你不了解土壤的15件事
导 读
土壤科学家和您分享位于您脚下、令人难以置信的多样化生态系统的趣事。
编译/陈能场（广东省生态环境技术研究所研究员）
作者：TOM ODER
时间：2018年12月5日
出处：
https://www.mnn.com/your-home/organic-farming-gardening/stories/things-you-didnt-know-about-soil
一把土里生活着数十亿看不见的细菌和其他生物。 （照片：bluedog studio / Shutterstock）
有人认为新的前沿是人工智能。其他人说这是太空探索。朱莉娅加斯金认为新前缘离家里非常之近，事实上，她认为的就是在我们的脚下，在支撑着我们赖以生存的植物生长的土壤。
加斯金知道这个的，她是佐治亚大学（UGA）的土壤科学家，他和其他人聚集在一起寻找土壤问题的可持续解决方案，然后用这些技术培训推广人员。
“土壤中有很多我们不太了解的东西，”她争辩道。 “我认为我们有很大的潜力可以成为更好的土壤合作伙伴，帮助抑制植物病害，让植物健康，减少压力，提高生产力。”
解决土壤问题很重要，因为土壤支持95％的粮食生产，到2060年，人类会要求地球土壤生产的食物与我们过去500年消耗的食物一样多，土壤健康研究所表示。
然而在过去的150年里，世界上的土壤的基本结构性已经丧失了一半，这个结构性使得土壤能高产。土壤健康研究所制作了一部60分钟的关于土壤健康的纪录片，解释了全球土壤的状况，并介绍了创新农民和土壤健康专家正在做些什么。
加斯金的官方头衔是UGA的可持续农业协调员和推广专家，在与大自然母亲网分享她对土壤的看法时说，她自豪地称她更喜欢“土壤书呆子”这个昵称。如果你发现一些这些信息书呆子甚至有点古怪，她也不会介意。她真正希望你能学到的是，更好地了解地下正在发生的事情，这将有助于你改善土壤的健康状况，从而改善你景观中的植物。
1. 土壤是地球上生物多样性最丰富的生态系统之一
除了蠕虫之外，土壤中还有更多的生物。只是你不一定能轻易见到。 （照片：Alf Manciagli / Shutterstock）
我们知道土壤中有蚯蚓，因为我们可以看到它们，尽管大多数人可能不知道在一平方英尺的健康土壤中可能有多达50条蚯蚓。加斯金说，土壤还生活着一个可能没有意识到的微生物世界，因为没有特殊工具我们就看不到它们。即使在显微镜下，它们还是太多，数不过来。
Jeff Lowenfels和Wayne Lewis在他们的书“与微生物合作”中写道，“仅仅一茶匙健康的花园土壤就含有十亿种看不见的细菌，还有同样看不见的数码长的真菌菌丝、数千种原生动物和几十种线虫。”
“我们想不到它们，因为我们看不到它们，”加斯金谈到这些微观生物时说。 “土壤生态系统是地球上生物多样性最丰富、生产力最高的生态系统之一。”
2. 植物根系归还到土壤
植物不仅仅从土壤中吸收养分。它们也会将能量分泌到土壤中。 （照片：ER_09 / Shutterstock）
这种惊人的微观生命的存在是因为植物根系不仅仅摄取营养素。植物根部通过光合作用回馈土壤，这一过程将太阳光转化为化学能，为植物提供能量。植物通过它们的根部分泌或散发出一些（地面合成的）能量。一个简单的比喻就是人类的汗水，Lowenfels和Lewis写道。
这些微生物生活在称为根际的土壤区域，根际是指从植物根部延伸大约十分之一英寸的范围。根际土壤中生物体的数量和多样性是像加斯金这样的土壤科学家仍在试图完全理解的东西。
“我们开始弄清楚土壤中有多少不同的物种，但我们老实说不知道每个物种在那里做什么。”加斯金说。
3. 美国有超过20,000种土壤。
最广泛的（应用的）土壤分类（级别）是“土纲”。土壤的最小分类单位称为土系或土型。 （照片：Rita Meraki / Shutterstock）
“我觉得土壤令我着迷的事情之一是它是多么的多种多样，”加斯金说。 “我想人们没有考虑脚下这个东西是个什么。”
思考这些东西的科学家通过其不同的特征对土壤进行分类，就像其他科学家根据植物和动物的特征和行为对其进行分类一样。
“土壤分类有自己整套的语言，”加斯金说，最广泛的分类是“土纲”，（美国）有12个土纲。在这些土纲中，仅在美国就有超过20,000种土系或土型，土系或土型是最小的分类单位。
4. 美国最大的土壤类型是大草原
草原土壤是丰富的生态系统，这得益于草，豆类等的岁岁荣枯。 （照片：windcoast / Shutterstock）
加斯金补充说，草原土壤是美国最广泛的土壤类型，被称为软土纲(Mollisols)，占全国土地面积的21.5％。
“当你看到美国以及旧的大草原有多大时，你就会明白。”她说。 “它们从密西西比河以西一点延伸到怀俄明州和科罗拉多州，一直到明尼苏达州，一直到达德克萨斯州。这是一块巨大的土地。这些又深又厚的土壤形成的原因是成千上万年来草根深扎，会放下深根，天气非常寒冷时，叶和根死亡。这种周转会产生大量的土壤有机质，使土壤呈深褐色，让人们联想到这土壤又好又肥。”
其他对草原土壤质量有贡献的是草原植物不是单一品种。相反，它们由草、谷物和各种花和豆类组成。对于家庭观赏花园来说，这就是很好的一堂课， “只要你有这种多样性，你就拥有了多样性更多的微生物群落，”加斯金说。
5. 土壤有多种多样漂亮的颜色
健康的土壤不仅仅是棕色的。它也可以是粉红色甚至是蓝色。 （照片：Kae B Yuki / Shutterstock）
健康的土壤并不总是深褐色的。它们还可以是蓝色和粉红色的美丽色调。 “当将土壤挖1-2英尺或更深时，我看到过蓝色的土壤。有些甚至还有美丽的粉红色。颜色告诉土壤科学家土壤是如何形成的以及水在土壤中如何移动，”加斯金解释道。
她在新英格兰看到的蓝色土壤是一种粉质土壤，铁被浸出并且已经湿润多年。蓝色土壤是在北卡罗来纳州的沿海平原上，土壤的有机化合物与不同的粘土相互作用。她认为对于园丁来说，一个有趣的锻炼就是挖掘一下他们的土壤，看看他们的土壤颜色是如何变化的。例如，多个灰色层可以指示地下水位的最终位置，因为该区域已经耗尽了导致红色或亮橙色的铁化合物。
6. 耕翻会拆散土壤生物的家
翻地之前想一想。你的地真的需要翻一翻了？或者这个苗床还是很好？ （照片：Panoramio Productions / Shutterstock）
加斯金敦促园丁不要太过追求土壤中的微生物数量。相反，她认为园丁应该以更实际的方式思考，例如传统的园艺实践，即春季种植之前耕一耕和施用化肥。
“当你进去犁地或碎土时，你就会破坏土壤生物住的“房子”。就像你打破柜子和冰箱一样，”她说。她提醒园丁们要更加有策略地思考如何保留土壤表面下发生的事情，而不是想通过耕翻在土壤上创造出完美的花园。
“如果你要移栽西红柿或辣椒，或者其他，如果你去年种过的苗床还不错，你可以直接进行移栽，并放入一些有机肥移植而不需要翻土重来，做个外表好看的苗床。如果你想种种子粒很小的生菜或胡萝卜，你就不能这样，你还是先做个好苗床好些。”
7. 拆散的家园会释放二氧化碳
翻耕会让土壤分解有机质并释放二氧化碳到大气中，所以能不翻耕就较理想。 （照片：zlikovec / Shutterstock）
良好的土壤有我们看不到的好东西：存在于土壤成分砂粒、粘土、粉粒和其他的物质聚集而成的团聚体中的微小孔隙中，这些孔隙是所有细菌、真菌菌丝，线虫和原生动物等微生物以及蚯蚓等较大生物的家园。耕种不仅破坏了这些生物的“房子”，而且还将大量的土壤有机质以二氧化碳释放到空气中。
“特别是在南方，（由于气候热易分解）我们很难保有土壤有机质，所以我们需要尽一切努力来保护我们拥有的东西，”加斯金建议道。
8.健康的土壤的形成需要数百年
好土壤需要时间（照片：patruflo / Shutterstock）
要恢复因粗心或不太理想的园艺措施而被破坏的土壤需要很长时间。 “我听说形成一英寸的表土需要上千年。”她说。
究竟需要多长时间“取决于你居住的地方和那里的母质 – 它是个古老的海洋沉积物，抑或是块基岩。土壤类型变化很大，但不要绝望，你可以在三到五年内改善土壤退化，使它们的生产能力大大提高。”
9. 改良土壤要有耐心
您可以在三到五年内改善土壤质量，关键在于耐心。 （照片：Cora Mueller / Shutterstock）
园丁通常会尝试通过添加覆盖物和调理剂来改善土壤中的有机质。虽然这不需要花费数百年的时间，但修复土壤需要不止一个生长季节，才能取得重大进展。
“我认为，当我们谈论恢复我们的土壤并使其达到健康的平衡时，我们需要有一些耐心，并逐渐增加修正。我们的目标是让土壤达到我们想要达到的应该是三到五年的过程，这不是偶然的。我看到有人认为，“好吧，我有这种糟糕的土壤，我要把四英寸厚的堆肥放在上面然后把它翻入进来。”如果你认为堆肥和有机物质是食物链的基础，一种土壤中微生物的最终食物，就像你在坐着一次要吃三到四个培根芝士汉堡一样。土壤问题根本无法解决这么快。“
10.覆盖作物有益于土壤 - 以多种方式
三叶草是冬季覆盖作物的绝佳选择，因为它甚至可以在雪中茁壮成长。 （照片：Rashid Valitov / Shutterstock.com）
科学家们越来越多地了解到，在土壤中保持活的根系为土壤微生物提供了健康的栖息地。加斯金是种植覆盖作物以实现这一目标的重要支持者。根部为微生物分发食物，微生物所生活的孔隙为雨水渗入并滋润土壤提供了通道。
“如果我们尽可能多年保持一些增长，那将会有很多事情发生，”她建议道。由于园丁通常会在春季，夏季甚至秋季种作物，因此冬季最常种植覆盖作物。这些包括三叶草，冬豌豆，黑麦，燕麦和各种其他物种的混合物。
覆盖作物还可以防止雨水侵蚀土壤。根据加斯金的说法，雨滴以大约每小时20英里速度形成的力量打击土壤。当发生这种情况时，雨水会溅落土壤颗粒，导致土壤表面形成硬壳。这个过程还密封了微生物物质为氧气和雨水所产生的所有孔隙，造成植物根系区域得不到需要水分。
“如果你有覆盖作物的覆盖，或者你把覆盖物放在土壤上，你就会耗掉雨滴的力量，这样你就可以在你想要的地方得到更多的雨水，少一些侵蚀，减少结壳，并为土壤添加碳。“
11. 见见土壤的天然旋耕机 - 蚯蚓
蚯蚓作为天然翻耕机在你的土壤中劳作。 （照片：Maryna Pleshkun / Shutterstock）
堆肥是一种非常稳定的有机物形式，是一个很好的土壤调理剂，因为随着时间的推移，它将使土壤肥沃并抑制杂草 - 有机除草剂不擅长。但是，尽管可能很困难，但加斯金说要避免将堆肥直接或以其他方式加入土壤中，想想蚯蚓就是大自然的旋耕机，它们会将这些堆肥翻入土壤中。
12.旧的农业做法对土壤没有任何好处
古老的农业措施如过度耕作导致土壤因侵蚀而丧失。 （照片：Andriy Solovyov / Shutterstock）
加斯金认为，人类对土壤所造成的最大危害是“最近的”农业措施增加了土壤侵蚀 - “最近”一词是根据人类存在的时间尺度来说的。
“我从雅典UGA校区植物科学大楼的窗户望出去，所看到的都是树木，”加斯金说。 “如果你在20世纪40年代或更早的时候站在这里，你就看不到一棵树，这里是棉田，农民每年耕种，很多土壤裸露在外，我们在这里有斜坡一年内可能会失去一英寸或更多的表土。
“那些可以追溯到20世纪初的古老农业措施本来就是有机农业的措施，这是一种完全不同的技术。这些措施来到大草原，打破了大草原。土壤干涸了，土壤被吹走了。因为其中一次沙尘暴袭击了华盛顿特区，最初被称为土壤保护局的资源保护局就这样被投票成立起来了。因此，连续不断的耕作导致土壤有机质耗尽而带来的侵蚀可能是我们对土地产生最大的影响。“
13. 乔治亚的红粘土是一种因侵蚀而暴露的心土
由于多年的侵蚀，今天我们可以在普罗维登斯峡谷等地看到乔治亚著名的红土。 （照片：Vadim Fedotov / Shutterstock）
在乔治亚州著名的红土中可以看到不断翻耕的另一个结果，红粘土的颜色来自氧化铁。 加斯金指出，粘土实际上是心土。 “乔治亚在棉花种植中失去了表土。”她说，“表土一英尺有多，也许更多。有些人做过研究，他们说这个州的溪流底部有多达10英尺的顶部土壤沉积物。”
14.土壤对水质和水量产生巨大影响
在阿巴拉契亚山脉的部分地区，河流经常呈茶色调。 （照片：Aspen Photo / Shutterstock）
加斯金说，土壤对整个生态系统产生了巨大影响，包括水质和水量。在阿巴拉契亚南部，溪流经常呈茶色调。那是因为那里的土壤有沙质，浅薄而且富含云母。此外，分树叶解而来的单宁和有机分子容易通过地下并进入溪流。在皮埃蒙特（Piedmont），土壤粘性重且有红色氧化物，溪流常有泥泞的外观，特别在下雨后。
当你进入沿海平原（Coastal Plain）时，你会看到黑水河水，形成过程一样。靠近海洋的沙质土壤无法过滤掉树叶分析而来的单宁和其他有机化合物。土壤会影响溪流的水量，因为皮埃蒙特的土壤粘性重，导致雨后溪流水位迅速上升，下降也慢，因为土层深厚，雨水流经地下水而到溪流需要时间。
在土壤较浅的地区，例如在佐治亚州西北部的山脊和山谷地区以及田纳西州东部地区，在暴风雨后迅速上涨，但夏季却干涸，因为土壤和底土不够深厚来储水并缓慢释放。
15.你不必是个土壤书呆子照样可以欣赏良好的土壤
加斯金并不认为你需要分享她对土壤的热情。虽然她希望你能其中有趣的部分，更好地欣赏你脚下的东西。如果你这样做，她相信你将能够利用这些信息而成为一个知识更丰富、更有效的园丁。
“土壤家”是“土壤观察”、“环境与健康观察”兄弟号。
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