Quá trình khoáng hoá chất hữu cơ là gì?

Câu hỏi: Quá trình khoáng hoá chất hữu cơ là gì?

Trả lời:

Khoáng hoá là quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ liên tục để tạo thành các hợp chất khoáng đơn giản, sản phẩm cuối cùng là những hợp chất tan và chất khí. Đây là một chuỗi các quá trình sinh hoá học phức tạp có sự tham gia của vi sinh vật trong đất.

Trình tự của quá trình khoáng hoá có thể khái quát thành 3 bước sau:

- Thuỷ phân các chất tạo ra các hợp chất có trọng lượng phân tử nhỏ hơn.

- Thực hiện các quá trình oxy hoá - khử, khử amin, khử cacbonyl... tạo ra các sản phẩm trung gian như: Axit hữu cơ, axit béo, rượu, andehyt, axit vô cơ, các chất kiềm.

- Khoáng hoá hoàn toàn: Các sản phẩm trung gian sẽ tiếp tục chuyển hoá, tuỳ theo điều kiện ngoại cảnh và loại hình vi sinh vật, để cuối cùng tạo ra các chất vô cơ dễ tan và các chất khí.

Kiến thức tham khảo về quá trình khoáng hóa chất hữa cơ.

1. Quá trình khoáng hoá chất hữu cơ

Khoáng hoá là quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ liên tục để tạo thành các hợp chất khoáng đơn giản, sản phẩm cuối cùng là những hợp chất tan và chất khí. Đây là một chuỗi các quá trình sinh hoá học phức tạp có sự tham gia của vi sinh vật trong đất. Trình tự của quá trình khoáng hoá có thể khái quát thành 3 bước sau:

- Thuỷ phân các chất tạo ra các hợp chất có trọng lượng phân tử nhỏ hơn.

- Thực hiện các quá trình oxy hoá - khử, khử amin, khử cacbonyl... tạo ra các sản phẩm trung gian như: Axit hữu cơ, axit béo, rượu, andehyt, axit vô cơ, các chất kiềm.

- Khoáng hoá hoàn toàn: Các sản phẩm trung gian sẽ tiếp tục chuyển hoá, tuỳ theo điều kiện ngoại cảnh và loại hình vi sinh vật, để cuối cùng tạo ra các chất vô cơ dễ tan và các chất khí.

Tóm lại: Sự phân huỷ, khoáng hoá các hợp chất hữu cơ trong đất cung cấp nhiều chất dinh dưỡng vô cơ, dễ tiêu cho cây trồng và đồng thời là cơ sở cho việc hình thành mùn.

2. Quá trình mùn hoá

Con đường tích luỹ chất hữu cơ sau 1 năm bón vào đất (theo Brady 1990)

Mùn hoá là quá trình phân giải tái tổng hợp các chất hữu cơ tạo thành chất mùn với sự tham gia tích cực của các sinh vật đất.

Mùn là hợp chất hữu cơ cao phân tử phức tạp, chúng là sản phẩm của quá trình mùn hoá các chất hữu cơ thông thường. Người ta cho rằng, mọi thành phần hữu cơ trong đất (protein, linhin, lipit, axít amin, hydratcacbon....) đều có thể là vật chất tham gia hình thành chất mùn đất. Tuy nhiên về bản chất của quá trình hình thành chất mùn vẫn còn có ý kiến khác nhau.

Những người theo quan điểm hoá học cho rằng quá trình hình thành chất mùn chỉ đơn thuần là các phản ứng hoá học..

Ngày nay, nhiều bằng chứng cho thấy sự hình thành chất mùn có sự tham gia tích cực của các quá trình sinh hoá, đặc biệt là các vi sinh vật đất. Sự hình thành chất mùn bằng con đường hoá học đơn thuần là rất hạn chế, nó chỉ có thể gặp ở những nơi có điều kiện bất lợi cho các quá trình sinh học như đất quá chua hoặc quá nhiều độc tố. Chúng ức chế các quá trình sinh học xảy ra.

Quan điểm sinh hoá về sự hình thành chất mùn cho rằng chất mùn được hình thành từ sản phẩm phân giải và tái tổng hợp các chất hữu cơ thông thường với sự tham gia tích cực của các phản ứng sinh hoá, đặc biệt là các men do các vi sinh vật tiết ra.

3. Quá trình hình thành mùn theo quan điểm hiện đại.

Chiurin là người có nhiều đóng góp trong việc nghiên giúp về mùn đất. Ông cho rằng nổi trội căn bản của sự mùn hoá là các phản xạ sinh hoá oxy hoá từ từ các hợp chất cao phân tử có mạch vòng khác nhau, trong đó protein, linhin đóng vai trò quan trọng. Các phản xạ oxy này xảy ra khi phân giải những tàn tích thực vật bên dưới liên quan của oxy không khí, men oxydaza and những chất xúc tác vô cơ khác.

Các hợp chất cao phân tử trên links lại cùng nhau rồi trùng hợp thành những chất mùn. Trong các bước sống của tớ, vi sinh vật đất dùng những mặt hàng phân giải hữu cơ, các mặt hàng bàn bạc chất and tổng hợp những hợp chất amin, hợp chất thơm cũng tham gia cấu trúc nên chất mùn.

Biểu đạt những con đường hình thành chất mùn từ những xác hữu cơ đôi khi ở trong đất (Theo Stevenson, 1982).

4. Các con đường hình thành chất mùn

Từ sơ đồ trên cho thấy nguồn gốc các chất tham gia cấu tạo nên chất mùn có thể bao gồm tất cả các chất hữu cơ là sản phẩm phân giải trung gian, sản phẩm tái tổng hợp của các cơ thể sinh vật. Chúng có thể là các chất đường, polyphenol, quinol, các chất amin, các hợp chất linhin,... Trong đó các hợp chất chứa vòng thơm như phenol, polyphenol, quinol, polyquinol, các chất linhin có vai trò quan trọng.

Xét một cách tổng quát, quá trình hình thành chất mùn có thể phân chia thành 3 bước cơ bản như sau:

- Từ các xác hữu cơ mà chủ yếu là xác thực vật bị phân huỷ với sự tham gia tích cực của vi sinh vật đất để hình thành các hợp chất hữu cơ là các sản phẩm trung gian như đường, polyphenol, quinol, các chất amin,...

- Tác động của các hợp chất trung gian, hoặc bị phân huỷ tiếp tục hoặc liên kết với nhau để hình thành các chất phức tạp hơn.

- Trùng hợp và liên kết các hợp chất trung gian trên tạo thành các chất mùn.