Augsnes zinātne (pedoloģija): augsnes veidošanās, slāņi un nozīme

Augsnes zinātne aplūko augsni kā dabas resursu uz zemes virsmas. Tā ietver augsnes veidošanos, klasifikāciju un kartēšanu.

Ar zināšanām par augsni un augsnes zinātņu attīstību nodarbojas arī daudzas citas nozares: inženierzinātnes, agronomija, ķīmija, ģeoloģija, ģeogrāfija, bioloģija, mikrobioloģija, mežsaimniecība, sabiedrības veselība, arheoloģija un reģionālā plānošana. Šīs disciplīnas kopā palīdz saprast, kā augsne veidojas, kādas ir tās īpašības un kā to saglabāt ilgtspējīgai izmantošanai.

"Augsne" attiecas uz visu, kas atrodas starp augsnes virskārtu un zem tās esošo iežu (ko sauc par pamatiežu) virsmu. Augsne bieži ir sadalīta slāņos. Augšējā slānī ir daudz organisko vielu (augi un tamlīdzīgi). Tad ir augsnes slānis, no kura lietus ūdens ir aizvācis dažus metālus (to sauc par "izskalošanu"). Šie metāli uzkrājas citā, zemākā slānī. Visbeidzot, ir slānis, ko veido galvenokārt sasmalcināti pamatiežu gabali. Augsnē var būt visi šie slāņi vai tikai daži no tiem.

Augsne ir svarīga, jo lielākā daļa gruntsūdeņu, ko izmanto visur, sākot no pilsētas ūdensapgādes līdz lauksaimniecībai, atrodas augsnē, nevis pamatiežos.

Augsnes veidošanās — pedogeneze

Augsnes veidošanos ietekmē pieci galvenie faktori: pamatiezis (iežu materiāls), klimats, organismi (augi, dzīvnieki, mikrobi), reljefs (terena nogāzes un novietojums) un laiks. Cilvēka darbība tagad tiek uzskatīta par sešu faktoru paplašinājumu, jo tā būtiski maina augsnes attīstību (piemēram, lauksaimniecība, mežsaimniecība, urbanizācija).

Augsnes slāņi (horizonti)

Tipiska augsnes profila struktūra ietver vairākus horizontus, kurus apzīmē ar burtiem:

• O — organiskā virskārta, dominē samirkusi vai nedecomposed organiskā viela;
• A — virsslānis vai virsējslānis (topsoil), bagāts ar organisko vielu un mikroorganismiem, svarīgs augu sakņu attīstībai;
• E — eluviācijas slānis, kurā notiek materiālu izskalošana (pelēcīgs, mazāk humusa);
• B — iluviācijas slānis, kur nogulsnējas izskalošanas produkti (metāli, māls, oksīdi);
• C — nesanosināts pamatieža materiāls, maz mainījies;
• R — neskarta cietā ieža slānis (bedrock).

Ne visas augsnēs būs visi šie horizonti — to sastāvs un biezums atšķiras atkarībā no iepriekš minētajiem veidošanās faktoriem.

Augsnes īpašības

Augsnes funkcijas un derīgums atkarīgi no:

• tekstuūras — smilts, māls, mālainība (nosaka ūdens noturēšanu un drenāžu);
• struktūras — graudu un poru izvietojums ietekmē gaisa un ūdens cirkulāciju;
• organiskās vielas daudzuma — uzlabo strukturālo stabilitāti, barības vielu pieejamību un ūdens noturēšanu;
• pH — skābums vai sārmainība ietekmē barības vielu pieejamību augiem un mikroorganismiem;
• barības vielu saturs — slāpeklis, fosfors, kālijs un citi elementi, kas nepieciešami augiem;
• bioloģiskā daudzveidība — tūkstošiem mikroorganismu, gliemežu, sikspārņu un citu organismu dzīvo augsnē un nodrošina sadalīšanu, mineralizāciju un barības vielu ciklus.

Augsnes nozīme un funkcijas

Augsne nodrošina vairākas būtiskas funkcijas:

• vides atbalsts kultūraugiem un dabiskajām augāju kopām;
• ūdens attīrīšana un gruntsūdeņu uzkrāšana — augsne filtrē un akumulē nokrišņu ūdeni, kas uzkrājas gruntsūdeņos;
• oglekļa krātuve — organiskā viela augsnē satur lielu daļu zemes oglekļa, tādējādi ietekmējot klimata procesuus;
• dzīvesvietu nodrošināšana — daudzveidīgas augsnes kopas ir būtiskas dažādu sugu izdzīvošanai;
• inženiertehniskā nozīme — būvniecības pamati un ceļu būve ņem vērā augsnes īpašības;
• kultūrvēsturisks un arheoloģisks — augsnes slāņi glabā informāciju par pagātni, ko izmanto arheoloģijā.

Augsnes klasifikācija un kartēšana

Augsnes klasifikācija palīdz salīdzināt un sistematizēt augsnes tipoloģiju starp reģioniem. Starptautiski izmantotie sistemi, piemēram, Pasaules augsnes resursu bāze (WRB) vai ASV lauksaimniecības departamenta (USDA) klasifikācija, nodrošina vienotu valodu pētniekiem un praktiķiem. Augsnes kartēšana ir svarīga lauksaimniecībai, zemes lietošanas plānošanai un vides pārvaldībai — tā rāda augsnes tipu izvietojumu, īpašības un riska zonas (piem., erozija vai piesārņojums).

Cilvēka ietekme un augsnes saglabāšana

Cilvēka darbība var gan uzlabot, gan degradēt augsni. Galvenie augsnes apdraudējumi ir:

• erosija — augsnes virskārtas erozija no vēja vai ūdens;
• piesārņojums — ķīmiskas vielas, smagie metāli un notekūdeņu ietekme;
• kompakcija — smags aprīkojums spiež poras, samazinot gaisa un ūdens cirkulāciju;
• salinizācija — pārmērīga sāļu uzkrāšanās, īpaši intensīvā lauksaimniecībā un nekvalitatīvā apūdeņošanā;
• augsnes noklusēšana — organiskās vielas zudums un biotopu samazināšanās.

Lai saglabātu augsni, izmanto metodes, piemēram, augu segumu uzturēšana (cover crops), saudzīga apstrāde (reduced tillage), kontūrdarbi un terases, buferjoslas gar upēm, pareiza apūdeņošanas vadība un atjaunošana ar organiskām mēslojumiem. Ilgtspējīga augsnes pārvaldība uzlabo gan ražību, gan vides kvalitāti.

Praktiski ieteikumi

• veiciet augsnes analīzes pirms mēslošanas, lai noteiktu pH un barības vielu deficītus;
• izmantojiet vietēji piemērotas augu šķirnes un daudzveidīgas audzes, lai uzlabotu organiskās vielas pieejamību;
• ievērojiet nogāžu apsaimniekošanas principus, lai samazinātu eroziju;
• plānojiet apūdeņošanu un drenāžu, lai novērstu sāļšūdeni un pārmitrināšanu;
• atbalstiet vietējos augsnes pētniecības un kartēšanas projektus — tie dod pamatu ilgtspējīgai zemes izmantošanai.

Augsnes zinātne ir daudznozaru joma, kas savieno dabas un cilvēku vajadzības. Labas augsnes pārvaldības prakses ir būtiskas gan pārtikas drošībai, gan dabas resursu saglabāšanai nākamajām paaudzēm.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir augsnes zinātne?

J: Kādas citas zinātnes ir saistītas ar augsnes zinātnēm?

J: Ko ietver termins "augsne"?

J: Kāds ir augsnes virskārtas augstums?

J: Kas notiek ar metāliem augsnes slānī, kad lietus ūdens nonāk saskarē ar to?

J: No kā sastāv zemākais augsnes slānis?

J: Kāpēc augsne ir svarīga?

Meklēt pēc burta