Terra preta - Terra preta

Terra preta ( Portekizce telaffuz:  [ˈtɛʁɐ ˈpɾetɐ] , yerel olarak[ˈtɛha ˈpɾeta] , kelimenin tam anlamıyla Portekizce "kara toprak"), Amazon Havzasında bulunançok karanlık, verimli yapay ( antropojenik ) bir toprak türüdür. "Amazon kara toprağı" veya "Hint kara toprağı" olarak da bilinir. Portekizcede tam adıdır terra Preta Índio yapmak veya terra Preta de Índio ( "kara toprak Hint ", "Kızılderililerin kara toprak"). Terra mulata ("melez toprak") rengi daha açık veya kahverengimsidir.

Beyaz oklarla gösterilen kömür parçaları ile ev yapımı terra preta

Terra preta , karakteristik siyah rengini yıpranmış kömür içeriğine borçludur ve düşük verimli Amazon toprağına kömür, kemik, kırık çanak çömlek, kompost ve gübre karışımı eklenerek yapılmıştır. Yerli toprak yönetimi ve yarı kömür tarımının bir ürünü olan kömür stabildir ve toprakta binlerce yıl kalır, mineralleri ve besinleri bağlar ve tutar.

Terra preta , yüksek konsantrasyonlarda düşük sıcaklıkta kömür kalıntılarının varlığı ile karakterize edilir; yüksek miktarda küçük çanak çömlek parçaları ; bitki artıkları, hayvan dışkısı , balık ve hayvan kemikleri ve diğer malzemeler gibi organik maddelerden; ve azot , fosfor , kalsiyum , çinko ve manganez gibi besinlerden oluşur . Terra preta gibi verimli topraklar , belirli ekosistemler içinde yüksek düzeyde mikroorganik aktiviteler ve diğer spesifik özellikler gösterir .

Terra preta bölgeleri genellikle terra comum ([ˈtɛhɐ koˈmũ] veya[ˈtɛhɐ kuˈmũ] ) veya "ortak toprak"; bunlar verimsiz topraklardır, esas olarak acrisoller , fakat aynı zamanda ferralsoller ve arenosollerdir . Amazon'daki ormansızlaştırılan ekilebilir topraklar, besinleri tüketilmeden veya yağmur veya sel tarafından süzülmeden önce kısa bir süre için verimlidir. Bu, çiftçileri yanmamış bir alana göç etmeye ve (ateşle) temizlemeye zorlar. Terra preta ,yüksek konsantrasyondaki kömür, mikrobiyal yaşam ve organik madde nedeniyle besin sızıntısına daha az eğilimlidir. Kombinasyon besinleri, mineralleri ve mikroorganizmaları biriktirir ve sızıntıya karşı dayanıklıdır.

Terra preta toprakları, MÖ 450 ile MS 950 arasında çiftçi toplulukları tarafından yaratıldı. Toprak derinlikleri 2 metreye (6,6 ft) ulaşabilir. Yılda 1 santimetre (0,4 inç) oranında kendini yenilediği bildirilmektedir.

Tarih

Erken teoriler

Amazon karanlık topraklarının kökenleri, sonraki yerleşimciler için hemen net değildi. Bir fikir, daha yüksek terasların kaşlarında daha sık meydana geldikleri için And Dağları'ndaki volkanlardan gelen küllerden kaynaklandığıydı . Başka bir teori bir sonucu olduğu oluşumunu olarak sedimentasyon olarak üçüncül göl veya son havuzlarda.

antropojenik kökler

Topraklar yükselmiş olan kömür içeriği ve ortak bir varlığı çömlek kalıntıları gıda hazırlama gelen artıkları, pişirme yangınlar, hayvan ve balık olarak yanlışlıkla yakın yaşam çeyrek accrete olabilir kemikler birikmiş vb kırık çanak çömlek,. Birçok terra preta toprak yapısının artık mutfak çöplerinin altında oluştuğu ve kasıtlı olarak daha büyük ölçeklerde üretildiği düşünülmektedir . Yaşam alanlarının etrafındaki tarım alanlarına terra mulata denir . Terra melez topraklar, çevreleyen topraklardan daha verimlidir, ancak terra preta'dan daha az verimlidir ve büyük olasılıkla odun kömürü kullanılarak kasıtlı olarak iyileştirilmiştir.

Bu tür toprak, Amazon Havzası'ndaki bölgelerde MÖ 450 ile MS 950 arasında ortaya çıktı . Son araştırmalar, terra preta'nın doğal kökenli olabileceğini bildirerek, Kolombiya öncesi insanların daha düşük verimli alanlara dağılmış mevcut toprak verimliliği alanlarını kasıtlı olarak kullandığını ve iyileştirdiğini düşündürmektedir.

Amazonya

Amazonlar, şeflikler (özellikle nehirler arası bölgelerde) ve hatta büyük kasabalar ve şehirler dahil olmak üzere karmaşık, büyük ölçekli sosyal oluşumlar oluşturdular . Örneğin, Marajó adasındaki kültür, sosyal tabakalaşma geliştirmiş ve 100.000 nüfusu desteklemiş olabilir . Amazonlar , araziyi büyük ölçekli tarıma uygun hale getirmek için terra preta kullanmış olabilir .

İspanyol kaşif Francisco de Orellana , 16. yüzyılda Amazon Nehri'ni geçen ilk Avrupalı ​​oldu . Nehir boyunca yüzlerce kilometre uzanan yoğun nüfuslu bölgeleri bildirdi ve nüfus seviyelerinin bugününkileri bile aştığını öne sürdü. Orellana, tartışmalı olmasına rağmen, gelişme düzeyini abartmış olabilir. İddiasını desteklemek için kanıt keşfinden gelen geoglyphs 0-1250 CE ile kalma terra Preta . Geogliflerin ötesinde, bu popülasyonlar, muhtemelen taş bulunmadığı için nemli iklimde çürüyecek olan ahşaptan inşa ettikleri için kalıcı anıtlar bırakmadılar.

Kapsamı ne olursa olsun, bu medeniyet 16. ve 17. yüzyılın demografik çöküşünden sonra çiçek hastalığı gibi Avrupa kaynaklı hastalıklar nedeniyle ortadan kayboldu . Yerleşik tarımcılar, yerleşik atalarının belirli geleneklerini sürdürürken, yeniden göçebe oldular. Onların yarı göçebe torunları, kalıtsal, ancak topraksız bir aristokrasinin kabile yerli toplulukları arasında bir ayrıma sahiptir; bu, yerleşik, tarım kültürü olmayan bir toplum için tarihsel bir anomalidir.

Üstelik birçok yerli halk , sömürgecilikten kaçmak için daha hareketli bir yaşam tarzına adapte oldu . Bu , kendini yenileme kapasitesi gibi terra preta'nın faydalarını daha az çekici hale getirebilirdi: Çiftçiler göç ederken yenilenen toprağı işleyemezlerdi. Slash-and-char tarımı bu koşullara bir adaptasyon olmuş olabilir. Avrupa'nın gelişinden sonra 350 yıl boyunca, havzanın Portekiz kısmı bakımsız kaldı.

Konum

Terra preta topraklar ağırlıklı olarak bulunurlar Brezilya Amazon , Sombroek ve diğ. en az %0,1 ila %0,3 veya 6,300 ila 18,900 kilometre kare (2,400 ila 7,300 sq mi) düşük ormanlık Amazonia'yı kapsadığını tahmin ediyor; ancak diğerleri bu yüzeyi %10,0 veya daha fazla olarak tahmin ediyor ( Büyük Britanya'nın iki katı ). Son modele dayalı tahminler, terra preta topraklarının kapsamının ormanın %3,2'si kadar olabileceğini düşündürmektedir.

Terra preta , ortalama 20 hektarlık (49 dönüm) küçük parsellerde bulunur, ancak yaklaşık 360 hektarlık (890 dönüm) alanlar da bildirilmiştir. Çeşitli iklimsel, jeolojik ve topografik durumlar arasında bulunurlar . Onların dağılımları ya merkezi havzasına Doğu Amazonia'dan ana su kursları, takip etmesine veya (çoğunlukla dairesel veya interfluvial sitelerde bulunan mercek şekli) ve bazı 1.4 hektar (3,5 dönüm) ortalama daha küçük boyutta, (dağılımı haritasını görmek terra Amazon havzasındaki preta bölgeleri Tropikal ormanların savanlar arasındaki yayılımları esas olarak antropojenik olabilir - dünya çapında tarım ve koruma için dramatik etkileri olan bir kavram .

Terra preta siteleri ayrıca Bolivya, Ekvador , Peru ve Fransız Guyanası'ndaki Llanos de Moxos'ta ve Afrika kıtasında Benin , Liberya ve Güney Afrika savanlarında da bilinmektedir .

Pedoloji

Uluslararası toprak sınıflandırma sisteminde Toprak Kaynakları için Dünya Referans Tabanı (WRB) Terra preta, Pretic Anthrosol olarak adlandırılır . Terra pretaya dönüştürülmeden önce en yaygın orijinal toprak Ferralsol'dur . Terra preta, A horizonunda yüksekten çok yükseğe (%13-14'ten fazla organik madde) değişen bir karbon içeriğine sahiptir , ancak hidromorfik özelliklere sahip değildir. Terra preta önemli varyantlar sunar. Örneğin, meskenlere yakın bahçeler, uzaktaki tarlalardan daha fazla besin aldı. Amazon kara topraklarındaki varyasyonlar, hepsinin kasıtlı olarak toprak ıslahı için mi yaratıldığını yoksa en hafif varyantların yerleşimin bir yan ürünü olup olmadığını net bir şekilde belirlemeyi engelliyor.

Terra preta'nın kendi hacmini artırma kapasitesi -böylece daha fazla karbon tutması- ilk olarak Kansas Üniversitesi'nden pedolog William I. Woods tarafından belgelendi . Bu, terra preta'nın merkezi gizemi olmaya devam ediyor.

Terra preta toprakların oluşumundan sorumlu süreçler şunlardır:

  • Odun kömürünün dahil edilmesi
  • Organik madde ve besinlerin dahil edilmesi
  • Toprakta mikroorganizmaların ve hayvanların büyümesi

odun kömürü

Biyokütlenin kömüre dönüştürülmesi, pirojenik veya siyah karbon olarak bilinen , bileşimi hafif yanmış organik maddeden serbest radikallerin yeniden bileşimiyle oluşan grafit açısından zengin kurum parçacıklarına kadar değişen bir dizi kömür türevi üretir . Her türlü kömürleşmiş malzemeye kömür denir. Konvansiyonel olarak, kömür, oksijen/karbon (O/C) oranı 60'tan az olan, termal olarak veya dehidrasyon reaksiyonu ile dönüştürülmüş herhangi bir doğal organik madde olarak kabul edilir ; daha küçük değerler önerilmiştir. Topraktaki mineraller ve organik maddelerle olası etkileşimler nedeniyle, sadece O/C oranını belirleyerek kömürü belirlemek neredeyse imkansızdır. Benzenpolikarboksilik asit gibi hidrojen/karbon yüzdesi veya moleküler belirteçler, ikinci bir tanımlama düzeyi olarak kullanılır.

Yerli halk, fakir topraklara düşük sıcaklıkta kömür ekledi. Bazı terra pretalarda (çevredeki topraklarda %0.5'e karşı) %9'a kadar siyah karbon ölçülmüştür . Diğer ölçümler , yaklaşık ortalama değerler 50 Mg/ha/m olan, çevredeki ferralsollerden 70 kat daha yüksek karbon seviyeleri buldu .

Terra preta topraklardaki kömürün kimyasal yapısı, mikrobiyal bozulmaya karşı uzun süreli biyolojik ve kimyasal stabilite sağlayan poli-yoğunlaştırılmış aromatik gruplar ile karakterize edilir ; ayrıca kısmi oksidasyondan sonra en yüksek besin tutma özelliğini sağlar. Düşük sıcaklıktaki odun kömürü (ancak otlardan veya yüksek selülozlu malzemelerden değil), bakterilerin tükettiği bir biyolojik petrol kondensatları iç katmanına sahiptir ve mikrobiyal büyüme üzerindeki etkilerinde selüloza benzer. Yüksek sıcaklıkta kömürleşme bu tabakayı tüketir ve toprak verimliliğinde çok az artış sağlar. Yoğun aromatik yapıların oluşumu, kömürün üretim yöntemine bağlıdır. Kömürün yavaş oksidasyonu karboksilik gruplar oluşturur ; bunlar toprağın katyon değişim kapasitesini arttırır . Biyokütle tarafından üretilen siyah karbon parçacıklarının çekirdeği, binlerce yıl sonra bile aromatik kalır ve taze kömürün spektral özelliklerini sunar. Bu çekirdeğin çevresinde ve siyah karbon parçacıklarının yüzeyinde , parçacığın çekirdeğinden uzamsal ve yapısal olarak farklı olan daha yüksek oranda karboksilik ve fenolik karbon formları bulunur . Molekül gruplarının analizi, hem siyah karbon partikülünün kendisinin oksidasyonu hem de siyah olmayan karbonun adsorpsiyonu için kanıtlar sağlar.

Bu kömür için böylece belirleyici olan sürdürülebilirlik ait terra Preta . Değişiklik Yapılması ferralsol odun kömür ile büyük ölçüde verimliliği artırır. Küresel olarak, tarım arazileri yoğun ekim ve insan kaynaklı diğer hasarlar nedeniyle karbonlarının ortalama %50'sini kaybetti.

Taze kömürün biyotop olarak işlev görebilmesi için önce "doldurulması" gerekir . Çeşitli deneyler, yüksüz kömürün toprağa ilk eklendiğinde, yani gözenekleri besinlerle dolana kadar, mevcut besinlerin geçici olarak tükenmesine neden olabileceğini göstermektedir. Bu, kömürü herhangi bir sıvı besine (idrar, bitki çayı, vb.)

Organik madde ve besinler

Kömürün gözenekliliği, organik madde, su ve çözünmüş besinlerin yanı sıra pestisitler ve aromatik poli-siklik hidrokarbonlar gibi kirleticilerin daha iyi tutulmasını sağlar .

Organik madde

Kömürün organik molekülleri (ve suyu) yüksek emme potansiyeli, gözenekli yapısından kaynaklanmaktadır. Terra preta'nın yüksek kömür konsantrasyonu, 150 g/kg'a kadar yüksek organik madde konsantrasyonunu (çevredeki zayıf topraklardan ortalama üç kat daha fazla) destekler. Organik madde 1 ila 2 metre (3 ft 3 inç ila 6 ft 7 inç) derinlikte bulunabilir.

Bechtold , 50 santimetre (20 inç) derinlikte minimum organik madde oranını %2,0-2,5'in üzerinde gösteren topraklar için terra preta kullanmayı önermektedir . Organik madde bozunması için optimum koşullar nedeniyle, nemli tropik topraklarda organik madde birikimi bir paradokstur. Bu tropik koşulların yaygınlığına ve hızlı mineralizasyon oranlarına rağmen antrosollerin yenilenmesi dikkat çekicidir . Organik maddenin stabilitesi esas olarak biyokütlenin sadece kısmen tüketilmesinden kaynaklanmaktadır.

besinler

Terra preta topraklar ayrıca, çevreleyen verimsiz topraklardan daha yüksek miktarlarda besin ve bu besin maddelerinin daha iyi tutulmasını gösterir. Oranı P 200-400 mg / kg ulaşır. Miktarı N anthrosol da daha yüksektir, ancak bu besin nedeniyle yüksek oranda hareketsizleştirilir C üzerinde N toprakta.

Anthrosol'ün P , Ca , Mn ve Zn mevcudiyeti ferrasol'den daha yüksektir. Mevcut kömür miktarı arttıkça P , K , Ca , Zn ve Cu'nun bitkiler tarafından emilimi artar. İki ürün ( pirinç ve Vigna unguiculata ) için biyokütle  üretimi, döllenmiş ferralsol üzerindeki ürünlere kıyasla, gübreleme olmadan %38-45 arttı ( P < 0.05).

Öğütülmüş odun kömürü yerine yaklaşık 20 milimetre (0.79 inç) çapında kömür parçalarıyla değişiklik yapılması, absorpsiyonun önemli ölçüde arttığı manganez (Mn) dışında sonuçları değiştirmedi .

Bu antrosolde besin sızıntısı, bol olmalarına rağmen minimum düzeydedir ve yüksek doğurganlıkla sonuçlanır. Bununla birlikte, toprağa inorganik besinler uygulandığında, besinlerin antrosoldeki drenajı, döllenmiş ferralsoldeki drenajı aşar.

Potansiyel besin kaynakları olarak, sadece C ( fotosentez yoluyla ) ve N (biyolojik fiksasyondan) in situ üretilebilir . Diğer tüm elementler (P, K, Ca, Mg vb.) toprakta bulunmalıdır. Amazonia'da, yoğun yağışlar salınan besin maddelerini ve doğal toprakların (ferralsoller, acrisoller, lixisoller, arenosoller, uxisoller, vb.) bunları sağlayacak mineral maddeden yoksun olması nedeniyle, doğal olarak mevcut organik maddenin ayrışmasından besinlerin sağlanması başarısız olur. besinler. Bu topraklarda bulunan kil maddesi, bozunma sonucu elde edilen besinlerin sadece küçük bir kısmını tutabilmektedir. Terra preta durumunda, olası tek besin kaynakları birincil ve ikincildir. Aşağıdaki bileşenler bulundu:

  • İnsan ve hayvan dışkıları ( P ve N bakımından zengin );
  • Hayvan kemikleri ve kaplumbağa kabukları gibi mutfak atıkları ( P ve Ca bakımından zengin );
  • Eksik yanmadan kaynaklanan kül kalıntısı ( Ca , Mg , K , P ve odun kömürü açısından zengin );
  • Karasal bitkilerin biyokütlesi (örneğin kompost ); ve
  • Su bitkilerinin biyokütlesi (örn. algler ).

pH ve bazdaki doygunluk , çevredeki topraklardan daha önemlidir.

Mikroorganizmalar ve hayvanlar

Peregrine solucan Pontoscolex corethrurus ( Oligochaeta : Glossoscolecidae ) mineral toprak ile bir ince öğütülmüş formda hastanın aldığı kömür ve karışımları da. P. corethrurus , Amazonia'da ve özellikle topraktaki düşük organik madde içeriğine toleransı sayesinde yakma işlemlerinden sonraki açıklıklarda yaygındır . Bu , kömürün P. corethrurus tarafından gömülmesi için uygun olan ince, düzenli katmanlar halinde katmanlanmasını içeren agronomik bilgi ile ilişkili terra preta oluşumunda temel bir unsurdur .

Bazı karıncalar taze pişmiş topraktan kovulur; kontrol topraklarına kıyasla üretimden yaklaşık 10 gün sonra yoğunluklarının düşük olduğu bulunmuştur.

Terra preta yaratma üzerine modern araştırma

Sentetik pişmiş toprak

Yeni türetilmiş bir terim 'sentetik terra preta'dır . STP, ezilmiş kil, kan ve kemik unu, gübre ve biyokömür de dahil olmak üzere orijinal malzemeleri kopyaladığı düşünülen malzemelerden oluşan bir gübredir ve toprak profilini aşağı doğru hareket ettirebilen ve mevcut toprak pedlerinde toprak verimliliğini ve karbonu iyileştirebilen bir gübredir ve uygun bir zaman çerçevesinde toplanır. Böyle bir karışım, en azından terra mulata kalitesine ulaşan çoklu toprak iyileştirmeleri sağlar . Kan, kemik unu ve tavuk gübresi kısa süreli organik gübre ilavesi için faydalıdır. Toprak verimliliğinin iyileştirilmesinin belki de en önemli ve benzersiz kısmı, 4 ila 10 bin yıl önce yavaş yavaş dahil edildiği düşünülen karbondur. Biochar, toprak asitliğini azaltma yeteneğine sahiptir ve besin açısından zengin sıvıya batırılırsa , yüksek gözenekli yüzey alanı nedeniyle besinleri yavaşça salabilir ve topraktaki mikroplar için yaşam alanı sağlayabilir .

Amaç, modern tarıma dahil edilebilecek ekonomik olarak uygun bir süreçtir. Ortalama fakir tropik topraklar, kömür ve yoğun duman ilavesiyle terra preta nova'ya kolayca zenginleştirilebilir . Terra preta , toprak verimliliğindeki dünya çapındaki mevcut düşüşü ve buna bağlı çölleşmeyi tersine çevirirken , gelecekteki karbon tutumunun önemli bir yolu olabilir . Bunun daha büyük ölçekte mümkün olup olmadığı henüz kanıtlanmamıştır. Lucerne Ağacı (tagasaste veya Cytisus proliferus ), terra preta yapmak için kullanılan bir tür gübre ağacıdır . Bu toprakları yeniden yaratma çabaları, Embrapa gibi şirketler ve Brezilya'daki diğer kuruluşlar tarafından yürütülmektedir .

Sentetik terra preta , Yüksek Amazon, Peru'daki Sachamama Biyokültürel Yenilenme Merkezi'nde üretilmektedir. Bu alan, bu antrosolün yalnızca Amazon havzasında değil, aynı zamanda daha yüksek kotlarda da yaratıldığını gösteren birçok terra preta toprak bölgesine sahiptir .

Alfons-Eduard Krieger tarafından yüksek humuslu, besin açısından zengin, su emici bir toprak üretmek için sentetik bir terra preta işlemi geliştirilmiştir.

Terra preta sanitasyon

Terra preta sanitasyon (TPS) sistemleri, idrar saptıran kuru tuvaletlerdeki laktik yardım koşullarının etkileri ve müteakip vermikompostlama ile muamele kullanılarak alternatif bir sanitasyon seçeneği olarak incelenmiştir .

Ayrıca bakınız

Notlar

Referanslar

Dış bağlantılar