UVOD

Organska materija čini u prosjeku oko 10 % čvrste faze tla. Njena prvobitna akumulacija je vezana za životnu aktivnost nižih organizama, koji su nastanjivali stijene i prouzrokovali njihovu transformaciju u zemljište.Vremenom su se stvorili povoljni uslovi za rastenje i razvoje viših biljaka koje poslije odumiranja predstavljaju glavni izvor za sintezu i akumulaciju organske materije u zemljištu.

Sve organske materije u tlu, bilo žive ili mrtve, proste ili složene predstavljaju dio organske materije tla. Tu spada biljno korjenje, mikroorganizmi i pedofauna.Organski dio tla predstavlja složen sistem materija izrazito dinamičnog karaktera.

Tlo se obogaćuje organskom materijom na dva načina:

Organskom materijom koja potiče od korijena, pedofaune Biljnim ostatcima koji ostaju na površini tla i mikroorganizmi koji žive na

površini zemljišta

Organska materija u tlu nastaje procesima biosfere, živih organizama, tj. Ona je nastala kada je nastao život, te je prema tome ona mlađa od mineralnog dijela. Mineralna materija je daleko stabilnija od organske.

1

Organska materija u šumskim tlima

Udio pojedinih biljnih dijelova u stvaranju šumske prostirke je različit. U hrastovim i grabovim šumama godišnje izumire jedna tona korjenovih dlačica, a u bukovim šumama u sloju do 50 cm, količina korjenovih dlačica koje izumiru iznosi 3 do 10 tona/ha godišnje.

Godišnje količine prostirke koja se u šumama nakuplja iznose :

Borova šuma 2.000 – 3.000 kg/ha

Hrastova šuma 3.000 – 4.000 kg/ha

Smrčeva šuma 4.000 – 7.000 kg/ha

Bukova šuma 2.500 – 4.000 kg/ha

Koliko klima utiče na količinu organske materije koja dospijeva u šumsko tlo, vidi se iz podataka da je ona u vlažnom tropskom pojasu tri puta veća nego u umjerenom. Slićan odnos je kad se radi i o polodnom – bogatom i neplodnom – siromašnom tlu. Intenzitet razlaganja ovisi od klimatskih i hemijskih uslova sredine. Razlaganje odložne organske materije podliježe složenim procesima transformacije u kojima se huminifikacijom formira stabilna organska materija u vidu humusa tla, a mineralizaijom se vrši podpuno razlaganje humusa do neorganskih jedinjenja, vode i CO2 uz oslobađanje biogenih elemenata prstupačnih za biljke u tlu.

2

Kod šumskih zemljišta, osim količine veoma je važan i kvalitet prostirke i međusofbni odnos ugljikovih organskih jedinjenja, ukupni sadržaj pepela, azota i sl. Tako da ovi faktori bitno utiču na tok i intenzitet razlaganja šumske prostirke.

U biljnim tkivima prosječni hemijski odnos pojedinih sastojaka:

Šećer i skrob 1-5%

Hemiceluloza 10-20%

Celuloza 20-50%

Masti, voskovi 1-8%

Lignin 10-30%

Proteini 1-15%

Najviše celuloze sadrži otpad bukve i breze, crne topole, smrče i crne johe.S druge strane najviše se proteina nalazi u johi, a masti u brezi.

3

U šumskom drveću se nalazi 2-3% mineralne materije:

Iglice četinara 3-7% Lišće listopadnih drveča 9-10% Stablo lišćara I četinara 1-2% Korijen lišćara četinara 2-6%

Na proces razlaganja utiče sadržaj pojedinih materija u organskim ostacima.U procesu razlaganja stvaraju se organske kiseline, koje je potrebno neutralisati prisutnim bazama. U suprotnom bi došlo do njihovog nagomilavanja i zakiseljavanja tla. Sadržaj baza I kiselina kod lišća različitih šumskih kultura je različit:

Lišće bora, smče i kleka ima visok sadržaj kiselina i mali sadržaj baza Lišće breze, johe, jasike i bukve ima umjeren sadržaj kiselina i visok sadržaj

baza Lišće lijeske i brijesta ima nizak sadržaj kiselina i visok sadržaj baza Lišće javora, hrasta i ariša ima visok sadržaj kiselina i visok sadržaj baza

Možemo zaključitida lisičarske vrste drveća imaju povoljniju prostirku od četinarskih.

Šumsko drveće ima različit odnos ugljika i azota što uslovljava različit intenzitet i brzinu njenog razlaganja. Međutim razlaganje prostirke zavisi od uslova klime i tla. U toploj i vlažnoj klimi u tlu bogatom bazama, mogu da se kompenzuju nedostaci prostirke i ubrza njeno razlaganje bez obzira što je manje povoljna i obrnuto.

4

Porijeklo i postanak humusa

Humus je specifična organska materija, tamne boje, nastala procesima huminifikacije, tj.razgradnje izvorne organske materije hemiskim i mikrobiološkim putem i sinteze novih kompleksnih organskih materija. Humus je tamno obojena organska materija tla, koja ima prilično određena hemijska i fizička svojstva i nije podložan brzoj dekompoziciji.Process transformacije prvobitne organske materije naziva se proces huminifikacije.Humizacija je proces obogaćivanja tla humusom.

Prema Vaksmanu: “ Humus je proizvod žive tvari i njen prirodni izvor, humus je rezerva i stabilizator organskog života na Zemlji ”.

5

Postoje različiti tipovi humusa, koji su nastali huminifikacijom biljnih i životinjskih ostataka u tlu.

Učešće biljaka u formiranju humusa je mnogo veće nego životinja, mada znatan dio humusa void porijeklo iz ekstremenata pedofaune , koja se hrani uglavnom biljnom materijom.

Za vrijeme humifikacije neki sastojci se lakše razlažu i potpuno oksidišu, odnosno mineraliziraju i gube se kao voda, ugljendioksid i drugi gasovi i elementi pepela.

Procesi huminifikacije teku različito u terestričnim, semiterestričnim i subhidričnim uslovima.Oni se razlikuju po tipu i po količini materijala, po količini i tipu dekompozicije. Tip humusa koji se nalazi u poljoprivrednim tlima je terestičnog karaktera.

Postoje dvije različite hipoteze o načinu postanka humusa:

Hemiska hipoteza (humus nastaje hemiskim putem, a kasnije su uzeti u obzir enzimi koji mogu katalitički uticati n ate procese)

Mikrobiološka hipoteza ( humus nastaje mikrobiološkim putem, odnosno mikroorganizmi učestvuju u procesu razgradnje prvobitne organske materije)

Prema Konovoj stvaranje humusa tumači kao razgradnja prvobitne organske materije u jednostavnija jedinjenja, a zatim dolazi do njihove sinteze u visokomolekularna jedinjenja. Mikroorganizmi učestvuju u obje faze.

6

Sastav i svojstva humusa

Najvažniji sastojci humusa su : aminokisleine i lignin slične supstance

Druge komponente u humusu su ugljen hidrati, uključujući celulozu i hemicelulozu, mali procenat masti, voskova i smola.

Prosječni sastav humusa

VRSTA MATERIJE SADRŽAJ U %Lignolike komponente 45Aminokiseline 35Ugljikohidrati 11Celuloza 4Hemiceluloza 7Masti, voskovi, smole 3Ostali sastojci 6

Elementarni sastav humusa

ELEMENAT U MASI %Ugljenik (C) 52-60Kiseonik (O) 32-38Vodonik (H) 3-4Azot (N) 4-5Fosfor (P) 0,4-0,6Sumpor (S) 0,4-0,6

7

Analiza humusa se vrši izdvajanjem pojedinih frakcija tla –frakcjonikanjem. Pojedine frakcije humusa imaju različit uticaj na tlo.jedne su njegovi stabilizatori te povećavaju plodnost tla, dok su drugi njegovi razarači, jer odvode do osiromašivanja tla i smanjenja njegove plodnosti.

Sastav humusa je heterogen.

Prema sastavu humus se dije u dvije grupe:

Specifične meterije Nespecifični sastojci

Specifične materije se dijele na:

Fulvo kiseline Huminske kiseline Humane

Nespecifični sastojci su različita jedinjenja koja se nalaze u biljkama i životinjama.

Fulvo kiseline

Fulvo kiseline su jednostavne i veoma jake kiseline. Dijele se na: krensku i apokrensku. One su rastvirljive u vodi, kao i njihove soli – krenati i apokrenati.Imaju izražen kiselinski karakter.Vrlo su jaki faktori destrukcije mineralnog dijela tla.Žute su boje, a mogu imati i baktericidno djelovanje. U tlu su fulvo kiseline vezane sa oksidima željeza i aluminijuma. Zbog svoje kiselosti i topivosti u vodi izrazito su negativne i destruktivne za tlo.

8

Vodeni rastvor fulvo kiselina ima pH 2,6 – 2,8 i djeluje agresivno na mineralni dio tla, a zbog mogučnosti rastvorljivosti soli koje nastaju u toj reakciji, omogućena je njihova velika pokretljivost i nesmetano odvijanje ovih destruktivnih procesa.

Struktura fulvo kiseline

Huminske kiseline

Himatomelanska kiselina – je nerastvorljiva u vodi, ona se stvara u materijama koje trule, na primjer u stajskom đubrivu i kod truljenja drveta.

Smeđa huminska kiselina – po svojstvima se nalazi između himatomelanske i sive humidne kiseline. Ona se nalazi u biološki manje aktivnim tlima i sa umjerenim sadržajem baza. Sadržaj azota u njoj je oko 3 %. Sporo koagulira sa Ca, ima niži stepen kondenzacije i slabije je povezana sa glinom.

Siva huminska kiselina – ima najveću količinu azota, vrlo je otporna prema oksidaciji.Ona obuhvata najbolje forme humusa i predstavlja njegov najaktivniji

9

dio. Ova kiselina se susreće u biološkim aktivnim tlima, sa visokim sadržajem baza, kao što su černozem, redozina. One su pretežno zasićene sa Ca i s mineralima gline brzo koaguliraju.Sadržaj azota je oko 5 %.Od unosa sive i smeđe kiseline ovisi kavalitet ove frakcije humusa.

Karakteristika humisnskih kiselina je i velika aktivna površina i kapacitet apsorpcije koji je nekoliko puta veći od najaktivnijih glina.

U kiseloj sredini je niži jer disocuje samo H-jon, a u neutralnoj fenola i hidroksilna grupa tako da kapacitet apsorpcije dostiže od 200-400mekv/100g tla.

Elementarni sastav huminskie kiseline:

C ( 49-62%)

O ( 30-48%)

H (3-7%)

N (2-6%)

Struktura huminske kiseline

10

Humini

Humini čine dio frakcije humusa koji je nerastvorljiv u bazama.Stvaraju se u tlima kod približno neutralne pH reakcije i kod periodično redukcionih uslova.Tada uvijek sadrže i željezo. Priroda humina nije sasvim poznata, ali se daljom njegovom ekstrakcijom, sa smjesom benzina i alkohola, iz humusa ekstrahuju bituminske materije koje u hidromorfnim tlima mogu dostići sadržaj od 10-20% nerastvorenog ostatka. Ostatke čini prostija forma huminske kiseline stabilno vezane s mineralima gline u interlameralnom prostoru troslojne rešetke koja se može ekstrahovati jedino najizmjeničnom ekstrakcijom jakim rastvorom sumporne kiseline i natrijum hidrokisda.

Podjela humusa

Prema funkciji humus se dijeli:

Hranjivi humus Trajni humus

Hranjivi humus su sve lahko rastvorljive materije u humusu, koje lahko podliježu mikrobiološkoj razgradnji. U ovom procesu humus se mineralizujue i na taj način hranjive materije postaju pristupačne biljkama.

Trajni humusje onaj diohumusa koji se teže rastvara, otporan je, a sastoji se iz humusnih kiselina i lignin.ovaj dio humusa naručito utiče na fizička svojstva tla i učestvuje u procesima adsorpcije.

11

Forme humusa su:

Terestične Hidromorfne

Prema tipu terestične forme humusa se dijele:

Mull humus (zreli humus) Moderhumus (polusirovi humus) Mohrhumus (sirovi humus)

Po tipu hidromorfne forme se dijele na :

Močvarni humus (Hidromul i Anmorhumus) Treset

Mull-humusje pomješan sa mineralnim materijama. Pretežno je neutralan, iako i on može imati kiselu reakciju. Formira se u dreniranim , bazama bogatim i aeriranim tlima. Pošto su ovi uslovi povoljni i za biljku redovno je snadbjevanje biljnim ostacima zajedno sa bogatom zemljišnom faunom. U ovakvim uslovima dolazi do potpune razgradnje organske materije i huminifikacije. Gliste imaju posebnu ulogu u probavi svježe organske materije kroz svoj trak i miješaju sa tlom. Koloidne forme humusa se intimno vežu sa mineralima tla, naručito glinenim, pri čemu formiraju humusno-glineni kompleks iz kojeg se mogu izdvojiti samo hemiski. A-horizont je dobro razvijen.

12

Moderhumus je na prelazu u razgradnji organske materije imeđu Roh i Mull-humusa, sa bogatijim prisustvom zemljišne faune nego kod Roh-mohr humusa, naručito nematode, kolembole.

Debljina listinca (L) razložene organske materije i prelaznog fermentaciskog horizontal (F) je približno ista.

Mohr-humus ili Roh nije imješan sa mineralnom materijom tla, ima kiselu reakciju. U njemu se prepoznaju izvorni organski materijali.On se nalazi kao površinski horizont u tlima male plodnosti i u hladnoj klimi. U profilu tla se jasno razlikuju od mineralnog dijela. Kad listinac dospije na površinu tla, siromašan je bazama, te uzrokuje brzo zakiseljavanje sredine, a to inhibitorski djeluje na zemljišnu faunu.u ovakvim uslovima akumulira se organska materija, pri čemu se formira prelazni ili fermentacioni horizont, koji je po slojevima u različitim fazama razgradnje. Najbolje je razgrađen najdonji sloj.Tanki A-horizont je potpuno humificiran, iznad njega se nalazi formiran humusni amorfni material.

13

Karakteristike humusa

Humus sadrži oko 55-58% ugljika, ima znatno tamniju boju nego organska materija.Največi dio humusa nerstvorljiv je u void. On sadrži 3-6 % azota, izuzev humusa tresetnih tala, koji imaju malu količinu azota, oko 0,5 %. Humus ima veliki kapacitet adsorpcije. Odnos C:N je vrlo važna karakteristika za humus. Ako je taj odnos 10:1 smatra se da je vrlo povoljan s obzirom na uslove huminifikacije i pedogenetičke procese. Nepovoljan uticaj đubrenja tla slamom i materijama bogatim celulozom je u tome što usljed velikih količina celuloze dolazi do jakog razmnožavanja celuloznih bakterija.

14

Značaj humusa u tlu

Humus je najznačajniji činilac plodnosti.

Humus djeluje na:

Fizička Hemiska Biološka svojstva tla

Fizička svojstva tla- poboljšav tlo na način da glinovita tla čini rastresitim i propustljivijum za vodu, a kod pjeskovitih tla povečava kapacitet za vodu, smanjuje vodoprpusnost. Humus svojom tamnom bojom pomaže bolje zagrijavanje tla tj. poboljšava njegov toplotni režim.

Hemiska svojstva tla- humus igra ulogu u regulisanju režima hranjivih materija. Usljed velikog kapaciteta adsorpcije, humus vezuje znatne količine kationa i na taj način ih čuva od ispiranja. Humus takođe adsorbuje anione, ali oslobađa fosfate mnogo lakše nego neorganski koloidi tla.

Ca- humat je u vodi praktično nerastvorljiv i sa glinom formira kompleks koji je stabilan u vodi.

H-humati su slabo rastvorljivi u vodi, ali se lahko disperguju.

Na-humati i NH4 – humati su u vodi lahko rastvorljivi.

15

Sadržaj humusa u tlu

Sadržaj humusa u našim tlima iznosi od 1-5 %. Prema klasifikaciji koju daju Scheffer-Schachtschabel tla se mogu grupisati u slijedeće kategorije:

OZNAKA HUMOZNOSTI % HUMUSASlabo humoznao <2Umjereno humoznao 2.1-4Jako humozno 4.1-10Vrlo jako humozno >10

Sadržaj humusa u većini opada sa dubinom. U obrađenim tlima sadržaj humusa je manji, nego što je to tlo bilo sadžavalo prije kultivizacije. Sadržaj humusa se obično izražava u procentima, npr. ukoliko je dobiven podatakizražen u % humusa za njegovo prevodjenje u % ugljika, potrebno je sadržaj humusa podijeliti sa faktorom 1,72. Ako za primjer uzmemo da je sadržaj humusa 4.0 % sadržaj ugljika sadržaj ugljika će biti :

C % =2.32

Za prevođenje u g/kg potrebno je procenat ugljika pomnožiti sa faktorom 10.

16

Organizmi tla

U tlu se nalazi veliki broj predstavnika živih oraganizama, kako biljnih tako životinjskih.Ova pedoflora i pedofauna naziva se edafon. U oraničnom tlu učešće edafona u ukupnom sadržaju mrtve i žive organske supstance iznosi oko 10-15%. Organizmi koji žive u tlu mogu se podijeliti na :

Floru (mikroflora-pedoflora) Faunu ( pedofauna )

Flora tla

Floru tla čine makro, mezzo i mikroflora. Mikroflora se klasificira prema načinu ishrane na autotrofne i heterotrofne mikroorganizme.

Autotrofni mikroorganizmi mogu koristiti ugljik iz CO2 , dok heterotrofni nisu u mogućnosti.

Mezo i makrofloru čini korijenje biljaka, korjenove dlačice i dr.

Ona se može podijeliti prema korištenju kiseonika na aerobnu i anaerobnu. Aerobna mora imati dovoljno slobodno kiseonika, dok anaerobna živi u odsustvu slobodnog kiseonika.

17

Flora tla:

Bakterije Aktinomicete Gljive Alge

Bakterije – uglavnom žive u površinskom sloju tla i smatraju se kao najprostija životna forma.One se vrlo brzo razmnožavaju, posebno ako su dobri uslovi.po broju ih obično ima najviše u tlu. U tlu najviše dolaze : Pseudomonus, Clostridium, Bacillus, Azotobacter, Rhizobium, Nitrobacter.

Gljivice – nemaju hlorofila i potrebnu energiju i ugljik uzimaju iz organskih materija, to su heterotrofni končasti oragnizmi. Najčešće susrećemo: Mucor, Pncilium. Smatra se da gljivice pomažu višim biljkama u snadbjevanju hrane, a s druge strane one dobivaju hranu i energiju iz korijena biljka. To je jedan način simbioze, koji se zove mikoriza.

Aktinomiceti – po svom izgledu nalaze se između bakterija i gljivica.Poslije bakterija sapada u najbrojniju skupinu mikroorganizama u tlu.Približne je veličine kao i batreije.

Tu spade Streptomyces i Nocardia. Ispod pH 5 se ne razvijaju. Brzim razlaganjem humusa dovode do veće količine azota, te igraju značajnu ulogu u plodnosti tla.

Alge – su hlorofilne, mikroskopske biljke.One žive u površinskom sloju gdje ima dovoljno vlage i svijetla.Hrane se vrlo slićno višim biljkama. U tlu dolaze: Diatomee, Chlorophycee. One sa gljivama često žive u simbiozi kao lišajevi i mogu imati veliku ulogu u nastanku tla.

18

Fauna tla

Najvažnija uloga pedofaune je u usitnjavanju organskih ostataka i učestvuje u povezivanju agregata.

Prema veličini pedofauna se dijeli na:

Mikrofaunu ( 0.002-0.2 mm ) Mezofaunu ( 0.2-2 mm ) Makrofaunu ( 2-20 mm ) Megafaunu ( >20 mm )

Fauna se dijeli na nekoliko grupa :

Protozoa Nematode Kišne gliste Druga vrsta faune ( crvi, insekti, mravi, miševi, krticei dr.)

Protozoa – smatraju se kao najprostija živa forma, koja pripada životinjskoj grupi. Oni su mikroskopske veličine, ali su veči od bakterija. Hrane se bakterijama tako da mogu biti korisni i štetni u ovisnosti o kojim bakterijama se radi.

Nematode – su valjkasti crvi, mikroskopskih dimenzija od 0,5 i 1,5 mm. Hrane se tako što razlažu organsku materiju, sa kišnim glistama, biljnim parazitima i bakterijama. Mogu biti korisne i štetne u zavisnosti od načina njihove ishrane.

19

Kišne gliste – čine najvažniju grupu faune koja naseljava tlo.One mogu preraditi kroz svoje tijelo tone tla.One godišnje mogu da propuste kroz svoje tijelo oko 20 tona tla/ha.One ne podnose sušu niti mraz i zbog toga njih ima malo u suhim pjeskovitim tlima.Gliste su narčito aktivne u proljeće i jesen, kada površinski sloj tla vlažan i topao, dok njihova aktivnost smanjuje idući ka ljeti i zimi.

Postoji više vrsta glista: Lumbricus terrestris, dužine 100-200 mm. hrane se pretežno oraganskim materijama i prerađuju ih u svom probavnom traktu, pomoću mikroorganizama.

Ostala viša fauna – ovdje spadaju krtice, poljski miševi, insekti mravi i dr. Neke od njih provode čitav život u tlu, a neke djelimično. Kao rezultat njihove aktivnosti one prerađuju znatne količine tla gdje dolazi do pojačane aeracije i poboljšane diferenciranosti tla.

20

21