GROND: DIE PRODUSENT SE BELANGRIKSTE BATE
    Deel 15: Grondorganiese materiaal (ii)

    11

    Grond is die mees fundamentele hulpbron vir die produsent, waarsonder voedsel en natuurlike vesel nie geproduseer kan word nie. Hierdie artikel vorm deel van ‘n reeks om hierdie hulpbron toe te lig.

    Die hoeveelheid en tipe grondorganismes speel ‘n belangrike rol in die afbreek of behoud van grondorganiese materiaal. Hierdie faktore kan egter ook drasties en vinnig deur bestuurspraktyke verander word. Dit is belangrik om die grondorganismes en die impak daarvan op die humusinhoud van grond te verstaan, omdat organiese materiaal so ‘n groot impak op die gesteldheid van grond het.

    Grondorganismes
    Organismes in die grond kan in drie breë groepe ingedeel word: Die makro-, meso- en mikrofauna.

    Makrofauna is die groter vertebrate soos molle, muise en hase. Die mesofauna is kleiner invertebrate soos erdwurms, nematode (aalwurms) en slakke. Terwyl die mikrofauna en -flora, wat ook as mikroorganismes bekend staan, in bakterie, fungi, actinomycete, alge en protosoa onderverdeel kan word. Die meso- en makrofauna kan maklik van die grond geskei word, terwyl die mikro-organismes ‘n integrale deel van die grond uitmaak.

    Mikro-organismes
    ‘n Groot verskeidenheid bakterieë kom in die grond voor. Hierdie bakterieë word op grond van energiebron en suurstofbehoefte geklassifiseer. Op grond van energiebron word bakterieë geklassifiseer as:

    • Heterotrofe, wat energie uit die oksidasie van organiese materiaal verkry – hierdie is ook die dominante groep bakterieë;
    • Autotrofe produseer hul eie energie; en
    • Chemo-autotrofe verkry energie uit die oksidasie van anorganiese molekule.

    Op grond van suurstofbehoefte word bakterieë verdeel in:

    • Aërobe-organismes, wat suurstof benodig vir respirasie;
    • Fakultatief-anaërobe-organismes, wat suurstof en ander molekule tydens respirasie kan gebruik; en
    • Obligaat-anaërobe-organismes, wat net in die afwesigheid van suurstof kan oorleef.

    Uit bogenoemde kan afgelei word dat die beskikbare energiebron en suurstofinhoud van die grond, die dominante mikro-organisme-spesies in ‘n spesifieke grond, op ‘n gegewe tyd sal bepaal. Die bakteriebevolking van grond kan tussen 10 en 40 miljoen per gram grond wees.

    Fungi
    Die fungi-bevolking in grond is tussen 100 000 tot 400 000 per gram grond. Fungi kan in grondbewoners en -indringers verdeel word.

    Grondbewoners is altyd in grond teenwoordig. Die belangrikste genera is die Basidiomycetes, Penicillium en Aspergillus wat vir die degradasie van hout en blaarafval verantwoordelik is. Die spore van grondindringers is altyd in grond teenwoordig, maar dié begin eers groei indien die regte gasheerplant en grondklimaat teenwoordig is.

    Actinomycete
    Die meeste actinomycete is eensellige mikro-organismes wat dun, vertakte miselia vorm en deur die segmentasie daarvan voortplant. Die actinomycete kan komplekse organiese molekules beter as fungi of bakterieë afbreek. Die bevolking van actinomycete is ongeveer dieselfde as dié van fungi.

    Alge
    Die belangrikste algspesie is die blou-groen Nostoc algspesie. Dit kan fotosinteer en kom dus op die oppervlak van die grond voor. Nostoc bind atmosferiese N wat deur mineralisasie aan die grond vrygestel kan word. Die bevolking daarvan wissel tussen 100 000 tot 1 miljoen per gram grond.

    Protozoa
    Protozoa is klein invertebrate diere wat op bakterieë en alge teer.

    Mesofauna
    Die belangrikste mesofauna-spesies is die arthropoda en erdwurms. Arthropoda bestaan uit inseklarwes, myte, besies, miere, termiete en duisendpote. Hierdie insekte is hoofsaaklik vir die vermenging van grond verantwoordelik.

    Erdwurms bestaan uit verskeie spesies. Sommige leef slegs in die organiese materiaal bo-op die grond, ander leef in die grond, terwyl ander bo en onder die grond kan lewe. Erdwurms is grootliks vir die degradasie en vermenging van organiese materiaal verantwoordelik en hulle getalle word dus deur die beskikbaarheid van organiese materiaal bepaal. Onder gunstige toestande kan daar ongeveer twaalf volwasse erdwurms per vierkante meter voorkom, wat tussen 25 ton en 30 ton organiese materiaal per jaar verwerk.

    Degradasie en omsetting
    Sodra organiese materiaal in die grond beland, begin degradasie wanneer dit deur ‘n verskeidenheid mikro-organismes as voedingsbron gebruik word. Die organiese materiaal verander deur mineralisasie en immobilisasie, maar ook deur die vorming van nuwe amorfe-verbindings wat meer weerstandbiedend teen degradasie is. Dit is hierdie verbindings wat as humus bekend staan.

    Die tempo waarteen organiese materiaal degradeer, neem toe met ‘n toename in die proteïen- en koolhidraatinhoud daarvan. In die begin word die organiese materiaal deur mikrobiologiese prosesse in ‘n verskeidenheid aromatiese verbindings afgebreek.

    Hierdie eenvoudige verbindings word dan weer verder deur katalitiese ensieme vanaf die mikro-organismes afgebreek om komplekse humiese polimere te vorm. Hierdie polimere bestaan uit 2% tot 5% N en hoë-digtheid karboniel (-C=O), karboksiel (-COOH) en fenoliese groepe. Dit is hierdie aktiewe groepe wat reageer om ‘n verskeidenheid organiese polimeermolekules te vorm.

    Humuskolloïde het ‘n netto negatiewe lading, wat deur die dissosiasie van die hidroksielgroepe veroorsaak word (-OH -O- + H+). As gevolg hiervan het humus ‘n katioonuitruilkapasiteit van tussen 50 cmolc/kg en 300 cmolc/kg droëmateriaal. Hierbenewens het humus ook ‘n groot impak op die fisiese gesteldheid van grond, deur as bindingsagent op te tree en ook die watervashouvermoë te verbeter.

    Die degradasietempo van organiese materiaal word bepaal deur:

    • Omsetting of die balans tussen toevoeging en verliese deur mineralisasie. Daar is normaalweg ‘n ekwilibrium tussen die toevoeging en mineralisasie onder ‘n gegewe stel grondvormingsfaktore. In koeler klimate is omsetting stadig en word humus stadiger afgebreek, met die gevolg dat die ekwilibrium op ‘n hoër vlak vorm. Periodieke benatting en uitdroging sal die tempo van omsetting verhoog.
    • Aanhitsing vind plaas wanneer die ekwilibrium deur ‘n eenmalige toediening van ‘n groot hoeveelheid organiese materiaal versteur word. Die mikro-organisme-populasie neem snel toe en mineraliseer die vars organiese materiaal en ook die humus in die grond. Nadat die beskikbare organiese materiaal gemineraliseer is, begin die organismes vrek en word self weer organiese materiaal. Die netto effek is dus ‘n verhoging in die humusinhoud van die grond.
    • Klei-inhoud beïnvloed die humusinhoud omdat die humus aan die kleideeltjies bind en dus die humus teen mikrobiese degradasie beskerm. Omsetting en degradasie neem dus langer in klei as in sandgrond en daarom is die ekwilibrium koolstofinhoud baie hoër in kleigrond as in sandgrond.
    • Die hoeveelheid en aktiwiteit van organismes is dinamies en varieer volgens die omgewings- en grondtoestande. Die hoeveelheid en aktiwiteit van die mikro-organismes kan drasties binne enkele dae of selfs ure vermeerder indien daar genoeg water, suurstof en hitte beskikbaar is. Die teenoorgestelde is egter ook waar.

    Opsomming
    Grond dien as ‘n massiewe stoor van organiese materiaal wat CO2 aan die atmosfeer vrystel. Hierdie CO2 word dan opnuut deur fotosintese in plante gebind en kan as energiebron deur mens en dier gebruik word.

    Die dooie plante en diere eindig op hul beurt weer in die grond waar dit deur mikro-organismes as energiebron gebruik word en dan weer CO2 aan die atmosfeer vrystel. Indien hierdie siklus nie plaasgevind het nie, sou die CO2-konsentrasie in die atmosfeer geleidelik daal en uiteindelik tot die vernietiging van lewe op aarde lei.

    Tans word wêreldwyd na grond gekyk om die koolstofinhoud van die grond te verhoog en sodoende die CO2 van die atmosfeer te verlaag en dus aardverwarming teen te werk.

    Die voorkoms van humus in die grond wat stadig degradeer, is voordelig omdat dit lewe aan mikro-organismes gee, die chemiese eienskappe, struktuurstabiliteit, waterinfiltrasie en watervashouvermoë van grond verbeter.

    Vir verdere besonderhede of navrae kontak Martiens du Plessis by martiens@nwk.co.za of prof Cornie van Huyssteen by vanhuyssteencw@ufs.ac.za.

    Bronnelys
    Bennie, A.T.P. 1981. Grondkunde 354. Grond- en Waterbestuur. Ongepubliseerde klasnotas vir
    GKD354. Universiteit van die Vrystaat, Bloemfontein.