Augsnes zinātne: veidošanās, saglabāšana un mūsu planētas nākotne

Augsne, kas bieži tiek ignorēta, ir vitāli svarīgs dabas resurss, kas ir pamatā gandrīz visai sauszemes dzīvībai. Tās veidošanās, draudu, ar kuriem tā saskaras, un efektīvu saglabāšanas stratēģiju izpratne ir izšķiroša, lai nodrošinātu globālo pārtikas drošību, vides ilgtspēju un vispārējo planētas veselību. Šis emuāra ieraksts iedziļinās daudzšķautņainajā augsnes zinātnes pasaulē, pētot tās pamatjēdzienus un uzsverot atbildīgas augsnes pārvaldības prakses nozīmi visā pasaulē.

Kas ir augsnes zinātne?

Augsnes zinātne ir daudzdisciplināra nozare, kas ietver augsnes kā dabas resursa izpēti uz Zemes virsmas, ieskaitot augsnes veidošanos, klasifikāciju, kartēšanu un augšņu fizikālās, ķīmiskās, bioloģiskās un auglības īpašības. Tā nodarbojas arī ar šīm īpašībām saistībā ar augšņu izmantošanu un pārvaldību. Augsnes zinātniekiem ir izšķiroša loma, risinot problēmas, kas saistītas ar lauksaimniecību, vides aizsardzību, zemes izmantošanas plānošanu un klimata pārmaiņu mazināšanu.

Augsnes veidošanās: lēns un sarežģīts process

Augsnes veidošanās jeb pedoģenēze ir pakāpenisks process, ko ietekmē pieci galvenie faktori, kurus bieži vien apkopo ar akronīmu CLORPT:

• Klimats (CL): Temperatūras un nokrišņu režīms būtiski ietekmē dēdēšanas ātrumu un veģetācijas veidus, kas var augt, tādējādi ietekmējot augsnes attīstību. Piemēram, mitros tropu reģionos, piemēram, Amazones lietus mežos, intensīva dēdēšana noved pie dziļi sadēdējušu, ar barības vielām nabadzīgu augšņu (oksisolu) veidošanās. Savukārt sausos reģionos, piemēram, Sahāras tuksnesī, ir ierobežota dēdēšana un bieži veidojas sārmainas augsnes (aridisoli).
• Organismi (O): Dzīviem organismiem, tostarp augiem, dzīvniekiem un mikroorganismiem, ir būtiska loma augsnes veidošanā. Augu saknes palīdz sadalīt iežus, savukārt trūdošā organiskā viela nodrošina barības vielas un uzlabo augsnes struktūru. Sliekas, termīti un citi augsnes organismi sajauc un aerē augsni. Mikroorganismi, piemēram, baktērijas un sēnes, sadala organisko vielu, atbrīvojot barības vielas augu uzņemšanai un veicinot humusa veidošanos.
• Reljefs (R): Topogrāfija jeb reljefs ietekmē drenāžu, eroziju un saules gaismas iedarbību, ietekmējot augsnes mitrumu un temperatūru. Stāvas nogāzes ir pakļautas erozijai, kā rezultātā veidojas plānākas augsnes. Zemu novietotās teritorijās var uzkrāties ūdens un organiskā viela, kas noved pie hidromorfo augšņu veidošanās. Arī nogāzes vērsums jeb ekspozīcija var ietekmēt augsnes temperatūru un mitrumu, ietekmējot veģetāciju un augsnes attīstību.
• Pamatiezis (P): Pamatā esošais ģeoloģiskais materiāls, no kura veidojas augsne, būtiski ietekmē tās minerālo sastāvu un tekstūru. Piemēram, augsnes, kas veidojušās no granīta, atšķirsies no tām, kas veidojušās no kaļķakmens. Ledāja morēna, vulkāniskie pelni un nogulumieži ir citi bieži sastopami cilmieži. Cilmiezes nodrošina sākotnējos celtniecības blokus augsnes veidošanai.
• Laiks (T): Augsnes veidošanās ir lēns process, kas notiek ilgu laika periodu gaitā. Jaunas augsnes var līdzināties savam cilmiezim, savukārt vecākas augsnes ir piedzīvojušas ievērojamu dēdēšanu un attīstību. Laiks, kas pieejams augsnes veidošanai, ietekmē augsnes dziļumu, horizontu veidošanos (slāņošanos) un kopējās augsnes īpašības.

Šie pieci faktori sarežģīti mijiedarbojas, lai noteiktu augsnes tipu, kas veidojas konkrētā vietā. Šo faktoru izpratne ir izšķiroša, lai prognozētu augsnes īpašības un izstrādātu ilgtspējīgas zemes pārvaldības prakses.

Augsnes horizonti: attīstības slāņi

Augsnei veidojoties, tajā attīstās atšķirīgi slāņi, ko sauc par horizontiem un kas atšķiras pēc fizikālajām, ķīmiskajām un bioloģiskajām īpašībām. Šos horizontus parasti apzīmē ar burtiem:

• O horizonts (organiskais slānis): Šis ir augšējais slānis, kas sastāv no trūdošām augu un dzīvnieku atliekām. Tas ir bagāts ar organisko vielu un nodrošina būtiskas barības vielas augu augšanai. Mežu ekosistēmās O horizonts var būt diezgan biezs, savukārt lauksaimniecības zemēs tas var būt plāns vai pat neesošs aršanas dēļ.
• A horizonts (virsaugsne): Šis ir minerālaugsnes virsējais slānis, kas bagātināts ar humusu (sadalījusies organiskā viela). Tam parasti ir tumša krāsa, un tas satur augstu augu sakņu un augsnes organismu koncentrāciju. A horizonts ir augsnes auglīgākais slānis un ir izšķiroši svarīgs kultūraugu ražošanai.
• E horizonts (izskalošanas slānis): Šim slānim ir raksturīga māla, dzelzs un alumīnija oksīdu izskalošanās jeb eluviācija. Tas parasti ir gaišāks nekā A un B horizonti. E horizonts bieži sastopams mežu apvidos ar lielu nokrišņu daudzumu.
• B horizonts (apakšaugsne): Šim slānim ir raksturīga māla, dzelzs un alumīnija oksīdu uzkrāšanās jeb iluviācija, kas izskaloti no E horizonta. Tas parasti ir blīvāks un mazāk auglīgs nekā A horizonts. B horizonts nodrošina strukturālo atbalstu augiem un palīdz aizturēt ūdeni un barības vielas.
• C horizonts (cilmiezes): Šis slānis sastāv no daļēji sadēdējuša cilmieža. Tas ir mazāk pārveidots nekā augšējie horizonti un sniedz informāciju par sākotnējo ģeoloģisko materiālu, no kura veidojusies augsne.
• R horizonts (pamatiezis): Tas ir nesadēdējis pamatiezis, kas atrodas zem augsnes.

Šo horizontu secība un īpašības sniedz vērtīgu ieskatu augsnes vēsturē un tās piemērotībā dažādiem izmantošanas veidiem. Augsnes zinātnieki izmanto horizontu aprakstus, lai klasificētu un kartētu augsnes un izstrādātu atbilstošas pārvaldības stratēģijas.

Augsnes degradācija: globāls drauds

Augsnes degradācija attiecas uz augsnes kvalitātes pasliktināšanos, ko var izraisīt dažādi faktori, tostarp:

• Augsnes erozija: Virsaugsnes aiznešana ar vēju vai ūdeni ir galvenais augsnes degradācijas veids. Tā samazina augsnes auglību, palielina nogulumu veidošanos ūdenstilpēs un var izraisīt pārtuksnešošanos. Mežu izciršana, pārmērīga noganīšana un neilgtspējīga lauksaimniecības prakse ir galvenie augsnes erozijas veicinātāji. Piemēram, Leses plato Ķīnā gadsimtiem ilga intensīva lauksaimniecība ir izraisījusi nopietnu augsnes eroziju, ietekmējot lauksaimniecības produktivitāti un ūdens kvalitāti.
• Augsnes sāļošanās: Sāļu uzkrāšanās augsnē var kavēt augu augšanu un padarīt zemi neproduktīvu. Apūdeņošana sausos un pussausos reģionos ir galvenais augsnes sāļošanās cēlonis, jo apūdeņošanas ūdens bieži satur izšķīdušus sāļus, kas laika gaitā uzkrājas augsnē. Marejas-Dārlingas baseins Austrālijā ir piemērs reģionam, ko smagi skārusi augsnes sāļošanās.
• Augsnes piesārņojums: Piesārņotāju, piemēram, smago metālu, pesticīdu un rūpniecisko ķīmisko vielu, ievadīšana var piesārņot augsni un radīt risku cilvēku veselībai un videi. Rūpnieciskās darbības, kalnrūpniecība un nepareiza atkritumu apglabāšana ir galvenie augsnes piesārņojuma avoti. Teritorijas netālu no bijušajām rūpniecības vietām Austrumeiropā bieži cieš no smaga augsnes piesārņojuma.
• Augsnes sablīvēšanās: Augsnes daļiņu saspiešana samazina poru telpu, kavējot sakņu augšanu, ūdens infiltrāciju un aerāciju. Smagā tehnika, pārmērīga noganīšana un intensīva aršana var izraisīt augsnes sablīvēšanos. Augsnes sablīvēšanās ir izplatīta problēma lauksaimniecības zemēs visā pasaulē.
• Barības vielu noplicināšana: Barības vielu izņemšana no augsnes bez pienācīgas papildināšanas var izraisīt barības vielu trūkumu un samazinātu ražu. Intensīva lauksaimniecība bez pienācīgas mēslošanas vai augsekas var noplicināt augsnes barības vielas. Daudzas mazās saimniecības Subsahāras Āfrikā cīnās ar barības vielu noplicināšanu ierobežotas mēslošanas līdzekļu pieejamības dēļ.
• Augsnes organiskās vielas zudums: Augsnes organiskā viela (AOV) ir izšķiroša augsnes veselībai, nodrošinot barības vielas, uzlabojot augsnes struktūru un uzlabojot ūdens aizturi. Mežu izciršana, intensīva aršana un neilgtspējīga lauksaimniecības prakse var izraisīt AOV zudumu. Dienvidaustrumāzijas kūdrāji, kas ir bagāti ar organisko vielu, tiek nosusināti un pārveidoti par lauksaimniecības zemi, izraisot ievērojamu AOV zudumu un siltumnīcefekta gāzu emisijas.

Augsnes degradācijai ir būtiskas sekas pārtikas drošībai, vides kvalitātei un cilvēku veselībai. Tā samazina lauksaimniecības produktivitāti, palielina pārtuksnešošanās risku, piesārņo ūdens resursus un veicina klimata pārmaiņas. Augsnes degradācijas risināšanai ir nepieciešama visaptveroša pieeja, kas integrē ilgtspējīgas zemes pārvaldības prakses, politikas iejaukšanos un sabiedrības iesaisti.

Augsnes saglabāšana: mūsu vitāli svarīgā resursa aizsardzība

Augsnes saglabāšana ietver tādu prakšu un stratēģiju īstenošanu, kas novērš augsnes degradāciju un uzlabo augsnes veselību. Efektīva augsnes saglabāšanas prakse var uzlabot lauksaimniecības produktivitāti, aizsargāt ūdens resursus un mazināt klimata pārmaiņas. Dažas no galvenajām augsnes saglabāšanas praksēm ir:

• Saudzējošā augsnes apstrāde: Augsnes traucējumu samazināšana ar samazinātu apstrādi vai bezaršanas saimniekošanu var samazināt augsnes eroziju, uzlabot ūdens infiltrāciju un palielināt augsnes organisko vielu. Bezaršanas saimniekošana, piemēram, ietver kultūraugu sēšanu tieši iepriekšējās ražas atliekās, novēršot nepieciešamību pēc aršanas. Šī prakse ir plaši pieņemta Amerikā, īpaši Brazīlijā un Argentīnā.
• Lauksaimniecība pa kontūrām: Kultūraugu stādīšana gar nogāzes kontūrām var samazināt ūdens eroziju, palēninot noteci. Lauksaimniecība pa kontūrām ir īpaši efektīva lēzenās nogāzēs.
• Terasēšana: Līmeņotu platformu izveide stāvās nogāzēs var samazināt ūdens eroziju, pārtverot noteci un samazinot nogāzes garumu. Terasēšana ir izplatīta prakse kalnainos Āzijas reģionos, piemēram, rīsu terasēm Filipīnās un Vjetnamā.
• Augseka: Dažādu kultūraugu rotācija var uzlabot augsnes auglību, samazināt kaitēkļu un slimību spiedienu un uzlabot augsnes struktūru. Pākšaugi, piemēram, var piesaistīt slāpekli no atmosfēras, bagātinot augsni ar šo būtisko barības vielu.
• Virskultūras (zaļmēslojums): Virskultūru stādīšana atmatas periodos var aizsargāt augsni no erozijas, nomākt nezāles un uzlabot augsnes organisko vielu. Virskultūras var arī nodrošināt dzīvotni labvēlīgiem kukaiņiem un apputeksnētājiem.
• Agromežsaimniecība: Koku un krūmu integrēšana lauksaimniecības sistēmās var sniegt vairākas priekšrocības, tostarp augsnes erozijas kontroli, uzlabotu augsnes auglību, oglekļa piesaisti un saimniecības ienākumu diversifikāciju. Agromežsaimniecības prakses plaši izmanto Āfrikas un Latīņamerikas tropu reģionos.
• Vēja aizsargjoslas: Koku vai krūmu rindu stādīšana gar lauku malām var samazināt vēja eroziju, palēninot vēja ātrumu. Vēja aizsargjoslas var arī nodrošināt dzīvotni savvaļas dzīvniekiem un uzlabot mikroklimatu.
• Augsnes ielabošana: Organisko vielu, piemēram, komposta vai kūtsmēslu, pievienošana augsnei var uzlabot augsnes struktūru, ūdens aizturi un barības vielu pieejamību. Augsnes ielabotāji var arī palīdzēt sanēt piesārņotas augsnes.
• Ūdenssaimniecība: Efektīvu apūdeņošanas prakšu, piemēram, pilienveida apūdeņošanas vai mikrosmidzinātāju, ieviešana var samazināt ūdens patēriņu un novērst augsnes sāļošanos. Pareiza drenāža var arī novērst pārmitrināšanu un uzlabot augsnes aerāciju.
• Ilgtspējīga ganību pārvaldība: Rotācijas ganību sistēmu ieviešana un pārmērīgas noganīšanas novēršana var novērst augsnes eroziju un uzturēt veselīgas ganības. Ilgtspējīgas ganību pārvaldības prakses ir izšķirošas ganību produktivitātes uzturēšanai sausajos un pussausajos reģionos.

Piemērotu augsnes saglabāšanas prakšu izvēle ir atkarīga no konkrētā augsnes tipa, klimata, topogrāfijas un zemes izmantošanas. Ir svarīgi pieņemt integrētu pieeju, kas ņem vērā zemes ilgtermiņa ilgtspēju.

Augsnes zinātnes loma globālajā pārtikas nodrošinājumā

Augsnes veselība ir globālā pārtikas nodrošinājuma pamats. Veselīgas augsnes nodrošina barības vielas, ūdeni un atbalstu, kas nepieciešams augiem, lai augtu. Augsnes degradācija samazina lauksaimniecības produktivitāti un apdraud pārtikas drošību, īpaši jaunattīstības valstīs, kur lauksaimniecība ir galvenais iztikas avots. Augsnes veselības uzlabošana, izmantojot ilgtspējīgas augsnes pārvaldības metodes, ir būtiska, lai palielinātu ražu un nodrošinātu pārtikas drošību augošajam pasaules iedzīvotāju skaitam.

Augsnes zinātniekiem ir izšķiroša loma ilgtspējīgu lauksaimniecības prakšu izstrādē un veicināšanā. Viņi veic pētījumus, lai izprastu sarežģītās mijiedarbības starp augsni, augiem un vidi, un viņi izstrādā stratēģijas, lai uzlabotu augsnes veselību un palielinātu ražas produktivitāti. Viņi arī sadarbojas ar lauksaimniekiem, lai īstenotu šīs stratēģijas un uzraudzītu to efektivitāti.

Augsnes zinātne un klimata pārmaiņu mazināšana

Augsnei ir nozīmīga loma globālajā oglekļa ciklā, uzglabājot vairāk oglekļa nekā atmosfēra un veģetācija kopā. Augsnes degradācija izdala oglekļa dioksīdu atmosfērā, veicinot klimata pārmaiņas. Un otrādi, augsnes veselības uzlabošana var piesaistīt oglekli no atmosfēras, palīdzot mazināt klimata pārmaiņas. Tādas prakses kā saudzējošā augsnes apstrāde, virskultūru audzēšana un agromežsaimniecība var palielināt oglekļa piesaisti augsnē. Tāpēc ilgtspējīgas augsnes pārvaldības prakses ir svarīgs instruments klimata pārmaiņu mazināšanai.

Augsnes zinātnieki strādā, lai izprastu augsnes lomu klimata pārmaiņās un izstrādātu stratēģijas oglekļa piesaistes palielināšanai augsnē. Viņi arī pēta klimata pārmaiņu ietekmi uz augsnes īpašībām un procesiem, un viņi izstrādā pielāgošanās stratēģijas, lai palīdzētu lauksaimniekiem tikt galā ar šo ietekmi.

Augsnes zinātnes nākotne

Augsnes zinātne ir dinamiska un mainīga nozare, kas kļūst arvien svarīgāka, risinot globālās problēmas, kas saistītas ar pārtikas drošību, vides ilgtspēju un klimata pārmaiņām. Tehnoloģiju attīstība, piemēram, tālizpēte, ģeogrāfiskās informācijas sistēmas (ĢIS) un precīzā lauksaimniecība, nodrošina jaunus instrumentus augšņu izpētei un pārvaldībai. Arvien vairāk tiek atzīta augsnes veselības nozīme un nepieciešamība pēc ilgtspējīgas augsnes pārvaldības prakses.

Augsnes zinātnes nākotnē būs nepieciešama daudzdisciplināra pieeja, kas integrē zināšanas no dažādām jomām, piemēram, agronomijas, ekoloģijas, hidroloģijas un inženierzinātnes. Tā prasīs arī sadarbību starp zinātniekiem, politikas veidotājiem, lauksaimniekiem un citām ieinteresētajām pusēm. Strādājot kopā, mēs varam aizsargāt un uzlabot šo vitāli svarīgo resursu nākamajām paaudzēm.

Praktiski ieteikumi privātpersonām un organizācijām

Ikvienam ir sava loma mūsu augsnes resursu aizsardzībā un saglabāšanā. Šeit ir daži praktiski ieteikumi privātpersonām un organizācijām:

Privātpersonām:

• Samaziniet savu oglekļa pēdu: Atbalstiet ilgtspējīgas lauksaimniecības prakses un samaziniet resursietilpīgu produktu patēriņu.
• Kompostējiet pārtikas atliekas: Kompostēšana samazina atkritumu daudzumu un nodrošina vērtīgu organisko vielu jūsu dārzam.
• Stādiet kokus un krūmus: Koki palīdz novērst augsnes eroziju un piesaista oglekli.
• Atbalstiet vietējos lauksaimniekus, kas izmanto ilgtspējīgas metodes: Pērciet vietēji audzētu pārtiku no lauksaimniekiem, kuriem augsnes veselība ir prioritāte.
• Izglītojiet sevi un citus: Uzziniet vairāk par augsnes zinātni un augsnes saglabāšanas nozīmi un dalieties savās zināšanās ar citiem.

Organizācijām:

• Investējiet augsnes pētniecībā un attīstībā: Atbalstiet pētījumus, lai uzlabotu mūsu izpratni par augsnes procesiem un izstrādātu ilgtspējīgas augsnes pārvaldības metodes.
• Veiciniet ilgtspējīgas lauksaimniecības prakses: Mudiniet lauksaimniekus pieņemt saudzējošo augsnes apstrādi, augseku un citas ilgtspējīgas metodes.
• Izstrādājiet politiku augsnes resursu aizsardzībai: Ieviesiet politikas, lai novērstu augsnes eroziju, piesārņošanu un degradāciju.
• Nodrošiniet izglītību un apmācību lauksaimniekiem un zemes pārvaldītājiem: Apmāciet lauksaimniekus un zemes pārvaldītājus par ilgtspējīgām augsnes pārvaldības metodēm.
• Atbalstiet starptautisko sadarbību: Sadarbojieties ar citām valstīm, lai risinātu globālās augsnes degradācijas problēmas.

Noslēgums

Augsne ir vērtīgs un neaizstājams resurss, kas ir pamatā gandrīz visai sauszemes dzīvībai. Tās veidošanās, draudu, ar kuriem tā saskaras, un efektīvu saglabāšanas stratēģiju izpratne ir izšķiroša, lai nodrošinātu globālo pārtikas drošību, vides ilgtspēju un vispārējo planētas veselību. Pieņemot ilgtspējīgas augsnes pārvaldības prakses un strādājot kopā, mēs varam aizsargāt un uzlabot šo vitāli svarīgo resursu nākamajām paaudzēm.

Apzināsimies, ka augsnes veselība ir planētas veselība. Ieguldījums augsnes zinātnē un saglabāšanā ir ieguldījums mūsu nākotnē.