GLOBAL KNOWLEDGE ARK

Žemės ūkis ir ateities maisto sistemos · Straipsnis

Dirvodarinė medžiaga ir dūlėjimas

Atsekite dirvožemio mineralų kilmę ir pokyčius ir sužinokite, kodėl vien pagal po auginimo vieta slūgsančią uolieną negalima numatyti, koks ten dirvožemis.

Pasirengimas ir susiję straipsniai

Bendrieji žinių pagrindai

Straipsnis padės

  • Atskirti dirvodarinę medžiagą nuo giliau slūgsančios pamatinės uolienos.
  • Atskirti fizinį smulkinimąsi, cheminį dūlėjimą ir medžiagos pernašą.
  • Paaiškinti, kodėl mineralų kilmė daro įtaką dabartinėms auginimo sąlygoms, bet jų nenulemia.

Pradėkite nuo medžiagos po šaknimis

Dvi netoliese esančios auginimo vietos yra virš tos pačios pamatinės uolienos, tačiau vienos paviršius smėlingas, o kitos – smulkesnių dalelių mišinys. Prieš laikydami tai prieštaravimu, paklauskite, iš kur atsirado paviršiaus medžiaga. Upė, ledynas, vėjas ar ankstesni žemės darbai galėjo atnešti medžiagos iš kitur. Tiesiai po dirvožemiu esanti uoliena ne visada yra medžiaga, iš kurios tas dirvožemis susidarė.

Dirvodarinė medžiaga – tai pradinė mineralinė arba organinė medžiaga, kurioje formuojasi dirvožemis. Tai gali būti vietoje likusi sudūlėjusi uoliena, perneštos nuosėdos arba susikaupusi organinė medžiaga. Šiame straipsnyje nagrinėjame mineralų kilmę. Bendrojoje pagrindų dalyje apie dūlėjimą ir dirvožemio susidarymą pateikiamas platesnis Žemės mokslų paaiškinimas; čia keliamas praktinis klausimas – ką ši istorija padeda suprasti apie auginimo vietą.

Dūlėjimas ir pernaša atlieka skirtingus vaidmenis

Dėl fizinio dūlėjimo uoliena skyla į mažesnius gabalus, tačiau ją sudarančių mineralų cheminė sudėtis nebūtinai kinta. Prie to gali prisidėti plėtimasis plyšiuose, temperatūros pokyčiai ir augančios šaknys. Susidarius mažesniems gabalams, vanduo ir kiti reagentai pasiekia kitus paviršius, tačiau vien tai, kad grūdelis smulkus, nereiškia, kad jis yra kitas mineralas.

Cheminis dūlėjimas keičia mineralus vykstant reakcijoms. Dalis medžiagos ištirpsta, o kita dalis virsta kitais kietaisiais junginiais. Šie procesai gali vykti kartu su fiziniu irimu. Erozija ir nuosėdų kaupimasis apibūdina medžiagos pašalinimą ir atnešimą. Atskiriant šias sąvokas galima paaiškinti, kaip mineralas gali pakisti vienoje vietoje, būti perneštas ir vėliau tapti dirvožemio dalimi kitoje vietoje.

Atsekite vieną paprastą smulkinimosi atvejį

Įsivaizduokite mokomąjį uždaros sistemos pavyzdį, kuriame sausas 200 g uolienos mėginys tik fiziškai susmulkinamas. Visa medžiaga surenkama: 180 g stambesnių fragmentų ir 20 g smulkių dalelių. Jų bendra masė lieka 200 g. Šie pavadinimai apibūdina surinktos medžiagos grupes pagal dydį, o ne laboratorines smėlio, dulkių ar molio frakcijas.

Ši apskaita parodo medžiagos persiskirstymą tarp skirtingo dydžio dalelių. Ji nepatvirtina tirpimo, molio mineralų susidarymo ar konkrečios maisto medžiagos išsiskyrimo, kad ją galėtų pasisavinti šaknys. Dirvožemis lauke yra atvira sistema: svarbūs vanduo, dujos, organinių medžiagų patekimas ir nuostoliai. Šis paprastas atvejis naudingas būtent todėl, kad tie kiti procesai sąmoningai neįtraukti.

Kur dingo 200 g?

Kur dingo 200 g?Hipotetiniu atveju, kai uoliena fiziškai trupa uždaroje sistemoje, 200 g sausos uolienos virsta 180 g stambesnių nuolaužų ir 20 g smulkių dalelių. 200 = 180 + 20 g. Langeliai ir rodyklės rodo medžiagos kiekio apskaitos ryšį, o ne masės skalę ar dūlėjimo greitį lauko sąlygomis. Išspręstame pavyzdyje pateikiami tie patys kiekiai.200 g sausos uolienosTik fizinis trupėjimas; surenkamavisa medžiaga180 g stambesnių nuolaužųSurinkta dalelių dydžio grupė;mineralinė sudėtis nematuojama20 g smulkių daleliųSmulkios dalelės nereiškiaišmatuoto maisto medžiagųišsiskyrimotrupėjimastrupėjimas
200 = 180 + 20 g. Langeliai ir rodyklės rodo medžiagos kiekio apskaitos ryšį, o ne masės skalę ar dūlėjimo greitį lauko sąlygomis. Išspręstame pavyzdyje pateikiami tie patys kiekiai.
Skaityti schemos paaiškinimą

Hipotetiniu atveju, kai uoliena fiziškai trupa uždaroje sistemoje, 200 g sausos uolienos virsta 180 g stambesnių nuolaužų ir 20 g smulkių dalelių.

Dalys

200 g sausos uolienos
Tik fizinis trupėjimas; surenkama visa medžiaga
180 g stambesnių nuolaužų
Surinkta dalelių dydžio grupė; mineralinė sudėtis nematuojama
20 g smulkių dalelių
Smulkios dalelės nereiškia išmatuoto maisto medžiagų išsiskyrimo

Ryšiai

  • 200 g sausos uolienos → 180 g stambesnių nuolaužų: trupėjimas
  • 200 g sausos uolienos → 20 g smulkių dalelių: trupėjimas

Mineralų kilmė – užuomina, ne dirvožemio tyrimas

Mineraluose yra skirtingų elementų, ir mineralai nevienodai reaguoja į dūlėjimą. Jiems kintant gali atsirasti ištirpusių medžiagų ir naujų mineralų paviršių. Tačiau mineralo viduje esantis elementas nėra tas pats, kas jo kiekis, kurį augalai šiuo metu gali pasisavinti. Išsiskyrimas, judėjimas, sulaikymas ir pasisavinimas vyksta per skirtingus procesus.

Taip pat ne kiekviena smulki dalelė susidaro dėl neseniai toje vietoje vykusio cheminio dūlėjimo. Smulki medžiaga gali būti paveldėta arba atnešta. Todėl dirvodarinės uolienos aprašymas padeda kelti klausimus apie granuliometrinę ir cheminę sudėtį, bet negali pakeisti konkretaus dirvožemio matavimų. Maisto medžiagų prieinamumas ir dirvožemio tyrimų rezultatų interpretavimas nagrinėjami atskirose gretimose temose.

Susipažinkite su kitais dirvodaros veiksniais

Klimatas veikia vandens judėjimą, temperatūrą ir reakcijų sąlygas. Organizmai papildo dirvožemį medžiagomis ir keičia aplinką aplink šaknis bei daleles. Padėtis kraštovaizdyje veikia vandens nutekėjimą, eroziją ir medžiagų kaupimąsi. Laikas leidžia šiems procesams sąveikauti, o augalijos ar žemės naudojimo pokyčiai keičia jų eigą.

Iš tos pačios dirvodarinės uolienos skirtingomis sąlygomis gali susidaryti skirtingų savybių dirvožemiai. Ir atvirkščiai, po panašiai atrodančiais paviršiais gali slypėti skirtinga raidos istorija. Pavadinimas geologiniame žemėlapyje ir tamsi paviršiaus spalva yra tik daliniai stebėjimo duomenys. Nei vienas, nei kitas neapibrėžia visos šaknų zonos aplinkos ir nenusako universalaus dirvodaros greičio.

Remkitės istorija, kad keltumėte geresnius klausimus

Dirbamoje vietovėje susiekite dirvodarinės uolienos aprašymą su stebimu dirvožemio profiliu, medžiagos pokyčiais didėjant gyliui ir duomenimis apie atvežtą ar suardytą dirvožemį. Ant senesnio paviršiaus susiklosčiusios nuogulos gali sukurti ryškią ribą, o maišymasis gali ją užmaskuoti. Šie stebėjimai padeda paaiškinti, kodėl iš vieno gylio paimtas mėginys gali neatspindėti visos šaknų zonos.

Toliau palyginkite surinktus duomenis su savybėmis, svarbiomis numatomam auginti augalui. Horizontai ir organinių medžiagų kaita nagrinėjami toliau; granuliometrinė sudėtis, struktūra ir mėginių ėmimas suteikia papildomų būdų patikrinti paaiškinimą. Dūlėjimas apibūdina patvirtintą mechanizmą, tačiau kiekvieno proceso indėlis konkrečioje vietoje tebėra duomenimis grindžiamas klausimas, o ne prognozė, daroma vien pagal uolienos tipą.

Išnagrinėti pavyzdžiai

Apskaitykite surinktą medžiagą

Hipotetiniu smulkinimo atveju iš 200 g sausos uolienos gaunama 180 g stambesnių nuolaužų ir 20 g smulkių dalelių. Ar smulkioji frakcija laikytina maisto medžiagų išsiskyrimo matavimo rezultatu?

  1. Patikrinkite masės balansą: 180 + 20 = 200 g.
  2. Nustatykite, koks procesas numatytas sąlygoje: tik fizinis smulkinimas.
  3. Atskirkite dalelių dydį nuo cheminės sudėties ir ištirpusių maisto medžiagų prieinamumo.

Ne. Šie 20 g yra gauta tam tikro dydžio dalelių frakcija, o ne maisto medžiagų išsiskyrimo matavimo rezultatas.

Paaiškinkite gretimų vietovių skirtumus

Dviejose vietovėse, esančiose virš tos pačios pamatinės uolienos, paviršinio dirvožemio granuliometrinė sudėtis skiriasi. Ar vienas iš šių stebėjimų būtinai klaidingas?

  1. Patikrinkite, ar jų dirvodarinė uoliena buvo pernešta, nusodinta ar sumaišyta.
  2. Palyginkite padėtį kraštovaizdyje, vandens judėjimą ir vietovių istoriją.
  3. Šiuos paaiškinimus patikrinkite remdamiesi faktiniais dirvožemio stebėjimais.

Ne. Ta pati pamatinė uoliena negarantuoja tos pačios dirvodarinės uolienos ar vienodų dirvožemio formavimosi sąlygų.

Pasitikrinkite supratimą

  1. Ar smulkioje dalelėje būtinai yra naujai susidariusio molio mineralo?

    Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

    Ne.

    Dalelių dydis ir mineralų rūšis yra skirtingos charakteristikos; smulkioji medžiaga taip pat gali būti paveldėta arba atnešta.

  2. Ar geologinis aprašymas gali parodyti, kiek kalio šiuo metu yra prieinama auginamiems augalams?

    Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

    Ne.

    Mineralų kilmė yra svarbi, tačiau kalio išsiskyrimas, sulaikymas, judėjimas ir konkretus dirvožemio tyrimo metodas taip pat turi reikšmės.

  3. Ar dūlėjimas yra tas pats procesas kaip nuosėdų išnešimas upe?

    Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

    Ne.

    Dūlėjimas keičia arba smulkina medžiagą, o pernaša ją perkelia. Abu procesai gali vykti tame pačiame kraštovaizdyje.

Svarbiausios mintys

  • Dirvodarinė uoliena gali skirtis nuo tiesiai po dirvožemiu slūgsančios pamatinės uolienos.
  • Fiziniam smulkėjimui ir cheminiams pokyčiams nustatyti reikia skirtingų duomenų.
  • Dabartinės dirvožemio savybės atspindi sąveikaujančius dirvodaros veiksnius ir vietovės istoriją.
  • Mineralų kilme remkitės nustatydami tyrimų kryptį, o ne sudarydami tręšimo rekomendacijas.

Šaltiniai

Šaltiniai, kuriais grindžiami straipsnio paaiškinimai ir pavyzdžiai.

  1. USDA Natural Resources Conservation Service2 šaltiniai
    1. Soil Facts · Soil Formation and ClassificationUSDA Natural Resources Conservation ServiceŽinynasnrcs.usda.govSkaityti šaltinį
    2. Urban Soil Primer (2005) · Soil-forming processes and horizonsJ. M. Scheyer and K. W. HippleŽinynas · PDFnrcs.usda.govSkaityti šaltinį
  2. Weathering · Chemical and physical weatheringU.S. National Park ServiceŽinynasnps.govSkaityti šaltinį