Ogni scoop di terreno contiene minerali, materia organica, acqua, aria e una sorprendente diversità di organismi. Capire la scienza della formazione del suolo rivela i processi intricati e lenti che creano la base per l'agricoltura, gli ecosistemi e la civiltà stessa. Questo articolo si addentra nella struttura fisica del suolo, i fattori che lo spingono a coltivare.

Cos'è Soil?

Il suolo è il sottile strato di materiale che copre la superficie terrestre, formato dalle intemperie di rocce e dalla decomposizione della materia organica. Serve cinque funzioni principali: il medium per la crescita delle piante, il regolatore del flusso d’acqua, l’habitat per gli organismi del suolo, il riciclatore di nutrienti e il mezzo di ingegneria per la costruzione.

Il suolo non è statico; si evolve continuamente a causa del clima, dell'attività biologica e dell'intervento umano. Le sue proprietà – la struttura, il pH, la capacità di scambio di cation – determinano come sostiene la vita e risponde allo stress. Perché il suolo prende secoli per formarsi ma può essere degradato negli anni, la comprensione della sua genesi è essenziale per la gestione sostenibile del terreno.

I cinque fattori di formazione del suolo

Lo scienziato del suolo Hans Jenny ha codificato il principio che la formazione del suolo è una funzione di materiale genitore, clima, topografia, organismi e tempo. Questi cinque fattori interagiscono per produrre l'immensa varietà di suoli trovati in tutto il mondo.

Materiale del pavimento

Il materiale principale si riferisce al materiale geologico sottostante da cui il suolo si sviluppa, sia che si tratti di roccia, di calcare, di depositi alluvionali, o di loess soffiato a vento. La composizione minerale del materiale genitore determina in gran parte il trucco chimico del suolo.

Clima

La temperatura e le precipitazioni sono i principali fattori climatici della formazione del suolo. Le temperature più elevate accelerano le reazioni chimiche e l'attività biologica, accelerano il clima e la decomposizione della materia organica. La predisposizione fornisce acqua che alimenta l'idrolisi, la dissoluzione e la traslocazione dei minerali. Nelle regioni umide tropicali, i terreni sono spesso profondamente atmosferici, gli accumulatori di ferro, e la bassa fertilità del clima, i classici dei salini.

Topografia

La forma del paesaggio – pendenza ripida, aspetto e posizione – modifica come l'acqua, il sedimento e l'energia solare distribuiscono su un sito. Le piste di scarico incoraggiano l'erosione, con conseguente sottile, giovane terra che spesso manca di un profilo ben sviluppato.

Atto

Gli organismi viventi, dai batteri e dai funghi ai bachi, ai termiti e alle radici vegetali, formano il terreno. I microrganismi decompongono la materia organica, rilasciano nutrienti e formano l'humus.

Tempo

La formazione del suolo si misura in millenni. Un profilo del suolo maturo può impiegare 10.000 anni per svilupparsi in condizioni temperate, mentre in ambienti aridi o freddi il processo è ancora più lento. Il tempo permette la differenziazione degli orizzonti, l'accumulo di materia organica, e l'accumulo di minerali.

Il processo di Pedogenesis

La pedoogenesi è il termine scientifico per la formazione del suolo, che comprende le trasformazioni fisiche, chimiche e biologiche che convertono la materia prima madre in un mezzo stratificato e biologicamente attivo.

Meteorologia

Il meteorismo è la rottura della roccia in particelle più piccole. Le fratture atmosferiche fisiche rocciose senza cambiare la sua composizione—i cicli di gelo-thaw, l'abrasione da vento e acqua, e l'espansione termica contribuiscono tutti.

Accumulazione e Humus della materia organica

Come piante, animali e microrganismi muoiono, i loro resti entrano nel terreno e subiscono decomposizione. La materia organica fresca è rapidamente colonizzata da batteri e funghi, che abbattere zuccheri e proteine semplici.

Sviluppo di Soil Horizons

Nel tempo si sviluppano diversi strati orizzontali chiamati orizzonti, il profilo classico comprende:

  • O Horizon:] Uno strato superficiale di foglia litter, materia organica decomposta e humus.
  • Un Orizzonte: Topsoil – scuro, ricco di materia organica e temuto di attività biologica.
  • E Horizon:] Uno strato eluviato (leached) spesso colorato a causa della perdita di argilla e di ossido di ferro.
  • B Horizon:[] Subsoil dove i materiali che si sono allontanati dall'alto si accumulano (illuviazione). Argilla, ferro e humus si raccolgono qui, formando strati compatti, rossicci o marroni.
  • C Horizon:[] Materiale principale temperato – roccia parzialmente rotta con poca materia organica.
  • R Horizon:] Solid bedrock sotto il suolo. La profondità a pinone può variare da meno di un metro a decine di metri.

Non tutti i terreni contengono ogni orizzonte; la presenza e lo spessore di ogni orizzonte dipendono dai cinque fattori di formatura del suolo.

Classificazione del suolo

Gli scienziati del suolo classificano i suoli in ordini basati su orizzonti diagnostici, il clima e il materiale dei genitori. La Tassonomia del Soil USDA riconosce 12 ordini, tra cui Alfisols (moderately fertili, con accumulo di argilla), i Mollisols (peso, scuro, ricco di materia organica), i suoli “breadbasket” delle Grandi Pianure), e i Spodosol (sistema meteorologico, con un orizzonte sposologico appropriato, con un prominente internazionali).

L'importanza del suolo

Il suolo sostiene quasi ogni servizio di ecosistema terrestre, il suo valore si estende ben oltre la produzione di colture.

Sostegno alla crescita delle piante

Il suolo fornisce ancoraggio, acqua e nutrienti per le piante. Senza suolo sano, i sistemi alimentari globali crollano. Un unico grammo di terreno sano può contenere miliardi di microrganismi che ciclo azoto, fosforo e zolfo in forme disponibili vegetali. I funghi micorrazi formano associazioni simbiotiche con radici, estendendo la portata della pianta per acqua e minerali.

Regolamento idrico

Il suolo agisce come una spugna gigante, assorbendo le precipitazioni e rilasciando lentamente. Questa capacità di tamponamento riduce il disgelo, impedisce l'inondazione e ricarica gli aquiferi delle acque sotterranee. I terreni ben strutturati con alta materia organica possono immagazzinare fino a 200.000 litri di acqua per ettaro.

Habitat per la biodiversità

Un cucchiaino di terreno fertile può contenere fino a un miliardo di batteri, diversi chilometri di ifae fungine, e migliaia di protozoi e nematodi. Terremoni, formiche e termiti sono macrofauna che ingegnerizzano la rete pori e riciclano la materia organica. Questo web alimentare del suolo guida il ciclismo nutriente, la soppressione dei parassiti e la conservazione del carbonio.

Sequestro di carbonio

I terreni hanno più carbonio dell'atmosfera e tutta la vegetazione terrestre combinata – circa 2.500 gigatoni di carbonio organico nel metro superiore. Adottando le pratiche rigenerative – colture di copertura, no-till, compostaggio, agroforestazione – possiamo aumentare il carbonio organico del suolo, mitigando il cambiamento climatico.

Minacce per la salute del suolo

Nonostante i suoi ruoli critici, il suolo affronta gravi e accelerando le minacce dall'attività umana.

Erosione

L'erosione del vento e dell'acqua eliminano il suolo a tassi molto superiori alla formazione del suolo. La fresatura convenzionale lascia il terreno nudo e vulnerabile; si stima che 75 miliardi di tonnellate di suolo siano perse ogni anno in tutto il mondo. L'erosione non solo riduce la produttività agricola, ma anche silts corsi d'acqua e degrada habitat acquatici.

Inquinamento

Metalli pesanti (perdite, cadmio, arsenico), pesticidi e microplastici contaminano i suoli, entrando nella catena alimentare e danneggiando la salute umana. Le attività industriali e minerarie lasciano contaminazione ereditaria che persiste per decenni. Il disboscamento agricolo di azoto e fosforo provoca l'eutrofizzazione dei laghi e delle zone costiere.

Compattazione

Macchine pesanti e sovradimensionamento del suolo compatto, riduzione dello spazio dei pori e crescente densità di massa. I terreni compattati limitano la crescita della radice, limitano l'infiltrazione dell'acqua e promuovono il deflusso. Nelle aree urbane, il terreno sigillante sotto cemento e asfalto distrugge completamente le sue funzioni.

Salinizzazione e desertificazione

L'irrigazione nelle regioni aride porta spesso all'accumulo di sale, rendendo i suoli improduttivi. La Salinizzazione colpisce circa il 20% della terra irrigata a livello globale. La desertificazione, il degrado dei suoli a secco, è guidata da sovrapposizioni, deforestazioni e cambiamenti climatici.

Gestione sostenibile del suolo

La protezione e il ripristino della salute del suolo richiede uno spostamento verso pratiche rigenerative.

  • Niente e ridotto distensione:[ Minimizzando il disturbo del suolo preserva la materia organica, riduce l'erosione e migliora l'infiltrazione dell'acqua.
  • Cover crops:[] Crescere erba, legumi, o brassicas tra le colture di cassa copre il terreno, aggiunge materia organica, e fissa azoto.
  • rotazione e diversificazione del flusso:[[] Le rotazioni diverse rompono i cicli di parassiti, migliorano la struttura del suolo e migliorano il ciclismo nutriente.
  • Compost e modifiche letali:[ Gli input organici ricostruiscono la materia organica del suolo e alimentano la comunità microbica.
  • Agroforestry e windbreaks:[] Alberi e arbusti riducono l'erosione, forniscono ombra, e aggiungono materia organica tramite foglio.
  • Gesù di carico:[] Il pascolo rotazionale impedisce il sovrapposizione, consente il recupero dell'erba e aumenta gli input di carbonio derivati dalla radice.

I governi e le organizzazioni stanno riconoscendo sempre più la necessità di monitorare e di politica del suolo. Il partenariato globale del suolo [[[[] diFAO[]] promuove la gestione sostenibile del suolo in tutto il mondo, e iniziative come la strategia del suolo dell’UE mirano a proteggere questa risorsa non rinnovabile.

Conclusioni

La scienza della formazione del suolo rivela un mondo dinamico e stratificato che è invisibile sotto i nostri piedi. Dalla lenta macinazione delle rocce all'attività vivace di miliardi di microrganismi, il suolo è un testamento per l'interazione di geologia, clima, biologia e fondazione del tempo. La sua struttura determina la sua capacità di sostenere la vita, regolare l'acqua e immagazzinare il carbonio.