Minéralisation
Définition
La minéralisation présente le processus de décomposition de substances complexes de grande taille d'origine organique ou minérale. Ces substances sont découpées en composés plus petits et de forme plus simple, en général par une action microbienne. C'est un processus très important dans les sols pour la libération des éléments nutritifs de la forme organique vers une forme minérale assimilable par les racines.
Par exemple, la minéralisation de la matière organique du sol pour apporter de l'ammonium (suivi par le nitrate), du sulfate (sol acide, sol sulfaté acide) et d'autres éléments nutritifs sous une forme minérale.
Schéma du processus de minéralisation :
La minéralisation est la transformation d'un composé organique en ses constituants inorganiques.
Explications
La minéralisation est le processus par lequel les produits chimiques présents dans la matière organique sont décomposés ou oxydés en des formes facilement accessibles aux plantes. La transformation des molécules organiques dans le sol est principalement due à son microbiote tel que les champignons et les bactéries ainsi que les vers de terre.
La minéralisation signifie également le processus d'augmentation de la teneur en minéraux, et le processus opposé s'appelle la déminéralisation, la solubilisation ou l'immobilisation. Lorsque le processus se répète, il y a reminéralisation. Pour le phosphore, voir la minéralisation du phosphore.
La minéralisation est synonyme de biodégradation ultime ou de biodégradation complète. Elle décrit la dégradation d'un composé en ses composants minéraux, c'est-à-dire le dioxyde de carbone et l'eau. Selon la composition du composé, d'autres minéraux peuvent être libérés. Ceux-ci peuvent inclure le sulfure, le sulfate ou le sulfite; ammoniac, nitrite ou nitrate; phosphate ou phosphite; chlorure; fluorure etc. Si la minéralisation est anaérobie, le méthane peut être un produit. En plus du dioxyde de carbone, etc. libéré, une partie de la masse du produit chimique peut être convertie en biomasse (composants cellulaires). En fait, c'est généralement, mais pas toujours, le cas. Ainsi, la destruction complète d'un produit chimique peut entraîner la conversion de seulement 50 à 80 % du carbone en CO2.
La minéralisation peut ainsi faire référence à:
- Minéralisation (biologie), quand une substance inorganique précipite dans une matrice organique.
- Minéralisation (géologie), dépôt hydrothermal de métaux économiquement importants lors de la formation de corps minéralisés ou de filons.
- Minéralisation (science du sol), la libération de composés disponibles pour les plantes tels que l'ammonium lors de la décomposition.
- Minéralisation (physiologie) de l'os et des dents.
- tissus minéralisés (médecine).
La minéralisation permet la libération des nutriments contenus dans la matière organique morte sous des formes inorganiques et est importante dans leur absorption par les organismes en croissance, en particulier les plantes.
Alternative
La minéralisation est définie comme la conversion de la biomasse sous forme gazeuse, eau, sels et minéraux, et biomasse résiduelle. La minéralisation est complète lorsque tout le carbone solide est converti en dioxyde de carbone et en eau, et en méthane résultant du processus de dégradation aérobie ou anaérobie, respectivement. Le carbone microbien et le cycle énergétique proviennent uniquement du substrat assimilé à la biomasse pour la croissance et la respiration alors que le carbone est libéré dans l'atmosphère sous forme de dioxyde de carbone et d'eau.
Comment fonctionne la minéralisation ?
Le taux de minéralisation et la teneur en éléments nutritifs de la matière organique dépendent de la composition, de l'âge et du rapport C/N (C :N) de la matière. Le rapport carbone :azote (C :N) est la masse de C par rapport à la masse de N dans une substance.
Les microorganismes du sol, responsables de la minéralisation, prospèrent sur des matériaux avec un rapport C :N proche de 20 :1. Généralement, si de la matière organique avec un rapport C :N de 20 :1, comme du fumier pourri, est ajoutée au sol, les microbes le consommeront rapidement, incorporant le C et le N dans leur biomasse. Si de la matière organique avec un rapport C :N plus élevé, comme la paille de blé, est ajoutée au sol, les microbes auront besoin de N supplémentaire pour équilibrer l'excès de carbone dans la paille. Le N supplémentaire consommé par les microbes est retiré du pool de N disponible pour les plantes et provoque des carences en N du sol. Inversement, lorsqu'une matière organique avec un rapport C :N plus faible est incorporée dans le sol, comme des résidus de brocoli, les microbes consomment la matière et libèrent du NH4+ dans le sol. Ce N minéral est disponible pour l'absorption par les plantes.
En résumé, les matériaux ajoutés au sol avec un rapport C :N supérieur à 20 :1 peuvent entraîner un déficit temporaire en N (immobilisation) et les matériaux ajoutés avec un C :N inférieur à 20 :1 peuvent entraîner un surplus temporaire en N (minéralisation).
Quels facteurs affectent la minéralisation ?
Le taux de minéralisation dépend également de facteurs environnementaux, notamment la température, l'humidité du sol, la texture du sol et les pratiques de travail du sol. En général, à mesure que la température du sol augmente, la minéralisation augmente. La même chose est vraie avec l'humidité du sol jusqu'à ce que la saturation soit atteinte, ce qui peut conduire à des conditions anoxiques (sans oxygène), qui à leur tour auront un impact sur la communauté microbienne.
Impacts potentiels de la minéralisation pour les producteurs
Les amendements organiques ont tendance à varier considérablement dans la composition en éléments nutritifs. Et avec la variabilité supplémentaire des facteurs environnementaux, les taux de minéralisation peuvent être difficiles à prévoir et rendre la planification et la déclaration de la gestion des éléments nutritifs particulièrement difficiles. Cependant, la minéralisation de l'azote N provenant d'amendements organiques peut apporter une contribution significative aux besoins en nutriments des cultures.
En physiologie
En physiologie, la minéralisation est une augmentation de la teneur en substances minérales dans les tissus (par exemple, la minéralisation des os, des dents) et les fluides corporels (par exemple, la minéralisation du sang). L'absence de minéralisation sanguine appropriée peut causer une maladie cardiovasculaire grave. De même, la carence en ions calcium dans les os et les dents entraîne un affaiblissement de leur structure, qui est souvent l'une des phases de l'ostéoporose. La découverte d'un tel déficit nécessite généralement une intervention sous forme de l'administration de préparations artificielles soutenant la minéralisation appropriée de ces tissus.
Synonymes, antonymes
2 synonymes (sens proche) de "minéralisation" :
3 antonymes (sens contraire) :
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