Žemės ūkis ir ateities maisto sistemos · Straipsnis
Horizontai, organinė medžiaga ir laikas
Dirvožemio profilį interpretuokite kaip sąveikaujančių procesų liudijimą ir atskirkite organinės medžiagos matavimus nuo spėjimų apie dirvožemio amžių.
Pasirengimas ir susiję straipsniai
Bendrieji žinių pagrindai
Susiję straipsniai
Straipsnis padės
- Interpretuoti horizontų ribas nedarant prielaidos, kad visi dirvožemiai turi vienodus sluoksnius.
- Paaiškinti, kodėl organinė medžiaga kinta dėl patekimo, virsmų ir nuostolių.
- Atskirti organinę anglį, organinę medžiagą, koncentraciją ir dirvožemio amžių.
Sluoksnis – ne laikrodis
Augintojas mato tamsų paviršių, po juo – šviesesnį sluoksnį ir kitokį podirvį. Kyla pagunda šią seką suprasti kaip paprastą laiko juostą, kurioje giliausiai esanti medžiaga visada yra seniausia, o tamsiausias dirvožemis savaime yra geriausias. Profilis sudėtingesnis: jau patekusi medžiaga gali būti papildoma, pašalinama, maišoma ir pernešama.
Ankstesniame straipsnyje apie dirvodarinę uolieną aiškinama, iš kur gali būti kilusi mineralinė medžiaga. Čia klausiame, kaip horizontai ir organinė medžiaga atspindi vėlesnius pokyčius. Bendroje dūlėjimo pagrindų medžiagoje aptariami platesni procesai; praktinė užduotis – interpretuoti profilį nepriskiriant jam universalaus storio, amžiaus ar formavimosi greičio.
Prieš aiškindami profilį, jį aprašykite
Dirvožemio profilis – tai horizontų išsidėstymas, stebimas didėjant gyliui. Horizontas nuo gretimos medžiagos skiriasi tokiomis savybėmis kaip spalva, granulometrinė sudėtis, struktūra arba virsmų ir judėjimo požymiais. Pirmiausia aprašykite tai, kas matoma, tada apsvarstykite procesus, kurie galėtų tai paaiškinti.
Hipotetiniame stebimame profilyje A horizontas tęsiasi nuo paviršiaus iki 12 cm, B – nuo 12 iki 42 cm, o C – nuo 42 iki 80 cm. Jų storiai yra 12, 30 ir 38 cm. Tai aprašomosios ribos, o ne standartinis profilis ar datos. Lauke gali būti papildomų horizontų, mažiau aiškių horizontų, palaidotas paviršius arba žemės dirbimo pakeisti sluoksniai.
| Horizontas | Gylio intervalas | Storis |
|---|---|---|
| A | 0–12 cm | 12 cm |
| B | 12–42 cm | 30 cm |
| C | 42–80 cm | 38 cm |
Ribas vertinkite kaip gylio stebėjimų duomenis
Skaityti schemos paaiškinimą
Hipotetiniame profilyje A horizontas yra 0–12 cm gylyje, B – 12–42 cm gylyje, o C – 42–80 cm gylyje.
Dalys
- A: 0–12 cm
- Stebėtas storis: 12 cm
- B: 12–42 cm
- Stebėtas storis: 30 cm
- C: 42–80 cm
- Stebėtas storis: 38 cm
Ryšiai
- A: 0–12 cm → B: 12–42 cm: kita riba
- B: 12–42 cm → C: 42–80 cm: kita riba
Horizontai atspindi kelis procesus
Mineraliniame dirvožemyje A horizontą paprastai sudaro mineralinė medžiaga, į kurią patenka organinių medžiagų ir kurią veikia paviršiuje vykstantys procesai. E horizonte, jei jis yra, matyti, kad tam tikros medžiagos yra smarkiai išplautos. B horizontas rodo po paviršiumi vykstančius dirvodaros procesus, kurie gali apimti medžiagų kaupimąsi arba virsmus. C horizontą palyginti menkai paveikė procesai, suformavę virš jo esančius horizontus; jis nebūtinai yra kieta pamatinė uoliena.
O horizontuose vyrauja organinė medžiaga, o R žymi kietą pamatinę uolieną. Šios raidės padeda apibūdinti profilį, tačiau tai nereiškia, kad kiekviename profilyje turi būti visomis raidėmis pažymėti horizontai. Nei staigi spalvos riba, nei kurio nors horizonto nebuvimas neturi vienintelio paaiškinimo. Horizontų išsidėstymą gali paveikti nuogulų kaupimasis, žemės dirbimas ir natūrali įvairovė.
Organinė medžiaga nuolat kinta
Augalų liekanos, iš šaknų kilę junginiai ir mikroorganizmų medžiaga papildo dirvožemio organinę medžiagą. Organizmai šias medžiagas transformuoja: dalį anglies naudoja medžiagų apykaitai, o dalį išlaiko savo biomasėje ar veiklos produktuose. Anglis gali pasišalinti anglies dioksido pavidalu, o medžiagos taip pat gali būti perneštos arba prarastos kartu su erozijos ardomu dirvožemiu.
Dalis organinės medžiagos išlieka ilgiau, kai yra susijusi su mineralų paviršiais arba apsaugota agregatų viduje. Ilgesnis išlikimas negarantuoja, kad ji išliks visam laikui. Pusiausvyrą veikia skirtingos patenkančios medžiagos, drėgmės ir temperatūros sąlygos, dirvožemio savybės ir trikdymas. Todėl naujai patekusių liekanų kiekio negalima tiesiog laikyti tokiu pat tiesioginiu stabilios dirvožemio organinės medžiagos kiekio padidėjimu.
Atsižvelkite į matuojamą dydį
Organinė anglis ir organinė medžiaga yra susijusios, tačiau tai nėra tapatūs dydžiai: organinėje medžiagoje yra ir kitų elementų. Žinokite, kurį dydį nurodo laboratorija ir kokį metodą ji taikė. Vien tamsi išvaizda nesuteikia skaitinio rezultato, o organinės anglies kiekį perskaičiuojant į organinės medžiagos kiekį būtinas aiškiai nurodytas pagrindas.
Tarkime, hipotetinės analizės duomenimis, 1 000 g sauso dirvožemio yra 20 g organinės anglies. Tai sudaro 2% organinės anglies pagal masę. Tai nėra 2% visos organinės medžiagos ir nenustato anglies atsargų lauke. Atsargoms apskaičiuoti papildomai reikia apibrėžto ploto, gylio ir dirvožemio masės, tinkamai atsižvelgiant į stambiuosius fragmentus ir tankio pokyčius.
Laikui įvertinti reikia palyginimo
Dirvožemio vystymasis tęsiasi, tačiau skirtingi požymiai kinta nevienodu greičiu. Patekusi organinė medžiaga gali būti transformuota, o mineralinis horizontas tuo pat metu gali išlaikyti gerokai ilgesnio vystymosi požymius. Erozija arba naujos nuogulos gali pakeisti matomą horizontų seką. Vien profilio storis nėra laiko matas.
Norėdami įvertinti pokyčius, lyginkite tarpusavyje suderinamus stebėjimus: remkitės tuo pačiu nustatytu gyliu arba dirvožemio mase, tomis pačiomis vietomis ir metodais bei atsižvelkite į svarbią žemės naudojimo istoriją. Išmatuotas skirtumas gali paskatinti tyrimą, tačiau neįrodo jo priežasties. Išsami anglies apskaita, liekanų tvarkymas ir atkūrimo planai priklauso gretimoms temoms; šis profilio nagrinėjimas padeda nustatyti klausimus, į kuriuos jose reikia atsakyti.
Išnagrinėti pavyzdžiai
Apskaičiuokite horizonto storį
Hipotetiniame dirvožemio profilyje B horizontas tęsiasi nuo 12 iki 42 cm gylio. Koks jo storis ir amžius?
- Naudokite gylio vertes, nustatytas nuo to paties paviršiaus.
- Atimkite: 42 − 12 = 30 cm.
- Atkreipkite dėmesį, kad storis nesuteikia informacijos apie datuotą susidarymo istoriją.
Jo storis yra 30 cm. Jo amžiaus negalima apskaičiuoti pagal šiuos gylio stebėjimo duomenis.
Nustatykite anglies procentinę dalį
Hipotetinio sauso dirvožemio mėginio masė yra 1 000 g, o jame yra 20 g organinės anglies. Kokį rezultatą galite pateikti?
- Skaitiklyje naudokite anglies masę, o vardiklyje – sauso dirvožemio masę.
- Apskaičiuokite: 20 ÷ 1 000 × 100 = 2%.
- Kartu nurodykite matuojamą dydį ir mėginio ėmimo pagrindą.
Pateikite organinės anglies kiekį – 2% sauso dirvožemio masės, o ne bendrą organinių medžiagų procentinę dalį ar anglies atsargas lauke.
Pasitikrinkite supratimą
Ar kiekviename dirbamame dirvožemyje būtinai turi būti matomi O, A, E, B ir C horizontai?
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Ne.
Horizontų buvimas ir matomumas priklauso nuo faktiškai vykstančių procesų, medžiagos istorijos ir suardymo.
Ar augalinių liekanų įterpimas įrodo, kad tokia pati masė tampa ilgai išliekančia dirvožemio organine medžiaga?
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Ne.
Virsmų, kvėpavimo, judėjimo ir apsaugos procesai lemia, kas išlieka ir kiek laiko.
Vienoje vietoje paviršinis horizontas yra storesnis nei kitoje. Ar tai įrodo, kad jis susidarė greičiau?
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Ne.
Sąnašų kaupimasis, erozija, maišymasis ir skirtingos pradinės sąlygos taip pat gali paaiškinti šį skirtumą.
Svarbiausios mintys
- Horizontų raidės apibūdina jų raidą ir stebimas savybes, o ne universalią seką.
- Organinė medžiaga kinta dėl patekimo, virsmų, apsaugos ir nuostolių.
- Aiškiai nurodykite organinės anglies kiekį procentais ir ėminių ėmimo pagrindą.
- Pokyčius tirkite naudodami palyginamus matavimus, o ne spręsdami apie amžių iš storio.
Šaltiniai
Šaltiniai, kuriais grindžiami straipsnio paaiškinimai ir pavyzdžiai.
USDA Natural Resources Conservation Service2 šaltiniai
- Soil organic matter in cropping systemsCaley Gasch and Jodi DeJong-HughesMokomoji medžiaga