Mullateaduse üldosa (0)

EESTI MAAÜLIKOOL
PÕLLUMAJANDUSE- JA KESKKONNAINSTITUUT
MULLATEADUSE ALUSED
Koostanud
ALAR ASTOVER
TARTU 2006 Üldmõisted
Mulla definitsioon: Mullaks nimetatakse maakoore pindmist kobedat kihti, mida aktiivselt kasutavad kõrgemad taimed ja mikroorganismid ning mida muudetakse organismide ja nende laguproduktide poolt.
Mulla komponendid: · mineraalaine · orgaaniline aine · õhk · vesi.
Muld on tekkinud elusa ja eluta looduse (kivimite) pikaajalisel vastastikusel toimel. Muld on eluta ja elusa looduse vahelüli ning hädavajalik elu eksisteerimiseks maismaal. Peamised muldi kujundavad faktorid on: · rohelised taimed, mikroorganismid ja vähemal määral ka teised elusorganismid. · lähtekivim · kliima · reljeef jne · aeg · kaasajal ka inimtegevus
Mulla kõige iseloomulikumaks ja tähtsamaks tunnuseks on tema viljakus. Viljakuse all mõistetakse mulla omadust varustada taimi toiteelementide ja veega ning taimejuuri hapnikuga. Muld on põllumajanduse ja metsamajanduse üks peamine ja asendamatu tootmisvahend.
Mullaprofiil on vertikaalne läbilõige mullast alates mullapinnast kuni muutumatu lähtekivimini. Pedon on muldkattes reaalselt esinev mullasammas, on kolmemõõtmeline. Pedosfäär ( mullakiht ) on maakoore pindmine kiht, mis on haaratud mullatekkeprotsessi ja kus saab eristada mulda.
Mullateaduse aine ja ülesanded.
Mullateadus on üks loodusteaduse harudest, mis uurib muldade tekkimise ja arenemise seaduspärasusi ning muldade omadusi sellest seisukohast , kuidas need mõjutavad taimede kasvu ja arenemist . Rakenduslik mullateadus: agronoomiline, metsanduslik, maaparanduslik, keskkonnakaitseline.
Mullateaduse harud: · mullageneetika (uurib muldade teket ja arengut) · mullafüüsika (uurib muldade füüsikalisi ja füüsikalis-mehhaanilisi omadusi) · mullakeemia (uurib muldade keemilisi ja füüsikalis-keemilisi omadusi) · mullamineraloogia (uurib muldade mineraloogilist ja kivimilist koostist, muutumist)
2 · mullabioloogia (uurib mulla orgaanilise osa kujunemist, muutusi, koostist; mulla mikroorganisme ja loomi ning nende elutegevust) · mullageograafia (uurib muldade levikut ja selle seaduspärasusi) · mullakartograafia (tegeleb muldade kaardistamisega).
Mullateaduse ees seisvad ülesanded: · muldade arengu ja omaduste üksikasjalik väljaselgitamine ning aluste väljatöötamine mullaviljakuse tõstmiseks, säilitamiseks · mulla kui tootmisvahendi inventariseerimine · mulla kui tootmisvahendi kaitse ja kui üks osa terviklikust keskkonnakaitsest
Mullateaduse ajalugu.
Mullateadus on alguse saanud põllumajanduse poolt püstitatud ülesannete lahendamise tulemusena. Iseseisvaks teadusharuks hakati mullateadust pidama alles 19. sajandil. Kaasaegse mullateaduse põhialuste rajajaks on Vassili Dokutsajev (1846...1903). Mullateaduse areng Eestis. 1806 Tartu Ülikoolis J. Krause pidas esimese loengu muldadest 1829 J. F. Schmalz alustas mullateaduse ainekursuse lugemist iseseisva õppeainena 1836 agrokeemia iseseisva ainekursusena 1919 TÜ-s asutati mullateaduse ja agrokeemia kateeder
Tähtsamad mullateadlased Eestis: · A. Nõmmik ­ koostas Eesti esimese mullastikukaardi 1924.a. · A. Lillemaa ­ muldade kaardistamine · O. Hallik ­ muldade happesuse, lupjamise ja väetamise uurija · A. Piho ­ agrokeemia · R. Kask ­ muldade viljakus ja kasutussobivus · L. Reintam ­ muldade areng, kujunemine
Mullateadusega tegelevad asutused Eestis.
Mullastiku inventeerimise ja kaardistamisega tegeles ENSV ajal Riikliku Projekteerimise Instituudi (RPI) ,,Põllumajandusprojekt" mullastiku uurimise osakond. Maa-amet ( http://www.maaamet.ee/sitemap.php ) ­ maade hindamine, kaardid, maksustamine jne. Põllumajandusuuringute Keskus ­ PMK- ( http://pmk.agri.ee/ ) ­ mullaseire, mullaproovide võtmine, analüüs, väetistarbe määramine; katsepunktid. Keskkonnaministeerium ­ seadusandlus Põllumajandusministeerium ­ seadusandlus Eesti Maaülikool ­ mullateaduse õpetamine ja uurimine Eesti Maaviljeluse Instituut (EMVI) Sakus , - maakasutuse ja mullaharimise uurimine Tartu Ülikool ­ õpetamine ja uurimine geograafilise suunitlusega
3 Mineraalid ja nende klassifikatsioon Enamik keemilisi elemente ei esine looduses vabas olekus, vaid mitmesuguste ühendite näol teiste elementidega ­ mineraalidena. Mineraali all mõistetakse igasugust maakoores esinevat loodusliku moodustist, millel on kindlad füüsikalised omadused ja keemiline koostis. Erinevaid mineraale on ca 3000. Primaarsed mineraalid ­ magma tardumisel tekkinud. Sekundaarsed mineraalid ­ tekkinud primaarsetest välisjõudude mõjul, peamiselt maakoore pindmises osas.
1. Ehedate elementide klass ­ mullas tavaliselt neid ei esine. Esindajad: C polümeersed ühendid ( teemant , grafiit ), Au, Ag, Cu. 2. Väävliühendite klass ­ väävli ühendid metallidega. Esindajad: püriit FeS2, galeniit PbS. 3. Halogeenühendite klass ­ kloriidid ja fluoriidid . Sekundaarsed mineraalid. Esindajad: kivisool NaCl, sülviin KCl. 4. Oksiidide klass ­ mitmesuguste elementide ühendid hapnikuga. Esindajad: kvarts SiO2, hematiit Fe2O3 , magnetiit Fe3O4 , limoniit. 5. Hapniku sisaldatavate hapete soolade klass ­ looduses laialdaselt levinud. a. Alumosilikaadid ja silikaadid. Esindajad: päevakivid ( ortoklass (K-allikas) ja plagioklass (Na- ja Ca-allikas)), vilgud (muskoviit ja biotiit ). b. Fosfaadid. Esindajad: apatiit, fosforiit . c. Karbonaadid . Esindajad: kaltsiit, dolomiit . d. Sulfaadid. Esindajad: anhüdriit, kips. 6. Süsivesinikühendite klass ­ orgaanilised mineraalid. Nafta , turvas .
Kivimid
Kivimi all mõistetakse kas ühest või mitmest mineraalist koosnevat tahket maakoore osa. Teadusharu , mis tegeleb kivimite kirjeldamise ja uurimisega, on petrograafia. Tekketingimuste järgi jaotatakse kivimid järgnevalt: · Tardkivimid ­ moodustuvad magma tardumisel maakoores (süvakivim) või maapinnal (purskekivim). Eestis maapinnal esinevad ainult rändkivide hulgas. Esindajad: graniit , rabakivi, pegmatiit, dioriit, gabrod. · Settekivimid ­ on geoloogilised kehad, mis on tekkinud füüsikalise ja keemilise murenemise saaduste, vulkaanipursete produktide ja organismide jäänuste ladestumisel ja kivistumisel. 1. Mehhaanilised setted . Devoni liivakivid, kambriumi sinisavid, moreenid . 2. Keemilised setted. Järvekriit, nõrglubi. 3. Organogeensed setted. Põlevkivi, lubjakivi , turvas. · Moondekivimid tekivad tard - ja settekivimitest kõrge rõhu ja temperatuuri tingimustes, mis väga erinevad nende algsest tekketingimustest. Esindajad: gneiss, kvartsiit , marmor.
4 Kivimite ja mineraalide murenemine
Maapinnal ja selle vahetus läheduses paiknevad mineraalid ja kivimid alluvad atmosfääri, hüdrosfääri ja biosfääri mitmesuguste tegurite intensiivsele toimele. Nende tegurite mõjul kivimites ja mineraalides toimuvaid muundumisi nimetatakse murenemiseks.
1. Füüsikaline murenemine ehk rabenemine ­ toimub kivimite ja nendes esinevate mineraalide mehhaaniline purustamine mitmesuguse suurusega osakesteks. Seejuures nende keemiline ja mineraloogiline koostis ei muutu. Peamine põhjus on temperatuuri kõikumine. See toimub kivimeid moodustavate mineraalide erineva soojuspaisumise tõttu ööpäevastel ja aastaajalistel temperatuuri kõikumistel.
2. Keemiline murenemine ehk porsumine ­ kivimite ja mineraalide keemiline muundumine looduslike reaktiivide (H2O, CO2, O2) mõjul, kusjuures moodustuvad uued mineraalid. Keemilisel murenemisel võib toimuda mitmeid erinevaid protsesse: · hapendumine 4Fe3O4+O26Fe2O3 (magnetiithematiit) · taandumine ­ hapendumise vastandprotsess, õhuvaene keskkond · hüdradatsioon ­ vee püsiv liitumine mineraaliga Fe2O3+3H2O2Fe(OH)3 (hematiitlimoniit) · hüdrolüüs ­ soola osaline lagunemine vee toimel happeks ja aluseks. Meie kliimas on mineraalide hüdrolüüsi lõpptulemuseks lagunemine karbonaatideks ja ränihapendiks. · lahustumine ­ sellele alluvad kõik mineraalid. Hästi lahustuvad kaltsiit, kips, dolomiit, anhüdriit, haliit. Halvasti lahustuvad kvarts, vilgud. Lahustuvus paraneb koos vee temperatuuri tõusuga. · uute mineraalide süntees ja kristallisatsioon.
3. Bioloogiline murenemine ­ toimub taim- ja loomorganismide ning nende laguproduktide mõjul.
Settekivimite murenemine erineb primaarsete kivimite murenemisest. Tavaliselt on settekivimid keemilisele murenemisele vastupidavad, sest koosnevad peamiselt primaarsete kivimite murenemise lõpp-produktidest. Erandiks on lubjakivid, sest CaCO3 allub lahustumisele. Settekivimid (va lubjakivid) võivad ainult rabeneda.
Sekundaarsed mullamineraalid tekivad primaarsetest mineraalidest murenemisprotsessis ja on suuremalt jaolt väga väikeste mõõtmetega. Tähtsamad sekundaarsete mullamineraalide grupid: 1. ränioksiidide grupp ­ opaal, kvarts. 2. alumiiniumhüdroksiidide grupp ­ hüdrargilliit. 3. raudhüdroksiidide grupp ­ limoniit, götiit. 4. savimineraalide grupp ­ kaoliniit , montmorilloniit. On võimelised siduma katioone ja vett. Tekib mullaviljakuse üks elemente ­ vee kinnipidamisvõime.
Murenemise tüübid: 1. Sialliitne ­ parasvöötme tingimustes. 2. Alliitne ­ troopilistes tingimustes.
5 Denutatsioon ja akumulatsioon Praegune maakoor on kujunenud väga pikka aega kestnud protsesside mõjul. Muutuste põhjused võivad olla endogeensed (maakoore tõusud ja langused) ja eksogeensed . Maakoore kihtide asetuse muutused: kurrutused ja murrangud. Peamised eksogeensed jõud on vesi, tuul, raskustung ja jää. Tekkinud murendkivim kantakse sageli oma tekkekohast kaugele. Lisaks sellele toimub ka ühelt poolt purustav tegevus (denutatsioon) ja teisalt kuhjav tegevus (akumulatsioon).
Vee geoloogiline tegevus.
Vastavalt iseloomule jaotatakse neljaks: 1. ajutiste vooluvete ehk deluviaalsete vete tegevus 2. alatiste vooluvete ehk alluviaalsete vete tegevus 3. mere geoloogiline tegevus 4. põhjavete geoloogiline tegevus
Deluviaalsed veed moodustuvad kõrgendike nõlvadel pärast suuremaid vihmavalinguid ja pärast lume sulamist. Materjali ärakannet voolavate vete poolt nimetatakse erosiooniks. Toimub ärakanne (tekivad erodeeritud mullad ) ja samas madalamasse kohta pealekanne (tekivad deluviaalmullad).
Alluviaalsed vooluveed ­ jõed saavad alguse allikaist, jääliustikest või järvedest, hiljem lisandub vett harujõgedest. Jõed jagunevad ülem-, kesk- ja alamjooksuks. Ülemjooksul on jõgede orud kitsad , ristlõige väike, alamjooksu suunas muutuvad madalamaks, orud laienevad, ristlõige suureneb. Ülemjooksult alamjooksu suunas suureneb vee hulk, kuid väheneb voolukiirus, sest harilikult väheneb jõeoru langus ja suureneb ristlõige. Jõeorus voolav vesi purustab põhjakivimeid. Seda tuntakse pikierosioonina. Samal ajal purustab vesi kaldakivimeid, mille tagajärjel jõeorg laieneb. Seda nimetatakse külgerosiooniks. Lähenedes suubumiskohale jõe voolukiiruse alaneb ja toimub kaasakantud murendmaterjali sadenemine. Alluviaalsetted tekivad jõe orgu või suurvee ajal jõe üleujutatud naaberaladele (lammimullad).
Mere geoloogiline tegevus on samuti kas akumuleeriv või purustav. Merede purustav tegevus (abrasioon) on tingitud vee liikumisest lainetuse, tõusu, mõõna ja hoovuste mõjul. Lainetus on tingitud tuulest . Lainetus paneb vee liikuma kuni 200 m sügavuseni. Suurem osa settekivimeid on meresetted. Meres settib suurem osa jõgede poolt kaasa kantud materjalist. Samuti settib meres abrasioonil vabanenud peenem materjal ja jämedam materjal jääb randa moodustades rannavalle ja tuule abil luiteid. Kuna meres on palju elusolendeid, siis tekib ka hulgaliselt organogeenseid setteid.
Põhjavete geoloogiline tegevus ilmneb seal, kus esinevad vees kergesti lahustuvad kivimid (lubjakivid, kips, kivisool). Lubjakivide puhul tekivad nn. karstinähtused. Kostivere karstiala. Karsti laialdaselt tuntud ilmingud on vee lahustava tegevuse toimel kujunenud tühemikud lubjakivides ja dolomiitides. Karsti kõige tähelepanuväärsemad vormid on maa-alused koopad ja koopasüsteemid Alpides , Karpaatides, Kaukaasia jt. mäestikes.
6 Tuule geoloogiline tegevus Tuule geoloogiline tegevus avaldub nõrkade kivimite levikualal, kus taimkate on kidur või puudub üldse. Kõige tugevam liivakõrbetes. Tuule transporti nimetatakse deflatsiooniks ja tuule kulutust korrasiooniks.
Jää geoloogiline tegevus Jääliustikud tekivad seal kus sadava lume hulk ületab oluliselt ära sulava lume hulga. Vastavalt liustiku suurusele eristatakse mäestikuliustikud ja mandrijää. Viimasest jääajast on meil möödas ligi 12 tuhat aastat. Jääajal toimusid jää pealetungid ja taganemised. Toimus pinnavormide kujunemine. Iga mandrijää tõi endaga kaasa murendmaterjali, millest moodustus jää taganemisel mitmeid setteid. Jääsetted ehk moreenid on sorteerimata pudedad kivimid, millel puudub kihilisus . Otsmoreenid tekivad jääst väljasulanud ja kuhjatud materjalist jääserva ees. Kui jääserva taganemine toimus pidevalt ilma peatusteta, siis moodustus põhimoreen. Jääsulamisvete setted on tera suuruse järgi sorteeritud ja seepärast kihilised.
7 Aluspõhi, pinnakate ja mulla lähtekivim Eestis moodustavad ürg- ja aguaegkonna (570... 3500 milj. aastat tagasi) kivimid sügaval lasuva kristalse aluskorra . Aluskord koosneb peamiselt graniitidest. Aluspõhja moodustavad peamiselt kambriumis, siluris ja devonis kujunenud settekivimid. Aluspõhja katavad peaaegu pidevalt noored pudedad setted, moodustades maakoore kõige pindmise osa ­ pinnakatte. Mullatekkeprotsessist haaratud pinnakatte (harvem ka aluspõhja) ülemist osa nimetatakse mulla lähtekivimiks. Mullatekkeprotsessist otseselt mittehaaratud osa nimetatakse mulla aluskivimiks . Eestis on mulla lähtekivimite seas kõige enam levinud antropogeeniajastu setted.
Tähtsaimad mulla lähtekivimid Eestis on:
1) Moreenid e. jääsetted a) Põhja-Eestis valkjashall tugevasti karbonaatne rähkmoreen. Lõimiselt tugevasti koreseline liivsavi . b) Kesk-Eestis hallikaspruun või kollakashall karbonaatne saviliiv ja liivsavi moreen . c) Lõuna-Eestis punakaspruun nõrgalt karbonaatne või karbonaadivaene moreen. Karbonaatsus väheneb lõuna suunas pidevalt. Lõimis varieerub saviliivast kuni savini. d) Kagu-Eesti karbonaatne pruun moreen. Lõimis valdavalt keskmiselt koreseline saviliiv ja liivsavi.
2) Lõimiselt kahekihilised lähtekivimid (Põlvas, Valgamaal ka Tartumaal). Moreen on kaetud hilisema settega nt. liiv või saviliiv.
3) Fluvioglatsiaalsed lähtekivimid ehk jääjõgede tekkelised lähtekivimid ­ hästi sorteeritud setted ( liivad , kruusad).
4) Jääpaisjärvede setted, mis võivad olla liivad ( Peipsi ürgorg), savid ( viirsavi Vändra, Tori )
5) Turvas ­ soomuldade lähtekivim.
6) Tuulesetted , alluviaalsed setted jne.
8 Murendi ja mulla mehhaaniline koostis
Mulla massist moodustab ca. 80...90% mineraalosa , seega mulla omadused sõltuvad oluliselt mulla mineraalosa mehaanilisest, keemilisest ja mineraloogilisest koostisest. Muld koosneb mitmesuguse suurusega osakestest , mida nimetatakse mehaanilisteks elementideks. Mehaanilised elemendid jaotatakse suurusgruppidesse. Klassifitseerimine on kokkuleppeline ja seetõttu on eri riikides kasutusel mitmeid klassifikatsioone. Lihtsustatud jaotus: · osakeste läbimõõt alla 0,01 mm ­ füüsikaline savi · osakesed läbimõõduga 0,01...1 mm ­ füüsikaline liiv · osakesed alla 1 mm ­ mulla peenes · osakesed üle 1 mm ­ mulla kores
Mulla kores jaotatakse: · 1...10 mm ­ kruus · 1...10 cm ­ peenkivid (rähk, klibu, veeris ) · 10...20 cm ­ väikekivid · 0,2...1 m ­ suurkivid (munakad, kamakad) · >1 m ­ rahnud, pangad
Mulla peenes jaotatakse: · alla 0,000001 mm ­ molekulid · 0,000001...0,0001 mm ­ kolloidid · 0,0001...0,001 mm ­ ibe · 0,001...0,05 mm ­ tolm · 0,05...1 mm ­ liiv
Mulla mehaanilise koostise protsentuaalset jaotust nimetatakse mulla lõimiseks. Eestis on kasutusel nn. Katsinski mulla lõimise klassifikatsioon, mille aluseks on füüsikalise savi (osakesed 80 Raske savi ­ s3
Kerged mullad: l, sl Keskmised mullad: ls1, ls2, sl/ls Rasked mullad: ls3, s
9 Liivmullad ­ toitainetevaesed, väikese veemahutavusega ja suure veeläbilaskvusega, soojenevad kiiresti, ei paaku ja neid on kerge harida. Hea õhustatuse tõttu laguneb orgaaniline aine kiiresti. Mineraalväetiste mõju on lühiajaline. Madala viljakusega. Saviliivmullad ­ keskmise viljakusega, hästi õhustatud. Sobivad enamike kultuurtaimede kasvuks. Liivsavimullad ­ tänu soodsale vee- ja õhureziimile on taimekasvuks optimaalsed (eelkõige ls1 ja ls2). Savimullad ­ taimetoitainete poolest rikkad, kuid kuivavad pikaldaselt ja on raskesti haritavad. Kuival ajal kattub savimuld koorikuga. Optimaalne harimisaeg on väga lühike.
Mulla lõimise määramine nn. sõrmeprooviga. Mulda niisutatakse nii palju sobiva konsistentsini, et muld oleks piisavalt plastiline voolimiseks. Käte vahel voolitakse muld ca 3 mm jämeduseks nööriks. Savi ­ 3 mm voolitud nöör rõngasse keeramisel ei pragune. Raske liivsavi ­ rõngasse keeramisel nöör praguneb. Keskmine liivsavi ­ nöör kõigepealt praguneb ja seejärel murdub. Kerge liivsavi ­ rõngasse keeramisel mullast voolitud nöör murdub. Saviliiv ­ võimaldab endast peos veeretada kuulikese. Liiv ­ tavaliselt ei ole võimailik isegi kuulikest voolida, muld pudeneb peos laiali.
10 Mulla orgaaniline aine
Mulla orgaaniline osa kujuneb mullatekkeprotsessis. Mulla kuumutamisel osa sellest põleb, seda põlevat osa nimetatakse orgaaniliseks aineks. Tähtsaim tunnuslik element on süsinik ­ C. Orgaanilise aine allikaks on rohelised taimed. Orgaanilise aine süntees toimub klorofülli sisaldatavates taimedes päikeseenergia abil lihtsatest mineraalsetest ühenditest (CO2, H2O ja mineraalsoolad). Peamiseks allikaks on kõrgemad taimed ­ puud, põõsad, rohttaimed . Vähem tähtsad on samblad , vetikad . Osa orgaanilisest ainest pärineb ka loomade ja mikroorganismide jäänustest. Vastandprotsessiks orgaanilise aine sünteesile on selle lagundamine bakterite ja seente poolt. Lagundamise ja sünteesi vahekorrast sõltub mulla orgaanilise aine hulk.
Orgaanilise aine ladestumine Metsas toimub ladestumine peamiselt mulla pinnale. Aastas keskmiselt 3...6 t/ha okkaid, lehti, alustaimestiku jäänused jne. Rohumaataimestikuga aladel ( rohumaa , põld) ladestub orgaaniline aine peamiselt mulla pindmisse kihti.
Mulla orgaanilise aine bilanss Orgaanilise aine sisaldus ja varu mullas on pidevalt muutuvad. Samaaegselt toimub orgaanilise aine ladestumine ja ka kadu. Võimalik eristada kolm orgaanilise aine bilansi (ladestumine-kadu) taset: 1. Tasakaaluline orgaanilise aine sisaldus 2. Orgaanilise aine kuhjumine 3. Orgaanilise aine sisalduse vähenemine
Orgaanilise aine muundumised mullas
Mulla pinnale ja mulda ladestunud taimejäänused alluvad mitmesugustele muutustele. Lõpuks võib orgaaniline aine laguneda lihtsateks ühenditeks (CO2, H2O ja mineraalsoolad). Eralduva süsihappegaasi hulga järgi mõõdetakse tavaliselt orgaanilise aine lagunemise kiirust. Orgaanilise aine lagunemist mineraalseteks ühenditeks nimetatakse mineralisatsiooniks. Peamised orgaanilise aine lagundajad on bakterid ja seened.
Mulla orgaanilise aine lagunemise kiirus ja iseloom sõltuvad mitmest tegurist:
1. Õhustatusest ehk aeratsioonist · Aeroobne lagunemine (kõdunemine) ­ lõppsaaduseks lihtsad ühendid, mis on rohelistele taimedele toiduks. Kiire lagunemine. · Anaeroobne lagunemine ­ mittetäielik lagunemine ja mitmesuguste vaheproduktide kuhjumine. Aeglane lagunemine. Tavaliselt põllumuldades toimub aeroobne ja anaeroobne lagunemine paralleelselt, vahekord sõltub mulla veereziimist ja füüsikalistest omadustest.
11 2. Orgaanilise aine koostisest ­ kõige kiiremini lagunevad veeslahustuvad süsivesikud ( suhkrud ) ja valgud ning kõige aeglasemalt ligniin. Valkude lagunemine toimub ensüümide mõjul aminohapeteks. Valgurikaste taimejäänuste (N sisaldus vähemalt 2% ja C:N suhe alla 25...30) siis osa aminohappeid laguneb lõpuni ja eraldub CO2, H2O ja NH3 ( ammoniaak ). Lämmastiku vabanemine ammoniaagina (ammonifikatsioon) toimub nii aeroobsel kui ka anaeroobsel lagunemisel. Valguvaeste taimejäänuste (C:N suhe üle 25...30) korral kasutatakse vabanenud lämmastik mikroorganismide poolt ära. Nitrifikatsioon ­ nitrifitseerijad bakterid kui autotroofsed organismid hapendavad ammoniaagi lämmastikhappeks, kasutades vabanevat energiat oma elutegevuseks. Tekkiv lämmastikhape on nitrifitseerivatele bakteritele tugevaks mürgiks, mistõttu saab see toimuda normaalselt ainult kaltsiumirikkas mullas. Nitrifikatsiooniks ebasoodsates tingimustes areneb denitrifikatsioon, mille tulemusena viiakse lämmastik anaeroobsetes tingimustes üle molekulaarseks (N2) või happelistes muldades lämmastikoksiidiks (NO2), mis lenduvad ja põhjustavad suurt lämmastikukadu mullast. · Ligniin laguneb kõige halvemini. Peamiseks lagundajaks on aeroobsetes tingimustes kiirikseened. Anaeroobsetes tingimustes ei lagune. · Rasvad lagunevad nii bakterite kui seente mõjul. Aeroobsetes tingimustes tekivad esmalt glütseriin ja rasvhapped, mis edasi lagunevad süsihappegaasiks ja veeks. Anaeroobsetes tingimustes lagunevad halvasti ja moodustavad nn. bituume. · Vaigud , vahad ja parkained , olles enamasti bakteritele mürgiks, lagunevad seente mõjul suhteliselt kergesti. Anaeroobses keskkonnas vaik ei lagune, vahadest tekivad mitmesugused bituumid.
3. Niiskusest lagunemiskeskkonnas ­ niiskus suurendab taimejäänuste lagunemise kiirust seni, kui on olemas küllaldane õhu juurdepääs. 4. Temperatuurist ­ temperatuuri tõus 10ºC võrra suurendab lagunemise kiirust 2...3 korda. Optimaalne temperatuur on 20...35ºC. 5. Mulla reaktsioonist ­ happelises keskkonnas lagundajateks peamiselt seened ja neutraalses keskkonnas bakterid. 6. Mulla füüsikalistest, keemilistest ja füüsikalis-keemilistest tingimustest ­ näiteks suure savisisaldusega muldades on lagunemine aeglasem kui kergemates muldades. 7. Mulla bioloogilisest aktiivsusest
Orgaanilise aine vormid mullas Ehituselt ja välisomaduste põhjal jaotatakse orgaaniline aine mullas kaheks: 1. Mittespetsiifiline orgaaniline aine ­ lagunemata ja poollagunenud taimsed ja loomsed jäänused. 2. Spetsiifiline orgaaniline aine ­ huumus .
Huumus on tumepruun või must amorfne mass, mis on tugevasti seotud mulla mineraalosaga ega ole sealt mehaaniliselt eraldatav. Sisaldab toitaineid. Kuna parasniisketes muldades moodustab huumus 85...95% orgaanilise aine massist, siis sageli nimetatakse selleks kogu mulla org. ainet. Mulla huumusesisaldust määratakse kaudselt mulla süsinikusisalduse järgi arvestusega, et huumuse koostises on 58% C.
12 Huumuse koostis ja omadused Huumuse omadused: · värvus ­ tumepruun kuni must · happeline · C-sisaldus 40..70% · N-sisaldus 2,5...5%
Huumuse põhimassi moodustavad nn. huumusained, mis jaotuvad kolme rühma: 1. Humiinhapped ­ must läikiv pulber, leelismetallidega (Na, K) reageerides annavad soolasid (humaate), mis lahustuvad kergesti vees. Ca, Mg, Fe3+ ja Al-humaadid on aga vees lahustumatud. Humiinhapped ei ole individuaalsed ained. 2. Fulvohapped ­ huumusained, mis leeliste mõjul on siirdunud lahusesse ja jäävad sinna ka pärast hapetega mõjustamist. Lahustuvad vees, leelistes, hapetes. Mulla kõige liikuvamad huumusained ja tugevasti happelise reaktsiooni tõttu mõjustavad oluliselt mulla mineraalosa. 3. Humiinained (humiin ja ulmiin) ­ moodustavad huumuse kõige vatsupidavama osa, mis ei lahustu keemiliselt. Tugevalt seotud savimineraalidega. Mikroorganismide toimel aeroobsetes tingimustes toimub aeglane lagunemine.
Huumusainete teket nimetatakse humifikatsiooniks, mis on iseloomult sünteetiline protsess, kus toimub lihtsamatest ühenditest keerulisemate moodustamine. Toimub mikroorganismide otsesel osavõtul. Mida kiiremini toimub taimejäänuste lagunemine, seda kiiremini toimub ka humifikatsioon. Seega faktorid, mis mõjustasid orgaanilise aine lagunemist, mõjutavad ka huumuse teket. Kõige rohkem tekib huumusaineid siis, kui mullas kas samaaegselt või vahelduvalt esineb nii aeroobne kui ka anaeroobne lagunemine. Huumusainete tekkele avaldab suurt mõju perioodiline sademeteveega läbiuhtumine, mis esineb Eesti tingimustes. Taimejäänuste lagunemise algul vabanevad Ca ja Mg ning laskuva sademeteveega uhutakse Ca ja Mg minema. Nii jäävad tekkivad huumushapped neutraliseerimata ja huumuse teke aeglustub. Kaltsiumkarbonaadi poolest rikastes muldades seevastu neutraliseeriv toime soodustab huumuse teket. Seetõttu on näiteks rähkmullad suhteliselt huumusrikkad. Mulla lõimis mõjutab samuti huumuse teket ja sisaldust mullas. Savi- ja liivsavimuldades, kus on rohkesti savimineraalidest koosnevaid ibeosakesi, seotakse huumus tugevamini, võrreldes liivmuldadega.
Orgaanilise aine tähtsus ja mõju mulla omadustele, protsessidele 1. Orgaaniline aine, eriti huumushapped, on tähtis tegur kivimite murenemisel, mulla mineraalosa lagunemisel ja ainete migratsioonil. 2. Orgaaniline aine, eriti huumus, parandab mulla füüsikalisi omadusi. 3. Huumusainetest sõltuvad mulla füüsikalis-keemilised omadused. 4. Mulla orgaaniline aine, eriti huumusained, on taimedele peamiseks toiteelementide ja süsihappegaasi allikaks. Huumusained mõjuvad kõrgematel taimedel kasvustimulaatoritena. 5. Orgaaniline aine on energia allikaks mullaelustikule ( edafon ). 6. Mulla orgaaniline aine suurendab mulla enesepuhastamisvõimet ja tagab mulla sanitaarse kaitse.
13 Huumusesisaldus mullas ja selle reguleerimise võimalused Huumusesisalduse hindamise skaala huumushorisondis: alla 1,5% väga madal 1,5...2,5% madal 2,5...3,5% keskmine 3,5...5% kõrge üle 5% väga kõrge
Parasniisketes tingimustes oleks põllumulla optimaalne huumusesisaldus 2,5...3,5%. Ajutiselt liigniiskete ( gleistunud ) analoogide korral on huumusesisaldus tavaliselt 1...2% võrra suurem. Alaliselt liigniisketel (gleimuldadel) muldadel tekib nn. toorhuumuslik horisont , sisaldades rohkesti orgaanilist ainet, mis on pooleldi lagunenud ja halvasti kinnitunud mulla mineraalse osaga. Sel juhul on õigem väljendada orgaanilise aine, mitte huumusesisaldust.
Huumusesisalduse reguleerimise võimalused: · Orgaanilise aine juurdeviimine mulda ­ sõnnik (40 t/ha=0,1% suurem Hu%), haljasväetised. · Liblikõieliste kultuuride kasvatamine ­ juurtel asuvad mügarbakterid seovad õhulämmastikku. Ristiku või lutserni kaheaastase kasvatamise järel tõuseb mulla Hu% 0,2...0,4%. · Huumusetekke optimaalsete tingimuste tagamine ­ näiteks muldade lupjamisel seotakse huumushappeid.
Mulla elustik ehk edafon Koosneb elusorganismide kogumist mullas. Tähtsamad organismid mullas: 1. Mikroorganismid a) Bakterid ­ mullas on kõige enam aeroobseid, heterotroofseid baktereid. Boimass 300...3000 kg/ha. b) Seened ­ osalevad aktiivselt org. aine mineralisatsiooniprotsessis ja huumuse tekkimisel. Tegutsevad valdavalt happelises keskkonnas. Elavad sümbioosis kõrgemate taimedega. Biomass 500...5000 kg/ha. c) Kiirikseened ­ nõrgalt happelises keskkonnas, lagundavad tselluloosi ja ligniini. d) Vetikad ­ enamasti autotroofsed organismid, esinevad vahetult mulla pinnal, rohkem liigniisketes muldades, rikastavad mullavett hapnikuga. Biomass 10...300 kg/ha. e) Samblikud
2. Algloomad ­ heterotroofid . Viburloomad, ripsloomad, juurjalgsed, amööbid. Reguleerivad mulla mikroorganismide arvukust. Elavad mulla ülemistes kihtides. Biomass 5...200 kg/ha.
3. Selgrootud Vihmaussid ­ parandavad mulla omadusi, segavad mullamassi. Biomass 350...1000 (2500) kg/ha. Ümarussid ­ toituvad lagunemata org. ainest.
14 Hooghännalised ­ tegutsevad veel 5°C juures, tähtsad sõnniku lagundajad. Lestad ­ peenestavad org. ainet ja rikastavad mulda oma ensüümidega.
4. Putukad ­ sipelgad , kiletiivalised. 5. Selgroogsed ­ närilised, mullamutt .
15 Mullaprofiili ehitus ja morfoloogilised tunnused
Mullatekkeprotsessis tekkinud ühendid paigutuvad ruumiliselt ümber, mistõttu tekivad mulda väliste e. morfoloogiliste tunnuste poolest üksteisest eristatavad kihid . Neid kihte, mis on tekkinud mulla tekke protsessi käigus nimetatakse mulla geneetilisteks horisontideks. Geneetilistest horisontidest koosnevat vertikaalset ristläbilõiget nimetatakse mullaprofiiliks. Kuna mullaprofiili välised tunnused kajastavad mullatekkeprotsessi iseloomu, siis nende põhjal on võimalik muldi klassifitseerida.
Mullaprofiili horisontide tähistus:
O ­ metsakõdu. Mulla pinnale ladestunud org. ainest koosnev horisont tüsedusega alla 10 cm.
A ­ huumushorisont. Tumeda värvusega; tekkinud parasniisketes, kuivades või ajutiselt liigniisketes tingimustes mulda ladestunud org. aine mõjul. Koosneb nii mineraal - kui ka org. ainest. Ülekaalus on mineraalosa, millega on seotud org. aine. Huumusesisaldus tavaliselt alla 7...10%.
T ­ turbahorisont. Soomuldade pindmine kiht, kus org. aine sisaldus üle 50%. Alaliselt liigniisketes tingimustes mullapinnale ladestunud taimejäänustest koosnev üle 10 cm tüsedusega ja üle 50% org.ainet sisaldav kiht. T1 halvasti lagunenud; T2 keskmiselt lagunenud; T3 hästi lagunenud
AT ­ toorhuumuslik horisont. Tekib liigniisketes tingimustes org. aine ladestumisel mulla ülemisse kihti. Org. aine ei ole mineraalosaga liitunud. Org. aine sisaldus tavaliselt 7...35%. Profiili alumine osa tugevasti gleistunud.
EL ­ lessiveerunud horisont. Laskuvate vetega kantakse peeneid mullaosakesi allapoole. Toimub osakeste mehaaniline ümberpaigutamine. Heledam horisont, mis tekib A-horisondi alla ja kust toimub osakeste mehaaniline väljauhtumine.
E ­ leethorisont . Toimub mulla mineraalosa lagunemine happeliste huumusainete mõjul ning laguproduktide eemaldumine laskuva veega. Heledat värvi horisont, mis on vaesunud toitainetest ja saviosakestest. Asub vahetult happeliste org.aine akumulatsioonihorisontide all, sageli määrdunud sisseuhutud liikuvatest huumusainetest.
ELg ­ näivleetunud horisont. Toimub ülagleistumine koos lessiveerumisega.
B ­ sisseuhtehorisont e. illuviaalne horisont. Baf ­ automorfse raua sisseuhtehorisont. Tekib näivleetunud horisondi peale ülavete tõttu kogunenud amorfse raua tulemusena. Bt ­ tekstuurne sisseuhtehorisont. Tekib heledama lessiveerunud horisondi alla. Bm ­ metaforfne sisseuhtehorisont. Tekib A-horisondi alla kohapealse savistumise tulemusena karbonaatsel lähtekivimil. Bhf ­ huumus-raua illuviaalne sisseuhtehorisont.
16 C ­ lähtekivim D ­ aluskivim G ­ gleihorisont , alaline liigniiskus . Värvuselt tavaliselt sinakas - või rohekashall. Sageli esineb roostevärvi laike.
Kui muld on ajutiselt liigniiske (gleistunud), siis põhihorisondi juures tähistatakse g (nt Bg, Cg, ELg). Esinevad glei - ja roostelaigud, kusjuures domineerivaks jääb selle horisondi põhivärvus. Kui muld on gleistumistunnustega (lühiajaline liigniiskus), siis on tähiseks põhihorisondi juures (g). Näiteks: B(g), C(g). Esinevad ainult üksikud glei- ja roostelaigud.
Mullaprofiili morfoloogilised tunnused · Tüsedus ­ kõigi horisontide leviku ulatus maapinnalt lähtekivimi ülemise piirini . · Horisontide ülemineku iseloom ­ aeglane...järsk. · Horisontide värvus. Tuleb arvestada mulla niiskust, mida niiskem seda tumedam paistab. Munsell´i värviskaala. · Mulla tihedus ­ tahkete osakeste paiknemine üksteise suhtes. Tihedusastmed: 1. väga tihedad mullad (üksikteralised savid) 2. tihedad mullad (raske liivsavi, savi) 3. kobedad mullad (struktuursed savid, liivsavid, huumusrikkad saviliivad) · Mulla struktuursuse all mõistetakse mulla omadust pudeneda mitmesuguse suuruse ja kujuga agregaatideks (sõmerateks). Kui mullas on piisavalt huumust, kolloide ja ibeosakesi, siis tänu nendele kleepuvad need üksikud mehhaanilised elemendid kokku struktuuriagregaatideks e. sõmerateks. Agregaadid võivad olla erineva kujuga: teraline, pähkeljas, tompjas, pankjas jne. Liivadel struktuursus puudub. · Uusmoodustiste esinemine ­ tekkinud mullatekkeprotsessi tagajärjel mulla tahketele osakestele või nende vahele. Keemilised ja bioloogilised uusmoodustised. · Lisandite esinemine ­ taimsed või loomsed jäänused, inimtegevusega mulda sattunud võõrkehad.
17 Mullatekkeprotsessid Mullatekketeguriks on bioloogiline faktor. Tingimused, mis mõjutavad mullatekkeprotsesse: 1. kliima 2. lähtekivim 3. reljeef 4. aeg, maakoha vanus.
Mulla tekkimine sai alata alles hetkest kui tekkis elu. Järelikult kõige suurem roll mullatekkes on olnud just elusorganismidel. Muld hakkab kujunema sellest hetkest, kui murendmaterjalile lasuvad esimesed organismid. Muldade tekkimine on pikaajaline protsess. Paarikümne sentimeetri paksuse mullakihi moodustumiseks kulub olenevalt kliimast ja muudest keskkonnatingimustest 1500... 7500 aastat. Mullatekkeprotsess on maakoore pindmiste kihtide kasutamine ja ümberkujundamine kõrgemate ja alamate taimede ning nende jäänuste laguproduktide poolt kõigi füüsikalis- geograafiliste tingimuste mõjutusel ja osavõtul. On olemuselt bioloogiline protsess. Protsessi resultaadiks on uue kvalitatiivse omaduse ­ viljakuse kujunemine. Vaatamata asukohale maakeral on kõigil muldadel ühtne tekke ja arengu bioloogiline olemus. Kuna mullatekketingimused avaldavad mõju bioloogilisele faktorile, siis see tingib selle, et ühtse mullatekkeprotsessi raames saame eristada mitmeid elementaarprotsesse.
Eestis esinevad järgmised mullatekke elementaarprotsessid:
1. Leetumine ­ mulla mineraalosa lagunemine happeliste huumusainete mõjul ning laguproduktide eemaldumine laskuva veega. Leiab aset mulla peenemate osakeste ­ ibe, kolloidid, saviosakeste lagunemine ehk hüdrolüüs. Profiili ülemises osas on saviosakesed vaesunud reast biogeenselt tähtsatest ühenditest (Fe2O3, Al2O3, CaO, MgO) ning savi kogunemist sisseuhtehorisonti ei ole eriti märgata. Toimub happelises keskkonnas (karbonaadivaesel lähtekivimil) ja põhjustab mullareaktsiooni edasist hapestumist.
2. Lessiveerumine ­ ibe ja kolloidosakeste ümberpaigutumine mulla ülemistest horisontidest alumistesse huumusainete ja kolloidse ränihappe kaitsetoimel. Ibe ja kolloidosakesed seejuures ei lagune. Vaatamata saviosakeste hulga vähenemisele mulla ülemistes kihtides, nende keemiline koostis jääb muutumatuks kogu profiili ulatuses. Ei toimu mullaprofiili absoluutset vaesumist. Iseloomulik savistunud Bt- horisondi olemasolu. Eeltingimuseks on laskuv veevool ja neutraalne või nõrgalt happeline reaktsioon (karbonaatne lähtekivim). Ei põhjusta mulla hapestumist.
3. Savistumine ­ bioloogilisel murenemisel või taimejäänuste muundumisel vabanenud mineraalühendite ümberkristalliseerumisel moodustunud saviosakeste kogunemine tekkekohal. Leiab aset karbonaatsel lähtekivimil (neutraalse või nõrgalt happelise reaktsiooniga mullal) intensiivse aineringe tingimustes.
4. Näivleetumine ehk pseudoleetumine on mullatekke elementaarprotsess, mis leiab aset kahekihilistel ja raske lõimisega lähtekivimitel, kuhu perioodiliselt tekib ülavett. Punakaspruun saviliiv või liivsavi moreen on kaetud hilisemate veekogude kergema
18 lõimisega setetega. Ülavete mõjul toimub mulla mineraalosast saviosakeste ja raua lessiveerumine ning raua taandunud vormide mõningane kogunemine üheaegselt huumushorisondi alla. Kergema lõimisega kattekiht võib olla erineva tüsedusega. Kui see on tüsedam (ca 50...60 cm), siis tekib huumushorisondi alla Baf horisont (pruun näivleetunud muld LP). Kui kattekiht on õhem (30...40 cm), siis Baf horisont puudub ja tekib hele näivleetunud muld ­ L(P).
5. Soostumine : a) Gleistumine ­ õhuvaeses (liigniiskes) keskkonnas orgaanilise aine hapendumine taandumisvõimeliste mineraalühendite (Fe2O3) hapniku arvel. Väljendub sinakas- või rohekashallide plekkide või pideva kihi esinemises. Gleistumistunnusteks loetakse ka roostetäppide esinemist mullas. b) Turvastumine ­ liigniiskes õhuvaeses keskkonnas taimejäänuste kogunemine mulla pinnale või pindmisse horisonti lagunemata või pooleldi lagunenud kujul, mis väljendub turba või turvastunud toorhuumusliku horisondi olemasolus.
Mullatekkeprotsessid, mida ei loeta elementaarprotsessideks:
Kamardumine ­ rohttaimede jäänuste ja mikroobse org.aine muundumisel moodustunud huumuse, orgaanilis-mineraalsete komplekside ning biogeensete mineraalühendite kogunemine mineraalosaga tugevasti seotult mulla pindmisse kihti. Tähtsamaiks tunnuseks huumuse teke ja kogunemine. Kaasneb kõikide muldade tekkega.
Leostumine on veeslahustuvate soolade ja karbonaatide eemaldumine mullast laskuva veevooluga.
Küllastumine on mullahorisontide rikastamine Ca ja Mg-karbonaatidega põhjavete arvelt. Kaasneb koos soostumisega. Kihisemist küllastunud mullaprofiilis tavaliselt ei esine, kuid mullareaktsioon on neutraalne ja küllastusaste kõrge.
Kultuuristamine on looduslike muldade kasutuselevõtmine inimese poolt ja mullaomaduste muutmine mullaviljakuse tõstmiseks.
19 Mulla füüsikalis-keemilised omadused
Mulla kolloidid ja nende omadused Kolloidideks nimetatakse osakesi, mille läbimõõt on alla 0,001 mm. Väiksemad osakesed on molekulid. Mulla kolloidide jaotus tekke alusel: 1. Mineraalsed kolloidid tekivad kivimite ja mineraalide murenemise käigus. 2. Orgaanilised kolloidid tekivad loomsete ja taimsete jäänuste muundumisel. 3. Orgaanilis-mineraalsed kolloidid tekivad mineraalsete ja orgaaniliste kolloidide vaheliste reaktsioonide käigus mullatekkeprotsessis.
Kolloidide ehitus
Kolloidide iga osake koosneb paljudest molekulidest. Kolloidsüsteemi tahke koosneb mitsellidest. Mitselli seesmine ehitus on järgmine: 1. Tuum 2. Elektriline kaksikkiht tuuma pinnal ­ kaks vastasnimeliselt laetud ioonide kihti. Seesmist kihti nimetatakse elektrilaengut määravaks ioonide kihiks. Selle peal asuvat kihti nimetatakse vastasioonide kihiks, mis jaguneb omakorda seesmiseks liikumatute ioonide kihiks ja väliseks difuusseks kihiks. Ioonide difuusne kiht esineb ainult märjas mullas. Elektrilaengut määravate ioonide kihti koos liikumatute vastasioonide kihiga nimetatakse absorbseks kihiks.
Kolloidosakesi, mille tuuma pindmised molekulid dissotsieeruvad happena st. eritavad lahusesse vesinikioone (H+), nimetatakse happelisteks ehk atsidoidseteks kolloidideks. Kolloidosakesi, mille tuuma pindmised molekulid dissotsieeruvad alustena st. eritavad lahusesse hüdroksüülioone (OH-), nimetatakse aluselisteks ehk basoidseteks kolloidideks. Osad elemendid (Fe, Al, Mn jt) dissotsieeruvad kolloidses olekus sõltuvalt keskkonna reaktsioonist kas happena või alusena. Selliseid kolloide nimetatakse amfoteerseteks kolloidideks. Eesti muldades põhimassi moodustavad negatiivse laenguga atsitoidsed kolloidid. Suurem osa neist on ränihappe- ja huumuskolloidid. Kolloidide esinemisel hajutatult nimetatakse seda kolloidlahuseks ehk sooliks. Kui kolloidid esinevad koondunult, siis nimetatakse seda geeliks (sültjas, helbetaoline mass). Kolloidide omavahelist liitumist ja sadenemist nimetatakse koagulatsiooniks (soolgeel). Võib olla pöörduv või pöördumatu. Enamik mullas olevaid kolloide on koaguleerunud olekus. Mulla kolloidkompleksi nimetatakse neelavaks kompleksiks.
20 Neeldumisnähtused mullas Mulla neelamisvõime on mulla omadus siduda mitmesuguseid tahkeid , vedelaid ja gaasilisi aineid, mis satuvad kokkupuutesse mulla tahke faasiga seal ringleva vee ja õhu kaudu. Mulla neelamisvõimel on väga suur tähtsus muldade viljakuse kujundamisel ja taimede toitumisel. Kõik katioonide ja anioonide vahetusprotsessid toimuvad peamiselt kolloidide pinnal.
Mulla neelamisvõime liigid: 1. mehaaniline neeldumine (muld käitub sõelana). 2. füüsikaline neeldumine on tingitud kolloidide pinnaenergiast. 3. keemiline neeldumine ­ mullalahuses olevad lahustunud taimetoitained lähevad üle mingi keemilise reaktsiooni tulemusel mittelahustuvasse vormi. 4. bioloogiline neeldumine. Taimed ja mikroorganismid võtavad toiteelemente oma organismi ülesehituseks. Bioloogiline aineringe. 5. füüsikalis-keemiline ehk asendusneeldumine ­ on mulla võime vahetada mulla tahkes faasis (kolloididel) leiduvate ioonide mõningat osa ekvivalentse hulga lahuse ioonide vastu. Mullas toimub pidev ioonide vahetus tahke ja vedela faasi vahel, on pöörduv protsess, toimub kiiresti, toimub võrdsetes e. ekvivalentsetes hulkades. Kuna mulla enamik kolloide on negatiivselt laetud, siis toimub mullas peamiselt katioonide vahetus. Asendusneeldumise seaduspärasusi kasutatakse väetamise teoorias ja praktikas.
Neeldunud katioonid ja anioonid mullas. Katioonid: 1. Neeldunud alused: Ca+2, Mg+2, K+, Na+, NH4+. Tähistus ­ S. 2. Neeldunud vesinik ja alumiinium: H+, Al+3. Tähistus ­ H. Anioonid: H2PO4 -, HPO4-2, PO4-3, SO4-2, HCO3 -, CO3-2; vähem Cl-, NO3-.
Mulla neelamismahutavus Iseloomustab mulla neelavat kompleksi ja on üks mullaviljakuse näitaja. Neelamismahutavuse (tähistus ­ T) all mõistetakse 100 g mulla poolt maksimaalselt neelatud ioonide hulka. Väljendatakse milligramm ekvivalentides. Tavaliselt määratakse katioonide neelamismahutavust (tähistus ­ T). Kujutab endast neeldunud aluste (S) ja neeldunud vesiniku ja alumiiniumi (H) summat. T=H+S (mg ekv/100 g) Neelamismahutavus on seda suurem, mida rohkem on mullas kolloide.
Küllastusaste näitab kui mitu protsenti neelamismahutavusest moodustavad neeldunud alused. Tähistatakse ­ V. V=S/T*100 (%) Mida väiksem on mulla küllastusaste, seda rohkem on muld vaesunud alustest ja halvem on viljakus. Kui V75, siis muld tavaliselt lupjamist ei vaja.
21 Mulla reaktsioon Mulla reaktsiooniks nimetatakse vesinik- ja hüdroksiidioonide kontsentratsiooni vahekorda . Neutraalse reaktsiooni korral on H+ ja OH--ioonide hulk võrdne, happelise reaktsiooniga mullas on ülekaalus vesinikioonid, leeliselise reaktsiooni korral aga hüdroksiidioonid.
Mulla happesus on põhjustatud vesinik- ja alumiiniumioonidest mullas. Mulla happesus jaotatakse: 1. Aktiivne happesus ­ põhjustavad mullalahuses vabalt esinevad vesinikioonid. Vesinikioonide hulk ehk kontsentratsioon mullalahuses määrab ära mulla reaktsiooni. Happelise reaktsiooni korral on ülekaalus H+, neutraalse reaktsiooni korral on H+ ja OH- hulk võrdne ja pH=7. Vesinikioonide kontsentratsiooni tähistatakse pH. Arvuline väärtus näitab vesinikioonide kontsentratsiooni negatiivset kümnendlogarotmi. pH=-log [H+] Mulla pH määratakse kas vesileotisest (pHH2O) või tavaliselt 1 N KCl leotisest (pHKCl). Samast mullast määratud pHKCl arvuline väärtus on 0,4...1 ühiku võrra madalam kui pHH2O.väärtus. Kui pHKCl on 5,1, siis pHH2O on ca. 6. Muldade liigset happesust on võimalik vähendada lupjamisega. Happeliste muldade lubjatarvet väljendatakse CaCO3-na t/ha kohta.
pHKCl ja mulla reaktsiooni vaheline jaotus: pHKCl Mulla reaktsioon kuni 4,5 tugevalt happeline 4,6...5,5 mõõdukalt happeline 5,6...6,5 nõrgalt happeline 6,6...7,2 neutraalne üle 7,2 leeliseline
2. Potentsiaalne happesus on põhjustatud mulla kolloididel neeldunud H+ ja Al+3 ioonidest. Nimetatakse ka mulla tahke faasi happesuseks. Jaguneb kaheks: a) asendushappesust põhjustavad need mulla neelavas kompleksis olevad vesinik- ja alumiiniumioonid, mis on asendatavad neutraalsoolade (näit. KCl) lahuste ioonidega. Tähistus on H5,6. Väljendatakse mg ekv/100 g mulla kohta. Asendushappesus on alati suurem kui aktiivne happesus. b) hüdrolüütilist happesust põhjustavad need vesinik- ja alumiiniumioonid, mis on mullakolloididelt väljatõrjutavad tugeva aluse ja nõrga happe sooladega. Tavaliselt on reaktiiviks naatrium - või kaltsiumatsetaadi leotis . Tähistus on H8,2. Väljendatakse mg ekv/100 g mulla kohta. Hüdrolüütiline happesus on oluliselt suurem kui aktiivne ja asendushappesus. Liivmuldades võib see olla aktiivsest happesusest üle 1000 ja savimuldades 50000... 100000 korda suurem. Hüdrolüütilist happesust kasutatakse lubjatarbe arvutamisel.
Mulla leelisuseks nimetatakse ühevalentsete metalsete katioonide, eelkõige Na+ ja K+ esinemist mullalahuses. Mulla leelisus on taimedele ja mikroorganismidele niisama kahjulik nagu liigne happesuski. Liigset leelisust on võimalik kõrvaldada muldade kipsimisega.
22 Enamik kultuurtaimi eelistavad nõrgalt happelise või neutraalse reaktsiooniga mulda (pHKCl 5.6...7.2). Mulla happesusele reageerimise suhtes võib kultuurtaimi jagada järgmistesse rühmadesse: · väga tundlikud happesuse suhtes ­ peedid, lutsernid, valge mesikas, kanep , peakapsas . ploom, kirss . sõstrad. Neid nim. ka kaltsifiilseteks ehk lubjalembesteks kultuurideks. (sobiv pHKCl 6,5...8) · tundlikud happesuse suhtes ­ suvi- ja talinisu , oder, kaunteraviljad, ristikud, raps , mais, sibul , kurk, salat , õunapuu, pirnipuu , maasikas. Optimaalne pHKCl 6...7. · vähemtundlikud happesuse suhtes ­ rukis, kaer , kõrrelised heintaimed , lina, kartul , tatar, redis , tomat, porgand . Optimaalne pHKCl 5,5...6. · happelist mulda eelistavad ­ lupiinid , mustikas. Optimaalne pHKCl 4,5...5.
Mulla puhverdusomadused Mulla puhverdusvõime on mulla võime vastupanna ükskõik millise teguri poolt esile kutsutud reaktsiooni muutusele. Mulla puhverdusvõimet põhjustab tema neelav kompleks ja mullas leiduvate nõrkade hapete soolad koos vastavate hapetega ning karbonaatsetes muldades leiduvad karbonaadid. Mida rohkem on mullas kolloide, seda suurem on mulla puhverdusvõime. Reaktsiooni hapestumist pidurdavad neeldunud alused. Happe lisamisel mulda tõrjuvad vesinikioonid mulla neelavast kompleksist välja Ca2+, Mg2+ jt. ning vesinikioonid kaovad mullalahusest. Reaktsiooni leelistumist pidurdab aga neelavas kompleksis olev H ja Al. Kui mulda lisada leeliseid (näiteks lubiväetist), siis tõrjutakse mulla neelavast kompleksist välja H ja mullalahuse reaktsioon jääb stabiilseks, sest vesinikiooni ühinemisel OH- iooniga tekib vesi. Puhverdusvõime sõltub mulla neelamismahutavusest, küllastusastmest, huumusesisaldusest, lõimisest jt. mulla omadustest. Mulla puhverdusvõime ja ka neelamismahutavuse suurendamiseks kasutatakse orgaanilisi väetisi ja happeliste muldade lupjamist.
23 Mulla füüsikalised omadused
Tahke faasi tihedus on mulla tahke faasi 1 cm3 kaal grammides. Tähistus De. Sõltub mulla koostisest. Huumuseta või huumusvaeste horisontide De on peamiste mulla mineraalide tiheduse lähedane (2,65...2,7 g/cm3). Mulla huumushorisontide tahke faasi tihedus on madalam (2,4...2,6 g/cm3). De=2,67-0,03x, kus x on huumusesisaldus (%).
Mulla lasuvustihedus on 1 cm3 kuiva loodusliku ehitusega mulla kaal grammides. Tähistus Dm. Lasuvustihedus on tavaliselt väiksem ülemistes horisontides. Huumushorisondis tavaliselt 0,8...1,6 g/cm3. Väiksem lasuvustihedus on struktuursetes muldades. 1...1,3 g/cm3 ideaalselt hea põllumuld 3 1...1,9 g/cm tavaliselt mineraalmullas üle 1,9 g/cm3 sügavamates horisontides 0,2...0,4 g/cm3 turvasmuldadel Mulla paisumise tulemusena kevadel lasuvustihedus väheneb ja suvel mulla kuivades see suureneb. Tingitud mulla kolloididest ja ibeosakestest, mis seovad vett. Suurem on lasuvustiheduse muutumine savides ja tunduvalt väiksem kergema lõimisega muldades.
Mulla üldpoorsus (Pü) on mulla tahkete osakeste vahel olevate pooride summaarne maht protsentides rikkumata ehitusega mulla üldmahust. Arvutatakse mulla tahke faasi tiheduse ja lasuvustiheduse abil järgnevalt: De - Dm Pü (%)= × 100 De Mulla poorsus on üks tähtsamaid mulla omadusi, mis eristab teda massiivsest kivimist. Sellest oleneb mulla vee- ja õhusisaldus ning vahekord. Üldise poorsuse suurus sõltub huumushorisondis lõimisest, orgaanilise aine sisaldusest, kõlvikust, agrotehnikast. Sügavamates horisontides sõltub peamiselt lõimisest ja gleistumise esinemisest. Põllumuldade huumushorisondis on Pü tavaliselt 40...50%. Sügavamates horisontides võib see olla 27...35%. Liivade ja saviliivade Pü on suurem kui liivsavides. Mulla üldpoorsust saab arvutada piisavalt täpselt lasuvustiheduse alusel huumushorisondis: Pü=93,7-35,3Dm
Lisaks üldpoorsusele on vajalik teada, millise läbimõõduga on mulla tahkete osakeste vahelised ruumid ehk poorid . Sõltuvalt pooride läbimõõdust eristatakse: 1. kapillaarne poorsus ­ poorsuse see osa, mis esineb kapilaarsete õõntena. Need poorid täituvad mulla niiskumisel veega. See osa mullaveest vastab kapillaarsele veemahutavusele. 2. mittekapillaarne poorsus ­ on üldpoorsuse ülejäänud osa, mille moodustavad suuremad õõned mullas ja need poorid, mis on tavaliselt täidetud õhuga. Taoline jaotus (veega või õhuga täidetud poorid) on äärmiselt tinglik , sest see ei sõltu ainult pooride läbimõõdust vaid ka niiskumise iseloomust ja kõrgusest kapillaarvöötmes. Savides on peamiselt kapillaarne poorsus (90...97% Pü-st) ja liivades mittekapillaarne poorsus (ca 70% Pü-st).
24 Mullaharimise, väetamise (eriti org.väet.), lupjamise, liblikõieliste kultuuride kasvatamisega ja teiste võtetega, mis parandavad mulla struktuursust, on võimalik muuta kapillaarse ja mittekapillaarse poorsuse vahekorda mullas.
Mulla eripind on 1 grammi kuiva mulla tahkete osakeste summaarne välispind ruutmeetrites. S ­ m2/g Sõltub peamiselt mulla lõimisest, huumuse- ja kolloidide sisaldusest ning vähemal määral ka mulla keemilisest ja mineraloogilisest koostisest ning neeldunud katioonidest. Liivades alla 15...20 m2/g. Rasketes liivsavides kuni 80 m2/g. Savides kuni 200 m2/g.
Mulla füüsikalis-mehaanilised omadused
Omadused millest sõltuvad mullaharimistööd, harimisküpsus jne.
1. Plastilisus on mulla omadus väliste jõudude mõjul ilma purunemata muuta oma kuju (vormi) ning säilitada seda pärast välise jõu lakkamist. On omane vaid niiskele mullale. 2. Kleepuvus on mulla omadus niiskes olekus kleepuda mitmesugustele esemetele. Suureneb veesisalduse tõustes. Mõõdetakse koormusega grammides, mis on vajalik mulla eemaldamiseks 1 cm2 suuruselt pinnalt. Liivades 0,5...2 g/cm2, savides üle 10. 3. Sidusus on mulla omadus vastu panna välismõjudele, mis püüavad mullamassi osakesi üksteisest mehaaniliselt lahutada. Liivades alla 1 kg/cm2, liivsavides 3..12 kg/cm2, savides üle 30 kg/cm2. 4. Paisuvus on mulla omadus niiskumisel oma mahtu suurendada. On sõltuv kolloidide ja ibeosakeste pinnal soetud veest. Savi- ja turvasmuldade maht võib märgumisel suureneda kuni 40% võrra. Samuti vee jäätumisega seotud paisumine on ohtlik taliteraviljadele. 5. Vastupanu deformatsioonile on mulla omadus vastu panna mitmesuguste välisjõudude survele, mille tulemusena ta lõpuks deformeerub . Survet , mille puhul endine kuju ei taastu , nimetatakse elastsuse piiriks . Survet, mille puhul mulla kuju puruneb, nimetatakse kõvaduse piiriks. 6. Mulla küpsus on mulla seisund, mille korral ta sobiv harimiseks .
25 Mulla vesi ja veereziim Vesi võib olla mullas nii tahkes, vedelas, kui ka gaasilises olekus. Peamiseks mullavee allikaks on sademed. Vesi on mullas väga erineva liikuvusega, sest hoitakse kinni erinevate jõududega.
Eristatakse järgmisi mullavee liike.
I. Keemiliselt seotud vesi. Savimineraalide, huumuse, kristallide (näit. kipsi) koostises. Ei ole taimede poolt omastatav. II. Tahke vesi mullas esineva jääna. III. Veeaur mullas. Sisaldus mullas väike, ca 0,001%, kuid liikuvuse tõttu on tähtis (peamiselt lõunapoolsetel aladel, stepis ). Liikumine võib toimuda passiivselt ehk liikuva õhuvooluga või aktiivselt tänu rõhkude erinevusele. Veeaur liigub soojemast külmemasse ossa. IV. Füüsikaliselt tugevasti seotud vesi ehk hügroskoopsusvesi on mullaosakeste ümber olev veekiht , mis on absorbeerunud osakeste pinnale mullaõhus leiduvast veeaurust. Mulla omadust absorbeerida õhust veeauru nimetatakse mulla hügroskoopsuseks. Ei ole taimedele omastatav. V. Füüsikaliselt nõrgalt seotud vesi ehk kilevesi on samuti seotud mullaosakeste ümber molekulaarjõudude mõjul, kuid palju nõrgemini kui hügroskoopsusvesi. Ei allu maa külgetõmbejõule. Kileveest on vaid osa taimede poolt raskesti omastatav. VI. Vaba vesi. Vaba vee hulka kuulub kapillaarjõudude mõjul mullas liikuv kapillaarvesi ja raskustungile alluv gravitatsioonivesi. Kapillaarvee liikumine toimub mullakapillaarides, mis kujutab endast korrapäratut ebaühtlase läbimõõduga pooride süsteemi. Mida peenem on kapillaar, seda suurem on kapillaarvee tõus ja vastupidi. 1. Kapillaarvesi a) pendulaarne vesi on omane jämeda mehaanilise koostisega muldadele , kus ühtset kapillaarset süsteemi moodustavad poorid puuduvad. Väheliikuv ja taimedele raskesti omastatav. b) sorbtsiooniliselt suletud kapillaarvesi on omane raske lõimisega muldadele. Kapillaari mõned osad on nii peenikesed, et vesi ei suuda peenemaid osi läbida. Praktiliselt liikumatu kapillaarvesi ja taimedele raskesti omastatav. c) rippuv kapillaarvesi tekib pindmistes mullahorisontides pärast sademeid ja on taimede poolt keskmiselt omastatav. d) toetuv kapillaarvesi tõuseb kapillaarjõudude mõjul põhjaveest üles ja on taimede poolt kergesti omastatav. 2. Gravitatsioonivesi a) nõrguv gravitatsioonivesi ­ mittekapillaarsetesse pooridesse sattunud vett ei hoia kapillaarjõud kinni ja see liigub raskustungi jõul allapoole. b) toetuv gravitatsioonivesi. Kui nõrguv gravitatsioonivesi jõuab vett läbilaskmatu kihini, siis moodustub põhjavesi. Kaldus vettpidaval kihil tekkinud liikuv põhjavesi on seisva põhjaveega võrreldes mineraalaineterikkam. Kahekihilise lõimisega muldadel (näivleetunud mullad), kus ülemised horisondid on kergema lõimisega kui sisseuhtehorisont, võib tekkida nn. ülavesi. Erineb põhjaveest oma lühiajalise ja perioodilise esinemise poolest.
26 Toetuva kapillaarvee tõus ehk kapillaarvöötme tüsedus sõltub peamiselt mulla või pinnase lõimisest, mehaanilise koostise ühtlikkusest või kihilisusest. Kõige väiksem on kapillaarvöötme tüsedus liivmuldadel ning kõige tüsedam raskema lõimisega ühekihilistes struktuursetes muldades. Maksimaalne kapillaarvöötme tüsedus: liivades kuni 0,5 m saviliivades 1...1,5 m keskm. liivsavides 2,5...3 m rasketes liivsavides 3...3,5 m rasketes savides 4...6 m
Kapillaarvee liikumise kiirust ja kapillaarvöötme tüsedust tuleb arvestada: a) maaparandustöödel drenaazsüsteemide projekteerimisel ja b) agronoomidel taimede veega varustatuse ja üldise veebilansi arvutamisel. Mida kergem lõimis, seda kiiremini saavutatakse maksimaalne kap.vöötme tüsedus. Kergema lõimisega muldades struktuursus vähendab kapillaarvee tõusu ja rasketes muldades aga suurendab.
Mulla hüdroloogilised konstandid ja nende agronoomiline tähtsus.
Mulla võimet vett kinni pidada nimetatakse mulla veemahutavuseks. Lähtudes mulla poolt kinnipeetavatest vee liikidest eristatakse erinevaid veemahutavuse liike ehk hüdroloogilisi konstante. Need ei ole siiski konstantsed suurused, vaid muutuvad nii ajas kui ruumis. Kõiki neid veemahutavuse liike võib väljendada nii kaalu kui ka mahuprotsentides absoluutkuiva mulla kohta. Veemahutavuse liigid (hüdroloogilised konstandid) : 1. Maksimaalne adsorbtsiooniniiskus ­ Wma. Suurim veehulk, mida muld suudab veeaurust adsorbeerida alla 40% relatiivse õhuniiskuse juures. 2. Maksimaalne hügroskoopsus ­ Wmh. Suurim veehulk, mida muld suudab veeaurust siduda peaaegu täielikult küllastunud õhust (relat. niiskus 94%). 3. Närbumispunkti niiskus ­ Wnärb. On mulla niiskus, mille juures taimed närbuvad. Wnärb=1,3...1,5Wmh. Liivades 1...3%, savides 12...13%. 4. Kapillaarvee katkemise niiskus ­ Wkk. Esineb ainult liivsavides, savides langeb see kokku väliveemahutavusega, sest savides on mittekapillaarse poorsuse osatähtsus väike. Liivades aga ühtne kapillaarne poorsus puudub. 5. Väliveemahutavus ­ Wv. Suurim seotud ja rippuva kapillaarvee hulk, mida muld suudab kinni pidada. Liivades alla 12%, savides üle 23%. 6. Kapillaarne veemahutavus ­ Wk. Kapillaarvöötmes olev toetuva kapillaarvee hulk. 7. Täielik ehk maksimaalne veemahutavus ­ Wmaks. Suurim vee hulk, mis mullas võib leiduda, kõik poorid on veega küllastunud. Wmaks=(Pü:Dm)+0,44Wmh
Taimede poolt kergesti omastatav vesi moodustab selle osa mulla veest, mis ületab väliveemahutavuse (Wmaks­Wv). Kuna see vesi allub automorfsetes muldades gravitatsioonile, siis on see vesi mullas väga liikuv ja vähepüsiv. Tavaliselt on põuakartlikes ja parasniisketes muldades see osa mulla pooridest täidetud õhuga. Kõrge põhjaveeseisuga liigniisketes muldades tuleb aga taimede veega varustamisel arvestada ka kergesti liikuva veega ehk nn. toetuva kapillaarveega (Wk­Wv). Et taimed oleksid optimaalselt vee ja õhuga
27 varustatud, peab mulla veesisaldus olema väliveemahutavuse ja kapillaarvee katkemise niiskuse piires (Wv­Wkk). Taimede veega varustatuse seisukohast on oluline teada, milline on konkreetse mulla aktiivveemahutavus ehk omastatava vee diapasoon (OVD). See näitaja kajastab taimede poolt omastatava vee hulka, mida muld suudab varakevadel pärast lume sulamist või rohkeid sademeid kinni hoida. Parasniisketes ja põuakartlikes muldades on see väliveemahutavuse ja närbumispunkti vahe (Wv-Wnärb), liigniisketes muldades aga kapillaarveemahutavuse ja närbumispunkti vahe (Wk-Wnärb). Meetrise mullaprofiili OVD moodustab põuakartlikes muldades 120-160 mm, parasniisketes muldades 190-230 mm ja liigniisketes muldades võib see olenevalt kuivendusseisundist ületada 280-300 mm.
Muldade veereziim Mulla veereziimi all mõistetakse kõiki nähtusi, mis on seotud vee tungimisega mulda, vee liikumise, kinnipidamisega ja lahkumisega mullast. Mulla veereziimiga me hindame vett kvantitatiivsest aspektist st. koostame mullavee bilansi: Juurdetulek: 1. sademed 2. veeauru kondensatsioon 3. tuulega juurdekantud lumi 4. pinnavete juurdevool 5. mullavete juurdevool 6. põhjavete juurdevool Vee äraandmine: 1. taimkattele jäänud sademed 2. vee aurumine mullast 3. transpiratsioon 4. tuulega ärakantud lumi 5. pinnavete äravool 6. mullavete äravool 7. põhjavete äravool
Veereziimi tüübid:
I. Läbiuhtumise tüüpi veereziim. Iseloomulik iga-aastane muldade läbiuhtumine kuni põhjaveeni. Aastane sademete hulk ületab aurumise . On iseloomulik Eesti tingimustele. II. Mitteläbiuhtumise tüüpi veereziim. Muldade läbiuhtumine puudub. Sademete veed immutavad läbi ainult mulla ja lähtekivimi ülemise osa. Mullaveel puudub ühendus põhjaveega. Vahel on nn. surnud horisont. Iseloomulik stepiala muldadele. III. Aurumise tüüpi veereziim. Aurumine ületab sademete hulga. Põhjaveed pärit kaugemalt , põhjavee piir mullapinna lähedal. Kapillaarvööde ulatub mulla pinnani. Iseloomulikud soolakumullad.
28 Mulla niiskusreziim iseloomustab mingil konkreetsel ajahetkel mulla veega varustatust kvalitatiivsest aspektist lähtudes, sõltuvalt vee liikuvusest ja omastatavusest. Praktikas kasutatakse mulla niiskusreziimi iseloomustamisel järgemist jaotust: 1. põuakartlikud 2. parasniisked 3. nõrgalt liigniisked (ajutiselt) ­ gleistunud mullad 4. tugevasti liigniisked (alaliselt) ­ gleimullad. 5. ebastabiilne ­ kahekihilise lõimisega muldadel põhjustatud nn. ülaveest. LP mullad.
Automorfsed mullad: põukartlikud, parasniisked ja gleistumistunnustega mullad. Poolhüdromorfsed mullad: gleistunud ja gleimullad. Hüdromorfsed mullad: turvastunud ja turvasmullad.
Mulla õhk ja õhureziim Mullaõhu moodustavad: 1. atmosfäärist mulda tunginud gaasid 2. biokeemiliste protsesside mõjul mullas tekkinud gaasid (ammoniaak, süsihappegaas jt).
Mulla õhustatus ehk aeratsioon sõltub mulla poorsusest ja niiskusest, mis omakorda sõltub mulla tüübist, struktuursusest jms. Mullaõhu koostis erineb atmosfäärse õhu koostisest, sisaldades rohkem süsihappegaasi. Mulla õhul on tihe seos mulla tahke ja vedela faasiga. Mulla õhureziimi all mõistetakse mulla õhuläbilaskvuse, õhumahutavuse ja õhuvahetusega seotud nähtusi. Mulla õhumahutavuse all mõistetakse õhuga täidetud pooride mahtu. Arvutatakse %-des mulla üldpoorsusest mulla väliveemahutavusele vastava niiskuse juures. Paer= Pü-Pvesi. Mulla õhuläbilaskvus on mulla omadus lasta endast õhku läbi. Sõltub peamiselt mittekapillaarsest poorsusest. Õhuvahetus atmosfääri ja mullaõhu vahel on tähtis, kuna sellega saavad taimejuured ja aeroobsed mikroorganismid vajalikku hapnikku ja taime maapealsed osad süsihappegaasi. Õhuvahetus peab toimuma keskmiselt iga tunni aja tagant. Sõltub: · mulla omadustest (õhumahutavus, läbilaskvus) · välistest teguritest (temperatuur, sademed, õhurõhk, tuul jt).
Kui mullaõhu hapnikusisaldus langeb alla 10..15%, siis taimede juurestik ei arene normaalselt. Atmosfääri õhk: 21% O2, 0,03 % CO2, ~79 % N2 Mullaõhk: 20,6 % O2, 0,3 % CO2, ~79 % N2
Õhureziimi reguleerimise võtted: · agrotehnilised (mullakooriku purustamine, orgaanilise aine lisamine, künnikihi aluste horisontide sügavkobestamine) · hüdromelioratiivsed (kuivendamine, niisutamine).
29 Hapendus -taandusreziim mullas
Selle all mõistetakse mulla õhu-, vee- ja soojusreziimi koosmõjust tulenevaid hapendus- ja taandusreaktsioone mullas. Mullas esineb mitmeid erinevaid hapendus-taandussüsteeme, kuid tähtsaim neist on hapniku hapendus-taandussüsteem. Hapniku taandus- ja hapendusreaktsioonide vahekord mullas sõltub eelkõige mulla õhusisaldusest, koostisest ja mullalahuse hapnikusisaldusest. Hapendumisprotsessid võivad olla pöördumatud või pöörduvad (Fe ja Mn). Õhurikkas ja soojemas keskkonnas on ülekaalus hapendusprotsessid ning jahedates ja liigniisketes tingimustes taandusprotsessid.
Hapendumine FeO Fe2O3 (toimub hapniku liitmine ja elektroni loovutamine ) Taandumine Fe2O3 FeO (toimub hapniku loovutamine ja elektroni liitmine)
Fe2O3 ei lahustu mullavees (va tugevalt happelises keskkonnas) ja sadestub seetõttu mullaprofiilis, tekivad roostelaigud ja punakaspruuni tooniga horisondid. FeO lahustub vees ja tõusva kapillaarveega kantakse ülespoole, alumistes horisontides toimub värvuse muutus. Savimineraalid põhjustavad sinakashalli (roheka) värvuse, tekivad gleilaigud või alumistes horisontides sinakashall gleihorisont.
Hapendus-taanduspotentsiaal (Eh) ­ iseloomustab hapendus-taandusreziimi vahekorda mullas. Mõõdetakse millivoltides. Kui Eh on alla 200, siis ülekaalus on taandumisprotsessid. Enamasti on taandunud ühendid taimedele toksilised. Kui Eh on üle 400, siis on mullas ülekaalus hapendustingimused. Taimede kasvuks optimaalne Eh on 400...600 mV. Eh üle 700 mV juures on muld ülimalt õhurikas ja läbikuivanud. Selliselt tugevalt taandunud keskkonnas on raskendatud taimede poolt raua omastamine, kuna raud omab suurt tähtsust fotosünteesi toimumisel, siis on orgaanilise aine süntees häiritud.
Hapendustaandusindeks rH=Eh/29+2pH. Kui rH