của tất cả các sinh vật sống, bao gồm các đơn vị mono-nucleotit (bazơ-đường-photphat) liên kết với nhau bằng liên kết este phosphoricacid thông qua đường.
Hai loại: axit ribonucleic (RNA) và axit deoxyribonucleic (DNA). Chúng có đường pentose (ribose hoặc deoxyribose), purine: adenine, guanine và pyrimidine: cytosine, thymine. RNA cũng chứa uracil.
Đạm trong các bazơ purine và pyrimidine thường được cho là chiếm không hơn 1% tổng số đạm của đất.
Một lượng nhỏ đạm được tạo ra từ đất dưới dạng glyxerophotphat, amino, vitamin, thuốc trừ sâu và các sản phẩm phân huỷ thuốc trừ sâu.
Chuyển hóa đạm
Đặc điểm chính của chu trình bên trong là sự luân chuyển đạm giữa các dạng hữu cơ và khoáng thông qua các quá trình đối lập là quá trình khoáng hóa và cố định đạm.
Sau đó dẫn đến sự kết hợp đạm vào các mô vi sinh vật. Trong khi phần lớn đạm mới được cố định này được tái chế thông qua quá trình khoáng hóa, một số được chuyển thành dạng mùn bền vững.
Phản ứng tổng thể dẫn đến sự kết hợp các dạng đạm vô cơ thành dạng mùn bền vững được mô tả trên hình ảnh.
Do đó, sự phân hủy xác bã thực vật và động vật bởi vi sinh vật dẫn đến sự biến đổi của các dạng khoáng đạm (NH4+ và NO3-) (phản ứng A).
Một phần mùn bản địa cũng trải qua quá trình tương tự (phản ứng B).
Sự luân chuyển tiếp theo thông qua quá trình khoáng hóa-cố định đạm dẫn đến sự kết hợp đạm thành các dạng mùn bền vững (phản ứng C).
Sự bền vững của đạm cũng có thể xảy ra thông qua phản ứng phân rã một phần của lignin với các thành phần chứa đạm (phần D).
Ngoại trừ những trường hợp bất thường, cả quá trình khoáng hóa và cố định đạm đều hoạt động trong đất, nhưng theo hướng ngược lại.
Phản ứng hóa học của amoniac và nitrit với chất hữu cơ
Sự tồn tại của các dạng khoáng đạm trong đất được xác định ở một mức độ nào đó bằng các phản ứng phi sinh học liên quan đến NH4+, NH3 và NO2- như được mô tả trong hình.
Ngoài sự cố định NH4+ bởi khoáng sét (phản ứng A), NH3 và NO2- phản ứng hóa học với chất hữu cơ để tạo thành phức đạm hữu cơ bền (phản ứng B và C).
Tương tác hóa học của NO2- với chất hữu cơ có thể dẫn đến việc tạo ra khí nitơ.
Mặc dù cả hai loại phản ứng đều có thể xảy ra trong một khoảng pH rộng, sự cố định NH3 được ưa chuộng bởi pH cao (> 7,0).
Ngược lại, tương tác giữa NO2- và chất hữu cơ xảy ra dễ dàng nhất trong điều kiện có tính axit cao (pH từ 5,0 đến 5,5 hoặc thấp hơn).
Tính bền vững của đạm hữu cơ trong đất
- Các thành phần protein được giữ ổn định thông qua phản ứng của chúng với các thành phần hữu cơ khác chẳng hạn như lignin, tanin, quinon.
- Phức hợp chống chịu sinh học được hình thành trong đất bằng các phản ứng hóa học liên quan NH3 hoặc NO2- với lignin hoặc các chất humic.
- Sự hấp phụ các hợp chất đạm hữu cơ bởi các khoáng sét (loại montmorillinitic đặc biệt) bảo vệ phân tử khỏi bị phân hủy.
- Phức chất được hình thành giữa các hợp chất đạm hữu cơ và các ion dương đa hóa trị, chẳng hạn như sắt (Fe), bền về mặt sinh học.
- Một số đạm hữu cơ xuất hiện trong các lỗ nhỏ hoặc khoảng trống và có thể tiếp cận vi sinh vật trong đất về mặt vật lý.
Công ty TNHH Funo biên tập
Kiến thức nông nghiệp
