Перечислить органические вещества: Сайт преподавателя биологии и химии Дмитрия Андреевича Соловкова

Содержание

Сайт преподавателя биологии и химии Дмитрия Андреевича Соловкова

Обновлены задания 3, 6, 11, 27 и 28 по биологии — добавлены новые номера из ЕГЭ-2020.




Рубрика: Абитуриенту


Обновил задания 1, 2, 20 и 21 в первой части — добавил около 30 новых номеров.




Рубрика: Абитуриенту


За последний месяц обновлены все задания второй части экзамена (№№30-35) — добавлены задания образца 2020 года. Согласно проекту ЕГЭ-2021, изменений во второй части по химии не планируется.




Рубрика: Абитуриенту


Обновлено задание 33 — добавлено около 15 новых цепочек.




Рубрика: Без рубрики


|

В задания 34 добавлен новый раздел — задачи на атомистику и молярные соотношения. Также обновлены задачи по электролизу с учетом новых задач ЕГЭ-2020.




Рубрика: Абитуриенту


|

Обновлены задания 32 и 35 — добавлены задачи 2020 года




Рубрика: Абитуриенту


|

Обновлены задания 30 и 31 — добавлены номера образца 2020 года. Посмотреть их можно здесь.




Рубрика: Абитуриенту


Задания 19 и 20 первой части обновлены в соответствии со спецификатором ЕГЭ-2021 года. В задание 24 добавлено около 10 номеров.




Рубрика: Абитуриенту


Выложены последние 2 презентации по цитологии — репликация ДНК и биосинтез белка. Таким образом, полностью закончен целый раздел общей биологии. Всем рекомендую для подготовки к ЕГЭ.




Рубрика: Абитуриенту


|

Добавлены очередные презентации по цитологии: по диссимиляции и автотрофному питанию




Рубрика: Абитуриенту


Органические вещества входящие в состав клетки — какие основные соединения

Живая клетка любого организма состоит из органических компонентов на 25–30%.

К органическим составляющим относятся как полимеры, так и сравнительно некрупные молекулы – пигменты, гормоны, АТФ и пр.

Клетки живых организмов различаются между собой по структуре, функциям и по своему биохимическому составу. Однако каждая группа органических веществ имеет сходное определение в курсе биологии и выполняет одни и те же функции в любом типе клеток. Основные составляющие компоненты — это жиры, белки, углеводы и нуклеиновые кислоты.

. ..

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Мой мир

Липиды

Липидами называются жиры и жироподобные вещества. Эта биохимическая группа отличается хорошей растворимостью в органических веществах, но при этом нерастворима в воде.

Жиры могут иметь твёрдую или жидкую консистенцию. Первая более характерна для животных жиров, вторая – для растительных.

Это интересно: атф это что за вещество — состав, функции и роль в организме.

Функции жиров заключаются в следующем:

  1. Структурная – фосфолипиды являются основной структурной составляющей клеточных мембран.
  2. Энергетическая – значительная часть энергии, которую использует клетка в процессе своей жизнедеятельности, получается в результате окисления жиров. Кроме того, в результате окисления липидов клетка получает воду.
  3. Защитная функция липидов заключается в том, что подкожный жировой слой защищает ткани от температурных воздействий и механических повреждений. Кроме того, у птиц и животных имеется жировая смазка на перьях, шерсти и коже. А листья большинства растений покрыты восковым налётом.
  4. Изоляционная функция жиров – миелин служит изоляционным слоем для нейронов, это служит ускорению передачи нервных импульсов.
  5. Из компонентов жировой ткани образуется ряд желчных кислот и витамин Д.
  6. Гормональная функция заключается в том, что многие гормоны имеют липидную природу.

Углеводы

Углеводы – это органические мономерные и полимерные вещества, которые в своём составе содержат углерод, водород и кислород. При их расщеплении клетка получает значительное количество энергии.

По химическому составу различают следующие классы углеводов:

  1. Простые углеводы или моносахариды. В зависимости от количества атомов углерода в молекуле такие вещества подразделяют на триозы, пентозы, гексозы и пр. К пентозам относятся вещества рибоза и дезоксирибоза — составляющие компоненты РНК и ДНК. Наиболее известная гексоза – это глюкоза, которая служит основным источником энергии для живых клеток.
  2. Олигосахариды – соединения, включающие в себя 2 или несколько мономеров гексозы. Наиболее известные дисахариды – лактоза и сахароза.
  3. Сложные углеводы или полисахариды — это полимеры, в состав которых входят несколько мономеров гексозы. К полисахаридам растительного происхождения относится целлюлоза. Углеводы, входящие в состав клеточной мембраны, представлены в основном сложными соединениями — гликолипидами и гликопротеидами. В животных клетках такую функцию выполняет гликоген. Крахмал – полисахарид, который содержится как в растительных, так и животных клетках.

По сравнению с животными клетками, растительные содержат в своём составе большее количество углеводов. Это объясняется способностью растительных клеток воспроизводить углеводы в процессе фотосинтеза.

Основными функциями углеводов в живой клетке являются энергетическая и структурная.

Энергетическая функция углеводов сводится к накоплению запасов энергии и высвобождению их по мере необходимости. Растительные клетки накапливают в вегетационный период крахмал, который откладывается в клубнях и луковицах. В организмах животных такую роль выполняет полисахарид гликоген, который синтезируется и накапливается в печени.

Структурную функцию углевод выполняют в растительных клетках. Практически вся клеточная стенка растений состоит из полисахарида целлюлозы.

Белки

Белки – органические полимерные вещества, которые занимают ведущее место как по количеству в живой клетке, так и по своему значению в биологии. Вся сухая масса животной клетки состоит из белка примерно наполовину. Этот класс органических соединений отличается поразительным многообразием. Только в организме человека насчитывается около 5 млн различных белков. Они не только отличаются между собой, но и имеют различия с белками других организмов. И все это колоссальное многообразие белковых молекул строится всего из 20 разновидностей аминокислот.

Если на белок воздействуют термические или химические факторы, в молекулах происходит разрушение водородных и бисульфидных связей. Это приводит к денатурации белка и изменению структуры и функций клеточной мембраны.

Все белки можно условно разделить на два класса: глобулярные (к ним относятся ферменты, гормоны и антитела), и фибриллярные – коллаген, эластин, кератин.

Функции белка в живой клетке:

  1. Каталитическая функция. Большая часть биохимических реакций в клетке протекает довольно медленно. Это связано с низким уровнем химической активности многих органических веществ в клетке и их низкой концентрацией в живом организме. В этом случае белки исполняют роль катализаторов химических реакций, благодаря чему все процессы в значительной степени ускоряются и активизируются. Природные белковые биокатализаторы называются ферментами или энзимами. Каждый фермент отвечает за определённую химическую реакцию.
  2. Строительная функция. Многие белки участвуют в строительстве клеточной мембраны и оболочек всех органелл.
  3. Сигнальная функция. По данным проведённых исследований, все внешние факторы вызывают в молекуле белка обратимые изменения. Такие обратимые изменения лежат в основе важного свойства живых организмов – раздражимости. Под влиянием физических, химических или термических раздражителей происходит изменение пространственной упаковки молекулы белка с изменением её функциональных особенностей.
  4. Транспортная функция заключается в способности некоторых белков обратимо связываться с органическими и неорганическими веществами и переносить их к различным органам и тканям. Наиболее характерна такая функция для белков крови. Примером таких белков может считаться гемоглобин, который способен связываться с молекулами кислорода и углекислого газа. Сывороточные белки альбумины могут транспортировать гормоны и некоторые липиды.
  5. Защитная функция белков заключается в выработке в организме в ответ на внедрение чужеродного агента антител. Эти белковые компоненты способны связывать чужеродные компоненты и обезвреживать их.
  6. В меньшей степени белки могут также служить и источником энергии. При их распаде до аминокислот и дальше до воды, углекислого газа и азотистых соединений, выделяется некоторое количество энергии, необходимой для поддержания нормальной жизнедеятельности клетки.

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты имеют важное значение в структуре и правильном функционировании клеток. Химическое строение этих веществ таково, что позволяет сохранять и передавать по наследству информацию о белковой структуре клеток. Эта информация передаётся дочерним клеткам и на каждом этапе их развития формируется определённый вид белков.

Поскольку подавляющее большинство структурных и функциональных особенностей клетки обусловлено их белковой составляющей, очень важна стабильность, которой отличаются нуклеиновые кислоты. В свою очередь, от стабильности структуры и функций отдельных клеток зависит развитие и состояние организма в целом.

Различают две разновидности нуклеиновых кислот – рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК).

ДНК представляет собой полимерную молекулу, которая состоит из пары спиралей нуклеотидов. Каждый мономер молекулы ДНК представлен в виде нуклеотида. В состав нуклеотидов входят азотистые основания (аденин, цитозин, тимин, гуанин), углевод (дезоксирибоза) и остаток фосфорной кислоты.

Все азотистые основания соединяются между собой строго определённым образом. Аденин всегда располагается всегда против тимина, а гуанин – против цитозина. Такое избирательное соединение называется комплементарностью и играет очень важное значение в формировании структуры белка.

Все соседние нуклеотиды между собой связываются остатком фосфорной кислоты и дезоксирибозой.

Рибонуклеиновая кислота имеет большое сходство с дезоксирибонуклеиновой. Различие заключается в том, что вместо тимина в структуре молекулы присутствует азотистое основание урацил. Вместо дезоксирибозы это соединение содержит углевод рибозу.

Все нуклеотиды в цепочке РНК соединяются через фосфорный остаток и рибозу.

По своей структуре РНК может быть одно— и двухцепочечным. У ряда вирусов двухцепочечные РНК выполняют функции хромосом – они являются носителями генетической информации. С помощью одноцепочечной РНК происходит перенос информации о составе белковой молекулы.

Происхождение нефти, ее состав и основные свойства

Нефтяные месторождения — уникальное хранилище энергии, образованной и накопленной на протяжении миллионов лет в недрах нашей планеты. В этом материале — о том, какой путь проделала нефть, прежде чем там оказаться, из чего она состоит и какими свойствами обладает

Две гипотезы

У ученых до сих пор нет единого мнения о том, как образовалась нефть. Существуют две принципиально разные теории происхождения нефти. Согласно первой — органической, или биогенной, — из останков древних организмов и растений, которые на протяжении миллионов лет осаждались на дне морей или захоронялись в континентальных условиях. Затем перерабатывались сообществами микроорганизмов и преобразовывались под действием температуры и давлений в результате тектонического опускания вглубь недр, формируя богатые органическим веществом нефтематеринские породы.

Необходимые условия для превращения органики в нефть возникают на глубине 1,5–6 км в так называемом нефтяном окне — при температуре от 70 до 190°C. В верхней его части температура недостаточно высока — и нефть получается «тяжелой»: вязкой, густой, с высоким содержанием смол и асфальтенов. Внизу же температура пластов поднимается настолько, что молекулы органического вещества дробятся на самые простые углеводороды — образуется природный газ. Затем под воздействием различных сил, в том числе
градиента




характеризует степень изменения давления в пространстве, в данном случае — в зависимости от глубины пласта


давления, углеводороды мигрируют из нефтематеринского пласта в выше- или нижележащие породы.


60 млн лет может занимать природный процесс образования нефти из органических останков

Природный процесс образования нефти из органических останков занимает в среднем от 10 до 60 млн лет, но если для органического вещества искусственно создать соответствующий температурный режим, то на его переход в растворимое состояние с образованием всех основных классов углеводородов достаточно часа. Подобные опыты сторонники органической гипотезы толкуют в свою пользу: преобразование органики в нефть налицо. В пользу биогенного происхождения нефти есть и другие аргументы. Так, большинство промышленных скоплений нефти связано с осадочными породами. Мало того — живая материя и нефть сходны по элементному и изотопному составу. В частности, в большинстве нефтяных месторождений обнаруживаются биомаркеры, такие как порфирины — пигменты хлорофилла, широко распространенные в живой природе. Еще более убедительным можно считать совпадение изотопного состава углерода биомаркеров и других углеводородов нефти.

Состав и свойства нефти

ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕФТИ МОГУТ ЗНАЧИТЕЛЬНО РАЗЛИЧАТЬСЯ ДЛЯ РАЗНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Основные химические элементы, из которых состоит нефть: углерод — 83–87%, водород — 12–14% и сера — до 7%. Последняя обычно присутствует в виде сероводорода или меркаптанов, которые могут вызывать коррозию оборудования. Также в нефтях присутствует до 1,7% азота и до 3,5% кислорода в виде разнообразных соединений. В очень небольших количествах в нефтях содержатся редкие металлы (например, V, Ni и др.).

От месторождения к месторождению характеристики и состав нефти могут различаться очень значительно. Ее плотность колеблется от 0,77 до 1,1 г/см³. Чаще всего встречаются нефти с плотностью 0,82–0,92 г/см³.Температура кипения варьирует от 30 до 600°C в зависимости от химического состава. На этом свойстве основана разгонка нефтей на фракции. Вязкость сильно меняется в зависимости от температуры. Поверхностное натяжение может быть различным, но всегда меньше, чем у воды: это свойство используется для вытеснения нефти водой из пор пород-коллекторов.

Большинство ученых сегодня объясняют происхождение нефти биогенной теорией. Однако и неорганики приводят ряд аргументов в пользу своей точки зрения. Есть различные версии возможного неорганического происхождения нефти в недрах земли и других космических тел, но все они опираются на одни и те же факты. Во-первых, многие, хотя и не все месторождения связаны с зонами разломов. Через эти разломы, по мнению сторонников неорганической концепции, нефть и поднимается с больших глубин ближе к поверхности Земли. Во-вторых, месторождения бывают не только в осадочных, но также в магматических и метаморфических горных породах (впрочем, они могли оказаться там и в результате миграции). Кроме того, углеводороды встречаются в веществе, извергающемся из вулканов. Наконец, третий, наиболее весомый аргумент в пользу неорганической теории состоит в том, что углеводороды есть не только на Земле, но и в метеоритах, хвостах комет, в атмосфере других планет и в рассеянном космическом веществе. Так, присутствие метана отмечено на Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне. На Титане, спутнике Сатурна, обнаружены реки и озера, состоящие из смеси метана, этана, пропана, этилена и ацетилена. Если на других планетах Солнечной системы эти вещества могут образовываться без участия биологических объектов, почему это невозможно на Земле?

С точки зрения современных сторонников неорганической, или минеральной, гипотезы, углеводороды образуются из содержащихся в мантии Земли воды и углекислого газа в присутствии закисных соединений металлов на глубинах 100–200 км. Высокое давление в недрах земли препятствует термической деструкции сложных молекул углеводородов. В свою очередь сторонники органики не отрицают, что простые углеводороды, например метан, могут иметь и неорганическое происхождение. Опыты, направленные на подтверждение абиогенной теории, показали, что получаемые углеводороды могут содержать не более пяти атомов углерода, а нефть представляет собой смесь более тяжелых соединений. Этому противоречию объяснений пока нет.

Этапы образования нефти

СТАДИИ ОБРАЗОВАНИЯ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НЕФТИ

  • осадконакопление (седиментогенез) — в процессе накопления осадка остатки живых организмов выпадают на дно водных бассейнов или захороняются в континентальной обстановке;
  • биохимическая (диагенез) — происходит уплотнение, обезвоживание осадка и биохимические процессы в условиях ограниченного доступа кислорода;
  • протокатагенез — опускание пласта органических остатков на глубину до 1,5–2 км при медленном подъеме температуры и давления;
  • мезокатагенез, или главная фаза нефтеобразования (ГФ Н), — опускание пласта органических остатков на глубину до 3–4 км при подъеме температуры до 150°C.  При этом органические вещества подвергаются термокаталитической деструкции, в результате чего образуются битуминозные вещества, составляющие основную массу микронефти. Далее происходит «отжим» нефти за счет перепада давления и эмиграционный вынос микронефти в пласты-коллекторы, а по ним — в ловушки;
  • апокатагенез керогена, или главная фаза газообразования (ГФГ ), — опускание пласта органических остатков на глубину (как правило, более 4,5 км) при подъеме температуры до 180—250°C. При этом органическое вещество теряет нефтегенерирующий потенциал и генерирует газ.

В ловушке

Помимо чисто научного интереса гипотезы, объясняющие происхождение нефти и газа, имеют еще и политическое звучание. Действительно, раз уж нефть может получаться из неорганических веществ и темпы ее образования не десятки миллионов лет, как предполагает биогенная концепция, а во много тысяч раз выше, значит, проблема скорого исчерпания запасов становится как минимум не столь однозначной. Однако для нефтяников вопрос о том, откуда берется нефть, принципиален скорее с той точки зрения, может ли теория предсказать, где именно нужно искать месторождения. С этой задачей органики справляются лучше.

В сугубо прагматическом отношении для добычи важно знать даже не то, где нефть зародилась, а где она находится сейчас и откуда ее можно извлечь. Дело в том, что в земной коре большая часть нефти не остается в материнской породе, а перемещается и скапливается в особых геологических объектах, называемых ловушками. Даже если предположить, что нефть имеет неорганическое происхождение, ловушки для нее все равно за редким исключением находятся в осадочных бассейнах.

Под действием различных факторов углеводороды отжимаются из нефтематеринских пород в породы-коллекторы, способные вмещать флюиды (нефть, природный газ, воду). Таким образом, нефтяное месторождение — вовсе не подземное «озеро», заполненное жидкостью, а достаточно плотная структура. Коллекторы характеризуются пористостью (долей содержащихся в них пустот) и проницаемостью (способностью пропускать через себя флюид). Для эффективного извлечения нефти из коллектора важно благоприятное сочетание обоих этих параметров.

Типы коллекторов

БОЛЬШАЯ ЧАСТЬ ЗАПАСОВ НЕФТИ СОДЕРЖИТСЯ В ДВУХ ТИПАХ КОЛЛЕКТОРОВ

Терригенные (пески, песчаники, алевролиты, некоторые глинистые породы и др.) состоят из обломков горных пород и минералов. Этот тип коллекторов наиболее распространен: на них приходится 58% мировых запасов нефти и 77% газа. В качестве пустотного пространства, в котором накапливается нефть, в основном выступают поры — свободное пространство между зернами, из которых состоит коллектор.

Карбонатные (в основном известняки и доломиты) занимают второе место по распространенности (42% запасов нефти и 23% газа). Имеют сложную трещиноватую структуру. Нефть обычно содержится в кавернах, появившихся в результате выветривания и вымывания твердой породы, а также в трещинах. Наличие трещин влияет и на фильтрационные свойства коллектора, обеспечивая проводимость жидкости.

Вулканогенные и вулканогенно-осадочные (кислые эффузивы и интрузивы, пемзы, туфы, туфопесчаники и др. ) коллекторы отличаются характером пустотного пространства — в основном это трещины, — резкой изменчивостью свойств в пределах месторождений.

Глинисто-кремнисто-битуминозные отличаются значительной изменчивостью состава, неодинаковой обогащенностью органическим веществом. Промышленная нефтеносность глинисто-кремнисто-битуминозных пород установлена в баженовской (Западная Сибирь) и пиленгской (Сахалин) свитах.

Двигаясь по коллектору, флюид в какой-то момент может упереться в непроницаемый для него экран — флюидоупор. Слои такой породы называют покрышками, а вместе с коллектором они формируют ловушки, удерживающие нефть и газ в месторождении. В классическом варианте в верхней части ловушки может присутствовать газ (он легче). Снизу залежь подстилается более плотной, чем нефть, водой.

Классификации ловушек чрезвычайно разнообразны (часть из них см. на рис.). Наиболее простая и с точки зрения геологоразведки, и для дальнейшей добычи — антиклинальная ловушка (сводовое поднятие), перекрытая сверху пластом флюидоупора. Такие ловушки образуются в результате изгибов пластов осадочного чехла. Однако помимо изгибов внутренние пласты претерпевают и множество других деформаций. В результате тектонических движений, например, пластколлектор может деформироваться и потерять свою однородность. В этом случае процессы геологоразведки и добычи оказываются намного сложнее. Еще одна неприятность, которая поджидает нефтяников со стороны ловушек, — замещение проницаемых пород, обладающих хорошими коллекторскими свойствами, например песчаников, непроницаемыми. Такие ловушки называются литологическими.

Антиклиналь
Тектоническая экранированная ловушка
Соляной купол
Стратиграфическая ловушка

Ровесница динозавров

Когда же образовались те структуры, в которых сегодня находят нефть? Основные ее ресурсы сосредоточены в относительно молодых мезозойских и кайнозойских отложениях, сформировавшихся от нескольких десятков млн до 250 млн лет назад. Однако добыча нефти ведется и из палеозойских отложений (до 500 млн лет назад), а в Восточной Сибири — даже из отложений верхнего протерозоя, которым более полумиллиарда лет.

Многочисленные нефтяные месторождения встречаются в отложениях девона (420–360 млн лет назад). В этот период на Земле появились насекомые и земноводные, в морях большого разнообразия достигли рыбы и кораллы. Во время пермского периода (300–250 млн лет назад) климат стал более засушливым, в результате чего высыхали моря и образовывались мощные соляные толщи, ставшие впоследствии идеальными флюидоупорами.

Эпоха господства динозавров — юрский (200–145 млн лет назад) и меловой (145–66 млн лет назад) периоды мезозоя — характеризуется максимальным расцветом жизни и связана с высоким осадконакоплением. Некоторые гигантские и крупные месторождения (Иран, Ирак) нефти находят в отложениях палеогена(66—23 млн лет назад). Известны месторождения нефти в четвертичных породах возрастом менее 2 млн лет (Азербайджан).

Впрочем, связь между возрастом пород-коллекторов и временем образования нефти не прямолинейна. Этот процесс может быть последовательным: в юрском или меловом периоде органический осадок начал опускаться вниз и преобразовываться в нефть, которая по прошествии нескольких десятков миллионов лет мигрировала в коллекторы, принадлежащие к более молодым комплексам пород. С другой стороны, древние нефтематеринские породы, образованные в палеозое, могли опуститься на достаточную для созревания нефти глубину намного позднее. Таким образом, в одних и тех же коллекторах можно найти и более молодую, и древнюю нефть, значительно различающиеся по своим свойствам.

Смешанные свойства

Между тем моментом, когда на дно морского бассейна опускается отмерший планктон, и тем, когда накопившийся слой органики, погрузившись на несколько километров вниз, отдает нефть, миллионы лет и целый ряд химических и физических преобразований. Поэтому нет ничего удивительного в том, что состав нефти крайне разнообразен и неоднороден. Именно поэтому сами нефтяники привыкли употреблять это слово во множественном числе — говоря о разведке или добыче нефтей и подразумевая, что каждый раз извлекаемая жидкость будет уникальной, отличающейся от всего, что было добыто ранее.

В своей основе нефть — сложная смесь углеводородов различной молекулярной массы. Преобладают в ней алканы, нафтены и арены. Наиболее простые из них — алканы (парафиновые углеводороды), у которых к атомам углерода присоединено максимальное количество атомов водорода. К алканам относятся метан, этан, пропан, бутан, пентан и т. д. Они могут быть представлены газами, жидкостями и твердыми кристаллическими веществами. Количество алканов в нефти колеблется от четверти до семидесяти процентов объема. При большом проценте алканов нефть считается парафинистой. С точки зрения добычи такое свойство считается проблемным — при подъеме нефти из скважины и соответственном уменьшении температуры парафины могут кристаллизоваться и выпадать на стенки скважин.

Нафтены — соединения, в которых атомы углерода соединяются в циклическое кольцо (циклопропан, циклобутан, циклопентан и др.). Все связи углерода и водорода здесь насыщены, поэтому нафтеновые нефти обладают устойчивыми свойствами. Нафтены могут иметь от 2 до 5 циклов в молекуле, по их составу химики пытаются определять зрелость и другие свойства нефти.

В составе аренов, или ароматических углеводородов, также есть циклические структуры — бензольные ядра. Для них характерны большая растворяемость, более высокая плотность и температура кипения. Обычно нефть содержит 10–20% аренов, а в ароматических нефтях их содержание доходит до 35%. Наиболее богаты аренами молодые нефти. Арены — ценное сырье при производстве синтетических каучуков, пластмасс, синтетических волокон, анилино-красочных и взрывчатых веществ, фармацевтических препаратов.

Нефть любят называть черным золотом, однако чистые углеводороды бесцветны. Цвет нефтям придают разнообразные примеси, в основном смолы. Асфальтосмолистая часть нефтей — вещество темного цвета. Входящие в ее состав асфальтены растворяются в бензине.

Нефтяные смолы, напротив, не растворяются. Они представляют собой вязкую или твердую, но легкоплавкую массу. Наибольшее количество смол отмечается в тяжелых темных нефтях, богатых ароматическими углеводородами. Такие нефти обладают повышенной вязкостью, что затрудняет их извлечение из пласта.

белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты.

Предмет: биология

Класс: 8

№ урока: 6

Дата: 22. 09.2015

Тема урока: Химический состав клетки. Органические вещества: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты.

Цель урока:

Продолжат формировать знания о химическом составе клеток. Смогут рассуждать о значение БЖУ, НК, АТФ, ферментов в организме человека.

Критерии

успеха

Все учащиеся смогут:

Перечислить органические вещества.

Большинство учащихся будут уметь:

Рассказать о некоторых органических веществах.

Некоторые учащиеся смогут:

Рассуждать о значение БЖУ, НК, АТФ, ферментов в организме человека.

Методы работы

частично-поисковый, проблемный.

Формы работы

индивидуальная, фронтальная, групповая.

Использование модулей

Критическое мышление, новые подходы, ИКТ, ОДО и ОО, управление и лидерство, ОТиО, учет возрастных особенностей.

Межпредметные связи

Химия, физика, история.

Ресурсы

ноутбук, маркеры, стикеры.

Этап урока

Ход урока

  1. Организационный момент.

1.Приветствие учащихся.

2. Эмоциональный настрой.(Речевка) Я хочу учиться,Я хочу трудиться,Я хочу учась, трудиться,Я хочу трудясь, учиться.

  1. Вызов

Проверка знаний и умений

«Логическая цепочка»

1. Неорганические вещества :вода и минеральные соли.

2.Вода является растворителем

3.Вода не является компонентом цитоплазмы клетки

4. Карбонаты и фосфаты кальция составляют межклеточное вещество костной ткани

5.Вода не участвует в терморегуляции клетки.

6.Вода поддерживает тургор (упругость) клетки

7.Калий и натрий участвует в создании мембранного потенциала

8.Вода выводит вредные вещества

9.Вода не обладает высокой теплоемкостью

10.Соли обеспечивают прочность Найти верные и неверные утверждения

Взаимопроверка

Каждый правильный ответ один балл

9-10-«5»

7-8-«4»

4-6-«3»

1-3-«2»

  1. Осмысление

Деление учащихся на 4 группы. Работа с учебником. Создание флипчарта.

1 гр. Белки

2 гр. Жиры

3 гр. Углеводы

4 гр. Нуклеиновые кислоты

Затем группы оценивают флипчарты друг у друга.

Выступление учащихся с дополнительными сообщениями об органических веществах

Вопросы группам

1. Почему белки являются основным строительным материалом?

2.Почему жиры называют энергоемкими?

3.Докажите ,что в животном организме содержится углевод

4.В каком органоиде клетки обнаружили нуклеиновые кислоты?

Оценивание » Светофор» по новой теме

Если все поняли поднимают кружок зеленого цвета ,если остались вопросы -желтого цвета,если вам потребуется помощь ,то поднимают кружок красного цвета. Ответы учащихс

  1. Обратная связь.

Синквейн

Существительное: белки

2 прилагательные : простые и сложные

2 глагола : распадаются,защищают

Фраза,которая содержит основную мысль

Белки-источник жизни

Синоним: органическое веществ

  1. Итоги урока.

Домашнее задание

Выставление оценок.

Домашнее задание: Изучить материал по учебнику

Саморефлексия

Опасные и легковоспламеняющиеся вещества » Предметы запрещенные для пересылки » Посылка » Бизнес » Omniva

Взрывоопасные и взрывчатые вещества

 

Определение:

Любые химические соединения, смеси или средства, которые могут вызвать взрыв или использование которых сопровождается риском моментального разогревания и выделения газа. Все взрывчатые вещества запрещены.

 

Пример:

нитроглицерин, пистоны, ракеты для салюта, зажигательные смеси, взрывчатка, осветительные ракеты, амуниция и т.д.
 

Газы (сжатые, сжиженные или растворенные под давлением)
Определение:

Стабильные газы, которые не сжижаются под воздействием температуры окружающей среды, растворенные в растворителе под давлением. Запрещены:

  • сжатые и воспламеняющиеся газы: водород, этан, метан, пропан, бутан, зажигалки, газовые цилиндры для примусов, паяльные лампы и т.д.
  • токсичные сжатые газы: хлор, фтор и др.
  • невоспламеняющиеся сжатые газы: диоксид углерода, азот, неон, огнетушительные аппараты, в которых есть такие газы, и т.п.
  • аэрозоли

 

ВОСПЛАМЕНЯЮЩИЕСЯ ЖИДКОСТИ

 

Определение:

Жидкости, смеси жидкостей или жидкости, в которых есть твердые частицы в виде раствора или суспензии, создающие горючие пары. Запрещены все жидкости, температура возгорания которых в закрытом сосуде ниже 55ºC.

 

Пример:

ацетон, бензол, чистящие средства, бензин, горючее для зажигалок, растворители для красок и чистящие средства, керосин, растворители и т.п.
 

ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИЕСЯ ТВЕРДЫЕ ВЕЩЕСТВА

 

Определение:

Твердые материалы. причиной возгорания которых может быть трения, поглощения влаги, спонтанной химической реакции или тепло, удерживаемого в процессе обработки, или которые легко воспламеняется и горят.

 

Пример:

спички, карбид кальция, целлюлоза, вещества, содержащие нитрат, металлический магний, пленка на базе нитроцеллюлозы, фосфор, калий, натрий, гидрид натрия, порошок цинка, гидрид циркония и т.п.
 

ОКСИДИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА И ОРГАНИЧЕСКИЕ ПЕРОКСИДЫ

 

Определение:

Эти вещества являются самовоспламеняемыми, хоть и не всегда, но они могут вызвать или способствовать воспламенению других веществ. Кроме этого, они могут взорваться, вызвать опасную реакцию, взаимодействовать с другими веществами и создавать угрозу для здоровья.

 

Пример:

броматы, хлораты, компоненты средств для ремонта изделий из стекловолокна, перхлораты, перманганаты, пероксиды и т.п.
 

ТОКСИЧНЫЕ ВЕЩЕСТВА И ВЕЩЕСТВА, СПОСОБСТВУЮЩИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЮ ИНФЕКЦИЙ, ДРУГИЕ МЕДИЦИНСКИЕ ВЕЩЕСТВА

 

Определение:

Вещества, которые после их заглатывания, вдыхания или соприкосновения с кожей могут вызвать смерть или повреждения. Вещества, содержащие микроорганизмы или их токсины, которые определенно или, возможно, могут способствовать распространению заболеваний.

 

Пример:

мышьяк, бериллий, цианид, фтор, водород, селенит, ртуть, ртутные соли, иприт, диоксид азота, патогенный материал, крысиный яд, сыворотка, вакцины и т.п.
 

РАДИОАКТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ

 

Определение:

Все материалы, специфическая активность которых выше 74 килобеккерелей на килограмм (0,002 микрокюри на грамм). Все радиоактивные материалы запрещены.

 

Пример:

распадающиеся вещества (уран 235 и т. п.), радиоактивные отходы, урановая руда или ториевая руда и т.п.
 

ЕДКИЕ ВЕЩЕСТВА

 

Определение:

Вещества, которые могут причинить серьезный вред, поскольку они оказывают химическое воздействие на живые ткани, товары или транспортное средство.

 

Пример:

хлорид алюминия, гидроксид натрия, едкая чистящая жидкость, средство для снятия/предотвращения ржавчины, едкое средство для снятия краски, электробатарейки, соляная кислота, азотная кислота, серная кислота и т.п.
 

ДРУГИЕ ОПАСНЫЕ ВЕЩЕСТВА

 

Определение:

Вещества, создающие угрозу, которую невозможно классифицировать в соответствии с вышеуказанными категориями.

 

Пример:

асбест, сухой лед, магнетизированный материал с силой магнитного поля 0,159 А или выше на расстоянии 2,1 м от упаковки и т.п.

Строение и состав кости — урок. Биология, 9 класс.

Основной структурной единицей скелета является кость.

Кроме выполнения защитной и опорной функцияй, кости участвуют в минеральном обмене и выполняют кроветворную функцию.

 

Кости образованы в основном соединительной костной тканью.

Клетки этой ткани называются остеоциты. Они окружены мельчайшими «канальцами», заполненными межклеточной жидкостью. Через межклеточную жидкость канальцев происходит питание и дыхание костных клеток.

Остеоциты — клетки костной ткани позвоночных животных и человека.

Межклеточное вещество имеет высокую плотность и составляет около 2/3 всего объема соединительной костной ткани.

В костных каналах проходят нервы и кровеносные сосуды.

 

 

В её состав входят органические вещества (придающие костям гибкость и упругость), и неорганические вещества, главным образом минеральные соли фосфора, кальция, магния (придающие костям твёрдость).

Прочность кости обеспечивается сочетанием твердости её неорганических соединений с упругостью органических. Кости растущего организма обладают большей гибкостью, а кости взрослого (но не старого) — прочностью.

 

Если долго прокаливать кость (сжигать её), то из нее удаляется вода и сгорают органические соединения и кость становится настолько хрупкой, что при прикосновении рассыпается на мелкие, твердые частицы, состоящие из неорганических соединений.

Если удалить из кости неорганические соединения (выдерживав кость в растворе соляной кислоты), то кость становится настолько гибкой, что её можно завязать в узел

 

 

Строение трубчатой кости

Среднюю часть кости называют диафизом, а концевые суставные головки — эпифиза­ми.

 

 

Внутри диафиза находится канал, наполненный жёлтым костным мозгом. Поэтому такую кость, как бедренная, называют трубчатой.

 

 

Эпифизы бедренной кости образованы губчатым веществом, промежутки между которым заполнены красным костным мозгом. Концы (эпифизы) кости покрыты хрящом. За счет деления клеток хряща кость растет в длину.

 

Поверхность кости покрыта снаружи особой оболочкой из соединительной ткани — надкостницей, обеспечивающей рост кости в толщину, чувствительность, питание, срастание костей после переломов. В надкостнице проходит большое количество кровеносных сосудов и расположено множество нервных окончаний. На суставных поверхностях надкостницы нет.   

Источники:

Пасечник В.В., Каменский А.А., Швецов Г.Г./Под ред. Пасечника В.В. Биология. 8 класс.– М.: Просвещение

Любимова З.В., Маринова К.В. Биология. Человек и его здоровье. 8 класс – М.: Владос

Колесов Д.В., Маш Р.Д., Беляев И.Н. Биология 8 М.: Дрофа

Драгомилов А. Г., Маш Р. Д. Биология 8 М.: ВЕНТАНА-ГРАФ

Лернер Г.И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель

Иллюстрации:

http://www.ebio.ru/che04.html

Структурный состав почвы

Капиллярность — Капиллярная вода – это вода, способная подняться в верхние слои почвы по мелким порам путем связывания молекул воды в порах (адгезии), но также и путем сближения молекул воды (когезия). Илистые почвы обладают высокой капиллярностью, сочетая в себе большую глубину подъема и высокую скорость капиллярного движения

Катионы — Положительно заряженные ионы в почве, такие как: калий, кальций, магний

Коллоид — Коллоиды являются лучшими структурными единицами почвы, со средним диаметром менее 0,0002 мм. Коллоиды включают в себя некоторые органические вещества и настоящую глину

Минеральные частицы — Почвенные минеральные частицы представляют мельчайшие неорганические включения, которые были сформированы в месте разрушения климатическими факторами различных минерально-песчаных пород или были туда занесены, к примеру, ледниками. Свойства почвы сильно зависят от размера частиц, составляющих ее, в соответствии с Таблицей «Соотношение частиц по распространенности»

Поры — Почвенные поры – это пустоты, ходы и трещины в почве, которые заполняются либо водой, либо воздухом в зависимости от текущего содержания влаги в земле.

Почвенная фауна — Земляные черви, мокрицы, ногохвостки, многоножки, клещи – животные, открывающие путь бактериям и грибам, путем деления на части и измельчения растений в их ротовой полости, желудке и кишечнике

Удельная площадь — Общая площадь поверхности частиц, выражаемая в квадратных метрах на 1 грамм сухой почвы. Это понятие является важной характеристикой, показывающей среднее количество питательных веществ, которое почва может отдать при выветривании и, наоборот, связать со своей поверхностью

Структура  Почвенная структура определяется соотношением классов с разным диаметром, в частности относительные пропорции песка, ила и глины, в соответствии с Таблицей «Соотношение частиц по распространенности»

Органическое вещество почвы

Органическое вещество — это источник жизненной силы плодородной плодородной почвы. Без этого сельскохозяйственное производство не является устойчивым.

Органическое вещество — это любое живое или мертвое животное и растительный материал. Сюда входят живые корни растений и животных, остатки растений и животных на различных стадиях разложения, а также микроорганизмы и их выделения.

На фермах основными источниками органических веществ являются растительный мусор (корни растений, стерня, листья, мульча) и навоз. Эти материалы разлагают дождевые черви и микроорганизмы. В процессе разложения высвобождаются питательные вещества, которые могут быть поглощены корнями растений. Конечным продуктом разложения является гумус, черный рассыпчатый материал, устойчивый к дальнейшему разложению. Сложное химическое вещество, гумус накапливает питательные вещества для растений, удерживает влагу и улучшает структуру почвы.

Разложение

Скорость разложения органических веществ зависит от температуры почвы, влажности, аэрации, pH и уровней питательных веществ.

Чем теплее и влажнее климат, тем быстрее разрушается органическое вещество. Более прохладные районы имеют более высокий уровень органического вещества почвы, потому что оно не так быстро разрушается при низких температурах.

Заболоченное органическое вещество разлагается очень медленно, поскольку необходимые для разложения микроорганизмы не могут существовать там, где нет кислорода. Почвы, образованные из заболоченного органического вещества, известны как торф , и содержат высокий процент органического вещества.

Кислые почвы с низким pH обычно содержат большее количество органических веществ, поскольку микроорганизмы становятся менее активными по мере увеличения кислотности почвы.

Преимущества органических веществ

  • Улучшение структуры почвы
    По мере разложения органического вещества до гумуса молекулы гумуса «цементируют» частицы песка, ила, глины и органических веществ в агрегаты, которые не разлагаются в воде. Этот цементирующий эффект, вместе с эффектом переплетения и связывания корней и грибковых прядей в разлагающемся органическом веществе, делает почвенные агрегаты устойчивыми в воде.
  • Улучшает дренаж
    Эти более крупные устойчивые агрегаты имеют большее пространство между ними, что позволяет воздуху и воде легче проходить через почву.
  • Удерживает влагу
    Агрегаты также очень эффективно удерживают влагу для использования растениями. Молекулы гумуса могут поглощать и удерживать большое количество воды для использования корнями растений.
  • Обеспечивает питательными веществами
    Органические вещества являются важным источником азота, фосфора и серы.Эти питательные вещества становятся доступными, когда органическое вещество разлагается микроорганизмами. Поскольку для этого разложения требуется время, органические вещества обеспечивают медленное высвобождение питательных веществ. Если посевы постоянно удаляются из почвы, микробы перестают питаться органическими веществами и расщеплять их на питательные вещества, поэтому растениям доступно меньше питательных веществ.
  • Повышает катионообменную способность
    Молекулы гумуса — это коллоиды , которые представляют собой отрицательно заряженные структуры с огромной площадью поверхности.Это означает, что они могут притягивать и удерживать огромное количество положительно заряженных питательных веществ, таких как кальций, магний и калий, до тех пор, пока они не понадобятся растению. Глины также обладают такой способностью, но коллоиды гумуса имеют гораздо более высокую ЕКО, чем глины.

(Дополнительные сведения см. В разделе Емкость катионного обмена.)

Как повысить уровень органического вещества в почве

  • Выращивание многолетних пастбищ
    Период выращивания многолетних пастбищ с преобладанием травы является эффективным способом увеличения содержания органических веществ в сельскохозяйственных почвах.Недолговечные однолетние травы — источник мертвых корней; Многолетние травы являются источником листового вещества. Даже короткие периоды (1-2 года) под пастбищами могут улучшить структуру почвы, даже если фактическое увеличение содержания органического вещества может быть небольшим.
  • Выращивание зерновых культур
    Зерновые культуры оставляют значительное количество органических веществ в мертвых корнях и стерне после сбора урожая.
  • Выращивание сидератов
    Зеленые удобрения служат защитным покровом до тех пор, пока они не будут заделаны в почву.Первоначально они обеспечивают значительное увеличение уровней органических веществ, но они быстро разрушаются, давая лишь небольшое увеличение долгосрочных уровней органических веществ; Кроме того, вспашка может принести больше вреда, чем пользы от органических веществ.
  • Внесение удобрений
    Объемные органические удобрения увеличивают содержание органических веществ, но для значительных изменений необходимы частые и интенсивные внесения удобрений.
  • Используйте органические удобрения
    Органические удобрения, внесенные в больших количествах, могут повысить уровень органических веществ, но, как правило, они менее рентабельны в качестве источников питательных веществ, чем неорганические удобрения.Применяемые в небольших количествах, они вряд ли окажут значительное влияние на уровень органических веществ.
  • Свести культивирование к минимуму
    Культивирование разрушает устойчивые агрегаты, подвергая гумус в агрегатах воздействию воздуха и более быстрому разложению. Прямая сеялка позволяет сеять семена, оставляя пожнивные остатки на поверхности почвы и не повреждая агрегаты.
  • Концентрат органического вещества
    Альтернативой увеличению вводимых ресурсов является более эффективное использование того, что уже есть. Держите все органические добавки, будь то корни, стерня или навоз, близко к поверхности. Стабильность структуры почвы связана с концентрацией органических веществ на поверхности, а не с общим количеством, присутствующим в почве.

Проблемы с включением

Включение органических веществ может вызвать некоторые проблемы.

  • Трудно внести большие количества выращиванием.
  • Сидеральные удобрения быстро разрушаются и обеспечивают лишь небольшое повышение уровня органических веществ в почве.Вспашка ускоряет расщепление гумуса и может нейтрализовать небольшую пользу от самой культуры.
  • Если органическое вещество попадает во влажную почву, она может уплотняться, так что микророорганизмам не хватает кислорода для разложения органических веществ. Это может повлиять на рост урожая и снабжение азотом.
  • Химические вещества, выделяемые из органических веществ, могут на короткое время снижать скорость роста растений или оказывать токсическое действие на молодые саженцы.
  • Внесение соломы также может привести к временной нехватке доступного азота для посаженных культур, поскольку микроорганизмы будут потреблять ограниченный азот в разлагающейся соломе.

Из брошюры Soil Sense 5/93. Agdex 536, произведенный Ребеккой Лайнс-Келли, бывшей сотрудницей по работе с почвами Сельскохозяйственного института Вуллонгбара, для CaLM и NSWA, регион северного побережья, в рамках Национальной программы по уходу за землей, сентябрь 1993 г.

Овощи: основы почвы, часть III: органическое вещество, ключ к управлению

В предыдущих информационных бюллетенях мы обсуждали физические и химические аспекты почв. Мы видели, как почвенное органическое вещество (ПОВ) улучшает влагоудерживающую способность песчаных почв, аэрацию глинистых почв и как это помогает при пахоте любой почвы.В почвах Новой Англии ПОВ вносит основной вклад в емкость катионного обмена, меру способности почвы удерживать питательные вещества. При распаде или разложении ПОВ высвобождаются питательные вещества, которые могут быть использованы растениями.

Что такое органическое вещество?

Органическое вещество по определению содержит углерод. Углерод является источником энергии для микроорганизмов (микробов) в почве. Это микроскопические растения и животные, такие как бактерии, грибы и актиномицеты. Некоторые из них являются патогенными микроорганизмами, вызывающими болезни растений, но в здоровой почве подавляющее большинство приносит пользу.Органические вещества служат пищей для разнообразной популяции микробов в почве, и это помогает предотвратить доминирование какого-либо одного типа организмов, таких как патоген растений.

SOM постоянно производится и разрушается живыми растениями и животными. Д-р Фред Магдофф из Университета Вермонта придумал подходящее утверждение: Есть три вида SOM; «живые, мертвые и самые мертвые». Живая фракция ПОВ состоит из живых растений и животных, включая микробы, встречающиеся в почве.Когда они умирают, стебли, листья и другие части растения какое-то время сохраняют узнаваемые характеристики. Это мертвая часть ЗВОЛ. Рано или поздно мертвое органическое вещество разлагается, и его невозможно распознать, и в конечном итоге оно становится гумусом. Это очень мертвая органика. Кроме того, животные едят растения или других животных и пропускают часть пищи через свое тело в виде навоза, богатого питательными веществами и органическими веществами.

SOM расщепляется микробами, когда они потребляют его в пищу.Любой фактор, влияющий на микробную активность почвы, также влияет на распад ПОВ. В микробе дыхание объединяет большую часть углерода из ПОВ с кислородом с образованием углекислого газа. Чтобы этот процесс продолжался, должен происходить обмен кислородом и углекислым газом между атмосферой и поровыми пространствами почвы. Газообмен можно ограничить, если почва уплотнена или пропитана избытком воды. Это замедляет скорость разложения ПОВ. Хотя избыток воды препятствует разложению, определенное количество необходимо для поддержки микробов.Следовательно, можно ожидать, что условия влажного стресса замедлят разложение ПОВ.

Почвенные микробы также подвержены влиянию pH почвы. Особенно это касается бактерий. В кислых условиях активность бактерий в разрушении органических веществ значительно снижается. Почвенные грибы, ответственные за разрушение ПОВ, обычно меньше подвержены влиянию низкого pH. Однако в большинстве случаев бактерии ответственны за большую часть разложения ПОВ, и, как правило, этот процесс заметно замедляется, если уровень pH падает ниже 6.0.

Температура почвы оказывает заметное влияние на микробную активность. Оптимальные температуры почвы для бактериальной активности находятся в диапазоне от 70 o F до 100 o F, но активность проявляется в пределах 40 o F, хотя и со значительно сниженными темпами. На юге, где почвы теплые большую часть года, ежегодное разложение ПОВ происходит в большей степени, чем на севере, и, как правило, в почвах меньше органического вещества.

Органическое вещество состоит из множества соединений, которые сильно различаются по легкости разложения. Сахар, крахмал и белки быстро разлагаются микробами, в то время как лигнин, жиры и воски устойчивы к этому процессу. Свежие органические остатки состоят в основном из легко разлагаемых соединений, которые быстро разрушаются при благоприятных условиях. Результат — быстрое уменьшение объема ПОВ.

Устойчивые материалы остаются и образуют материал темного цвета, называемый гумусом. Гумус продолжает разлагаться, но очень медленно. Углеродный анализ показал, что возраст некоторого количества гумуса составляет тысячи лет.Гумус образует коллоиды, которые способствуют увеличению емкости катионного обмена и хорошей структуре почвы.

Таким образом, влажная, теплая, хорошо аэрированная почва с pH от шести до семи обеспечивает идеальные условия для разложения ПОВ. Это условия, которые способствуют оптимальному росту большинства овощных культур. Кажется очевидным, что методы продуктивного земледелия обычно весьма разрушительны для ЗВОЛ! Но это не так плохо, как кажется. Представьте, что случилось бы, если бы SOM не сломался. Мы были бы похоронены под тоннами неразложившегося мертвого растительного материала. Разложение SOM — полезный процесс. Он обеспечивает энергией разнообразную группу почвенных микробов, высвобождает питательные вещества для роста растений и оставляет нам гумус. Задача состоит в том, чтобы постоянно заменять то, что было потеряно, и, если это возможно, увеличивать SOM.

Добавление органических веществ в почву

Компост

Компост быстро приходит на ум, когда вы думаете о способах добавления органических веществ в почву. Все, от домовладельцев до фермеров, могут делать компост.У большинства фермеров нет достаточного количества сырья для удовлетворения своих потребностей. Некоторые привозят дополнительные материалы, такие как отходы городских дворов, для компостирования на месте. Другие покупают компост у все большего числа коммерческих компостеров. Независимо от источника, компост необходимо обработать перед использованием. Готовый компост не содержит заметных частиц вещества и не нагревается после переворачивания. Компост также следует проверить на содержание питательных веществ. Готовый компост должен иметь низкое содержание аммония, высокий уровень нитратов и близкий к нейтральному pH.Повторное использование компоста с высоким содержанием определенного элемента может вызвать дисбаланс питательных веществ. Образцы компоста для тестирования можно отправить по номеру:

.

Лаборатория испытаний почвы
Западная экспериментальная станция
Массачусетский университет
Амхерст, Массачусетс 01003

Для получения дополнительной информации об отправке образцов позвоните (413)545-2311
Или посетите их веб-сайт: Лаборатория испытаний почвы Umass

Навоз

Навоз — отличный источник питательных веществ и органических веществ. Около половины азота в свежем молочном навозе и 75% азота в помете птицы находится в форме аммиака.Аммиак подвержен потерям из-за улетучивания, если он не будет введен сразу после внесения. В почве аммиак превращается в нитрат и доступен для использования растениями. Однако нитрат подвержен выщелачиванию, и обычно следует избегать применения в больших количествах. Бывают случаи, когда необходим легкодоступный азот, но свежий навоз следует вносить с осторожностью. Многие люди предпочитают компостировать навоз перед внесением в поле. Это стабилизирует азот. Навоз можно смешивать с другими материалами для компостирования.

Обложка

Покровные культуры завоевывают все большую популярность как способ увеличения содержания органического вещества. Озимые покровные культуры использовались в течение многих лет, прежде всего, для защиты почвы от эрозии. Озимые покровные культуры также могут поглощать много азота, оставшегося в конце вегетационного периода. Озимая рожь была давним резервом. Он может прорасти и немного подрасти, даже если посадить его в октябре. Озимая рожь эффективно поглощает оставшийся азот. Он остается зеленым в течение зимы и возобновляет рост ранней весной.Он добавляет мало органических веществ, если его вспахать ранней весной, пока он еще маленький. Если позволить ему расти до позднего мая, он может вырасти до трех-четырех футов и внесет изрядное количество органического вещества. Если только не вспахать, пока он совсем небольшой, может быть трудно разбить комки озимой ржи, что затруднит посев сельскохозяйственных культур.

Некоторые производители предпочитают овес в качестве зимнего укрытия. Овес следует сажать в конце лета, чтобы осенью он хорошо рос. Зимой овес убивает и не вырастает снова весной, что позволяет легко заделать его в почву.Если осенью есть время для хорошего роста, овес может внести несколько тонн органических веществ на акр.

Вика волосатая — это бобовое растение, которое некоторые фермеры используют в качестве зимнего укрытия. Если посадить в середине августа и вспахать весной, он может вырасти достаточно, чтобы внести 100 фунтов или более азота на акр. Волосатую вику можно сажать уже в середине сентября, но осенью она мало вырастет, и ее нужно дать расти до конца мая, чтобы достичь своего потенциала по внесению азота. Большинство фермеров сажают вику в сочетании с рожью или овсом.

Ряд овощеводов выращивают летнюю покровную культуру для увеличения ПОВ. Это может означать прекращение выращивания овощей на поле на сезон, но можно вырастить ранний овощной урожай, а за ним — летний покровный урожай. Хороший выбор — трава сорго-судана. Это быстрорастущее растение, похожее на тощую кукурузу. При посадке к началу июля он может производить большое количество органических веществ. Он вырастает до десяти или двенадцати футов в высоту, и под ним трудно повернуться.Тем не менее, это можно сделать более управляемым, если косить два-три раза в течение сезона, когда она достигает трех-четырех футов.

Соотношение углерода и азота

Как мы уже говорили, органическое вещество расщепляется микробами, которые используют углерод для получения энергии. Они также имеют высокую потребность в азоте. Микробам требуется около одного атома азота на каждые 25 атомов углерода. Это отношение углерода к азоту (C: N) 25: 1 или 25. Если органическое вещество имеет более высокое содержание C: N, микробам потребуется больше азота, чем в органическом веществе, и они будут брать его из почвы. .Микробы более эффективно получают азот из почвы, чем сельскохозяйственные культуры. Если азота не хватает как для микробов, так и для урожая, урожай не получит того, что ему нужно. В конечном итоге чистый прирост азота будет, но в краткосрочной перспективе это может пострадать. Если органическое вещество с высоким содержанием C: N вносится в почву незадолго до посадки культуры, может потребоваться дополнительный азот, чтобы обеспечить удовлетворение потребностей как микроба, так и культуры. Органические вещества с C: N менее 25: 1 (25) не должны быть проблемой и в некоторых случаях могут вносить азот для использования в сельскохозяйственных культурах.В таблице 1 приведены примеры C: N некоторых источников органического вещества.

Таблица 1. Типичное соотношение углерода и азота.

Материал

Соотношение C: N

Сено бобовых

15-19: 1

Сено небобовых культур

24-41: 1

Стебли кукурузы

42: 1

Солома овсяная

70: 1

Солома ржаная

82: 1

Коровий навоз

8: 1

Готовый компост

17-20: 1

Сельскохозяйственные почвы

8-14: 1

Опилки твердых пород

500: 1

Мы должны учитывать C: N при внесении покровных культур в почву. В недавних экспериментах перцы были посажены:

1) без озимых покровных культур; 2) озимая рожь или 3) озимая рожь плюс вика мохнатая. Вспашка покровных культур проводилась в конце мая. На участках без добавления азота растения после ржи были низкорослыми и желтыми по сравнению с растениями без покровных культур. На момент внесения рожь будет иметь соотношение C: N значительно выше 25, что приведет к снижению доступности азота для перца. Перец после вики / ржи рос лучше, чем при любом другом варианте.Очевидно, вика содержала достаточно азота, чтобы удовлетворить потребности как микробов, так и перца.

Растительные остатки вносят в почву питательные и органические вещества. Остатки обычно возвращаются путем внесения их непосредственно в почву, но в небольших количествах их можно удалить с поля, компостировать и затем вернуть в почву. Культуры значительно различаются по количеству органических веществ и питательных веществ, вносимых их остатками. Акр кукурузных стеблей может содержать несколько тонн органических веществ. Около двух третей питательных веществ, потребляемых кукурузой, попадает в стебли и листья. Это возвращается в почву, если только убрать початки и пропахать стебли. Некоторые производители сладкой кукурузы продают стебли кукурузы фермерам, которые измельчают их на силос. Текущая цена составляет около 40 долларов за акр, исходя из кормовой ценности стеблей без колосьев. Это не окупает стоимость удобрений для восполнения питательных веществ, потерянных в стеблях, не говоря уже о ценности органических веществ. Количество органических веществ и питательных веществ в неубранных частях растений значительно варьируется в зависимости от урожая.Например, после сбора урожая на поле остается мало лука или капусты. Руководство по выращиванию овощей Новой Англии содержит таблицу и другую информацию, касающуюся поглощения питательных веществ культурами. Эта информация представлена ​​для части убранного урожая и остатков, оставшихся на поле. Исходя из этого, вы можете оценить питательную ценность пожнивных остатков различных культур.

В следующем информационном бюллетене мы обсудим, как интерпретировать испытание почвы и применить эту информацию на практике.

Информация в этом материале предназначена для образовательных целей.Содержащиеся рекомендации основаны на лучших знаниях, имеющихся на момент публикации. В случае использования торговых наименований или коммерческих продуктов не подразумевается и не предполагается одобрение компании или продукта. Всегда читайте этикетку перед использованием любого пестицида. Этикетка является юридическим документом для использования продукта. Игнорируйте любую информацию в этом информационном бюллетене, если она противоречит этикетке.

Джон Хауэлл, Департамент растениеводства и почвоведения

Расширение Массачусетского университета
VegSF3-98
Напечатано в январе 1999 г.

Органическое вещество почвы и его преимущества | CropWatch

Органическое вещество почвы неоднородно по своей природе и не имеет определенной физической или химической структуры. Он может присутствовать в почвах на разных стадиях разложения. Остатки сельскохозяйственных культур и растений, подстилка деревьев, навоз домашнего скота ( Рис. 1 ), животные и различные типы почвенных организмов, их побочные продукты и, в меньшей степени, человеческие отходы способствуют образованию органического вещества. Активная фракция (корни и остатки) является источником питания почвенных микроорганизмов. Стабильная фракция (гумус) накапливает углерод и снижает потери органического углерода на разложение.

Процесс и функции разложения

Дождевые черви, клещи и жуки измельчают органический материал на мелкие кусочки.Нематоды потребляют углеродистый живой материал, такой как корни растений, микроорганизмы и другие нематоды. Бактерии и грибы разрушают и разлагают органические вещества, питаясь ими, высвобождая важные питательные вещества: азот, фосфор, калий, серу и другие. Микроорганизмы также выделяют ферменты, которые увеличивают скорость разложения (Fortuna, 2012). Поскольку организмы разлагают органические вещества, они используют углерод как источник энергии и азот для производства белка. В среднем микроорганизмам требуется от 25 до 30 частей углерода на каждую часть потребляемого ими азота.Следовательно, высокие отношения C: N выше 30: 1 приведут к более медленным скоростям разложения, тогда как низкие отношения C: N ниже 20: 1 приведут к потерям азота.

Несмотря на то, что органическое вещество невелико по весу, оно связано с важными функциями в почве и имеет решающее значение для максимизации биологической активности в почве. Гумус вместе с частицами глины создают в почвах места обмена катионов, снижая потери питательных веществ при выщелачивании. Микроорганизмы, использующие органические вещества в качестве источника пищи, способствуют агрегации частиц почвы, что приводит к улучшенной структуре (, рис. 2 ), инфильтрации почвенной воды и удерживающей способности.Это также снижает вероятность стока и эрозии. Более высокие уровни органических веществ также приводят к благоприятным температурам почвы, улучшению роста корней растений, здоровым микробным популяциям и умеренным диапазонам pH.

Практики, которые могут повысить уровень органических веществ в почве

  • Чередовать культуры, чтобы включить:
    • покровные культуры для обеспечения почвенного покрова для уменьшения испарения, эрозии и стока;
    • многолетних трав для добавления наземной и подземной биомассы;
    • зернобобовых культур на сидераты; и
    • культур / растений, производящих большую биомассу.
  • Внесите солому / пожнивные остатки.
  • Уменьшите обработку почвы, чтобы минимизировать потери углерода в почве и замедлить процессы разложения органических веществ.
  • Внесите удобрения на покровные и бобовые культуры для получения большего количества биомассы.
  • Внесите навоз, растительный материал или другие отходы, богатые углеродом.
  • Выпас, а не собирай корм.

Источники органического вещества в почве

Органическое вещество состоит из разлагающихся растительных и животных материалов и микробов, происходящих из различных источников. Его используют садоводы и фермеры, которые подмешивают его в почву, где выращивают растения, потому что он содержит важные питательные вещества. Кроме того, добавление органических веществ в почву улучшает структуру почвы, сводит к минимуму эрозию почвы от ветра и сохраняет влагу.

Навоз

Навоз крупного рогатого скота, лошадей и кур можно оставить в куче, где он разложится на вещество, называемое навозом. Навоз содержит азот, фосфор и серу. Когда он смешивается с почвой, эти питательные вещества высвобождаются и усваиваются растениями.

Скошенная трава

Срезанная трава является источником азота, фосфора и калия и может обеспечить до 25 процентов общей потребности газона в удобрениях. По словам Калифорнийского университета, вы можете внести их в почву разными способами. Вы можете оставить их на лужайке, где они впитаются в почву. В качестве альтернативы вы можете собрать обрезки и обработать их на 2–3 дюйма в верхние 6–12 дюймов почвы, чтобы улучшить ее состояние, или использовать в качестве мульчи, поместив ее слоями толщиной 1 дюйм на почву, чтобы предотвратить появление сорняков.

Обрезка овощей

Кожура овощей, таких как картофель, морковь и капуста, может быть добавлена ​​в компостную кучу, где она распадается на мелкозернистый материал, богатый питательными веществами. Эта куча материала кишит грибами, дождевыми червями и бактериями, которые превращают его в перегной. Иногда можно увидеть пар, исходящий от овощного компоста, поскольку куча нагревается в процессе разложения.

Солома

Широко доступная солома может использоваться в качестве зимней мульчи, укладывая ее поверх почвы вокруг основания деревьев или кустов, чтобы защитить их корни.Солома помогает почве удерживать влагу и защищает нежные корни от холода. Как источник органических веществ солома в конечном итоге разлагается на почву, что также помогает улучшить структуру почвы.

Картон и газета

Если вам нужно бороться с сорняками, кладка картона или газет на почву может подавить их рост, заблокировав свет. Хотя они не содержат питательных веществ, картон и газеты улучшают структуру почвы, когда они разлагаются в почве.Остерегайтесь страниц из глянцевых журналов, так как цветные чернила могут содержать токсины, которые проникают в почву, советует Корнельский университет. Также избегайте использования офисной и компьютерной бумаги, так как она медленно разлагается и может содержать загрязняющие вещества.

Списки OMRI | Институт обзора органических материалов

Списки печатных и веб-версий OMRI, а также исчерпывающий поиск в Интернете предоставляют сообществу экологически чистых продуктов точную и актуальную информацию о продуктах и ​​материалах, разрешенных для органического использования. Текущий список продуктов OMRI © и OMRI Canada Products List © доступен для бесплатной загрузки в формате PDF по ссылкам ниже.Поиск OMRI включает в себя эти списки и информацию о материалах из общего списка материалов OMRI © для стандартов Национальной программы органического производства Министерства сельского хозяйства США, Руководства по стандартам Канады OMRI © для стандартов Канадского органического режима и Руководства по стандартам OMRI для Мексики © для стандарты Мексиканского Закона об органических продуктах. Распечатанные списки можно заказать прямо в OMRI, используя приведенные ниже ссылки.

Список продуктов OMRI

Наиболее полный каталог продуктов для органического производства или переработки, включающий более 8000 продуктов, которые внесены в список OMRI Listed® в соответствии со стандартами Национальной программы органического сельского хозяйства США.

Список общих материалов OMRI

Авторитетный каталог OMRI, содержащий более 900 материалов с указанием их статусов в органическом производстве, переработке и обращении в рамках Национальной органической программы Министерства сельского хозяйства США.

Список продуктов OMRI для Канады

Все продукты, определенные OMRI, разрешены или разрешены с ограничениями в соответствии со стандартами Канадского органического режима.

OMRI Canada Standards Manual

Стандарты OMRI и отдельные категории для продуктов, перечисленных в соответствии со стандартами Канадского органического режима.

Список продуктов OMRI в Мексике

Все продукты, определенные OMRI, разрешены или разрешены с ограничениями в соответствии со стандартами Закона Мексики об органических продуктах.

OMRI Mexico Standards Manual

OMRI стандарты и отдельные категории для продуктов, перечисленных в соответствии со стандартами Мексиканского закона об органических продуктах.

Search

Единый поиск с полной информацией о материалах и продуктах для органического использования.

О внесении в список OMRI

Что означает, когда продукт внесен в список OMRI? Узнайте больше о соответствии.

Скачать

Список продуктов OMRI © бесплатные загрузки обновляются дважды в месяц и всегда доступны для пользователей Интернета.

Сообщество

Примите участие и будьте в курсе работы OMRI в органическом сообществе.

Подписка

Получите необходимую техническую поддержку с подпиской OMRI — это экономичный инструмент.

Пополнить список

Подтвердите свой авторитет и помогите органическим покупателям с уверенностью выбрать ваши продукты.

2. ПОСЛЕДСТВИЯ ДЛЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ПОЧВАХ

2. ПОСЛЕДСТВИЯ ДЛЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ПОЧВАХ

Еще одна проблема с обширным и обильным
использование неорганических удобрений заключается в том, что их использование не улучшает
плодородие и структура почвы в долгосрочной перспективе. Далее, как они
все чаще используются вместо альтернативных методов, которые
строим почву, мы становимся все более зависимыми от их использования
— зависимость.

ОТКУДА БУДУТ ПИТАНИЯ
ПРИРОДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ?

В основном из четырех источников, чьи родственники
важность зависит от экосистемы:

Поступления из атмосферы (как с осадками, так и с засухой).
форма)

Выветривание основного материала, подстилающего почвы

Активность азотфиксирующих организмов

Разложение мертвого органического вещества

Давайте сосредоточимся на последнем из них. Как
разложение влияет на структуру и плодородие почвы? Ниже приводится
довольно упрощенная версия этих сложных процессов.

(1) Ан.
организм умирает (или его часть умирает) и остается на или в почве.

(2) Беспозвоночные,
его потребляют грибы и бактерии, живущие в почве и на ней.

(3) дюйм
Поступая таким образом, они усваивают в себе многие из его питательных веществ.
Этот процесс называется «иммобилизация питательного вещества ».
Пока эти питательные вещества находятся в телах деструкторов,
они недоступны для поглощения растениями, отсюда и термин «иммобилизация»;
они временно недоступны.Когда питательные вещества иммобилизуются,
они находятся в органической форме. (Разлагатели также могут иммобилизовать питательные вещества
которые применяются неорганически и временно связывают их в
органическая форма. Это особенно характерно для азота, и особенно
когда соотношение углерода и азота в подстилке очень высокое, такие
что азот пользуется большим спросом. ) Возможно, у вас есть опыт работы с
это явление, если вы садовод. Вы когда-нибудь применяли
обилие богатой углеродом мульчи, такой как опилки, в вашем саду,
надеясь увеличить содержание в нем органических веществ, но потом заметил
что растения, кажется, не производят так хорошо, как обычно —
а может пожелтеть? Если это так, вероятно, что разлагатели
которые были стимулированы добавлением всего этого хорошего углеродсодержащего
материал иммобилизовал большую часть доступного азота (и
возможно, другие питательные вещества) в процессе разложения материала,
так что растениям доступно меньше.

Интересный боковой свет: вы наверняка знаете
что инвазивная евразийская трава обманывает траву ( Bromus tectorum )
захватил обширные пастбищные угодья, особенно на западе США? Что ж, исследователи узнали
что у него более высокие требования к азоту, чем у многих местных
пастбищные угодья, и проводятся эксперименты, чтобы воспользоваться
этого. Я не шучу — исследователи распространяют столовый сахар
на зараженных пастбищах (часто в сочетании с другими методами лечения
а также), пытаясь уменьшить доступность азота за счет
механизм, который я описал выше, надеясь, что это уменьшит
конкурентоспособность чит-травы в этих системах. Д-р Дэвид
Пайк из USGS (и связанный с Департаментом OSU
ботаники и патологии растений) участвует в некоторых из этих
исследовательские усилия.

(4) г.
Все разлагатели обычно недолговечны. Они умирают и съедаются
другими, часто через сложную последовательность организмов. Тем не мение,
постепенно содержащиеся в них питательные вещества превращаются в
неорганические формы либо в результате биологического действия, либо путем выщелачивания
по воде. Этот процесс называется минерализацией ; преобразование
от органически связанных форм питательных веществ к неорганическим формам, как
результат неорганических или биологических химических реакций.На это
Дело в том, что питательные вещества доступны для усвоения растениями.

Таким образом, в почвах смерть, иммобилизация и
минерализация, вкупе с поглощением растениями, происходят постоянно.
Питательные вещества постепенно становятся доступными в результате разложения органических
вводимые ресурсы, которые действуют, по сути, как удобрения с замедленным высвобождением.
Это круговорот питательных веществ , с которым вы, несомненно,
уже знакомо.

Одним из результатов этого процесса является то, что в естественных
экосистемы, круговорот питательных веществ (особенно азота, который
обычно является ограничивающим питательным веществом) — очень «плотно».»
Не так много теряется из почвы, потому что:

(1) ит
выпускается медленно,

(2) ит
принимается быстро, и

(3) есть
Обычно это небольшая потеря питательных веществ из-за эрозии в естественных экосистемах.
Некоторые питательные вещества, конечно, теряются, например, при эрозии почвы,
испарение в атмосферу и выщелачивание водой, но
потери обычно незначительны.

Природные экосистемы также обычно имеют
высокая емкость для хранения питательных веществ.Эта емкость для хранения
в основном в органическом материале, который медленно разлагается.

РОЛИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА (ГУМУС
СВЯЗЬ)

Остался наименее разлагаемый материал
позади как гумус , бесструктурный, темный, химически сложный
органический материал. Гумус также постепенно разлагается, выделяя
питательные вещества, но также постоянно добавляются в неповрежденные системы

Гумус жизненно важен для почв:

(1) Это
обеспечивает питательные вещества при разложении и является источником энергии для
почвенные организмы.

(2) Это
предоставляет места для удержания других питательных веществ. Гумус содержит
большое количество заряженных сайтов — например, отрицательно
заряженные участки, к которым положительно заряженные ионы питательных веществ (например,
как аммоний [Nh5 +]).

(3) Это
увеличивает водоудерживающую способность почвы (является «губчатым»).

(4) Это
улучшает аэрацию почвы, так как она волокнистая и пористая. Это улучшает
почвенная среда для многих микробов и корней растений, которые
требуют аэрации.

(5) Это
увеличивает проникновение воды в почву (по сравнению со стоком
воды), опять же из-за его пористости.

Последние три все связаны с аспектами
грунта «структура» , которые усилены
органическое вещество в почвах.

Итак, при чем тут все это
вводы неорганических удобрений
? Первый:

ГДЕ БЫЛИ ИСТОРИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ
ОРГАНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОЧВАХ ПЕРЕД НАЧАЛОМ НАЧИНАЕТСЯ НА НЕОРГАНИИ
ВХОДЫ?

(1) Многие
наших богатейших сельскохозяйственных земель богаты, потому что в течение тысяч лет
они поддерживали продуктивные прерии, в которых накапливались почвенные органические
вопрос на протяжении веков.Следовательно, текущее сельское хозяйство во многих случаях
опирается на это историческое, до сельскохозяйственного накопления органических
материал.

(2) Исторически сложилось так,
в сельскохозяйственных системах использовались смешанные культуры и домашний скот. Животные
использовались для обработки почвы (как на вспашку), а также паслись на
пожнивные остатки после уборки урожая. Их навоз содержал органическое вещество
к почвам.

(3) Относительно
после уборки урожая на участке оставались обильные пожнивные остатки, которые
также внесение в почву органического материала.

(4) Фермеры
широко использовали залежные годы (годы, когда почва оставалась
без посадки, для пополнения запасов воды и питательных веществ) и урожая
вращение
(вращение, например, бобового растения (которое фиксирует
атмосферный азот) с зерном, а вспашка в бобовых
(или его остаток) во время посева зерна или до него, и таким образом добавляя
азот и органические вещества в почвы). Эффективность
ротации, конечно, зависит от используемых видов и от того, как
многие из них собирают перед обработкой почвы или повторной посадкой.Например,
соя не добавляет много органических веществ в почву, потому что не
производить много послеуборочных остатков — (см. статью Баллока
по ротации в дополнительном чтении
list для получения дополнительной информации по этому поводу).

СОВРЕМЕННОЕ СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО ЭТО МИНИМУМ
ВХОДЫ:

Во-первых, фермерам легче регулировать
точное количество различных питательных веществ, добавляемых в почву
с использованием неорганических удобрений. Они также проще и требуют меньше времени.
и трудоемок в использовании, чем органические источники, а урожайность
выгоды для неорганических веществ, как правило, более очевидны, чем для органических,
которым нужно время, чтобы разложиться и высвободить питательные вещества.Прочие изменения
в сельском хозяйстве, которые способствуют снижению внимания к органическим
Источники плодородия включают:

(1) Меньше
фермы смешивают домашний скот и зерновые (есть больше специализации в
сельское хозяйство). Большая часть навоза с откормочных площадок возвращается
в почву, но только после того, как она потеряет, как правило, большую часть своего
питательная ценность. Кроме того, большая часть навоза возвращается на поля, которые
находятся рядом с откормочными площадками (которые затем получают больше питательных веществ, чем
они могут сохранить …) из-за восприятия, что это тоже стоит
многое предстоит сделать — мы рассмотрим это предположение позже.

(2) Урожай
часто бывают более интенсивными, чем в прошлом. Например, пожнивные остатки
удаляются и используются для кормления животных за пределами участка, и все больше и больше
из них используются для производства биоэнергии, изготовления тюков соломы,
и так далее. Кроме того, сорта Зеленой революции дают
в целом меньше остатков, чем у традиционных сортов (вспомните
высокий «индекс урожая», связанный с
с сортами Зеленой революции?)

(3) Уменьшается использование севооборота и залежи.Земля, как правило, находится под непрерывным возделыванием отдельных культур.
— например, в 1991 году 40% посевных площадей кукурузы в США выращивалось.
непрерывно в кукурузе.

ПОЧЕМУ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ УМЕНЬШЕНИЕ СБОРА?

(1) Для
На протяжении многих лет сельскохозяйственная политика правительства США по существу блокировала фермеров
от вращения. Получать полные субсидии на урожай и другие финансовые
поддержки, производителям приходилось выделять площади под определенные культуры, которые
сделали ротацию финансовым обязательством. (См. Национальную академию
книги по науке о дополнительных
список чтения для получения информации об этом.) Ферма 1990 и 1996 годов
Законопроекты немного смягчили эти ограничения, но ограничения все же есть.
(См. Закон о ферме 2002 г.
для получения информации о положениях о сохранении для версии 2002 г.
законопроекта; информация о Ферме 2008 г.
Билл находится в разделе примечаний,
имеет дело с консервативной обработкой почвы.) Субсидии очень важны.
в сельском хозяйстве США — в 1990-е годы ~ 1/4 чистого дохода фермерского хозяйства
для сельского хозяйства США поступали из прямых государственных платежей. Тем не мение,
большинство севооборотов не имеют права на субсидии — ’08
Закон о ферме значительно ограничил количество культур, которые могут быть внесены
за такие выплаты; 90% платежей пошли на ядро, пшеницу, сою,
хлопок и рис.(Примечание: ~ 70% этих субсидий не
пойдите на обычные семейные фермы, а скорее на самые крупные
10% производителей, которыми часто являются такие корпорации, как Cargill.
Однако многие мелкие фермеры зависят от этих субсидий, поэтому
не могут позволить себе севообороты.)

(2) Есть
осознанная потребность в наше время, чтобы каждый акр производил
продовольственные культуры каждый год, что делает севооборот со многими бобовыми
менее привлекательно, чем могло бы быть

(3) Увеличено
механизация снизила потребность в выращивании севооборотов (например,грамм.,
люцерна) в качестве корма для животных, поскольку меньше фермеров использовали животных
для работы в хозяйстве и меньше операций по смешанному животноводству.

(4) Механизация
и эффект масштаба, связанный со специализацией, работал
против вращения. Гроверу нужно меньше оборудования, если он / она
только выращивание кукурузы, чем если бы он / она выращивал кукурузу и севооборот
обрезать.

(5) Экономика
работали против вращения и другим способом,
ротация требует, чтобы земля использовалась примерно раз в два года
для культур, которые могут не приносить столько же денег, как зерновые.

ТАК, ЧТО ПРОИСХОДИТ СО ВРЕМЕНЕМ, КАК НЕОРГАНИЧЕСКИЙ
УДОБРЕНИЯ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНО ОРГАНИЧЕСКИМ ИСТОЧНИКАМ ПЛОДОРОДИЯ?

Происходит серия взаимосвязанных изменений
поскольку мы все больше и больше полагаемся на неорганические материалы и все меньше и меньше
по органике.

(1) Гумус
уменьшается потому что:

Органического ввода меньше

Почвенные микробы с ограниченными питательными веществами могут разлагать органические вещества.
материя там быстрее, когда поставляются неорганические питательные вещества.(Этот более быстрый распад сохраняется, по крайней мере, до тех пор, пока не возникнут структурные проблемы.
в почве [описанной ниже] перевешивают преимущества питательных веществ.
То есть на раннем этапе неорганические входящие вещества увеличивают скорость разложения,
но со временем все меняется.)

Интенсивная обработка почвы разрушает почвенные агрегаты (комки), поэтому возникает
быстрее разлагается органический материал. Это включает в себя как
более быстрое химическое окисление и повышенная активность за счет стимулирования аэрации
разлагатели.

Яркий пример потери органических
материал в сельскохозяйственных почвах находится на Среднем Западе США, чьи
почв прерий потеряли 1/3 — 1/2 своего органического материала
с тех пор, как их начали выращивать.
Это распространенный образец:
преобразование в пахотные земли почти всегда связано с
быстрое снижение содержания органического вещества в почве и содержания азота в почве.

(2) Пониженный
органический материал (гумус):

Уменьшение количества удобрения с медленным высвобождением

Пониженная водоудерживающая способность и больший сток воды (что
берет с собой неорганические удобрения и почву с органическими
материал [который обычно сосредоточен в верхнем слое почвы, который
наиболее уязвима к эрозии стоком]).

Снижение аэрации, так как почва теряет структуру, заданную
органический материал. Это, конечно, усугубляет проблемы повышенного
сток. Плохо аэрируемые почвы также менее подходят для полезных
почвенные организмы, поэтому естественное поступление питательных веществ через минерализацию
в конце концов медленно. Кроме того, плохо аэрируемые почвы не так хороши.
полезны для растений, снижая эффективность их корней при захвате
до питательных веществ

(3) Тяжелый
использование неорганических источников плодородия, в частности азота
удобрения, снижает эффективность свободноживущего азота
фиксаторы в почве.Таким образом, скорость их фиксации снижается, и
меньше естественного поступления азота.

(4) Высокая
внесение азотных удобрений также может привести к закислению почвы.

По сути, производители добавляют неорганические удобрения
без должного внимания к органике они выходят на улицу с односторонним движением.
Сочетание описанных выше факторов означает, что им необходимо
добавлять постоянно увеличивающееся количество неорганических удобрений для поддержания
их урожайность. Это похоже на любую зависимость , где увеличивается
количество желаемого вещества требуется для достижения удовлетворения.

Количество необходимых неорганических удобрений
увеличиваются, потому что естественные поступления плодородия и питательных веществ
Уменьшается сохраняемость системы:

Гумус быстро теряется (см. Выше)

Биологическая азотфиксация замедляется

Почвы менее удерживают питательные вещества, потому что: (а) повышенный сток
забирает с собой больше питательных веществ (б) пониженное содержание органических веществ
означает меньшее количество мест обмена в почве, на которых находятся питательные вещества.
обычно сохраняется, и (c) корни растений менее эффективны в
слабо аэрируемые почвы.

Таким образом, сельское хозяйство в стиле Зеленой революции
(в компании в США с требованиями государственной фермы
программы субсидирования) настроили фермеров на систему, которая требует
возрастающая зависимость от внесения неорганических удобрений, скорее
чем на методы обеспечения плодородия почвы, которые потенциально
более экологичный и менее энергоемкий. (Помните все
энергия ископаемого топлива, необходимая для производства азота
удобрения ….)

(Дополнительные разделы этих заметок по сельскому хозяйству
иметь дело с пестицидами, землей
деградация и перспективы устойчивого
сельское хозяйство.Или вы можете нажать «Перейти»
для напоминаний о том, как перемещаться внутри этих документов и между ними,
или «Содержание», чтобы перейти к
основное содержание для этого сайта.)

Эта страница поддерживается Патрисией Мьюир из Университета штата Орегон. Адрес
комментарии или вопросы по адресу ([email protected])
. Последнее обновление страницы: 18 ноября 2011 г.

Что такое органический углерод почвы?

Чем органический углерод почвы отличается от органического вещества почвы?

Органический углерод почвы (SOC) относится только к углеродному компоненту органических соединений.Органическое вещество почвы (ПОВ) трудно измерить напрямую, поэтому лаборатории, как правило, измеряют и сообщают ПОВ.

Почвенный органический углерод и связывание углерода

Улавливание углерода в SOC рассматривается как один из способов смягчения последствий изменения климата за счет уменьшения содержания двуокиси углерода в атмосфере. Аргумент состоит в том, что небольшое увеличение SOC на очень больших площадях сельскохозяйственных и пастбищных угодий значительно снизит выбросы двуокиси углерода в атмосфере. Чтобы восстановление было длительным, органические вещества должны находиться в более стабильных или устойчивых фракциях (Таблица 1).Для получения дополнительной информации см. Почвенный органический углерод и связывание углерода.

Что такое органическое вещество почвы?

ПОВ состоит в основном из углерода, водорода и кислорода и имеет небольшие количества других элементов, таких как азот, фосфор, сера, калий, кальций и магний, содержащихся в органических остатках. Он делится на «живые» и «мертвые» компоненты и может варьироваться от совсем недавних поступлений, таких как стерня, до сильно разложившихся материалов, возраст которых составляет тысячи лет. Около 10% подземного ПОВ, такого как корни, фауна и микроорганизмы, является «живым» (Рисунок 1).

ПОВ существует в виде 4 отдельных фракций, которые сильно различаются по размеру, времени оборота и составу почвы (Таблица 1):

  1. растворенное органическое вещество
  2. твердое органическое вещество
  3. гумус
  4. устойчивое органическое вещество.
Таблица 1 Размер, время оборота и состав 4 фракций органического вещества почвы
Фракция Размер микрометров (мкм) и миллиметров (мм) Время оборота Состав
Растворенные органические вещества <45 мкм (в растворе) От минут до дней Растворимые корневые экссудаты, простые сахара и побочные продукты разложения. Обычно он составляет менее 5% от общего органического вещества почвы.
Твердые органические вещества 53 мкм – 2 мм 2–50 лет Свежее или разлагающееся вещество растений и животных с идентифицируемой клеточной структурой. Составляет 2–25% органического вещества почвы.
Гумус <53 ​​мкм Десятилетний (от 10 до 100 лет) Старые, разложившиеся органические соединения, сопротивляющиеся разложению.Может составлять более 50% всего органического вещества почвы.
Устойчивое органическое вещество <53 ​​мкм – 2 мм От 100 до 1000 лет Относительно инертный материал, такой как химически стойкие материалы или органические остатки (например, древесный уголь). Может составлять до 10% органического вещества почвы.

Вернуться к началу

Сколько органического углерода содержится в почвах Западной Австралии?

Большинство почв Западной Австралии имеют низкое содержание SOC (Viscarra Rossel et al. 2014). Низкое количество осадков, теплые условия в течение большей части года и песчаные почвы ограничивают накопление стабильного SOC.

Как правило, содержание органического углерода в сельскохозяйственных почвах засушливых земель Западной Австралии составляет от 0,7% до 4% (рис. 2), хотя SOC может быть от 0,3% для пустынных почв и до 14% для интенсивных молочных почв. Большая часть органического вещества находится у поверхности почвы. На юго-западе Западной Австралии около 60% органического вещества в верхних 30 см почвы находится в верхних 10 см.

Оценка запасов органического вещества почвы на основе органического углерода почвы

1 Начните с измеренного общего органического углерода%

Около 58% массы органического вещества существует в виде углерода.Мы можем оценить процент SOM от SOC%, используя коэффициент преобразования 1,72 (полученный из 100/58).

Органическое вещество (%) = общий органический углерод (%) x 1,72

Этот коэффициент преобразования может варьироваться в зависимости от почв, но 1,72 обеспечивает разумную оценку ПОВ для большинства целей.

2 Преобразовать% в вес для заданной глубины и площади

Запасы SOC в тоннах углерода на гектар (тС / га) = (органический углерод почвы%) x (масса почвы в заданном объеме)

Для Например, почва с SOC 1.3% (0,013) и насыпная плотность 1,2 грамма на кубический сантиметр (эквивалент 1,2 тонны на кубический метр), будут иметь SOC на глубине 10 см (0,1 м) на гектар (10 000 м 2 ) из:

(0,013) x (1,2 x 0,1 x 10 000) = 15,6 тС / га.

Используя коэффициент преобразования 1,72, количество ПОВ будет: 15,6 x 1,72 = 26,8 тонны органического вещества.

Вернуться к началу

Круговорот органических веществ в почве

Тип почвы, климат и управление влияют на поступление органических веществ в почву и ее круговорот или разложение.Осадки являются основным фактором роста растений (биомассы) и биологической активности, что приводит к разложению органических веществ, попадающих в почву. Различные фракции ПОВ (растворенные, твердые, гумусовые и устойчивые) изменяются с совершенно разной скоростью (рис. 3). Кроме того, ПОВ непрерывно циклически перемещается между живыми, разлагающимися и стабильными фракциями в почве (рис. 4).

  1. Входные данные: растения и животные становятся частью SOM, когда они умирают или создают побочные продукты.
  2. Трансформация: почвенные организмы разрушаются и потребляют органическое вещество, создавая различные формы органических остатков.Например, свежие растительные остатки разбиваются на более мелкие части (<2 мм) и становятся частью фракции твердых частиц органического вещества. Этот материал разлагается дальше, и меньшее количество более биологически стабильного материала попадает в гумусовый бассейн.
  3. Выделение питательных веществ: высвобождаются питательные вещества и другие соединения, в которых не нуждаются микроорганизмы, а затем они становятся доступными для растений.
  4. Стабилизирующее органическое вещество: по мере разложения органических остатков они становятся более устойчивыми к дальнейшим изменениям.

Вернуться к началу

Какая часть почвенного органического углерода, который попадает в почву, остается там?

Микроорганизмы переваривают до 90% органического углерода, поступающего в почву в виде органических остатков. При этом они вдыхают углерод обратно в атмосферу в виде углекислого газа. В то время как до 30% вводимых органических веществ в конечном итоге может быть преобразовано в гумус, в зависимости от типа почвы и климата, в сельскохозяйственных почвах Австралии это значение часто значительно меньше. Есть 3 основных фактора, влияющих на способность данного типа почвы удерживать SOC (Рисунок 5).Почвы с более высоким содержанием глины обычно удерживают больше органического вещества и, следовательно, могут удерживать больше органического углерода, чем песчаные почвы.

ПОВ в первую очередь является результатом затрат за вычетом потерь и может зависеть от типа почвы, климата и управления (Таблица 2). SOM увеличивается, когда входы превышают потери, и наоборот. Поступления в значительной степени зависят от производства растительной биомассы, хотя также могут быть результатом внесения поправок в почвы или побочных продуктов животноводства. Потери происходят при разложении органических веществ и, в некоторых случаях, при эрозии почвы.

Таблица 2 Влияние почвы, климата и факторов управления на накопление органического вещества в почве в Западной Австралии
Факторы Влияние
Тип почвы
  • Естественно связывается с глиной в почве органическое вещество, которое помогает защитить его от разрушения или ограничивает доступ к нему микробов и других организмов.
  • Органическое вещество в крупнозернистых песчаных почвах не защищено от микробного воздействия и быстро разлагается.
Климат
  • В сопоставимых системах земледелия с аналогичным типом почвы и управлением органическое вещество почвы увеличивается с выпадением осадков. Это связано с тем, что увеличение количества осадков способствует большему росту растений, что приводит к накоплению большего количества органических веществ в почве.
  • Органическое вещество разлагается медленнее при понижении температуры. В Западной Австралии во влажных условиях каждое повышение температуры на 10 ° C удваивает скорость разложения органического вещества (Hoyle et al.2006 г.). Это означает, что влажные и теплые условия часто приводят к наиболее быстрому разложению органических веществ.
Управление земельными ресурсами и почвами
  • Максимальное увеличение биомассы сельскохозяйственных культур и пастбищ за счет повышения эффективности водопользования и агрономического управления увеличит поступление органических веществ.
  • Поскольку большая часть органического вещества присутствует в верхних слоях почвы 0–10 см, защита поверхности почвы от эрозии имеет важное значение для удержания органического вещества почвы.
  • Обработка структурированных почв снижает запасы органического вещества в почве, подвергая ранее защищенное органическое вещество разложению микробами.
  • Добавление органических остатков вне фермы, таких как навоз, солома и уголь, может увеличить содержание органических веществ в почве. Для определения экономической жизнеспособности необходимо измерить агрономические выгоды.
  • Ландшафт может влиять на производство биомассы (вводимые ресурсы), связанное с наличием воды.
  • Перенос почвы и органических веществ вниз по склону посредством эрозии может увеличить запасы органических веществ в почве в нижних частях ландшафта.
  • Ограничения почвы снижают скорость роста и разложения растений. Это может замедлить количество и скорость преобразования органического вещества, переходящего в более стабильные фракции.
  • Микроорганизмы и особенно бактерии плохо растут в сильно кислых или щелочных почвах, и, следовательно, органическое вещество в этих почвах разрушается медленно.

Вернуться к началу

Как мне измерить или интерпретировать результаты определения содержания органического углерода в почве?

Изменения в стабильном SOC обычно происходят очень медленно (в течение десятилетий), и часто бывает трудно измерить небольшие изменения на относительно большом фоне почвенного углерода.Изменения в SOC в значительной степени определяются тем, сколько биомассы выращивается и сохраняется над и под землей.

Около 45% органического вещества составляет углерод, и более легкие почвы удерживают менее 30% этого вещества. Например, в почвах Западной Австралии измеряется от 20 до 160 тС / га. Типичная австралийская система производства зерна, дающая урожайность 2 т / га пшеницы, вероятно, будет ежегодно удерживать в почве 0,1–0,5 т органического вещества с гектара. Это приравнивается к изменению SOC во многих случаях менее чем на 1% от общего запаса.

Необходимо большее изменение общего запаса органического углерода, которое может произойти через несколько лет или больше, прежде чем значительное изменение можно будет измерить с какой-либо степенью уверенности. Учитывая, что годовые поступления органических остатков, вероятно, будут менее 0,2 тС / га в типичной системе возделывания зерновых, время, необходимое для обнаружения значительного изменения SOC, обычно составляет более 10 лет.

Отслеживая SOC с течением времени, можно оценить изменения, вызванные руководством (рис. 6).Однако свежие пожнивные остатки (рис. 1) могут сильно различаться в зависимости от урожая или пастбищ, выращиваемых каждый год.

Для точного измерения изменений SOC требуется:

  • стратегия отбора проб почвы, которая фиксирует естественные вариации содержания углерода в почве
  • мера концентрации SOC
  • оценка объемной плотности почвы для корректировки изменений массы почвы при заданные интервалы глубины.

Изменения SOC, скорее всего, будут наблюдаться в верхнем слое почвы 0–10 см.

При тестировании почвы на органический углерод обычно указывается общий процент SOC. Используя меру насыпной плотности, можно рассчитать количество углерода на гектар на заданной глубине почвы, как показано ранее.

Список литературы

Гриффин, Э., Хойл, Ф. К. и Мерфи, Д. В. 2013, «Органический углерод почвы», в Табель успеваемости по устойчивому использованию природных ресурсов в сельском хозяйстве , Министерство сельского хозяйства и продовольствия, Западная Австралия, просмотрено 16 Ноябрь 2016 г., https: // www.Agric.wa.gov.au/sites/gateway/files/2.4%20Soil%20organic%20carbon.pdf

Hoyle, FC 2013, Управление органическими веществами почвы: практическое руководство , Grains Research and Development Corporation, Kingston, просмотрено 15 октября 2018 г., https://grdc.com.au/resources-and-publications/all-publications/publications/2013/07/grdc-guide-managingsoilorganicmatter.

Хойл, Ф.К., Мерфи, Д.В. и Филлери, IRP 2006, «Температура и обработка стерни влияют на микробный CO 2 -C эволюция и скорость валовой трансформации азота», Soil Biology and Biochemistry , vol.38. С. 71–80.

Ingram, JSI, Fernandes, ECM 2001, «Управление секвестрацией углерода в почвах: концепции и терминология», Journal of Agriculture, Ecosystems and Environment , vol.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.