Soil organic matter
માટી કાર્બનિક પદાર્થ (એસ. ઓ. એમ.) એ જમીનનો કાર્બનિક પદાર્થ ઘટક છે, જેમાં વિઘટનના વિવિધ તબક્કે છોડ અને પ્રાણીઓના અવશેષો, માટીના સુક્ષ્મજીવાણુઓના કોષો અને પેશીઓ અને માટીના સુક્ષ્મજીવાણુઓ સંશ્લેષણ કરતા પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે. એસ. ઓ. એમ. જમીનના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો અને નિયમનકારી ઇકોસિસ્ટમ સેવાઓ પ્રદાન કરવાની તેની ક્ષમતાને અસંખ્ય લાભો પૂરા પાડે છે. એસ. ઓ. એમ. ખાસ કરીને માટીના કાર્યો અને ગુણવત્તા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. એસ. ઓ. એમ. ના ફાયદાઓ સંખ્યાબંધ જટિલ, આંતરક્રિયાત્મક, એડફિક પરિબળોમાંથી પરિણમે છે; જમીનના કાર્ય માટે આ લાભોની બિન-વિસ્તૃત સૂચિમાં જમીનની રચનામાં સુધારો, એકત્રીકરણ, પાણીની જાળવણી, જમીનની જૈવવિવિધતા, પ્રદૂષકોનું શોષણ અને જાળવણી, બફરિંગ ક્ષમતા અને છોડના પોષક તત્ત્વોનું ચક્ર અને સંગ્રહનો સમાવેશ થાય છે. એસ. ઓ. એમ. કેટાયન વિનિમય સ્થળો પૂરા પાડીને અને સૂક્ષ્મ પોષક તત્ત્વો સાથે છોડના પોષક તત્ત્વો, ખાસ કરીને નાઇટ્રોજન (એન), ફોસ્ફરસ (પી) અને સલ્ફર (એસ) નો ભંડાર બનીને જમીનની ફળદ્રુપતામાં વધારો કરે છે, જે એસ. ઓ. એમ. નું ખનિજીકરણ ધીમે ધીમે મુક્ત કરે છે. જેમ કે, એસ. ઓ. એમ. ની માત્રા અને જમીનની ફળદ્રુપતા નોંધપાત્ર રીતે સહસંબંધિત છે. એસ. ઓ. એમ. જમીનના કાર્બન (સી) ના મુખ્ય સ્ત્રોત તરીકે પણ કામ કરે છે. એસ. ઓ. એમ. ની સી સામગ્રી નોંધપાત્ર રીતે બદલાય છે, તેમ છતાં એસ. ઓ. એમ. માં સામાન્ય રીતે 58 ટકા સેલ્સિયસ હોવાનો અંદાજ છે, અને "માટી કાર્બનિક કાર્બન" (એસ. ઓ. સી.) નો ઉપયોગ ઘણીવાર એસ. ઓ. એમ. ના સમાનાર્થી તરીકે થાય છે, જેમાં માપેલ એસ. ઓ. સી. સામગ્રી ઘણીવાર એસ. ઓ. એમ. માટે પ્રોક્સી તરીકે કામ કરે છે. માટી પૃથ્વી પરના સૌથી મોટા સી સિંકમાંથી એકનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે અને વૈશ્વિક કાર્બન ચક્રમાં અને તેથી આબોહવા પરિવર્તનના શમન માટે મહત્વપૂર્ણ છે. તેથી, એસ. ઓ. એમ./એસ. ઓ. સી. ગતિશીલતા અને એસ. ઓ. એમ. વ્યવસ્થાપન દ્વારા કાર્બન પૃથ્થકરણની ઇકોસિસ્ટમ સેવા પ્રદાન કરવાની જમીનની ક્ષમતા પર તાજેતરમાં નોંધપાત્ર ધ્યાન આપવામાં આવ્યું છે. મોટાભાગની ઉંચાણવાળી જમીનમાં જમીનમાં એસ. ઓ. એમ. ની સાંદ્રતા સામાન્ય રીતે ઉપરની માટીના કુલ જથ્થાના 1 ટકાથી 6 ટકા સુધીની હોય છે. જે જમીનની ઉપરની હદો 1 ટકાથી ઓછી કાર્બનિક પદાર્થો ધરાવે છે તે મોટાભાગે રણ સુધી મર્યાદિત હોય છે, જ્યારે નીચાણવાળા, ભીના વિસ્તારોમાં જમીનની એસ. ઓ. એમ. સામગ્રી 90 ટકા જેટલી મોટી હોઈ શકે છે. 12 થી 18 ટકા એસ. ઓ. સી. ધરાવતી જમીનને સામાન્ય રીતે કાર્બનિક જમીન તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. તેને 3 જાતિઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છેઃ સૂક્ષ્મજીવાણુઓનો જીવંત બાયોમાસ, તાજા અને આંશિક રીતે વિઘટિત ડિટ્રિટસ અને માટીમાં રહેલા સેન્દ્રિય પદાર્થનું રજકણ. સપાટી પરના છોડનો કચરો, એટલે કે તાજા વનસ્પતિ અવશેષો, સામાન્ય રીતે એસ. ઓ. એમ. માંથી બાકાત રાખવામાં આવે છે. સ્રોતો એસ. ઓ. એમ. નો પ્રાથમિક સ્રોત વનસ્પતિજન્ય અપશિષ્ટ છે. ઉદાહરણ તરીકે, જંગલો અને ઘાસનાં મેદાનોમાં, વિવિધ સજીવો તાજા અશુદ્ધિઓને સરળ સંયોજનોમાં વિઘટિત કરે છે. આમાં ઘણા તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે, પ્રથમ મોટે ભાગે યાંત્રિક હોય છે, અને વિઘટનની પ્રગતિ સાથે વધુ રાસાયણિક બને છે. માઇક્રોબાયલ વિઘટનકર્તાઓ એસ. ઓ. એમ. માં સમાવિષ્ટ છે, અને સજીવોની ખાદ્ય જાળ બનાવે છે જે એકબીજાનો શિકાર કરે છે અને ત્યારબાદ શિકાર બને છે. અન્ય શાકાહારી પ્રાણીઓ પણ છે જે તાજા વનસ્પતિ પદાર્થનો વપરાશ કરે છે, જેના અવશેષો પછી જમીનમાં પસાર થાય છે. આ સજીવોના ચયાપચયના ઉત્પાદનો એ એસ. ઓ. એમ. ના ગૌણ સ્રોતો છે, જેમાં તેમના મૃતદેહો પણ સામેલ છે. અળસિયા, કીડીઓ અને સેન્ટીપીડ જેવા કેટલાક પ્રાણીઓ કાર્બનિક પદાર્થોના ઊભી અને આડી સ્થાનાંતરણમાં ફાળો આપે છે. એસ. ઓ. એમ. ના વધારાના સ્રોતોમાં છોડના મૂળના ઉત્સર્જન અને ચારકોલનો સમાવેશ થાય છે. રચના મોટાભાગના વનસ્પતિ અવશેષોમાં પાણીનું પ્રમાણ 60 ટકાથી 90 ટકાની રેન્જમાં હોય છે. શુષ્ક દ્રવ્યમાં જટિલ કાર્બનિક પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે જે મુખ્યત્વે કાર્બન, ઓક્સિજન અને હાઇડ્રોજનથી બનેલો હોય છે. જો કે આ ત્રણ તત્વો જમીનમાં કાર્બનિક પદાર્થોના શુષ્ક વજનનો લગભગ 92 ટકા હિસ્સો ધરાવે છે, તેમ છતાં નાઇટ્રોજન, ફોસ્ફરસ, પોટેશિયમ, સલ્ફર, કેલ્શિયમ, મેગ્નેશિયમ અને ઘણા સૂક્ષ્મ પોષક તત્ત્વો સહિત છોડના પોષણ માટે અન્ય તત્વો ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. વનસ્પતિ ડિટ્રિટસમાં કાર્બનિક સંયોજનોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ કે જે કાર્બન, હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનથી બનેલા હોય છે, અને તેમાં સરળ શર્કરાથી લઈને સેલ્યુલોઝના મોટા અણુઓ સુધીની જટિલતા હોય છે. ચરબી કે જે ફેટી એસિડ્સના ગ્લિસરાઇડ્સથી બનેલી હોય છે, જેમ કે બ્યુટિરિક, સ્ટીઅરિક અને ઓલિક. તેમાં કાર્બન, ઓક્સિજન અને હાઇડ્રોજન પણ સામેલ છે. લિગ્નિન્સ કે જે જટિલ સંયોજનો છે, તે લાકડાના જૂના ભાગો બનાવે છે, અને તે મુખ્યત્વે કાર્બન, ઓક્સિજન અને હાઇડ્રોજનથી બનેલા હોય છે. તેઓ વિઘટન માટે પ્રતિરોધક છે. પ્રોટીન જેમાં કાર્બન, હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન ઉપરાંત નાઇટ્રોજનનો સમાવેશ થાય છે; અને સલ્ફર, આયર્ન અને ફોસ્ફરસની થોડી માત્રા. ચારકોલ, જે મૂળભૂત કાર્બન છે જે કાર્બનિક પદાર્થોના અપૂર્ણ દહનમાંથી મેળવવામાં આવે છે. તે વિઘટન માટે પ્રતિરોધક છે. વિઘટન વનસ્પતિ ડિટ્રિટસ સામાન્ય રીતે પાણીમાં દ્રાવ્ય નથી અને તેથી તે છોડ માટે અપ્રાપ્ય છે. તેમ છતાં, તે કાચા પદાર્થની રચના કરે છે જેમાંથી છોડના પોષક તત્ત્વો મેળવે છે. માટીના સુક્ષ્મજીવાણુઓ તેને ઉત્સેચક બાયોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા વિઘટિત કરે છે, તે જ પદાર્થમાંથી જરૂરી ઊર્જા મેળવે છે અને ખનિજ સંયોજનો ઉત્પન્ન કરે છે જે છોડના મૂળને શોષવા માટે યોગ્ય હોય છે. કાર્બનિક સંયોજનોના ખાસ કરીને ખનિજ, એટલે કે અકાર્બનિક સંયોજનોમાં વિઘટનને "ખનિજીકરણ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. કાર્બનિક પદાર્થનો એક ભાગ ખનિજીકૃત થતો નથી અને તેના બદલે સ્થિર કાર્બનિક પદાર્થોમાં વિઘટિત થાય છે જેને "માટીમાં રહેલા સેન્દ્રિય પદાર્થ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. કાર્બનિક સંયોજનોનું વિઘટન સંયોજનની પ્રકૃતિના આધારે ખૂબ જ અલગ દરે થાય છે. ઝડપીથી ધીમા દર સુધીનું ક્રમાંકન છેઃ ખાંડ, સ્ટાર્ચ અને સરળ પ્રોટીન પ્રોટીન હેમિસેલ્યુલોસ સેલ્યુલોઝ લિગ્નિન્સ અને ચરબી જે પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે તે 3 જાતિઓમાંથી એકમાં સામેલ કરી શકાય છેઃ એન્ઝાઇમેટિક ઓક્સિડેશન જે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, પાણી અને ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે. તે મોટાભાગની બાબતોને અસર કરે છે. ચોક્કસ પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી આવશ્યક તત્ત્વો નાઇટ્રોજન, ફોસ્ફરસ અને સલ્ફરને મુક્ત અને ખનિજીકૃત કરે છે. માઇક્રોબાયલ ક્રિયા માટે પ્રતિરોધક સંયોજનો મૂળ સંયોજનોના ફેરફાર દ્વારા અથવા માટીમાં રહેલા સેન્દ્રિય પદાર્થનું ઉત્પાદન કરવા માટે નવા સંયોજનોના માઇક્રોબાયલ સંશ્લેષણ દ્વારા રચાય છે. ખનિજ ઉત્પાદનો છેઃ હ્યુમસ જેમ જેમ વનસ્પતિના ડિટ્રિટસ વિઘટિત થાય છે, તેમ તેમ કેટલાક સૂક્ષ્મજીવી પ્રતિરોધક સંયોજનો રચાય છે, જેમાં સુધારેલા લિગ્નિન્સ, તેલ, ચરબી અને મીણનો સમાવેશ થાય છે. બીજું, કેટલાક નવા સંયોજનોનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, જેમ કે પોલિસેકરાઇડ્સ અને પોલીયુરોનિડ્સ. આ સંયોજનો માટીમાં રહેલા સેન્દ્રિય પદાર્થનાં રજકણનો આધાર છે. આ સંયોજનો અને કેટલાક પ્રોટીન અને નાઇટ્રોજન ધરાવતા અન્ય ઉત્પાદનો વચ્ચે નવી પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે, આમ નાઇટ્રોજનનો સમાવેશ થાય છે અને તેના ખનિજીકરણને ટાળે છે. અન્ય પોષક તત્ત્વો પણ આ રીતે ખનિજીકરણથી સુરક્ષિત રહે છે. હ્યુમિક પદાર્થોને એસિડ અને આલ્કલીમાં તેમની દ્રાવ્યતાના આધારે અને તેમની સ્થિરતા અનુસાર 3 જાતિઓમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છેઃ ફુલ્વિક એસિડ એ એવી જાતિ છે જેમાં સૌથી ઓછું પરમાણુ વજન ધરાવતું દ્રવ્ય હોય છે, એસિડ અને આલ્કલીમાં દ્રાવ્ય હોય છે, અને તે માઇક્રોબાયલ ક્રિયા માટે સંવેદનશીલ હોય છે. હ્યુમિક એસિડ એ એવી જાતિ છે જેમાં મધ્યવર્તી દ્રવ્ય હોય છે જેનું મધ્યસ્થ પરમાણુ વજન હોય છે, તે આલ્કલીમાં દ્રાવ્ય હોય છે અને એસિડમાં અદ્રાવ્ય હોય છે, અને માઇક્રોબાયલ ક્રિયા સામે થોડો પ્રતિકાર ધરાવે છે. હ્યુમિન એ એવી જાતિ છે જેમાં સૌથી વધુ પરમાણુ વજન ધરાવતું દ્રવ્ય હોય છે, તે રંગમાં સૌથી ઘેરો હોય છે, એસિડ અને આલ્કલીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે, અને માઇક્રોબાયલ ક્રિયા સામે સૌથી વધુ પ્રતિકાર ધરાવે છે. કાર્બન ચક્રમાં કાર્ય વૈશ્વિક કાર્બન ચક્રમાં માટીનું નિર્ણાયક કાર્ય છે, જેમાં વૈશ્વિક માટી કાર્બન પૂલ 2,500 ગીગાટન હોવાનો અંદાજ છે. આ 750 ગીગાટન પર વાતાવરણીય પૂલની માત્રા કરતાં 3.3 ગણી અને 560 ગીગાટન પર જૈવિક પૂલની માત્રા કરતાં 4.5 ગણી છે. કાર્બનિક કાર્બનનો જથ્થો, જે મુખ્યત્વે એસ. ઓ. એમ. ના સ્વરૂપમાં જોવા મળે છે, તે કુલ વૈશ્વિક કાર્બન સંગ્રહમાં આશરે 1,550 ગીગાટન જેટલો હિસ્સો ધરાવે છે, જ્યારે માટીના અકાર્બનિક કાર્બન (એસ. આઈ. સી.) નો હિસ્સો બાકીનો હિસ્સો ધરાવે છે. કાર્બનિક કાર્બનનો ભંડાર લાભ અને નુકસાન વચ્ચે ગતિશીલ સંતુલનમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે; તેથી માટી બાહ્ય પરિબળો પર આધાર રાખીને અનુક્રમે સીક્વેસ્ટ્રેશન અથવા ગ્રીનહાઉસ ગેસ ઉત્સર્જન દ્વારા સિંક અથવા કાર્બન સ્ત્રોત તરીકે કામ કરી શકે છે. આ પણ જુઓ જૈવિક સામગ્રી ડેટ્રિટસ ઇમ્મોબિલાઇઝેશન (માટી વિજ્ઞાન) ખનિજીકરણ (માટી વિજ્ઞાન) કાર્બનિક પદાર્થ માટી વિજ્ઞાન સંદર્ભો માટી સુધારણા કાર્બનિક ખેતી ખાતર