klíčové pojmy
eroze půdy
ekologie
Geologie

Úvod
možná se pokusíte šetřit vodou. Možná už redukujete, znovu používáte a recyklujete. Ale uvažoval jste někdy o zachování půdy? Možná ne, ale eroze půdy-odumření půdy vodou, větrem a dalšími přírodními silami-může být velkým ekologickým problémem. Produktivní zemědělská půda může zmizet, protože ornice bohatá na živiny na polích odplavuje, když je zasáhnou silné deště. Vodní cesty se pak mohou znečistit, protože se do nich promývají pesticidy a hnojiva. Dokonce i lidský život a majetek jsou ohroženy, když eroze půdy způsobuje bahno – a sesuvy půdy. Ekonomické náklady na erozi půdy se odhadují na několik miliard dolarů každý rok jen pro USA. To je vážný problém; můžete pomoci vyřešit? Proveďte tuto aktivitu a naučte se, jak pomoci zachránit půdu s ničím jiným než několika rostlinami!

pozadí
eroze půdy je částečně způsobena dešťovým odtokem, který odplavuje půdu. „Odtok“ označuje vodu, která protéká povrchem půdy. Vyskytuje se, když je půda nasycená nebo neschopná absorbovat více vody.

jedním ze způsobů, jak pomoci v boji proti erozi půdy, jsou rostliny, které mají rozsáhlé kořenové systémy, které mohou pomoci“ uchopit “ půdu a udržet ji shluknutou dohromady. Možná jste to viděli, když jste ze země vytáhli rostlinu, jako je plevel nebo zelenina, a shluk půdy se držel jejích kořenů. Rostliny také pomáhají absorbovat část vody v půdě. Tyto účinky ztěžují vodě odplavení půdy. Rostliny také pomáhají snižovat erozi jinými způsoby,jako je lámání větru, který by mohl odfouknout suchou ornici.

Nyní, když víte více o erozi půdy, podívejme se, jak déšť přispívá k vodní erozi.

materiály

• nůžky nebo ostrý nůž (při použití těchto nástrojů pomozte dospělému.)
• čistý, prázdný jednogalonový kontejner s víkem (jako je plastový džbán na mléko)
• voda
• dvě hliníkové pánve na chléb (Alternativně můžete použít dvě robustní krabice na boty, které mají podobnou velikost. Ujistěte se, že jsou hluboké nejméně sedm centimetrů.
• špína (zalévání půdy funguje dobře)
• dvě hliníkové, devět-by-13-palcové pánve na koláče (Alternativně můžete použít mělké plastové nádoby, které jsou asi tři centimetry hluboké a dostatečně široké, aby krátká strana pekáčů na chléb nebo krabice na boty spočívala v nádobách.)
• 12 až 14 plastových vidlic
• dva bloky, mělké plastové nádoby nebo jiné předměty, které lze použít k opření jednoho okraje pekáče do výšky zhruba tří až pěti centimetrů (ujistěte se, že obě položky mají stejnou výšku a že tyto předměty mohou namočit. Nepoužívejte ty, které by se neměly namočit, například knihy.
• Venkovní zkušební plocha s rovným, rovným povrchem, kde lze snadno čistit rozlitou vodu a půdu (při této činnosti pravděpodobně vylijete vodu a půdu. Nezapomeňte chránit svůj povrch nebo použít povrch, který nebude zničen, pokud bude mokrý a špinavý.
• malá zahradnická lopata, dortový server nebo špachtle (volitelné)

Příprava

• požádejte dospělého, aby pomocí nůžek nebo nože strčil jeden otvor těsně nad rukojeť jednogalonové nádoby. Tento otvor umožní, aby vzduch vstoupil do konve, když se tekutina vylévá. Může to být docela velké, jeden půl až jeden centimetr funguje dobře. (Poznámka: Pokud máte konev s dešťovým výhonkem, který nalévá do mnoha malých dešťových proudů, můžete tyto kroky přeskočit a pomocí konve simulovat déšť.)
• požádejte dospělého, aby strčil otvory do horní části nádoby na opačné straně rukojeti, aby vyšel „déšť“ (voda). Tři řady po pěti dírách fungují dobře. Tyto otvory musí být o něco menší, o průměru dvou milimetrů funguje dobře. Nebojte se, pokud otvory nejsou přesně stejné velikosti nebo nejsou úhledně uspořádány v řadách. Můžete vyzkoušet, jak simuluje déšť, a v případě potřeby provést úpravy. Myslíte si, že počet a / nebo velikost otvorů změní typ deště, který vytvoříte?
• Chcete-li otestovat konev, naplňte ji do poloviny vodou a uzavřete nádobu. Nad umyvadlem nebo ve venkovním prostoru, který se může namočit, nakloňte plechovku tak, aby voda vylévala z menších otvorů. Napodobuje déšť dobře? Pohrajte si s úhlem, pod kterým nakloníte kontejner. Pokud voda stéká po boku nádoby, nakloňte ji více. Pokud déšť vyjde z velké díry i z těch nejmenších, naklonili jste nádobu příliš daleko. Jaký typ deště dostanete: silný liják, stálý déšť, mrholení? V případě potřeby proveďte úpravy otvorů. Cílem je napodobit stálý, silný déšť.
• naplňte obě pekáče zeminou. Zatímco tak učiníte, rozdělte všechny shluky půdy, které jsou přítomny. Nahoře ponechte malý prostor, aby půda tak, aby odtok netekl přes okraje. Vrstva půdy by měla být hluboká nejméně šest centimetrů.
• v ideálním případě byste pěstovali rostliny v jedné pánvi. To chce čas! Chcete-li tento projekt dokončit rychleji, použijete k simulaci rostlin plastové vidličky. Hroty a zakřivená oblast vidlic budou simulovat kořenový systém.
• “ rostlinné “ vidlice v jedné krabici. Rozložte vidlice tak, aby byla oblast rovnoměrně pokryta. Vidlice zasadte hluboko do půdy tak, aby zakřivené oblasti vidlic s hroty (špičaté části)byly v půdě a vyčnívaly pouze rukojeti. Nyní odstraňte horní polovinu jedné krátké strany každé pánve na chléb. Chcete-li tak učinit, použijte malou zahradnickou lopatu, dortový server, špachtle nebo ruce k vytvoření dvou svislých řezů na jedné krátké straně pekáče, kde se setkává s delšími stranami, poté sklopte nebo odstraňte něco přes polovinu této krátké strany, abyste odkryli půdu. To umožní, aby půda vytékala z pánve na chléb, když provedete test eroze. Tento krok opakujte s druhou pánví na chléb.
• umístěte blok (nebo předmět, který se může namočit) o výšce tři až pět centimetrů vedle prázdné pánve na plochý pracovní povrch. (Dortová pánev bude shromažďovat errodovanou půdu.)
• vložte „řezaný konec“ pekáče do pekáče a zatlačte blok zpět, dokud druhý konec pekáče nespočívá na bloku. Povrch půdy bude pod úhlem. To vám umožní napodobit malý svah jako svah kopce. Očekáváte, že odtok bude větší problém na svazích ve srovnání s rovnými povrchy?
• Opakujte předchozí krok s druhou pánví na koláče, blokem a chlebem, abyste měli dvě identická nastavení: jedno, kde půda obsahuje vidličky (náhradní rostliny) a druhé s holou půdou. Mezi nastaveními ponechte nějaký prostor, aby rozlitá voda a půda z jednoho nastavení nezasahovaly do druhého.

postup

• naplňte nádobu na zalévání třemi čtvrtinami plnou vody.
• pomocí zavlažovací nádoby simulujte déšť na jedné pánvi nebo krabici na boty. Držte nádobu na zalévání dostatečně vysoko, aby déšť dopadal na celou šířku pekáče najednou. Pokud však nemůžete pokrýt celou délku pekáče najednou, soustřeďte se na její horní část. Buďte připraveni-voda půjde po stranách pánve a půda by mohla stříkat z pánve, proto jste potřebovali chránit pracovní plochu. Pozorujte, jak deště dopadají na půdu. Co se stane jako první? Vidíte změny na povrchu půdy? Vidíte skvrny půdy? Dochází okamžitě k odtoku (voda tekoucí přes povrch půdy)? Vidíte po chvíli náhlou změnu? Proč si myslíte, že by k této změně došlo? Zalévejte tuto půdu, dokud není zavlažovací nádoba prázdná.
• naplňte nádobu na zalévání znovu o tři čtvrtiny a použijte ji k simulaci deště smiliar způsobem přes druhou pekáč nebo krabici na boty. Nezapomeňte naplnit nádobu na zalévání na podobnou úroveň, naklonit nádobu podobným způsobem a držet ji v podobné výšce. Proč je to podle vás důležité? Mohla by změna těchto proměnných značně simulovat déšť s jinou intenzitou? Myslíte si, že intenzita deště ovlivňuje typ a množství poškození erozí, které způsobuje?
• zalévejte druhou nádobu na chléb nebo krabici na boty, dokud není nádoba prázdná. Co pozorujete tentokrát? Vidíte mezi těmito dvěma experimenty nějaké rozdíly?
• v závislosti na typu půdy a velikosti chlebových pánví nebo krabic na boty se po prvním lijáku nemusí objevit značná eroze. Pokud tomu tak je, naplňte si zalévací nádobu do poloviny a simulujte další liják na chlebových pánvích nebo krabicích na boty, jeden po druhém. V případě potřeby opakujte, dokud nepozorujete značnou erozi, která se děje alespoň v jedné pánvi na chléb nebo krabici na boty. Dochází k erozi po stejném množství deště pro obě nastavení?
• Chcete-li vidět množství erodované půdy v pánvi na dort, mírně nakloňte pánve na dort (jeden po druhém), abyste vypustili vodu. Některá půda zavěšená ve vodě s ní vytéká, ale většina erodované půdy se usadí na dně a zůstane v pánvi.
• Porovnejte množství erodované půdy shromážděné pro oba experimenty. Najdete více, méně nebo stejné množství erodované půdy?
• jak si myslíte, že vidlice jsou podobné malým rostlinám? Jak se podle vás liší? Myslíte si, že mít malé rostliny v pekáči nebo krabici od bot by pomohlo erozi dále snížit?
• jak si myslíte, že situace v reálném světě mohou být podobné nebo odlišné od vašeho testu?
• Extra: zkuste tento experiment s různými typy půdy. Jsou některé náchylnější k erozi než jiné?
• Extra: pěstujte ředkvičky nebo jiné rychle rostoucí rostliny v pánvi na chléb. Znovu proveďte test a nyní porovnávejte holou půdu s půdou pokrytou klíčky. Ujistěte se, že k tomu používáte pekáč na chléb, lepenková krabička na boty změkne, když je naplněna vlhkou půdou po delší dobu. Byly by rostlinné klíčky použité v tomto testu dobrou náhradou za rostliny nebo stromy v plné velikosti v reálných situacích? Který z nich očekáváte, že bude nejlépe držet půdu, vidličky, klíčky nebo plnohodnotné rostliny?
• Extra: vyhledejte další podrobnosti o různých typech vodní eroze. List, rill, gully a splash jsou některé příklady. Jaký typ eroze pozorujete během experimentu?
• Extra: až se příště vydáte na procházku přírodou, rozhlédněte se. Můžete najít známky vodní nebo větrné eroze? Tip: zkuste se podívat na strmé svahy a / nebo koryta potoka nebo potoka. Proč si myslíte, že by tyto oblasti byly náchylné k erozi?

pozorování a výsledky
zjistili jste, že více půdy bylo odplaveno z chlebové pánve nebo krabice od bot naplněné holou půdou? Zpočátku jste možná viděli, že dopad silných dešťových kapek padajících na půdu způsobuje, že se kousky odtrhnou a zanechají malé poklesy. Možná jste v důsledku toho pozorovali rozstřikování půdy.

na začátku by půda pravděpodobně absorbovala většinu deště. Působí jako houba, drží vodu. Při delším lijáku však půda není vždy schopna absorbovat vodu dostatečně rychle a pravděpodobně jste pozorovali, že nad půdou začne proudit přebytečná voda. Dříve nebo později byste měli pozorovat přebytečnou vodu tekoucí dolů, protože půda se nasytí a nemůže absorbovat více vody.

voda tekoucí na vrcholu půdy se nazývá odtok. Jak to teče, nese s sebou volnou půdu. Množství přepravované půdy závisí na rychlosti a objemu tekoucí vody, jakož i na typu půdy a jejím sklonu. Přestože vidličky nemohou držet půdu stejně jako rostliny, pomáhají ji držet pohromadě a odvrátit větší vrstvy půdy sklouzávající dolů. V důsledku toho jste pravděpodobně shromáždili více erodované půdy z deště padajícího na holou půdu.

vyčištění
půdu z této činnosti můžete znovu použít pro výsadbu hrnkových rostlin, spouštění sazenic nebo (se svolením) přidávání do půdy rostlin venku. Půda může být příliš nasycená k okamžitému použití; pokud tomu tak je, zkuste ji nechat vyschnout na den nebo déle, než ji znovu použijete. Nezapomeňte recyklovat svou domácí konev, pokud ji lze recyklovat tam, kde žijete—nebo ji nadále používat k zalévání vlastních rostlin!

více k prozkoumání
mohou rostliny zastavit erozi půdy? z vědy
vodní eroze, z rostlin & půdní vědy
půdní věda: jak vlhké je to bahno? z Scientific American

tato aktivita vám přinesla ve spolupráci s Science Buddies