Augsne

Dzeltenzemes lauks Vācijā

Augsnes horizonti: O- augsnes sega, jeb pedosfēra; A- organisko vielu sajaukšanās ar minerālvielām; B- notiek mālaino daļiņu un barības vielu uzkrāšanās; C- cilmiezis, no kura veidojas augsne; R- pamatiezis ar vai bez plaisām;

Augsne jeb zeme ir dabiski veidojusies, irdena Zemes virskārta, kura sastāv no dažādu iežu daļiņām un tai ir raksturīga auglība. Augsne sastāv no trim komponentiem: no cietvielas, no šķidrumiem un no gāzēm. Cietvielas galvenokārt sastāv no minerāliem un organiskām vielām. Augsne ir irdena, kas nozīmē, ka starp cietvielas daļiņām ir daudz tukšumu. Līdz ar to cietvielas sastāda vidēji tikai pusi no visas augsnes kopējā tilpuma. Atlikušo daļu aizpilda ūdens (šķidrumi) un gaiss (gāzes).

Latvijā visizplatītākās ir velēnu podzolētās augsnes, velēnu karbonātu augsnes, velēnu gleja augsnes, podzolētās gleja augsnes, purvu augsnes, kultūraugsnes un erodētās augsnes.

Augsnes auglība

Auglība ir spēja uzkrāt augu augšanai un attīstībai nepieciešamās vielas un pielāgoties apkārtējiem apstākļiem.

Faktori, kas var noteikt augsnes auglību:

• barības vielas;
• ūdens;
• gaiss;
• siltums.

Augsnes izmantošana zemkopībā

Lauksaimniecībā izmantojamā zeme ir nozīmīgs pārtikas ražošanas resurss. Aprēķināts, ka vidēji sauszemes ekosistēmas nodrošina aptuveni 95% no cilvēku patērētās pārtikas, savukārt viens no ekosistēmas pamatelementiem ir augsne. Kultūraugus var auzēt arī mākslīgos substrātos, piemēram, siltumnīcās, taču šādi saražotas pārtikas īpatsvars ir ļoti niecīgs.

Cilvēkam nepieciešamo pārtiku var salīdzināt ar graudu bērumu, kas apjož Zemes evatoru 2,5 m biezā un 20 m platā slānī. Šāds graudu daudzums ik gadu jāsaražo no jauna, turklāt papildus nepieciešams izaudzēt graudus vēl 1050 km joslā, lai nodrošinātu vajadzības pēc pārtikas iedzīvotāju pieauguma dēļ.

Zemes iedzīvotāju skaits nepārtraukti palielinās, bet lauksaimniecībā noderīgās zemes kopējā platība sarūk, tāpēc produktīvās zemes platība uz vienu iedzīvotāju pakāpeniski samazinās. Aprēķināts, ka vidēji vienam cilvēkam ir nepieciešama zemes platība

• pārtikas ražošanai 0,3 — 0,5 ha;
• dzīvošanai, infrastruktūrai 0,07 — 0,09 ha.

Mūsdienās šie skaitļi, rēķinot uz vienu iedzīvotāju ir šādi

• kopā sauszeme — 2,23 ha;
• lauksaimniecībā izmantojamā zeme — 0,67 ha;
• apstrādājamā zeme — 0,25 ha.

Mūsdienu intensīvās lauksaimniecības (kultūraugu agrotehnikas, mājlopu audzēšanas) tehnoloģijas vēl spēj tikt galā ar šo uzdevumu, taču iespēju robeža tuvojas kritiskajam līmenim. Intensīvā lauksaimniecība rada ievērojamu slodzi uz visiem ekosistēmas komponentiem, sevišķi uz ūdens vidi un atmosfēru. Tā patērē ievērojamu daudzumu neatjaunojamo dabas resursu (degizrakteņus, minerālus) un samazina bioloģisko daudzveidību. Augsnes auglība ir tieši saistīta ar zemes ražotspēju, tā ir resurss, par kura saglabāšanu un atjaunošanu ir jārūpējas tās apsaimniekotājam. Tāpēc sabiedrības interesēs ir būtiski vairāki aspekti. Izmantojot zemi lauksaimniecībai (zemkopībā), ir nepieciešams

• saglabāt lauksaimniecībā izmantojamās zemes resursus kvantitatīvā un kvalitatīvā aspektā pieejamus gan pašreizējai, gan nākamajām paaudzēm;
• nodrošināt pārtikas ražošanai nepieciešamo citu neatjaunojamo dabas resursu mērenu patēriņu;
• līdz minimumam samazināt lauksaimniecības ietekmi uz citiem ekosistēmas komponentiem;
• nodrošināt saražotās produkcijas kvalitāti, nekaitīgumu, drošumu, ražošanā izmantot no ētikas viedokļa pieņemamas metodes, sevišķi jau attiecībā uz mājdzīvniekiem

Augsnes izmantošana Latvijā

Latvijā 2016. gadā lauksaimniecībā izmantotā zeme bija 1930,6 tūkstoši hektāru, no tiem 1288 tūkstoši ha sastādīja aramzeme, 635,1 tūkstoši ha pļavas un ganības. Latvijā augsni izmanto dažādu kultūru audzēšanai.

Lauksaimniecībā izmantojamās zemes augšņu raksturojums Latvijā (1990. g.)

  Velēnu karbonātaugsne (1%)

  Podzolaugsne (27%)

  Velēnpodzolētā virsēji glejotā augsne, velēnpodzolētā pseidoglejotā augsne (18%)

  Podzolētā glejaugsne (13%)

  Velēnu glejaugsne (24%)

  Virsēji velēnglejotā augsne, pseidoglejotā augsne (3%)

  zemā purva kūdraugsne, pārejas purva kūdraugsne (12%)

  Citi (2%)

Augsni apdraudošie faktori

Erozija

Erozija ir augsnes virskārtas nonešana vai noskalošana. Lietus lāsēm krītot uz zemes, tās atdala augsnes daļiņas. Šīs ietekmes pakāpe ir atkarīga no krītošo lietus lāšu lieluma un krišanas ātruma. Atdalītās augsnes daļiņas aiztek lietus radītajā ūdens straumē. Daļa šo daļiņu aizpilda augsnes poras, noblīvējot augsnes virsmu. Erozija rodas, ja nokrišņu intensitāte pārsniedz ūdens infiltrācijas ātrumu augsnē.

Sablīvēšanās

Spiežot uz augsnes virsmu, notiek augsnes sablīvēšanās. Sablīvēšanās rezultātā samazinās augsnes porainība un caurlaidība. Augsnes poras tiek noslēgtas, traucējot ūdens un gāzu apmaiņu augsnē, un tādējādi radot ūdens un skābekļa trūkumu augsnē. Tiek traucēta sakņu augšana.

Augsnes morfoloģija

Augsnes morfoloģija ir zinātnes nozare, kurā pēta laukā konstatējamās, ārējās pazīmes, piemēram, augsnes slāņu biezumu.

Augsnes morfoloģija ir saistīta ar augsnes ģenēzi, jo augsnes veidošanās procesā rodas jauni savienojumi un vielas, kas nav sastopami cilmiezī, tādēļ rodas izšķirami ģenētiskie horizonti un augsne iegūst tikai tai raksturīgās pazīmes.

Morfoloģiskās pazīmes izmanto augšņu klasifikācijā un bonitēšanā un citās darbības sfērās.

Svarīgākās augsnes morfoloģiskās īpašības:

• Augsnes virsas raksturojums (mikroreljefs, akmeņainība, mitruma apstākļi u.c.);
• Augsnes krāsa;
• Granulometriskais sastāvs;
• Struktūra;
• Porainība;
• Jaunveidojumi.

Augsnes ģenētiskie horizonti

Augsnes ģenētiskie horizonti ir horizonti vai slāņi, kas veidojušies augsnes ģenēzes rezultātā. Augsnes profilu raksturošanai starptautiski (FAO) iesaka 10 augsnes pamathorizontus, kā arī pārejas horizontus. Ar lielajiem burtiem H, O, A, E, B, C, R, I, L un W apzīmē pamathorizontus. Ar burtu I apzīmē ledus lēcas un ķīļus, Latvijā nav sastopami, bet ir mūžīgā sasaluma zonā.

Latvijā sastopamie augsnes ģenētiskie pamathorizonti

FAO 2006 apzīmējumi	Latvijā lietotie apzīmējumi līdz 2000. g.	Nosaukums	Īpašības	Augsnes procesi
O	Ao	Organisko vielu horizonts	Atrodas neapstrādātas augsnes virspusē. Virs minerālās augsnes – nedzīvā organiskā zemsega, sūna, kūla, zāle, koku nobiras. Augsne ir irdena. Organiskās vielas var būt nesadalījušās vai daļēji sadalījušās.	Noris organisko vielu uzkrāšanās un vāja sadalīšanās. Sauss, tikai dažreiz īslaicīgi piesātināts ar ūdeni. Parasti uzkrājas cenozēs ar vielu lēnu bioloģisko apriti.
H	T	Kūdra	Organiskā viela dažādās sadalīšanās pakāpēs. Skāba, pH≈4-7 (reti ≈7). Kūdraina, trūdaini kūdraina viela. Horizonts kārtains, saskatāmas nesadalītās augu atliekas.	Pārpurvošanās un kūdras veidošanās. Ilgstoši piesātināts ar ūdeni (ja nav drenēts). Anaerobioze, maz O2 . Slapjš un mitrs. Nosusināts valgs.
A	A1	Minerālais trūdvielu akumulācijas horizonts	Augsnes virspusē vai tuvu tai. Velēna vai aramkārta. Labi izteikta struktūra. Irdens. Organiskā viela labi sadalījusies. Auglīgs.	Velēnošanās process. Trūda akumulācija. Struktūras veido-šanās. Lēna izskalošanās. Iekultivēšana.
E	A2	Eluviālais horizonts	Atrodas zem O, H vai A horizonta. Izskalots podzolēts, bieži glejots, skābs, gaišākas krāsas, pelēks vai gaišpelēks, bez struktūras. Pārsvarā smilšaināks un bagātāks ar putekļu frakcijām. Satur daudz SiO2. Blīvs. Mazauglīgs.	Podzolēšanās vai podzolēšanās kopā ar glejošanos. Augsnes cietās fāzes ievērojama noārdīšanās, māla un trūda izskalošanās – iznesa.
B	B	Iluviālais horizonts	Atrodas zem E, dažreiz zem A horizonta. Brūns, iedzeltens, var būt ar ortšteinu – rūsu, ar konkrēcijām (Fe2O3, trūdskābes). Blīvs. Plaisas.	Ieskaloto vielu uzkrāšanās. Minerāla dēdēšana, pārmā-lošanās, duļķu un koloīdu ieskalošanās (lesivēšanās). Var būt glejošanās.
C	C	Cilmiezis	No tā ir veidojusies augsne, viendabīgs vai daudzdaļīgs. Morēna vai citādi veidojies, dažāds granulometriskais sastāvs, brūna, dzeltena, pelēka krāsa, ar vai bez CaCO3.	Dažādi ģeoloģiskie procesi: pārskalošanās, nogulsnēšanās, dēdēšana, šķirošana, šķīdinā-šana, atkārtota nogulsnēšanās. Parasti kvartāra noguluma ieži.
R	D	Pamatiezis	Ģeoloģiska pamatne, klinšains, akmeņains. Vienlaidus pamatiezis ar plaisām.	Cieto iežu dēdēšana, sairšana.
Cr	G	Gleja horizonts	Bāli pelēks smilšainās, zilgans vai zaļgani pelēks smilšmāla, māla augsnēs, vienlaidus bezstruktūras horizonts.	Ilgstoši mitrs, glejošanās, anaerobioze, reducēšanās, maz O2. Sablīvēts.
L		Limniskie materiāli	Organiskas un minerālas cilmes ūdenskrātuvju nogulumi.	Raksturīgi ģeoloģiskie procesi
W		Ūdens starpslānis	Atrodas augsnē vai arī ir sekls augsni nosedzošs ūdens.	Horizonti, kuri ir saskarsmē ar ūdens starpslāni, tiek veicināta vielu šķīšana, kā arī radīti anaerobi apstākļi.
AE, EA, EB, BE, BC …		Pārejas horizonts	Viens horizonts pakāpeniski pāriet nākamajā.	Pirmais burts norāda dominējošo horizontu.
A/B,  E/B, B/C ...		Sajauktais horizonts	Ir sajaukti kopā divi vai vairāki horizonti.	Notikusi vai notiek dziļirdināšana, ar būvniecību saistīta pārrakšana

Pamathorizontu apakšiedalījumu simbolu lietošana

Apzīmējums		Lietošana
Simbols	Raksturojums
a	Sadalījies organiskais materiāls	Precizē H un O horizontu.
b	Aprakts horizonts	Precizē minerālos horizontus.
c	Minerālu granulas	Precizē minerālos horizontus.
	Koprolītu zeme	Precizē L horizontu
d	Blīvs slānis, kurš fiziski ierobežo sakņu izplatību	Precizē minerālos horizontus. To nelieto kopā ar m apzīmējumu.
	Diatomeju(nogulumi ar kramāļģu atlieku akumulāciju) zeme	Precizē L horizontu
e	Vidēji sadalīts organiskais materiāls	Precizē H un O horizontu
f	Mūžīgais sasalums	Lieto bez ierobežojumiem, izņemot I un R horizontu
g	Stagnic apstākļi	Bez ierobežojumiem
h	Organisko vielu akumulācija	Precizē minerālos horizontus
i	Pulētas virsmas, spiediena darbības rezultātā	Precizē minerālos horizontus
	Vāji sadalītas organiskās vielas	Precizē H un O horizontu
j	Jarozīta akumulācija	Bez ierobežojumiem
k	Karbonātu sekundāra akumulācija	Bez ierobežojumiem
l	Kapilārās apmales mitrinājuma radīta plankumainība	Bez ierobežojumiem
m	Stipri sacementēts	Precizē minerālos horizontus
	Merģelis	Lieto kopā ar L horizontu, lai precizētu nogulumu sastāvu
n	Apmaiņās nātrija akumulācija	Bez ierobežojumiem
o	Pedoģenētiska atlieku trīsvērtīgo elementu oksīdu akumulācija	Bez ierobežojumiem
p	Sajaukts aršanas vai citas cilvēka darbības	Bez ierobežojumiem
q	Silīcija akumulācija	Bez ierobežojumiem
r	Izteikta reducēšanās	Bez ierobežojumiem
s	Trīsvērtīgo elementu oksīdu iluviālā akumulācija	Apzīmē B horizontu
t	Māla iluviālā akumulācija	Apzīmē B un C horizontu
u	Antropogēnie materiāli	Apzīmē H, O, A, E, B un C horizonts
v*	Plintīta klātbūtne	Bez ierobežojumiem
w	Krāsas vai struktūras izveide	Apzīmē B horizontu
x	Fradžipana pazīmes	Bez ierobežojumiem
y	Ģipša akumulācija	Bez ierobežojumiem
z	Sāļu akumulācija, kas šķīst labāk par ģipsi	Bez ierobežojumiem
@	Krioturbācijas pazīmes	Bez ierobežojumiem

Augsnes pamathorizonti

Par pamathorizontiem tiek uzskatīts organisko vielu horizonts (O), kūdra (H), minerālās trūdvielu akumulācijas horizonts (A), eluviālais jeb izskalošanās horizonts (E), iluviālais jeb ieskalošanāš horizonts (B), cilmiezis (C) un pamatiezis (R).

Organisko vielu horizonts (O)

To vēl mēdz dēvēt par nedzīvās zemsegas horizontu. Organisko vielu horizonts veidojas augsnes virspusē, uzkrājoties organiskajām vielām. Dabiskos apstākļos horizonts ir piesātināt ar ūdeni ne vairāk par dažām dienām gadā. Tas satur no 20% organiskā oglekļā. Pārsvarā horizonts sastāv no nesadalītām vai daļēji sadalītām augu atliekām.

Tas atrodas minerālaugšņu virspusē vai, ja ir aprakts, jebkurā dziļumā. Horizonts spēj bagātināt augsnes virskārtas minerālos horizontus ar trūdvielām un augu barības vielām.

Kūdras horizonts (H)

Kūdra ir organisko vielu horizonts, kas parasti ir ilgstoši piesātināts ar ūdeni. Tas rodas kūdras veidošanās un pārpurvošanās procesos. Veidojas mitro augšņu virspusē.

Kūdra atkarībā no sastāva var būt melna, brūna vai dzeltenbrūna.

Minerālais trūdvielu akumulācijas horizonts (A)

Veidojas augsnes virspusē vai tuvu tam.

Augsnes humuss A horizontā ir vienmērīgi izkliedēts sīko daļiņu veidā.

Raksturīgas tādas pazīmes:

• ar minerālo frakciju cieši saistītu humificētu organisko vielu akumulēšanās;
• īpašības, kuras iegūtas no augsnes kultivēšanas vai līdzīga darbības veida;
• nav B un C horizontam raksturīgo īpašību.

Eluviālais horizonts (E)

Atrodas zem organisko vielu, kūdra vai trūdvielu akumulācijas horizonta. Veidojies podzolēšanās vai lesivēšanās procesos izskalojoties māla daļiņām, organiskajām vielām, alumīnijam vai dzelzim.

Raksturīgi:

• mazs humusa saturs;
• slikta struktūra;
• paaugstināts skābums;
• maz augiem nepieciešamo barību vielu.

Iluviālais horizonts (B)

Parasti atrodas zem trūdvielu akumulācijas vai eluviālā horizonta.

Latvijas apstākļos smilts augsnēm iluviālais horizonts ir brūnā vai brūni sarkanā krāsā.

Cilmiezis (C)

Nesaistīs vai vāji saistīts augsnes minerālais horizonts, kam saglabājusies augsnes procesos nepārveidotu iežu struktūra. Šo horizontu var nedaudz ietekmēt augsnes veidošanās procesi.

Vienlaidu pamatiezis (R)

Nepārtraukts ciets vai ļoti ciets pamatiezis. Tas ir pietiekami izturīgs, lai pat mitros apstākļos, to nebūtu iespējams izrakt ar lāpstu.

Augsnes krāsa

Nozīmīga un vieglāk nosakāmā pazīme. Tā var atspoguļot augsnes sastāvu un/vai redoks apstākļus. Krāsu galvenokārt veido dispersās vielas - humuss, dzelzs oksīdi, mangāna oksīdi u.c. Krāsu spēj veidot arī cilmiezī esošie ieži un minerāldaļiņas.

Augsnes krāsas veido četru pamatkrāsu kombinācijas:

• Melno, tumšpelēko un pelēko krāsu rada humuss, mangāna oksīdi un hidrāti, kā arī ogles. Purva augsnēs arī dzelzs sulfāta savienojumi.
• Sarkanbrūno, brūno un dzelteno krāsu mālainās augsnēs galvenokārt izraisa trīsvērtīgie dzelzs un alumīnija savienojumi, bet smilts augsnēs - humusvielas.
• Zilo, zilganpelēko un zaļganpelēko krāsu piešķir reducētie dzelzs(II) savienojumi, kas rodas pārmitros apstākļos.
• Balto krāsu rada silīcijskābe, kvarcs, kalcija karbonāts un kaolinīts.

Krāsu apzīmēšanai parasti izmanto Mansela krāsu sistēmu, kas kvantitatīvi reģistrē trīs krāsas elementus: toni, spožumu un piesātinājumu.

Vēsture

Cilvēki augsni ir izmantojuši jau kopš aizvēsturiskiem laikiem. Tieši šī iemesla dēļ, senās civilizācijas uzplauka lielu upju - Nīlas, Tigras, Eifratas, Jandzi, Huanhe ielejās, kur palu ietekmē bija izveidojusies auglīga augsne.

Ārējās saites

• Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Augsne.

• Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
• Krievijas Lielās enciklopēdijas raksts (krieviski)
• Encyclopædia Universalis raksts (franciski)
• Enciklopēdijas Krugosvet raksts (krieviski)
• Augsne| Medicīnas termins (latviski)