Верхний слой почвы

Верхний слой почвы - верхний слой почвы . Он имеет самую высокую концентрацию органического вещества и микроорганизмов , где происходит большая часть активности почвы Земли биологической .

Описание

Верхний слой почвы состоит из минеральных частиц и органического вещества и обычно распространяется на глубину 5-10 дюймов (13–25 см). Вместе они делают субстрат, способный удерживать воду и воздух, что стимулирует биологическую деятельность.

Как правило, в верхнем слое почвы существует высокая концентрация корней, поскольку именно здесь растения получают большую часть их жизненно важных питательных веществ . Он также играет значительную бактериальную , грибковую и энтомологическую активность, без которой качество почвы разлагается и станет менее подходящим для растений. Бактерии и грибы могут иметь важное значение для обмена обменом питательными веществами с растениями и в разбите органическое вещество в форму, которую могут поглощать корни. Насекомые также играют важную роль в разрушении материала и аэрохарии и вращении почвы. Многие виды непосредственно способствуют здоровью почвы, что приводит к более сильным растениям. ^{[ 1 ]} Здоровый слой верхнего слоя - это очень богатый микробиом , в котором находится широкий спектр видов. ^{[ 2 ]}

Органическое вещество обеспечивает питание для живых организмов и варьируется по количеству между различными почвами, при этом сила структуры почвы уменьшается, когда присутствует больше. Он конденсируется и оседает с течением времени по -разному в зависимости от таких условий, как поднятые полосы и основания против обнаруженных и подверженных воздействию элементов. Структура становится затронутым, как только почва обезвожена. Объем обезвоженного верхнего слоя почвы существенно уменьшается и может пострадать от эрозии ветра . ^{[ 3 ]}

Производство

Верхний слой почвы естественным образом вырабатывается в процессе образования почвы или педогенеза . Натуральный верхний слой почвы добывается и обусловлен для использования человеком и составляет основную часть коммерческого верхнего слоя почвы. Текущая скорость использования и эрозия опережает генерацию почвы. ^{[ 4 ]}

Можно создать искусственный верхний слой почвы, который поддерживает некоторые инженерные или биологические использование верхнего слоя почвы. ^{[ 4 ]} Более традиционные примеры искусственных средств массовой информации о росте растений включают в себя Terra Preta и смеси по горшке . Произведенный верхний слой почвы на основе минералов, биосолидов , компоста и/или бумажной фабрики ^{[ 5 ]} доступен в продаже. ^{[ 6 ]} Викторианский был реабилитирован с низким качественным искусственным верхним угольный шахт с открытым вырезом слоем верхнего слоя из местных материалов. ^{[ 7 ]}

Классификация

В системах классификации почвы верхний слой почвы известен как горизонт или горизонт. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} Горизонты почвы - это слои, параллельные поверхности почвы, чьи физические, химические и биологические характеристики отличаются от слоев выше и внизу. Глубина слоя верхнего слоя почвы измеряется как глубина поверхности до первого плотно упакованного слоя почвы, известного как недобросовестный .

В Соединенных Штатах нет федерального юридического определения словесного верхнего слоя почвы при использовании в торговле.

Оценка

Такие организации, как Британское институт стандартов (BSI) и Департамент сельского хозяйства Северной Каролины, публикуют руководящие принципы для качества почвы и желаемого уровня питательных веществ в верхнем слое почвы, в целом подходящих для многих растений. ^{[ 10 ]}

Руководство по верхнему слою почвы в соответствии с Министерством сельского хозяйства Северной Каролины
Категория	Желаемые результаты
pH Уровень	5.0 до 6.2
Фосфор (пи)	Индекс 50
Калий (ки)	Индекс 50
Кальций (CA%)	40-60% пропускной способности катионного обмена (CEC)
Магний (мг%)	8-10% CEC
Базовая насыщение (BS%)	35-80% CEC
Марганец (Mn-i)	Индекс> 25
Цинк (Zn-I)	Индекс> 25
Медь (с-я)	Индекс> 25

Два распространенных типа коммерческого верхнего слоя почвы - объемный и мешковой верхний слой почвы. Следующая таблица иллюстрирует серьезные различия между ними. ^{[ 10 ]}

Типичный анализ массового и мешкового верхнего слоя почвы, NCDA
Тип верхнего слоя почвы	HM % ^{[ А ]}	BS%	pH	Пик	Километровый	Что%	Мг%
Масса	0.3	69	5.2	009	026	45	10
В мешках	0.7	78	5.8	166+	178	56	12.3

В качестве альтернативы BSI связывает следующие значения:

Руководство по верхнему слою почвы в соответствии с BS 3882
Категория	Желаемые результаты
pH Уровень	5,5 до 8,5
Фосфат (PO4)	От 16 до 140 мг/л
Калий (k)	От 121 до 1500 мг/л
Магний (мг)	От 51 до 600 мг/л
Никель (NI)	от <60 мг/кг
Цинк (Zn)	Из <200 мг/кг
Медь (CU)	от <100 мг/кг

Предыдущие таблицы предназначены для многоцелевого уровня, и определенные уровни могут измениться в отношении рН почвы .

Стандарты также существуют для специализированных почв, подходящих для растений с особыми потребностями, включая кислую или эрикурскую почву и известняковую почву. Они имеют разные уровни рН для типичной почвы и предназначены для выращивания различных видов растений. Низкая плодородие, низкая плодородие кислого и низкое плодородие.

Примеры специализированных растений включают в себя Flytrap Venus , которая обнаруживается в условиях с низким содержанием азота и фосфора, так что менее устойчив к средам, богатым питательными веществами, чем другие растения и менее способные конкурировать в них. В то время как черника требует, чтобы эрикоушная почва хорошо выращивала, а клевер хорошо растет в известковой почве. Поэтому почвы должны быть выбраны для удовлетворения растений, которые предназначены для выращивания и, следовательно, требуются стандарты.

Соотношение углерода к азоту

Topsoil - это основной ресурс для выращивания растений и взрыва для процветания. Основными двумя параметрами для этого являются углерод и азот. Углерод обеспечивает энергию, а азот требуется для растений для строительства белков и, следовательно, тканей. Растения требуют их в ряде соотношений, чтобы обеспечить подходящий рост. Оптимальной фигурой для верхнего слоя почвы в Великобритании является соотношение C: N менее 20: 1. Основание опилок обычно имеет высокое отношение C: N в порядке 400: 1, в то время как сено люцерны имеет низкое углеродистое содержание и обычно может иметь отношение C: N около 12: 1. ^{[ 11 ]}

Коммерческое приложение

Разнообразные почвенные смеси продаются в коммерческих целях в качестве верхнего слоя почвы. Типичным использованием этого продукта является улучшение садов и газонов или для использования в контейнерных садах . Горшечная почва , компост , навоз и торф также продаются для домашнего использования, каждый из которых имеет определенные предполагаемые цели. Продукты верхнего слоя почвы, как правило, не так подходят для горшечных растений или выращивания фруктов и овощей, как горшечная почва или компост. Использование его для этой цели также может работать чрезвычайно дорого по сравнению с другими альтернативами.

Верхний слой почвы также используется для правильной оценки поверхности вблизи жилых зданий. Чтобы защитить от наводнения международного жилого кодекса требуется 2% наклона (2,4 в (61 мм)) для первых десяти футов от дома. ^{[ 12 ]}Энергетическая звезда требует скорости 0,5 дюйма/фут (42 мм/м).

Коммерчески доступная верхняя почва (изготовленная или естественная) в Великобритании должна быть классифицирована по британскому стандарту BS 3882, с текущей версией от 2015 года. Содержание, экстрагируемые фитотоксические элементы, распределение частиц по размерам, содержание органического вещества, соотношение углерода: азот, электрическая проводимость, потеря воспламенения, pH, химическое и физическое загрязнение. Верхний слой почвы должен быть отобран в соответствии с Британским стандартом и европейской нормой BS EN 12579: 2013 г. Повышенные средства почвы и растущие средства массовой информации - выборка. ^{[ 13 ]}

Эрозия

верхнего слоя почвы Эрозия возникает, когда слой верхнего слоя почвы взорван или смыт. Предполагаемые годовые затраты на потери общественного и экологического здоровья, связанные с эрозией почвы в Соединенных Штатах, превышают 45 миллиардов долларов. ^{[ 14 ]} Традиционные методы промышленного сельского хозяйства, такие как вспашка и опрыскивание большого количества синтетических жидких удобрений, могут ухудшить качество почвы. Методы интенсивного сельского хозяйства для удовлетворения высоких потребностей в пищевых продуктах с высокой урожаем и выращиванием сельскохозяйственных культур в монокультурах могут истощать питательные вещества почвы и повредить микробиом почвы . Эти факторы могут повлиять на консистенцию и качество почвы, что приведет к увеличению эрозии.

Поверхностный сток с полей фермы - это тип неточечного загрязнения источника . Верхний слой почвы, а также фермерские удобрения и другие потенциальные загрязняющие вещества сбегают от незащищенных фермерских полей, когда происходят проливные дожди. Это может привести к загрязнению водных путей и подземных вод и может потенциально загрязнять источники питьевой воды. Цветения водорослей могут возникнуть, когда часто много питательных веществ, озер или океанов, часто в результате стока фермы или из сточных вод. Эти вредные цветы водорослей могут быть токсичными и оказывать разрушительное воздействие на экосистемы и дикую природу. Они часто называют красными приливами из -за наличия токсичных красных водорослей, которые могут влиять на источники пищи человека, загрязняя морепродукты. ^{[ 15 ]}

Устойчивые методы пытаются замедлить эрозию благодаря использованию покровных культур для создания органического вещества в почве. Соединенные Штаты теряют почти 3 тонны верхнего слоя почвы на акр в год. ^{[ 16 ]} 1 дюйм (2,5 см) верхнего слоя почвы может занять от 500 ^{[ 17 ]} и 1000 лет ^{[ 18 ]} Чтобы сформировать естественно, что делает показатель эрозии верхнего слоя почвы серьезной экологической проблемой. Основываясь на тенденциях 2014 года, в мире осталось около 60 лет верхнего слоя почвы. ^{[ 18 ]}^{[ 19 ]}

Сохранение

Эрозионные барьеры на нарушенном склоне, округ Марин, Калифорния

Сохранение почвы - это профилактика потери самого верхнего слоя почвы от эрозии или профилактики пониженной фертильности, вызванной чрезмерным использованием, подкислением , засолением или другим химическим загрязнением почвы .

Слэш-сжигание и другие неустойчивые методы натурального сельского хозяйства практикуются в некоторых менее развитых областях. Следствием обезлесения, как правило, является крупномасштабная эрозия , потеря питательных веществ в почве и иногда общее опустошение . Методы улучшения сохранения почвы включают вращение сельскохозяйственных культур , покровные культуры , сельскохозяйственные обработку почвы и посаженные ветры , влияют как на эрозию , так и фертильность . Когда растения умирают, они разрушаются и становятся частью почвы. Код 330 определяет стандартные методы, рекомендованные Службой сохранения природных ресурсов США . Фермеры на протяжении тысячелетий практиковали сохранение почвы. В Европе политика, такая как общая сельскохозяйственная политика, нацелена на применение лучших методов управления, таких как снижение обработки почвы , зимние покровные культуры, ^{[ 20 ]} Остатки растений и маржа травы, чтобы лучше решить проблему сохранения почвы. Политические и экономические действия дополнительно требуются для решения проблемы эрозии. Простое управления препятствие касается того, как мы ценим землю, и это может быть изменено культурной адаптацией. ^{[ 21 ]} Углерод почвы - это поглотика углерода , играя роль в смягчении изменения климата . ^{[ 22 ]}

Смотрите также

Ссылки

^ Процент гуминовой материи - это мера части органического вещества, которая разлагается с образованием гуминовых и фульвоидов . HM% представляет часть органического вещества, которая является химически реактивным. Эта стоимость влияет на определения уровня извести и гербицидов. [1]

^ Нехер, Дебора А.; Барберхек, Мэри Э. (14 октября 2019 г.). «Микроартроподы почвы и здоровье почвы: пересечение разложения и подавления вредителей в агроэкосистемах» . Насекомые . 10 (12): 414. doi : 10.3390/насекомые10120414 . ISSN 2075-4450 . PMC 6955927 . PMID 31756962 .
^ Бахрам, Мухаммед; Хильдебранд, Фальк; Forslund, Sofia K.; Андерсон, Дженнифер Л.; Soudzilovskaia, Nadejda A.; Bodegom, Peter M.; Бенгтссон-Палм, Йохан; Анслан, Стен; Коэльо, Луис Педро; Харенд, Хелери; Уэрта-пепес, Хайме (7 марта 2017 г.). «Структура и функция глобального микробиома Topsoil» . Природа . 560 (7717): 233–237. doi : 10.1038/s41586-018-0386-6 . HDL : 1887/73861 . ISSN 0028-0836 . PMID 30069051 . S2CID 51892834 .
^ Марш, Уильям М. (2010). Планирование ландшафта: экологические приложения (5 -е изд.). Хобокен, Нью -Джерси: Уайли. ISBN 9780470570814 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} «Искусственная почва: быстрая и грязная» . Новый ученый .
^ Карпентер, Эндрю Ф.; Фернандес, Иван Дж. (Март 2000 г.). «Пульп осадок в качестве компонента в изготовленном верхнем слое почвы». Журнал качества окружающей среды . 29 (2): 387–397. Bibcode : 2000jenvq..29..387c . doi : 10.2134/jeq2000.00472425002900020004x .
^ Петтинелли, рассвет; Люс, Харви Д. "Покупка верхнего слоя почвы" (PDF) . Лаборатория анализа питательных веществ почвы.
^ Бирджак, Анна; Уолмсли, Алена; Андерсон, Николь; Миссен, Джон; Yellishetty, Мохан (2020). «Оценка полевых масштабов искусственного верхнего слоя почвы: опыт викторианской угольной шахты» . Материалы 28 -го международного симпозиума по планированию шахт и выборе оборудования - MPES 2019 . Серия Springer в геомеханике и геоинженерии. С. 376–389. doi : 10.1007/978-3-030-33954-8_45 . ISBN 978-3-030-33953-1 Полем S2CID 212959835 .
^ Министерство сельского хозяйства США (USDA), персонал Отдела почвы (1993). «Руководство по обследованию почвы». Архивировано 2007-02-07 в «Уэйкбек Машины USDA» Справочник 18. Глава 3.
^ Национальный комитет по земле и местности (2009). Австралийское руководство по съемке почвы и земли. Третье издание . CSIRO, Мельбурн.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} «Topsoil. Департамент сельского хозяйства Северной Каролины (июль 1995 г.)» (PDF) . ncagr.gov .
^ Понимание соотношения углеродного азота Crow Miller Acres https://www.ecofarmingdaily.com/build-soil/soil-inputs/minerals-nutrients/carbon-nitrogen-ratio/
^ «Итоговая оценка наклона от фундамента | Строительный центр решений Америки» . basc.pnnl.gov . Получено 2022-05-15 .
^ BS 3882: 2015 Спецификация для верхнего слоя почвы
^ «Добро пожаловать в гражданскую и экологическую инженерию в CMU - Гражданское и экологическое инженер - Университет Карнеги -Меллона» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 24 июня 2010 года.
^ «Красный прилив (паралитическое отравление моллюсков) | Mass.gov» . www.mass.gov . Получено 2022-07-11 .
^ «Краткий отчет, 2007 г. Инвентаризация природных ресурсов» . Службы сохранения природных ресурсов, Министерство сельского хозяйства США. Декабрь 2009 г. с. 97
^ Джеймс Смолка (1 мая 2001 г.). "Ешьте локально" . Обнаружить . Получено 1 мая 2001 года .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} «Только 60 лет сельского хозяйства осталось, если деградация почвы продолжится» . Scientific American . 5 декабря 2014 года.
^ "Что, если почва мира закончится?" Полем Время . 14 декабря 2012 г.
^ Panagos, Panos; Боррелли, Паскуале; Меусбургер, Катрин; Алевелл, Кристина; Лугато, Эмануэле; Монтанарелла, Лука (2015). «Оценка фактора управления эрозией почвы в европейском масштабе» . Политика землепользования . 48 : 38–50. Bibcode : 2015lupol..48 ... 38p . doi : 10.1016/j.landusepol.2015.05.021 .
^ Panagos, Panos; Имесон, Антон; Меусбургер, Катрин; Боррелли, Паскуале; Повесен, Джин; Alewell, Christine (2016-08-01). "Сохранение почвы в Европе: желание или реальность?" Полем Деградация земли и развитие . 27 (6): 1547–1551. Bibcode : 2016ldede..27.1547p . doi : 10.1002/ldr.2538 . ISSN 1099-145X .
^ Amelung, W.; Bossio, D.; De Vries, W.; Kögel-Knabner, I.; Lehmann, J.; Амундсон, Р.; Бол, Р.; Коллинз, C.; Lal, R.; Лейфельд, Дж.; Минасни, Б. (2020-10-27). «На пути к стратегии смягчения климата в глобальном масштабе» . Природная связь . 11 (1): 5427. Бибкод : 2020natco..11.5427a . doi : 10.1038/s41467-020-18887-7 . ISSN 2041-1723 . PMC 7591914 . PMID 33110065 .

Дальнейшее чтение

Низкий на верхнем слое почвы: исчезает
Манн, С. (2008). "Наша хорошая земля" . National Geographic Magazine . 214 (3): 80–107. Архивировано из оригинала 2013-01-21.

Внешние ссылки

Техническое руководство USDA Electronic Field Office - подробные руководства по сохранению почвы, адаптированные к отдельным штатам/округам

[11] Процент гуминовой материи - это мера части органического вещества, которая разлагается с образованием гуминовых и фульвоидов . HM% представляет часть органического вещества, которая является химически реактивным. Эта стоимость влияет на определения уровня извести и гербицидов. [1]

[1] Нехер, Дебора А.; Барберхек, Мэри Э. (14 октября 2019 г.). «Микроартроподы почвы и здоровье почвы: пересечение разложения и подавления вредителей в агроэкосистемах» . Насекомые . 10 (12): 414. doi : 10.3390/насекомые10120414 . ISSN 2075-4450 . PMC 6955927 . PMID 31756962 .

[2] Бахрам, Мухаммед; Хильдебранд, Фальк; Forslund, Sofia K.; Андерсон, Дженнифер Л.; Soudzilovskaia, Nadejda A.; Bodegom, Peter M.; Бенгтссон-Палм, Йохан; Анслан, Стен; Коэльо, Луис Педро; Харенд, Хелери; Уэрта-пепес, Хайме (7 марта 2017 г.). «Структура и функция глобального микробиома Topsoil» . Природа . 560 (7717): 233–237. doi : 10.1038/s41586-018-0386-6 . HDL : 1887/73861 . ISSN 0028-0836 . PMID 30069051 . S2CID 51892834 .

[3] Марш, Уильям М. (2010). Планирование ландшафта: экологические приложения (5 -е изд.). Хобокен, Нью -Джерси: Уайли. ISBN 9780470570814 .

[NSart-4] Jump up to: ^а ^{беременный} «Искусственная почва: быстрая и грязная» . Новый ученый .

[5] Карпентер, Эндрю Ф.; Фернандес, Иван Дж. (Март 2000 г.). «Пульп осадок в качестве компонента в изготовленном верхнем слое почвы». Журнал качества окружающей среды . 29 (2): 387–397. Bibcode : 2000jenvq..29..387c . doi : 10.2134/jeq2000.00472425002900020004x .

[6] Петтинелли, рассвет; Люс, Харви Д. "Покупка верхнего слоя почвы" (PDF) . Лаборатория анализа питательных веществ почвы.

[7] Бирджак, Анна; Уолмсли, Алена; Андерсон, Николь; Миссен, Джон; Yellishetty, Мохан (2020). «Оценка полевых масштабов искусственного верхнего слоя почвы: опыт викторианской угольной шахты» . Материалы 28 -го международного симпозиума по планированию шахт и выборе оборудования - MPES 2019 . Серия Springer в геомеханике и геоинженерии. С. 376–389. doi : 10.1007/978-3-030-33954-8_45 . ISBN 978-3-030-33953-1 Полем S2CID 212959835 .

[8] Министерство сельского хозяйства США (USDA), персонал Отдела почвы (1993). «Руководство по обследованию почвы». Архивировано 2007-02-07 в «Уэйкбек Машины USDA» Справочник 18. Глава 3.

[9] Национальный комитет по земле и местности (2009). Австралийское руководство по съемке почвы и земли. Третье издание . CSIRO, Мельбурн.

[ncagr.gov-10] Jump up to: ^а ^{беременный} «Topsoil. Департамент сельского хозяйства Северной Каролины (июль 1995 г.)» (PDF) . ncagr.gov .

[12] Понимание соотношения углеродного азота Crow Miller Acres https://www.ecofarmingdaily.com/build-soil/soil-inputs/minerals-nutrients/carbon-nitrogen-ratio/

[13] «Итоговая оценка наклона от фундамента | Строительный центр решений Америки» . basc.pnnl.gov . Получено 2022-05-15 .

[14] BS 3882: 2015 Спецификация для верхнего слоя почвы

[15] «Добро пожаловать в гражданскую и экологическую инженерию в CMU - Гражданское и экологическое инженер - Университет Карнеги -Меллона» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 24 июня 2010 года.

[16] «Красный прилив (паралитическое отравление моллюсков) | Mass.gov» . www.mass.gov . Получено 2022-07-11 .

[17] «Краткий отчет, 2007 г. Инвентаризация природных ресурсов» . Службы сохранения природных ресурсов, Министерство сельского хозяйства США. Декабрь 2009 г. с. 97

[Topsoil-18] Джеймс Смолка (1 мая 2001 г.). "Ешьте локально" . Обнаружить . Получено 1 мая 2001 года .

[Scientific_American-19] Jump up to: ^а ^{беременный} «Только 60 лет сельского хозяйства осталось, если деградация почвы продолжится» . Scientific American . 5 декабря 2014 года.

[20] "Что, если почва мира закончится?" Полем Время . 14 декабря 2012 г.

[21] Panagos, Panos; Боррелли, Паскуале; Меусбургер, Катрин; Алевелл, Кристина; Лугато, Эмануэле; Монтанарелла, Лука (2015). «Оценка фактора управления эрозией почвы в европейском масштабе» . Политика землепользования . 48 : 38–50. Bibcode : 2015lupol..48 ... 38p . doi : 10.1016/j.landusepol.2015.05.021 .

[22] Panagos, Panos; Имесон, Антон; Меусбургер, Катрин; Боррелли, Паскуале; Повесен, Джин; Alewell, Christine (2016-08-01). "Сохранение почвы в Европе: желание или реальность?" Полем Деградация земли и развитие . 27 (6): 1547–1551. Bibcode : 2016ldede..27.1547p . doi : 10.1002/ldr.2538 . ISSN 1099-145X .

[23] Amelung, W.; Bossio, D.; De Vries, W.; Kögel-Knabner, I.; Lehmann, J.; Амундсон, Р.; Бол, Р.; Коллинз, C.; Lal, R.; Лейфельд, Дж.; Минасни, Б. (2020-10-27). «На пути к стратегии смягчения климата в глобальном масштабе» . Природная связь . 11 (1): 5427. Бибкод : 2020natco..11.5427a . doi : 10.1038/s41467-020-18887-7 . ISSN 2041-1723 . PMC 7591914 . PMID 33110065 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ А ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]