8. Solul, creare și regenerare

Durata: 2 ore

Această lecție este despre sol, importanța acestuia pentru ecosistemele micro și macro, dar și pentru instrumentele de construire și regenerare a solului. 

Introducere / context

Solul sănătos este fundamentul întregii vieți terestre de pe Pământ. Sănătatea acestuia este crucială nu numai în zonele agricole, ci și în păduri, în zonele necultivate și în mediile urbane.

Solul sănătos este esențial pentru creșterea covorului vegetal (vegetație de acoperire), care în mod direct și indirect susține viața prin:

  •  filtrarea și purificarea apei
  •  sprijinirea creșterii vegetației și facilitarea circulației nutrienților
  • reglarea atmosferei și un rol cheie în reglarea climei prin stocarea gazelor(de exemplu,CO2)
  • asigurarea rezilienței în fața evenimentelor extreme precum seceta sau inundațiile (solul găzduiește 1/4 din biodiversitatea planetei și este unul dintre cele mai complexe ecosisteme)
  • găzduiește o multitudine de macro și microorganisme care contribuie la ciclurile globale de nutrienți și permit viața pe Pământ (conform FAO, peste 95% din alimente provin direct din sol)
  • reprezintă o sursă de calorii, carbohidrați, proteine, fibre, minerale, uleiuri și medicamente

TIPURILE DE SOL

Având în vedere dimensiunea particulelor minerale, solurile pot fi:

  • Argilă < 0,002 mm
  • Pulbere de argilă între 0,002 și 0,05 mm
  • Nisip > 0,05 mm

Raportul cantității de particule minerale de diferite dimensiuni într-o mostră de sol ne spune cu ce tip de sol lucrăm. Solurile sunt de obicei o combinație de argilă, pulbere (argilă/nămol/lut) și nisip în proporții diferite.

PROPRIETĂȚI CHIMICE ALE SOLULUI

Aciditatea sau alcalinitatea solului depinde de reacția sa chimică și afectează plantele care pot crește cel mai bine. Majoritatea solurilor au un pH neutru sau aproape de acesta, fiind ușor acide sau ușor alcaline. Solurile cu aciditate sau alcalinitate extremă sunt foarte rare.

COMPONENTA ORGANICĂ A SOLULUI ȘI FERTILITATEA SOLULUI

VIAȚA ÎN SOL

Întreaga rețea trofică din sol se bazează pe plante. Prin fotosinteză, plantele extrag carbonul din aer, folosesc o parte pentru ele și eliberează restul în sol sub formă de zaharuri simple.

Solul adăpostește multe tipuri de microorganisme, de la bacterii simple până la ciuperci complexe, amoebe, flagelate și nematode.La fel ca lumea vizibilă, există o viață microscopică plină de viață.

Unele microorganisme lucrează împreună cu plantele, formând relații simbiotic trăind din zaharurile pe care plantele le eliberează prin rădăcini. În schimb, ele protejează plantele de organismele dăunătoare și le furnizează nutrienți esențiali. Altele sunt paraziți sau acționează ca vânători, în timp ce unele ajută la descompunerea materiei organice moarte.

Organismele vii captează carbonul și azotul din atmosferă, crescând treptat cantitatea de biomasă din sol. Procesele microbiologice transformă în timp materia organică moartă în humus.

HUMUSUL

Humusul se formează atunci când materia organică moartă este transformată în compuși complecși printr-un proces numit humificare, care este determinat de activitatea microbiologică din sol. 
  • Humusul eliberează treptat substanțe nutritive importante pentru plante, cum ar fi azotul, fosforul și potasiul. 
  • Este compus din 75% apă și 25% materie uscată, inclusiv acid humic, humină și acid fulvic. 
  • Humusul conține până la 60% carbon și până la 6% azot. 
  • Solurile fertile conțin de obicei între 3% și peste 10% humus.

FERTILITATEA SOLULUI

Fertilitatea solului este capacitatea solului de a susține creșterea plantelor și depinde direct de cantitatea de humus din sol. 

Indiferent de tipul de sol, creșterea cantității de materie organică și creșterea treptată a proporției de humus din sol îmbunătățește structura și textura solului, îmbunătățește absorbția și retenția apei și permeabilitatea solului. Toți acești factori contribuie în mod direct la îmbunătățirea fertilității solului.

Cultivarea convențională a solului și consecințele negative

De la începuturile cultivării pământului și până în zilele noastre

Încă din primele zile ale agriculturii, oamenii au folosit o varietate de unelte pentru a cultiva pământul. Au început cu bețe de lemn și pluguri, iar mai târziu au trecut la utilizarea animalelor domestice de muncă cu pluguri. Cu timpul, uneltele din lemn au fost înlocuite treptat cu cele din metal. Pe măsură ce zonele agricole se extindeau, nevoia de animale de muncă mai puternice creștea, ceea ce a condus la creșterea selectivă a animalelor mai mari și mai puternice. Acest lucru a permis cultivarea unor suprafețe mai mari și aratul mai adânc al solului. În plus, plugurile simple, care lucrau doar la suprafață, au fost înlocuite de pluguri mai avansate, care răscoleau pământul. Pe măsură ce agricultura s-a extins, pădurile au fost defrișate pentru pășunat, ceea ce a dus la declinul zonelor sălbatice și la o scădere a numărului de carnivore mari din Europa, unele specii dispărând complet.

De la introducerea motoarelor cu ardere internă și de la disponibilitatea petrolului ieftin, frecvența și adâncimea lucrărilor mecanice au crescut semnificativ. Utilajele agricole au devenit mai mari și mai puternice, ceea ce a condus la traversarea mai frecventă a terenurilor arabile.

În anii 1950, utilizarea îngrășămintelor minerale și a pesticidelor a crescut. Parcelele au devenit mai mari, iar monocultura mai multor specii a devenit baza cultivării alimentelor. Grâul hibrid, porumbul și orezul au devenit principalele culturi. Producțiile pe hectar s-au triplat din anii 1950. Modul în care creștem animalele s-a schimbat, de asemenea, iar vitele și oile s-au mutat de pe pășuni în ferme industriale mari, bazându-se pe alimentele cultivate pe teren arabil.

Cu toate acestea, acest succes în reproducere are un cost. Varietatea redusă a culturilor a dus la o reducere generală a biodiversității, cu diminuarea și dispariția habitatelor naturale.

Aratul și întoarcerea terenurilor degradează și distrug ecosistemele microbiologice ale solului. Oxidarea crescută returnează în atmosferă o cantitate de carbon mai mare decât poate absorbi solul. Cantitatea de humus din sol scade și dispare. Solul își pierde capacitatea de a absorbi și reține apa. Terenul arat este vulnerabil la eroziunea cauzată de vânt și ploaie.

Pulverizarea câmpurilor de monocultură cu pesticide otrăvește fără discernământ toate organismele, atât cele pe care încercăm să le suprimăm, cât și cele care sunt victime colaterale. Toate ființele vii suferă, atât cele de la suprafață, cât și microbiologia solului.

Nici utilizarea excesivă de îngrășăminte minerale nu contribuie la sănătatea solului. Plantele absorb și utilizează doar o mică parte; restul se infiltrează în straturile profunde ale solului și poluează apa subterană și de suprafață.

STRATEGII PENTRU MENȚINEREA SOLURILOR FERTILE ȘI REFACEREA SOLURILOR DEGRADATE

MODIFICĂRI STRUCTURALE ALE TERENURILOR

Pentru a minimiza și preveni eroziunea solului cauzată de mișcarea apei, implementăm diverse structuri. În funcție de climă, tipul de sol, panta terenului și frecvența și cantitatea precipitațiilor, selectăm cele mai potrivite soluții pentru condițiile noastre specifice. Obiectivul este de a încetini mișcarea apei pe teren și de a o distribui uniform. Apa care se deplasează mai lent are mai mult timp să se infiltreze în sol, ceea ce o face mai benefică pentru plante, în special pentru culturile agricole. Zidurile uscate, terasarea terenului, rigolele, canalele de acumulare bazate pe curbele de nivel, barajele și alte structuri similare sunt instrumente care îmbunătățesc absorbția apei de ploaie în sol. În plus, iazurile, bălțile, rezervoarele și alte metode de stocare a apei pot fi utilizate pentru a stoca apa în exces în vederea utilizării în perioadele secetoase.

Excesul de apă de pe sol poate fi drenat folosind canale de drenaj, puțuri de absorbție și șanțuri. Este important să se planifice cu atenție orice modificare structurală a terenului înainte de a începe orice lucrare. Un sistem de gestionare a apei bine conceput și implementat este o investiție pe termen lung în sănătatea solului.

REDUCEREA CULTIVĂRII

Utilizarea de utilaje grele pe parcela cultivată are un impact direct asupra compactării solului. Tractorul, care este vehiculul de tractare, trage accesoriul necesar pentru lucrare. Urmând secvența de arat, discuit, greblat, semănat și completare cu îngrășământ lichid, tractorul poate fi conectat pentru a efectua mai multe operațiuni într-o singură trecere, reducând compactarea solului și economisind timp și bani pe combustibil.

Arătura răstoarnă straturile de sol, îngropând stratul superior de humus și acoperirea vegetală, aducând la suprafață stratul inferior de sol. Acest proces crește expunerea solului la aer (oxigen) și determină oxidarea carbonului acumulat, eliberându-l în atmosferă. Cu toate acestea, aratul frecvent poate duce la formarea unui strat de sol compactat, cunoscut sub numele de talpă de arat, care limitează creșterea rădăcinilor plantelor. Alternativele la arat, cum ar fi subsolatoarele, penetrează și aerisesc solul fără a răsturna straturile acestuia. Acest lucru ajută la conservarea structurii, texturii și habitatului microorganismelor din sol, permițând organismelor aerobe să se dezvolte în straturile mai adânci.

Un subsolator sparge, de asemenea, talpa de arat rezultată. Beneficiile imediate includ îmbunătățirea infiltrării apei și dezvoltarea unor rădăcini mai adânci și mai puternice ale plantelor. Pentru a utiliza mai bine precipitațiile și pentru a reduce eroziunea, subsolatorul trebuie utilizat de-a lungul contururilor terenului, creând șanțuri care funcționează ca rigole…

MULCIREA

Mulcirea presupune acoperirea solului cultivat cu materiale organice precum paie, fân, compost și așchii de lemn. Această practică ajută la suprimarea creșterii buruienilor nedorite, protejează solul și microorganismele sale de razele UV și de supraîncălzire împiedicând colectarea apei de ploaie la suprafață. Ca urmare, apa se infiltrează mai lent în sol, reducând evaporarea și menținând o temperatură și un nivel de umiditate constante. Prezența mulciului favorizează, de asemenea, o comunitate mai activă de microorganisme, deoarece servește ca sursă de hrană și se descompune în cele din urmă pentru a îmbogăți solul. În timp ce mulcirea este practică pentru zonele mici de cultură, grădini și paturi de flori, nu este rentabilă pentru aplicațiile la scară largă.

MULCI VIU, PREÎNSĂM NȚARE, ÎNGRĂȘĂM NT VERDE

Mulciul nu trebuie să fie neapărat materie organică moartă și nici nu trebuie să fie adus din altă locație. Atunci când se lucrează cu suprafețe mai mari, este mai practic să se cultive mulci în aceeași zonă în care este cultivată cultura principală. Cheia este evitarea terenurilor goale fără vegetație. Prin plantarea covorului vegetal atunci când parcela nu este utilizată pentru cultura principală, protejăm solul și microorganismele din acesta. Acest lucru permite fotosinteza suplimentară și acumularea de carbon în sol prin interacțiunea dintre plante și microorganisme. Orice acoperire vegetală, chiar și „buruienile” sălbatice, este mai bună pentru sol decât solul gol.

Biomasa nou crescută va deveni hrană pentru microorganisme după ce o vom distruge înainte de a semăna cultura principală. Diferitele specii de plante au nevoi diferite de nutrienți, adâncime și structură a rădăcinilor și fiecare realizează simbioza cu un set diferit de microorganisme în zona rădăcinilor (rizosferă). Prin încurajarea diversității speciilor de plante, încurajăm și biodiversitatea solului. Înainte de a semăna cultura principală, arăm superficial acoperirea verde în sol, ceea ce este cunoscut sub denumirea de fertilizare verde sau siderare.

De asemenea, putem distruge cultura de acoperire prin așezarea acesteia pe sol sau prin cosire. În acest fel, partea aeriană a plantei nu sapă în sol; ea rămâne la suprafață și continuă să protejeze solul și noua cultură. Este posibil să se semene direct în mulci, fără arat anterior, manual sau mecanizat. Pionierul acestei metode de însămânțare a fost Masanobu Fukuoka (autorul cărții „Revoluție într-un spic”). Înainte de însămânțare, semințele pot fi „ambalate” în bile de lut (bile de semințe) sau însămânțate direct, fără pregătire prealabilă.

În mediul urban, în general, suprafețele mari de sol nu sunt utilizate pentru cultivarea alimentelor. Cel mai adesea, acestea sunt parcuri cu spații verzi pentru toți locuitorii. Spațiile publice, inclusiv zonele verzi, se află de cele mai multe ori în administrarea orașului sau a companiilor de utilități. Cu toate acestea, plantele din parcuri necesită, de asemenea, un sol sănătos și sunt supuse acelorași legi naturale ca toți ceilalți. Acestea au nevoie de suficient soare și apă, de un sol suficient de adânc pentru dezvoltarea rădăcinilor, de suficiente substanțe nutritive și de o microbiologie a solului diversă și numeroasă pentru a le ajuta să crească.

Principiile de creare a unui sol sănătos în parcuri sunt aceleași ca și în alte zone de plantare. Trebuie să reglăm mișcarea apei prin teren, să prevenim eroziunea cauzată de apă și vânt și să urmărim o biodiversitate maximă pe suprafața de plantare planificată. O mare biodiversitate a acoperirii vegetale asigură, de asemenea, o populație diversă de microorganisme în sol. Atunci când selectăm plantele, trebuie să alegem specii de plante native și non-native adaptate condițiilor locale, fără a pierde din vedere funcția de bază a zonelor verzi din oraș.

METODELE DE CONSTRUCȚIE A SOLULUI PE CARE LE PUTEM FOLOSI ÎN PARCURILE ORAȘULUI SUNT

  1. Mulcirea: Nu îndepărtăm frunzele de copaci căzute din zona parcului. Acestea trebuie lăsate acolo unde sunt pentru a se descompune natural și a îmbogăți solul.
  2. Compostarea: Am înființat compostoare în colaborare cu compania de utilități pentru eliminarea deșeurilor biologice generate de vizitatorii parcului. Acestea includ resturi de fructe, ambalaje de hârtie folosite și articole similare. Compostul produs poate fi utilizat în zonele din parc unde este necesar.
  3. Pulverizarea cu ceai sau extract de compost: Dacă dispunem de o cantitate mică de compost bun și de o suprafață mare de teren pe care să introducem microorganisme benefice, putem prepara o soluție și să o aplicăm cu ajutorul unei canistre de udare sau al unui aspersor. Este recomandabil să facem acest lucru chiar înainte de ploaie pentru a ne asigura că microorganismele ajung prompt în sol.
  4. Tăiați și aruncați: Ramurile tăiate ale arbuștilor și copacilor nu ar trebui să fie îndepărtate din parc. În schimb, acestea ar trebui lăsate în zone în care nu deranjează vizitatorii. În timp, acestea se vor descompune și vor oferi un habitat pentru animalele mici și insectele din parc.
  5. Tocarea: Ramurile tăiate pot fi tocate cu ajutorul unei mașini și împrăștiate pe suprafața solului sau folosite pentru compostare.
  6. Reducerea cositului/tunderii: Limitați cositul/tunderea pe zonele cu iarbă pentru a permite dezvoltarea, înflorirea și polenizarea ierburilor native, sporind astfel biodiversitatea.
  7. Construcția solului pe parcele private: Metodele menționate pot fi aplicate la discreția proprietarului fără a fi nevoie de coordonare cu autoritățile locale sau vecinii. Proprietarul este liber să aleagă metoda adecvată în funcție de nevoile sale și de scopul zonei.

Scop

Scopul acestei lecții este de a sublinia semnificația menținerii solului sănătos, conservării solului și înțelegerea formării solului. De asemenea, va evidenția diferite metode de creare și menținere a solului sănătos, atât în mediul urban, cât și în grădini sau suprafețe mai mari.

Pas cu pas/cum să

  1. Prezentare (30 de minute) axată pe importanța calității solului pentru producerea de alimente sănătoase. Vom explica elementele și caracteristicile solului, precum și tehnicile de regenerare a solului și de îmbunătățire a calității acestuia.
  2. Test de analiză a solului: Prelevarea de probe poate fi efectuată înainte de prezentare, analiza probelor având loc ulterior. Vom instrui elevii cu privire la modul de colectare a probelor din diferite locații. Probele colectate vor fi puse în borcane desemnate, se va adăuga apă, iar conținutul va fi amestecat și lăsat să se decanteze.


După ce conținutul borcanului s-a sedimentat, vom interpreta straturile individuale, caracteristicile acestora și vom evalua adecvarea solului din care a fost prelevată proba pentru scopul propus. În cazul în care se identifică o deficiență (de exemplu, lipsa humusului), vom discuta soluții pentru a aborda problema observată, cum ar fi adăugarea de humus sau mulcirea.

Întrebări de reflecție

Obiective de învățare

Pregătire / materiale / instrumente

Nuggets

Aici poți găsi nuggets care te ajută să implementezi lecția

Instrucțiune

Puteți descărca și tipări instrucțiunile.

Calculator de Semănat

Puteți descărca și tipări calculatorul de semănat.

Literatură

Treci la lecția următoare