Mineralisaatio (maaperätiede)

a conceptual view of C cycling and N cycling during organic material decomposition. Maaperän mikrobikanta vapauttaa eksoentsyymejä (1), jotka depolymerisoivat kuollutta orgaanista ainesta (2). Mikrobien hajottajat assimiloivat monomeerit (3) ja joko mineralisoivat ne epäorgaanisiksi yhdisteiksi kuten hiilidioksidiksi tai ammoniumiksi (4) tai käyttävät monomeerit biosynteettisiin tarpeisiinsa. N mineralisaatio johtaa ammoniumin häviämiseen ympäristölle (5), mutta tämä prosessi on merkityksellinen vain, jos orgaanisen aineen C:N-suhde. Ympäristöstä peräisin oleva Ammonium voidaan immobilisoida, jos kuolleella orgaanisella aineella on korkea C:N suhde ja siten riittämätön N (6). Mikrobien suuri tarve johtaa typen säilymiseen orgaanisessa aineessa ja siten C:n suhteen pienenemiseen hajoamisen aikana.

se, mineralisoituuko typpi vai immobilisoituuko se, riippuu hajoavan orgaanisen aineen hiili-typpisuhteesta (C: N-suhde). Yleisesti ottaen maaperään joutuvassa orgaanisessa aineksessa on liian vähän typpeä, jotta maatuvan maaperän mikrobikannan biosynteettiset tarpeet voitaisiin tyydyttää. Jos hajoavan orgaanisen aineksen C: N suhde on yli n. 30: 1, hajoavat mikrobit voivat absorboida typpeä mineraaleina, esim. ammoniumina tai nitraatteina. Tämän mineraalitypen sanotaan olevan liikkumatonta. Tämä saattaa vähentää epäorgaanisen typen pitoisuutta maaperässä, jolloin typpi ei ole kasvien käytettävissä.

koska hajoamisprosessissa, jota kutsutaan ”kataboliaksi”, vapautuu hiilidioksidia energiantuotannon aikana, orgaanisen aineen C:n suhde pienenee. Kun C: N suhde on pienempi kuin noin 25:1, edelleen hajoaminen aiheuttaa mineralisaatiota, kun epäorgaaninen typpi vapautuu samanaikaisesti ammoniumina. Kun orgaanisen aineksen hajoaminen on täydellistä, siitä peräisin oleva mineralisoitunut typpi lisää maaperässä jo olevaa typpeä ja siten lisää maaperän mineraalitypen kokonaismäärää.