Förmultning och humusbildning

I ett gram svensk åkerjord finns det 100 - 3000 miljoner bakterier och många meter av svamphyfer. Den biomassa som utgörs av markens mikroorganismer (svampar och bakterier) kan i vissa fall överstiga den av växtligheten ovanför markytan. Det finns tusentals arter av mikroorganismer som livnär sig av förna. Vilka arter som förekommer regleras främst av markens kemiska och fysikaliska egenskaper. Detta är orsaken till varför livet i marken skiljer sig mellan granskog, myrmark och åkermark. I regel missgynnas bakterier i skogsmark till svamparnas fördel p g a lågt pH. Även högre organismer påverkas av markens surhetsgrad. Sålunda försvinner daggmaskarna vid lågt pH.

Markorganismernas bearbetning av förnan består främst av sönderdelning och oxidation. De lätt oxiderbara föreningarna används först, varigenom de mer stabila anrikas relativt. Nedbrytningsprocessen sker därför snabbt i början men sedan allt långsammare eftersom de lättomsättbara beståndsdelar försvinner. Om syretillgången är god (marken är väl genomluftad) blir slutprodukterna koldioxid, vatten, ammonium, sulfat och andra salter.

Denna process varvid organiskt bundna element omvandlas till deras mineralform benämns mineralisering. De mineraliserade produkterna kan sedan åter upptas av växter för att bygga ny biomassa som så småningom blir ny förna och därmed mat till livet i marken. Dessutom kan en del av mineraliserade ämnen upptas av mikroorganismer, vilka liksom de högre växterna behöver lösliga mineralämnen för sin tillväxt. Mikroorganismer betas (äts upp) av encelliga och större djur eller bryts ner, efter deras (naturliga) död av djur eller mikrooganismer. Därvid kommer mineralämnen åter i cirkulation.

Svårsönderdelade fraktioner av förnan eller de som bildats av markorganismerna under nedbrytningsprocessen kan reagera kemiskt med varandra och bildar i regel mörka organiska molekyler av svagt sur karaktär och med varierande molvikt och byggnad, s.k. humusämnen eller humus. Denna fraktion är långt svårare att angripas på nytt av mikroorganismer än den färska förnan.

Eftersom förmultningen i genomluftade marker (alltså normala åker- och skogsmarker) är en aerob oxidationsprocess, som alstrar koldioxid, kan man i viss mån följa dess förlopp och mäta dess intensitet genom att mäta den s k markandningen, dvs. markens syrekonsumtion eller koldioxidproduktion.

Markandningen varierar starkt under året. Den ökar vid tillförsel av organiskt material om de yttre betingelserna är lämpliga, dvs. om det är lagom varmt, lagom fuktigt, och om genomluftning och näringstillgång är goda. Markfukt och genomluftning oftast korrelerade med varandra och med markens textur. Om det är för blött i marken är det ont om markluft och nedbrytningen hämmas - nedbrytningen sker anaerobt (i frånvaro av syre). Samma faktorer (temperatur, fukt, näring) påverkar också vegetationens tillväxt, och därmed mängden förna som når marken. Om markanvändningen inte förändras nås därför i regel ett jämvikt mellan tillförsel av förna och bortförsel av organiskt material genom nedbrytning. Om marken är till stor del vattenmättad inställer sig inte någon jämvikt mellan tillförsel och bortförsel av organiskt material. På detta sätt bildas organogena jordarter såsom torv, gyttja, dy. Om vattenöverskottet i sumpmark leds bort genom dränering vidtar emellertid en aerob förmulting varvid den ackumulerade torven eller gyttjan så småningom omvandlas till aerob humus. Detta är en vanlig företeelse på odlade torvjordar, där torven bortodlas på grund av de starkt förbättrade förmultingsförhållandena.

Markens organiska föreningar har en benägenhet att ingå kemiska bindningar med mineralpartiklar och bilda s k ler-organiska komplex. Bindningsstyrkan varierar starkt och det förekommer alltid fria humusämnen i marken, vilka dominerar i jordar med låg lerhalt. Humus som är komplexbunden till lermineral är mera skyddad ifrån nedbrytning och utgör ett viktigt led i uppbyggnaden av markens struktur, dvs. bildningen av stabila aggregat i lerjordar. Aggregat med hög inre porositet kan bildas och marken får en smulig struktur. Den högre porositeten leder till att mera vatten kan magasineras, vilket är viktigt för växternas vattenförsörjning.

Kolkoncentrationen i det organiska materialet är i regel ganska i konstant. I färsk förna ligger den i regel omkring 45% men ökar med ökad nedbrytningsgrad. Men eftersom andelen av förna är liten i förhållande till det totala organiska markförrådet så ligger kolhalten nära för humus. I  jordbruksmark utgör kol ca 58% av humus.

Tänk dig en sanddyn. Den består av små mineralkorn. Dess innehåll av organiskt material är mycket lågt. Så småningom slår dock vissa tåliga växter rot. Växterna dör och bryts ner, men inte fullständigt. En viss andel av deras kol bundet i det organiska materialet, eller snarare de kolföreningar som bildas under nedbrytningsprocessen, stabiliseras, dvs. det bildas mycket svårnedbrytbara kolföreningar, vilka ofta betecknas som humus eller mull. Detta innehär att kolhalten i den unga marken ökar med tiden. Markens egenskaper förändras och de första invaderande växtarter bereder grogrunden för ändra, mera produktiva arter. Växtsamhället förändras. Det sker en s.k. succession.

Men även det stabiliserade organiska materialet bryts långsamt ner. Så småningom nås en jämvikt mellan årlig tillförsel och nedbrytning vid en viss kolhalt som beror på platsens förutsättningar (främst klimat, markens textur, mineralogi och hydrologiska förhållanden).

Hur fort bildas humus och hur länge håller den?

Tillbaka


Copyright © 1999
-2002 [Växten & Marken]. All rights reserved.
Information in this document is subject to change without notice.
Other products and companies referred to herein are trademarks or registered trademarks of their respective companies or mark holders.