מה זה Soil Engineering?

ההרכב Soil מתייחס לאיפור הפיזי והכימיקלי של הקרקע, שנקבע על ידי היחסי של ארבעת המרכיבים העיקריים שלו: חלקיקים מינרלים, חומר אורגני, מים, אוויר.מאזן בין מרכיבים אלה מכתיב את מרקם הקרקע, המבנה, יכולת שימור תזונתי, ויכולת לתמוך באורגניזמים חיים. בעוד ההגדרה הבסיסית עשויה להיראות פשוטה, בין האלמנטים האלה יוצר באופן מדהים ומדורגני תחת חיים דינמית.

הבנת הקרקע מתחילה בהכרה כי אדמה אינה חומר סטטי, אינרטי.זה גוף חי, נשימה אשר מתפתח ללא הרף באמצעות אינטראקציות עם אקלים, אורגניזמים, טופוגרפיה, חומר ההורה, וזמן. עבור מחנכים וסטודנטים, הבנת אינטראקציות אלה הוא חיוני כי בריאות הקרקע ישירות קשרים עם ביטחון מזון, איכות מים, איכות אקלים, שימור המגוון הביולוגי.

ארבעת המרכיבים החשובים בפרט

  • (FLT:0Mineralssph1) - דרבירד מן מזג האוויר של סלע וחומרי מובלים, חלקיקים מינרלים מסווגים בגודל: חול (הגדול), סילט (מינון), וחימר (קטן) האחוזים היחסיים של חלקיקים אלה מגדירים מרקם אדמה.לדוגמה, loam הוא תערובת אופטימלית המכילה כמויות שוות של חול, סילק, מינרלים משמשים כמאגרים חיוניים כגון מגנזיום, פליטה, פליטה, אשלגן, חומרים מזינים, אשר הם חומרים מזינים, כגון, פליטה, כגון, פליטה, נוזל, פליטה, נוזל, נוזל, נוזל, נוזל, נוזל, נוזל, נוזל, נוזל, כגון, נוזל, נוזל, נוזל, נוזל, נוזל, נוזל, נוזל, כגון, נוזל, נוזל, נוזל, נוזל, נוזל, נוזל, נוזל, או חומרים מזינים, כגון, נוזל, נוזל, כגון, נוזל, נוזל, נוזל, כגון, נוזל, נוזל, נוזל, נוזל, נוזל, נוזל, כגון, נוזל, נוזל, נוזל, נוזל, כגון, פליטה, פליטה, נוזל, נוזל, כגון, כגון, כגון, נוזל, נוזל, פליטה, כגון, כגון, נוזל, פליטה, נוזל, פליטת חומרים מזינים, פליטה, נוזל, נוזל, פליט
  • (FLT:0 Organicib MatterFLT:1) - זה כולל שאריות צמחי, ממחיש בעלי חיים, ביומסה מיקרוביאלית, ולחמוס - החומר היציב והאפל הנובע מפירוק החומר האורגני משפר את מבנה הקרקע, יכולת שמירת מים, וקיבולת חליפין של פחמן, גם מדלק את הקרקע, המספק אנרגיה עבור חיידקים, פטריות, פרוזוזה, נוטה, 56%, אם כי יש הרבה יותר חומר צמחייה אורגני יכול להכיל כדור הארץ.
  • (FLT:0) WaterveFLT:1 ; Soil מים, או פתרון הקרקע, הוא המדיום שבאמצעותו חומרים מזינים מועברים לשורשי הצמח.הוא גם מסדיר את טמפרטורת הקרקע ותומכת בפעילות מיקרוביאלית.מים מוחזקים בפודים אדמה; הגודל והקישוריות של הנקבוביות הללו תלויים מרקם ובמבנה.יותר מדי מים מובילים למים ולתנאים אנאירוביים; תוצאות מועטות מדי בבצורת השדה (ה) לאחר שעדיין לא פחות ממושכות לקצבים).
  • (FLT:0) Airleaph:1 ; סולל אוויר תופסת את הנקבוביות לא מלא מים.הוא מכיל גזים כמו חמצן, פחמן דו חמצני וחנקן, עם חמצן חיוני לנשימה שורש וחילוף מיקרוביאלי אוויריבית.

הרכב הקרקע האידיאלי עבור רוב הצמחים הוא כ 45% מינרלים, 25% מים, 25% אוויר, ו 5% חומר אורגני.עם זאת, יחס זה משתנה בין סוגי אדמה שונים ומערכות אקולוגיות.לדוגמה, קרקעות אפונה עשויות להכיל 50% או יותר חומר אורגני, בעוד אדמה המדברית עשויה להיות פחות מ-1%.

תפקיד Soil המאפיין בפונקציות Ecosystem

Soil הרכב ישירות שולט כמה פונקציות אקולוגיות קריטיות.על ידי הפעלת זמינות תזונתית, דינמיקות מים, מבנה בית גידול, זה משפיע על יעילות וחוסן מעבר לנוף.

אופניים תזונתיים

רכיבה על חומרים מזינים היא הנתיב שבו אלמנטים חיוניים לחיים - במיוחד חנקן, זרחן, פחמן, וסרפור - בין בריכות אורגניות ולא אורגניות. Soil הרכב משפיע על המחירים שבהם חומר אורגני Decomposes, חומרים מזינים הם מינרלים, וצינור נשמרים נגד leaching. Soils עם תוכן גבוה ואורגני בדרך כלל יש יכולת חליפין גדולה יותר (Cne), כמו אובדן חיסוני, לעתים קרובות יותר, נוגדן, נוגדן, נוגדן, לעתים קרובות יותר, נוגדן, ניגודיות.

מיקרואורגניזמים ממלאים תפקיד מרכזי: חיידקים ואנזימים פטרייתיים המפרשים פולימרים מורכבים במכלת צמחית, שחרור חומרים מזינים פשוטים שצמחים יכולים לספוג. mycorrhizal fungi יוצרים אגודות סימביוטיות עם שורשים צמחיים, שיפור phosphorus uptake בתמורה לפחמימות.com) הרכב של הקרקע - במיוחד pH, לחות, ותוכן אורגני - שקובע אילו קהילות מיקרוביות הן מיקרו-אפגניות, למשל, כלומר: מיקרו-אפגניות יעילה יותר, לעומת זאת, לעומת זאת, כלומר, לעומת זאת, לעומת זאת, כלומר, לעומת זאת, כלומר, כלומר, לעומת זאת, לעומת זאת, יותר, במיקרו-FLT1, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, יותר, לעומת זאת, יותר, יותר, לעומת זאת, לעומת זאת, תכונות מיקרו-F1, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, עמידות למיקרו-F1, לעומת זאת, לעומת זאת, חומרים מזינים יעילים יותר, לעומת זאת, במיקרו-אפגני מיקרו-אפגני מיקרו-FLT משאבים יעילים יותר, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, במיקרו-אפגניטיביים, במיקרו-ALT1, במיקרו

ווטרס ותנועת

הדרך שבה המים נעים פנימה, דרך ומחוץ לאדמה היא בעיקר פונקציה של הרכב.טקסטור קובע את חלוקת גודל של פצעים.קרקעות סנדי יש נקבובות גדולות המאפשרות חדירה מהירה אך שימור מים עני; לקרקעות חימר יש הרבה נקבוביות זעירות להחזיק מים חזק אבל לאט לאט לאט לאט וניתן להפוך מים מוצפים.

חומר אורגני פועל כמו ספוג, סופג פעמים רבות משקלו במים.זה יכול להגדיל את יכולת שמירת המים של אדמה חולית עד 20% עבור כל 1% עלייה בתוכן החומר האורגני.זהו ערך מכריע בחקלאות יבשה ואזורים העומדים בפני מחסור במים.יתר על כן, מבנה הקרקע (הסידור של חלקיקים לתוך מצטברים) יוצר פועמים משניים שמשפרים את ההסתננות ואת ההסתה.

מערכות אקולוגיות כגון רטובות ואזורים קרועיים תלויים בהרכבות אדמה ספציפיות כדי להסדיר את הידרולוגיה.לדוגמה, אדמה יבשה - רוויה מספיק זמן כדי לפתח תנאים אנאירוביים - דפוסים צבע נפרדים (gleying) ו מצטברים חומר אורגני, יצירת בתי גידול ייחודיים לצמחים מיוחדים ובעלי חיים.

הוראת בית הגידול ומגוון הביולוגי

אדמה בריאה היא בין בתי הגידול העשירים ביותר במגוון הביולוגי על פני כדור הארץ.גרם יחיד של אדמה עשוי להכיל מיליארדי מיקרואורגניזמים, אלפי מינים, ומיליוני תאים בודדים. Soilקומפוזיציה קובע כי אורגניזמים יכולים לחיות היכן.תולעי כדור הארץ מעדיפים אדמה שופעת עם שפע של חומר אורגני ו pH ליד-neutral. Actinocetes לשגשג היטב, נייטרלי כדי נייטרלי אל-קלרקטה הם קרקעיים בשפע, בעודם חקלאיים בשפע.

המגוון הביולוגי הזה אינו רק סקרנות – הוא מבצע שירותים אקולוגיים חיוניים. תולעי כדור הארץ ומונחים יוצרים מאקרופוחיות שמשפרות את ההצתה והניקוז. Bacteria ופטריות מסלקות אורגניות, משחררות חומרים מזינים.רשתות Mycorrhizal לחבר צמחים, המאפשר שיתוף משאבים וזיהוי כימי.

גורמים המשפיעים על Soil

הרכב Soil בכל מקום נובע מאינטראקציה של חמישה גורמים בעלי הקרקע: חומר הורה, אקלים, טופוגרפיה, פעילות ביולוגית, וזמן.הבנת גורמים אלה מסייעת לחזות כיצד ההרכב ישתנה תחת שימושים שונים ביבשה ובאקלים.

חומר הורים

סלע, קרח עד, כל ההפקדות הכלואליות, או אפר געשי כל אחד מהם מעניק יצירות מינרלים ייחודיות.לדוגמה, אדמה שפותחו מאבן גיר הם לעתים קרובות עשירים בסידן ויש להם pH גבוה, בעוד אלה מן גרניט הם בדרך כלל חומציים ונמוכים בגזרות בסיס.חלוקת גודל החלקיקים חייבת גם הרבה לסלע: אבן חול נותנת על הקרקע חול; פצלי פצלי פצלי חימר וקרקעות.

אקלים אקלים אקלים

טמפרטורה ומשקעים מניעים את שיעורי מזג האוויר וזיהום החומר האורגני.באקלים חם, לחות, מזג אוויר כימי מתקדם במהירות, לייצר אדמה עמוקה, מזג אוויר עשיר במינון ברזל ואלומיניום אבל נמוך בחומרים מזינים (למשל, Oxisols בטרופים) באקלים קר או יבש, מזג אוויר פיזי שולט, מצטבר כי חומרת הוא נמוך יותר (למשל, תרכובות אקלים אורגני).

Topography

היבט סליופה, זווית ותנוחת נוף משפיעים מאוד על הרכב הקרקע.מדרונות Steep בדרך כלל יש אדמה דקה, סלעית בשל שחיקה; הם גם מאבדים מים במהירות, המוביל לתנאים דרומיים ועמקים נמוכים לקבל חומר מעודן מלמעלה, לעתים קרובות וכתוצאה מכך אדמה עמוקה יותר עשירה יותר, מזין יותר. Aspect - בין אם מדרדרדרדרדרדרדרדרדר צפונה או דרומה - המשפיעים בסולמה, טמפרטורה, טמפרטורה, ויוצרים, חום, חום, חום, ואוויר, חום, חום, חום, חום, ואוויר, חום, חום, ואווירה, חום, חום, יצירת תנאים שונים, חום, או על הקרקע.

פעילות ביולוגית

צמחים, בעלי חיים ומיקרובים הם סוכנים פעילים בשינוי הרכב הקרקע. Roots exude תרכובות אורגניות כי כוויות אדמה להאכיל microorganisms. Earthworms ingest מינרלים וחומר אורגני, ערבוב אותם ויצירת ביומנטל. Burrowing בעלי חיים כמו נמלים ומכרסמים הופכים מעל אדמה, המשפיעים על המבנה שלה והחלפת נכסים. in Forests, לגרום לנפיחות בשרירים, micromantir-ficology, הם עכשיו micromination חזק יותר, ו-to-to-to-to-to- ⁇ , עכשיו, מוביל את הגדלהחומרים, ו-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-

זמן

היווצרות של Soil היא תהליך איטי יותר.קרקע בוגרת עשויה להימשך אלפי שנים מחומר ההורה.Asקרקעs גיל, הם עשויים להיות יותר מזג אוויר ופחות פורייה, או שהם עשויים לצבור שכבות אורגניות.הרעיון של כריונות אדמה מדגים כיצד ההרכב משתנה באופן צפוי לאורך זמן, מקרקעות צעירות ורדודות עם מקטעי סלע גדולים ועד לפרופילים עמוקים, מפותחים היטב עם אופקים נפרדים.

השפעות של Soil Degradation על הקומפוזיציה

השפלה סולרית מתייחסת לתהליכים שתחתית היכולת של הקרקע לתפקד ביעילות.הוא מונע בעיקר מפעילות אנושית: מחיקה, חקלאות אינטנסיבית, התעלות, אורבניזציה וזיהום תעשייתי.ההתמדה משנה באופן ישיר את הרכב הקרקע, לעתים קרובות בדרכים שקשה או יקר לההפך.

אובדן חומר אורגני ומזונות

עדר ראייה חושף חומר אורגני לחמצן, מאיץ את הפירוק המיקרוביאלי ושחרור פחמן דו חמצני לתוך האווירה. בקרקעות חקלאיות רבות, רמות פחמן אורגניות נפלו על ידי 50-70% בהשוואה לתנאים הילידים.הפסד זה מקטין את יכולת החלפת ההחלפה, יכולת תחזוקת מים, ויציבות מצטברת.

תגית: Erosion

(התחילה מורידה את התפוקה של הקרקע, משום שהיא מכילה את הריכוז הגבוה ביותר של חומר אורגני וחומרים מזינים.האובדן של שכבה זו מקטין את הפרודוקטיביות של הקרקע ואת יכולתה לטבול נגד בצורת.שחיקה רוח נושאת חלקיקים יפים, משאיר מאחור חול קורקה וחצץ; סחף מים על פני האדמה, מנפחים את הקרקע של האדם הפורה על פי 100 צורות החקלאות של האו"ם, אשר באופן טבעי, עד לפלס אדמה של 100 פעמים של אדמה ושפל של האו"ם, אשר על פני האדמה, אשר על פי 100 פעמים גדולות יותר מ- 1F:

קומפקטיות והפסד של חלל פואר

מכונות כבדות וחלקיקי אדמה דחוסים יחד, צמצום המאקרופורוזיות.קרקעות קומפקטיות יש פחות שטח אוויר, המוביל למחסור חמצן שורשים ומיקרובים.הם גם הפחיתו את ההסתננות, הגדלה והשחיקה.הדחיסות של אדמה קומפקטית יכולה לעלות על סף קריטי (למשל, <1.6 / CM3 עבור אגודל חימר), גידול שורש ותשואות מופחתות לעתים קרובות.

זיהום ו Salinization

פעילויות תעשייתיות, סילוק פסולת לא תקין, ושימוש מוגזם / פמיסטיקד מציג מתכות כבדות, אבקות אורגניות, מלחים לתוך הקרקע. Contaminants לשנות את ההרכב הכימי, לעתים קרובות עושה אותו רעיל צמחים ואורגניזמים אדמה. Salinization - הצטברות של מלחים חסרי משקל - מתרחשת במיוחד באזורים מחוסנים, שבו evaporation עולה על משקעים גבוהים.

המונחים: Soil Biodiversity

דרדציה מפחיתה את השפע והמגוון של אורגניזמים קרקעיים. Tilling הורג תולעי כדור הארץ ומפריע לרשתות פטרייות. Pesticides ומתכות כבדות ישירות רעל חיידקים ומיקרו-טרופיקופודים.אובדן מקורות צמחיים ומזון (חומר אורגני) מוביל לירידה בשקיקה.ללא רשת מזון בריא, רכיבה על אופניים תזונתית, מחלישה מחלה, וקרקע הופכת פחות לזיהומים סביבתיים.

אסטרטגיות לשימור ושיקום

הפחתת הקרקע דורש שיטות הגנה על ההרכב הקיים ושיקום החומר האורגני, המבנה, ואסטרטגיות שימור ביו-מגוון.

Crop Rotation and diversity

גידול רצף של גידולים שונים (למשל, תירס ואחריו סויה אז חיטה) מונע את הפענוח המתמשך של חומרים מזינים ספציפיים ולהפחית את המזיקים וההבנה של המחלה.כולל יבולים מושרשים עמוק כמו פרחי השמש יכול לשבור שכבות קומפקטיות.

כיסוי Crops

יבולים מכוסים כגון אריות, vetch, clover, ו buckwheat נטועים בין יבולי מזומנים כדי להגן על פני הקרקע מפני השפעה גשם, דיכוי עשבים, ו scavenge שאריות חומרים מזינים שמאלניים.שורשיהם נקשרים חלקיקים קרקעיים, צמצום שחיתם מוסיפים חומר אורגני.

לא קטיל וצמצום עדי

חיסול או צמצום העדאז 'שומר על מבנה הקרקע, מגן על החומר האורגני, ומפחית את שחיקה. במערכות ללא מגע, שאריות היבול על פני השטח, בהדרגה מרתיעים ומזינים אורגניזמים קרקעיים.לאורך זמן, אדמה ללא נטיל לפתח תוכן פחמן אורגני גבוה יותר, חדירה מים טובה יותר, ומצטברות יציבה יותר בהשוואה לאדמה קונבנציונאלית, עם זאת, ללא צורך לעתים קרובות עכבות טמפרטורות קרות, בתחילה הצטננות, כי אנחנו עלולים להוביל טמפרטורות קרות הצטננות.

תיקונים אורגניים ומחויבות

הוספת קומפוסט, מנקה, ביושר, או ירוק מעצימות ישירות חומר אורגני הקרקע.חומרים אלה לשפר את המבנה, החזקת מים ותוכן תזונתי. Compost יכול להתבצע על-ידי יבולים ומניחים בעלי חיים, צמצום קלטות חיצוניות. Biochar-כריזואלי המיוצר על ידי pyrolysis - הוא יציב מאוד ויכול לסכן פחמן במשך מאות שנים תוך שיפור יכולת החלפת מים והחלפה ושמירה על סיכונים אלה.

Agroforestry ו-Buff Strips

עצים ונפיחות במערכות חקלאיות (אללי יבול, סילבופוחיות) מוסיפים שורשים עמוקים כי מחזור מים וחומרים מזינים משכבות אדמה עמוקות, מייצבים מדרונות, ומספקים צל המתונות טמפרטורת הקרקע.פרין bu רצועות של עשבים חד-שנתיים ועצים לאורך מלכודות מים וחומרים מזינים שבוצעו בהיפופים, מונע מהם להגיע לזרמים ולמתחילים אלה.

טרה-מרוץ ו- Contour Farming

על קרקע מתפתלת, בניית טרסות או נטיעה לאורך קווי קו מתאר מפחיתה את מהירות ההמראה, ומאפשרת ליותר מים להסתנן ולמלכודת אדמה מחוספסת.התפרקים יכולים להפחית את אובדן הקרקע עד 50% בהשוואה לחקלאות מדרונות למעלה ולמטה.

התפקיד הקריטי של Soil Education and Policy

בעוד שיטות טכניות הן חיוניות, השגת שימור הקרקע נרחב דורש שינוי כיצד החברה מעריכה אדמה. תוכניות חינוכיות ללמד את עקרונות הרכב הקרקע - החל מבית הספר היסודי באמצעות האוניברסיטה - לבנות מודעות אדמה כמשאב חי.סטודנטים אשר מבינים את הקשר בין חומר אורגני לבין יכולת שמירת מים נוטים יותר לתמוך בחקלאות ללא פגע או מחויבויות מגובשות.

אמצעים מדיניות כגון שימור ציות לסובסידיות חקלאיות, תשלומים עבור שירותי מערכת אקולוגית, ותקנות על פינוי קרקעות יכולים ליצור תמריצים כלכליים עבור פרקטיקות ידידותיות לאדמה.Soil ניטור תוכניות מעקב מעקב אחר פחמן אורגני, יציבות מצטברת, ומגוון ביולוגי לספק נתונים כדי לכוון התערבויות ולתעד התקדמות.

מסקנה

Soilקומפוזיציה היא הרבה יותר מאשר רשימה סטטית של מרכיבים; היא הבסיס הדינמי שעליו מערכות אקולוגיות ארציות בנויות.מינרלים, חומר אורגני, מים ואוויר אינטראקציה כדי ליצור מדיום התומך בצמיחה צמחית, מחזורים, מאגרי פחמן, מסנן מים, ומארח מגוון מדהים של חיים.דמדת מבטיח פונקציות אלה, אבל באמצעות שיטות שימור מבוססות מדע ומחויבות מחודשת לגלגלות אדמה, אנחנו יכולים לשמור על פני האדמה, לאגורר, כדי לשמור על התפתחות, ולא לשנות את התלמידים שלנו, ולא לבנות את תחום בריאות מופשטת, זהה, ולא לשנות את אותם, זהה, זהה, זהה, זהה, זה נכון, זה, זה לא יכול להיות משקף את זה, זה נכון, זה נכון, זה נכון, זה לאיים, זה לא יכול להיות משקף את זה, זה נכון לעכשיו, זה לא יכול להיות משקף את זה נכון, זה לאיים, זה נכון לעכשיו, זה לאיים, זה לאיים, זה לאיים, זה לאיים, זה לאיים, זה נכון לעכשיו, זה לאיים, זה נכון לעכשיו, זה לאיים, זה לא יכול להיות משקף את זה לא יכול להיות משקף את זה נכון לעכשיו, זה לא יכול להיות משקף את הפונקציות