v mezinárodním systému klasifikace půdy Světová referenční základna pro půdní zdroje (WRB) Terra preta se nazývá Pretic Anthrosol. Nejběžnější původní půda před přeměnou na terra preta je Ferralsol. Terra preta má ve svém horizontu a obsah uhlíku v rozmezí od Vysokého po velmi vysoký (více než 13-14% organické hmoty), ale bez hydromorfních charakteristik. Terra preta představuje důležité varianty. Například zahrady v blízkosti obydlí dostávaly více živin než pole vzdálenější. Variace amazonských tmavých zemin brání jasnému určení, zda byly všechny záměrně vytvořeny pro zlepšení půdy nebo zda jsou nejlehčí varianty vedlejším produktem bydlení.
schopnost Terra preta zvýšit svůj vlastní objem-tedy sekvestrovat více uhlíku-byla poprvé zdokumentována pedologem Williamem i. Woodsem z University of Kansas. To zůstává ústředním tajemstvím terra preta.
procesy odpovědné za tvorbu půd terra preta jsou:
- Začlenění dřevěné uhlí
- Začlenění organické hmoty a živin
- Růst mikroorganismů a zvířat, v půdě,
Dřevo charcoalEdit
transformace biomasy do uhlí produkuje řadu uhlí deriváty známé jako pyrogenní nebo černý uhlík, složení, které se liší od lehce spálené organické hmoty, saze, částice bohaté na grafit tvoří přeskupení volných radikálů. Všechny typy karbonizovaných materiálů se nazývají dřevěné uhlí. Podle konvence se uhlí považuje za jakoukoli přírodní organickou hmotu transformovanou tepelně nebo dehydratační reakcí s poměrem kyslík/uhlík (O/C) menším než 60; byly navrženy menší hodnoty. Z důvodu možných interakcí s minerály a organické hmoty z půdy, je téměř nemožné identifikovat uhlí stanovením poměru O/C. vodík/uhlík procento nebo molekulární markery, jako jsou benzenepolycarboxylic kyseliny, se používají jako druhý stupeň identifikace.
původní obyvatelé přidávali nízkoteplotní uhlí do chudých půd. V některých terra preta bylo naměřeno až 9% černého uhlíku (oproti 0, 5% v okolních půdách). Další měření zjistil, oxid úrovně 70 krát větší než v okolních ferralsols, s přibližné průměrné hodnoty 50 Mg/ha/m.
chemické struktury uhlí v terra preta půdy je charakterizována poly-kondenzované aromatické skupiny, které poskytují dlouhotrvající biologické a chemické stability vůči mikrobiální degradaci; to také poskytuje, po částečné oxidace, nejvyšší uchovávání živin. Nízkoteplotní uhlí (ale ne z trav nebo materiálů s vysokou celulózou) má vnitřní vrstvu biologických ropných kondenzátů, které bakterie konzumují, a je podobné celulóze ve svých účincích na mikrobiální růst. Zuhelnatění při vysoké teplotě spotřebovává tuto vrstvu a přináší malé zvýšení úrodnosti půdy. Tvorba kondenzovaných aromatických struktur závisí na způsobu výroby dřevěného uhlí. Pomalá oxidace uhlí vytváří karboxylové skupiny; ty zvyšují výměnnou kapacitu kationtů v půdě. Jádro částic černého uhlíku produkovaných biomasou zůstává aromatické i po tisících let a představuje spektrální vlastnosti čerstvého uhlí. Kolem tohoto jádra a na povrchu částic černého uhlíku jsou vyšší podíly forem karboxylových a fenolických uhlíků prostorově a strukturálně odlišných od jádra částice. Analýza skupin molekul poskytuje důkazy jak pro oxidaci samotné částice černého uhlíku, tak pro adsorpci nečerného uhlíku.
toto uhlí je tedy rozhodující pro udržitelnost terra preta. Změna ferralsolu dřevěným uhlím výrazně zvyšuje produktivitu. Celosvětově zemědělské půdy ztratily v průměru 50% svého uhlíku v důsledku intenzivní kultivace a jiného poškození lidského původu.
čerstvé uhlí musí být „nabito“, než může fungovat jako biotop. Několik experimentů ukazují, že nenabité uhlí může přinést prozatímní vyčerpání dostupných živin při prvním uvedení do půdy, která je až do jeho póry naplní živin. To je překonáno namáčením dřevěného uhlí po dobu dvou až čtyř týdnů v jakékoli tekuté živině(moč, rostlinný čaj atd.).
Biochar
Biochar je dřevěné uhlí vyrobené za relativně nízkých teplot z biomasy dřeva a listnatých rostlinných materiálů v prostředí s velmi nízkým nebo žádným kyslíkem. Bylo pozorováno pozměnění půdy biocharem, aby se zvýšila aktivita arbuskulárních mykorhizních hub. Zkoušky materiálů s vysokou pórovitostí, jako je zeolit, aktivní uhlí a uhlí, ukazují, že mikrobiální růst se u uhlí podstatně zlepšuje. Je možné, že malé kousky dřevěného uhlí migrují v půdě a poskytují stanoviště pro bakterie, které rozkládají biomasu v povrchovém půdním krytu. Tento proces může mít zásadní úlohu v terra preta self-propagace; ctnostný cyklus, se vyvíjí jako houba se šíří z uhlí, kterým se stanoví další uhlík, stabilizaci půdy s glomalin a zvyšuje dostupnost živin pro okolí rostliny. Přispívá k tomu mnoho dalších činitelů, od žížal až po člověka, stejně jako proces zuhelnatění.
By biouhlu se stal široce používán pro zlepšení půdy, jako vedlejší účinek bude vyrábět celosvětově významné množství oxidu uhlíku, pomáhá zprostředkovat globální oteplování. „Bio-char systémy řízení půdy mohou přinést obchodovatelné snížení emisí C, A C sequestered je snadno odpovědný, a ověřitelné.“
Ukazuje se, že Biochar zvyšuje kapacitu výměny kationtů v půdě, což vede ke zlepšení příjmu živin v rostlinách. Spolu s tím byl zvláště užitečný v kyselých tropických půdách, protože je schopen zvýšit pH díky své mírně zásadité povaze. Biochar ukazuje, že ve vztahu k půdě je produktivita oxidovaných zbytků zvláště stabilní, hojná a schopná zvýšit úroveň úrodnosti půdy.
stabilita biocharu ve srovnání s jinými formami uhlí je způsobena jeho tvorbou. Proces spalování organického materiálu při vysokých teplotách a nízké hladiny kyslíku výsledky v porézní char-bohatý a ash-špatný produkt. Biochar má potenciál být živinami hustým dlouhodobým přispěvatelem k úrodnosti půdy.
Organické hmoty a nutrientsEdit
Uhlí je pórovitost přináší lepší retence organické hmoty, vody a rozpuštěných živin, stejně jako o znečišťující látky, jako jsou pesticidy a aromatické polycyklické uhlovodíky.
organická hmotaeditovat
vysoký absorpční potenciál organických molekul (a vody) uhlí je způsoben jeho porézní strukturou. Vysoká koncentrace uhlí Terra preta podporuje vysokou koncentraci organické hmoty (v průměru třikrát více než v okolních chudých půdách)až do 150 g / kg. Organická hmota se nachází v hloubce 1 až 2 metry (3 ft 3 in až 6 ft 7 in).
Bechtold navrhuje použít terra preta pro půdy, které vykazují v hloubce 50 centimetrů (20 palců) minimální podíl organické hmoty přes 2,0-2,5%. Akumulace organické hmoty ve vlhkých tropických půdách je paradoxem, protože optimální podmínky pro degradaci organické hmoty. Je pozoruhodné, že antrosoly regenerují navzdory prevalenci těchto tropických podmínek a jejich rychlé mineralizaci. Stabilita organické hmoty je hlavně proto, že biomasa je spotřebována pouze částečně.
NutrientsEdit
Terra preta půdy také vykazují vyšší množství živin a lepší uchovávání těchto živin, než okolní neplodných půdách. Podíl P dosahuje 200-400 mg / kg. Množství N je také vyšší v antrosolu, ale tato živina je imobilizována kvůli vysokému podílu C nad N v půdě.
dostupnost Antrosolu P, Ca, Mn a Zn je vyšší než ferrasol. Absorpce P, K, Ca, Zn a Cu rostlinami se zvyšuje, když se zvyšuje množství dostupného uhlí. Produkce biomasy pro dvě plodiny (rýže a Vigna unguiculata) se zvýšil o 38 až 45% bez hnojení (P < 0.05), ve srovnání s plodinami na oplodněné ferralsol.
Změna kousků uhlí o průměru přibližně 20 milimetrů (0,79 palce) namísto mletého uhlí nezměnila výsledky s výjimkou manganu (Mn), u kterého se absorpce výrazně zvýšila.
vyplavování živin je v tomto antrosolu minimální, navzdory jejich hojnosti, což vede k vysoké plodnosti. Při aplikaci anorganických živin do půdy však drenáž živin v antrosolu převyšuje drenáž živin v oplodněném ferralsolu.
jako potenciální zdroje živin lze in situ produkovat pouze C (prostřednictvím fotosyntézy) a N (z biologické fixace). Všechny ostatní prvky (P, K, Ca, Mg atd.) musí být přítomen v půdě. V Amazonii selhává zásobování živinami rozkladem přirozeně dostupné organické hmoty, protože silné srážky odplavují uvolněné živiny a přírodní půdy (ferralsoly, akrisoly, lixisoly, arenosoly, uxisoly atd.) postrádají minerální látky, které poskytují tyto živiny. Jílová hmota, která v těchto půdách existuje, je schopna pojmout pouze malý zlomek živin dostupných při rozkladu. V případě terra preta jsou jedinými možnými zdroji živin primární a sekundární. Byly nalezeny následující složky:
saturace pH a báze je důležitější než v okolních půdách.
mikroorganismy a živočichyeditovat
bakterie a houby (mykoorganismy) žijí a umírají v porézním prostředí dřevěného uhlí, čímž se zvyšuje jeho obsah uhlíku.
byla zjištěna významná biologická produkce černého uhlíku, zejména za vlhkých tropických podmínek. Je možné, že houba Aspergillus niger je hlavně zodpovědná.
peregrine žížalu Pontoscolex corethrurus (Máloštětinatci: Glossoscolecidae) příjme uhlí a mísí je v jemně mleté formě s minerální půdy. P. corethrurus je rozšířen v Amazonii a zejména na mýtinách po procesech hoření díky své toleranci nízkého obsahu organické hmoty v půdě. To jako základní prvek při vytváření terra preta, spojené s agronomickými znalostmi zahrnujícími vrstvení uhlí v tenkých pravidelných vrstvách příznivých pro jeho pohřbení P. corethrurus.
někteří mravenci jsou odpuzováni z čerstvé terra preta; jejich hustota je nízká asi 10 dní po produkci ve srovnání s hustotou v kontrolních půdách.