i det internationale jordklassificeringssystem kaldes Terra preta Pretic Anthrosol. Den mest almindelige oprindelige jord før omdannet til en terra preta er Ferralsol. Terra preta har et kulstofindhold, der spænder fra højt til meget højt (mere end 13-14% organisk stof) i sin a-horisont, men uden hydromorfe egenskaber. Terra preta præsenterer vigtige varianter. For eksempel modtog haver tæt på boliger flere næringsstoffer end marker længere væk. Variationerne i amasoniske mørke jordarter forhindrer klart at afgøre, om de alle med vilje blev skabt til jordforbedring, eller om de letteste varianter er et biprodukt af beboelse.
Terra pretas evne til at øge sit eget volumen—således at sekvestrere mere kulstof—blev først dokumenteret af pedologen Vilhelm I. skov fra University of Kansas. Dette forbliver det centrale mysterium for terra preta.
de processer, der er ansvarlige for dannelsen af terra preta jord er:
- inkorporering af trækul
- inkorporering af organisk materiale og næringsstoffer
- vækst af mikroorganismer og dyr i jorden
Trækulredit
omdannelsen af biomasse til trækul producerer en række kulderivater kendt som pyrogen eller sort kulstof, hvis sammensætning varierer fra let forkullet organisk kulstof, der er stof til sodpartikler rig på grafit dannet ved omkomposition af frie radikaler. Alle typer karboniserede materialer kaldes trækul. Efter konvention anses trækul for at være ethvert naturligt organisk stof transformeret termisk eller ved en dehydreringsreaktion med et ilt/kulstof (O/C) forhold mindre end 60; mindre værdier er blevet foreslået. På grund af mulige interaktioner med mineraler og organisk materiale fra jorden er det næsten umuligt at identificere trækul ved kun at bestemme andelen af O/C. hydrogen/carbonprocenten eller molekylære markører som f.eks.
oprindelige folk tilføjede lavtemperaturkul til fattige jordarter. Op til 9% sort kulstof er blevet målt i nogle Terra preta (mod 0,5% i omgivende jord). Andre målinger fandt kulstofniveauer 70 gange større end i omgivende ferralsoler med omtrentlige gennemsnitsværdier på 50 Mg/ha/m.
den kemiske struktur af trækul i terra preta-jord er kendetegnet ved poly-kondenserede aromatiske grupper, der giver langvarig biologisk og kemisk stabilitet mod mikrobiel nedbrydning; det giver også, efter delvis iltning, den højeste næringsretention. Lavtemperaturkul (men ikke det fra græs eller materialer med høj cellulose) har et indre lag af biologiske petroleumskondensater, som bakterierne spiser, og ligner cellulose i dets virkninger på mikrobiel vækst. Charring ved høj temperatur forbruger dette lag og bringer lidt stigning i jordens frugtbarhed. Dannelsen af kondenserede aromatiske strukturer afhænger af metoden til fremstilling af trækul. Den langsomme iltning af trækul skaber carboksyliske grupper; disse øger kationernes udvekslingskapacitet i jorden. Kernen af sorte carbonpartikler produceret af biomassen forbliver aromatisk selv efter tusinder af år og præsenterer de spektrale egenskaber ved frisk trækul. Omkring denne kerne og på overfladen af de sorte carbonpartikler er højere andele af former for carboksyliske og phenoliske carbonatomer, der er rumligt og strukturelt forskellige fra partiklens kerne. Analyse af molekylgrupperne giver beviser både for iltningen af selve den sorte carbonpartikel såvel som for adsorptionen af ikke-sort kulstof.
dette trækul er således afgørende for Terra pretas bæredygtighed. Ændring af ferralsol med trækul øger produktiviteten kraftigt. Globalt har landbrugsjord mistet i gennemsnit 50% af deres kulstof på grund af intensiv dyrkning og anden skade af menneskelig oprindelse.
frisk trækul skal “oplades”, før det kan fungere som en biotop. Flere eksperimenter viser, at uladet trækul kan medføre en foreløbig udtømning af tilgængelige næringsstoffer, når de først sættes i jorden, det vil sige indtil porerne fyldes med næringsstoffer. Dette overvindes ved at blødgøre trækulet i to til fire uger i ethvert flydende næringsstof (urin, plante te osv.).
BiocharEdit
Biochar er trækul produceret ved relativt lave temperaturer fra en biomasse af træ og grønne plantematerialer i et miljø med meget lavt eller intet ilt. Ændring af jord med biochar er blevet observeret for at øge aktiviteten af armuskulære mykorrhisale svampe. Test af materialer med høj porøsitet som f.eks. aktivt kul, Aktivt kul og trækul viser, at mikrobiel vækst forbedres væsentligt med trækul. Det kan være, at små stykker trækul migrerer i jorden, hvilket giver et levested for bakterier, der nedbryder biomassen i overfladens bunddække. Denne proces kan have en væsentlig rolle i terra pretas selvudbredelse; en dydig cyklus udvikler sig, når svampen spreder sig fra trækulet, fastgør yderligere kulstof, stabiliserer jorden med glomalin og øger tilgængeligheden af næringsstoffer til nærliggende planter. Mange andre agenter bidrager, fra regnorme til mennesker såvel som forkulningsprocessen.
skulle biochar blive meget brugt til jordforbedring, ville en bivirkning producere globalt betydelige mængder kulstofbinding og hjælpe med at formidle den globale opvarmning. “Bio-char jordforvaltningssystemer kan levere omsættelig C-emissionsreduktion, og C-sekvestreret er let ansvarlig og verificerbar.”
Biochar viser sig at øge jordkationsudvekslingskapaciteten, hvilket fører til forbedret optagelse af plantenæringsstoffer. Sammen med dette var det især nyttigt i sure tropiske jordarter, da det er i stand til at hæve pH på grund af dets let alkaliske natur. Biochar viser, at produktiviteten af iltede restprodukter i forhold til en jord er særlig stabil, rigelig og i stand til at øge jordens frugtbarhed.
stabiliteten af biochar sammenlignet med andre former for trækul skyldes dens dannelse. Processen med at brænde organisk materiale ved høje temperaturer og lave iltniveauer resulterer i et porøst karrig og askefattigt produkt. Biochar har potentiale til at være en næringstæt langsigtet bidragyder til jordens frugtbarhed.
organisk stof og næringsstofredit
Trækulets porøsitet giver bedre tilbageholdelse af organisk materiale, Vand og opløste næringsstoffer samt forurenende stoffer som pesticider og aromatiske polycykliske carbonhydrider.
organisk stofrediger
Trækulets høje absorptionspotentiale for organiske molekyler (og vand) skyldes dets porøse struktur. Terra pretas høje koncentration af trækul understøtter en høj koncentration af organisk materiale (i gennemsnit tre gange mere end i de omkringliggende fattige jordarter), op til 150 g/kg. Organisk materiale kan findes på 1 til 2 meter (3 ft 3 I til 6 ft 7 in) dyb.
Bechtold foreslår at bruge terra preta til jord, der ved 50 centimeter (20 in) dybde viser en mindste andel organisk materiale over 2,0-2,5%. Akkumuleringen af organisk materiale i fugtige tropiske jordarter er et paradoks på grund af optimale betingelser for nedbrydning af organisk materiale. Det er bemærkelsesværdigt, at anthrosoler regenererer på trods af disse tropiske forholds prævalens og deres hurtige mineraliseringshastigheder. Stabiliteten af organisk materiale skyldes hovedsageligt, at biomassen kun delvist forbruges.
NutrientsEdit
Terra preta jordbund viser også større mængder næringsstoffer og en bedre tilbageholdelse af disse næringsstoffer end omgivende ufrugtbare jordarter. Andelen af P når 200-400 mg/kg. Mængden af N er også højere i anthrosol, men det næringsstof er immobiliseret på grund af den høje andel af C over N i jorden.
Anthrosols tilgængelighed af p, Ca, Mn og nn er højere end ferrasol. Absorptionen af P, K, Ca og Cu af planterne øges, når mængden af tilgængeligt trækul øges. Produktionen af biomasse til to afgrøder (ris og Vigna unguiculata) steg med 38-45% uden befrugtning (P < 0,05) sammenlignet med afgrøder på befrugtet ferralsol.
ændring med trækulstykker ca.20 millimeter (0,79 tommer) i diameter i stedet for malet trækul ændrede ikke resultaterne undtagen mangan (Mn), for hvilke absorptionen steg betydeligt.
udvaskning af næringsstoffer er minimal i denne anthrosol på trods af deres overflod, hvilket resulterer i høj fertilitet. Når uorganiske næringsstoffer påføres jorden, overstiger næringsstoffernes dræning i anthrosol imidlertid den i befrugtet ferralsol.
som potentielle kilder til næringsstoffer kan kun C (via fotosyntese) og N (fra biologisk fiksering) produceres in situ. Alle de andre elementer (P, K, Ca, Mg osv.) skal være til stede i jorden. Det er vigtigt at huske, at det ikke er muligt at foretage en grundig undersøgelse af, om det er muligt at foretage en grundig undersøgelse af, om det er muligt at foretage en undersøgelse af, om det er muligt at foretage en undersøgelse af, om det er nødvendigt at foretage en undersøgelse af, om det er nødvendigt at foretage en undersøgelse af, om det er muligt at foretage en vurdering af, om det er nødvendigt at foretage en vurdering af, om det er nødvendigt at foretage en vurdering af, om det er nødvendigt at foretage en vurdering af, om det er muligt.) mangler mineralstoffet for at give disse næringsstoffer. Lerstoffet, der findes i disse jordarter, er i stand til kun at indeholde en lille brøkdel af de næringsstoffer, der stilles til rådighed ved nedbrydning. I tilfælde af terra preta er de eneste mulige næringskilder primære og sekundære. Følgende komponenter er fundet:
mætning i pH og i base er vigtigere end i de omgivende jordarter.
mikroorganismer og dyrredit
bakterier og svampe (myco-organismer) lever og dør i de porøse medier af trækul, hvilket øger dets kulstofindhold.
signifikant biologisk sortkulstofproduktion er blevet identificeret, især under fugtige tropiske forhold. Det er muligt, at svampen Aspergillus niger hovedsageligt er ansvarlig.
Peregrine regnorm pontoscoleks corethrurus (Oligochaeta: Glossoscolecidae) indtager trækul og blander det i en finmalet form med mineraljorden. P. corethrurus er udbredt i Amasonia og især i lysninger efter brændingsprocesser takket være dens tolerance over for et lavt indhold af organisk stof i jorden. Dette som et væsentligt element i dannelsen af terra preta, forbundet med agronomisk viden, der involverer lagdeling af trækulet i tynde regelmæssige lag, der er gunstige for dets begravelse af P. corethrurus.
nogle myrer frastødes fra frisk Terra preta; deres tæthed viser sig at være lav omkring 10 dage efter produktionen sammenlignet med den i kontroljord.