Soil organic matter
मृदा कार्बनिक पदार्थ (एस. ओ. एम.) मिट्टी का कार्बनिक पदार्थ घटक है, जिसमें अपघटन के विभिन्न चरणों में पौधे और पशु अपशिष्ट, मिट्टी के रोगाणुओं की कोशिकाएं और ऊतक और ऐसे पदार्थ होते हैं जो मिट्टी के रोगाणुओं को संश्लेषित करते हैं। एस. ओ. एम. मिट्टी के भौतिक और रासायनिक गुणों और नियामक पारिस्थितिकी तंत्र सेवाएं प्रदान करने की इसकी क्षमता को कई लाभ प्रदान करता है। एस. ओ. एम. विशेष रूप से मिट्टी के कार्यों और गुणवत्ता के लिए महत्वपूर्ण है। एस. ओ. एम. के लाभ कई जटिल, अंतःक्रियात्मक, पोषक कारकों के परिणामस्वरूप होते हैं; मिट्टी के कार्य के लिए इन लाभों की एक गैर-विस्तृत सूची में मिट्टी की संरचना में सुधार, एकत्रीकरण, जल प्रतिधारण, मिट्टी की जैव विविधता, प्रदूषकों का अवशोषण और प्रतिधारण, बफरिंग क्षमता, और पौधों के पोषक तत्वों का चक्र और भंडारण शामिल है। एस. ओ. एम. केटायन विनिमय स्थल प्रदान करके और सूक्ष्म पोषक तत्वों के साथ पौधों के पोषक तत्वों, विशेष रूप से नाइट्रोजन (एन), फॉस्फोरस (पी) और सल्फर (एस) का भंडार होने के कारण मिट्टी की उर्वरता को बढ़ाता है, जिसे एस. ओ. एम. का खनिजीकरण धीरे-धीरे जारी करता है। इस प्रकार, एस. ओ. एम. की मात्रा और मिट्टी की उर्वरता महत्वपूर्ण रूप से सहसंबद्ध हैं। एस. ओ. एम. एक प्रमुख सिंक और मृदा कार्बन (सी) के स्रोत के रूप में भी कार्य करता है। हालांकि एस. ओ. एम. की सी सामग्री काफी भिन्न होती है, एस. ओ. एम. में आम तौर पर 58 प्रतिशत सेल्सियस होने का अनुमान है, और "मृदा कार्बनिक कार्बन" (एस. ओ. सी.) का उपयोग अक्सर एस. ओ. एम. के पर्याय के रूप में किया जाता है, जिसमें मापी गई एस. ओ. सी. सामग्री अक्सर एस. ओ. एम. के लिए एक प्रतिनिधि के रूप में काम करती है। मिट्टी पृथ्वी पर सबसे बड़े सी सिंक में से एक का प्रतिनिधित्व करती है और वैश्विक कार्बन चक्र में और इसलिए जलवायु परिवर्तन शमन के लिए महत्वपूर्ण है। इसलिए, एस. ओ. एम./एस. ओ. सी. गतिशीलता और एस. ओ. एम. प्रबंधन के माध्यम से कार्बन पृथक्करण की पारिस्थितिकी तंत्र सेवा प्रदान करने के लिए मिट्टी की क्षमता पर हाल ही में काफी ध्यान दिया गया है। मिट्टी में एस. ओ. एम. की सांद्रता आम तौर पर अधिकांश ऊपरी भूमि की मिट्टी के लिए ऊपरी मिट्टी के कुल द्रव्यमान का 1 प्रतिशत से 6 प्रतिशत तक होती है। जिन मिट्टी के ऊपरी क्षितिज में 1 प्रतिशत से कम कार्बनिक पदार्थ होते हैं, वे ज्यादातर रेगिस्तानों तक ही सीमित हैं, जबकि निचले, गीले क्षेत्रों में मिट्टी में एस. ओ. एम. की मात्रा 90 प्रतिशत तक हो सकती है। 12 से 18 प्रतिशत एस. ओ. सी. वाली मिट्टी को आम तौर पर जैविक मिट्टी के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। इसे 3 वंशों में विभाजित किया जा सकता हैः सूक्ष्मजीवों का जीवित बायोमास, ताजा और आंशिक रूप से विघटित अपशिष्ट और ह्यूमस। सतही पादप कचरा, अर्थात ताजा वनस्पति अपशिष्ट, को आम तौर पर एस. ओ. एम. से बाहर रखा जाता है। स्रोत एस. ओ. एम. का प्राथमिक स्रोत वनस्पति अपशिष्ट है। उदाहरण के लिए, जंगलों और घास के मैदानों में, विभिन्न जीव ताजे अपशिष्ट को सरल यौगिकों में विघटित करते हैं। इसमें कई चरण शामिल हैं, जिनमें से पहला ज्यादातर यांत्रिक है, और अपघटन की प्रगति के साथ अधिक रासायनिक बन जाता है। माइक्रोबियल डीकंपोजर एस. ओ. एम. में शामिल होते हैं, और जीवों का एक खाद्य जाल बनाते हैं जो एक दूसरे का शिकार करते हैं और बाद में शिकार बन जाते हैं। अन्य शाकाहारी भी हैं जो ताजा वनस्पति पदार्थ का सेवन करते हैं, जिसके अवशेष फिर मिट्टी में चले जाते हैं। इन जीवों के चयापचय के उत्पाद एस. ओ. एम. के द्वितीयक स्रोत हैं, जिसमें उनकी लाशें भी शामिल हैं। केंचुए, चींटियाँ और सेंटीपीड जैसे कुछ जानवर कार्बनिक पदार्थों के ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज स्थानान्तरण दोनों में योगदान करते हैं। एस. ओ. एम. के अतिरिक्त स्रोतों में पौधे की जड़ों से निकलने वाले पदार्थ और लकड़ी का कोयला शामिल हैं। संरचना अधिकांश वनस्पति अपशिष्टों में पानी की मात्रा 60 प्रतिशत से 90 प्रतिशत के बीच होती है। शुष्क पदार्थ में जटिल कार्बनिक पदार्थ होते हैं जो मुख्य रूप से कार्बन, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन से बने होते हैं। यद्यपि ये तीन तत्व मिट्टी में कार्बनिक पदार्थों के शुष्क भार का लगभग 92 प्रतिशत बनाते हैं, अन्य तत्व पौधों के पोषण के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं, जिनमें नाइट्रोजन, फास्फोरस, पोटेशियम, सल्फर, कैल्शियम, मैग्नीशियम और कई सूक्ष्म पोषक तत्व शामिल हैं। वनस्पति अपशिष्ट में कार्बनिक यौगिकों में शामिल हैंः कार्बोहाइड्रेट जो कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन से बने होते हैं, और सरल शर्करा से लेकर सेलूलोज़ के बड़े अणुओं तक की जटिलता में होते हैं। वसा जो फैटी एसिड के ग्लिसरिड्स से बने होते हैं, जैसे ब्यूटिरिक, स्टियरिक और ओलिक। इनमें कार्बन, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन भी शामिल हैं। लिग्निन जो जटिल यौगिक होते हैं, लकड़ी के पुराने हिस्सों का निर्माण करते हैं, और मुख्य रूप से कार्बन, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन से बने होते हैं। वे अपघटन के लिए प्रतिरोधी हैं। प्रोटीन जिसमें कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के अलावा नाइट्रोजन शामिल होता है; और थोड़ी मात्रा में सल्फर, लोहा और फास्फोरस। चारकोल, जो मौलिक कार्बन है जो कार्बनिक पदार्थों के अपूर्ण दहन से प्राप्त होता है। यह अपघटन के लिए प्रतिरोधी है। अपघटन वनस्पति अपशिष्ट सामान्य रूप से पानी में घुलनशील नहीं होता है और इसलिए पौधों के लिए दुर्गम है। फिर भी, यह कच्चे पदार्थ का गठन करता है जिससे पौधों के पोषक तत्व प्राप्त होते हैं। मिट्टी के सूक्ष्मजीव इसे एंजाइमी जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के माध्यम से विघटित करते हैं, उसी पदार्थ से आवश्यक ऊर्जा प्राप्त करते हैं, और खनिज यौगिकों का उत्पादन करते हैं जिन्हें पौधे की जड़ें अवशोषित करने के लिए उपयुक्त होती हैं। कार्बनिक यौगिकों के विशेष रूप से खनिज, अर्थात अकार्बनिक यौगिकों में अपघटन को "खनिजीकरण" कहा जाता है। कार्बनिक पदार्थों का एक हिस्सा खनिजीकृत नहीं होता है और इसके बजाय स्थिर कार्बनिक पदार्थों में विघटित हो जाता है जिसे "ह्यूमस" कहा जाता है। कार्बनिक यौगिकों का अपघटन यौगिक की प्रकृति के आधार पर बहुत अलग दरों पर होता है। तेज से धीमी दर तक की श्रेणी इस प्रकार हैः शक्कर, स्टार्च और सरल प्रोटीन प्रोटीन हेमिसेल्यूलोस सेल्यूलोज लिग्निन और वसा जो प्रतिक्रियाएं होती हैं, उन्हें 3 पीढ़ी में से एक में शामिल किया जा सकता हैः एंजाइमेटिक ऑक्सीकरण जो कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और गर्मी का उत्पादन करता है। यह अधिकांश मामले को प्रभावित करता है। विशिष्ट प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला आवश्यक तत्वों नाइट्रोजन, फास्फोरस और सल्फर को मुक्त और खनिज बनाती है। सूक्ष्मजीव क्रिया के प्रति प्रतिरोधी यौगिक मूल यौगिकों के संशोधन से या ह्यूमस का उत्पादन करने के लिए नए यौगिकों के सूक्ष्मजीव संश्लेषण से बनते हैं। खनिज उत्पाद हैंः ह्यूमस जैसे-जैसे वनस्पति अपशिष्ट विघटित होता है, कुछ सूक्ष्मजीव प्रतिरोधी यौगिक बनते हैं, जिनमें संशोधित लिग्निन, तेल, वसा और मोम शामिल हैं। दूसरा, कुछ नए यौगिकों को संश्लेषित किया जाता है, जैसे पॉलीसेकेराइड्स और पॉलीयुरोनिड्स। ये यौगिक ह्यूमस का आधार हैं। इन यौगिकों और कुछ प्रोटीनों और नाइट्रोजन युक्त अन्य उत्पादों के बीच नई प्रतिक्रियाएं होती हैं, इस प्रकार नाइट्रोजन को शामिल किया जाता है और इसके खनिजीकरण से बचा जाता है। अन्य पोषक तत्व भी इस तरह से खनिजीकरण से सुरक्षित रहते हैं। ह्यूमिक पदार्थों को एसिड और क्षार में उनकी घुलनशीलता के आधार पर और उनकी स्थिरता के अनुसार 3 वंशों में वर्गीकृत किया जाता हैः फुल्विक एसिड वह वंश है जिसमें वह पदार्थ होता है जिसका आणविक भार सबसे कम होता है, एसिड और क्षार में घुलनशील होता है, और सूक्ष्मजीव क्रिया के लिए अतिसंवेदनशील होता है। ह्यूमिक एसिड वह जीनस है जिसमें मध्यवर्ती पदार्थ होता है जिसका मध्य आणविक भार होता है, जो क्षार में घुलनशील होता है और एसिड में अघुलनशील होता है, और इसमें सूक्ष्मजीव क्रिया के लिए कुछ प्रतिरोध होता है। हुमिन वह वंश है जिसमें वह पदार्थ होता है जिसका आणविक भार सबसे अधिक होता है, रंग में सबसे गहरा होता है, एसिड और क्षार में अघुलनशील होता है, और सूक्ष्मजीव क्रिया के लिए सबसे बड़ा प्रतिरोध होता है। कार्बन साइक्लिंग में कार्य वैश्विक कार्बन चक्र में मिट्टी का एक महत्वपूर्ण कार्य है, जिसमें वैश्विक मिट्टी कार्बन पूल 2,500 गीगाटन होने का अनुमान है। यह 750 गीगाटन पर वायुमंडलीय पूल की मात्रा का 3.3 गुना और 560 गीगाटन पर जैविक पूल का 4.5 गुना है। कार्बनिक कार्बन का पूल, जो मुख्य रूप से एस. ओ. एम. के रूप में होता है, कुल वैश्विक कार्बन पूल का लगभग 1,550 गीगाटन है, जिसमें मिट्टी अकार्बनिक कार्बन (एस. आई. सी.) शेष के लिए जिम्मेदार है। कार्बनिक कार्बन का पूल लाभ और हानि के बीच गतिशील संतुलन में मौजूद है; इसलिए मिट्टी या तो सिंक या कार्बन के स्रोत के रूप में काम कर सकती है, क्रमशः पृथक्करण या ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के माध्यम से, बाहरी कारकों पर निर्भर करती है। जैविक सामग्री डिट्रिटस इम्मोबिलाइजेशन (मृदा विज्ञान) खनिजकरण (मृदा विज्ञान) जैविक पदार्थ मृदा विज्ञान संदर्भ मृदा सुधार जैविक कृषि खाद