מֵידָע

1.11: קרקעות - ביולוגיה

1.11: קרקעות - ביולוגיה


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

מבוא

לאדמה יש תפקיד חשוב במערכות אקולוגיות של הקרקע. שם הם מעורבבים עם חומר אורגני הנקרא חומוס, הנובע מפירוק הפסולת והרקמות המתות של אורגניזמים. תהליך היווצרות זה איטי מאוד (מאות עד אלפי שנים), ולפיכך אובדן קרקע או השפלה עלולים להזיק מאוד לקהילה.

פרופיל קרקע

קרקעות בוגרות הן שכבות. שכבות אלו ידועות בשם אופקי קרקע, ולכל אחד יש מרקם והרכב מובהקים. לאדמה טיפוסית יש פרופיל אדמה המורכב מארבעה אופקים, המיועדים: O, A, B ו- C. The או אופק היא השכבה העליונה על פני כדור הארץ. הוא מורכב מפסולת פני השטח, כגון עלים שלכת (דוף), מקלות וחומר צמחי אחר, פסולת בעלי חיים ואורגניזמים מתים. ייתכן שאופק O מובהק לא קיים בכל סביבות הקרקע (למשל, אדמת מדבר). מתחת לאופק O נמצא ה אופק, המכונה גם רוֹבֶד קַרקַע עֶליוֹן. שכבה זו מכילה חומוס אורגני, המעניק לה בדרך כלל צבע כהה ייחודי. ה אופק ב', או תת-אדמה היא השכבה הבאה למטה מפני השטח. הוא מורכב בעיקר מחומרי סלע אנאורגניים כגון חול, סחף וחמר. ה אופק C יושב על הסלע ולכן הוא מורכב משברי סלע בלויים. הסלע הוא המקור לחומרי האב האנאורגניים המצויים בקרקע.

אופק O מגן על הקרקע העליונה הבסיסית מפני סחף ואובדן לחות על ידי אידוי. באופקי O ו- A בקרקעות בוגרות טיפוסיות יש שפע של מיקרואורגניזמים (למשל פטריות, חיידקים), תולעי אדמה וחרקים. אורגניזמים אלה מפרקים את החומר האורגני מאורגניזמים מתים ופסולת מן החי לחומרים מזינים אנאורגניים הניתנים לשימוש על ידי צמחים. החומוס האורגני באופק A מסייע בהחזקת מים וחומרים מזינים, מה שהופך אותו לשכבה הפורייה ביותר. לכן, צמחים בעלי שורשים רדודים מעוגנים באופק A. מים החודרים דרך השכבות העליונות עשויים להמיס מינרלים מסיסים במים ולהעביר אותם לשכבות התחתונות בתהליך הנקרא שטיפה. חלקיקי חימר עדינים מאוד יכולים להיות מועברים גם באמצעות חלחול מים ולהצטבר בשכבת תת הקרקע. הצטברות של חלקיקי חימר ומינרלים שטופים עלולה להוביל לדחיסה של אופק B. דחיסה זו עלולה להגביל את זרימת המים בשכבה ולגרום לספיגת המים באדמה שמעליה.

אופק B אינו פורה כמו אופק A, אך צמחים מושרשים עמוקים יכולים לנצל את המים והמינרלים הנחפכים לשכבה זו. אופק C מייצג אזור מעבר בין הסלע לקרקע. הוא חסר חומר אורגני, אך עשוי להיות רווי במי תהום שאינם מסוגלים לנוע עמוק יותר בגלל המחסום המוצק של הסלע מתחת.

סוגי אדמה שונים עשויים להיות בעלי מספר שונה של אופקים, וההרכב והעובי של אותם אופקים עשויים להשתנות מאדמה לאדמה. סוג הקרקע תלוי במספר גורמים הכוללים: סוג חומר סלע האב, סוג הצמחייה, זמינות החומרים האורגניים, המים והמינרלים והאקלים. אדמות דשא ומדבר חסרות אופק O משמעותי מכיוון שבדרך כלל אין להן עלים. אדמת דשא עשוי להיות בעל אופק A עבה מאוד ופורה, ואילו לקרקעות יערות גשם מדבריות וטרופיות עשויות להיות אופקים דלים מאוד וחסרי תזונה. אופקי A ביערות מחטניים עלולים להידלל קשות.

מאפייני קרקע

רוב האדמה מורכבת מחומר סלע אנאורגני שעבר בליה. הכמויות היחסיות בגדלים וסוגים שונים של חלקיקי סלעים או דגנים קובעים את מרקם הקרקע. שלושת סוגי גרעיני הסלע העיקריים המצויים באדמה הם: חוֹל, טִין ו חֶרֶס. לגרגרי חול יש את גודל הגרגירים הגדול ביותר (0.05 - 2.0 מ"מ) מבין השלושה. חלקיקי הסחף הם עדינים (0.05-0.002 מ"מ) וחלקיקי החימר הם עדינים מאוד (<0.002 מ"מ). גרגירי חול נותנים לאדמה את תחושת העפר שלה, וחלקיקי חימר הופכים אותה לדביקה. קרקעות נקראות על פי המקום בו חולצת החול והחימר שלהן חולשות על משולש מבנה אדמה. אזורים שונים במשולש מקבלים שמות שונים. אדמה המכילה בערך 20:40:40 תערובת של חימר, סחף וחלקת חלקה אדמת טיח אופיינית מורכבת מתערובת של חרס, סחף וחול כ- 20:40:40. אם אחוז החול מעט גבוה יותר, האדמה נקראת א אדמה חולית, ואם אחוז הסחף מעט גבוה יותר האדמה היא א טיט מוצף.

מרקם האדמה קובע את נקבוביות וחדירותה. נקבוביות הקרקע הוא מדד לנפח חללי הנקבוביות בין גרגרי הקרקע לנפח אדמה וקובע את יכולת האחיזה של המים והאוויר (חמצן) של הקרקע. דגנים גסים עם נקבוביות גדולות מספקים אוורור טוב יותר ודגנים עדינים עם נקבוביות קטנות מספקים החזקת מים טובה.

גודל הנקבוביות הממוצע קובע את חדירות הקרקע או הקלות שבה מים יכולים לחדור לאדמה. לקרקעות חוליות נקבוביות נמוכות וחדירויות גבוהות (כלומר מים לא נשמרים היטב, אבל זורמים דרכם בקלות, והאוורור טוב). מצד שני, קרקעות חרסית בעלות נקבוביות גבוהות וחדירויות נמוכות (כלומר מים נשמרים היטב, אך אינם זורמים דרכם בקלות והאוורור גרוע). לכן מרקם האדמה חשוב בקביעת איזה סוג של צמחייה משגשגת על אדמה מסוימת.

מבנה הקרקע או ה"טיה" קשור למרקם הקרקע. טחינת אדמה מתאר כיצד מרכיבי האדמה השונים נצמדים זה לזה לגושים. זה נקבע לפי כמות החימר והחומוס באדמה. התכונות הפיסיקליות והכימיות של חימר וחומוס מאפשרים להם להיצמד לחלקיקים אחרים בקרקע, ובכך ליצור אגרגטים גדולים. אותן תכונות עוזרות גם להגן על הקרקע מפני שטיפת חומרים מזינים. קרקעות חסרות חימר וחומוס משוחררות מאוד והרוחות מתעופפות או מוזזות בקלות (כלומר דיונות חול במדבר).

פוריות הקרקע ו- pH

ישנם 16 מרכיבים חיוניים לצמיחת הצמחים. הצמחים מקבלים שלושה מהם בעיקר מאוויר וממים: פחמן, מימן וחמצן. 13 האלמנטים האחרים מגיעים בדרך כלל מהאדמה. ניתן לקבץ את המרכיבים החיוניים הללו לגידול צמחים לשלושה סוגים: מקרו -חומרים עיקריים (חנקן, אשלגן, זרחן), מאקרו-נוטריינטים משניים (סידן, מגנזיום, גופרית) ו מיקרונוטריינטים (בורון, כלור, ברזל, מנגן, נחושת, אבץ, מוליבדן). מרכיבי התזונה העיקריים הקיימים באדמה הם בדרך כלל הגורם המגביל בצמיחת הצמחים. בקרקעות לא מופרעות, מאקרו-נוטריינטים אלה מתחדשים על ידי המחזוריות הטבעית של החומר. בקרקעות מעובדות, הן מוסרות מהמחזור הטבעי בכמויות כה גדולות כאשר נקצרים יבולים עד כי בדרך כלל יש להחליפם באמצעים משלימים (למשל דשן). מכיוון שמיקרו-נוטריינטים נדרשים לצמחים בכמויות נמוכות בהרבה, הם נשמרים באופן טבעי באדמה בכמויות מספיקות כדי להפוך תוספת עם דשנים למיותרת.

גורם חשוב המשפיע על פוריות הקרקע הוא אדמה pH (היומן השלילי של ריכוז יון המימן). pH הקרקע הוא מדד לחומציות או בסיסיות של תמיסת הקרקע. בסולם ה- pH (0 עד 14) ערך של שבע מייצג פתרון ניטרלי; ערך פחות משבע מייצג את an תמיסה חומצית וערך גדול משבעה מייצג a פתרון אלקליין. pH של הקרקע משפיע על בריאותם של מיקרואורגניזמים באדמה ושולט בזמינות של חומרים מזינים בתמיסת הקרקע. קרקעות חומציות מאוד (פחות מ -5.5) מעכבות את צמיחת החיידקים המפרקים חומר אורגני בקרקע. כתוצאה מכך הצטברות של חומרים אורגניים לא מפורקים, מה שמשאיר חומרים מזינים חשובים כמו חנקן בצורות שאינן ניתנות לשימוש על ידי צמחים.

ה- pH של הקרקע משפיע גם על מסיסות של מינרלים נושאי חומרים מזינים. זה חשוב מכיוון שחומרים המזינים חייבים להיות מומסים בתמיסה כדי שהצמחים יטמיעו אותם דרך שורשיהם. רוב המינרלים מסיסים יותר בקרקעות מעט חומציות מאשר בקרקעות ניטרליות או מעט אלקליות.

עם זאת, קרקעות חומציות חזקות (pH ארבע עד חמש), יכולות לגרום לריכוז גבוה של אלומיניום, ברזל ומנגן בתמיסת האדמה, מה שעלול לעכב את הצמיחה של צמחים מסוימים. צמחים אחרים, כמו אוכמניות, משגשגים באדמה חומצית מאוד. ב-pH גבוה (יותר מ-8.5) מיקרו-נוטריינטים רבים כמו נחושת וברזל הופכים מוגבלים. הזרחן הופך להיות מוגבל ב pH נמוך וגם גבוה. טווח pH של הקרקע של כשש עד שמונה תורם לצמיחה של רוב הצמחים.

הפחתת קרקע

אדמה יכולה לקחת מאות או אלפי שנים להתבגר. לכן, ברגע שהקרקע העליונה הפורייה אובדת, היא לא מוחלפת בקלות. השחתת קרקע מתייחס להידרדרות באיכות הקרקע והפחתה נלווית ביכולת הייצור שלה. הקרקע מתכלה בעיקר על ידי שחיקה, אובדן חומרים אורגניים, אובדן חומרים מזינים והמלחה. תהליכים כאלה נובעים לרוב מניהול לקוי של קרקע במהלך פעילות חקלאית. במקרים קיצוניים, התדרדרות הקרקע עלולה להוביל למדבור (הסבה של אדמה לתנאים דמויי מדבר) של שטחי יבשה ושטחים באזורים צחיחים למחצה.

שְׁחִיקָה הוא הגורם הגדול ביותר להתדרדרות הקרקע. תפוקת הקרקע מופחתת כתוצאה מאובדן של חומרים מזינים, יכולת אגירת מים וחומרים אורגניים. שני גורמי השחיקה הם רוח ומים, הפועלים להסרת החלקיקים העדינים יותר מהאדמה. זה מוביל לדחיסת הקרקע ולטיפת קרקע לקויה. פעילויות אנושיות כמו בנייה, כריתת עצים ושימוש ברכב שטח מעודדות שחיקה על ידי הסרת כיסוי הצמחייה הטבעית המגנה על הקרקע.

שיטות חקלאיות כמו רעיית יתר והשארת שדות חרושים חשופים לתקופות ממושכות תורמים לשחיקת אדמות חקלאיות. בכל שנה, כ -2 מיליארד טון אדמה של אדמה נשחקים מאדמות חקלאיות בארצות הברית בלבד. הקרקע המועברת בתהליכי השחיקה יכולה גם ליצור בעיות במקומות אחרים (למשל על ידי סתימת נתיבי מים ומילוי תעלות ואזורי יבשה נמוכים).

שחיקת הרוחות מתרחשת בעיקר באזורים שטוחים ויבשים ובאזורים לחים וחוליים לאורך גופי מים. הרוח לא רק מסירה אדמה, אלא גם מייבשת ומשפילה את מבנה הקרקע. במהלך שנות ה-30, שיטות עיבוד ורעייה לקויות - יחד עם תנאי בצורת קשים - הובילו לשחיקת רוח חמורה של אדמה באזור של המישורים הגדולים שנודע כ"קערת האבק". הרוח פשטה שטחים נרחבים של אדמות חקלאיות מעלי אדמה ויצרה ענני אבק שעברו עד למזרח ארצות הברית.

שחיקת מים הוא סוג השחיקה הנפוץ ביותר. הוא מתרחש בכמה צורות: שחיקת גשם, שחיקת סדינים, שחיקת סריגים ושחיקת סלעים. התזה של גשם שחיקה מתרחשת כאשר כוחן של טיפות גשם בודדות הפוגעות בקרקע לא מכוסה מתיז חלקיקי אדמה לאוויר. חלקיקים מנותקים אלו מועברים בקלות רבה יותר וניתן להתיז אותם עוד יותר במורד המדרון, מה שגורם להידרדרות של מבנה הקרקע. שחיקת יריעות מתרחשת כאשר מים נעים במדרון כסרט דק ומסירים שכבה אחידה של אדמה. שחיקת ריל היא הצורה הנפוצה ביותר של שחיקת מים ולעתים קרובות מתפתחת משחיקת יריעות. הקרקע מוסרת כאשר המים זורמים דרך נחלים קטנים על פני הארץ. שחיקת בקע מתרחשת כאשר רצועות מתרחבות וזורמות יחד, ויוצרות ערוץ עמוק.

כאשר כמויות ניכרות של מלח מצטברות בקרקע בתהליך המכונה המלחה, צמחים רבים אינם מסוגלים לצמוח כראוי או אפילו לשרוד. זו בעיה במיוחד באדמות חקלאיות מושקות. מי תהום המשמשים להשקיה מכילים כמויות קטנות של מלחים מומסים. מי השקיה שאינם נספגים באדמה מתאדים ומשאירים את המלחים מאחור. תהליך זה חוזר על עצמו ובסופו של דבר מתרחשת המלחה קשה של הקרקע. בעיה קשורה היא כריתת מים באדמה. כאשר מושקים אדמות גידולים בכמויות מופרזות של מים על מנת לשטוף מלחים שהצטברו באדמה, לעיתים עודפי המים אינם מצליחים להתנקז כראוי. במקרה זה הוא מצטבר מתחת לאדמה וגורם לעלייה במפלס המים התת -קרקעיים. אם המים המלוחים עולים לגובה שורשי הצמח, צמיחת הצמח מעוכבת.

שימור קרקע

מכיוון שהידרדרות הקרקע נגרמת לעיתים קרובות מפעילות אנושית, שימור הקרקע דורש בדרך כלל שינויים בפעילויות אלה. שימור הקרקע חשוב מאוד לחקלאות, ולכן שיטות שימור שונות תוכננו כדי לעצור או למזער את התדרדרות הקרקע במהלך החקלאות. שיטות אלה כוללות: בניית שבירות רוח, חקלאות ללא עיבוד, חקלאות מתאר, טרסות, חיתוך רצועות וייעור חקלאי.

יצירת מכות רוח על ידי שתילת עצים גבוהים בהיקף שדות החווה יכולה לסייע בשליטה על ההשפעות של שחיקת הרוחות. משיכות רוח להפחית את מהירות הרוח בגובה הקרקע, גורם חשוב בשחיקת הרוחות. הם גם עוזרים ללכוד שלג בחודשי החורף, ומשאירים את האדמה פחות חשופה. כתועלת צדדית, שמורות רוח מספקות גם בית גידול לציפורים ובעלי חיים. חיסרון אחד הוא שמכסי רוח עלולים להיות יקרים לחקלאים מכיוון שהם מפחיתים את כמות השטחים הזמינים.

אחת הדרכים הקלות ביותר למניעת שחיקת רוח ומים של שטחי יבולים היא למזער את כמות ה עִבּוּד הָאֲדָמָה, או התהפכות האדמה. ב חקלאות ללא עיבוד (נקרא גם עיבוד שימור), האדמה מופרעת כמה שפחות על ידי השארת שאריות יבול בשדות. תרגילי זרעים מיוחדים מזריקים זרעים ודשן חדשים לאדמה הבלתי נרקעת. החיסרון בשיטה זו הוא שאריות היבול יכולות לשמש בית גידול טוב למזיקי חרקים ומחלות צמחים.

חקלאות מתאר כולל חריש ונטיעת שורות יבולים לאורך קווי המתאר הטבעיים של אדמה משופעת בעדינות. קווי שורות היבול בניצב למדרון מסייעים להאט את נגר המים ובכך מעכבים היווצרות סלעים ושקעים. הטרדה היא טכניקה נפוצה המשמשת לשליטה על שחיקת מים על גבעות והרים בשיפוע תלול יותר. לאורך קווי המתאר של המדרונות בנויים טרסות רחבות ומפולות, ואלו משמשות כסכרים הלוכדים מים לגידולים ומפחיתים את הנגר.

חיתוך רצועות כרוך בשתילת גידולים שונים על רצועות אדמה מתחלפות. גידול אחד הוא בדרך כלל גידול שורה כמו תירס, בעוד שהשני הוא גידול מכסה קרקע כמו אספסת. יבול הכיסוי מסייע בהפחתת נזילת המים ולוכד אדמה שנשחקת מיבול השורות. אם יבול הכיסוי הוא צמח מקבע חנקן (למשל אספסת, פולי סויה), החלפת הרצועות משתילה אחת לאחרת יכולה לסייע גם בשמירה על פוריות הקרקע.

Agroforestry הוא תהליך נטיעת שורות עצים ביניהן גידול מזומנים. מלבד סיוע במניעת שחיקת רוח ומים של האדמה, העצים מספקים צל שעוזר לקדם שימור לחות בקרקע. פסולת עצים מתכלה מספקת גם כמה חומרים מזינים לגידולים הנטועים זה בזה. העצים עצמם עשויים לספק יבול מזומן. לדוגמה, ניתן לשתול עצי פרי או אגוזים עם יבול תבואה.


היצורים החיים באדמה הם קריטיים לבריאות הקרקע. הם משפיעים על מבנה הקרקע ולכן שחיקת הקרקע וזמינות המים. הם יכולים להגן על היבול מפני מזיקים ומחלות. הם מרכזיים בפירוק ובמחזוריות של חומרים מזינים ולכן משפיעים על צמיחת הצמחים ועל כמויות המזהמים בסביבה. לבסוף, הקרקע היא ביתם של חלק גדול מהגיוון הגנטי בעולם.

פריימר לביולוגיה של קרקע

פריימר מקוון לביולוגיה של קרקע הוא מבוא למרכיב החי של הקרקע וכיצד הוא תורם לפריון החקלאי ולאיכות האוויר והמים. הפריימר כולל פרקים המתארים את מארג המזון של הקרקע והקשר שלו לבריאות הקרקע ופרקים על חיידקי קרקע, פטריות, פרוטוזואה, נמטודות, פרוקי רגליים ותולעי אדמה.

הפריימר המקוון כולל את כל הטקסט של המקור המודפס, אך לא את כל התמונות של אורגניזמי הקרקע. הסיפור המלא של מארג המזון של האדמה מובן ביתר קלות בעזרת האיורים בגרסה המודפסת.

ניתן לרכוש עותקים מודפסים של פריימר לביולוגיה של קרקע בחברה לשימור קרקע ומים. עבור אל www.swcs.org

= & gt הגבלות זכויות יוצרים: לא ניתן להשתמש בתצלומים רבים ב-Sil Biology Primer המקוון על אחרים אָנוּ b אתרים או למטרות אחרות ללא אישור מפורש מבעלי זכויות היוצרים. P ליסינג פנה לאגודה לשימור קרקע ומים בכתובת [email protected] לקבלת עזרה בתמונות המוגנות בזכויות יוצרים המתויגות ברחבי הפריימר המקוון.

= & gt הטקסט, הגרפים, הטבלאות, התמונות ללא קרדיט והגרפיקה ממקורות USDA עשויים לשמש באופן חופשי עם זאת, אנא קרדיט את ה-Soil Biology Primer או את זה אינטרנט אֲתַר.

הכרות

שירות שימור משאבי טבע, בסיוע מרכז המידע הטכנולוגי לשימור, הוביל את הפרויקט הזה. השירות לשימור משאבי טבע והחברה לשימור קרקע ומים מודים לאנשים רבים, כולל הבאים, על תרומתם.


צפו בסרטון: Caratteristiche chimico-fisiche-biologiche chiave del terreno di un vigneto (נוֹבֶמבֶּר 2022).