Cos'è la composizione del suolo?

La composizione del suolo si riferisce al trucco fisico e chimico del suolo, determinato dalle proporzioni relative dei suoi quattro componenti primari: particelle minerali, materia organica, acqua e aria. L’equilibrio tra questi componenti detta la struttura del suolo, la struttura, la capacità di nutriente e la capacità di sostenere gli organismi viventi.

Comprendere la composizione del suolo inizia con il riconoscimento che il suolo non è una sostanza statica, inerte. È un corpo vivo e respirazione che si evolve continuamente attraverso interazioni con il clima, gli organismi, la topografia, il materiale genitore e il tempo.Per gli educatori e gli studenti, afferrare queste interazioni è essenziale perché la salute del suolo si lega direttamente alla sicurezza alimentare, alla qualità dell'acqua, alla regolazione del clima e alla conservazione della biodiversità.

I quattro componenti chiave in dettaglio

  • ]I minatori – Derivati dalle intemperie di roccia e materiali trasportati, le particelle minerali sono classificate per dimensioni: sabbia (più grande), limo (medio), e argilla (più piccolo). Le percentuali relative di queste particelle definiscono la consistenza del suolo. Ad esempio, il terriccio è una miscela ottimale contenente quantità approssimativamente uguali di sabbia, di magnesio e di argilla.
  • Materia organica[ – Questo include residui vegetali, letame animale, biomassa microbica e humus – il materiale stabile e scuro derivante dalla decomposizione. La materia organica migliora la struttura del suolo, la capacità di trattenere l'acqua e la capacità di scambio di cazione.
  • Water[ – L'acqua del suolo o la soluzione del suolo, è il mezzo attraverso il quale i nutrienti vengono trasportati alle radici vegetali. Regola anche la temperatura del suolo e supporta l'attività microbica. L'acqua è tenuta nei pori del suolo; la dimensione e la connettività di questi pori dipendono dalla struttura e dalla struttura.
  • Air – L'aria del suolo occupa i pori non riempiti d'acqua. Contiene gas come ossigeno, anidride carbonica e azoto, con ossigeno essenziale per la respirazione delle radici e metabolismo microbico aerobico.

La composizione ideale del suolo per la maggior parte delle piante è di circa il 45% di minerali, il 25% di acqua, il 25% di aria e il 5% di materia organica. Tuttavia, questi rapporti variano ampiamente tra diversi tipi di suolo e ecosistemi.

Il ruolo della composizione del suolo nelle funzioni ecosistema

La composizione del suolo regola direttamente diverse funzioni ecosistemiche critiche, modulando la disponibilità di nutrienti, le dinamiche dell'acqua e la struttura dell'habitat, influenza la produttività e la resilienza in tutto il paesaggio.

Nutriente ciclismo

Il ciclismo nutriente è il percorso attraverso il quale gli elementi essenziali alla vita, soprattutto azoto, fosforo, carbonio e zolfo, si muovono tra piscine organiche e inorganiche. La composizione del suolo influisce sui tassi in cui la materia organica decomisce, i nutrienti sono mineralizzati, e gli ioni sono mantenuti contro l'allenamento.

I microrganismi svolgono un ruolo centrale: batteri e enzimi fungi secrete che abbattere polimeri complessi in litter vegetali, rilasciando sostanze nutritive semplici che le piante possono assorbire. I funghi micorrazi formano associazioni simbiotiche con radici vegetali, migliorando l'assorbimento del fosforo in cambio di carboidrati. La composizione del terreno, soprattutto il suo pH, l'umidità e il contenuto di materia organica, determinano l'esempio di comunità microbiologiche.

Ritenzione e movimento dell'acqua

Il modo in cui l'acqua si muove dentro, attraverso e fuori dal suolo è in gran parte una funzione di composizione. Texture determina la distribuzione delle dimensioni dei pori. I terreni di sabbia hanno grandi pori che permettono una rapida infiltrazione ma scarsa ritenzione idrica; i suoli di argilla hanno molti piccoli pori che tengono l'acqua strettamente ma scolazzano lentamente e possono diventare Waterlogged. Loam colpisce un terreno centrale, offrendo sia un buon drenaggio e alta capacità di tenuta dell'acqua.

La materia organica agisce come una spugna, assorbendo molte volte il suo peso in acqua. Può aumentare la capacità di trattenere l'acqua di un suolo sabbioso fino al 20% per ogni aumento del 1% del contenuto di materia organica. Questo è un valore cruciale nell'agricoltura di secche e nelle regioni che affrontano la scarsità di acqua. Inoltre, la struttura del suolo (la disposizione delle particelle in aggregati) crea pori secondari che migliorano l'infiltrazione e l'aerazione.

Gli ecosistemi come le zone umide e le zone ripariane dipendono da specifiche composizioni del suolo per regolare l'idrologia. Ad esempio, i suoli idrici—saturi abbastanza a lungo per sviluppare condizioni anaerobiche—eshibit distinti modelli di colore (igleying) e accumulano materia organica, creando habitat unici per piante e animali specializzati.

Habitat Provisione e Biodiversità

Un singolo grammo di terreno può contenere miliardi di microrganismi, migliaia di specie e milioni di cellule individuali. La composizione del suolo determina quali organismi possono vivere dove. I lombrichi preferiscono terreni a base di abbondante materia organica e pH quasi neutro. Gli Actinomycetes prosperano in batteri del suolo ben aerati, neutri e alcalini.

La biodiversità non è una semplice curiosità: svolge servizi ecosistemici essenziali. I vermi e i termiti creano macropori che migliorano l’aerazione e il drenaggio. I batteri e i funghi decompongono residui organici, rilasciano nutrienti. Le reti micorriziali collegano le piante, facilitando la condivisione delle risorse e il segnale chimico.

Fattori che affettano la composizione del suolo

La composizione del suolo in qualsiasi posizione deriva dall'interazione di cinque fattori che formano il suolo: materiale genitore, clima, topografia, attività biologica e tempo.

Materiale del pavimento

Le rocce, glaciali, i depositi alluvionali o le ceneri vulcaniche, ogni anno, hanno composizioni minerali uniche, per esempio, i suoli sviluppati da calcare sono spesso ricchi di calcio e hanno un pH elevato, mentre quelli provenienti dal granito sono tipicamente acidi e bassi nelle cationi di base. La distribuzione delle dimensioni delle particelle deve anche molto alla roccia madre: la arenaria dà origine a suoli sabbiosi; lo scisto produce terreni silti e argillosi.

Clima

In climi caldi e umidi, le intemperie chimiche procedono rapidamente, producendo terreni profondi e altamente atmosferici ricchi di ossidi di ferro e alluminio ma bassi di sostanze nutritive (ad esempio, gli ossidi di Ossisol nei tropici). In climi freddi o secchi, il clima fisico domina, e la materia organica si accumula perché la decomposizione è lenta (ad esempio, i cambiamenti di tipo di erba).

Topografia

Le piste di fondo hanno tipicamente terreni sottili e rocciosi a causa dell'erosione; perdono anche l'acqua rapidamente, portando a condizioni più secche. Le basse pendici e valli ricevono materiale eroso dall'alto, spesso con conseguente più profondo, più ricchi di nutrienti suoli.

Attività Biologica

Le radici espongono composti organici che legano particelle di terreno e alimentano i microrganismi. I vermi terrestri ingeriscono materia minerale e organica, mescolandoli e creando un biomanto. Gli animali che si nutrono come formiche e roditori si trasformano in suolo, influenzando la sua struttura e le sue proprietà di scambio.

Tempo

La formazione del suolo è un processo lento. Un terreno maturo può richiedere migliaia di anni per svilupparsi dal materiale genitore. Come l'età dei suoli, possono diventare più atmosferici e meno fertili, o possono accumulare strati organici. Il concetto di cronosequenze del suolo dimostra come la composizione cambia prevedibilmente nel tempo, da terreni giovani, poco profondi con frammenti di roccia a profili profondi e ben sviluppati con orizzonti distinti.

Impatti di degradazione del suolo sulla composizione

Il degrado del suolo si riferisce a processi che riducono efficacemente la capacità del suolo di funzionare, in gran parte a causa delle attività umane: deforestazione, agricoltura intensiva, sovrapposizione, urbanizzazione e inquinamento industriale.

Perdita di materia organica e nutrienti

In molti terreni agricoli, i livelli di carbonio organici sono diminuiti del 50-70% rispetto alle condizioni native. Questa perdita riduce la capacità di scambio di cationici, la capacità di trattenere l'acqua e la stabilità aggregata. Poiché la materia organica diminuisce, le scorte nutrienti si disgelano e le piante diventano sempre più dipendenti dai fertilizzanti sintetici.

Erosione accelerata

L’erosione rimuove il terreno preferenziale perché contiene la più alta concentrazione di materia organica e nutrienti. La perdita di questo strato riduce la produttività del suolo e la sua capacità di tamponare contro la siccità. L’erosione del vento porta via particelle fini, lasciando dietro sabbia grossolana e ghiaia; l’erosione dell’acqua si indurisce a rill e gulli, spogliando la terra del suo mantello fertile.

Compattazione e perdita di spazio di poro

I terreni compattati hanno meno spazio d'aria, portando alla carenza di ossigeno per radici e microbe. Inoltre hanno ridotto l'infiltrazione, aumentando il deflusso e l'erosione. La densità di massa dei terreni compattati può superare le soglie critiche (ad esempio, >1.6 g/cm3 per i terricci di argilla), impedendo la crescita delle radici e le rese delle colture.

Contaminazione e Salinizzazione

Le attività industriali, lo smaltimento improprio dei rifiuti e l'uso eccessivo di fertilizzanti/pesticidi introducono metalli pesanti, inquinanti organici e sali nel terreno. I contaminanti alterano la composizione chimica, spesso rendendolo tossico per le piante e gli organismi del suolo.

Delineare la biodiversità del suolo

La degradazione riduce l'abbondanza e la diversità degli organismi del suolo. La tintura uccide i vermi della terra e interrompe le reti fungine. I pesticidi e i metalli pesanti avvelenano direttamente i batteri e i microartropodi. La perdita di habitat e le fonti alimentari (questo materiale organico) porta a declino della cascata. Senza un sano web di cibo del suolo, il ciclo nutriente rallenta, la soppressione delle malattie si indebolisce, e il terreno diventa meno resiliente comunità.

Strategie per la conservazione e il restauro del suolo

Il degrado del suolo richiede pratiche che proteggono la composizione esistente e ricostruiscono materia organica, struttura e biodiversità. Le strategie di conservazione vanno dai semplici cambiamenti nella gestione dell'azienda al restauro su scala paesaggistica.

Rotazione della coltura e diversità

Crescere una sequenza di colture diverse (ad esempio, il mais seguito da soia e grano) impedisce la continua esaurimento di nutrienti specifici e riduce il piest e l'accumulo di malattie. Comprese colture radicate come i girasoli possono rompere strati compattati. Le colture leguminose fissano l'azoto atmosferico, arricchindo il terreno.

Copertina Croci

Le colture di copertura come segale, vetch, clover e grano saraceno sono piantate tra colture di cassa per proteggere la superficie del suolo dall'impatto della pioggia, sopprimere le infestanti e scavengere i nutrienti di sinistra. Le loro radici legano le particelle di terreno, riducendo l'erosione e i loro residui aggiungono materia organica.

Nessun-tillaggio e riduzione della quantità

Eliminare o ridurre la struttura del terreno, protegge la materia organica e riduce l'erosione. Nei sistemi di vendita non, i residui di colture rimangono sulla superficie, gradualmente decompondo e alimentando gli organismi del suolo. Nel tempo, i suoli non legati sviluppano un maggiore contenuto di carbonio organico, una migliore infiltrazione di acqua e aggregati più stabili rispetto ai suoli saldati convenzionalmente.

Modifiche organiche e promulgazione

L'aggiunta di composti, letame, biocar o letame verde aumenta direttamente la materia organica del suolo, migliorando la struttura, la tenuta dell'acqua e il contenuto di nutrienti. Il composto può essere fatto on-farm dai residui delle colture e dai manure animali, riducendo gli input esterni. Biochar—charcoal prodotto dalla pirolisi—è altamente stabile e può sequestrare il carbonio per secoli, migliorando la capacità di scambio di cation e la ritenzione idrica.

Strisce di agroforestazione e Buffer

Integrando alberi e arbusti in sistemi agricoli (alley cropping, silvopasture) aggiunge radici profonde che ciclono l'acqua e i nutrienti da strati di suolo più profondi, stabilizza le piste, e fornisce ombra che modera la temperatura del suolo.

Terreno e Contour Farming

Su terreni in pendenza, terrazze edili o piantando lungo linee di contorno riduce la velocità di deflusso, consentendo più acqua di infiltrarsi e di tracciare il terreno eroso.

Il ruolo critico dell'educazione e della politica del suolo

Mentre le pratiche tecniche sono essenziali, il raggiungimento della conservazione del suolo diffusa richiede un cambiamento nel modo in cui la società valorizza il suolo. I programmi educativi che insegnano i principi della composizione del suolo – a partire dalla scuola elementare attraverso l'università – costruiscono la consapevolezza del suolo come risorsa vivente. Gli studenti che comprendono il legame tra materia organica del suolo e capacità di trattenere l'acqua sono più propensi a sostenere iniziative di non-till agricoltura o compostaggio.

Misure politiche come la conformità alla conservazione delle sovvenzioni agricole, i pagamenti per i servizi ecosistemici e le normative sulla compensazione delle terre possono creare incentivi economici per le pratiche a favore del suolo.

Conclusioni

La composizione del suolo è molto più di un elenco statico degli ingredienti; è la base dinamica su cui sono costruiti gli ecosistemi terrestri. Minerali, materia organica, acqua e aria interagiscono per creare un mezzo che supporta la crescita delle piante, cicli nutrienti, depositi di carbonio, filtri di acqua e ospita una sorprendente diversità di vita.