有人認為新的前沿是人工智能。其他人說這是太空探索。朱莉婭加斯金認為新前緣離家里非常之近，事實上，她認為的就是在我們的腳下，在支撐著我們賴以生存的植物生長的土壤。

加斯金知道這個的，她是佐治亞大學(xué)（UGA）的土壤科學(xué)家，他和其他人聚集在一起尋找土壤問題的可持續(xù)解決方案，然后用這些技術(shù)培訓(xùn)推廣人員。

 “土壤中有很多我們不太了解的東西，”她爭辯道。 “我認為我們有很大的潛力可以成為更好的土壤合作伙伴，幫助抑制植物病害，讓植物健康，減少壓力，提高生產(chǎn)力?！?/span>

解決土壤問題很重要，因為土壤支持95％的糧食生產(chǎn)，到2060年，人類會要求地球土壤生產(chǎn)的食物與我們過去500年消耗的食物一樣多，土壤健康研究所表示。

然而在過去的150年里，世界上的土壤的基本結(jié)構(gòu)性已經(jīng)喪失了一半，這個結(jié)構(gòu)性使得土壤能高產(chǎn)。土壤健康研究所制作了一部60分鐘的關(guān)于土壤健康的紀錄片，解釋了全球土壤的狀況，并介紹了創(chuàng)新農(nóng)民和土壤健康專家正在做些什么。

加斯金的官方頭銜是UGA的可持續(xù)農(nóng)業(yè)協(xié)調(diào)員和推廣專家，在與大自然母親網(wǎng)分享她對土壤的看法時說，她自豪地稱她更喜歡“土壤書呆子”這個昵稱。如果你發(fā)現(xiàn)一些這些信息書呆子甚至有點古怪，她也不會介意。她真正希望你能學(xué)到的是，更好地了解地下正在發(fā)生的事情，這將有助于你改善土壤的健康狀況，從而改善你景觀中的植物。

1. 土壤是地球上生物多樣性最豐富的生態(tài)系統(tǒng)之一

除了蠕蟲之外，土壤中還有更多的生物。只是你不一定能輕易見到。 （照片：Alf Manciagli / Shutterstock）

我們知道土壤中有蚯蚓，因為我們可以看到它們，盡管大多數(shù)人可能不知道在一平方英尺的健康土壤中可能有多達50條蚯蚓。加斯金說，土壤還生活著一個可能沒有意識到的微生物世界，因為沒有特殊工具我們就看不到它們。即使在顯微鏡下，它們還是太多，數(shù)不過來。

Jeff Lowenfels和Wayne Lewis在他們的書“與微生物合作”中寫道，“僅僅一茶匙健康的花園土壤就含有十億種看不見的細菌，還有同樣看不見的數(shù)碼長的真菌菌絲、數(shù)千種原生動物和幾十種線蟲?！?/span>

“我們想不到它們，因為我們看不到它們，”加斯金談到這些微觀生物時說。 “土壤生態(tài)系統(tǒng)是地球上生物多樣性最豐富、生產(chǎn)力最高的生態(tài)系統(tǒng)之一?！?/span>

2. 植物根系歸還到土壤

植物不僅僅從土壤中吸收養(yǎng)分。它們也會將能量分泌到土壤中。 （照片：ER_09 / Shutterstock）

這種驚人的微觀生命的存在是因為植物根系不僅僅攝取營養(yǎng)素。植物根部通過光合作用回饋土壤，這一過程將太陽光轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，為植物提供能量。植物通過它們的根部分泌或散發(fā)出一些（地面合成的）能量。一個簡單的比喻就是人類的汗水，Lowenfels和Lewis寫道。

這些微生物生活在稱為根際的土壤區(qū)域，根際是指從植物根部延伸大約十分之一英寸的范圍。根際土壤中生物體的數(shù)量和多樣性是像加斯金這樣的土壤科學(xué)家仍在試圖完全理解的東西。

“我們開始弄清楚土壤中有多少不同的物種，但我們老實說不知道每個物種在那里做什么?！奔铀菇鹫f。

3. 美國有超過20,000種土壤。 

最廣泛的（應(yīng)用的）土壤分類（級別）是“土綱”。土壤的最小分類單位稱為土系或土型。 （照片：Rita Meraki / Shutterstock）

 “我覺得土壤令我著迷的事情之一是它是多么的多種多樣，”加斯金說。 “我想人們沒有考慮腳下這個東西是個什么。”

思考這些東西的科學(xué)家通過其不同的特征對土壤進行分類，就像其他科學(xué)家根據(jù)植物和動物的特征和行為對其進行分類一樣。

“土壤分類有自己整套的語言，”加斯金說，最廣泛的分類是“土綱”，（美國）有12個土綱。在這些土綱中，僅在美國就有超過20,000種土系或土型，土系或土型是最小的分類單位。

4. 美國最大的土壤類型是大草原

草原土壤是豐富的生態(tài)系統(tǒng)，這得益于草，豆類等的歲歲榮枯。 （照片：windcoast / Shutterstock）

加斯金補充說，草原土壤是美國最廣泛的土壤類型，被稱為軟土綱(Mollisols)，占全國土地面積的21.5％。

 “當(dāng)你看到美國以及舊的大草原有多大時，你就會明白。”她說。 “它們從密西西比河以西一點延伸到懷俄明州和科羅拉多州，一直到明尼蘇達州，一直到達德克薩斯州。這是一塊巨大的土地。這些又深又厚的土壤形成的原因是成千上萬年來草根深扎，會放下深根，天氣非常寒冷時，葉和根死亡。這種周轉(zhuǎn)會產(chǎn)生大量的土壤有機質(zhì)，使土壤呈深褐色，讓人們聯(lián)想到這土壤又好又肥?！?/span>

其他對草原土壤質(zhì)量有貢獻的是草原植物不是單一品種。相反，它們由草、谷物和各種花和豆類組成。對于家庭觀賞花園來說，這就是很好的一堂課， “只要你有這種多樣性，你就擁有了多樣性更多的微生物群落，”加斯金說。

5. 土壤有多種多樣漂亮的顏色

健康的土壤不僅僅是棕色的。它也可以是粉紅色甚至是藍色。 （照片：Kae B Yuki / Shutterstock）

健康的土壤并不總是深褐色的。它們還可以是藍色和粉紅色的美麗色調(diào)。 “當(dāng)將土壤挖1-2英尺或更深時，我看到過藍色的土壤。有些甚至還有美麗的粉紅色。顏色告訴土壤科學(xué)家土壤是如何形成的以及水在土壤中如何移動，”加斯金解釋道。

她在新英格蘭看到的藍色土壤是一種粉質(zhì)土壤，鐵被浸出并且已經(jīng)濕潤多年。藍色土壤是在北卡羅來納州的沿海平原上，土壤的有機化合物與不同的粘土相互作用。她認為對于園丁來說，一個有趣的鍛煉就是挖掘一下他們的土壤，看看他們的土壤顏色是如何變化的。例如，多個灰色層可以指示地下水位的最終位置，因為該區(qū)域已經(jīng)耗盡了導(dǎo)致紅色或亮橙色的鐵化合物。

6. 耕翻會拆散土壤生物的家

翻地之前想一想。你的地真的需要翻一翻了？或者這個苗床還是很好？ （照片：Panoramio Productions / Shutterstock）

加斯金敦促園丁不要太過追求土壤中的微生物數(shù)量。相反，她認為園丁應(yīng)該以更實際的方式思考，例如傳統(tǒng)的園藝實踐，即春季種植之前耕一耕和施用化肥。

 “當(dāng)你進去犁地或碎土?xí)r，你就會破壞土壤生物住的“房子”。就像你打破柜子和冰箱一樣，”她說。她提醒園丁們要更加有策略地思考如何保留土壤表面下發(fā)生的事情，而不是想通過耕翻在土壤上創(chuàng)造出完美的花園。

 “如果你要移栽西紅柿或辣椒，或者其他，如果你去年種過的苗床還不錯，你可以直接進行移栽，并放入一些有機肥移植而不需要翻土重來，做個外表好看的苗床。如果你想種種子粒很小的生菜或胡蘿卜，你就不能這樣，你還是先做個好苗床好些。”

7. 拆散的家園會釋放二氧化碳

翻耕會讓土壤分解有機質(zhì)并釋放二氧化碳到大氣中，所以能不翻耕就較理想。 （照片：zlikovec / Shutterstock）

良好的土壤有我們看不到的好東西：存在于土壤成分砂粒、粘土、粉粒和其他的物質(zhì)聚集而成的團聚體中的微小孔隙中，這些孔隙是所有細菌、真菌菌絲，線蟲和原生動物等微生物以及蚯蚓等較大生物的家園。耕種不僅破壞了這些生物的“房子”，而且還將大量的土壤有機質(zhì)以二氧化碳釋放到空氣中。

 “特別是在南方，（由于氣候熱易分解）我們很難保有土壤有機質(zhì)，所以我們需要盡一切努力來保護我們擁有的東西，”加斯金建議道。

8.健康的土壤的形成需要數(shù)百年

好土壤需要時間（照片：patruflo / Shutterstock）

要恢復(fù)因粗心或不太理想的園藝措施而被破壞的土壤需要很長時間。 “我聽說形成一英寸的表土需要上千年?！彼f。

究竟需要多長時間“取決于你居住的地方和那里的母質(zhì) – 它是個古老的海洋沉積物，抑或是塊基巖。土壤類型變化很大，但不要絕望，你可以在三到五年內(nèi)改善土壤退化，使它們的生產(chǎn)能力大大提高?！?/span>

9. 改良土壤要有耐心

您可以在三到五年內(nèi)改善土壤質(zhì)量，關(guān)鍵在于耐心。 （照片：Cora Mueller / Shutterstock）

園丁通常會嘗試通過添加覆蓋物和調(diào)理劑來改善土壤中的有機質(zhì)。雖然這不需要花費數(shù)百年的時間，但修復(fù)土壤需要不止一個生長季節(jié)，才能取得重大進展。

“我認為，當(dāng)我們談?wù)摶謴?fù)我們的土壤并使其達到健康的平衡時，我們需要有一些耐心，并逐漸增加修正。我們的目標是讓土壤達到我們想要達到的應(yīng)該是三到五年的過程，這不是偶然的。我看到有人認為，“好吧，我有這種糟糕的土壤，我要把四英寸厚的堆肥放在上面然后把它翻入進來?！比绻阏J為堆肥和有機物質(zhì)是食物鏈的基礎(chǔ)，一種土壤中微生物的最終食物，就像你在坐著一次要吃三到四個培根芝士漢堡一樣。土壤問題根本無法解決這么快?！?/span>

10.覆蓋作物有益于土壤 - 以多種方式

三葉草是冬季覆蓋作物的絕佳選擇，因為它甚至可以在雪中茁壯成長。 （照片：Rashid Valitov / Shutterstock.com）

科學(xué)家們越來越多地了解到，在土壤中保持活的根系為土壤微生物提供了健康的棲息地。加斯金是種植覆蓋作物以實現(xiàn)這一目標的重要支持者。根部為微生物分發(fā)食物，微生物所生活的孔隙為雨水滲入并滋潤土壤提供了通道。

 “如果我們盡可能多年保持一些增長，那將會有很多事情發(fā)生，”她建議道。由于園丁通常會在春季，夏季甚至秋季種作物，因此冬季最常種植覆蓋作物。這些包括三葉草，冬豌豆，黑麥，燕麥和各種其他物種的混合物。

覆蓋作物還可以防止雨水侵蝕土壤。根據(jù)加斯金的說法，雨滴以大約每小時20英里速度形成的力量打擊土壤。當(dāng)發(fā)生這種情況時，雨水會濺落土壤顆粒，導(dǎo)致土壤表面形成硬殼。這個過程還密封了微生物物質(zhì)為氧氣和雨水所產(chǎn)生的所有孔隙，造成植物根系區(qū)域得不到需要水分。

 “如果你有覆蓋作物的覆蓋，或者你把覆蓋物放在土壤上，你就會耗掉雨滴的力量，這樣你就可以在你想要的地方得到更多的雨水，少一些侵蝕，減少結(jié)殼，并為土壤添加碳?！?/span>

11. 見見土壤的天然旋耕機 - 蚯蚓

蚯蚓作為天然翻耕機在你的土壤中勞作。 （照片：Maryna Pleshkun / Shutterstock）

堆肥是一種非常穩(wěn)定的有機物形式，是一個很好的土壤調(diào)理劑，因為隨著時間的推移，它將使土壤肥沃并抑制雜草 - 有機除草劑不擅長。但是，盡管可能很困難，但加斯金說要避免將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機，它們會將這些堆肥翻入土壤中。

12.舊的農(nóng)業(yè)做法對土壤沒有任何好處

 古老的農(nóng)業(yè)措施如過度耕作導(dǎo)致土壤因侵蝕而喪失。 （照片：Andriy Solovyov / Shutterstock）

加斯金認為，人類對土壤所造成的最大危害是“最近的”農(nóng)業(yè)措施增加了土壤侵蝕 - “最近”一詞是根據(jù)人類存在的時間尺度來說的。

 “我從雅典UGA校區(qū)植物科學(xué)大樓的窗戶望出去，所看到的都是樹木，”加斯金說。 “如果你在20世紀40年代或更早的時候站在這里，你就看不到一棵樹，這里是棉田，農(nóng)民每年耕種，很多土壤裸露在外，我們在這里有斜坡一年內(nèi)可能會失去一英寸或更多的表土。

 “那些可以追溯到20世紀初的古老農(nóng)業(yè)措施本來就是有機農(nóng)業(yè)的措施，這是一種完全不同的技術(shù)。這些措施來到大草原，打破了大草原。土壤干涸了，土壤被吹走了。因為其中一次沙塵暴襲擊了華盛頓特區(qū)，最初被稱為土壤保護局的資源保護局就這樣被投票成立起來了。因此，連續(xù)不斷的耕作導(dǎo)致土壤有機質(zhì)耗盡而帶來的侵蝕可能是我們對土地產(chǎn)生最大的影響?！?/span>

13. 喬治亞的紅粘土是一種因侵蝕而暴露的心土

由于多年的侵蝕，今天我們可以在普羅維登斯峽谷等地看到喬治亞著名的紅土。 （照片：Vadim Fedotov / Shutterstock）

在喬治亞州著名的紅土中可以看到不斷翻耕的另一個結(jié)果，紅粘土的顏色來自氧化鐵。 加斯金指出，粘土實際上是心土。 “喬治亞在棉花種植中失去了表土?！彼f，“表土一英尺有多，也許更多。有些人做過研究，他們說這個州的溪流底部有多達10英尺的頂部土壤沉積物?！?/span>

14.土壤對水質(zhì)和水量產(chǎn)生巨大影響

在阿巴拉契亞山脈的部分地區(qū)，河流經(jīng)常呈茶色調(diào)。 （照片：Aspen Photo / Shutterstock）

加斯金說，土壤對整個生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了巨大影響，包括水質(zhì)和水量。在阿巴拉契亞南部，溪流經(jīng)常呈茶色調(diào)。那是因為那里的土壤有沙質(zhì)，淺薄而且富含云母。此外，分樹葉解而來的單寧和有機分子容易通過地下并進入溪流。在皮埃蒙特（Piedmont），土壤粘性重且有紅色氧化物，溪流常有泥濘的外觀，特別在下雨后。

當(dāng)你進入沿海平原（Coastal Plain）時，你會看到黑水河水，形成過程一樣?？拷Ｑ蟮纳迟|(zhì)土壤無法過濾掉樹葉分析而來的單寧和其他有機化合物。土壤會影響溪流的水量，因為皮埃蒙特的土壤粘性重，導(dǎo)致雨后溪流水位迅速上升，下降也慢，因為土層深厚，雨水流經(jīng)地下水而到溪流需要時間。

在土壤較淺的地區(qū)，例如在佐治亞州西北部的山脊和山谷地區(qū)以及田納西州東部地區(qū)，在暴風(fēng)雨后迅速上漲，但夏季卻干涸，因為土壤和底土不夠深厚來儲水并緩慢釋放。

15.你不必是個土壤書呆子照樣可以欣賞良好的土壤

加斯金并不認為你需要分享她對土壤的熱情。雖然她希望你能其中有趣的部分，更好地欣賞你腳下的東西。如果你這樣做，她相信你將能夠利用這些信息而成為一個知識更豐富、更有效的園丁。

“土壤家”是“土壤觀察”、“環(huán)境與健康觀察”兄弟號。

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