Věda o půdě - Soil science

Věda o půdě je studium půda jako přírodní zdroj na povrchu Země počítaje v to tvorba půdy, klasifikace a mapování; fyzikální, chemické, biologické a úrodné vlastnosti půd; a tyto vlastnosti ve vztahu k použití a hospodaření s půdami.[1]
Někdy termíny, které odkazují na odvětví vědy o půdě, jako je např pedologie (tvorba, chemie, morfologie a klasifikace půdy) a edafologie (jak půda interaguje s živými věcmi, zejména rostlinami), jsou používány, jako by byly synonymem vědy o půdě. Rozmanitost jmen spojených s touto disciplínou souvisí s různými příslušnými asociacemi. Vskutku, inženýři, agronomové, chemici, geologové, fyzičtí geografové, ekologové, biologové, mikrobiologové, pěstitelé, sanitáři, archeologové a specialisté na regionální plánování, všechny přispívají k dalšímu poznávání půd a pokroku v vědách o půdě.[1]
Vědci v oboru půdy vyvolali obavy, jak zachovat půdu a ornou půdu ve světě s rostoucí populací, možná budoucnost vodní krize, vzrůstající na hlavu spotřeba potravin, a degradace půdy.[2]
Studijní obory
Půda zabírá pedosféra, jeden z Země Země že geovědy použít k koncepčnímu uspořádání Země. Toto je koncepční perspektiva pedologie a edafologie, dvě hlavní odvětví vědy o půdě. Pedologie je studium půdy v jejím přirozeném prostředí. Edafologie je studium půdy ve vztahu k půdně závislým účelům. Obě větve používají kombinaci fyzika půdy, chemie půdy, a biologie půdy. Vzhledem k četným interakcím mezi biosféra, atmosféra a hydrosféra které jsou hostovány v pedosféře, jsou cennější také integrovanější koncepty méně zaměřené na půdu. Mnoho konceptů nezbytných pro porozumění půdě pochází od jednotlivců, které nelze striktně identifikovat jako vědci o půdě. To zdůrazňuje mezioborové povaha půdních konceptů.
Výzkum
Závislost na půdě a její zvědavost, zkoumání rozmanitosti a dynamiky tohoto zdroje stále přináší nové objevy a poznatky. Nové možnosti výzkumu půdy jsou vynuceny potřebou porozumět půdě v kontextu klimatická změna,[3][4] skleníkové plyny, a sekvestrace uhlíku.[3] Zájem o zachování biologické rozmanitosti planety a zkoumání minulé kultury také podnítil obnovený zájem o dosažení dokonalejšího porozumění půdě.
Mapování
Většina empirických znalostí o půdě v přírodě pochází průzkum půdy úsilí. Průzkum půdy nebo mapování půdy je proces určování typy půdy nebo jiné vlastnosti půdního krytu nad krajinou a jejich mapování pro ostatní, aby je pochopili a využili. Spoléhá se na rozlišení jednotlivých vlivů pěti klasických půdotvorných faktorů. Toto úsilí čerpá geomorfologie, fyzická geografie a analýza vzorů vegetace a využití půdy. Primární data pro průzkum půdy jsou získávána terénním vzorkováním a podporována dálkový průzkum Země.
Klasifikace

Od roku 2006 Světová referenční základna pro půdní zdroje, prostřednictvím své divize Land & Water Development, je nejvýznamnějším systémem klasifikace půdy. Nahrazuje předchozí Klasifikace půdy FAO.
WRB si půjčuje od moderních konceptů klasifikace půdy, včetně USDA půdní taxonomie. Klasifikace je založena hlavně na morfologie půdy jako výraz pedogeneze. Hlavní rozdíl s USDA půdní taxonomie je, že půdní klima není součástí systému, s výjimkou případů, kdy klima ovlivňuje charakteristiky půdního profilu.
Existuje mnoho dalších klasifikačních schémat, včetně národních systémů. Struktura v národních systémech je buď nominální, dává půdám nebo krajinám jedinečné názvy, nebo je popisná a pojmenuje půdu podle jejich charakteristik, jako je červená, horká, tučná nebo písčitá. Půdy se vyznačují zjevnými vlastnostmi, jako je fyzický vzhled (např. Barva, struktura, poloha krajiny), výkon (např. Produkční schopnost, záplavy) a doprovodná vegetace.[5] Mnohým známý lidový rozdíl je klasifikace textura jako těžké nebo lehké. Lehký obsah půdy a lepší struktura, obracejte se a obdělávejte méně úsilí. Na rozdíl od všeobecného přesvědčení, lehké půdy neváží méně než těžké půdy na suchém vzduchu, ani nemají více pórovitost.
Dějiny
Nejdříve známý systém klasifikace půdy pochází z Číny, což je uvedeno v knize Yu Gong (5. století př. N. L.), Kde byla půda rozdělena do tří kategorií a devíti tříd v závislosti na její barvě, struktuře a hydrologii.[6]
Současníci Friedrich Albert Fallou, německý zakladatel moderní vědy o půdě, a Vasilij Dokuchaev, ruskému zakladateli moderní vědy o půdě, se připisuje mezi prvními, kteří identifikovali půdu jako zdroj, jehož odlišnost a složitost si zasluhovala koncepčně oddělit od geologie a rostlinné výroby a považovat je za celek. Jako zakladatel vědy o půdě má Fallou časovou převahu. Fallou pracoval na původu půdy před narozením Dokuchaev, avšak Dokuchaevova práce byla rozsáhlejší a je považována za významnější pro moderní teorii půdy než Fallouova.
Dříve byla půda považována za produkt chemických přeměn hornin, mrtvý substrát, ze kterého rostliny odvozují výživné prvky. Půda a podloží se ve skutečnosti rovnaly. Dokuchaev považuje půdu za přirozené tělo, které má svou vlastní genezi a vlastní historii vývoje, tělo se složitými a mnohotvárnými procesy, které v ní probíhají. Půda se považuje za odlišnou od podloží. Ten se stává půdou pod vlivem řady půdotvorných faktorů (podnebí, vegetace, země, reliéf a věk). Podle něj by se půdě mělo říkat „denní“ nebo vnější obzory hornin bez ohledu na typ; přirozeně se mění společným působením vody, vzduchu a různých druhů živých a mrtvých organismů.[7]
Encyklopedická definice z roku 1914: „různé formy Země na povrchu hornin, vzniklé rozpadem nebo zvětráváním hornin“.[8] slouží k ilustraci historického pohledu na půdu, který přetrvával od 19. století. Dokuchaevův půdní koncept z konce 19. století se vyvinul ve 20. století na půdu jako zemitý materiál, který byl změněn živými procesy.[9] Důsledkem je, že půda bez živé složky je prostě součástí vnější vrstvy Země.
K dalšímu zdokonalování půdního konceptu dochází s ohledem na zhodnocení přenosu energie a transformace v půdě. Termín je populárně aplikován na materiál na povrchu zemského měsíce a Mars, využití přijatelné pro část vědecké komunity. Tomuto modernímu chápání půdy odpovídá Nikiforoffova definice půdy z roku 1959 jako „vzrušené kůže spodní vzdušné části zemské kůry“.[10]
Oblasti praxe
Akademicky mají vědci v oboru půdy tendenci přitahovat jednu z pěti oblastí specializace: mikrobiologie, pedologie, edafologie, fyzika nebo chemie. Specifika práce jsou přesto velmi diktována výzvami, kterým čelí touha naší civilizace udržovat zemi, která ji podporuje, a rozdíly mezi subdisciplíny vědy o půdě se v tomto procesu často stírají. Profesionálové v oboru půdní vědy běžně zůstávají aktuální v chemii půdy, fyzice půdy, mikrobiologii půdy, pedologii a aplikované vědě o půdě v souvisejících oborech
Jedno zajímavé úsilí vyvíjející se vědci o půdě v USA od roku 2004[Aktualizace] je iniciativa kvality půdy. Ústředním bodem Iniciativy kvality půdy je vývoj indexů zdraví půdy a jejich sledování způsobem, který nám poskytuje dlouhodobou (desetiletí před desetiletí) zpětnou vazbu o našem výkonu jako správců planety. Toto úsilí zahrnuje pochopení funkcí půdních mikrobiotických krust a zkoumání potenciálu sekvestrace atmosférického uhlíku půdní organická hmota. Koncept kvality půdy však nebyl bez kontroverze a kritiky, včetně kritiky laureáta Nobelovy ceny Norman Borlaug a vítěz světové ceny za jídlo Pedro Sanchez.
Tradičnější rolí pro půdní vědce bylo mapování půd. Většina oblastí ve Spojených státech má nyní publikované průzkum půdy, který obsahuje interpretační tabulky o tom, jak vlastnosti půdy podporují nebo omezují aktivity a využití. Mezinárodně uznávaná taxonomie půdy umožňuje jednotnou komunikaci charakteristik půdy a funkce půdy. Národní a mezinárodní snahy o průzkum půdy poskytly profesi jedinečný pohled na funkce krajinného měřítka. Zdá se, že funkce krajiny, kterým se vědci v oboru půdy zabývají, spadají zhruba do šesti oblastí:
- Pozemní nakládání s odpady
- Septický systém
- Hnůj
- Obecní biologické pevné látky
- Odpad ze zpracování potravin a vláken
- Identifikace a ochrana environmentálně kritických oblastí
- Citlivé a nestabilní půdy
- Mokřady
- Unikátní půdní situace, které podporují cenné místo výskytu, a rozmanitost ekosystémů
- Řízení pro optimální produktivitu půdy
- Řízení pro optimální kvalitu vody
- Bouřková voda řízení
- Usazenina a eroze řízení
- Sanace a obnova poškozených pozemků
- Rekultivace dolů
- Poškození povodní a bouří
- Kontaminace
- Udržitelnost požadovaného použití
Existují také praktické aplikace vědy o půdě, které nemusí být zřejmé z pohledu publikovaného průzkumu půdy.
- Radiometrické datování: konkrétně znalost místní pedologie se používá k dnešnímu dni předchozí činnosti na místě
- Stratifikace (archeologie) kde procesy tvorby půdy a konzervační vlastnosti mohou informovat studium archeologická naleziště
- Geologické jevy
- Změna půdy za účelem dosažení nového využití
- Vitrifikace obsahovat radioaktivní odpady
- Vylepšení mikrobiální půda schopnosti odbourávat kontaminující látky (bioremediace ).
- Usazování uhlíku
- Environmentální věda o půdě
- Pedologie
- Biologie půdy
- Chemie půdy
- Půdní biochemie
- Mineralogie půdy
- Fyzika půdy
- Funkce pedotransferu
- Mechanika půdy a strojírenství
- Hydrologie půdy, hydropedologie
Oblasti použití ve vědě o půdě
- Klimatická změna[3]
- Ekosystém studie
- Funkce pedotransferu
- Úrodnost půdy / Správa živin
- Hospodaření s půdou
- Průzkum půdy
- Standardní metody analýzy
- Povodí a mokřad studie
Související disciplíny
- Zemědělské vědy
- Věda o zemědělské půdě
- Agrofyzika Věda
- Zavlažování řízení
- Antropologie
- Věda o životním prostředí
- Fyzická geografie
- Geologie
- Hydrologie
- Nakládání s odpady
- Mokřad Věda
Úložná kapacita deprese
Skladovací kapacita deprese ve vědě o půdě je schopnost určité oblasti půdy zadržovat vodu v jámách a prohlubních, čímž brání jejímu toku.[12] Deprese úložná kapacita, spolu s infiltrační kapacita, je jedním z hlavních faktorů podílejících se na Horton pozemní tok, přičemž objem vody překračuje kapacitu pro infiltraci i depresi a začíná proudit vodorovně po zemi, což může vést k záplavy a eroze půdy. Studium skladovací kapacity deprese země je důležité v oblastech geologie, ekologie a zejména hydrologie.
Viz také
- Věda o zemědělské půdě
- Agroekologie
- Agrologie
- Agrofyzika
- Australian Society of Soil Science Incorporated (ASSSI)
- Kompost
- Historie vědy o půdě
- Mezinárodní referenční a informační středisko pro půdu (ISRIC)
- Mezinárodní unie věd o půdě (IUSS)
- Vápnění (půda)
- Seznam ruských vědců o Zemi
- Seznam státních sdružení věd o půdě
- Seznam státních licenčních rad pro půdu
- National Society of Consulting Soil Scientists (NSCSS)
- Test rezonanční kolony
- Biologie půdy
- Soil Science Society of America (SSSA)
- Hodnota půdy
- Světový kongres vědy o půdě (WCSS)
Reference
- ^ A b Jackson, J. A. (1997). Glosář geologie (4. vyd.). Alexandria, Virginie: Americký geologický institut. p 604. ISBN 0-922152-34-9
- ^ H. H. Janzen; et al. (2011). „Globální vyhlídky zakořeněné ve vědě o půdě“. Soil Science Society of America Journal. 75 (1): 1. Bibcode:2011SSASJ..75 .... 1J. doi:10.2136 / sssaj2009.0216.
- ^ A b C Ochoa-Hueso, R; Delgado-Baquerizo, M; King, PTA; Benham, M; Arca, V; Power, SA (únor 2019). „Typ ekosystému a kvalita zdrojů jsou při regulaci počátečních stádií rozkladu vrhů důležitější než hybné síly globálních změn.“ Půdní biologie a biochemie. 129: 144–152. doi:10.1016 / j.soilbio.2018.11.009.
- ^ Pielke, Roger (12. prosince 2005). „Je půda důležitou součástí klimatického systému?“. Weblog o klimatu. Archivovány od originál dne 8. září 2006. Citováno 19. dubna 2012.
- ^ „Lidové systémy“. Archivovány od originál dne 6. března 2007. Citováno 19. dubna 2012.
- ^ Arnold, R. et al. (2009) Příručka půdní terminologie, korelace a klasifikace Earthscan, Londýn, Anglie.
- ^ Krasilnikov, N.A. (1958) Půdní mikroorganismy a vyšší rostliny Archivováno 12. Listopadu 2004 v Wayback Machine
- ^ Wikisource: Referenční práce nového studenta / 4-0310
- ^ Buol, S. W .; Hole, F. D. & McCracken, R. J. (1973). Geneze a klasifikace půdy (První vydání). Ames, IA: Iowa State University Press. ISBN 978-0-8138-1460-5..
- ^ C. C. Nikiforoff (1959). „Přehodnocení půdy: Pedogeneze se skládá z transakcí hmoty a energie mezi půdou a jejím okolím“. Věda. 129 (3343): 186–196. Bibcode:1959Sci ... 129..186N. doi:10.1126 / science.129.3343.186. PMID 17808687.
- ^ "Světová referenční základna | FAO půdní portál | Organizace pro výživu a zemědělství OSN".
- ^ Hansen, Bjarne, Per Schjønning a Erik Sibbesen. "Indexy drsnosti pro odhad úložné kapacity deprese obdělávaných povrchů půdy Archivováno 25. srpna 2017 v Wayback Machine "Soil and Tillage Research 52.1 (1999): 103-111.
- Zaměstnanci průzkumu půdy (1993). Soil Survey: Early Concepts of Soil. (html) Manuál pro průzkum půdy USDA Příručka 18.Služba ochrany půdy. Americké ministerstvo zemědělství. URL zpřístupněno 30. 11. 2004.
- Marion LeRoy Jackson (2005). Chemická analýza půdy: Pokročilý kurz. UW-Madison Libraries Parallel Press. str. 5–. ISBN 978-1-893311-47-3.