CIKLUS UGLJIKA

UGLJIK - NAJVAŽNIJI POJEDINAČNI ELEMENTU BIOLOŠKOM SVIJETUPREDSTAVLJA GLAVNI KOSTUR STANIČNE STRUKTURE

BILJNA TKIVA I MIKROBNE STANICE - sadrževelike količine ugljika - 40-50% s.t.v.

GLAVNI IZVOR UGLJIKA CO2 - trajna rezerva u ATMOSFERI 0,03%

Ugljik u prirodi

Atmosfera(anorganski

oblik)

Organska tvar

Biljke iživotinje

Mikroorganizmi

Tlo –humus

• kompleksan proces• promjena oksidacijsko- redukcijskog stanja;

transformacija i translokacija ugljika• biološki proces• ovisi o autotrofnim organizmima koji fiksiraju CO2 u

organski C i heterotrofnim koji organske spojeve razlažu do CO2 (iznimka iskorištavanje fosilnih goriva)

Kruženje ugljika

organski oblikanorganski oblikCO2

Autotrofi

Heterotrofi

- organski i anorganski spojevi C ⇒ stalniprijelaz ⇒ kruženje C

- centralni spoj CO2 ⇒ procesi u kojimase stvara i troši

CO2 ⇒ PRETVARAJU U ORGANSKI OBLIK -FOTOAUTOTROFNI ORGANIZMI - više biljkei alge

- FOTOAUTOTROFNI organizmi - osiguravajuorganska hraniva potrebna

HETEROTROFNIM organizmima

C - kontinuirano veže u organski oblik - krozFOTOSINTETSKE ORGANIZME - jednom vezanpostaje nedostupan za rast novog biljnog svijeta

- vegetacija na Zemljinoj površini potroši godišnje1,2 x1014 kg CO2

- ovo biljno hranivo bilo bi POTROŠENO da nemaMIKROBNIH TRANSFORMACIJA

- važno - C-TVARI RAZGRADE I VRATE U ATMOSFERU

CIKLUS UGLJIKA - vrti se oko CO2 - njegoveFIKSACIJE I REGENERACIJE

• BILJKE iskorištavaju CO2 kao jedini izvor C

• ovako sintetizirana C-tvar služi kao ZALIHAZA ŽIVOTINJSKI SVIJET

• NAKON ODUMIRANJA biljaka i životinja -mikrobni metabolizam preuzima glavnu ulogu

- odumrla tkiva - transformiraju se - u mikrobnestanice i različite C-spojeve - HUMUS iliORGANSKA FRAKCIJA TLA

- C dostupan - kroz konačnu dekompoziciju iliprodukciju CO2 iz humusa

NAJVAŽNIJA ULOGA MIKROORGANIZAMA

- RAZGRADNJA ORGANSKIH TVARI - nadomještase ograničeni izvor CO2 za fotosintezu

- broj i raznolikost spojeva - adekvatni za mikrobnurazgradnju - ogroman

- svaki biološko sintetizirani spoj - podložanrazgradnji od strane mikroorganizama tla

- inače - ovi spojevi bi se akumulirali na Zemljinojpovršini u ogromnoj količini

Razgradnja organskih ostataka u tlu i dehumifikacija

MIKROBIOLOGIJA TLA:

- MIKROBIOLOŠKIM I BIOKEMIJSKIM PROCESIMA SVJEŽA ORGANSKA TVAR PRETVARA SE U HUMUSNE TVARI -

HUMIFIKACIJA

- MIKROBIOLOŠKI PROCESI - HUMUSNE TVARI PRETVARAJU SE U BILJNE ASIMILATIVE ZA ISHRANU BILJA -

DEHUMIFIKACIJA- MIKROORGANIZMI ODLUČUJUĆI FAKTOR U PROCESU

HUMIFIKACIJE I DEHUMIFIKACIJE

MIKROBIOLOGIJA TLA• HUMIFIKACIJA-

TRANSFORMACIJA ORGANSKIH OSTATAKA ISINTEZA HUMUSNIH TVARI U TLU

• u procesima:• FERMENTACIJE• AMONIFIKACIJE• SAPONIFIKACIJE

•DEHUMIFIKACIJAGLAVNI PROCESI KOJIMA SE VRŠI MINERALIZACIJA humusa u tlu:

1. STVARANJE CO2

2. KRUŽENJE DUŠIKA : amonifikacija,

nitrifikacija, denitrifikacija, fiksacija

dušika

3. KRUŽENJE P,S,Fe

MINERALIZACIJA HUMUSNIH TVARI ILI DEHUMIFIKACIJA

PROCESI KOJI DOVODE DO STVARANJA MINERALNIH BILJNIH ASIMILATIVA KOJE VIŠE BILJKE JEDINO MOGUKORISTITI ZA SVOJU ISHRANU

- značaj i uloga humusnih tvari –VIŠESTRUKA (struktura tla, redoks potencijal tla, vlaga…)

- MIKROBIOLOGIJA TLA - ULOGA HUMUSA - IZVORNAJVAŽNIJIH ELEMENATA I SPOJEVA ZA ISHRANUVIŠIH BILJAKA

- mikrobiološki procesi u kojima se stvaraju BILJNIASIMILATIVI:od UGLJIČNOG DIOKSIDA, AMONIJAKA, NITRATA,FOSFATA,SULFATA

- procesi STVARANJA i RAZLAGANJA HUMUSAse odvijaju u tlu ISTOVREMENO i PARALELNO

- procesi MINERALIZACIJE HUMUSNIH TVARI - SPORIJI -humusne tvari OTPORNIJE PREMA RAZLAGANJU od stranemikroorganizama

značaj postojanosti humusnih tvari:

osiguravaju se RAVNOMJERNO I STALNO SNABDIJEVANJE VIŠIH BILJAKA PODESNIM ASIMILATIVIMA tijekom cijelevegetacije

VAŽNA OSOBINA ZA ODRŽAVANJE PLODNOSTITLA

- humusne tvari nastale radom mikroorganizama -ti isti mikroorganizmi nisu u stanju pod istimuvjetima izazvati razlaganje tih svojih krajnjihprodukata

- mineralizaciju vrše POSEBNE GRUPE mikroorganizama

MIKROFLORA TLA -može se podijeliti na:

1. ZIMOGENU ili ALOHTONU - vrši proceshumifikacije

2. AUTOHTONA - MIKROFLORA HUMIVORA -obavlja procese dehumifikacije tj. mineralizacije

GLAVNI PROCESI KOJIMA SE VRŠI MINERALIZACIJA humusa u tlu:

1. STVARANJE CO2

2. KRUŽENJE DUŠIKA : amonifikacija,nitrifikacija, denitrifikacija, fiksacijadušika

3. KRUŽENJE P,S,Fe

DISANJE TLA ILI STVARANJECO2 U TLU

ATMOSFERA TLA SADRŽI MNOGO VEĆEKONCENTRACIJE CO2 NEGO ZRAK IZNAD TLA

- obavlja se izmjena CO2 dok se koncentracije neizjednače

DISANJE TLA - ovaj proces ovisi o razlikama u koncentraciji CO2o drugim ekološkim faktorima - zagrijavanje i hlađenje tla, povremeno vlaženje i sušenjegornjih slojeva tla

CO2 nastaje u tlu na nekoliko načina:

• svi organizmi u tlu stvaraju ga DISANJEM -životinjice, korijenje biljaka, mikroorganizmi

• manji dio CO2 nastaje kemijskim putem izbikarbonata i karbonata

• najvećim dijelom nastaje MIKROBIOLOŠKOMRAZGRADNJOM ORGANSKE TVARI U TLUoko 2/3 cjelokupne količine CO2 u tlu - nastajeradom mikroorganizama

- intenzitet stvaranja CO2 u tlu - neposredno vezan zaEKOLOŠKE uvjete - o kojima ovisi aktivnostmikroorganizama

Glavni faktori koji utječu na razgradnju humusa:

• razina organske tvari u tlu• kultivacija• temperatura• vlažnost• pH• dubina• aeracija

- mineralizacija ugljika - izravno povezana sa SADRŽAJEMORGANSKE TVARI U TLUoslobađanje CO2 - proporcionalno razini organske tvaristvaranje CO2 - pojačano dodavanjem organskih

materijala

- KULTIVACIJA - pojačava razgradnju organske tvari

- temperatura, vlažnost, pH - kritične varijable okoliša

- razgradnja humusa se ubrzava sa povećavanjemTEMPERATURErazina VLAGE - utječe na respiraciju tla - okoliš morasadržavati dovoljno vlage za maksimalnumikrobiološku aktivnost

- UMJERENA vlažnost i temperatura - povoljno utječu nastvaranje CO2 u tlu

- reakcija tla:tla neutralne ili slabo alkalne reakcije - intenzivnijestvaranje CO2

- heterotrofna aktivnost u tlu ograničena zalihama N, P idrugih ANORGANSKIH hraniva i sa malom količinomlako dostupnih organskih hraniva

- DUBINA: najveća dinamika oslobađanja CO2 - blizupovršine profila - najveća koncentracija biljnihostataka

- na većim dubinama - smanjuje se stvaranje CO2

- AEROBNI UVJETI - povećavaju disanje tla

C2ORGANSKI

VULKANI BIKARBONATI KREČNJACI

ČOVJEK

SAGORJEVANJE

CO2

ZRAKKEMOTROFI

FOTOTROFI

AUTOTROFI

RESPI

RACIJA

HETEROTROFI

FERMENTACIJA

KRUŽENJE UGLJIKA