Solo

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Cores no Solo
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Impacto no Solo
Impacto no Solo

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Solo com Planta
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Solo Escuro
Solo Escuro

Solo Escuro

 

O solo é um corpo natural que consiste de camadas (horizontes), composto principalmente de minerais, que diferem de seus materiais de mãe em sua textura, estrutura, consistência, Química, cor, biológica e outras características físicas. [1] O resultado do solo, , é o produto final da influência do clima (precipitação, Temperatura), o alívio (inclinação), os organismos (flora e fauna), materiais de origem (minerais originais), temperatura e Tempo. Em Engenharia, o solo é referido como regolito, ou material de Rocha solta. Estritamente falando, o solo é a profundidade do regolito que influencia e tem sido influenciado pelas raízes das plantas e podem variar em profundidade de centímetros a muitos metros.
O solo é composto de partículas de Pedra quebrada (materiais) que tenham sido alterados por processos químicos e mecânicos que incluem intemperismo com erosão associado. O solo é alterada a partir do seu material de origem pelas interações entre a litosfera, hidrosfera, atmosfera e Biosfera. [2] É uma mistura de minerais e materiais orgânicos que são sólidos, gasosos e de estados aquosa. [3] [4] do solo é comumente referido como Terra ou sujeira; tecnicamente, a sujeira termo deve ser restrito ao solo deslocados [5].
O solo forma uma estrutura cheia de poros que podem ser consideradas como uma mistura de sólidos, Água e ar (Gás). [6] Assim, os solos são frequentemente tratados como um sistema estatal três. [7] A maioria dos solos têm uma densidade entre 1 e 2 g / cm ³. [8] Pouco do solo do Planeta Terra é mais velha que o Terciário e nenhum mais velho que o Pleistoceno. [9]
 
 
Escurecidos camadas do subsolo solos e avermelhada são típicos em algumas regiões.
Numa base de volume do solo uma boa Qualidade é um que é minerais 45% (lodo, areia, argila), água 25%, ar a 25%, e 5% de material orgânico, tanto ao Vivo e morto. O Mineral e componentes orgânicos são considerados uma constante enquanto as percentagens de água e ar são os únicos parâmetros variáveis, onde o aumento de um é equilibrado pela redução no outro.
Dado o tempo, a mistura simples de areia, lama, e argila irá evoluir para um perfil do solo que consiste em duas ou mais camadas chamado horizontes que diferem em um ou mais propriedades, tais como textura, a estrutura de cor, a porosidade, a consistência ea reacção. Os horizontes são muito diferentes em espessura e geralmente não têm fronteiras nítidas. Perfis de solos maduros em regiões temperadas podem incluir três horizontes mestre A, B e C. Os horizontes A e B são chamados a solum ou "solo verdade", como a maioria da atividade química e biológica que se formou do solo é feita nos dois perfis. [10]
O espaço de poro de solo é partilhada por gases, bem como água. A aeração do solo influencia a saúde da flora e da fauna do solo ea emissão de gases de efeito estufa.
De todos os fatores que influenciam a evolução do solo, a água é o mais poderoso devido ao seu efeito sobre a solução e precipitação de minerais, o crescimento das plantas, a lixiviação de minerais do perfil do solo eo transporte e deposição dos próprios materiais de que um solo é composto.
Partículas coloidais do solo (argila e húmus) comportam-se como um repositório de nutrientes e umidade, e amortecer as variações de íons da solução do solo. Suas contribuições para a nutrição do solo estão fora de proporção com a sua parte do solo. Colóides agir para armazenar nutrientes que podem ser lixiviados e libertar os iões em resposta ao pH do solo.
O pH do solo, uma medida da iões de hidrogénio (ácido formador de) a reactividade do solo, é uma função dos materiais do solo, o nível de precipitação e de comportamento da raiz da planta. O pH do solo afeta a disponibilidade de nutrientes.
A maioria dos nutrientes, com a excepção de a falta de azoto em solos do Deserto, estão presentes no solo, mas pode não estar disponível devido a pH alto ou baixo. A maioria dos nutrientes originam a partir de minerais, são armazenados em material orgânico ao vivo e morto e sobre as partículas coloidais como iões. A ação de micróbios em Matéria orgânica e minerais pode liberar nutrientes para uso, seqüestrar-los, ou causar a sua perda do solo por sua volitalization de gases. A maioria do azoto disponível em solos são o resultado de fixação do azoto por Bactérias.
O material orgânico do solo tem um poderoso efeito sobre a sua humidade fertilidade, desenvolvimento e disponível. Após a água, material orgânico é o próximo na importância para a formação e fertilidade do solo.
Índice [mostrar]
[Editar] História do estudo do solo
 
A história do estudo do solo está intimamente ligada à nossa necessidade urgente de fornecer Alimentos para nós mesmos e forragem para os nossos Animais. Ao longo da história, as civilizações têm prosperado ou diminuído em função da disponibilidade e produtividade dos seus solos.
O historiador grego Xenofonte (450-355 aC) é creditado como sendo o primeiro a explanar sobre os méritos de adubação Verde-culturas: "Mas então o que são Ervas daninhas sobre o solo, sendo transformada em terra, enriquecer o solo como a quantidade de esterco a. "[11]
Pecuária Columella, por volta de 60 dC foi usado por 15 gerações (450 anos) das Pessoas abrangidas pelo Império Romano até o seu colapso. A partir da queda de Roma à Revolução Francesa, o Conhecimento do solo e Agricultura foi passada de pai para Filho e, como resultado, as colheitas eram baixos. Durante a Idade das Trevas para a Europa, Yahya Ibn_al 'Awwam do manual orienta o povo do Norte de África, Espanha e Oriente Médio, com sua ênfase na irrigação, uma tradução do que foi finalmente levado para o sudoeste dos Estados Unidos.
Jethro Tull, um cavalheiro Inglês, introduzido em 1701 uma broca de grão aperfeiçoado que sistematizou o plantio de sementes e inventou um Cavalo desenhado enxada erva, os dois campos, uma vez que permitiu estarem cheios de ervas daninhas para ser trazido de volta à produção e semente a ser usada mais economicamente. Tull, no entanto, também introduziu a idéia equivocada de que o estrume introduzidas sementes de ervas daninhas, e que os campos devem ser lavrados, a fim de pulverizar o solo e assim liberar os nutrientes presos. Suas idéias foram retomadas e levado a seus extremos no Século 20, quando os agricultores repetidamente campos arados muito além do que era necessário para controlar ervas daninhas. Durante um período de seca, a lavra repetida resultou na Dust Bowl na região pradaria do Central dos Estados Unidos e Canadá.
O "sistema de dois-curso" de um ano de Trigo, seguido por um ano de pousio foi substituído no século 18 pelo sistema de Norfolk quatro pratos, em que o trigo foi cultivado no primeiro ano, nabos o segundo, seguido de Cevada, trevo e azevém juntos, no terceiro. O mais alto cevada foi colhida no terceiro ano, enquanto o trevo e azevém foram manejados ou cortar para a alimentação no Quarto. Os nabos alimentados bovinos e ovinos no Inverno. As culturas forrageiras produzidas grandes quantidades de esterco Animal, que voltou nutrientes ao solo. [12] Em meados do século XIX, o Norfolk sistema de quatro-curso foi amplamente adotado em toda a Europa.
Experimentos em que fez as plantas crescem, primeiro levou à idéia de que as cinzas deixadas para trás quando a matéria da planta foi queimada era o elemento essencial, mas negligenciado o papel do nitrogênio, que não fica no chão após a combustão. Jan Baptist van Helmont pensava que ele tinha provado que a água é o elemento essencial de seu famoso experimento com uma árvore de salgueiro cultivadas em condições cuidadosamente controladas em que a água só foi adicionado e, após cinco anos de crescimento foi removido e pesado, com raízes e tudo, encontrado para ser 165 libras. O solo seco em estufa, inicialmente 200 libras, foi novamente seco e pesado e considerado de ter perdido apenas duas onças, que van Helmont razoavelmente explicado como Erro experimental e assumiu que o solo tinha de fato não perdeu nada. Como a água da chuva era a única coisa adicionada pelo experimentador, ele concluiu que a água era o elemento essencial na Vida da planta. Na verdade, as duas onças perdidas do solo foram os minerais tomadas pelo salgueiro durante seu crescimento.
John Woodward experiências com vários tipos de água que variam de limpa para lama e encontrou água barrenta o melhor, e assim ele concluiu matéria terrestre era o elemento essencial. Outros concluíram que era húmus do solo, que passaram alguma essência para o crescimento da planta.
O químico francês Antoine Lavoisier mostrou que plantas e animais deve "queimar" o oxigênio internamente para viver e era capaz de deduzir que a maior parte do peso de 165 libras de árvore van Helmont salgueiro derivados do ar. Assim, a base química dos nutrientes fornecidos ao solo em adubo foi enfatizado e em meados dos anos 19 do século adubos químicos foram utilizados, mas a interação dinâmica do solo e sua vida faz descoberta aguardada.
Sabia-se que de azoto foi essencial para o crescimento e em 1880 a presença de bactérias de Rhizobium nas raízes das leguminosas explicado o aumento de azoto em solos de modo cultivadas. A importância de formas de vida no solo foi finalmente reconhecida.
Fertilizantes rotação de culturas, mecanização químicos e naturais levou a uma duplicação da produção de trigo na Europa Ocidental entre 1800 a 1900. [13]
[Editar] solo que forma fatores
 
Formação do solo, ou pedogênese, é o efeito combinado de processos físicos, químicos, biológica e antropogénico no material de origem do solo. A gênese do solo envolve processos que se desenvolvem camadas ou horizontes no perfil do solo. Esses processos envolvem adições, perdas, transformações e translocações de material que compõem o solo. Minerais derivados de rochas resistido sofrer alterações que causam a formação de minerais secundários e outros compostos que são variavelmente solúvel em água. Estes componentes são movidos (translocação) de uma área do solo para outras áreas de água e da atividade animal. A alteração e movimentação de materiais dentro do solo provoca a formação de horizontes distintos.
Como o solo "vida" prossegue ciclo é influenciado por pelo menos cinco solo clássico formando fatores que estão dinamicamente interligadas na constituição dos solos é desenvolvido: material de origem, clima, topografia (relevo), organismos e da passagem do tempo. Quando reordenadas ao clima, material de emergência, pai organismos e tempo formam a sigla CROPT. [14]
Um exemplo de desenvolvimento do solo iria começar com o intemperismo de rocha lava fluxo que iria produzir o material de origem puramente de base mineral de que os solos se formar. Desenvolvimento do solo iria proceder mais rapidamente a partir de rocha nua dos fluxos recentes em um clima quente, com chuvas intensas e freqüentes. Em tal condição, as plantas se estabelecem muito rapidamente em lava basáltica, embora há muito pouco material orgânico. As plantas são suportados pela pedra porosa, como é enchido com nutrientes rolamento água que transporta minerais dissolvidos a partir de rochas e guano. Fendas e bolsos, a topografia local das pedras, que reter materiais finos e raízes de plantas porto. As raízes da planta se desenvolver estão associadas com fungos micorrízicos [15] que gradualmente se fragmentam a lava porosa, e por estes meios de matéria orgânica e mineral do solo mais fina se acumulam com o tempo.
[Editar] material de origem
O material a partir do qual as formas de solo é chamado material de origem. Rock, tanto de origem ígnea, sedimentar ou metamórfica, é a fonte de todas as matérias minerais do solo. A formação de um solo é dependente seu transporte e de deposição e do físico e do desgaste químico como minerais originais são transformados em solo.
Matérias minerais típicos de solos são: [16]
Quartzo: SiO2
Calcita: CaCo3
Feldspato: KAlSi3O8
Mica (biotita): K (Mg, Fe) 3AlSi3O10 (OH) 2
[Editar] Classificação do material de origem
Materiais de origem podem ser classificados de acordo com a forma como eles vieram a ser depositados no local. Materiais residuais são aqueles que foram vencidos no lugar de rocha primária; material transportado tenham sido depositados por água, vento, Gelo ou Gravidade; e material cumulose é matéria orgânica desenvolvida e acumulada no local.
Solos residuais são solos que se desenvolvem a partir de suas rochas subjacentes e mãe têm a mesma composição química geral como rochas-mãe. Os solos encontrados em mesas, planaltos e planícies são solos residuais, mas poucos outros solos é residual. Nos Estados Unidos, tão pouco como três por cento dos solos são solos residuais. [17]
A maioria dos solos não é residual, mas derivam de materiais transportados que foram movidos muitos quilômetros pelo vento, água, gelo e da gravidade. [18]
Processos eólicos são capazes de mover silte e areia fina a centenas de quilômetros formando solos de loess (60-90 lodo por cento) [19], comum no Centro-Oeste da América do Norte e na Ásia Central. A argila é raramente movidos pelo vento como forma de agregados estáveis.
Material de água transportado são classificados como quer aluvial, lacustre, marítima ou. Materiais aluviais são aqueles movidos e depositados por água corrente. Depósitos sedimentares acumulados em lagos e são chamados lacustre. Lago Bonneville, e muitos solos em torno dos Grandes Lagos dos Estados Unidos são exemplos. Depósitos marinhos ao longo da Costa atlântica e no Golfo e no Vale Imperial da Califórnia são depósitos de mares antigos que têm sido revelados como a terra elevado.
Ice move material de origem e faz depósitos sob a forma de morenas terminais e laterais no caso de geleiras estacionárias. A redução dos glaciares deixar morenas mais suaves de terra e em todos os casos, as planícies outwash são deixados como depósitos aluviais são movidos a jusante da geleira.
Material de origem movido pela força da gravidade é óbvio na base das encostas íngremes como cones tálus e é chamado de material coluvial.
Material de origem Cumulose provém de material orgânico depositado e inclui turfa e mucksoils e resultam de resíduos Vegetais que foram preservados pelo baixo teor de oxigênio de um lençol freático alto.
[Editar] Intemperismo de material de origem
O desgaste do material de origem toma a forma de decomposição de desintegração e físicas, químicas e transformação.
Desintegração física (intemperismo), a primeira etapa no transformador do material de origem em material do solo, podem resultar do congelamento da água absorvida, causando a separação física de material, ao longo de um caminho para o centro da rocha, enquanto gradientes de temperatura pode causar esfoliação de "conchas" de rock. Ciclos de molhagem e secagem, porque as partículas do solo para moer mais fino em tamanho como faz a fricção física do material causado pelo vento, água e gravidade. Organismos, como um resultado das suas raízes ou escavação, também reduzir material de origem em tamanho.
Decomposição química (intemperismo) resulta quando os minerais são feitas solúvel ou são alterados na estrutura. A solução de sais na água resulta da acção da água bipolar no composto sal iónico. Em outros casos, os minerais são transformados em moléculas polares e em seguida puxado para a solução com água. A hidrólise de ortoclase-feldspato transforma a argila de silicato de ácido e de hidróxido de potássio, que são mais solúveis em água. O dióxido de carbono em solução com água forma ácido carbónico, transforma calcite em bicarbonato de cálcio, que é muito mais solúvel em água. As mudanças estruturais para o resultado material de origem da oxidação, hidratação e redução. A hidratação faz com que os minerais a inchar, muitas vezes deixando-os estressados ​​e mais facilmente decompostos. Oxidação de minerais muda o seu volume e muda o número de oxidação de algum elemento na estrutura mineral deixando-os com uma carga eléctrica líquida e mais propenso ao ataque por água e ácido carbónico. A redução de minerais, que ocorre mais frequentemente em condições de oxigénio pobres, aumenta a valência negativa do mineral tornando-o mais facilmente decompostos. [20]
Saprolite é um exemplo particular de um solo residual formado a partir da transformação de Granito, tipos metamórficas e outros tipos de rocha em minerais de argila. Muitas vezes chamado "resistido granito", saprolite é o resultado de desgaste processos que incluem: a hidrólise (a divisão de um mineral em pares de ácido e base, através da cisão das moléculas de água intervenientes), a quelação a partir de compostos orgânicos, a hidratação (a solução de minerais em água com catiões resultante, pares de aniões), e os processos físicos que incluem congelamento e descongelamento. [21] A composição mineralógica e química do material rochoso primário, as suas características físicas, incluindo o tamanho de grão e do grau de consolidação, mais a taxa eo tipo de intemperismo, transforma o material de origem em um mineral diferente. Os constituintes de pH, textura e mineral de saprolito são herdadas de seu material de origem.
[Editar] Clima
O clima é o fator de dominar na formação do solo, e os solos apresentam as características distintivas das zonas climáticas em que se formam. [22] Mineral precipitação e temperatura são as influências do clima primárias sobre a formação do solo.
A influência direta do clima incluem [23]:
Um acúmulo superficial de calcário em áreas de baixa pluviosidade como caliche.
Formação de solos ácidos em áreas úmidas.
A erosão dos solos em encostas íngremes.
Deposição de erosão a jusante materiais
Muito químico intenso intemperismo, lixiviação e erosão em regiões quentes e úmidos onde o solo não congelar.
Clima afeta diretamente a taxa de intemperismo e lixiviação. O solo é dito para ser formado quando as camadas detectáveis ​​de argilas, colóides orgânicos, carbonatos, ou sais solúveis ter sido movido para baixo. Vento move a areia e partículas menores, especialmente em regiões áridas, onde há cobertura vegetal pouco. O tipo ea quantidade de precipitação formação do solo influência por afetar o movimento de íons e partículas através do solo, e ajuda no desenvolvimento de perfis de solo diferentes. Perfis de solo são mais distinta em climas úmidos e frios, onde os materiais orgânicos podem acumular, do que aqueles em climas quentes úmidos, onde os materiais orgânicos são rapidamente consumidos. A eficácia da água no intemperismo material da rocha-mãe depende de variações de temperatura sazonais e diárias. Ciclos de congelamento e descongelamento constituem um mecanismo eficaz que se rompe rochas e outros materiais consolidadas.
Clima indiretamente influencia a formação do solo pelo efeito da cobertura vegetal, a atividade biológica, daí as taxas de reações químicas no solo.
[Editar] Topografia
A topografia ou alívio caracterizada pela inclinação da superfície determina a taxa de escoamento de precipitação e taxa de formação e erosão dos perfis de solo de superfície. Encostas íngremes permitir o escoamento rápido e erosão dos perfis de solos de topo e de deposição mineral pouco em perfis mais baixos. Depressões permitir o acúmulo de água, minerais e matéria orgânica e em casos extremos, os solos resultantes serão pântanos salinos ou turfeiras. Intermediário topografia proporciona as melhores condições para a formação de um solo agricolamente produtiva.
[Editar] Organismos
Plantas, animais, fungos, bactérias e seres humanos afetam a formação do solo (ver biomantle solo e stonelayer). Animais e microrganismos misturar solos como eles formam tocas e os poros, permitindo que a umidade e gases a deslocar-se. Da mesma forma, as raízes das plantas abrir canais em solos. Plantas com taproots profundas podem penetrar vários metros através das diferentes camadas do solo para trazer nutrientes da mais profunda no perfil. Plantas com raízes fibrosas que se espalham para fora perto da superfície do solo têm raízes que são facilmente decompostos, adição de matéria orgânica. Microrganismos, incluindo fungos e bactérias, trocas efeito químico entre raízes e do solo e atuar como uma reserva de nutrientes. Os seres humanos podem afetar a formação do solo através da remoção de cobertura vegetal com a erosão como resultado. Eles também podem misturar as diferentes camadas do solo, reiniciando o processo de formação do solo como menos resistido material é misturado com as camadas mais desenvolvidos superiores. Alguns solos podem conter até um milhão de espécies de micróbios por Grama (a maioria dessas espécies é desconhecida), tornando o solo do Ecossistema mais abundante na Terra. [24]
Vegetação impacta solos de várias maneiras. Pode evitar a erosão causada pelo excesso de chuvas e escoamento superficial resultante. Plantas solos de sombra, mantendo-os mais frio e retardando a evaporação da humidade do solo, ou inversamente, por meio da transpiração, as plantas podem causar solos para perder humidade. As plantas podem formar novas substâncias químicas que podem quebrar minerais e melhorar a estrutura do solo. O tipo ea quantidade de vegetação depende do clima topografia forma, terra, características do solo, e fatores biológicos. Fatores do solo, como densidade, profundidade, química, pH, temperatura e umidade afetam grandemente o tipo de plantas que podem crescer em um determinado local. Plantas mortas e folhas caídas e galhos começar a sua decomposição na superfície. Lá, os organismos se alimentar deles e misturar o material orgânico com as camadas superiores do solo, estes compostos orgânicos agregado se tornam parte do processo de formação do solo.
[Editar] Tempo
O tempo é um fator nas interações de todo o acima. Com o tempo, os solos evoluir características dependentes dos outros fatores de conformação. Formação do solo é um processo de tempo de resposta que é dependente de factores como a interacção outro uns com os outros. O solo está sempre mudando. Leva cerca de 800 a 1000 anos para uma camada de 2,5 cm de espessura de solo fértil a ser formado na Natureza. Por exemplo, recentemente material depositado a partir de uma inundação não exibe o desenvolvimento do solo, porque não tem havido tempo suficiente para que o material para formar uma estrutura que define ainda mais solo. A superfície do solo original é enterrado, eo processo de formação deve começar de novo para este depósito. Ao longo de um período de tempo de centenas a milhares de anos o solo irá desenvolver um perfil que depende das intensidades de biota e clima. Embora o solo pode alcançar relativa estabilidade de suas propriedades por longos períodos, o ciclo de vida do solo, em última análise termina em condições de solo que deixá-lo vulnerável à erosão. Apesar da inevitabilidade de retrocesso do solo e degradação, a maioria dos ciclos do solo são longos.
Terra-formando fatores continuam a afectar os solos durante a sua existência, mesmo em "estáveis" paisagens que são de longo duradoura, alguns milhões de anos. Os materiais são depositados no topo e os materiais são fundidos ou lavado da superfície. Com acréscimos, mudanças e alterações, os solos estão sempre sujeitos a novas condições. Se estes são lentos ou rápidas mudanças depende da atividade do clima, topografia e biológica.
[Editar] Propriedades físicas dos solos
 
As propriedades físicas do solo, na sua ordem de importância decrescente, são a sua textura, estrutura, a densidade, a porosidade, a consistência, a temperatura, da cor e da resistividade. Estes determinam a disponibilidade de oxigênio no solo e capacidade de água para se infiltrar e se realizará no solo. Textura do solo é determinada pela proporção relativa dos três tipos de partículas do solo, chamado solo "separa": areia, silte e argila. Estruturas maiores de solo são criados a partir da separa quando óxidos de Ferro, carbonatos, argila e sílica com o húmus constituintes orgânicos, partículas de revestimento e levá-los a aderir em relativamente estáveis ​​estruturas secundárias chamado "peds". A densidade do solo, a densidade a granel particularmente, é uma medida da compactação do solo. Porosidade do solo consiste na parte do volume ocupado pelo ar e água. Consistência é a capacidade do solo para ficar juntos. A temperatura do solo e cor são definidoras do self. Resistividade refere-se à resistência à condução de correntes eléctricas e afecta a taxa de corrosão das estruturas metálicas e de betão. Propriedades do solo pode alterar a profundidade através de um perfil do solo em particular com cada camada identificável no perfil.
[Editar] Textura
 
 
Tipos de solo através de composição de silte, argila e areia, utilizados pelo USDA
 
 
Solo Rico em ferro perto Paint Pots em Kootenay Parque Nacional do Canadá.
Os componentes minerais de terra, areia, silte e argila determinar uma textura solos. No triângulo de classificação textural ilustrado o único solo que não apresentam um daqueles predominantemente é chamado de "barro". Enquanto ainda areia pura lodo, ou argila pode ser considerado um solo, do ponto de vista da produção de alimentos uma terra argilosa com uma pequena quantidade de material orgânico é considerada ideal. Os constituintes minerais de um solo de areia argilosa pode ser de 40%, lodo 40% ea argila equilíbrio de 20% em peso. Textura do solo afeta o comportamento do solo, em particular, a sua capacidade de retenção de nutrientes e água. [25]
Areia e lodo são os produtos de intemperismo físico e químico, enquanto a argila é freqüentemente o produto precipitado de intemperismo químico. Argila, por outro lado é um produto de desgaste químico e frequentemente formas como um mineral secundário a partir de minerais dissolvidos que precipitam a partir da solução. É a área de superfície específica das partículas do solo e as cargas iónicas desequilibradas dentro deles que determinam o seu papel no potencial de troca catiónica de solo, consequentemente, a sua fertilidade. A areia é menos ativo silte, argila é o mais ativo. Areia tem a sua maior benefício para o solo, resistindo compactação e aumento da porosidade. Lodo, ​​com a sua maior área superficial específica, é mais quimicamente activa do que a areia, mas o teor de argila, com a sua área de superfície muito elevada específica e número geralmente grande de cargas negativas, dá argila sua capacidade de retenção grande para nutrientes e água. Solos argilosos resistir ao vento e água erosão melhor do que lodoso e solos arenosos, como as partículas são ligados um ao outro.
A areia é o mais estável dos componentes minerais de solo, que consiste de fragmentos de rocha, partículas principalmente de quartzo, que variam em tamanho de 2,0 mm a 0,05 mm. A areia é muito inerte, mas desempenha um papel importante na realização de solo aberto. Gamas de limo em tamanho entre 0,05 mm a 0,002 mm. Lodo é mineralogicamente como areia, mas é mais ativo do que areia, devido à sua maior área de superfície. Clay é o componente mais importante do solo mineral, devido à sua carga negativa e capacidade para manter cátions. A argila não podem ser resolvidos por microscópios ópticos, que varia em tamanho de 0,002 mm ou menos [26] No meio de textura dos solos, a argila é muitas vezes lavado para baixo através do perfil do solo e se acumula no subsolo..
Componentes de solo maiores que 2,0 mm são classificados como rocha e cascalho e são removidos antes de determinar as percentagens dos componentes restantes e da classe textura do solo, mas são incluídos no nome. Por exemplo, um solo franco arenoso com cascalho de 20% seria chamado barro arenoso gravemente.
Quando o componente orgânico de um solo é substancial, o solo é chamado orgânica do solo, em vez de solo mineral. Um solo é chamado de orgânico se:
Fracção mineral de argila é de 0% e matéria orgânica é de 20% ou mais.
Fracção mineral é de 0% a 50% de argila e da matéria orgânica é entre 20% a 30%.
Fracção mineral é de 50% ou mais de argila e matéria orgânica de 30% ou mais. [27]
[Editar] Estrutura
A aglutinação dos componentes do solo de textura dos agregados de areia, silte e argila formas ea associação posterior desses agregados em unidades maiores estruturas do solo faz chamadas peds. A adesão de tais componentes de solo por substâncias orgânicas, óxidos de ferro, carbonatos, argilas e sílica, e pela quebra das referidas agregados devido à expansão-contração, a congelação-descongelação, e molhantes-secagem do solo ciclos formas distintas em formas geométricas. Estes peds evoluir para unidades que podem ter várias formas, tamanhos e graus de desenvolvimento. [28] Um torrão de solo não é um ped, mas sim uma massa de solo que resulta da perturbação mecânica. A estrutura do solo afeta a aeração, o movimento da água, condução de calor, resistência à erosão e ao crescimento da raiz da planta. A água tem o efeito mais forte na estrutura do solo devido à sua solução e precipitação de minerais e seu efeito no crescimento das plantas.
A estrutura do solo, muitas vezes dá pistas para a sua textura, teor de matéria orgânica, atividade biológica, a evolução do solo passado, uso Humano, e as condições químicas e mineralógicas em que o solo se formaram. Enquanto a textura, é definida pelo componente mineral do solo e é uma propriedade natural do solo e não muda com as atividades agrícolas, a estrutura do solo podem ser melhoradas ou destruído por nossa escolha e tempo de práticas agrícolas.
Classes de solos estruturais: [29]
1. Tipos: Forma e disposição dos peds
uma. Platy: Peds são achatadas umas sobre as outras 1-10 milímetros de espessura.
Encontrado no horizonte A dos solos florestais e de sedimentação do lago.
b. Prismáticos e colunares: peds Prismlike são longos no
dimensão vertical, 10-100 mm de largura. Peds prismáticas têm Televisão
tops, peds colunares ter arredondado tops. Tendem a se formar no B-
horizonte em solo de sódio de alta, onde a argila tem acumulado.
c. Angulosos a subangulosos: peds blocos são cubos imperfeitos,
5-50 mm, angular têm bordas afiadas, subangulosos ter arredondado
bordas. Tendem a se formar no horizonte B, onde o barro tem
acumulado e indicar a penetração de água Pobre.
d. Granulares e Crumb: peds esferóides de poliedros, 1-10, mm
muitas vezes encontrada na Um horizonte, na presença de compostos orgânicos
material. Peds Crumb são mais porosos e são considerados ideais.
2.Classes: Tamanho de peds cujos intervalos dependem do tipo acima
uma. Muito fina ou muito fina: <1 platy mm e esférica; <5 mm
blocos; <prismlike 10 mm.
b. Multa ou magro: platy 1-2 mm, e esféricos; blocos 5-10 mm;
10-20 mm prismlike.
c. Médio: 2-5 platy mm, granular; 10-20 mm blocos; 20-50
prismlike.
d. Grosseiros ou grossa: platy 5-10 mm, granular; 20-50 blocos mm;
50-100 mm prismlike.
e. Muito grossa ou muito grossa:> 10 platy mm, granular;> 50 mm
blocos;> prismlike 100 mm.
3. Níveis: é uma medida do grau de desenvolvimento ou de cimentação dentro do
peds que resulta em sua força e estabilidade.
uma. Fraco: Fraca cimentação permite peds a desmoronar no
três constituintes de areia, silte e argila.
b. Moderado: Peds não são distintos em solo não perturbado, mas quando
removidos eles quebram em agregados, alguns agregados quebrados e
material de unaggregated pouco. Este é considerado ideal.
c. Fortes: Peds são distintos antes removido do perfil e
não se quebram facilmente.
d. Structureless: O solo é inteiramente colados em um
cimentação de massa, tais como placas de argila ou não grande em tudo como
como com a areia.
Em maior escala, as forças que moldam resultado de um solo estrutura de inchaço e retração que inicialmente tendem a agir horizontalmente, verticalmente orientadas causando peds prismáticos. Solo argiloso vai induzir rachaduras horizontais reduzindo colunas para peds blocos. Raízes, roedores, worms e congelamento-descongelamento mais quebrar os peds em uma forma esférica.
Numa escala mais pequena, as raízes das plantas estender em vazios e remover a água e fazer com que os espaços abertos para aumentar, e diminuir ainda mais o tamanho de agregação física. Nas raízes ao mesmo tempo, hyphea fungos e minhocas criar túneis microscópicos que quebrar peds.
Numa escala ainda mais baixa, a agregação do solo continua como bactérias e fungos exsudam polissacarídeos pegajosas que se ligam solo em peds pequenas. A adição da matéria-prima orgânica que as bactérias e fungos alimentar-se encoraja a formação desta estrutura do solo desejável.
No menor escala, a química do solo afeta a agregação ou dispersão de partículas do solo. As partículas de argila contêm catiões polivalentes que dão faces de camadas de argila uma carga líquida negativa. Ao mesmo tempo, as extremidades das placas de argila têm uma carga positiva leve, permitindo assim que as bordas para aderir às faces de partículas de argila ou outros para flocular. Por outro lado, quando os iões monovalentes tais como sódio invadir e deslocar os catiões polivalentes que enfraquecem as cargas positivas nas bordas, enquanto as cargas superficiais negativas são relativamente reforçada. Isto deixa uma carga líquida negativa sobre a argila, levando-os para empurrar para além, e assim impede que a floculação de partículas de argila em conjuntos de maiores dimensões. Como resultado, a argila dispersa e depositada em espaços vazios entre peds levando-os para fechar. Desta forma, a agregação do solo é destruída e é feita impenetrável ao ar e à água. Solo sódico tal tende a formar estruturas colunares perto da superfície. [30]
[Editar] Densidade
A densidade é o peso por unidade de volume de um objecto. Densidade de partículas é a densidade das partículas minerais que formam um solo ou seja, excluindo espaço de poro e material orgânico. Densidade média de partículas de aproximadamente 2,65 g / cc (165 lbm/ft3). Densidade do solo, um peso seco, inclui espaço de ar e os materiais orgânicos do volume do solo. Uma densidade a granel elevada indica um compactação do solo ou alto conteúdo de areia. A densidade a granel de marga cultivada é cerca de 1,1 a 1,4 g / cc (por água comparação é de 1,0 g / cc). [31] uma menor densidade a granel, por si só não indica aptidão para o crescimento das plantas devido à influência da textura do solo e da estrutura .
Representante densidades dos solos. O espaço poroso porcentagem foi calculada usando 2,7 g / cc para densidade de partículas, exceto para o solo de turfa, que se estima. [32]
Tratamento do solo e identificação Densidade g / cc% do espaço poroso
Superficial do solo cultivado de um Campo de Algodão 1,3 51
Tráfico inter-linhas onde as rodas passaram superfície 1,67 37
Pan tráfego menos 25 cm de profundidade 1,7 36
Solo imperturbado abaixo pan tráfego, textura franco-argilosa 1,5 43
Solo franco Rocky lodo sob aspen Floresta 1,62 40
O solo argiloso na superfície da areia 1,5 43
Decomposto turfa 0,55 65
[Editar] Porosidade
Espaço de poro é a de que parte do volume a granel não ocupada por qualquer matéria mineral ou orgânica, mas é de espaço aberto ocupada por ar ou água. Idealmente, o espaço total dos poros devem ser de 50% do volume do solo. O espaço de ar é necessário para fornecer oxigénio para os organismos decomposição da matéria orgânica, húmus e raízes das plantas. Espaço de poro também permite o movimento e armazenamento de água e nutrientes dissolvidos.
Existem quatro categorias de poros:
Poros muito finos: <2 microns
Poros finos: 2-20 mícrons
Poros médios: 20-200 mícrons
Poros Grosso: 200 mícrons, 0,2 milímetros
Em comparação, os pêlos da raiz são 8 a 12 microns de diâmetro. Quando o espaço de poro inferior a 30 microns, as forças de atracção que seguram água no lugar são maiores do que aqueles na qualidade para drenar a água. Nesse ponto, torna-se registrado água do solo e não pode respirar. Para uma planta que cresce, o tamanho dos poros é de maior importância do espaço total de poros. Um marga de textura média proporciona o equilíbrio ideal de tamanhos de poro. Tendo em grandes poros que permitem que o ar rápida e movimento da água é superior ao espaço menor poros, mas tem um espaço maior percentagem de poro. [33] Tillage tem o benefício de curto prazo de temporariamente o aumento do número de poros de tamanho maior, mas no final aqueles irá ser degradado pela destruição de agregação do solo. [34]
[Editar] Consistência
Consistência é a capacidade do solo para ficar juntos e resistir à fragmentação. É de uso em predizer problemas de cultivo e de engenharia de fundações. A consistência é medido em três condições de umidade: ar seco, úmido e molhado. As medidas de fronteira consistência subjetiva sobre como eles empregam a "sensação" do solo nesses estados. Resistência de um solo à fragmentação e desintegrando é feita no Estado seco, por fricção da amostra. A sua resistência a forças de cisalhamento é feita no estado húmido pelo polegar e pressão dos dedos. Finalmente, uma plasticidade solos é medido no estado molhado, por moldação com a mão.
Os termos usados ​​para descrever o solo nessas três estados de humidade e um último estado de nenhum valor agrícola são como se segue:
Consistência do Solo seco: solta, suave, duro, muito duro.
Consistência do Solo úmido: solto, friável, firme, muito firme.
Consistência do solo molhado: não-pegajoso, pegajoso ou não de plástico, plástico
Consistência do Solo cimentado: fracamente cimentado, endurecidas (cimentado)
Consistência do solo é útil para estimar a capacidade do solo para apoiar os edifícios e estradas. Medidas mais precisas da resistência do solo muitas vezes são feitas antes da Construção.
[Editar] Temperatura
A temperatura do solo regula germinação, crescimento radicular, e disponibilidade de nutrientes. Temperaturas do solo variam de permafrost em alguns centímetros abaixo da superfície a 38 C (100 F), no Havaí em um Dia quente. A cor da cobertura do solo e capacidade de isolamento têm uma forte influência sobre a temperatura do solo. A cobertura de neve e pesados ​​mulching vai refletir a Luz e retardar o aquecimento do solo, mas ao mesmo tempo reduzir as flutuações na temperatura da superfície.
Abaixo de 50 cm (20 pol), temperatura do solo raramente alterações e pode ser aproximada por adição de 1,8 C (2 F) graus para a temperatura média do ar anual
Na maioria das vezes, as temperaturas do solo devem ser aceitas e as atividades agrícolas adaptadas a eles:
maximizar a germinação e crescimento pelas épocas de plantio.
otimizar o uso de amônia anidra, aplicando ao solo abaixo de 10 C (50 F).
evitar exigente e descongelamento de geadas de danificar rasas culturas enraizadas.
evitar danos tilth solo por congelação de solos saturados.
melhorar a absorção de fósforo pelas plantas.
Caso contrário, a temperatura do solo pode ser levantada por secagem solos ou usando claras coberturas de plástico. Mulches orgânicos desacelerar o aquecimento do solo.
[Editar] Cor
Cor do solo é muitas vezes a primeira impressão que se tem ao ver o solo. Cores vivas e contrastantes padrões são especialmente notáveis. O Rio Vermelho (bacia Mississippi) carrega sedimentos erodidos de extensos solos avermelhados, como Barro Porto de Areia, em Oklahoma. O rio Amarelo, na China carrega sedimentos amarelo da erosão do solo loess. Mollisols nas Grandes Planícies são escurecidas e enriquecido com matéria orgânica. Podsols em florestas boreais têm altamente contrastantes camadas devido à acidez e lixiviação.
Em geral, a cor é determinada pelo teor de matéria orgânica, condições de drenagem, e do grau de oxidação. Cor do solo, enquanto facilmente discernidos, tem pouca utilidade na previsão de características do solo. [35] É de uso em fronteiras distintas dentro de um perfil do solo, A Origem do material de um solo de pai, como uma indicação de umidade e condições de alagamento, e como meios qualitativos para medir o sal, orgânica e de carbonato de solos. A cor é registada no sistema de Munsell como, por exemplo 10YR3 / 4.
Cor do solo é influenciada principalmente pela mineralogia do solo. Muitas cores do solo são devidas a vários minerais de ferro. O desenvolvimento ea distribuição de cor em resultado perfil do solo a partir de químicos e biológicos intempéries, especialmente reacções redox. Como os minerais primários no solo tempo material de origem, os elementos se combinam em novos compostos e colorido. Ferro faz minerais secundários com uma cor amarela ou vermelha, matéria orgânica se decompõe em compostos pretos e pardos, e manganês, enxofre e nitrogênio pode formar depósitos minerais negros. Estes pigmentos podem produzir padrões de cores diferentes dentro de um solo. Condições aeróbias produzir mudanças de cor uniforme ou gradual, reduzindo os ambientes (anaeróbica) resultam em fluxo em cores interrompido com complexos padrões, manchada e pontos de concentração de cor. [36]
[Editar] Resistividade
Resistividade do solo é uma medida da capacidade de um solo para retardar a condução de uma corrente eléctrica. A resistividade eléctrica do solo pode afectar a taxa de corrosão galvânica de estruturas metálicas em contacto com o solo. Maior teor de humidade ou a concentração de electrólito aumento pode diminuir a resistividade e aumentar a condutividade aumentando assim a taxa de corrosão. [37] [38] do solo os valores de resistividade tipicamente variar de cerca de 2-1000 Ω · m, mas os valores mais extremos não são incomuns. [39]
[Editar] de água no solo
 
Ver artigo principal: a água do solo
Água de formação do solo efeitos, a estrutura, a estabilidade ea erosão mas é a principal preocupação em relação ao crescimento da planta. A água é essencial para plantas para quatro razões:
Constitui 85% -95% do protoplasma plantas.
É essencial para a fotossíntese.
É o solvente no qual os nutrientes são transportados para, à entrada e toda a planta.
Ele fornece a turgidez, através da qual a planta se mantém em posição adequada. [40]
Além disso, a água altera o perfil do solo por dissolução e de re-deposição minerais, muitas vezes em níveis mais baixos e, possivelmente, deixando o solo estéril, no caso de chuva extremas e de drenagem. Em uma terra argilosa, sólidos constituem metade do volume, de ar de um quarto do volume, e água quarto do volume de que apenas metade do que a água estará disponível para a maioria das plantas.
[Editar] forças de retenção de água
A água é retida num solo quando a força adesiva de atracção de água para as partículas do solo e da água forças coesivas sente por si só são capazes de resistir a força da gravidade que tende para drenar a água do solo. Quando um campo é inundada, o espaço de ar é deslocado por água. O campo drenará sob a força da gravidade, até atingir o que é chamado a capacidade de campo em que ponto as menores poros estão cheios com água e com a maior água e ar. [41] A quantidade total de água retida quando a capacidade de campo é alcançado é uma função da área superficial específica das partículas do solo. Como resultado, a argila elevada e um alto solos orgânicos têm capacidades mais elevadas de campo. A força total necessária para puxar, ou empurrar a água para fora do solo é dada a sucção termo e, geralmente, expresso em unidades de barras (105 Pascal), que é apenas um pouco menos de um atmosfera de pressão. Alternativamente, a tensão termos ou potencial a humidade pode ser usado. [42]
[Editar] Classificação Umidade
As forças com que a água é realizada em solos determina a sua disponibilidade para as plantas. Forças de adesão reter a água fortemente a minerais e húmus superfícies e menos fortemente para si por forças de coesão. Raiz de uma planta pode penetrar um volume muito pequeno de água que é aderente ao solo e ser capaz inicialmente para retirar a água em que é apenas levemente realizada pelas forças coesivas. Mas, como a gota é desenhada para baixo, as forças de aderência da água para as partículas do solo fazer a redução do volume de água cada vez mais difícil até que a planta não pode produzir sucção suficiente para usar a água restante. A água restante é considerado não disponível. A quantidade de água disponível depende da textura do solo e quantidades de húmus e do tipo de planta. Cactos pode, por exemplo, produzir uma maior sucção do que pode plantas de culturas agrícolas.
A seguinte descrição aplica-se a um solo franco e culturas agrícolas. Quando um campo é inundado é chamado saturado e todo o espaço de ar disponível é ocupada por água. A sucção necessário para extrair a água em uma raiz da planta é zero. Como o campo drena sob a influência da gravidade (água drenada é chamado de água gravitacional ou dreno-capaz de água), a sucção necessária para ser produzida pela planta para usar água aumenta tais a 1/3 bar. Nesse ponto, o solo se diz ter atingido a capacidade de campo, e as plantas que utilizam a água deve produzir sucção cada vez maior, finalmente até 15 bar. Aos 15 anos de sucção bar a quantidade de água no solo é chamada por cento de murcha. Ao que a sucção da planta não podem sustentar suas necessidades hídricas como a água ainda está sendo perdida a partir da planta por transpiração; turgidez da planta é perdida, e ele murcha. O nível seguinte, chamado ar seco, ocorre em 1000 sucção bar. Finalmente, a condição do Forno seco é atingido e em 10.000 sucção bar. Toda a água abaixo do percentual de murcha é chamado de água disponível. [43]
[Editar] teor de umidade do solo
A quantidade de água restante em um solo drenado para a capacidade de campo ea quantidade que está disponível é uma função do tipo de solo. O solo arenoso irá reter água muito pouco barro manterá o montante máximo. O tempo necessário para drenar um campo de condição inundada por um marga argila que começa em água 43% em peso a uma capacidade de campo de 21,5% é de seis dias, enquanto que para uma terra argilosa areia que é inundado ao seu máximo de água de 22%, terá dois dias para chegar a capacidade de campo de água de 11,3%. A água disponível para o marga argila pode ser de 11,3%, enquanto que para o marga areia pode ser apenas 7,9% em peso. [44]
Ponto de murcha permanente, capacidade de campo, e capacidade de água disponível do solo de texturas diversas [45]
Solo de textura ponto de murcha capacidade de campo a capacidade de água disponível
Água por metro de profundidade do solo de água por metro de profundidade do solo de água por metro de profundidade do solo
 % Pol% pol% pol
Areia média 1,7 0,3 6,8 1,2 5,1 0,9
Areia fina 2,3 0,4 8,5 1,5 6,2 1,1
Arenoso 3,4 0,6 11,3 2,0 7,9 1,4
Multa arenoso 4,5 0,8 14,7 2,6 10,2 1,8
Argila 6,8 1,2 18,1 3,2 11,3 2,0
Silt loam 7,9 1,4 19,8 3,5 11,9 2,1
Textura franco-argilosa 10,2 1,8 21,5 3,8 11,3 2,0
Argila 14,7 2,6 22,6 4,0 7,9 1,4
O acima são valores médios para as texturas de solo como a porcentagem de areia, silte e argila variam dentro das texturas de solo listados.
[Editar] O fluxo de água em solos
A água se move através do solo, devido à força de osmose gravidade, e capilaridade. À zero bar de sucção de um terço de sucção bar, a água se move através do solo devido à gravidade e é chamado de fluxo saturado. Na maior sucção, o movimento da água é chamado de fluxo não saturado. [46]
Infiltração de água no solo é controlado por seis fatores:
Textura do solo
A estrutura do solo. De textura fina solos com estrutura granular são mais favoráveis.
A quantidade de matéria orgânica. Matéria grosseira é melhor e se na superfície ajuda a prevenir a destruição da estrutura do solo ea criação de crostas.
Profundidade do solo para as camadas impermeáveis ​​como hardpans ou fundamentais.
A quantidade de água já no solo.
A temperatura do solo. Solos quentes tomar em água mais rápido, enquanto solos congelados pode não ser capaz de absorver, dependendo do tipo de congelamento. [47]
Taxas de infiltração de água variam de 0,25 cm por hora para solos argilosos com até 2,5 cm por hora de areia, e as estruturas do solo bem estabilizados e agregados. [48]
[Editar] fluxo saturado
Uma vez que o solo está completamente molhada, a água mais irá se mover para baixo, ou percolado, carregando com ela de argila, húmus e nutrientes, principalmente cátions, fora do alcance das raízes das plantas e resultam em solos ácidos. A fim de diminuir a solubilidade, os nutrientes lixiviados são:
Cálcio
Magnésio, potássio, enxofre, dependendo de composição do solo.
Azoto; geralmente pouco, a menos que fertilizante de nitrato foi aplicada recentemente.
Fósforo; muito pouco como as suas formas no solo são de baixa solubilidade [49].
Na água de percolação Estados Unidos devido a precipitação varia de zero polegadas a leste das Montanhas Rochosas a vinte ou mais centímetros nas montanhas Apalaches e da costa norte do Golfo do México. [45]
[Editar] Fluxo não-saturado
No condutas de aspiração inferior a um terço de barras, água move-se em todas as direcções do fluxo insaturado a uma taxa que é dependente do quadrado do diâmetro dos poros de água cheia. A água é empurrada por gradientes de pressão, a partir do ponto da sua aplicação onde é saturado localmente, e puxada por acção capilar devido a força de adesão de água para os sólidos do solo, produzindo um gradiente de aspiração da molhada para solo seco. Dobrando o diâmetro dos poros aumenta a taxa de fluxo por um factor de quatro. Poros grandes drenados por gravidade e não preenchido com água não aumentar grandemente a taxa de fluxo para o fluxo de insaturado. O fluxo de água é principalmente de solo de textura grossa em solo de textura fina e se move mais lentamente através de textura fina solos argilosos como um. [50]
[Editar] A absorção de água pelas plantas
De igual importância para o armazenamento e movimentação de água no solo é o meio pelo qual as plantas adquiri-lo e seus nutrientes. Noventa por cento de água é absorvido pelas plantas como a absorção passiva causada pela força de tracção de evaporação de água (transpirante) a partir da coluna longo de água que conduz a partir de raízes para as folhas. Além disso, a elevada concentração de sais no interior das raízes das plantas criar um gradiente de pressão osmótica que empurra a água do solo nas raízes. Absorção osmótica se torna mais importante em tempos de transpiração de água baixa durante a Noite (temperaturas mais baixas) ou devido a alta umidade durante o dia. É o processo que faz com que guttation. [51]
Extensão da raiz é vital para a sobrevivência da planta. Um estudo de uma única planta de centeio de inverno cultivadas por quatro meses em um pé cúbico de solo franco mostrou que a planta desenvolveu 13,800,000 raízes de 385 quilômetros e 2.550 metros quadrados de área de superfície e 14 bilhões de raízes de Cabelo de 6.600 quilômetros e 4.320 metros quadrados de raiz área, para uma área de superfície total de 6,870 pés quadrados. A área de superfície total da terra argilosa foi estimada em 560.000 pés quadrados. [52] Por outras palavras as raízes foram em contacto com apenas 1,2% do solo. Raízes devem procurar a água como o fluxo insaturado de água no solo pode mover-se apenas a uma taxa de até 2,5 cm por dia, como resultado, eles estão constantemente a morrer e em crescimento, à medida que procuram altas concentrações de humidade do solo.
A humidade do solo insuficiente para o ponto de murchidão irá causar danos permanentes e as colheitas sofrerá. Quando sorgo foi exposto a sucção do solo tão baixo quanto 13,0 bar durante o surgimento de cabeça de sementes através de flor e estágios de sementes conjunto de crescimento, a produção foi reduzida em 34%. [53]
[Editar] O uso de consumo e eficiência de água
Apenas uma pequena fracção (0,1% a 1%) da água usada por uma planta é realizada no interior da planta. Transpiração de água a partir da planta é a maioria da utilização da água, enquanto a evaporação a partir da superfície do solo é igualmente importante. A transpiração além de perdas por evaporação da umidade do solo é chamado evapotranspiração. Evapotranspiração, a água mais realizada na planta totais de uso consuntivo que é quase idêntica à evapotranspiração. [53]
O total de água utilizada em um campo agrícola inclui escoamento, drenagem e uso consuntivo. O uso de coberturas soltas irá reduzir perdas por evaporação, por um período após um campo é irrigada, mas no final a perda por evaporação total será aproximar-se de um solo descoberto. O benefício da cobertura morta é manter a umidade disponível durante a fase de plântula. Eficiência de utilização de água é medida pela Razão de transpiração que é a razão entre o total de água transpirada por uma planta ao peso seco da planta colhidas em um local particular. Alfafa pode ter uma razão de transpiração de 500 (para uma localização particular) e como um resultado de 500 kg de água irá produzir um quilograma de alfafa seca. Rácios de transpiração para as culturas intervalo de 300 a 700. [54]
[Editar] Atmosfera do solo
 
A atmosfera de solo é radicalmente diferente da da atmosfera acima. O consumo de oxigênio pelos microorganismos e raízes de plantas ea sua libertação de dióxido de carbono diminui o oxigênio e aumenta a concentração de dióxido de carbono. Concentração de CO2 atmosférico é de 0,03%, mas no espaço do poro do solo pode variar de 10 a 100 vezes o nível que. Além disso, o vácuo é saturado com vapor de água. Porosidade adequada é necessário não só para permitir a penetração de água, mas também para permitir que os gases de se difundir para dentro e para fora. Movimento de gases é por difusão a partir de concentrações elevadas para diminuir. Difunde oxigénio no e é consumido e os níveis de excesso de dióxido de carbono, que pode tornar-se tóxico, difundem para fora com outros gases, bem como água. A textura do solo e da sua estrutura afecta fortemente a porosidade e de difusão de gás. [55] Platy e solos compactados impedir o fluxo de gás e uma deficiência de oxigénio pode incentivar bactérias anaeróbicas para reduzir o nitrato de N2, N2O, e NO, que é então perdida para a atmosfera . Solo aerado também é um sumidouro Líquido de metano CH4, mas um produtor líquido de gases de efeito estufa, quando os solos estão esgotados de oxigênio e sujeitos a temperaturas elevadas. [56]
[Editar] Propriedades químicas e coloidais
 
A química do solo determina a disponibilidade de nutrientes, a saúde das populações microbianas, e as suas propriedades físicas. Química do solo determina a sua corrosividade, estabilidade e capacidade de absorver poluentes e para filtrar a água. É a química da superfície de argilas e colóides de húmus que determina as propriedades do solo de produtos químicos. A área de superfície muito elevada específica de colóides dá solo sua grande capacidade de segurar e libertar catiões em que é referido como a permuta catiónica. Capacidade de permuta catiónica é a quantidade de catiões permutáveis ​​por unidade de peso de solo seco, e é expressa em termos de miliequivalentes de ião hidrogénio por 100 gramas de solo. "Um colóide é uma pequena partícula, insolúvel nondiffusible maior do que uma Molécula pequena, mas suficiente para permanecer em suspensão em meio líquido sem sedimentação. A maioria dos solos contêm partículas coloidais orgânicos, bem como as partículas inorgânicas coloidais de argilas. "[57]
[Editar] argilas do solo
Devido à sua elevada área de superfície específica, a argila é o componente mineral mais activo do solo. É um material coloidal e cristalina. Nos solos, a argila é definida em um sentido físico, como qualquer partícula mineral menos que dois microns de diâmetro efetivo. Quimicamente, a argila é uma gama de minerais com certas propriedades reativas. A argila é também uma classe de solo textural. Muitos minerais do solo, um tal de gesso, carbonatos ou de quartzo, são pequenas o suficiente para ser classificado como argila fisicamente, mas eles não oferecem a mesma utilidade quimicamente como fazer minerais de argila. [58]
Clay foi uma vez pensado para ser partículas muito pequenas de quartzo, feldspato, mica, hornblenda ou augita, mas agora é conhecido por ser (com exceção de argilas mica base) um precipitado com uma composição mineralógica diferente de seus materiais de pai e está classificado como um mineral secundário. O tipo de argila que é formado é uma função do material de origem e da composição dos minerais em solução. Mica resultado argilas base a partir de uma modificação do mineral mica primário de tal forma que ele se comporta e é classificada como uma argila. A maioria das argilas são cristalinos mas alguns são amorfo. As argilas de solo são uma mistura de vários tipos de argila, mas um tipo predomina.
A maioria das argilas são cristalinos e mais são constituídos por três ou quatro planos de oxigénio mantidas juntas por planos de alumínio e de silício por meio de ligações iónicas que juntos formam uma única camada de argila. É o arranjo espacial dos Átomos de oxigénio que determina a estrutura da argila. Metade do peso de argila é oxigénio, mas numa base de volume de oxigénio é 90 por cento. [59] As camadas de argila são por vezes mantidos juntos por meio de ligações de hidrogénio ou pontes de potássio e, como resultado são menos inchaço na presença de água. Outras camadas argilas são frouxamente ligado e vai inchar muito intervém quando a água entre as camadas.
Há três grupos de argilas:
Alumino-sílica cristalina argilas, montmorilonita, ilita, vermiculita, clorita, caulinita.
Argilas amorfos, são misturas de tenra idade de sílica (SiO2-OH) e alumina (Al (OH) 3), mas não teve tempo para formar cristais regulares.
Argilas sesquióxido são argilas altamente lixiviados de óxidos de ferro, alumínio e titânio. [60]
[Editar] argilas de sílica
Alumino-sílica argilas são caracterizados pela sua estrutura regular cristalino. O oxigénio em ligações iónicas com silício constitui uma coordenação tetraédrica que por sua vez forma folhas de sílica. Duas folhas de sílica estão ligados entre si por um plano de alumínio, que formam uma coordenação octaédrica, chamado de alumina, com os oxigénios da folha de sílica acima e que abaixo dela. Íons hidroxila (OH-), por vezes, substituir o oxigênio. Tanto quanto quarto do alumínio Al3 + podem ser substituídos por Zn2 +, Mg2 + ou + Fe2 + e Si4 pode ser substituído por Al3 +. A substituição de íons de menor valência para íons de valência mais elevados (substituição isomórfica) dá barro uma carga líquida negativa que atrai e retém cátions alguns dos quais são de valor para o crescimento das plantas.
Argila montmorilonita é feito de quatro aviões de oxigênio com dois aviões e um silício de alumínio centrais intervir. O alumino-silicato de montmorilonite argila são referidos como tendo uma proporção de 2:1 de silício para alumínio. Os sete planos juntos formam uma única camada de montmorilonite. As camadas são fracamente realizada e água pode intervir, fazendo com que a argila inche até dez vezes o seu volume seco. Ela ocorre em solos que tiveram lixiviação pouco. Montmorilonita é encontrado em regiões áridas. Toda a superfície fica exposta e disponível para as reacções de superfície e tem capacidade de troca catiónica de alta.
Ilite é uma argila 2:01 semelhante em estrutura ao montmorilonite, mas tem pontes de potássio entre as camadas de argila e do grau de inchaço depende do grau de desgaste do potássio. A área de superfície activa é reduzido devido às ligações de potássio. Ilite origina da modificação de mica, um mineral primário. Encontra-se frequentemente em conjunto com montmorilonita com seus minerais primários. Tem capacidade de troca catiônica moderada.
Vermiculite é uma argila, mica base semelhante a ilite, mas as camadas de argila são mantidos juntos por mais frouxamente de magnésio hidratado e inchará, mas não tanto como uma montmorilonite. Tem a capacidade de troca catiónica muito elevada.
Clorito é semelhante à vermiculite, mas a ligação solto pelo magnésio hidratado ocasional é substituído por uma folha de magnésio hidratado, firmemente colagem dos planos acima e abaixo dele. Tem dois planos de silício, um de alumínio e um de magnésio, pelo que é uma argila 2:2. Clorito não incha e não tem capacidade de troca catiônica baixa.
Caulinita é muito comum, mais comum do que montmorilonita em solos ácidos. Tem um de sílica e uma folha de alumina por camada, pelo que é uma argila de tipo 1:1. Uma camada de oxigênio é substituir com hidroxilas que produz fortes ligações de hidrogênio com o oxigênio na próxima camada de argila. Como um resultado caulinite não incha em água e tem uma área de superfície de baixo, e como quase nenhuma substituição isomórfica ocorreu tem uma capacidade de troca catiónica de baixo. Onde a precipitação é alta, solos ácidos seletivamente sílica rouba mais do que alumina a partir das argilas originais deixando caulinita. Mesmo mais pesado intemperismo resulta em argilas sesquióxido.
[Editar] argilas amorfos
Argilas amorfas são comuns em cinzas vulcânicas. Eles são misturas de alumina e sílica que não se formaram a forma de Cristal ordenada de alumino-sílica argilas que o tempo proporcionam. A maioria de suas cargas negativas se origina a partir de íons hidroxila, que pode ganhar ou perder um íon de hidrogênio (H +), portanto, o pH do solo buffer. Eles podem ter qualquer uma carga negativa fornecida pelo ião anexado hidroxilo (OH-), que pode atrair um catião, ou perder o hidrogénio do hidroxilo para a solução e exibir uma carga positiva que pode atrair aniões. Como resultado, eles podem exibir qualquer capacidade de troca catiónica elevada, em uma solução do solo ácido, ou a capacidade de troca aniónica de alta, em uma solução do solo de base.
[Editar] argilas sesquióxido
Argilas sesquióxido são um produto de chuvas fortes, que tem a maior parte do lixiviadas de sílica e alumina de alumino-sílica argila, deixando os óxidos menos solúveis de ferro Fe2O3 e hidróxido de ferro (Fe (OH) 3) e hidróxidos de alumínio (Al (OH) 3). Sesqi é significado América um e uma meia-; existem três partes de oxigénio para duas partes de ferro ou alumínio, portanto, a proporção é de um e uma meia-. Eles são hidratados e agir como amorfos ou cristalinos. Leva centenas de milhares de anos de lixiviação para criar argilas sesquióxido. Eles não são pegajosos e não inchar e solos ricos em eles se comportam como areia e pode absorver rapidamente a água. Eles são capazes de manter grandes quantidades de fosfatos. Sesquióxidos têm capacidade de troca catiônica baixa. [61] [62]
[Editar] colóides orgânicos
Humus é o estado penúltimo da decomposição de matéria orgânica, enquanto que ele pode durar mil anos, na escala maior de idade dos componentes do solo de outros, é temporária. É composto de ligninas muito estável (30%) e açúcares complexos (poliuronídeos, 30%). Numa base de peso seco, a capacidade de permuta catiónica de húmus é muitas vezes maior do que a de argila. As raízes das plantas também têm sites de troca de cátions.
[Editar] troca de cátions e ânions
Troca catiônica, entre colóides e de água do solo, buffers (moderados) o pH do solo, altera a estrutura do solo, e purifica água de percolação por adsorção cátions de todos os tipos, tanto úteis e prejudiciais.
As cargas negativas numa partícula coloidal torna capaz de segurar catiões à sua superfície. As cargas resultar de quatro fontes.
Substituição isomórfica ocorre em argila quando catiões menor valência substituir catiões mais elevados de valência na estrutura de cristal. Substituições nas camadas mais externas é mais eficaz do que para as camadas mais interiores como a força de carga cai fora como o quadrado da distância. O resultado é uma carga negativa.
Átomos de ponta-de-barro de oxigênio não estão em equilíbrio ionicamente como as estruturas tetraédricas e octaédrica estão incompletos nas bordas de barro.
Hidrogénios dos hidroxilos de argila pode ser ionizado em solução deixando um oxigénio com uma carga negativa.
Hidrogênios de húmus grupos hidroxila pode ser ionizado em solução deixando um oxigênio com uma carga negativa. [63]
Cações realizadas aos colóides de carga negativa resistem a ser lavado para baixo pela água e fora do alcance das raízes das plantas, poupando assim a fertilidade dos solos em áreas de chuvas moderadas e baixas temperaturas.
Existe uma hierarquia no processo de troca catiónica em colóides como eles diferem na força de adsorção ea sua capacidade para substituir um outro. Se estiver Presente em quantidades iguais:
Al3 + substitui H + substitui Ca2 + + Mg2 substitui substitui K + mesmo NH4 + substitui Na + [57]
Se um cátion é adicionado em grandes quantidades pode substituir outro pela força do mesmo número (ação em massa). Este é em grande parte o que ocorre com a adição de fertilizante.
À medida que a solução do solo torna-se mais ácido, os outros catiões ligados a colóides são empurrados para a solução. Isto é causado pela ionização de grupos hidroxilo na superfície dos colóides do solo em que se descreve como cargas dependente do pH. Ao contrário de cargas permanentes desenvolvidos por substituição isomórfica, pH-dependentes cargas são variáveis ​​e aumentam com o aumento de pH. [64] Como resultado os catiões podem ser feitas disponível para as plantas, mas também capaz de ser lixiviado a partir do solo, possivelmente fazendo com que o solo menos fértil . As plantas excretar + H para o solo e para substituir catiões sobre os colóides, tornando os catiões disponível para a planta.
[Editar] capacidade de troca catiônica (CTC)
Capacidade de troca catiônica deve ser pensado como a capacidade dos solos para remover cátions da solução de água no solo e seqüestrar pessoas para ser trocado mais Tarde, como as raízes da planta liberação íons de hidrogênio para a solução. CEC é a quantidade de catião permutável hidrogénio (H +) que irá combinar-se com 100 gramas de peso seco de solo e cuja medida é um miliequivalentes por 100 gramas de solo (1 meq/100 g). Íons de hidrogênio tem uma única carga e um milésimo de um grama de íons de hidrogênio por 100 gramas de solo seco dá uma medida de um miliequivalente de iões de hidrogénio. De cálcio com um peso atómico de 40 vezes maior do que hidrogénio e com uma valência de dois, converte a (40/2) x 1 miliequivalente = 20 miliequivalentes de ião hidrogénio por 100 gramas de solo seco ou 20 meq/100 g. [65] A medida moderna do CEC é expressa como centimoles de carga positiva por quilograma (cmol / kg), de solo forno seco.
A maioria dos CEC do solo ocorre em argila e colóides de húmus e à falta de aqueles em quentes, húmidos, climas húmidos, devido à lixiviação e decomposição, respectivamente, explica a esterilidade dos solos tropicais.
 
Capacidade de troca catiônica dos solos; texturas de solo, colóides do solo [66]
Solos Estado CEC meq/100 g
Charlotte areia fina Florida 1,0
Ruston bem arenoso Texas 1,9
Glouchester loam New Jersey 11,9
Lodo Grundy loam Illinois 26,3
Gleason argila barro Califórnia 31,6
Susquehanna argila barro Alabama 34,3
Davie mucky areia fina Florida 100,8
Sands ------ 1 - 5
Belas loams arenoso ------ 5-10
Loams e loams silte ----- 5-15
Argila loams ----- 15-30
----- Argilas mais de 30
Sesquióxidos ----- 0-3
Caulinita ----- 3-15
Illite ----- 25-40
Montmorillonite ----- 60-100
Vermiculita (semelhante a ilita) ----- 80-150
Humus ----- 100-300
[Editar] capacidade de troca de aniões (AEC)
Capacidade de troca de aniões devem ser pensados ​​como a capacidade para remover solos aniões a partir da solução de água no solo e sequestrar aqueles para a troca mais tarde, como as raízes das plantas libertar aniões de carbonato para a solução. Esses colóides que possuem CTC baixa tendem a ter algum AEC. Argilas amorfas e sesquióxido têm a maior AEC seguido pelos óxidos de ferro. Os níveis de AEC é muito mais baixa do que para CEC. Fosfatos tendem a ser realizada em locais de troca iônica.
Argilas hidróxido de ferro e alumínio são capazes de trocar ânions hidróxido (OH-) por ânions outros. A ordem reflectindo a força de aderência anião é como se segue:
H2PO4 substitui SO42-substitui NO3-Cl substitui-
A quantidade de aniões permutáveis ​​são de uma magnitude de décimos de um mili-equivalentes por poucos 100 g de solo seco. [67] À medida que o pH sobe há mais hidroxilos que irá deslocar aniões dos colóides e forçá-los em solução e para fora da armazenagem, daí o AEC diminui.
[Editar] Reação do solo (pH)
Reactividade do solo é expressa em termos de pH e é uma medida da acidez e alkaninity do solo. Mais precisamente, é uma medida da concentração de iões de hidrogénio numa solução aquosa e as gamas de valores de 0 a 14 (acídica para básica), mas em termos práticos para solos, gamas de pH de 3,5 a 9,5 como valores de pH para além desses extremos são tóxicos para a vida formas.
[Editar] O pH do solo
A 25 ° C uma solução aquosa que tem um pH de 3,5 tem 10-3.5 iões moles de hidrogénio por litro de solução (e também 10-10,5 mole / litro OH-). Um pH de 7, definido como neutro, tem 10-7 iões moles de hidrogénio por litro de solução e também 10-7 moles de OH-por litro; uma vez que as duas concentrações são iguais eles são ditos para neutralizar o outro. Um pH de 9,5 é 10-9.5 iões moles de hidrogénio por litro de solução (e também 10-3,5 mole por litro OH-). Um pH de 3,5 tem um milhão de vezes mais iões de hidrogénio por litro do que uma solução com pH de 9,5 (9,5-3,5 = 6 ou 106). E é mais ácido [68]
As plantas diferem nas suas necessidades nutricionais e do efeito do pH é remover a partir do solo ou tornar disponíveis iões determinados. Solos ácidos elevadas tendem a ter quantidades tóxicas de alumínio e de manganês. Plantas que precisam de cálcio precisa alcalinidade moderada, mas a maioria dos minerais são mais solúveis em solos ácidos. Organismos do solo são prejudicadas por alta acidez e maior parte das culturas agrícolas fazem melhor em solos minerais de pH 6,5 e solos orgânicos de pH de 5,5.
Em áreas de alta pluviosidade, os solos tendem a acidez como os cátions básicos são lixiviados pela chuva permitindo que os colóides do solo para se tornar saturado com íons de hidrogênio da chuva naturalmente ácido, deixando o solo estéril. A adição de íons de hidrogênio mais ou alumínio cátions hidroxila impulsiona o pH ainda mais baixos que o solo fica sem capacidade de tamponamento. Em áreas de baixa pluviosidade, cálcio unleached empurra o pH a 8,5 e com a adição de sódio permutável, os solos pode atingir pH 10. Para além de um pH de 9 crescimento da planta é reduzida. Resultados de pH elevado na mobilidade de micronutrientes em baixo, mas solúvel em água-quelatos desses pode suprir o déficit. De sódio pode ser reduzida pela adição de gesso (sulfato de cálcio-).
[Editar] Base de dados de porcentagem de saturação
Existem ácido formadoras de catiões (hidrogénio e alumínio) e há base de catiões formadores. A fração dos cátions de base de formação que ocupam posições sobre os colóides do solo é chamado a percentagem de saturação por bases. Se um solo tem uma CEC de 20 meq e 5 meq são de alumínio e catiões de hidrogénio (ácido formador de) o restante (20-5 = 15 meq) são assumidos ocupada por base de catiões formadores, em seguida, a saturação de base percentual é 15/20 x 100% = 75 por cento (25% do complemento é assumido ácido catiões formadores). Quando o pH do solo é 7 (neutro) saturação de base é de 100 por cento e não existem iões de hidrogénio armazenados nos colóides. A saturação por bases é quase em proporção direta com o pH e, exceto para a sua utilização no cálculo da quantidade de cal necessária para neutralizar um solo ácido é de pouca utilidade.
[Editar] Buffer de solos
A resistência do solo para alterações no pH e catiões disponível a partir da adição de ácido ou de material de base é uma medida da capacidade de tamponamento de um solo e aumenta à medida que aumenta CEC. Assim, areia pura não tem quase nenhuma capacidade de buffer. Buffering ocorre pela troca de cátions e neutralização.
A adição de amónia aquosa altamente básica fará com que o amónio para deslocar iões de hidrogénio a partir dos colóides e do produto final é coloidalmente fixados de amónio e água, mas nenhuma mudança permanente no pH.
A adição de cal, CaCO3, irá deslocar iões de hidrogénio a partir dos colóides do solo, fazendo com que a fixação do cálcio, a libertação de CO2 e de saída da água, sem qualquer alteração permanente no pH.
A adição de ácido carbónico (resultante de água e CO2) vai deslocar cálcio a partir de colóides, assim, que fixa os iões de hidrogénio, evoluindo água e bicarbonato de cálcio ligeiramente alcalino (temporário aumento do pH) altamente solúvel, que irá precipitar como cal (CaCO3) e água em um nível inferior no solo. Com o resultado de nenhuma alteração permanente no pH.
O princípio geral é a de que um aumento em um catião particular na solução de água no solo irá causar que catião para ser fixado à colóides (tamponada) e uma diminuição na solução de catião que fará com que ele possa ser retirado a partir do colóide e movido para a solução ( tamponado). O grau de buffering é limitada pela CEC do solo; maior o CEC maior a capacidade de tamponamento da solo.
[Editar] Nutrientes
 
Há dezesseis nutrientes essenciais para o crescimento e Reprodução das plantas. Eles são de carbono, oxigénio, hidrogénio, azoto, fósforo, potássio, enxofre, cálcio, magnésio, ferro, boro, manganês, cobre, zinco, molibdénio, e cloro. Quase todos os nutrientes de plantas são tomadas em formas iónicas a partir da parte da água da solução do solo como catiões ou aniões como. As plantas libertam bicarbonato e hydorxyl (OH-) aniões ou catiões de hidrogénio, num esforço para causar os iões de nutrientes para ser libertado de sequestro em colóides e assim forçá-los para a solução do solo. Íons de nitrogênio e cátions são armazenados em material orgânico no solo e são disponibilizados para as raízes das plantas de decomposição que o material de por micro-organismos. [69]
Nutrientes das plantas, dos respectivos símbolos químicos e as formas iônicas comuns em solos e disponíveis para absorção pelas plantas [70]
Ion elemento Símbolo ou molécula
Carbono C CO2 (principalmente através das folhas)
H hidrogénio H +, HOH (água)
Oxigênio O O2-, OH -, CO32-, SO42-, CO2
Fósforo P H2PO4 -, HPO42 (fosfatos)
De potássio K + K
Nitrogênio N NH4 +, NO3 - (nitrato de amônio)
Enxofre S-SO42
Cálcio Ca Ca2 +
Ferro Fe Fe2 +, Fe3 + (ferroso, férrico)
Magnésio Mg Mg2 +
Boro B H3BO3, H2BO3 -, B (OH) 4 -
Mn Manganês Mn2 +
Cobre Cu Cu2 +
Zinco Zn Zn2 ​​+
Molibdênio Mo MoO42-(molibdato)
Cloro Cl Cl - (cloreto)
[Editar] O mecanismo de absorção de nutrientes
Todos os nutrientes, com excepção de carbono são tomadas pela planta através das suas raízes. Todos as tomadas através das raízes, com a excepção de hidrogénio, que é derivado a partir de água, são absorvidos nos iões de formulário. De carbono, sob a forma de dióxido de carbono, entra primeiramente através do estômatos das folhas e onde a planta liberta oxigénio como um subproduto da fotossíntese. Todo o hidrogénio utilizada pela planta origina a partir de água do solo e resulta na libertação de oxigénio adicional. As plantas podem ter as suas necessidades de nutrientes suplementados por pulverização de uma solução aquosa de nutrientes em suas folhas, mas os nutrientes são tipicamente recebido através das raízes por:
Fluxo de massa.
Difusão.
A intercepção radicular.
As necessidades nutricionais de uma planta pode ser transportado para a planta pelo movimento da solução do solo de água em um. O que é chamado de fluxo de massa A absorção de nutrientes pelas raízes da água com a qual está em contato, faz com que a concentração de nutrientes em que área a ser esgotado. Nutrientes, em seguida, difundir a partir de áreas com maior concentração de menor concentração, trazendo assim mais nutrientes próximo às raízes. As plantas também enviar raízes constantemente a procurar novas fontes de nutrientes em um processo chamado de interceptação raiz. Enquanto isso mais velhas raízes menos eficazes morrer para trás. A água é levantada para as folhas, onde é perdidos pela transpiração e, no processo, traz com ele nutrientes do solo. A planta de Milho usará um litro de água por dia, no auge da sua estação de crescimento. [71]
Estima importância relativa do fluxo de massa, difusão e intercepção radicular como mecanismos de fornecimento de nutrientes para as plantas de raízes de plantas de milho em solos [72]
Percentual aproximada nutriente fornecida por:
Fluxo de massa Difusão intercepção radicular
Nitrogênio 98,8 1,2 0
Fósforo 6,3 2,8 90,9
Potássio 20,0 2,3 77,7
Cálcio 71,4 28,6 0
Enxofre 95,0 5,0 0
Molibdênio 95,2 4,8 0
Plantas mover íons de fora de suas raízes na proporção da quantidade de nutrientes que se movem dentro de hidrogênio H + é trocado por cátions e carbonato, HCO3-e hidróxido OH-ânions são trocados por ânions nutrientes. Plantas derivar a maioria dos nutrientes seus aniões a partir de decomposição da matéria orgânica, que mantenha 95 por cento do azoto, de 5 a 60 por cento do fósforo e 80 por cento de enxofre. Como as raízes das plantas remover nutrientes da solução de água no solo, os nutrientes são adicionados como íons se movem fora de argila e húmus, são adicionados a partir da decomposição de minerais do solo, e liberado pela decomposição da matéria orgânica do solo. Onde as culturas são produzidas, os nutrientes devem ser complementadas por fertilizantes ou adicionados de matéria orgânica. [73]
[Editar] Carbono
Plantas obter seu carbono a partir de dióxido de carbono atmosférico. Peso de uma planta é o carbono 45 por cento. Elementarmente, o carbono é de 50% de material vegetal. Resíduos de plantas têm um carbono a proporção de azoto (C / N) de 50:1. Como o material orgânico do solo é digerido por artrópodes, e micro-organismos as diminuições C / N, como o material carbonoso é metabolizada e dióxido de carbono subproduto (CO2) é libertado e encontra o seu caminho para a atmosfera. O nitrogênio, no entanto, é seqüestrado no corpo da matéria viva. Concentração de CO2 na atmosfera normal é de 0,03%, o que é provavelmente o fator limitante do crescimento vegetal. Em um campo de milho em um dia ainda durante a alta luminosidade da estação de crescimento, a concentração de CO2 cai muito baixo, mas nestas condições, o cultivo pode usar até 20 vezes a concentração normal. A respiração de CO2 por microrganismos do solo em decomposição de matéria orgânica do solo, contribuir com uma importante quantidade de CO2 para as plantas foto-síntese. Dentro da concentração de CO2 do solo é de 10 a 100 vezes atmosférica, mas pode aumentar para níveis tóxicos se a porosidade do solo é baixa ou impedida por uma condição inundado. [74]
[Editar] Nitrogênio
O nitrogênio é o elemento mais crítico alcançado pelas plantas a partir do solo e é um gargalo no crescimento das plantas. [75] As plantas podem utilizar o nitrogênio como quer o cação, amônio, NH4 +, ou nitrato o ânion, NO3-. Azoto é raramente ausente no solo, mas está na forma de material orgânico em bruto e não pode ser utilizado directamente. Alguns microrganismos são capazes de metabolizar a matéria orgânica e de amónio libertação em um processo chamado de mineralização. Outros têm de amônio livre e oxidar em nitratos. Bactérias específicas são capazes de metabolizar N2 na forma de nitrato, em um processo chamado de fixação de azoto. Tanto amônio e nitrato pode ser perdido do solo pela incorporação dos micróbios que vivem células e temporariamente imobilizados ou seqüestrado. Nitrato também pode ser perdido quando as bactérias metabolizar-lo para o N2 gases, N2O e, assim, escapar para a atmosfera em um processo chamado de desnitrificação. De azoto pode ser lixiviado a partir do solo, se for na forma de nitrato e perdido como um amoníaco devido a uma reacção química de amónio com solo alcalino chamado volatilização. O nitrogênio é adicionado ao solo pela chuva. Amônio também pode ser seqüestrado em argila com fixação. [76] [77]
[Editar] ganhos de nitrogênio
Em um processo chamado de mineralização, certas bactérias alimentam de matéria orgânica, libertando amoníaco (NH3) (que pode ser reduzido para amónio NH4 +) e outros nutrientes. Enquanto o carbono para rácio de azoto (C / N) no solo está acima de azoto 30:1 irá estar em falta e outras bactérias vai alimentar na amónio e incorporar o seu azoto nas suas células. Em que forma o azoto é dito para ser imobilizada. Mais tarde, quando essas bactérias morrem, também são mineralizado. Se a relação C / N é inferior a 15, o amoníaco é libertado para o solo em que pode ser usado por certas plantas ou bactérias podem oxidar-lo para o nitrato em um processo chamado de nitrificação. As bactérias podem adicionar, em média, 25 quilos de nitrogênio por hectare, e em um campo não fertilizado, é a mais importante fonte de nitrogênio utilizável. Em um solo com 5 por cento da matéria orgânica talvez 2 a 5 por cento de que é libertado para o solo por decomposição tal. É o mais rápido ocorre em quente, solo úmido e bem arejada. A mineralização de 3 por cento de um solo que é de 4 por cento de matéria orgânica liberaria 120 quilos de nitrogênio como amônio por hectare. [78]
Em fixação simbiótica, as bactérias de Rhizobium, são capazes de conversão de nitrato em N2 para o processo de fixação de azoto. Eles têm uma relação simbiótica com plantas hospedeiras em que eles fornecem o host com o nitrogênio eo host fornece as bactérias com nutrientes e um ambiente seguro. Estima-se que tais bactérias simbióticas nos nódulos das raízes de leguminosas adicionar 45 a 250 libras de azoto por Acre por ano, o que pode ser suficiente para a Cultura. Outros livres vida bactérias fixadoras de nitrogênio e algas verde-azuladas viver independentemente na liberação de nitrato no solo e, quando os seus cadáveres são convertidos por meio de mineralização. [79]
Alguma quantidade de azoto utilizável é fixado por um raio como o ácido nítrico (HNO3). Amoníaco, NH3, previamente libertado a partir do solo ou a partir de combustão, ea queda de ácido nítrico com a precipitação em dando um total de quantidade de cerca de £ 5 libras por acre de azoto por ano. [80]
[Editar] seqüestro de nitrogênio
Quando as bactérias se alimentam de formas solúveis de nitrogênio (amônia e nitrito) que temporariamente seqüestrar que o nitrogênio em seus próprios corpos em um processo chamado de imobilização. Num tempo mais tarde, quando essas bactérias morrem, o seu azoto pode ser libertado como amónio pelos processos de mineralização.
Material proteico é facilmente quebrado para baixo, mas a taxa de sua decomposição é retardado por sua fixação à estrutura cristalina de argila e mantido entre as camadas de argila. As camadas são pequenos o suficiente para que as bactérias não podem entrar. Alguns organismos podem transpirar enzimas extracelulares que podem agir sobre as proteínas seqüestrados. No entanto, estas enzimas também podem ser preso sobre os cristais de argila.
Fixação de amónio ocorre quando amónio substitui os iões de potássio, que normalmente existem entre as camadas de argila, tais como ilite ou montmorilonite. Apenas uma pequena fração do nitrogênio é realizada desta forma [81]
[Editar] Perdas do nitrogênio
Azoto utilizável pode ser perdido a partir de solos, quando na forma de nitrato, como é facilmente lixiviado. Perdas adicionais de azoto ocorrer por desnitrificação, o processo pelo qual as bactérias do solo converter nitrato, a azoto gás N2 ou N2O. Isto ocorre quando arejamento do solo pobre limita oxigénio livre, forçando as bactérias para usar o oxigénio no nitrato para o seu processo respiratório. Desnitrificação é aumentada quando o material orgânico oxidável está disponível e quando os solos são quentes e ligeiramente ácido. Desnitrificação pode variar ao longo de um solo como a aeração varia de lugar para lugar. A conversão de nitrato de gases faz com que a sua perda para a atmosfera. Desnitrificação pode causar a perda de 10 a 20 por cento dos nitratos disponíveis dentro de um dia, quando as condições são favoráveis ​​e as perdas de até 60 por cento de nitrato aplicado como fertilizante. [82]
Volatilização de amônia ocorre quando a amônia reage quimicamente com um solo alcalino, a conversão de NH4 + a NH3. A aplicação de fertilizantes de amônio para tal campo pode resultar em perdas por volatilização, tanto quanto 30 por cento. [83]
[Editar] Fósforo
O fósforo é o nutriente segunda planta mais crítico. A apatite mineral do solo é a fonte mais comum de mineral fósforo. Embora não haja, em média, 1000 libras por acre de fósforo no solo, é geralmente em formas não disponíveis. A porção de fósforo disponível é baixa como é sob a forma de fosfatos de baixa solubilidade. Fósforo total é de cerca de 0,1 por cento em peso do solo, mas apenas um por cento de que está disponível. Da parte disponível mais de metade vem da mineralização da matéria orgânica. Campos agrícolas podem precisar de ser fertilizado para compensar o fósforo, que foi removido na cultura. [84]
Quando fósforo faz iões forma solubilizada de H2PO4, eles rapidamente formar fosfatos insolúveis de cálcio ou óxidos hidratados de ferro e alumínio. O fósforo é em grande parte imóvel no solo e não é lixiviado mas, na verdade acumula-se na camada de superfície, se não cortada. A aplicação de fertilizantes solúveis em solos pode resultar em deficiências de zinco como forma de fosfatos de zinco. Por outro lado, a aplicação de zinco para solos pode imobilizar fósforo como fosfato de zinco. A falta de fósforo podem interferir com a abertura normal da folha da planta estômatos resultando em temperaturas de 10 por cento de plantas mais altas do que o normal. O fósforo é mais disponível quando o pH do solo é de 6,5 em solos minerais e 5,5 em solos orgânicos. [83]
[Editar] Potássio
A quantidade de potássio em um solo pode £ 80.000 por acre dos quais apenas 150 libras ou 2 por cento está disponível para o crescimento da planta. Quando solubilizados, metade será mantida como cátions trocáveis ​​no saibro enquanto a outra metade é na solução de água no solo. Fixação de potássio ocorre quando solos secos eo potássio é ligado entre as camadas de argila. Sob certas condições, dependente da textura do solo, a intensidade de secagem, e quantidade inicial de potássio permutável, a percentagem fixa pode ser tanto quanto 90 por cento em dez minutos. Em solos pobres em argila, o potássio pode ser lixiviado. [85]
[Editar] Cálcio
O cálcio é de 1 por cento, em peso, dos solos e é geralmente disponíveis, mas pode ser mais baixo que é solúvel e pode ser lixiviado. É geralmente disponível, exceto em solo arenoso e fortemente lixiviados ou solo mineral fortemente ácida. O cálcio é fornecido para a planta sob a forma de iões permutáveis ​​e minerais moderadamente solúveis. O cálcio é mais disponível sobre os colóides do solo que é de potássio, porque o mineral comum, calcite CaCO3 é mais solúvel do que minerais portadores de potássio. [86]
[Editar] Magnésio
O magnésio é central para clorofila e auxilia na absorção de fósforo. A quantidade de magnésio além da quantidade mínima para a saúde das plantas não é suficiente para os animais de forragem. O magnésio é geralmente disponíveis, mas está faltando alguns solos ao longo das costas do Golfo e do Atlântico dos Estados Unidos. [87]
[Editar] Enxofre
A maioria de enxofre é feita disponível para as plantas, como o fósforo, por sua liberação a partir de matéria orgânica em decomposição. [87] As deficiências podem existir em alguns solos e se cortada enxofre precisam ser adicionados. A colheita de 15 toneladas de cebolas usa até 19 quilos de enxofre e 4 toneladas de alfafa usa 15 quilos por hectare. Abundância de enxofre varia com a profundidade. Em uma amostra de solos em Ohio, Estados Unidos, a abundância de enxofre variaram com profundidades, 0-6 polegadas, polegadas 6-12, 12-18 cm, 18-24 cm nos montantes: 1056, 830, 686, 528 libras por acre, respectivamente.
[Editar] Micronutrientes
Micronutrientes ferro, zinco, manganês, cobre, boro, cloro, e molibdénio, refere-se à planta precisa não a sua abundância no solo, são necessárias em quantidades muito pequenas, mas são essenciais para a saúde da planta. Eles são geralmente disponíveis no componente mineral do solo, mas a aplicação pesada de fosfatos pode causar uma deficiência em zinco e ferro, pela formação de fosfatos insolúveis. A deficiência de ferro pode resultar de quantidades excessivas de metais pesados ​​ou minerais calcuium (cal) no solo. Quantidades excessivas de boro solúvel, molibdénio, e cloreto são tóxicos. [88]
[Editar] A matéria orgânica
 
A matéria orgânica do solo inclui todo o material vegetal morto e todas as criaturas vivas e mortas. O componente de vida de um acre de solo pode conter até 900 quilos de minhocas, 2400 quilos de fungos, de bactérias 1500 libras, 133 libras de protozoários, 890 quilos de artrópodes e algas. [89]
Maioria dos seres vivos no solo, incluindo plantas, insetos, bactérias e fungos, são dependentes de matéria orgânica de nutrientes e energia. Os solos têm diferentes compostos orgânicos em diferentes graus de decomposição. A matéria orgânica mantém solos aberta, permitindo que o ar de infiltração e água e pode prender tanto duas vezes o seu peso em água. Muitos solos, incluindo deserto rochoso e-solos de cascalho, não têm nenhuma ou pouca matéria orgânica. Solos que são toda a matéria orgânica, tais como turfa (Organossolos), são inférteis. [90] Na sua primeira fase de decomposição do material original orgânica é frequentemente chamado de matéria orgânica em bruto. A fase final de decomposição é chamado de húmus.
[Editar] Humus
Húmus refere-se a matéria orgânica que foi decomposto por bactérias, fungos e protozoários para o ponto final em que é resistente à discriminação adicional. Húmus geralmente constitui apenas cinco por cento do solo ou menos em volume, mas é uma fonte de nutrientes essenciais e adiciona importantes qualidades de textura para o solo crítica para a saúde do solo e crescimento da planta. Humus também possuem bits de não-matéria orgânica decomposta que artrópodes alimentação e worms que melhorar ainda mais o solo. Húmus tem a capacidade de troca catiónica elevada que, numa base de peso seco é muitas vezes maior do que os colóides de argila e actua como um tampão, tal como argila, contra a variação do pH.
Ácidos húmicos e ácidos fúlvicos são componentes importantes de húmus que começam com undecomposed matéria orgânica. Após a morte, estes resíduos de plantas começam a decompor, resultando finalmente na formação de húmus. , Com decomposição, há uma redução de constituintes solúveis em água incluindo celulose e hemicelulose, como os resíduos são depositados e se quebram, complexos humina, lignina e lignina se acumular dentro do solo, como microorganismos vivos e se alimentam de matéria vegetal em decomposição, um aumento na estes proteínas ocorre.
A lignina é resistente à ruptura e se acumula dentro do solo, mas também reage quimicamente com os aminoácidos que aumentam a sua resistência à decomposição, incluindo a decomposição enzimática por micróbios. Gorduras e ceras de matéria vegetal têm alguma resistência à decomposição e persistir nos solos por um tempo. Os solos argilosos têm, frequentemente, maior teor de orgânicos que persistem mais do que os solos sem argila como as moléculas orgânicas aderem à argila que estão estabilizados. Proteínas normalmente decompor prontamente, mas, quando ligado a partículas de argila tornam-se mais resistente à decomposição. Partículas de argila também absorvem as enzimas que normalmente quebram as proteínas. A adição de matéria orgânica aos solos argilosos pode tornar essa matéria orgânica e todos os nutrientes agregado inacessíveis para as plantas e micróbios por muitos anos, desde que podem se ligar tão fortemente à argila. Tanino solo elevada (polifenóis) de conteúdo a partir de plantas pode causar nitrogênio para ser seqüestrado em proteínas ou imobilização de nitrogênio causa, fazendo também o nitrogênio disponível para as plantas. [91] [92]
Formação de húmus é um processo dependente da quantidade de material de planta adicionados a cada ano e do tipo de solo de base, ambos são afectados pelo clima e do tipo de organismos presentes. Solos com humus pode variar em conteúdo de nitrogênio, mas tem 3-6 por cento de nitrogênio normalmente,. Matéria orgânica crua, como uma reserva de nitrogênio e fósforo, é um componente vital afetando a fertilidade do solo [90] Humus também absorve a água, atuando como reserva de umidade que as plantas podem utilizar, mas também se expande e se encolhe entre os estados seco e úmido, aumentando os espaços porosidade do solo. Húmus é menos estável que constituintes mineral do solo, uma vez que é reduzida por decomposição microbiana, e ao longo do tempo a sua concentração diminshes sem a adição de matéria orgânica de novo. No entanto, o húmus pode persistir ao longo dos séculos, se não milênios.
[Editar] Clima e orgânicos
A produção eo acúmulo ou degradação de matéria orgânica e húmus é muito dependente do clima. Temperatura e umidade do solo são os principais fatores na formação ou degradação de matéria orgânica, que juntamente com a topografia, a determinar a formação de solos orgânicos. A matéria orgânica tende a acumular-se sob condições de chuva ou frio, onde a atividade de decomposição é impedida por baixas temperaturas [93], ou o excesso de umidade que resulta em condições anaeróbicas. [94]
[Editar] Solo horizontes
 
Ver artigo principal: horizonte do solo
Camadas horizontais do solo, cuja física características, composição e idade são distintos dos que estão acima e abaixo, são referidos como horizontes do solo. A nomenclatura de horizontes baseia-se no tipo de material, do qual eles são compostos; estes materiais reflectir a duração dos processos específicos de formação do solo. Eles são rotulados com uma notação de curto mão de letras e números [95] e são descritas e classificadas por sua cor, tamanho, textura, estrutura, consistência, quantidade de raízes, pH, os vazios, as características de contorno e presença de nódulos ou concreções. [ 96] perfis de solo Poucos têm todos os horizontes principais; solos pode ter um ou muitos horizontes.
A exposição do material de origem às condições favoráveis ​​produz solos minerais que são marginalmente adequado para o crescimento da planta. O crescimento das plantas, muitas vezes resulta no acúmulo de resíduos orgânicos. A camada orgânica acumulada chamado o horizonte O produz um solo mais activa, devido ao efeito dos organismos que vivem dentro dela. Organismos biológicos colonizar e decompor materiais orgânicos, tornando os nutrientes disponíveis sobre a qual outras plantas e animais podem viver. Após um tempo suficiente, o húmus se move para baixo e é depositado na superfície de uma camada distinta orgânico chamado o horizonte A.
[Editar] Classificação
 
Ver artigo principal: a classificação do solo
O solo é classificado em categorias, a fim de compreender as relações entre os diferentes solos e para determinar a adequação do solo para um uso específico. Um dos primeiros sistemas de classificação foi desenvolvido pela Dokuchaev cientista russo cerca de 1880. Ele foi modificado várias vezes por pesquisadores americanos e europeus, e desenvolvido para o sistema comumente utilizado até os anos 1960. Foi baseado na ideia de que os solos têm uma morfologia nomeadamente com base nos materiais e os factores de que os formam. Na década de 1960, um sistema de classificação diferente começou a surgir, que incidiu sobre a morfologia do solo, em vez de materiais parentais e terra-formando fatores. Desde então, ele passou por outras modificações. A Base Mundial de Referência para os Recursos do solo (WRB) [97], visa estabelecer uma base de referência internacional para a classificação do solo.
[Editar] solo USDA taxonomia
A taxonomia é um arranjo de uma forma sistemática. Taxonomia do solo tem seis categorias. Eles são, do mais geral para o específico: ordem, subordem, grande Grupo, subgrupo, Família e série. As propriedades do solo que podem ser medidos quantitativamente são usados ​​para classificar os solos. Uma lista parcial é: profundidade, umidade, temperatura, textura, estrutura, capacidade de troca catiônica, saturação por bases, mineralogia, teor de matéria orgânica e teor de sal.
Nos Estados Unidos, as ordens do solo são o nível superior hierárquico de classificação de solos na taxonomia do solo USDA. os nomes do final ordens com o sufixo-Sol. Há 12 ordens de solo da Taxonomia de Solos: [98] Os critérios para as divisões de ordem incluem propriedades que refletem diferenças importantes na gênese dos solos.
Luvissolo - solos com alumínio e ferro. Eles têm horizontes de acumulação de argila, e formulário onde há bastante umidade e calor, pelo menos, três meses de crescimento da planta. Eles cobrem 10,1% dos solos.
Andisols - Solos de cinzas vulcânicas, são Jovens e muito fértil. Eles cobrem 1% da superfície do Mundo livre de gelo.
Aridisol - solos secos formam em condições desérticas têm menos de 90 dias consecutivos de umidade durante a estação de crescimento. Eles incluem cerca de 12% dos solos da Terra. Formação do solo é lento, e acumulou matéria orgânica é escassa. Eles podem ter zonas subsuperficiais caliche ou duripã. Aridissolos muitos bem desenvolvidos horizontes Bt apresentam movimento de barro de períodos passados ​​de maior umidade.
Neossolo - solos recém formados que não têm horizontes bem desenvolvidos. Comumente encontrados em rio não consolidada e sedimentos da Praia de areia e argila ou cinzas vulcânicas, alguns têm um horizonte em cima da rocha. Eles são 18% dos solos em todo o mundo.
Gelisols - permafrost solos com permafrost dentro de dois metros da superfície ou materiais gelic e do permafrost dentro de um metro. Eles cobrem 9,1% dos solos em todo o mundo.
ORGANOSSOLO - solos orgânicos anteriormente chamados de solos do Pântano são 1,2% dos solos em todo o mundo.
Cambissolo - solos jovens. Eles têm formação de horizonte subsuperficial, mas mostram eluviation pouco e iluviação. Elas cobrem 15% dos solos em todo o mundo.
Mollisol - macio, profundo, fértil solo escuro formado em pastagens e algumas florestas de folhosa com muito grossas A horizontes. Eles são de 7% de solos em todo o mundo.
Latossolo Vermelho - são os mais intemperizados, são ricos em óxidos de ferro e alumínio (sesquioxides) e kayolin mas pobre em sílica. Eles têm apenas traçar nutrientes devido às chuvas tropicais e as altas temperaturas. Eles são de 7,5% de solos em todo o mundo.
Espodossolo - solos ácidos orgânicos com camada de colóide complexado com ferro e alumínio lixiviado de uma camada acima. São solos típicos de coníferas e florestas estacionais deciduais em climas mais frios. Eles constituem 4% de todo o mundo no solo.
Argissolo - solos ácidos em climas úmidos e tropicais a temperaturas subtropicais, que são fortemente lixiviados de Ca, Mg, K e nutrientes. Eles não são muito Latossolos. Eles são de 8,1% do solo em todo o mundo.
Vertissolo - solos invertidos. Eles são ricos e argila tendem a inchar e encolher quando molhado ao secar, muitas vezes formando fendas profundas que as camadas superficiais podem cair. Eles suportam nem a agricultura nem a construção, devido à sua taxa de expansão elevada. Eles constituem 2,4% dos solos em todo o mundo.
As percentagens acima [99] são para área de terra livre de gelo. "Os solos das Montanhas", que constituem o equilíbrio (11,6%), têm uma mistura dos listados acima, ou são classificados como "montanhas robusto" que não têm solo.
As ordens de solo na seqüência de aumento do grau de desenvolvimento são Neossolos, Inceptisols e Aridissolos e Mollisols e Alfisols e Espodossolos e Argissolos e Latossolos. Organossolos e Vertissolos podem aparecer em alguma das situações acima a qualquer momento durante o seu desenvolvimento.
Os subordens solo dentro de uma ordem são diferenciados na base das propriedades do solo e horizontes que dependem da humidade do solo e da temperatura. Quarenta e sete subordens são reconhecidas nos Estados Unidos.
O solo categoria grande grupo é uma subdivisão de uma subordem. Eles distinguem um solo de outro pelo tipo e seqüência de horizontes do solo. Cerca de 185 grandes grupos são reconhecidos nos Estados Unidos e são estabelecidos com base na diferenciação horizontes do solo e as características do solo. Horizons marcados por argila, ferro, húmus e panelas rígidos e características do solo que são auto-mistura tal como argila, temperatura, e as quantidades marcadas de vários sais são utilizados.
As categorias de grupos grandes são divididos em três tipos de subgrupos de solos: intergrade, tipicidade e extragrade. Um subgrupo Typic representa o básico ou o conceito "típico" do grande grupo a que pertence o subgrupo descrito. Um subgrupo intergrade descreve as propriedades que sugerir como notas (é semelhante a) para solos de outros solos grandes grupos, subordens ou ordens. Estas propriedades não são desenvolvidas ou expressa bem o suficiente para incluir o solo descrito no interior do grupo grande para os quais eles grau mas sugerem semelhanças. Características Extragrade descreve as propriedades aberrantes que impedem que o solo de ser incluído em outra classificação de solos. Há cerca de 1.000 subgrupos nos Estados Unidos.
Uma categoria família do solo é um grupo de solos dentro de um subgrupo e descreve as propriedades físicas e químicas que afectam a resposta do solo para a gestão agrícola e aplicação de engenharia. As principais características usadas para diferenciar as famílias do solo incluem textura, mineralogia, pH, permeabilidade, estrutura, consistência, o padrão de área de precipitação e temperatura do solo. Para alguns solos dos critérios também especificar o percentual de areia, silte e fragmentos grosseiros, como cascalho, pedras e rochas. Cerca de 4.500 famílias do solo são reconhecida nos Estados Unidos.
Uma família pode conter várias séries de solo que descreve a localização física por meio de um nome de uma característica proeminente físico, como um rio, Cidade, etc, perto de onde a amostra de solo foi tirada. Um exemplo seria Merrimac para o Rio Merrimac em New Hampshire, EUA. Mais do que 14.000 série solo são reconhecidas nos Estados Unidos. Isso permite que as descrições muito específicas a serem feitas sobre solos.
[Editar] Usos
 
O solo é utilizado na agricultura, onde serve como a âncora e base nutriente primário para plantas, no entanto, como demonstrado por hidroponia, não é essencial para o crescimento das plantas se os nutrientes do solo-contidos pode ser dissolvido numa solução. Os tipos de humidade do solo e disponível determinar as espécies de plantas que podem ser cultivadas.
Material de solo é um componente crítico nas indústrias de mineração e construção. O solo serve como uma base para a maioria dos projetos de construção. O movimento de grandes volumes de solo podem ser envolvidos em mineração de superfície, construção de estradas e construção de barragens. Terra abriga é a prática arquitetônica de usar o solo para a massa térmica externa contra as paredes do Edifício.
Recursos do solo são críticos para o meio ambiente, bem como para a produção de alimentos e de fibras. O solo fornece minerais e água para as plantas. O solo absorve a água da chuva e libera-lo mais tarde, evitando inundações e secas. Solo limpa a água que se infiltra através dele. O solo é o Habitat de muitos organismos: a maior parte da Biodiversidade conhecida e desconhecida está no solo, na forma de Invertebrados (minhocas, woodlice, centopéias, lacraias, caracóis, lesmas, ácaros, colêmbolos e enchytraeids, nematóides, protistas), bactérias, archaea, fungos e algas, e a maioria dos organismos vivos acima do solo têm parte deles (plantas) ou passar parte do seu ciclo de vida (insetos) subterrânea. Biodiversidades acima do solo e abaixo do solo estão fortemente interligados, [100] [101], tornando a protecção do solo de importância fundamental para qualquer plano de conservação ou restauração.
O componente biológico de solo é um dissipador de carbono extremamente importante, desde cerca de 57% do teor de biótico é carbono. Mesmo em crostas deserto, líquens e musgos cianobactérias capturar e seqüestrar uma quantidade significativa de carbono pela fotossíntese. Pobres métodos agrícolas e pastagens têm solos degradados e liberado muito deste carbono seqüestrado da atmosfera. Reabilitar os solos do mundo poderia compensar em parte o enorme aumento dos gases de efeito estufa que causam o aquecimento global ao melhorar o rendimento das culturas e reduzindo as necessidades de água. [102] [103] [104]
A gestão de resíduos tem muitas vezes uma componente do solo. Campos de drenagem sépticas tratar fossas sépticas de efluentes utilizando processos aeróbios do solo. Aterros usamos o solo para cobertura diária. Aplicação no solo de águas residuais depende de biologia do solo para aerobicamente tratar BOD.
Solos orgânicos, especialmente de turfa, servir como fonte de energia significativa, mas grandes áreas de produção de turfa, tal como pântanos de esfagno, estão protegidos por causa do interesse patrimonial.
Ambos os animais e seres humanos, em muitas culturas ocasionalmente consumir solo. Tem sido demonstrado que alguns macacos consumir o solo, em conjunto com os seus alimentos preferido (folhagem árvore e frutos), a fim de aliviar a toxicidade tanino. [105] [1]
Solos filtro e purificar a água e afetar a sua química. Água da chuva e agrupados a partir de lagoas, lagos e rios percolar através dos horizontes do solo e as camadas de rochas superiores, tornando-se assim as águas subterrâneas. Pragas (vírus) e poluentes, tais como poluentes orgânicos persistentes (pesticidas clorados, bifenilos policlorados), óleos (hidrocarbonetos), metais pesados ​​(chumbo, zinco, cádmio) e excesso de nutrientes (nitratos, sulfatos, fosfatos) são filtrados pelo do solo [106]. organismos do solo metabolizá-los ou imobilizá-los em sua biomassa e necromassa, [107], assim, incorporando-os em húmus estável. [108] A integridade física do solo é também um pré-requisito para evitar deslizamentos de terra em paisagens acidentadas. [109]
[Editar] Degradação
 
Aqui, degradação da terra [110] refere-se ao processo humano-induzida ou natural que prejudica a capacidade da terra para a função. Os solos são o componente crítico de degradação da terra quando se trata de acidificação, contaminação, a desertificação, a erosão ou salinização.
Embora a acidificação do solo de solos alcalinos é benéfico, ele degrada a terra quando se diminui a produtividade das culturas e aumenta a vulnerabilidade à contaminação do solo e erosão. Os solos são muitas vezes inicialmente ácido porque os seus materiais de mãe foram o ácido e inicialmente baixa nos catiões básicos (cálcio, magnésio, potássio e sódio). A acidificação ocorre quando estes elementos são removidos a partir do perfil do solo por precipitação normal, ou a colheita de floresta ou culturas agrícolas. Acidificação do solo é acelerada pela utilização de ácido formadoras de fertilizantes azotados e pelos efeitos da precipitação de ácido.
A contaminação do solo em níveis baixos é muitas vezes dentro da capacidade do solo para tratar e assimilar. Processos de tratamento de resíduos Muitos confiar nesta capacidade de tratamento. Superior a capacidade de tratamento pode danificar biota do solo e da função do solo limite. Solos degradados onde ocorrer a contaminação industrial ou danos desenvolvimento outras atividades o solo de tal forma que a terra não pode ser usado com segurança ou produtiva. Remediação de solos degradados usa princípios da geologia, Física, química e biologia para se degradar, atenuar, isolar ou remover contaminantes do solo para restaurar as funções do solo e valores. As técnicas incluem a lixiviação, borbulhamento de ar, alterações químicas, fitorremediação, biorremediação e atenuação natural.
A desertificação é um processo de degradação ambiental do ecossistema em regiões áridas e semi-árido, muitas vezes causadas pela actividade humana. É um equívoco comum que as secas causam desertificação. Secas são comuns em regiões áridas e semi-áridas. Bem geridas terras pode recuperar da seca, quando o retorno das chuvas. Ferramentas de gerenciamento do solo incluem a manutenção do solo níveis de nutrientes e matéria orgânica, preparo reduzido e cobertura. Essas práticas ajudam a controlar a erosão e manter a produtividade durante os períodos quando a umidade está disponível. Abuso contínua das terras durante as secas, no entanto, aumenta a degradação da terra. População aumentou ea pressão de gado em terras marginais acelera a desertificação.
Erosão do solo é causada pelo vento, água, gelo e movimento em resposta à gravidade. Embora os processos pode ser simultânea, a erosão é distinguida das intempéries. A erosão é um processo intrínseco natural, mas em muitos lugares é aumentada pelo uso de terra humano. Práticas de uso da terra pobres incluem sobrepastoreio, o desmatamento ea atividade de construção impróprio. Melhoria da gestão pode limitar a erosão através de técnicas como limitar perturbação durante a construção, evitando a construção durante os períodos de erosão propensas, interceptando o escoamento, terraço construção, utilização de materiais de erosão de supressão de cobertura, e plantio de Árvores ou plantas do solo outros vinculativos.
Um problema de erosão grave e de longa duração água ocorre na China, no médio vale do rio Amarelo e os alcances superiores do rio Yangtze. A partir do rio Amarelo, mais de 1,6 bilhões de toneladas de fluxo de sedimentos a cada ano para o Oceano. O sedimento origina principalmente da erosão hídrica (rego erosão) na região do Planalto de Loess, no noroeste da China.
Tubulação do solo é uma forma particular de erosão do solo que ocorre abaixo da superfície do solo. Ela está associada com dique e insuficiência barragem, bem como a formação furo pia. O fluxo turbulento remove solo a partir da boca do fluxo escoa e subsolo erosão upgradient avanços. [111] A fervura areia termo é usado para descrever a aparência da extremidade de descarga de um tubo de solo activo. [112]
Salinização do solo é a acumulação de sais livres, de tal forma que ela conduz a uma degradação do valor agrícola dos solos e da vegetação. As suas consequências incluem danos de corrosão, o crescimento da planta reduzida, a erosão devido à perda da cobertura vegetal e estrutura do solo e problemas de qualidade da água devido ao assoreamento. Salinização ocorre devido a uma combinação de processos naturais e humanos causados. Condições áridas favorecer a acumulação de sal. Isto é especialmente evidente quando o material de origem do solo é solução salina. Irrigação de terras áridas é especialmente problemática. [113] Toda a água de irrigação tem algum nível de salinidade. Irrigação, especialmente quando envolve o vazamento de canais e overirrigation no campo, muitas vezes levanta o lençol freático subjacente. Salinização rápida ocorre quando a superfície da terra está dentro da franja capilar das águas subterrâneas salina. Controle da salinidade do solo envolve o controle lençol freático e lavagem com níveis mais elevados de água aplicada em combinação com drenagem telha ou outra forma de drenagem subterrânea. [114] [115]
Modelos de salinidade do solo como SWAP, [116] DRAINMOD-S, [117] UnSatChem, [118] SaltMod [119] [120] e SahysMod [121] são usados ​​para avaliar a causa da salinização do solo e para otimizar a recuperação de solução salina irrigada solos.
[Editar] Recuperação
 
Os solos que contêm altos níveis de argilas específicas, tais como esmectites, são muitas vezes muito fértil. Por exemplo, as argilas esmectitas ricas em planícies centrais da Tailândia estão entre os mais produtivos do mundo.
Muitos agricultores em áreas tropicais, no entanto, lutam para manter a matéria orgânica nos solos em que trabalham. Nos últimos anos, por exemplo, a produtividade diminuiu nos solos de baixa argila do norte da Tailândia. Os agricultores responderam inicialmente por adição de matéria orgânica a partir de cupinzeiros, mas isso era insustentável no longo prazo. Os cientistas experimentado com a adição de bentonite, um membro da família de esmectite de argilas, para o solo. Em ensaios de campo, conduzidos por cientistas do Instituto Internacional de Gestão da Água em cooperação com Khon Kaen University e agricultores locais, este teve o efeito de ajudar a reter água e nutrientes. Completando prática usual do agricultor com uma única aplicação de 200 kg de bentonita por rai (6,26 rai = 1 hectare) resultou em um aumento da taxa média de 73%. Mais Trabalho mostrou que a aplicação de bentonita para degradadas em solos arenosos reduziu o risco de falha da cultura durante os anos de seca.
Em 2008, três anos após os primeiros testes, os cientistas do IWMI realizou uma pesquisa entre 250 agricultores no nordeste da Tailândia, metade dos quais tinha aplicado bentonite aos seus campos. A melhoria média para aqueles que utilizam a adição de argila foi de 18% maior do que para não-argila utilizadores. Usando o barro tinha permitido alguns agricultores a mudar para hortaliças, que necessitam de solo mais fértil. Isso ajudou a aumentar a sua renda.

Solo Foto Solo Foto

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Solo para Plantar Solo para Plantar

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Solo Preparado Solo Preparado

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Textura do Solo Textura do Solo

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