泰拉·普雷塔(Terra Preta)

跳转到导航跳转搜索Terra Preta(葡萄牙语发音：ˈtɛʁɐˈpɾetɐ]，当地[ˈtɛhaˈpɾetta]，字面意思是葡萄牙语中的黑土)是一种在亚马逊盆地发现的非常黑暗、肥沃的人工(人为)土壤。它也被称为亚马逊黑土或印第安黑土。在葡萄牙语中，它的全称是Terra Preta doíndio或Terra Preta deíndio(#34；印第安人的黑土)。陶土兵马俑的颜色较浅或略带褐色。[1]。

Terra Preta的独特黑色归功于其风化的木炭含量，[2]它是在低肥力的亚马逊土壤中加入木炭、骨头、碎陶器、堆肥和粪便的混合物制成的。作为本土土壤管理和刀耕火种农业的产物，木炭很稳定，在土壤中保留了数千年，结合并保留了矿物质和养分。[4][5]。

Terra Preta的特点是存在高浓度的低温木炭残留物；[2]大量微小的陶器碎片；有机质，如植物残留物、动物粪便、鱼类和动物骨骼以及其他材料；以及营养物质，如氮、磷、钙、锌和锰。[6]像Terra Preta这样的肥沃土壤在特定的生态系统中表现出高水平的微生物活动和其他特殊特征。

Terra Preta带通常被Terra comum([ˈtɛhɐKoˈmũ]或[ˈtɛhɐkuˈmũ])或普通土壤所包围；这些都是贫瘠的土壤，主要是耕作土[6]，但也有铁铝土和砂壤。[7]亚马逊被砍伐的耕地在其养分被雨水或洪水消耗或淋失之前，会在很短的一段时间内保持生产力。这迫使农民迁移到未被烧毁的地区，并(用火)清除它。[8][9]由于富含木炭、微生物和有机质，Terra Preta不太容易发生养分淋失。该组合可积累养分、矿物质和微生物，并能经受淋溶。

Terra Preta土壤是在公元前450年到公元前950年之间由农业社区创造的。[10][11][12]土壤深度可达2米(6.6英尺)。据报道，它以每年1厘米(0.4英寸)的速度自我再生。[13]。

亚马逊黑土的起源对于后来的定居者来说并不是一目了然的。一种观点认为，它们是由安第斯山脉火山的火山灰造成的，因为它们更频繁地出现在较高阶地的眉毛上。另一种理论认为它的形成是第三纪湖泊或近代池塘沉积的结果。

木炭含量高的土壤和常见的陶器残留物可能会随着食物准备、烹饪火灾、动物和鱼骨、破碎陶器等残留物的堆积而意外地共生在居民区附近。现在人们认为，许多陆地普雷塔土壤结构是在厨房蚊子下面形成的，而且是故意在更大的规模上制造的。[14]生活区周围的农耕区称为Terra mulata。兵马俑的土壤比周围的土壤更肥沃，但比Terra Preta的肥力要低，很可能是故意使用木炭改良的。[需要引用]。

这种类型的土壤出现在公元前450年到公元前950年之间，分布在整个亚马逊盆地的各个地点。[12]

亚马逊人形成了复杂的、大规模的社会形态，包括酋长领地(特别是在河流间地区)，甚至还有大城镇。[15]例如，马拉霍岛上的文化可能已经形成了社会分层，养活了100,000人口。亚马逊人可能已经使用了Terra Preta来使这片土地适合大规模农业。[16]。

西班牙探险家弗朗西斯科·德·奥雷利亚纳是16世纪第一个横渡亚马逊河的欧洲人。他报告说，沿河绵延数百公里的人口稠密地区，表明人口水平甚至超过了今天的水平。Orellana可能夸大了发展水平，尽管这一点存在争议。支持他的说法的证据来自于发现了公元前0-1250年和普雷塔地之间的地理符号。[17][18]除了地形文字之外，这些人没有留下持久的纪念碑，可能是因为他们用木头建造，而木头在潮湿的气候下会腐烂，因为没有石头可用。

无论其程度如何，由于天花等欧洲传入的疾病，这种文明在16世纪和17世纪的人口崩溃后消失了。[18]定居的农场主再次成为游牧民族，同时仍然保持着定居祖先的特定传统。他们的半游牧后裔在部落土著社会中具有不同的特点，他们是世袭的，但没有土地的贵族，对于一个没有定居的农业文化的社会来说，这是一个历史上的反常现象。

此外，许多土著人民适应了更具流动性的生活方式，以逃避殖民主义。这可能会使Terra Preta的好处，如其自我更新能力，变得不那么有吸引力：农民在迁徙时无法耕种更新的土壤。刀耕火种的农业可能是对这些条件的一种适应。在欧洲人到来后的350年里，盆地的葡萄牙部分一直没有人照看。

Terra Preta土壤主要分布在巴西亚马逊地区，Sombroek等人就是在那里发现的。[19]估计它们至少覆盖0.1至0.3%，或6,300至18,900平方公里(2,400至7,300平方英里)低矮的亚马逊森林；[1]但其他人估计这一面积为10.0%或更多(是大不列颠面积的两倍)。[13][20]最近基于模型的预测表明，陆地普雷塔土壤的面积可能占森林面积的3.2%。[21]。

Terra Preta存在于平均20公顷(49英亩)的小块土地上，但据报道也有近360公顷(890英亩)的面积。它们分布在不同的气候、地质和地形环境中。[1]它们的分布要么沿着主要水道，从亚马逊东部到中央盆地，[22]要么位于河流间地点(主要是圆形或透镜状)，面积较小，平均约为1.4公顷(3.5英亩)(见亚马逊盆地普雷塔地区分布图[23]热带森林在稀树草原之间的扩散可能主要是人为的--这一概念在世界范围内对农业和保护具有重大影响。[24]。

在厄瓜多尔、秘鲁和法属圭亚那[25]，以及非洲大陆贝宁、利比里亚和南非大草原上也有Terra Preta遗址。[6]。

在国际土壤分类系统中，世界土壤资源参考基地(WRB)称Terra Preta为普雷塔(Pretic Anthrosol)。在转化为Terra Preta之前，最常见的原始土壤是费拉尔索尔(Ferralsol)。Terra Preta在其A层中的碳含量从高到非常高(有机质超过13-14%)，但没有水相特征。[26]Terra Preta呈现了重要的变体。例如，靠近住所的花园比距离较远的田地获得更多的养分。[27]亚马逊黑土的变异使人们无法清楚地确定它们是否都是为了改良土壤而故意创造的，或者最轻的变异是否是居住的副产品。

堪萨斯大学(University Of Kansas)的土壤学家威廉·I·伍兹(William I.Woods)最先记录了Terra Preta增加自身体积的能力--从而封存更多的碳。[13]这仍然是普雷塔古陆的中心谜团。

生物质转化为木炭会产生一系列被称为热解或黑碳的木炭衍生物，其组成从轻微烧焦的有机物到富含石墨的烟尘颗粒，都是通过自由基的重新组合而形成的。[28]所有类型的碳化材料都称为木炭。按照惯例，木炭被认为是氧/碳(O/C)比小于60的任何通过热转化或通过脱水反应转化的天然有机物；[28]有人提出了较小的值。[30]由于可能与土壤中的矿物和有机物相互作用，因此几乎不可能通过仅确定O/C的比例来鉴定木炭。氢/碳百分比[31]或诸如苯多羧酸的分子标记[32]被用作第二级鉴定。[7]。

土著居民在贫瘠的土壤中添加了低温木炭。在一些土地上测得的黑碳含量高达9%(而周围土壤的黑碳含量为0.5%)。[33]其他测量发现，碳素水平是周围铁铝土的70倍，[7]其平均值约为50毫克/公顷/米。

Terra Preta土壤中的木炭的化学结构的特点是具有多缩合的芳香族基团，对微生物降解提供了长期的生物和化学稳定性；在部分氧化之后，它还提供了最高的养分保留率。[7][34]低温木炭(但不是来自草或高纤维素材料的木炭)具有细菌消耗的生物石油冷凝物的内层，并且在其对微生物生长的影响上类似于纤维素。[35]高温炭化会消耗这一层，并且几乎不会增加土壤肥力。[13]稠合芳香结构的形成取决于木炭的制造方法。[32]木炭的缓慢氧化产生羧基；这增加了土壤的阳离子交换容量。[38]生物质产生的黑碳颗粒的核即使在几千年后仍保持芳香，并呈现新鲜木炭的光谱特征。围绕着该核和在黑碳颗粒的表面有较高比例的羧酸和酚碳形式，在空间和结构上与该粒子的核不同。对分子基团的分析既为黑碳颗粒本身的氧化提供了证据，也为非黑碳的吸附提供了证据。[40]。

因此，这种木炭对普雷塔土地的可持续性起着决定性的作用。[38]用木炭改性铁铝溶胶大大提高了生产率。[22]在全球范围内，由于精耕细作和其他人类起源的破坏，农田平均损失了50%的碳。[13]。

新鲜的木炭必须充电后才能用作生物群落。[42]几个实验表明，未带电的木炭在第一次放入土壤时，即在其毛孔充满养分之前，会导致有效养分的暂时耗尽。这可以通过将木炭浸泡在任何液体营养素(尿液、植物茶等)中两到四周来克服。

生物炭是在非常低的氧气或没有氧气的环境中，在相对较低的温度下从木头和树叶植物材料的生物质中生产的木炭。已经观察到用生物炭改良土壤可以提高丛枝菌根真菌的活性。对沸石、活性炭和木炭等高孔隙率材料的测试表明，木炭可以显著促进微生物的生长。可能是小块木炭在土壤中迁移，为分解地表覆盖物中的生物量的细菌提供了栖息地。[43]这一过程可能对Terra Preta的自我繁殖起着至关重要的作用；随着真菌从木炭中扩散，固定额外的碳，用Glomalin稳定土壤，并增加附近植物的养分供应，一个良性循环就会发展起来。[44]从蚯蚓到人类，以及炭化过程，许多其他因素都起到了作用。

如果生物炭被广泛用于土壤改良，其副作用将在全球范围内产生大量的碳固存，有助于缓解全球变暖。生物炭土壤管理系统可以提供可交易的碳减排，而碳封存很容易被问责和验证。

生物炭可以增加土壤的阳离子交换能力，从而改善植物的养分吸收。此外，它在酸性热带土壤中特别有用，因为它具有微碱性，能够提高pH值。生物炭表明，与土壤相比，氧化残渣的生产力特别稳定、丰富，能够提高土壤肥力水平。[47]。

与其他形式的木炭相比，生物炭的稳定性是由于它的形成。在高温和低氧水平下燃烧有机材料的过程会产生多孔的富炭和贫灰的产品。[48]生物炭有可能成为土壤肥力的养分密集型长期贡献者。

木炭的孔隙度带来了更好的有机物，水和溶解的营养物质的保留[38][49]以及污染物，如杀虫剂和芳香族多环烃。[50][50]。

木炭对有机分子(和水)的高吸收潜力是由于它的多孔结构。[7]Terra Preta的高浓度木炭支持着高浓度的有机质(平均是周围贫瘠土壤的三倍)，高达150µg/kg[7][34][39][51]。[22]有机质可以在1到2米(3英尺3英寸到6英尺7英寸)深的地方找到。[26][26]。

贝克泰尔建议使用Terra Preta来处理在50厘米(20英寸)深的土壤，有机质的最低比例超过2.0-2.5%。由于有机质降解的最佳条件，湿润的热带土壤中有机质的积累是一个悖论。[34]值得注意的是，尽管这些热带条件盛行，而且其矿化速度很快，但人土仍能再生。[22]有机质的稳定性主要是因为生物质只被部分消耗。[34][34]。

与周围贫瘠的土壤相比，Terra Preta土壤也显示出更多的养分，并且对这些养分的保留更好。[34]磷的比例达到200-400 mg/kg。[52]人壤中的氮量也较高，但由于土壤中C与N的比例较高，该养分被固定。[22]。

人为土对磷、钙、锰、锌的利用率高于铁溶土。植物对P、K、Ca、Zn、Cu的吸收随着有效木炭量的增加而增加。与施肥的作物相比，两种作物(水稻和长叶豌豆)的生物量产量在不施肥的情况下增加了38-45%(P<0.05)。[22]。

用直径约20毫米(0.79英寸)的木炭片而不是磨碎的木炭进行修改，除了锰(Mn)之外，并没有改变结果，因为锰的吸收显著增加。[22]

这种人壤中的养分淋溶很少，尽管它们很丰富，导致了很高的肥力。然而，当无机养分被施用到土壤中时，人为土中的养分排出量超过了施肥的铁铝土中的养分。[22]。

作为潜在的营养来源，只有C(通过光合作用)和N(来自生物固定)可以在原位产生。所有其他元素(P、K、Ca、Mg等)。一定存在于土壤中。在亚马逊河流域，由于暴雨冲走了释放的养分和自然土壤(铁铝土、无机土、棕壤、砂壤、黑土等)，自然可利用的有机物分解所产生的养分供应失败了。(译者注：在亚马逊地区，由于暴雨冲走了释放出来的养分和天然土壤(铁铝土、无机土、棕壤等)，自然可利用有机物的分解提供养分失败。)。缺乏矿物质来提供这些营养。存在于这些土壤中的粘土物质只能容纳分解后可获得的养分中的一小部分。就Terra Preta而言，唯一可能的营养来源是初级和次级。已找到以下组件：[34]。

细菌和真菌(真菌生物体)在木炭的多孔介质中生存和死亡，因此增加了它的碳含量。

已经确定了大量生物黑碳的产生，特别是在潮湿的热带条件下。可能是真菌黑曲霉造成的。[43][font=宋体]。

游动蚯蚓Pontoscolex corethurus(寡毛纲：Glossoscolecidae)摄取木炭，并将其与矿物土壤混合成细碎的地面。由于其对土壤中低有机质含量的耐受性，核心除草剂P.corethurus在亚马逊河流域广泛存在，尤其是在焚烧过程后的空地中。[54]这是形成Terra Preta的基本要素，与农学知识相关，涉及将木炭分层在薄而规则的层中，有利于由P.corethrourus将其掩埋。

一些蚂蚁从新鲜的普雷塔土地上被驱赶出来；与对照土壤相比，它们的密度在生产后大约10天内被发现较低。[55][font=宋体]。

一个新造的术语叫“人造陆地”。[56]STP是一种肥料，由被认为可以复制原始材料的材料组成，包括粉碎的粘土、血骨粉、粪便和生物炭[56]具有颗粒性质，能够在可行的时间框架内沿土壤剖面移动并提高土壤肥力和当前土壤PED和团聚体中的碳。[58]这样的混合物提供了多种土壤改良，至少达到了土的质量。血液、骨粉和鸡粪可用于短期添加有机肥。[59]也许改良土壤肥力的最重要和最独特的部分是碳，人们认为它在4000到10000年前就逐渐被吸收了。[60]生物炭能够降低土壤酸度，如果浸泡在营养丰富的液体中，由于其高孔隙率表面积，可以缓慢释放养分，并为土壤中的微生物提供栖息地。[2]。

目标是一个经济上可行的过程，可以包括在现代农业中。普通贫瘠的热带土壤很容易通过添加木炭和浓烟而变得富饶。[61]Terra Preta可能是未来碳固定的重要途径，同时扭转目前全球土壤肥力下降和相关荒漠化的趋势。这是否有可能在更大范围内实现，还有待证实。紫花苜蓿(Tagasaste或Cytisus fferus)是一种用来制造Terra Preta的肥料树。巴西的Embrapa和其他组织等公司正在努力重建这些土壤。[62][中英文对照]

合成Terra Preta是在秘鲁高亚马逊的Sachamama生物文化再生中心生产的。这一地区有许多陆地普雷塔土带，这表明这种人为溶胶不仅在亚马逊盆地产生，而且在更高的海拔地区也产生了。[63][font=宋体]。

Alfons-Eduard Krieger开发了一种合成Terra Preta工艺，以生产高腐殖质、营养丰富、吸水的土壤。[64][64]。

Terra Preta卫生系统(TPS)已被作为一种替代卫生选择进行了研究，方法是在尿液改道的干式厕所中利用助乳剂条件的影响，并随后通过蚯蚓堆肥进行处理。[65][font=宋体]。

“人类活动亚马逊暗土的发现和认识”(Terra Preta)"；(PDF)。2015年9月24日存档自原件(PDF)。

毛，J.-D.；约翰逊，R.L.；莱曼，J.；奥尔克，J.；尼维斯，E.G.；汤普森，M.L.；施密特-罗尔，K.(2012年)。土壤中丰富和稳定的炭残留物：对土壤肥力和固碳的影响。环境科学与技术。46(17)：9571-9576。密码：2012EnST...46.9571M。CiteSeerX：10.1.1.698.270。

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