Mulla orgaaniline aine

Mulla orgaaniline aine on materjal mullas, mis koosneb peamiselt orgaanilistest ühenditest. Orgaaniline aine satub mulda bioloogilise aineringe käigus ning käivitab mullas toimuvad protsessid. Kuigi orgaaniline aine moodustab mullas nii massilt kui ka mahult väga väikese osa, on mullas olev orgaaniline aine asendamatu.

Mullas on olemas aine kolm faasi: tahke, vedel ja gaasiline. Mulla orgaaniline aine kuulub mulla tahkesse faasi. Üldiselt moodustab mulla ruumalast 45% mineraalaine, 5% orgaaniline aine, 25% vesi ja 25% õhk. Soode turbamullad sisaldavad orgaanilist ainet kuni 95% ja leidub ka muldi, milles orgaanilise aine sisaldus on väiksem kui 1%.

Koostis

Mullas olev orgaaniline aine koosneb varisest, mis on taimede ning loomade lagunemata ja poollagunenud jäänused, ja huumusest, mis omakorda koosneb eelhuumusest ning huumusainetest. Varis on enamasti taimset päritolu ning seda leidub rohkesti liigniiskes turba- ja toorhuumuslikus horisondis  ning parasniiskete mineraalmuldade pinnal asuvas metsa- ja rohumaakõdu horisondis. Kui varis laguneb ja muundub, siis tekivad vahesaadused. Vahesaadusteks on detriit, mis on tugevasti peenestunud varis, ja produktid, mis tekivad biokeemiliselmuundumisel. Kui mullastik sisaldab detriiti suuremas hulgas, siis see viitab mulla väikesele mikrobioloogilisele aktiivsusele ja tagasihoidlikule humifikatsioonile.

Mulla orgaanilise aine üldsisaldus ning koostis varieeruvad erinevates piirkondades ja erinevates mulla sügavustes. Peamiselt moodustavad orgaanilise aine keemilise koostise kolm elementi: süsinik, vesinik ja hapnik. 
Lämmastiku ja mineraalainete sisaldus sõltub taimeliigist, mulla keemilisest koostises ja liikuvate toiteelementide sisaldusest, taime east ja taimeosast ning aastaajast. Näiteks on lehtpuuvaris toiteelementide poolest rikkam kui okaspuuvaris. Lehtpuudest on kõige lämmastikurikkam lepavaris. Okaspuude seisukohalt on mänd toiteelementidevaesem kui kuusk. Maa-alustes osades leidub rohkem alumiiniumi ja rauda. Puurinde varise mineraalainete, lämmastiku- ja fosforisisaldus väheneb järjekorras:
lehed;
okkad;
esimese aasta võrsed; 
koor;
peened juured;
jämedad juured; 
jämedad oksad;
käbid;
kuivanud oksad; 
kännud;
tüvepuit.

Varise biokeemilises koostises leidub orgaanilistest ühenditest süsivesikuid, ligniini, lämmastikuühendeid, rasvu, vahasid, vaike ja parkaineid. Süsivesikutest leidub varises suhkruid, tärklist, tselluloosi, hemitselluloosi ja kitiini. Suhkrud kasutatakse muundumisprotsessides kiiresti ära. Tärklist leidub kõige rohkem seemnetes, juurtes ning mugulates. Okas- ja lehtpuude puit sisaldab tselluloosi 50–60%, lehtedes, okastes ning rohttaimede jäänustes 20–40% ja sammaldes 10–15%. Hemitselluloosi, mis on suurema süsinikusisaldusega kui tselluloos, leidub taimevarises umbes 15–30%. Kitiini leidub rohkesti seente, lestade ja putukate kattekudedes.

Valgud on lämmastikühenditest kõige tähtsamad. Bakterite, seente ja vetikate kuivaines on suur valgusisaldus, kuid puidus, okastes, lehtedes ning sammaldes leidub valke vähe.

Rasvad on glütseriini ja rasvhapete estrid. Vahad on ka rasvasarnased ühendid. Taimevaris sisaldab vähe rasvu ja need esinevad enamasti seemnetes varuainena. Kuid vetikad, seened ja bakterid võivad sisaldada rasvu 20–30%.

Parkained on fenoolide derivaadid, mis lahustuvad vees hästi, oksüdeeruvad kergesti ning moodustavad valkudega püsivaid lahustumatuid ühendeid. Parkaineid leidub palju puidus ja koores. Okaspuude okastes võib olla vaiku kuni 20%. Lagunemisele on väga vastupidavad kattekudede (koor, spooride kate, õietolm) koostisesse kuuluvad ained.

Jagunemine

Mulla orgaaniline aine jaguneb aktiivseks ja passiivseks. Aktiivse mulla orgaanilise aine alla kuuluvad kiiresti mineraliseeruvad ehk vähepüsivad orgaanilised ained. Aktiivne mulla orgaaniline aine on  mullas olevale elustikule peamiseks energia- ja toiduallikaks, sest kiiresti vabanevad   toiteelemendid on aluseks bioloogilisele aineringele ning taimede kasvule.
Passiivne mulla orgaaniline aine laguneb halvasti või ei lagune üldse ning akumuleerub mulla orgaanilise aine koostises. Passiivne osa aitab kujuneda mulla füüsikalistel omadustel, nagu struktuursus, lasuvustihedus ja poorsus.

Paiknemine

Metsades ja looduslikel rohumaadel paikneb osa orgaanilisest ainest maapinnale ladestunud kõduhorisondis. Kõduhorisont on selgelt kihistunud happelistes ja bioloogiliselt väheaktiivsetes tingimustes, kus peal on värske ning lagunemata maapealne taimevaris, keskosas poollagunenud materjal ja mineraalse mulla pinnal asub hästi lagunenud varis ehk detriit.
Rohurindega looduslikus mineraal- ja kultuuristatud mullas esineb põhiline osa mulla orgaanilisest ainest huumusainetena. See orgaaniline aine on hästi humifitseerunud ning moodustab huumushorisondi. 
Liigniisketes tingimustes ladestub orgaaniline aine turbana, mille lagunemisaste sõltub mulda toitva vee ja  ladestunud ainese mineraalainerikkusest. Turbasambla turvas ladestub peaaegu lagunemata kujul tugevasti happelistes tingimustes ehk rabades. Toitaineterikastes madalsoodes ladestub turvas hästi või keskmiselt lagunenud kujul. Orgaaniline aine esineb liigniiskes mineraalmullas toorhuumusliku horisondina, kus pooleldi või hästi lagunenud orgaaniline aine paikneb kogumikena mineraalosiste vahel pindmises mullakihis. Mulla orgaaniline aine paikneb veel leetunud muldade sisseuhtehorisondis, kuhu on leetumise käigus akumuleerunud huumusained.

Fraktsioonid

Varis, detriit ja huumus moodustavad erineva peenestusastmega mulla orgaanilise aine kogumeid. Erinevate aineosakeste läbimõõdu järgi jagatakse orgaaniline aine kolme fraktsiooni: kerge, keskmine ja raske.

Mulla orgaanilise aine kerge fraktsioon koosneb lagunemata taimevarisest. Osakese läbimõõt on võrdne liivaosakeste läbimõõduga (0,063–2 mm). Mulla orgaanilise aine kerge fraktsioon allub tavaliselt kiirele mineraliseerumisele.

Mulla orgaanilise aine osad, mis vastavad saviosakeste läbimõõdule (< 0,002 mm), on hästi humifitseerunud ja tugevasti liitunud mineraalse osaga. Mulla orgaanilise aine raske fraktsioon on suure tihedusega.

Mulla orgaanilise aine raske ja kerge fraktsiooni vahele jääb tolmufraktsiooni osakeste läbimõõdule vastav orgaaniline aine ehk keskmine fraktsioon, mis on osaliselt humifitseerunud ning nõrgalt seotud mineraalsete mullaosakestega.

Huumusainete teke ja koostis
Humifikatsiooniks nimetatakse huumuse moodustamise protsessi, mis põhineb varise lagunemisel ja mikroobse sünteesi produktide biokeemilises ja mikrobioloogilises muundumises. Humifikatsioon algab huumushapete moodustumisega ja jätkub nende oksüdeerumise, liitumise ning tihkestumisega.

Huumus

Huumus moodustub varise ja kogu mulla orgaanilise aine lagunemise ja muundumise tulemusena. Huumus on tumedat värvi ehk pruuni või musta värvi, hästi peenestunud, amorfne ja keerulise keemilise koostisega. Kuna huumusel on suur eripind ja katioonide neelamismahutavus, siis on huumus tähtis taimetoiteelementide, mikroelementide, raskmetallide ning orgaanilist päritolu pestitsiidide akumuleerija. Huumuse koosseisu kuuluvat detriiti leidub suuremas koguses liigniiskes mullas. Huumuse tekke algmaterjaliks on ligniini lagunemisel tekkinud fenoolsed ühendid, tselluloosi, heitselluloosi ning tärklise lagunemisel tekkinud polüsahhariidid, pikad biopolümeeridest moodustunud alifaatsed ahelad, lämmastikku ja väävlit sisaldavad ained ning mitmesugused varise lagunemissaadused.

Huumusained

Huumusained on happelised ja tsüklilise ehitusega kõrgmolekulaarsed ühendid, mis sisaldavad lämmastikku. Nad on aromaatsete fenoolide derivaadid. Koos teiste orgaaniliste ainetega moodustavad väga erineva koostise ja stabiilsusega ühendeid. 
Huumusaineteks muundub umbes 10–33% parasniiskesse mulda sattunud orgaanilisest ainest. Kuna nad on püsivamad kui teised huumuse koosseisu kuuluvad ained, siis seetõttu moodustab mulda akumuleerudes huumuse põhimassi.

Humiinained

Humiinained on tugevasti seotud mulla mineraalosaga ning nad on vees, leelistes, mineraalhapetes ja orgaanilistes lahustites lahustumatud. Humiinained sisaldavad süsinikku umbes 54–59%, hapnikku 31–38%, vesinikku 4–6% ja lämmastikku 2–5%. Humiinained on huumusainete inertne osa.

Humiinhapped

Humiinhapped on huumushapped, mis lahustuvad leelistes, kuid ei lahustu mineraalhapetes ja vees. Reageerides metallidega moodustuvad humiinhappe soolad ehk humaadid. Humiinhapete koostises on süsinikku 54–59%, hapnikku 33–38%, vesinikku 3–6%, lämmastikku 1–4% ja väävlit 0,1–1,5%. Dehüdreeritud  ehk kuivatatud humiinhape on must amorfne polüdispersne heterogeenne pulber.

Fulvohapped

Fulvohapped on huumushapped, mis lahustuvad leelistes ja nõrkades mineraalhapetes. Enamasti esinevad geelina. Fulvohapete koostises on süsinikku ligikaudu 41–51%, hapnikku 40–50%, vesinikku 4–7%, lämmastikku 1–3% ja väävlit 0,1–3,6%.

Viited

Mullateadus