I det internasjonale jordklassifiseringssystemet World Reference Base For Soil Resources (WRB) Kalles Terra preta Pretic Anthrosol. Den vanligste opprinnelige jord før forvandlet til en terra preta Er Ferralsol. Terra preta har et karboninnhold som spenner fra høyt til svært høyt (mer enn 13-14% organisk materiale) I sin horisont, men uten hydromorfe egenskaper. Terra preta presenterer viktige varianter. For eksempel, hager nær boliger mottatt mer næringsstoffer enn felt lenger unna. Variasjonene I Amazonas mørke jordarter hindrer klart å avgjøre om alle av dem ble forsettlig opprettet for jordforbedring eller om de letteste varianter er et biprodukt av beboelse.
Terra pretas kapasitet til å øke sitt eget volum—dermed å sekvestrere mer karbon—ble først dokumentert Av pedologen William I. Woods ved University Of Kansas. Dette er fortsatt det sentrale mysteriet til terra preta.
prosessene som er ansvarlige for dannelsen av terra preta jord er:
- Inkorporering av trekull
- Inkorporering av organisk materiale og næringsstoffer
- Vekst av mikroorganismer og dyr i jorda
trekullrediger
transformasjonen av biomasse til trekull produserer en serie kullderivater kjent som pyrogen eller svart karbon, hvis sammensetning varierer fra lett forkullet karbon.organisk materiale, til sotpartikler rik på grafitt dannet ved rekomposisjon av frie radikaler. Alle typer karboniserte materialer kalles trekull. Ved konvensjon anses kull å være noe naturlig organisk materiale transformert termisk eller ved en dehydreringsreaksjon med et oksygen/karbon (O/C) forhold mindre enn 60; mindre verdier har blitt foreslått. På grunn av mulige interaksjoner med mineraler og organisk materiale fra jorda, er det nesten umulig å identifisere trekull ved å bare bestemme andelen O / C. hydrogen / karbonprosent eller molekylære markører som benzenepolykarboksylsyre, brukes som et andre nivå av identifikasjon.
Urfolk lagt lav temperatur trekull til dårlig jord. Opp til 9% svart karbon har blitt målt i noen terra preta(mot 0.5% i omkringliggende jord). Andre målinger funnet karbon nivåer 70 ganger større enn i omkringliggende ferralsols, med omtrentlige gjennomsnittsverdier på 50 Mg / ha / m.
den kjemiske strukturen av trekull i terra preta jord er preget av poly-kondensert aromatiske grupper som gir langvarig biologisk og kjemisk stabilitet mot mikrobiell nedbrytning; det gir også, etter delvis oksidasjon, den høyeste næringsretensjon. Lavtemperaturkull (men ikke det fra gress eller høye cellulosematerialer) har et indre lag av biologiske petroleumskondensater som bakteriene forbruker, og ligner cellulose i dens effekter på mikrobiell vekst. Charring ved høy temperatur forbruker det laget og gir liten økning i jordens fruktbarhet. Dannelsen av kondenserte aromatiske strukturer avhenger av metoden for fremstilling av trekull. Den langsomme oksidasjonen av trekull skaper karboksylgrupper; disse øker kations utvekslingskapasitet i jorda. Kjernen av svarte karbonpartikler produsert av biomassen forblir aromatisk selv etter tusenvis av år og presenterer spektrale egenskaper av fersk trekull. Rundt denne kjernen og på overflaten av de svarte karbonpartiklene er høyere andeler av karboksyl-og fenoliske karboner romlig og strukturelt forskjellig fra partikkelens kjerne. Analyse av molekylgruppene gir bevis både for oksidasjon av selve svart karbonpartikkelen, samt for adsorpsjon av ikke-svart karbon.
dette kullet er dermed avgjørende for bærekraften til terra preta. Endring av ferralsol med trekull øker produktiviteten betydelig. Globalt har jordbruksland mistet i gjennomsnitt 50% av karbonet på grunn av intensiv dyrking og annen skade av menneskelig opprinnelse.
ferskt kull må «lades» før det kan fungere som biotop. Flere eksperimenter viser at uladet trekull kan gi en foreløpig uttømming av tilgjengelige næringsstoffer når de først legges i jorden, det vil si til porene fylles med næringsstoffer. Dette overvinnes ved å suge kullet i to til fire uker i et flytende næringsstoff(urin, plante te, etc.).
BiocharEdit
Biochar er trekull produsert ved relativt lave temperaturer fra en biomasse av tre og løvrike plantematerialer i et miljø med svært lavt eller ingen oksygen. Endring av jord med biokull har blitt observert for å øke aktiviteten til arbuscular mycorrhizal sopp. Tester av høy porøsitetsmaterialer som zeolitt, aktivert karbon og trekull viser at mikrobiell vekst vesentlig forbedres med trekull. Det kan være at små kullstykker migrerer i jorda, og gir et habitat for bakterier som dekomponerer biomassen i overflatebunnen. Denne prosessen kan ha en viktig rolle i terra preta selvutbredelse; en dydig syklus utvikler seg når soppen sprer seg fra kullet, fester ekstra karbon, stabiliserer jorda med glomalin og øker næringstilgjengeligheten for nærliggende planter. Mange andre agenter bidra, fra meitemark til mennesker samt charring prosessen.
skulle biokull bli mye brukt til jordforbedring, vil en bivirkning produsere globalt betydelige mengder karbonbinding, noe som bidrar til å formidle global oppvarming. «Bio-char jord styringssystemer kan levere omsettelige c utslipp reduksjon, Og C sekvestrert er lett ansvarlig, og etterprøvbar.»
Biokull er vist å øke jord kation utveksling kapasitet, fører til forbedret plante næringsopptak. Sammen med dette var det spesielt nyttig i sure tropiske jordarter, da det er i stand til å øke pH på grunn av sin litt alkaliske natur. Biokull viser at i forhold til en jord er produktiviteten av oksidert rest spesielt stabil, rikelig og i stand til å øke jordens fruktbarhet.
stabiliteten av biokull i forhold til andre former for trekull skyldes dannelsen. Prosessen med å brenne organisk materiale ved høye temperaturer og lave oksygennivåer resulterer i et porøst karbonrikt og askefattig produkt. Biokull har potensial til å være en nærings-tett langsiktig bidragsyter til jordas fruktbarhet.
Organisk materiale og næringsstoffrediger
Kulls porøsitet gir bedre oppbevaring av organisk materiale, av vann og av oppløste næringsstoffer, samt av forurensende stoffer som plantevernmidler og aromatiske polysykliske hydrokarboner.
Organisk matterEdit
Kulls høye absorpsjonspotensial av organiske molekyler (og vann) skyldes dens porøse struktur. Terra pretas høye konsentrasjon av trekull støtter en høy konsentrasjon av organisk materiale (i gjennomsnitt tre ganger mer enn i de omkringliggende fattige jordene), opp til 150 g / kg. Organisk materiale kan bli funnet på 1 til 2 meter (3 ft 3 i til 6 ft 7 i) dyp.
Bechtold foreslår å bruke terra preta for jord som viser, ved 50 centimeter (20 i) dybde, en minimumsandel av organisk materiale over 2,0-2,5%. Akkumuleringen av organisk materiale i fuktige tropiske jordarter er et paradoks på grunn av optimale forhold for nedbrytning av organisk materiale. Det er bemerkelsesverdig at antrosoler regenererer til tross for disse tropiske forholdene og deres raske mineraliseringshastigheter. Stabiliteten av organisk materiale skyldes hovedsakelig at biomassen bare er delvis konsumert.
Næringsstoffrediger
Terra preta-jord viser også høyere mengder næringsstoffer, og en bedre oppbevaring av disse næringsstoffene enn omliggende ufruktbare jordarter. Andelen P når 200-400 mg / kg. Mengden N er også høyere i anthrosol, men det næringsstoffet er immobilisert på grunn Av den høye andelen C over N i jorda.
Anthrosols tilgjengelighet Av P, Ca, Mn Og Zn er høyere enn ferrasol. Absorpsjonen Av P, K, Ca, Zn og Cu av plantene øker når mengden tilgjengelig trekull øker. Produksjonen av biomasse for to avlinger (ris og Vigna unguiculata) økte med 38-45% uten befruktning (P < 0,05), sammenlignet med avlinger på befruktet ferralsol.
Endring med kull stykker ca 20 millimeter (0.79 in) i diameter, i stedet for bakken kull, endret ikke resultatene med unntak av mangan (Mn), som absorpsjon betydelig økt.
næringsutvasking er minimal i denne anthrosolen, til tross for deres overflod, noe som resulterer i høy fruktbarhet. Når uorganiske næringsstoffer påføres jorden, overstiger næringsstoffets drenering i anthrosol det i befruktet ferralsol.
som potensielle kilder til næringsstoffer kan Bare C (via fotosyntese) og N (fra biologisk fiksering) produseres in situ. Alle de andre elementene (P, K, Ca, Mg, etc.) må være til stede i jorda. I Amazonia svikter forsyningen av næringsstoffer fra dekomponering av naturlig tilgjengelig organisk materiale da de tunge nedbørene vasker bort de frigjorte næringsstoffene og de naturlige jordene (ferralsols, acrisols, lixisols, arenosols, uxisols, etc.) mangler mineralstoffet for å gi disse næringsstoffene. Leire saken som finnes i disse jord er i stand til å holde bare en liten brøkdel av næringsstoffer gjort tilgjengelig fra nedbrytning. I tilfelle av terra preta er de eneste mulige næringskildene primære og sekundære. Følgende komponenter er funnet:
Metning i pH og i base er viktigere enn i de omkringliggende jordene.
Mikroorganismer og dyrrediger
Bakterier og sopp (myco-organismer) lever og dør i kullets porøse medier, og øker dermed karboninnholdet.
Betydelig biologisk svart karbonproduksjon er identifisert, spesielt under fuktige tropiske forhold. Det er mulig at soppen Aspergillus niger er hovedsakelig ansvarlig.
den vandreform Pontoscolex corethrurus (Oligochaeta: Glossoscolecidae) inntar trekull og blander det til en finmalt form med mineraljord. P. corethrurus er utbredt I Amazonia og spesielt i clearings etter brennende prosesser takket være toleransen for lavt innhold av organisk materiale i jorda. Dette som et vesentlig element i generering av terra preta, assosiert med agronomisk kunnskap som involverer lagdeling av trekull i tynne vanlige lag gunstig for dens begrave Ved p. corethrurus.
noen maur avstøtes fra fersk terra preta; dens tetthet er funnet å være lav ca 10 dager etter produksjon sammenlignet med det i kontrolljord.