Войти
Terra preta (португальский произношение:, местно, буквально «черная земля» на португальском ) - это тип очень темного плодородного искусственного растения (антропогенная ) почва, обнаруженная в бассейне Амазонки. Он также известен как «Амазонская темная земля» или «Индийская черная земля» . На португальском языке его полное название - terra preta do índio или terra preta de índio («чернозем индийского », «индейский чернозем»). Terra mulata («земля мулата») имеет более светлый или коричневатый цвет.
Самодельная terra preta с кусочками древесного угля, обозначенными белыми стрелками Terra preta обязана своим характерным черным цветом содержанию выветрившегося древесного угля, и был сделан путем добавления смеси древесного угля, кости, битой керамики, компоста и навоза в низкоплодородную амазонскую почву. Продукт коренного управления почвами и подсечно-гольца сельского хозяйства, угль является стабильным и остается в почве в течение тысяч лет, связывание и удержание минералов и питательных веществ.
Terra Прет İŞ характеризуется наличием низкотемпературных остатков древесного угля в высоких концентрациях; большое количество крошечных черепков глиняной посуды ; органических веществ, таких как растительные остатки, фекалии животных, кости рыб и животных и другие материалы; и из питательных веществ, таких как азот, фосфор, кальций, цинк и марганец. Плодородные почвы, такие как terra preta, демонстрируют высокий уровень активности микроорганизмов и другие специфические характеристики в пределах определенных экосистем..
Зоны Terra preta обычно окружены terra comum (или ), или «обычная почва»; это неплодородные почвы, в основном акрисоли, но также ферралсоли и аренозоли. Обезлесенные пахотные почвы в Амазонке являются продуктивными в течение короткого периода времени, прежде чем их питательные вещества будут поглощены или вымыты дождем или наводнением. Это вынуждает фермеров мигрировать на несгоревшую территорию и расчищать ее (огнем). Terra preta менее подвержена вымыванию питательных веществ из-за высокой концентрации древесного угля, микробов и органических веществ. Комбинация накапливает питательные вещества, минералы и микроорганизмы и выдерживает вымывание.
Земли Terra preta были созданы фермерскими сообществами между 450 г. до н.э. и 950 г. н.э. Глубина почвы может достигать 2 метров (6,6 футов). Сообщается, что он регенерирует со скоростью 1 см (0,4 дюйма) в год.
Происхождение амазонских темных земель не сразу стало ясно для более поздних поселенцев. Одна идея заключалась в том, что они возникли в результате пеплопадов вулканов в Андах, так как они чаще встречаются на выступах более высоких террас. Другая теория считала его образование результатом седиментации в третичных озерах или в недавних прудах.
Почвы с повышенным содержанием древесного угля и обычным присутствием керамических остатков могут случайно срастаться около жилых помещений в виде остатков от приготовления пищи, костры для приготовления пищи, скопились кости животных и рыбы , битая посуда и т. д. Сейчас считается, что многие почвенные конструкции terra preta образовались под кухонным навозом, а также преднамеренно производились в больших масштабах. Возделываемые территории вокруг жилых районов называются terra mulata. Почвы Terra mulata более плодородны, чем окружающие почвы, но менее плодородны, чем terra preta, и, скорее всего, были намеренно улучшены с помощью древесного угля.
Этот тип почвы появился между 450 г. до н.э. и 950 г. н.э. на участках по всей Амазонке. Бассейн.
Амазонки сформировали сложные крупномасштабные социальные образования, включая вождества (особенно в междуречных регионах) и даже большие города. Например, культура на острове Марахо могла развить социальную стратификацию и поддержать население в 100000 человек. Амазонки, возможно, использовали terra preta, чтобы сделать землю пригодной для крупномасштабного сельского хозяйства.
Испанский исследователь Франсиско де Орельяна был первым европейцем, пересекшим реку Амазонку в 16 век. Он сообщил о густонаселенных регионах, простирающихся на сотни километров вдоль реки, что свидетельствует о том, что численность населения превышает даже сегодняшний. Орельяна, возможно, преувеличил уровень развития, хотя это оспаривается. Доказательства, подтверждающие его утверждение, получены из открытия геоглифов, датируемых периодом 0–1250 гг. Н. Э. И датируемыми terra preta. Помимо геоглифов, эти народы не оставили никаких памятников, возможно, потому, что они построены из дерева, которое сгнило бы во влажном климате, так как камень был недоступен.
Какими бы ни были масштабы, эта цивилизация исчезла после демографического коллапса 16-17 веков из-за болезней, занесенных европейцами, таких как оспа. Оседлые земледельцы снова стали кочевниками, сохранив при этом особые традиции своих оседлых предков. Их полукочевые потомки выделяются среди племенных коренных народов наследственной, но безземельной аристократией, исторической аномалией для общества без оседлой аграрной культуры.
Более того, многие коренные народы приспособились к более мобильному образу жизни, чтобы избежать колониализма. Это могло сделать такие преимущества terra preta, такие как способность к самообновлению, менее привлекательными: фермеры не смогли бы возделывать обновленную почву во время миграции. Подсеченное сельское хозяйство могло быть приспособлением к этим условиям. В течение 350 лет после прихода европейцев португальская часть бассейна оставалась без присмотра.
Земли Terra preta встречаются в основном в бразильской Амазонке, где Sombroek et al. по оценкам, они занимают от 0,1 до 0,3%, или от 6300 до 18 900 квадратных километров (от 2400 до 7300 квадратных миль) низколесной Амазонии; но другие оценивают эту поверхность в 10,0% или более (вдвое больше площади Великобритании ). Последние прогнозы, основанные на моделях, предполагают, что площадь почвы terra preta может составлять 3,2% от площади леса.
Terra preta существует на небольших участках в среднем 20 га (49 акров), но на площадях почти 360 га (890 га). акров) также сообщалось. Они встречаются среди различных климатических, геологических и топографических ситуаций. Они расположены либо вдоль основных водотоков, от Восточной Амазонии до центрального бассейна, либо расположены на междуречных участках (в основном круглой или линзовидной формы) и меньшего размера, в среднем около 1,4 га (3,5 акра), (см. карту распределения участков terra preta в бассейне Амазонки. Распространение тропических лесов между саваннами могло быть в основном антропогенным - понятие с драматическими последствиями для сельского хозяйства во всем мире и охраняемые.
участки Terra preta также известны в Эквадоре, Перу и Французской Гвиане и на Африканском континенте в Бенине., Либерия и Южноафриканские саванны.
В международной системе классификации почв Всемирная справочная база почв Ресурсы (WRB) Terra preta называется Pretic Anthrosol. Самая распространенная исходная почва, которая до преобразования в terra preta - это Ferralsol. Terra preta имеет автомобиль bon от высокого до очень высокого (более 13–14% органического вещества) в его горизонте А, но без гидроморфных характеристик. Terra preta представляет важные варианты. Например, сады рядом с жилищами получали больше питательных веществ, чем более удаленные поля. Вариации темных земель Амазонки не позволяют четко определить, все ли они были намеренно созданы для улучшения почвы или самые легкие варианты являются побочным продуктом проживания.
Способность Terra preta увеличивать свой собственный объем - таким образом, улавливать больше углерода - была впервые задокументирована почвоведом Уильямом I. Вудсом из Университета Канзаса. Это остается главной загадкой terra preta.
Процессы, ответственные за формирование почв terra preta, включают:
Превращение биомассы в древесный уголь приводит к образованию ряда производных древесного угля, известных как пирогенный или черный углерод, состав которых варьируется от от слегка обугленного органического вещества до частиц сажи, богатых графитом, образованных в результате рекомпозиции свободных радикалов. Все виды карбонизированных материалов называются древесным углем. Традиционно древесным углем считается любое природное органическое вещество, преобразованное термически или в результате реакции дегидратации с соотношением кислород / углерод (O / C) менее 60; были предложены меньшие значения. Из-за возможных взаимодействий с минералами и органическими веществами почвы практически невозможно идентифицировать древесный уголь, определяя только пропорцию O / C. Процент водорода / углерода или молекулярные маркеры, такие как бензолполикарбоновая кислота, используются в качестве второго уровня идентификации.
Коренные жители добавляли низкотемпературный древесный уголь в бедные почвы. В некоторых terra preta было измерено до 9% черного углерода (против 0,5% в окружающих почвах). Другие измерения показали, что уровень углерода в 70 раз выше, чем в окружающих ферралсолах, с приблизительными средними значениями 50 Мг / га / м.
Химическая структура древесного угля в почвах terra preta характеризуется поли -конденсированные ароматические группы, которые обеспечивают длительную биологическую и химическую стабильность против микробной деградации; после частичного окисления он также обеспечивает максимальное удержание питательных веществ. Низкотемпературный древесный уголь (но не уголь из трав или материалов с высоким целлюлозой ) имеет внутренний слой биологических нефтяных конденсатов, потребляемых бактериями, и подобен целлюлозе по своему влиянию на рост микробов.. Обугливание при высокой температуре поглощает этот слой и мало увеличивает плодородие почвы. Образование конденсированных ароматических структур зависит от способа производства древесного угля. Медленное окисление древесного угля создает карбоксильные группы ; они увеличивают обменную способность катионов почвы. Ядро частиц черного углерода, образованное биомассой, остается ароматным даже через тысячи лет и представляет собой спектральные характеристики свежего древесного угля. Вокруг этого ядра и на поверхности частиц черного углерода находятся более высокие пропорции форм карбоновых и фенольных углеродов, пространственно и структурно отличных от ядра частицы. Анализ групп молекул свидетельствует как об окислении самой частицы черного углерода, так и об адсорбции не черного углерода.
Таким образом, этот древесный уголь имеет решающее значение для устойчивости terra preta. Добавление в ферралсола древесного угля значительно увеличивает производительность. В глобальном масштабе сельскохозяйственные угодья потеряли в среднем 50% своего углерода из-за интенсивного культивирования и других повреждений человеческого происхождения.
Свежий древесный уголь должен быть «заряжен», прежде чем он сможет функционировать как биотоп. Несколько экспериментов демонстрируют, что незаряженный древесный уголь может вызвать временное истощение доступных питательных веществ при первом внесении в почву, то есть до тех пор, пока его поры не заполнятся питательными веществами. Это можно преодолеть, вымачивая древесный уголь на две-четыре недели в любом жидком питательном веществе (моча, растительный чай и т. Д.).
Biochar - древесный уголь, производимый при относительно низких температурах из биомассы древесины и листовых растительных материалов в среде с очень низким содержанием кислорода или его отсутствием. Было замечено, что внесение в почву биоугля увеличивает активность арбускулярных микоризных грибов. Испытания материалов с высокой пористостью, таких как цеолит, активированный уголь и древесный уголь, показывают, что рост микробов существенно улучшается с использованием древесного угля. Возможно, небольшие кусочки древесного угля мигрируют в почве, обеспечивая среду обитания для бактерий, разлагающих биомассу в поверхностном почвенном покрове. Этот процесс может играть важную роль в самораспространении terra preta; полезный цикл развивается по мере того, как грибок распространяется из древесного угля, фиксируя дополнительный углерод, стабилизируя почву с помощью гломалина и увеличивая доступность питательных веществ для близлежащих растений. Свой вклад вносят многие другие агенты, от дождевых червей до людей, а также процесс обугливания.
Если biochar станет широко использоваться для улучшения почвы, побочный эффект приведет к глобально значительному связыванию углерода, что поможет опосредовать глобальное потепление. «Системы управления почвой с использованием биокольца могут обеспечить снижение выбросов углерода, а секвестрированный углерод легко поддается учету и проверке».
Показано, что биочар увеличивает способность почвы катионообменную способность, что приводит к улучшению поглощение питательных веществ растениями. Наряду с этим он был особенно полезен для кислых тропических почв, так как он способен повышать pH из-за своей слегка щелочной природы. Biochar показывает, что по отношению к почве продуктивность окисленных остатков является особенно стабильной, обильной и способной повысить уровни плодородия почвы.
Стабильность biochar по сравнению с другими формами древесного угля обусловлена его образованием. Процесс сжигания органического материала при высоких температурах и низком уровне кислорода приводит к получению пористого продукта с высоким содержанием угля и низким содержанием золы. Biochar может долгое время вносить большой вклад в плодородие почвы.
Пористость древесного угля способствует лучшему удержанию органических веществ, воды и растворенных питательных веществ, а также таких загрязняющих веществ, как пестициды и ароматические поли- циклические углеводороды.
Высокий потенциал поглощения органических молекул (и воды) древесным углем обусловлен его пористой структурой. Высокая концентрация древесного угля Terra preta поддерживает высокую концентрацию органических веществ (в среднем в три раза больше, чем в окружающих бедных почвах), до 150 г / кг. Органические вещества могут быть обнаружены на глубине от 1 до 2 метров (от 3 футов 3 дюйма до 6 футов 7 дюймов).
Bechtold предлагает использовать terra preta для почв, которые на глубине 50 см (20 дюймов) показывают минимальная доля органического вещества более 2,0-2,5%. Накопление органического вещества во влажных тропических почвах - парадокс из-за оптимальных условий для деградации органических веществ. Примечательно, что антрозоли регенерируются, несмотря на преобладание этих тропических условий и их высокую скорость минерализации. Стабильность органического вещества в основном объясняется тем, что биомасса потребляется лишь частично.
Почвы Terra preta также содержат большее количество питательных веществ и лучше удерживают эти питательные вещества, чем окружающие неплодородные почвы. Доля P достигает 200–400 мг / кг. Количество N также выше в антрозоле, но это питательное вещество иммобилизовано из-за высокой доли C над N в почве.
Доступность P, Ca, Mn и Zn в антрозоле выше, чем в ферразоле. Поглощение P, K, Ca, Zn и Cu растениями увеличивается при увеличении количества доступного древесного угля. Производство биомассы для двух культур (рис и Vigna unguiculata ) увеличилось на 38–45% без внесения удобрений (P < 0.05), compared to crops on fertilized ferralsol.
с добавлением кусков древесного угля диаметром примерно 20 мм (0,79 дюйма)). вместо измельченного древесного угля не повлияло на результаты, за исключением марганца (Mn), абсорбция которого значительно увеличилась.
Выщелачивание питательных веществ в этом антрозоле минимально, несмотря на их обилие, что приводит к высокое плодородие. Однако, когда в почву вносятся неорганические питательные вещества, дренаж питательных веществ в антрозоле превышает дренаж удобренного ферралсола.
В качестве потенциальных источников питательных веществ только C (через фотосинтез ) и N (в результате биологической фиксации) могут производиться in situ. Все остальные элементы (P, K, Ca, Mg и т. д.) должны присутствовать в почве. В Амазонии обеспечение питательными веществами от разложения естественных органических материя терпит неудачу, поскольку сильные дожди смывают высвободившиеся питательные вещества и естественные почвы (ферр алсоли, акризоли, ликсизоли, аренозоли, уксисоли и т. д.) не имеют минеральных веществ, обеспечивающих эти питательные вещества. Глинистое вещество, которое существует в этих почвах, способно удерживать лишь небольшую часть питательных веществ, полученных в результате разложения. В случае terra preta единственными возможными источниками питательных веществ являются первичные и вторичные. Были обнаружены следующие компоненты:
Насыщение pH и основанием более важно, чем в окружающих почвах.
Бактерии и грибы (микоорганизмы) живут и умирают в пористой среде древесного угля, тем самым увеличивая содержание в нем углерода.
Значительное биологическое образование черного углерода был идентифицирован, особенно во влажных тропических условиях. Возможно, гриб Aspergillus niger является основной причиной этого.
Сапсан дождевой червь Pontoscolex corethrurus (Oligochaeta : Glossoscolecidae ) глотает древесный уголь и смешивает его с минеральной почвой в тонко измельченной форме. P. corethrurus широко распространен в Амазонии, особенно на вырубках после сжигания, благодаря своей устойчивости к низкому содержанию органических веществ в почве. Это важный элемент в создании terra preta, связанный с агрономическими знаниями, включающими наслоение древесного угля тонкими регулярными слоями, благоприятными для его захоронения P. corethrurus.
Некоторые муравьи отпугиваются от свежей terra preta; их плотность оказывается низкой примерно через 10 дней после производства по сравнению с таковой в контрольных почвах.
Новый термин "синтетическая терра прета". STP - это удобрение, состоящее из материалов, которые, как считается, воспроизводят оригинальные материалы, в том числе измельченную глину, кровь и костную муку, навоз и биоугля, имеют твердую природу и способны перемещаться по профилю почвы и улучшать ее плодородие и углерод в текущей почве>peds и суммируется в течение приемлемого периода времени. Такая смесь обеспечивает многократное улучшение почвы, достигая, по крайней мере, качества terra mulata. Кровь, костная мука и куриный помет полезны для кратковременного внесения органических удобрений. Возможно, наиболее важной и уникальной частью улучшения плодородия почвы является углерод, который, как считается, постепенно внедрялся 4-10 тысяч лет назад. Biochar способен снижать кислотность почвы и, если его пропитать в богатой питательными веществами жидкости, может медленно высвобождать питательные вещества и обеспечивать среду обитания для микробов в почве благодаря своей высокой пористости площади поверхности..
Целью является экономически жизнеспособный процесс, который можно было бы включить в современное сельское хозяйство. Средне бедные тропические почвы легко обогащаются до terra preta nova путем добавления древесного угля и сгущенного дыма. Terra preta может стать важным средством связывания углерода в будущем, в то же время обращая вспять текущее всемирное снижение плодородия почвы и связанное с ним опустынивание. Возможно ли это в большем масштабе, еще предстоит доказать. Дерево Люцерна (tagasaste или Cytisus proliferus ) - это один из видов удобрений, используемых для создания terra preta. Усилия по воссозданию этих почв предпринимаются такими компаниями, как Embrapa и другими организациями в Бразилии.
Синтетическая террапрета производится в Центре биокультурной регенерации Сачамама в высокогорных районах Амазонки, Перу. В этой области много почвенных зон terra preta, что свидетельствует о том, что этот антрозоль образовался не только в бассейне Амазонки, но и на более высоких высотах.
Синтетический процесс terra preta был разработан Альфонс-Эдуардом Кригером для получения высокого гумус, богатая питательными веществами, водопоглощающая почва.
Terra preta sanitation (TPS) системы были изучены как альтернативный санитарный вариант с помощью эффекты молочнокислых заболеваний в сухих туалетах с отводом мочи и последующая обработка вермикомпостированием.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с Terra preta. |
