Mùn

Mùn có màu đen hoặc nâu sẫm đặc trưng và là sự tích tụ của cacbon hữu cơ. Ngoài ba tầng đất chính là (A) bề mặt/lớp đất mặt, (B) lớp đất dưới và (C) tầng nền, một số loại đất còn có tầng đất hữu cơ (O) ngay trên bề mặt. Đá gốc cứng (R) theo nghĩa chặt chẽ không phải là đất.

Mùn (humus) là sản phẩm hình thành trong đất do quá trình tích lũy và phân giải không hoàn toàn trong điều kiện yếm khí xác thực vật và các tồn dư sinh vật khác trong đất do các vi sinh vật trong đất phân giải. Thành phần của mùn gồm được đặc trưng bởi các hợp chất chính: axit humic, axit fulvic, axit ulmic và các muối của chúng, thường gọi là humin, fulvin hay ulvin. Hiểu theo nghĩa rộng nhất, mùn trong đất bao gồm cả mùn nhuyễn (mùn theo nghĩa hẹp) và mùn thô (chất hữu cơ trong đất).

Đất mùn có nhiều chất dinh dưỡng giúp cải thiện chất lượng đất, trong đó quan trọng nhất là nitơ. Tỷ lệ cacbon và nitơ (C:N) của mùn thường nằm trong khoảng từ 8 đến 15, với mức trung bình là khoảng 12.[1] Đất mùn cũng có ảnh hưởng đáng kể đến độ xốp (bulk density) của đất. Đất mùn vô định hình và thiếu “đặc điểm cấu trúc tế bào của thực vật, vi sinh vật hoặc động vật”. [2]

Mùn hóa

Vi sinh vật phân hủy một phần lớn chất hữu cơ trong đất thành khoáng chất vô cơ mà rễ cây có thể hấp thụ làm chất dinh dưỡng. Quá trình này được gọi là "khoáng hóa". Trong quá trình này, nitơ (chu trình nitơ) và các chất dinh dưỡng khác (chu trình dinh dưỡng) trong chất hữu cơ phân hủy được tái sử dụng. Tùy thuộc vào các điều kiện trong đó quá trình phân hủy diễn ra, một phần chất hữu cơ không bị khoáng hóa mà được chuyển hóa thông qua một quá trình gọi là "mùn hóa" (humification). Trước khi có các phương pháp phân tích hiện đại, những bằng chứng ban đầu đã khiến các nhà khoa học tin rằng quá trình mùn hóa đã dẫn đến sự kết hợp của các polyme hữu cơ có khả năng chống lại hoạt động của vi sinh vật.[3] Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây đã chứng minh rằng vi sinh vật có khả năng tiêu hóa mùn.[4]

Quá trình mùn hóa có thể xảy ra một cách tự nhiên trong đất hoặc xảy ra một cách nhân tạo trong quá trình sản xuất phân trộn. Chất hữu cơ được mùn hóa nhờ sự kết hợp của nấm hoại sinh, vi khuẩn, và động vật như giun đất, tuyến trùng, động vật nguyên sinh và động vật chân đốt.[5] Xác thực vật, bao gồm cả những thứ mà động vật tiêu hóa và bài tiết, có chứa các hợp chất hữu cơ: đường, tinh bột, protein, carbohydrate, lignin, sáp, nhựa và axit hữu cơ. Sự phân hủy trong đất bắt đầu bằng sự phân hủy đường và tinh bột từ carbohydrate, chúng dễ dàng phân hủy khi các loài ăn mùn bã ban đầu xâm chiếm các cơ quan thực vật đã chết, trong khi cellulose và lignin còn lại phân hủy chậm hơn.[6]  Các protein đơn giản, axit hữu cơ, tinh bột và đường phân hủy nhanh chóng, trong khi protein thô, chất béo, sáp và nhựa vẫn tương đối không thay đổi trong thời gian dài hơn. Lignin, được chuyển hóa nhanh chóng bởi nấm mục trắng, [7] là một trong những tiền chất chính của mùn,[8] cùng với các sản phẩm phụ của hoạt động của vi sinh vật[9] và động vật[10]. Do đó, mùn được tạo ra bởi quá trình mùn hóa là hỗn hợp các hợp chất và hóa chất sinh học phức tạp được tạo ra nhờ nhiều loài thực vật, động vật hoặc vi sinh vật mang nhiều vai trò và lợi ích trong đất. Một số người cho rằng mùn tạo bởi giun đất (phân trùn quế) là loại phân hữu cơ tốt nhất.[11]

Sự ổn định

Phần lớn mùn trong đa số các loại đất đều tồn tại hơn 100 năm chứ không bị phân hủy thành CO2 và có thể được coi là ổn định; loại chất hữu cơ này được bảo vệ khỏi sự phân hủy trước hoạt động của vi sinh vật hoặc enzyme vì nó được ẩn (bị giữ lại) bên trong tập hợp nhỏ của các hạt đất, hoặc được hấp thụ chặt hoặc tạo phức với đất sét.[12] Mùn không được bảo vệ theo cách này hầu hết sẽ bị phân hủy trong vòng 10 năm và có thể được coi là kém ổn định hơn. Đất mùn ổn định mang đến ít chất dinh dưỡng cho cây trồng trong đất nhưng nó giúp duy trì cấu trúc vật lý của đất.[13] Một dạng mùn rất ổn định được hình thành từ quá trình oxy hóa chậm (oxy hóa khử) của cacbon trong đất sau khi trộn than bột mịn vào lớp đất mặt. Quá trình này được suy đoán là có vai trò quan trọng trong việc hình thành lớp đất màu mỡ bất thường terra preta do Indio của rừng Amazon.[14]  Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây [15] gợi ý rằng các phân tử hữu cơ phức tạp trong đất có thể kém ổn định hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây: "các bằng chứng sẵn có không ủng hộ [giả thuyết về .ND] sự hình thành các 'chất mang tính mùn' có kích thước phân tử lớn và bền vững trong đất. Thay vào đó, chất hữu cơ trong đất là một chuỗi các hợp chất hữu cơ bị phân hủy dần dần."

Các loại mùn

Mùn nhuyễn

Là loại mùn mà ở đó các chất hữu cơ đã phân hủy thành các axit mùn (humic và fulvic) và các humin, cũng như các chất khó tiêu với cây trồng khác như tanin, lignin. Có hai loại mùn nhuyễn:

Mùn calci

Là loại mùn nhuyễn được hình thành ở những nơi mà ở đó quá trình hình thành được thuận lợi về độ ẩm và nhiệt độ, pH trung bình, hàm lượng Ca2+ và Mg2+ trong đất khá phong phú.

Mùn dưới tán rừng

Là loại mùn nhuyễn gần như loại hình mùn calci, nhưng được hình thành ở điều kiện không thuận lợi bằng: pH thấp (chỉ gần trung tính), hàm lượng Ca2+ và Mg2+ thấp. Loại hình mùn nhuyễn này thường thấy ở dưới tán rừng cây lá rộng hoặc cây hỗn giao lá rộng và lá kim.

Mùn thô

Là loại mùn mà ở đó các vật thể hữu cơ mới bị phân giải một phần, thường được hình thành trong điều kiện đất chua, hàm lượng Ca2+ và Mg2+ trong đất thấp. Thường xuất hiện ở các vùng có khí hậu lạnh.

Mùn trung gian

Là loại mùn trung gian giữa mùn nhuyễn và mùn thô. Loại mùn này phần nào có tính chất tương tự như lớp đất A0.

Than bùn

Bài chi tiết: Than bùn

Là một loại mùn mà ở đó các vật thể hữu cơ đã bị phân giải nhưng chưa hết, môi trường thường chứa nước, đồng thời môi trường đất thường rất chua, rất nghèo Ca2+ và Mg2+ làm cho các vật thể hữu cơ biến đổi không hoàn toàn, có màu đen, làm tơi xốp, đôi khi khô, hàm lượng cacbon rất cao.

Tham khảo

  1. ^ Weil, Ray R.; Brady, Nyle C. (2017). The Nature and Properties of Soils (bằng tiếng Anh) (ấn bản 15). Columbus, Ohio: Pearson Education (xuất bản April 2017). tr. 536. ISBN 978-0-13-325448-8. LCCN 2016008568. OCLC 936004363.
  2. ^ Whitehead, D. C.; Tinsley, J. (1963). “The biochemistry of humus formation”. Journal of the Science of Food and Agriculture. 14 (12): 849–857. Bibcode:1963JSFA...14..849W. doi:10.1002/jsfa.2740141201.
  3. ^ Weil, Ray R.; Brady, Nyle C. (2017). The Nature and Properties of Soils (bằng tiếng Anh) (ấn bản 15). Columbus, Ohio: Pearson Education (xuất bản April 2017). tr. 549. ISBN 978-0-13-325448-8. LCCN 2016008568. OCLC 936004363. It is now thought that humic substances in soil extracts do not represent the nature of most of the organic matter as it exists in soil.
  4. ^ Popkin, G. (2021). “A Soil-Science Revolution Upends Plans to Fight Climate Change”. Quanta magazine. Soil researchers have concluded that even the largest, most complex molecules can be quickly devoured by soil’s abundant and voracious microbes.
  5. ^ Soil biology
  6. ^ Berg, B.; McClaugherty, C. (2007). Plant Litter: Decomposition, Humus Formation, Carbon Sequestration (ấn bản 2). Springer. ISBN 978-3-540-74922-6.
  7. ^ Levin, L.; Forchiassin, F.; Ramos, A. M. (2002). “Copper induction of lignin-modifying enzymes in the white-rot fungus Trametes trogii”. Mycologia. 94 (3): 377–383. doi:10.2307/3761771. JSTOR 3761771. PMID 21156508.
  8. ^ González-Pérez, M.; Vidal Torrado, P.; Colnago, L. A.; Martin-Neto, L.; Otero, X. L.; Milori, D. M. B. P.; Haenel Gomes, F. (2008). “13C NMR and FTIR spectroscopy characterization of humic acids in spodosols under tropical rain forest in southeastern Brazil”. Geoderma. 146 (3–4): 425–433. Bibcode:2008Geode.146..425G. doi:10.1016/j.geoderma.2008.06.018.
  9. ^ Knicker, H.; Almendros, G.; González-Vila, F. J.; Lüdemann, H. D.; Martin, F. (1995). “13C and 15N NMR analysis of some fungal melanins in comparison with soil organic matter”. Organic Geochemistry. 23 (11–12): 1023–1028. Bibcode:1995OrGeo..23.1023K. doi:10.1016/0146-6380(95)00094-1.
  10. ^ Muscoloa, A.; Bovalob, F.; Gionfriddob, F.; Nardi, S. (1999). “Earthworm humic matter produces auxin-like effects on Daucus carota cell growth and nitrate metabolism”. Soil Biology and Biochemistry. 31 (9): 1303–1311. doi:10.1016/S0038-0717(99)00049-8.
  11. ^ “Vermiculture/Vermicompost”. Agri.And.Nic.in. Port Blair: Department of Agriculture, Andaman & Nicobar Administration. 18 tháng 6 năm 2011. Bản gốc lưu trữ ngày 17 tháng 1 năm 2016. Truy cập ngày 17 tháng 4 năm 2009.
  12. ^ Dungait, J. A.; Hopkins, D. W.; Gregory, A. S.; Whitmore, A. P. (2012). “Soil organic matter turnover is governed by accessibility not recalcitrance” (PDF). Global Change Biology. 18 (6): 1781–1796. Bibcode:2012GCBio..18.1781D. doi:10.1111/j.1365-2486.2012.02665.x. Truy cập ngày 30 tháng 8 năm 2014.[liên kết hỏng]
  13. ^ Oades, J. M. (1984). “Soil organic matter and structural stability: Mechanisms and implications for management”. Plant and Soil. 76 (1–3): 319–337. doi:10.1007/BF02205590.
  14. ^ Lehmann, J.; Kern, D. C.; Glaser, B.; Woods, W. I. (2004). Amazonian Dark Earths: Origin, Properties, Management. Springer. ISBN 978-1-4020-1839-8.
  15. ^ Lehmann, Johannes (1 tháng 12 năm 2015). “The contentious nature of soil organic matter”. Nature. 528 (7580): 60–68. Bibcode:2015Natur.528...60L. doi:10.1038/nature16069. PMID 26595271. Truy cập ngày 30 tháng 7 năm 2021.

Liên kết ngoài