고정화(토양과학)

Immobilization (soil science)

토양과학의 고정화는 미생물이나 식물에 의해 무기화합물이 유기화합물로 전환되는 것으로, 식물이 접근할 수 없도록 막는 것이다.[1] 고정화는 무기질 영양소가 토양 미생물에 의해 흡수되어 식물을 흡수할 수 없게 되는 광물화의 반대다.[2] 고정화 과정은 무기질 질소를 소비하고 아미노산과 생물학적 고분자(유기체 형태)를 형성하는 박테리아에[3] 의해 제어되는 생물학적 과정이다.[4] 이모빌라이제이션과 미네랄라이제이션은 지속적으로 동시에 발생하는데, 이 과정에서 분해 시스템의 질소가 이모빌라이제이션에 의해 무기체 상태에서 유기체로, 그리고 부패와 미네랄화에 의해 유기체 상태에서 무기체로 다시 변형된다.[5]

C:N 비율

질소가 미네랄화되었는지 또는 고정화되었는지 여부는 발전소 잔류물의 C/N 비율에 따라 결정된다.[6] 예를 들어 톱먼지, 짚 등 탄소 대 질소 비율이 높은 물질을 통합하면 토양 미생물 활동을 자극하고 질소 수요를 증가시켜 고정화를 초래할 수 있다.[7] 이것은 프라이밍 효과라고 알려져 있다.[8] 일반적으로 토양에 유입되는 식물 잔류물은 토양 미생물 집단이 모든 탄소를 세포로 변환하기에는 질소가 너무 적다. 분해되는 식물 물질의 C:N 비율이 약 30:1 이상일 경우 토양 미생물 집단은 광물 형태(질산염)의 질소를 섭취할 수 있다. 이 광물 질소는 고정되어 있다고 한다. 미생물은 이모빌라이제이션 시 NH4+와 NO3-에 비해 식물이 경쟁하기 때문에 질소가 부족해지기 쉽다.

이산화탄소가 분해를 통해 배출되면 유기물질의 C:N 비율이 감소하고, 미네랄 질소에 대한 미생물 수요도 감소한다. C:N 비율이 약 25:1 이하로 떨어지면 추가 분해로 미생물 집단이 요구하는 질소의 광물화가 동시에 일어난다.

사실상 분해가 완료되면 토양 미네랄 질소는 식물 잔류 질소의 광물화로 인해 초기보다 높아질 것이다.

질소 고정 메커니즘

질소 고정에는 두 가지 메커니즘이 있다. 미생물 바이오매스에 질소가 축적되고 미생물 활동의 부산물에 질소가 축적된다. 부패하는 식물 잔해에 미생물 활동 질소가 축적된 부산물의 질소 축적은 2상 메커니즘을 따른다. 생디트리투스에서 수용성 물질의 초기 침출물, 엑소엔자임(exoenzymes)이 반응성 탄수화물, 페놀릭, 소펩타이드, 아미노산을 생성하는 디트리투스 기질을 분해한 후, 이는 미생물 성장이 빠른 기간으로, 미생물들이 기질 질소와 외생성 질소를 미생물 바이오매스로 전환하고 배출하는 것이다.d 미생물 활동 [citation needed]제품

참고 항목

참조

  1. ^ 토양과학의 원리 및 실천, 천연자원으로서의 토양(4판), R.E. 화이트
  2. ^ "Immobilization". lawr.ucdavis.edu. Retrieved 2019-11-20.
  3. ^ Schimel, D. S. (1988-10-01). "Calculation of microbial growth efficiency from15N immobilization". Biogeochemistry. 6 (3): 239–243. doi:10.1007/BF02182998. ISSN 1573-515X. S2CID 94918307.
  4. ^ Batlle-Aguilar, J.; Brovelli, A.; Porporato, A.; Barry, D. A. (2011-04-01). "Modelling soil carbon and nitrogen cycles during land use change. A review" (PDF). Agronomy for Sustainable Development. 31 (2): 251–274. doi:10.1051/agro/2010007. ISSN 1773-0155. S2CID 25298197.
  5. ^ Kai, Hideaki; Ahmad, Ziauddin; Harada, Togoro (September 1969). "Factors affecting immobilization and release of nitrogen in soil and chemical characteristics of the nitrogen newly immobilized: I. Effect of Temperature on Immobilization and Release of Nitrogen in Soil". Soil Science and Plant Nutrition. 15 (5): 207–213. doi:10.1080/00380768.1969.10432803. ISSN 0038-0768.
  6. ^ R.G. 맥라렌 & K. 카메론 토양 과학: 지속 가능한 생산 및 환경 보호(2판), 옥스퍼드 대학교 출판부(1996) ISBN 0-19-558345-0
  7. ^ Szili-Kovács, Tibor; Török, Katalin; Tilston, Emma L.; Hopkins, David W. (2007-08-01). "Promoting microbial immobilization of soil nitrogen during restoration of abandoned agricultural fields by organic additions". Biology and Fertility of Soils. 43 (6): 823–828. doi:10.1007/s00374-007-0182-1. ISSN 1432-0789. S2CID 6495745.
  8. ^ Bastida, Felipe; García, Carlos; Fierer, Noah; Eldridge, David J.; Bowker, Matthew A.; Abades, Sebastián; Alfaro, Fernando D.; Asefaw Berhe, Asmeret; Cutler, Nick A.; Gallardo, Antonio; García-Velázquez, Laura (2019-08-02). "Global ecological predictors of the soil priming effect". Nature Communications. 10 (1): 3481. Bibcode:2019NatCo..10.3481B. doi:10.1038/s41467-019-11472-7. ISSN 2041-1723. PMC 6677791. PMID 31375717.

외부 링크

Wiktionary의 고정화(토양과학) 사전 정의