ดินชั้นบน

ดินชั้นบนสุด คือชั้นดิน ที่อยู่ด้านบน สุด มีความเข้มข้นของอินทรียวัตถุและจุลินทรีย์ สูงที่สุด และเป็นบริเวณที่กิจกรรมทางชีวภาพ ในดินส่วนใหญ่ ของโลก เกิดขึ้น
คำอธิบาย
ดินชั้นบนประกอบด้วยอนุภาคแร่ธาตุและอินทรียวัตถุและโดยทั่วไปจะมีความลึกประมาณ 5-10 นิ้ว (13–25 เซนติเมตร) ส่วนประกอบเหล่านี้รวมกันเป็นพื้นผิวที่สามารถกักเก็บน้ำและอากาศ ซึ่งส่งเสริมกิจกรรมทางชีวภาพ
โดยทั่วไปแล้วดินชั้นบนจะมีรากพืชหนาแน่นมาก เนื่องจากเป็นแหล่งที่พืชได้รับสารอาหาร ที่จำเป็นส่วนใหญ่ นอกจากนี้ ดินชั้นบนยังเป็นแหล่งอาศัยของแบคทีเรีย เชื้อรา และแมลงจำนวนมากซึ่งหากขาดสิ่งเหล่านี้คุณภาพของดินก็จะเสื่อมโทรมลง แบคทีเรียและเชื้อรามีความสำคัญอย่างยิ่งในการช่วยแลกเปลี่ยนสารอาหารกับพืช และในการย่อยสลายอินทรียวัตถุให้เป็นรูปแบบที่รากสามารถดูดซึมได้ แมลงยังมีบทบาทสำคัญในการย่อยสลายวัสดุ การเติมอากาศ และการหมุนเวียนของดิน[ 1 ]ชั้นดินชั้นบนที่มีสุขภาพดีเป็นแหล่งจุลินทรีย์ ที่อุดมสมบูรณ์มาก ซึ่งเป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิด[ 2 ]
อินทรียวัตถุให้สารอาหารแก่สิ่งมีชีวิตและมีปริมาณแตกต่างกันไปในดินแต่ละชนิด อินทรียวัตถุที่มากขึ้นจะเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้างดิน มันจะควบแน่นและตกตะกอนไปตามกาลเวลาในรูปแบบต่างๆ ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม เช่น การสัมผัสกับอากาศ การขาดน้ำยังส่งผลต่อโครงสร้างด้วย ปริมาตรของดินชั้นบนที่ขาดน้ำจะลดลงอย่างมากและมีแนวโน้มที่จะถูกลมกัดเซาะได้ ง่ายขึ้น [ 3 ]
การผลิต
ดินชั้นบนเกิดขึ้นตามธรรมชาติดินชั้นบนตามธรรมชาติที่ถูกขุดและปรับสภาพเพื่อการใช้งานของมนุษย์และประกอบเป็นดินชั้นบนเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ที่มีอยู่ อัตราการใช้งานและการกัดเซาะในปัจจุบันแซงหน้าการเกิดดิน[ 4 ]
นอกจากนี้ยังสามารถสร้างหน้าดินเทียมซึ่งสนับสนุนการใช้งานทางวิศวกรรมหรือทางชีวภาพบางอย่างของหน้าดินได้[ 4 ]ตัวอย่างดั้งเดิมของวัสดุปลูกพืชเทียม ได้แก่เทอร์ราเปรตาและดินผสมสำหรับปลูกพืช หน้าดินที่ผลิตขึ้นจากแร่ธาตุกากตะกอนชีวภาพปุ๋ยหมักและ/หรือกากตะกอนจากโรงงานกระดาษ[ 5 ]มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์[ 6 ]เหมือง ถ่านหิน แบบเปิดในรัฐวิกตอเรีย ประเทศออสเตรเลียได้รับการฟื้นฟูด้วยหน้าดินเทียมคุณภาพต่ำที่ทำจากวัสดุในท้องถิ่น[ 7 ]
การจำแนกประเภท
ในระบบการจำแนกประเภทดิน ดินชั้นบนเรียกว่าชั้น O หรือชั้น A [ 8 ] [ 9 ]ชั้นดินเป็นชั้นที่ขนานกับผิวดิน ซึ่งมีลักษณะทางกายภาพ เคมี และชีวภาพที่แตกต่างจากชั้นด้านบนและด้านล่าง ความลึกของชั้นดินชั้นบนวัดจากความลึกของผิวดินถึงชั้นดินที่อัดแน่นชั้นแรก ซึ่งเรียกว่าดินชั้นล่าง
ในสหรัฐอเมริกาไม่มีคำจำกัดความทางกฎหมายระดับรัฐบาลกลางของคำว่า "ดินชั้นบน" เมื่อใช้ในเชิงพาณิชย์
การประเมิน
องค์กรต่างๆ เช่นสถาบันมาตรฐานอังกฤษ (BSI)และกรมเกษตรแห่งรัฐนอร์ทแคโรไลนาได้เผยแพร่แนวทางสำหรับคุณภาพดินและระดับสารอาหารในดินชั้นบนที่ต้องการ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วเหมาะสมสำหรับพืชหลายชนิด[ 10 ]
| หมวดหมู่ | ผลลัพธ์ที่ต้องการ |
|---|---|
| ระดับ pH | 5.0 ถึง 6.2 |
| ฟอสฟอรัส (PI) | ดัชนี 50 |
| โพแทสเซียม (KI) | ดัชนี 50 |
| แคลเซียม (Ca%) | ความจุในการแลกเปลี่ยนประจุบวก (CEC) 40-60% |
| แมกนีเซียม (Mg%) | 8-10% ของ CEC |
| ความอิ่มตัวของเบส (BS%) | 35-80% ของ CEC |
| แมงกานีส (Mn-I) | ดัชนี > 25 |
| สังกะสี (Zn-I) | ดัชนี > 25 |
| ทองแดง (Cu-I) | ดัชนี > 25 |
ดินชั้นบนเชิงพาณิชย์ทั่วไปมีสองประเภท ได้แก่ ดินชั้นบนแบบกองและดินชั้นบนแบบบรรจุถุง ตารางต่อไปนี้แสดงความแตกต่างที่สำคัญระหว่างทั้งสองประเภท[ 10 ]
| ประเภทดินชั้นบน | HM % [ a ] | ปริญญาตรี% | ค่า pH | พีไอ | เคไอ | แคลเซียม% | แมกนีเซียม% |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| จำนวนมาก | 0.3 | 69 | 5.2 | 009 | 026 | 45 | 10 |
| ถุง | 0.7 | 78 | 5.8 | 166+ | 178 | 56 | 12.3 |
หรืออีกทางหนึ่งBSIเชื่อมโยงค่าต่างๆ ดังต่อไปนี้:
| หมวดหมู่ | ผลลัพธ์ที่ต้องการ |
|---|---|
| ระดับ pH | 5.5 ถึง 8.5 |
| ฟอสเฟต (PO4) | 16 ถึง 140 มก./ลิตร |
| โพแทสเซียม (K) | 121 ถึง 1500 มก./ลิตร |
| แมกนีเซียม (Mg) | 51 ถึง 600 มก./ลิตร |
| นิกเกิล (Ni) | จาก <60 มก./กก. |
| สังกะสี (Zn) | จาก <200 มก./กก. |
| ทองแดง (Cu) | จาก <100 มก./กก. |
ตารางข้างต้นใช้สำหรับปุ๋ยอเนกประสงค์ และระดับบางส่วนอาจเปลี่ยนแปลงได้ตาม ค่า pH ของดิน
นอกจากนี้ ยังมีมาตรฐานสำหรับดินเฉพาะทางที่เหมาะสมสำหรับพืชที่มีความต้องการเฉพาะ เช่น ดินที่เป็นกรดหรือ ดิน ที่ชอบดินกรดและดินที่มีแคลเซียมสูง ดินเหล่านี้มีระดับ pH ที่แตกต่างจากดินทั่วไปและมีไว้สำหรับปลูกพืชต่างชนิดกัน ดินที่มีความอุดมสมบูรณ์ต่ำ ดินที่เป็นกรดที่มีความอุดมสมบูรณ์ต่ำ และดินที่มีแคลเซียมสูงที่มีความอุดมสมบูรณ์ต่ำ เป็นการจำแนกประเภทดินอื่นๆ ที่ออกแบบมาสำหรับพืชที่เจริญเติบโตได้ดีในดินที่มีสารอาหารน้อย
ตัวอย่างของพืชเฉพาะถิ่น ได้แก่ ต้นกาบหอยแครงซึ่งพบได้ใน สภาพแวดล้อมที่ มีไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ต่ำ จึงทนต่อสภาพแวดล้อมที่มีสารอาหารสูงได้น้อยกว่าพืชชนิดอื่น และแข่งขันได้น้อยกว่าในสภาพแวดล้อมเหล่านั้น ในขณะที่บลูเบอร์รี่ต้องการดินที่ชอบกรดเพื่อการเจริญเติบโตที่ดี และต้นโคลเวอร์เจริญเติบโตได้ดีในดินที่มีแคลเซียมสูง ดังนั้นจึงต้องเลือกดินให้เหมาะสมกับพืชที่ต้องการปลูก และด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องมีมาตรฐาน
อัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจน
ดินชั้นบนเป็นทรัพยากรหลักสำหรับพืชในการเจริญเติบโตและพืชผล พารามิเตอร์หลักสองประการสำหรับสิ่งนี้คือคาร์บอนและไนโตรเจน คาร์บอนให้พลังงานและไนโตรเจนจำเป็นสำหรับพืชในการสร้างโปรตีนและเนื้อเยื่อ พืชต้องการอัตราส่วนที่หลากหลายเพื่อให้สามารถเจริญเติบโตได้อย่างเหมาะสม ตัวเลขที่เหมาะสมที่สุดสำหรับดินชั้นบนในสหราชอาณาจักรคืออัตราส่วน C:N น้อยกว่า 20:1 โดยทั่วไปแล้วฐานขี้เลื่อยจะมีอัตราส่วน C:N สูงในระดับ 400:1 ในขณะที่หญ้าอัลฟัลฟาจะมี ปริมาณ คาร์บอน ต่ำ และโดยทั่วไปจะมีอัตราส่วน C:N ประมาณ 12:1 [ 11 ]
การใช้งานเชิงพาณิชย์
มีการขายดินผสมหลายชนิดในเชิงพาณิชย์ในชื่อดินชั้นบน การใช้งานทั่วไปของผลิตภัณฑ์นี้คือการปรับปรุงสวนและสนามหญ้าหรือใช้ในสวนกระถางดินปลูก ปุ๋ยหมักปุ๋ยคอกและพีทมอสก็มีจำหน่ายสำหรับการใช้ในครัวเรือนเช่นกัน โดยแต่ละชนิดมีวัตถุประสงค์เฉพาะ ดินชั้นบนโดยทั่วไปไม่เหมาะสำหรับการปลูกพืชในกระถางหรือปลูกผักและผลไม้เท่ากับดินปลูกหรือปุ๋ยหมัก การใช้ดินชั้นบนเพื่อวัตถุประสงค์ดังกล่าวอาจมีค่าใช้จ่ายสูงเกินไปเมื่อเทียบกับทางเลือกอื่น ๆ
ดินชั้นบนยังใช้สำหรับการปรับระดับ พื้นผิวที่เหมาะสม ใกล้กับอาคารที่อยู่อาศัย เพื่อป้องกันน้ำท่วมรหัสอาคารที่อยู่อาศัยระหว่างประเทศกำหนดให้มีความลาดชัน 2% ( 2.4 นิ้ว (61 มม.) ) สำหรับระยะ 10 ฟุตแรกที่ห่างจากบ้าน[ 12 ] Energy Starกำหนดอัตราไว้ที่0.5 นิ้ว/ฟุต (42 มม . /เมตร)
ดินชั้นบนที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ (ที่ผลิตขึ้นหรือเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ) ในสหราชอาณาจักรจะต้องได้รับการจำแนกตามมาตรฐานอังกฤษ BS 3882 โดยฉบับปัจจุบันมีอายุตั้งแต่ปี 2015 มาตรฐานดังกล่าวมีการจำแนกประเภทดินชั้นบนหลายประเภท โดยการจำแนกประเภทขั้นสุดท้ายจะต้องเป็นไปตามเกณฑ์ขั้นต่ำบางประการ เช่น ปริมาณสารอาหาร ธาตุที่เป็นพิษต่อพืชที่สกัดได้ การกระจายขนาดอนุภาค ปริมาณอินทรียวัตถุ อัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจน ค่าการนำไฟฟ้า การสูญเสียจากการเผาไหม้ ค่า pH การปนเปื้อนทางเคมีและทางกายภาพ การเก็บตัวอย่างดินชั้นบนต้องเป็นไปตามมาตรฐานอังกฤษและมาตรฐานยุโรป BS EN 12579:2013 วัสดุปรับปรุงดินและวัสดุปลูก – การเก็บตัวอย่าง[ 13 ]
การกัดเซาะ
การกัดเซาะหน้าดินเกิดขึ้นเมื่อชั้นหน้าดินถูกลมพัดหรือถูกน้ำพัดหายไป ค่าใช้จ่ายโดยประมาณต่อปีของการสูญเสียสุขภาพของประชาชนและสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับการกัดเซาะดินในสหรัฐอเมริกามีมูลค่าเกิน 45 พันล้านดอลลาร์[ 14 ] แนวทาง การทำเกษตรกรรมอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมเช่นการไถพรวน และการฉีดพ่น ปุ๋ยเหลวสังเคราะห์ในปริมาณมากอาจทำให้คุณภาพของดินเสื่อมโทรมลง วิธี การทำฟาร์มแบบเข้มข้น เพื่อตอบสนองความต้องการอาหารที่สูงด้วย ผลผลิตพืชผลสูงและการปลูกพืชแบบพืชเชิงเดี่ยวอาจทำให้สารอาหารในดินหมดไปและทำลายจุลินทรีย์ ในดิน ปัจจัยเหล่านี้สามารถส่งผลกระทบต่อความสม่ำเสมอและคุณภาพของดิน ส่งผลให้เกิดการกัดเซาะเพิ่มขึ้น
น้ำไหลบ่าจากพื้นที่เพาะปลูกเป็นมลพิษจากแหล่งที่ไม่เฉพาะเจาะจงดินชั้นบน รวมถึงปุ๋ย ทางการเกษตร และสารมลพิษ อื่นๆ ที่อาจ เกิดขึ้น จะไหลบ่าจากพื้นที่เพาะปลูกที่ไม่มีการป้องกันเมื่อฝนตกหนัก ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดมลพิษต่อแหล่งน้ำและน้ำใต้ดินและอาจปนเปื้อนแหล่งน้ำดื่มได้ การเกิด ปรากฏการณ์สาหร่ายบานสะพรั่งอาจเกิดขึ้นเมื่อสารอาหารปริมาณมากไหลท่วมแม่น้ำ ทะเลสาบ หรือมหาสมุทร ซึ่งมักเป็นผลมาจากน้ำไหลบ่าจากพื้นที่เพาะปลูกหรือจากน้ำเสียสาหร่ายบานสะพรั่งที่เป็นอันตราย เหล่านี้ อาจเป็นพิษและส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อระบบนิเวศและสัตว์ป่า มักเรียกกันว่าปรากฏการณ์น้ำแดงเนื่องจากมีสาหร่ายสีแดงที่เป็นพิษซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อแหล่งอาหารของมนุษย์โดยการปนเปื้อนอาหารทะเล[ 15 ]
เทคนิคที่ยั่งยืนพยายามชะลอการกัดเซาะโดยใช้พืชคลุมดินเพื่อสร้างอินทรียวัตถุในดิน สหรัฐอเมริกาสูญเสียดินชั้นบนเกือบ 3 ตันต่อไร่ต่อปี[ 16 ] ดินชั้นบน 1 นิ้ว (2.5 ซม.)อาจใช้เวลาระหว่าง 500 [ 17 ]ถึง 1,000 ปี[ 18 ]ในการก่อตัวตามธรรมชาติ ทำให้อัตราการกัดเซาะดินชั้นบนเป็นปัญหาทางนิเวศวิทยาที่ร้ายแรง จากแนวโน้มในปี 2014 โลกมีดินชั้นบนเหลืออยู่ประมาณ 60 ปี[ 18 ] [ 19 ]
การอนุรักษ์


การอนุรักษ์ดินคือ การป้องกันการสูญเสียชั้นบนสุดของดินจากการกัดเซาะหรือการป้องกันการลดลงของความอุดมสมบูรณ์ของดินอันเนื่องมาจากการใช้งานมากเกินไปการเป็นกรด การเป็นดินเค็มหรือ การป น เปื้อน ทางเคมีอื่นๆของดิน
การเผาป่าเพื่อ ทำการเกษตร และวิธีการทำเกษตรแบบยังชีพที่ไม่ยั่งยืน อื่นๆ ยังคงมีการปฏิบัติกันในบางพื้นที่ที่ด้อยพัฒนา ผลที่ตามมาจากการทำลายป่า โดยทั่วไปคือ การกัด เซาะดิน ในวงกว้าง การ สูญเสียสารอาหารในดิน และบางครั้งก็กลายเป็นทะเลทรายโดยสิ้นเชิง เทคนิคในการปรับปรุงการอนุรักษ์ดิน ได้แก่การหมุนเวียนพืชการ ปลูกพืช คลุมดินการไถพรวนแบบอนุรักษ์และการปลูกแนวกันลมซึ่งส่งผลต่อทั้งการกัดเซาะและความอุดมสมบูรณ์ของดิน เมื่อพืชตายลง พวกมันจะเน่าเปื่อยและกลายเป็นส่วนหนึ่งของดิน รหัส 330 กำหนดวิธีการมาตรฐานที่แนะนำโดยหน่วยงานอนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติ ของสหรัฐอเมริกา เกษตรกรได้ปฏิบัติการอนุรักษ์ดินมานานหลายพันปีแล้ว ในยุโรป นโยบายต่างๆ เช่นนโยบายเกษตรกรรมร่วม (Common Agricultural Policy)มุ่งเป้าไปที่การประยุกต์ใช้แนวทางการจัดการที่ดีที่สุด เช่น การลดการไถ พรวน การปลูกพืชคลุมดินในฤดูหนาว[ 20 ]เศษพืช และขอบหญ้า เพื่อแก้ไขปัญหาการอนุรักษ์ดินให้ดียิ่งขึ้น จำเป็นต้องมีการดำเนินการ ทางการเมือง และเศรษฐกิจเพิ่มเติมเพื่อแก้ปัญหาการกัดเซาะ อุปสรรคในการกำกับ ดูแลอย่างง่ายๆประการ หนึ่ง คือวิธีที่เราให้คุณค่ากับที่ดิน และสิ่งนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยการปรับตัวทางวัฒนธรรม[ 21 ]คาร์บอนในดินเป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนซึ่งมีบทบาทในการบรรเทาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ[ 22 ]
ดูเพิ่มเติม
External links
- USDA Electronic Field Office Technical Guide - Detailed soil conservation guides tailored to individual states/counties