סולל לעתים קרובות מתעלם כמו עפר בלבד מתחת לרגלינו, אבל ההרכב שלה הוא עמוד יסוד של מערכות סביבתיות של כדור הארץ רחוק מלהיות אינרציה, אדמה היא מאטריקס דינמי, חי התומיצה תמיכה בצמיחה צמחית, מסדיר מחזורי מים, מאגרי פחמן ומספק בית למגוון עצום של אורגניזמים.הבנת האיזון המורכב של מינרלים, חומר אורגני, מים ואוויר כי מהווה אדמה בריאה הוא חיוני לא רק לפרודוקטיביות חקלאית, אלא גם לשיטות פעולה חיוניות עבור תכונות סביבתיות, אלא גם למזג אוויריות חיוניות, ושינויים קריטיים, ומשתנים.

מהו Soil Engineering?

הרכב Soil מתייחס לפרופורציות היחסיות של ארבעת המרכיבים העיקריים המרכיבים כל אדמה: חלקיקים מינרלים, חומר אורגני, מים ואוויר.קרקע "לום" האידיאלי מכילה כ-45% מינרלים, 25% מים, 25% אוויר ו 5% חומר אורגני, אם כי יחס זה משתנה במידה רבה בהתאם למיקום וניהול. כל רכיב ממלא תפקיד מובהק בפונקציונליות הקרקע.

  • (FLT:0Mineral Particles:FLT:1 דרבירד מן מזג האוויר של חומר סלע הורה, מינרלים מרכיבים את עיקר נפח הקרקע. Particle סיווג -sand, silt, וחימר - קובע את מרקם הקרקע, אשר משפיע ניקוז, שימור תזונתי, ו aeration. לדוגמה, קרקעות חימר מחזיקים בחומרים מזינים הדוקים אך לאט, בעוד חולני במהירות מרוקן, אך מרוקן את הקרקע.
  • (FLT:0 Organic Matterrov: FLT:1) זה כולל שאריות צמחי, ממחיש בעלי חיים, ואת הגופים המתפתלים של אורגניזמים אדמה. Decomposition מייצרת חומוס, צורה יציבה של חומר אורגני שמשפר את מבנה הקרקע, יכולת שמירת מים, ויכולת החלפת מים - היכולת להחזיק חומרים מזינים טעונים חיובי כמו סידן ו אשלגן.
  • מים סוליאליים:0 (Esver:FLT:1 ; מים סוללים אינם טהורים; זהו פתרון המכיל חומרים מזינים מומסים וגזים.הוא משמש כמדיום להעברת אלמנטים חיוניים לשורשים צמחיים ולפעילות מיקרוביאלית.
  • (FLT:0)אוויר: ⁇ 1) תופס את החללים הנקבוביים לא מלא מים. רמות חמצן חד-משמעיות הם קריטיים לנשימה שורש ולמיקרואורגניזמים אירוביים המפרקים חומר אורגני.

אינטראקציה של רכיבים אלה יוצרת סביבה פיזית וכימיקלית מורכבת.Soil pH, למשל, משפיעה על זמינות תזונתית ורכב קהילתי מיקרוביאלי.הבנת אינטראקציות אלה היא המפתח לניהול בריאות הקרקע.

צורות של Soil ותהליכי מזג אוויר

סולל לא מופיע בין לילה.זה מתפתח במשך אלפי שנים של מזג אוויר ופעילות ביולוגית. חמשת הגורמים הקלאסיים של היווצרות אדמה - חומר הדומה, האקלים, טופוגרפיה, אורגניזמים, וזמן - לקבוע את הרכב הקרקע הסופי.

חומר הורים

הסלע המקורי או הסחוס שממנו הקרקע טפסים מכתיב את הרכב המינרלי.סלעים איגנטיים כמו גרניט מניבים, אדמה חומצית, בעוד אבן גיר מייצרת אלקליין, אדמה עשירה חימר עד, כל ההפקדות הכלוות, ושקעים רוח מחלחלים כל מרקמים נפרדים ופרופילים מזינים.

אקלים אקלים אקלים

טמפרטורה ומשקעים מניעים אקלים כימי ופיזי. חם, לחות מאיצים את ההתמוטטות של מינרלים ואת היטל של חומרים מזינים, לעתים קרובות לייצר אדמה עמוקה, מזג אוויר גבוה כמו Oxisols באזורים טרופיים.

Topography

זווית סליופה ופן המשפיעים על ניקוז, שחיקה, ועומק הקרקע. Soils על מדרונות תלולים הם לעתים קרובות רדודים ונורודים, בעוד שתחתיות עמק מצטברות עמוק, אדמה עשירה. Aspect משפיע על חשיפה לשמש וזמינות לחות, שינוי של שיעורי זיהום החומר האורגני.

פעילות ביולוגית

צמחים, בעלי חיים, פטריות וחיידקים לתרום לתערובת אדמה, דה-קומופוזיציה, ורכיבה תזונתית על אופניים.תולעי כדור הארץ, למשל, ליצור בוררים כי אדמה הרהיטות ושילוב חומר אורגני. mycorrhizal fungi מרחיב מערכות שורש צמחי ולשפר את הפחתת החומרים התזונתיים, בעוד חיידקים חנקן הופך חנקן אטמוספירטיבי לתוך צמחים יכול להשתמש.

הזמן הנדרש ליצירת סנטימטר של טופס שמן יכול לנוע בין מאות שנים למילניום.שיעור ההתחדשות האיטי הזה מדגיש מדוע שימור הקרקע הוא עדיפות דחופה.

Soil as a Living Ecosystem: The Soil Food Web

מעבר לקומפוזיציה הפיזית שלו, הקרקע מארחת מגוון יוצא דופן של החיים.ה-FLT:0 soil Food WebBuildFLT:1 מקיף את הכל מחיידקים מיקרוסקופיים פטריות לתולעים אדמה, חרקים ויונקים קטנים.כל אורגניזם ממלא תפקיד ברכיבי אופניים, בניית מבנה קרקע, שליטה על מזיקים.

  • (FLT:0) חיידקים וארצ'ה:FreaLT:1) אורגניזמים חד-תאים אלה מסלקים תרכובות אורגניות פשוטות והם מעורבים בהמרה תזונתית כגון ניטרציה ודה-טרציה. a one teaspoon of Healthy אדמה יכול להכיל מיליארדי חיידקים.
  • (FLT:0Fungi:BuildFLT:1 ; פיליפה מהנהג'י כמו mycorrhizae טופס סינמטי יחסים עם שורשים צמחיים, שיפור מים זרחן מעלה.
  • (FLT:0)Protozoa ו Nematodes:03:1 אורגניזמים אלה מטושטשים על חיידקים ופטריות, שחרור חנקן בצורות זמינות צמחיות.הם גם לעזור לווסת אוכלוסיות מיקרוביאליות.
  • (ב) ויקרא: ויקרא י"א): "ה' (ב') ויקרא י', גויים, ויקרא, ויח"ל, ו[ה], ויקרא י"ד, ו[ה], ויקרא י"א, ו[ה]

בריאותו של רשת המזון הקרקע משפיעה ישירות על הרכב הקרקע. קלטות חומר אורגני גבוה והפרעות מינימליות לקדם קהילה מגוונת, גמישה.

תפקיד Soil בשירותי Ecosystem

Soil הרכב מבסס כמה שירותים אקולוגיים קריטיים המסייעים לאנושות ולכוכב הלכת.שירותים אלה משתרעים הרבה מעבר למזון גדל.

מים מזהמים וטיהור

כמו גשם חודר דרך אדמה, תהליכים פיזיים, כימיים וביולוגיים מסננים את המזהמים. ⁇ חלקיקים מודעות חלקיקים כבדות וחומרי הדברה; חומר אורגני נקשר למזהמים; ומיקרובים שוברים אבקות אורגניות. Wetlands ו buffarian buffer משפרים את הפונקציה הזו, אבל אפילו אדמה חקלאית יכולה לבצע סינון משמעותי אם הם בריאים ולא מופרכים.

אופניים תזונתיים

Soil microorganisms הם המנועים של מחזורי תזונה גלובליים.הם מסלקים חומר אורגני מת, שחרור חנקן, זרחן, sulfur, ואלמנטים אחרים בצורות כי צמחים יכולים לספוג.ללא מחזור זה, חומרים מזינים יישארו נעולים ביומסה מת ומערכות אקולוגיות יהיו בוה. מחזור הפחמן קשור גם באופן אינטימי לאדמה: אדמה להחזיק יותר מאשר האווירה החיסנטית וכל צמחייה משולבת.

המונחים: Habitat

Soil הוא אחד מבתי הגידול הביולוגיים ביותר על פני כדור הארץ. An העריך 25% מכל המינים על פני כדור הארץ חיים באדמה לפחות חלק במחזור החיים שלהם.זה כולל לא רק מיקרואורגניזמים אלא גם לא חוליות, יונקים פורחים, וציפורים קינן. Soil מקטין באופן ישיר את המגוון הביולוגי הזה, עם השפעות קלושות על מערכות אקולוגיות מעל פני השטח.

תקנה אקלים

באמצעות תפקידו במחזור הפחמן, הקרקע יכולה לפעול כמקור או כטבעת גזי חממה.סויל עשיר בחומר אורגני לאחסן כמויות עצומות של פחמן.כאשר הקרקעות מופרכות על ידי נפיחות, או ניקוז, כי פחמן הוא מחמצן ומשוחרר כמו CO2. , פרקטיקות כמו יבול, ללא יבול, חקלאות ללא פגע, וצמח יכול לסכן, כדי להקל על אקלים, כדי לעזור לצמצום, כדי להפחית את הפחמן.

גורמים המשפיעים על Soil

בעוד שחמישה גורמים של היווצרות קובעים את התבנית הרחבה, פעילויות אנושיות מתמשך גם לשנות את הרכב הקרקע.אפקטים מרכזיים כוללים שימוש בקרקע, פרקטיקות חקלאיות וזיהום.

שינוי הקרקע

המרת יערות או דשא ליבוללנד בדרך כלל מפחיתה את התוכן החומרי האורגני ב -30-50% בתוך עשורים, בשל עלייה בירידה ושחיקה. Urbanization חותם אדמה תחת המדרכה, מניעת חדירה מים וחילופי גז.

חידוש חקלאי

יישומים פרנטליצר משנים את הכימיה הקרקעית, לעתים קרובות חומציות ושיבוש מחזורי תזונה טבעיים. מכונות כבדות גורם קומפקטיות, צמצום חלל הפודינג והגבלת חדירה שורש. Monoculture יבולת חומרים מזינים ספציפיים ומעודדת את הצטברות המזיקים, המוביל לחומרי הדברה גדולה יותר שפוגעת ביוטה הקרקע.

זיהום וזיהום

פעילויות תעשייתיות, כרייה וסילוק פסולת לא תקין מציגים מתכות כבדות, ממזהמים אורגניים מתמשכים ומיקרופלסטיקה לקרקעות.מזהמים אלה יכולים להימשך עשרות שנים, מה שהופך את הקרקעות לכימיקלים עבור צמחים ואורגניזמים קרקעיים. טכניקות של טיהור כגון phytoremediation (באמצעות צמחים לספוג רעלים) או תיקונים ביו-כריזמטיים נדרשים לעתים קרובות.

Soil קומפוזיציה וחקלאות

עבור החקלאים, הבנת הקרקע היא הבסיס של ייצור יבול בר קיימא.יבולים שונים יש דרישות שונות, וניהול נכסים הקרקע יכול לשפר באופן דרמטי את התשואות תוך צמצום ההשפעה הסביבתית.

בדיקת Soil ופרשנות

בדיקות אדמה רגילות מודדות pH, אחוז חומר אורגני, מקרו-תזונה (N, P, K), ומיקרו-תזונה (Zn, Fe, Mn וכו ') בדיקות גם להעריך מרקם אדמה ויכולת חליפין. בהתבסס על תוצאות, החקלאים יכולים לעשות המלצות דיפרניות, הימנעות מכפל יתר שמובילה להפעלה וסחר בקרקע.

Crop Rotation and diversity

גידול מגוון של יבולים ברוטציה משפר את מבנה הקרקע ומפחית את מחזורי המזיקים והמחלה. יבולים ממונעים כמו alfalfa לשבור קומפקטיות, בעוד שחתומי הרגל לתקן חנקן.כולל יבולים כיסוי כגון אריות, קלובר, או buckwheat במהלך תקופות הסתיו מגן על אדמה מפני שחיקה, לוכדים חומרים מזינים שמאליים, ומוסיף חומר אורגני.

תיקונים אורגניים וביולוגיה

קומפוסט, מנורה, ומניפסט ירוק (בשילוב שאריות צמחיות) מגבירים את החומר האורגני והאכילת אורגניזמים הקרקע. Biochar-charcoal המיוצר ביומסה - הוכח כדי להגדיל את שימור המים, להפחית את היטל המזינים, ושמן פיסול.עם זאת, תיקונים חייבים להיות מיושם באופן עסיסי כדי למנוע חוסר איזון תזונתי או פתולוגיה.

ההשפעה של Soil Degradation

ההידרדרות של סולי היא משבר עולמי, עם השלכות חמורות על בטיחות המזון, איכות המים ויציבות האקלים.

ארוס

סחף מים ורוח להסיר את הטופים העשירים בזין בשיעורים הרבה יותר גבוה היווצרות הקרקע הטבעית. בארצות הברית, אובדן הקרקע הממוצע של יבוללנד הוא בערך 4.6 טון לכל אקר בשנה, אם כי שיטות שימור הפחיתו את זה מרמות היסטוריות גבוהות יותר. Erosion מפחית את היבולים ומגדיל את המשקעים במתקני מים, פגיעה בבתי גידול מימיים.

אובדן החומר האורגני

ירידה בחומר אורגני פוגעת במבנה הקרקע, יכולת שמירת מים, ופוריות.סוללים עם פחות מ-1% חומר אורגני נחשבים מנופחים.ההפסד גם משחרר פחמן מאוחסן לתוך האווירה, תורם לשינוי האקלים.

קומפקטיות

מכונות כבדות ונפיחות יתר של אדמה דחוסה, צמצום חדירה וצמיחה שורש.קרקעות קומפקטיות יותר נוטים לרוץ ושחיקה, וצמחים נאבקים לגשת למים וחומרים מזינים.

סליינוס והזדהות

השקיה באזורים עקשניים יכולה להוביל לצטברות מלח באדמה, צמצום הפרודוקטיביות. Acidification מיישומים של דשן חנקן מוגזמת מוריד את pH, גיוס אלומיניום רעיל וצמצום פעילות מיקרוביאלית מועילה. Liming יכול למנוע עמידות נגד חומציות, אבל חוסר איזון תזונתי בסיסי נשאר.

אסטרטגיות לשימור ושיקום

הגנה ושיפור הרכב הקרקע דורש גישה רב פנים המשלבת פרקטיקות ניהול קרקעות בר קיימא.

שימור החקלאות

גישה זו משלבת הפרעות אדמה מינימליות (לא-טיל או מופחת עד גיל), כיסוי הקרקע הקבוע (גורים או כיסוי יבולים), וסיבוב היבולים.מחקרים מראים כי החקלאות לשימור יכולה להגדיל את החומר האורגני, להפחית את השחיקה ולשפר את יעילות השימוש במים.

« גידול וסילבופוס

עצים עם גידול או בעלי חיים משפרים את החומר האורגני, מפחיתים את שחיקה רוח, ומספקים צל של בעלי חיים.שורשי עץ מייצבים אדמה, בעוד עלה מוסיף חומרים מזינים.מערכות Silvopasture הוכחו להגדיל את מלאי הפחמן ב -10-20% בהשוואה למשטח פתוח.

כיסוי ו Green Mannres

יבולים מכוסים בחורף, צ'רצ'ש שחצץ, וחיפוי הפלסון להגן על הקרקע מפני שחיקה במהלך תקופות הסתיו.הם חנקן חיסוני, מדכאים עשבים, ומוסיפים ביומסה כאשר הסתיים.שירות השימור הטבעי של USDA מציע FLT:0technical and Financial AssistFLT:1 for Coverduction.

מדיניות וחינוך

תוכניות ממשלתיות כגון תוכנית השימור של Stewardship (CSP) ותוכנית איכות הסביבה של Incentives (EQIP) בארה"ב להגביר את נהלי בריאות הקרקע. יוזמות בינלאומיות כמו השותפות הגלובלית Soil לקדם ניהול קרקעות בר קיימא באמצעות קמפיינים מודעות, הנחיות טכניות, ומבנה יכולת עבור חקלאים והציבור הוא קריטי לשנות תפיסה כי אדמה היא משאב בלתי נדלה.

אורבן סוילס: ייחודי ואתגרים

אורבניזציה משנה באופן דרסטי את הרכב הקרקע.קרקעות עירוניות קומפקטיות, מזוהמות, ונמוכות בחומר אורגני בשל פעילות בנייה וחוסר צמחייה.

  • (FLT:0) Permeability and Stormwater Management:FreaLT:1) אדמה עירונית קומפקטית תורמת לריצה ולשיטפונות. גינות גשם, ביו-שוואים, וריצוף שניתן להעלות את החמצון ולהקטין עומסים מזוהים.
  • (FLT:0Lead and Heavy Metal Contamination: ibFLT:1) בניינים ישנים ובמקומות תעשייתיים לעתים קרובות לעזוב את זיהום מורשת.Soil בדיקות חיוני לפני חקלאות עירונית או גינון הקהילה. טכניקות תיווך כמו מיטות מועלות עם מילוי נקי או תוספת של תיקונים עשירים זרחן יכול לחדור להוביל.
  • (FLT:0Building Soil Health in Cities:FirLT:1) הוספת קומפוסט, מגרד ונטיעת עצים יכולים לשפר בהדרגה את הרכב הקרקע העירוני.

הבנת הרכב הקרקע העירוני חיוני לתכנון ערים בר קיימא המשלבות חללים ירוקים, ייצור מזון מקומי, וחוסן אקלים.

מסקנה

הרכב Soil הוא מנוף של מערכות סביבתיות של כדור הארץ.מתמוך בחיי הצמח הבסיסיים ביותר כדי לרסן את מחזור הפחמן העולמי, האיזון המורכב של מינרלים, חומר אורגני, מים, ואוויר קובע את בריאות המערכות האקולוגיות הארציות.פעילות אנושית הרסו את הקרקעות על גודל עצום, אך יש לנו את הידע והכלים כדי להפוך את המגמה הזו.