Odporność gleb na degradację - zdolność gleby do samoobrony przeciwko ujemnym
skutkom działania czynników niszczących zasobność, żyzność i urodzajność środowiska glebowego. Ta cecha gleby zależy od wielu czynników związanych z budową profilu glebowego jego właściwości fizycznych, fizyko-chemicznych i chemicznych. W Polsce gleby stosunkowo odporne na degradację zajmują 30% powierzchni, 70% zajmują gleby słabo i średnioodporne na degradację Odporność gleb na degradację zależy od wielu czynników związanych z: morfologią profilu glebowego, jego właściwościami fizycznymi, właściwościami fizykochemicznymi, właściwościami chemicznymi.Gleby zwięzłe (o ciężkim składzie granulometrycznym) i zasobne w próchnicę są odporniejsze od gleb lekkich. W glebach odporniejszych na degradację pod wpływem zanieczyszczeń przemysłowych, skutki spadku żyzności ujawniają się po dłuższym czasie i najczęściej są trudne do usunięcia Odporność gleb na degradację nie jest wielkością stałą i maleje w miarę postępów degradacyjnych. Można ją zwiększyć poprzez: *zwiększenie zasobności i zachowanie równowagi jonowej składników pokarmowych, *zwiększenie retencji wodnej przy zachowaniu optimum tlenowego, *zwiększenie buforowości w stosunku do zakwaszającego działania zanieczyszczeń przemysłowych
Właściwości buforowe gleb- Buforowością gleb nazywa się właściwość gleby polegającą na przeciwdziałaniu zmianom swego odczynu w czasie działania na nią kwasami lub zasadami. Właściwości buforowe zależą od zawartości w glebie koloidów mineralnych i organicznych, od rodzaju kationów wymiennych oraz zawartości węglanów. Wysokie właściwości buforowe stosunku do kwasów mają gleby węglanowe oraz gleby ciężkie, silnie próchniczne o odczynie zbliżonym do obojętnego. Niską buforowością charakteryzują się gleby piaszczyste, ubogie w próchnicę i części koloidalne. Gwałtowne zmiany odczynu są zjawiskiem niepożądanym, gdyż wywołują one zakłócenia w środowisku glebowym w przyswajalności składnikó pokarmowych.
Właściwości buforowe - jest to zdolność gleby do przeciwdziałania zmianom własnego odczynu powodowanego dopływem jonów kwaśnych lub zasadowych. Zależą od tych czynników co ogólna odporność. Buforowość gleby - zależy od niej m.in. efekty wapnowania, jeśli gleba odznacza się słaba buforowością np. piaszczysta to niewielka dawka nawozu wapniowego może szybko i znacznie wywołać zmianę jej odczynu. Natomiast gleby o dużej zawartości koloidów potrzebują dużo więcej nawozu żeby wywołać zmianę pH o tę samą wartość. Buforowość można polepszyć poprzez wapnowanie i nawożenie organiczne. Wśród koloidów największe znaczenie buforujące mają z koloidów organicznych próchnica a z pośród mineralnej Illit i montmorylonit. W roztworach glebowych role związków o właściwościach buforujących pełnią mieszaniny: kw węglowego, kw węglanu Ca, kw ortofosforanowego i fosforanu Ca.
Oznaczenie Buforowości: Polega na pomiarze zmiany odczynu, pod wpływem wzrastającej ilości NaOH i HCl oraz porównania krzywej zbuforowania gleby do krzywej teoretycznej. Zasolenie gleby - nadmierne nagromadzenie substancji odżywczych (soli nieorganicznych) w glebie jest jedną z częstszych przyczyn powodujących niedorozwój a nawet obumieranie rośliny.
Widzialne objawy zasolenia: biały (do żółtego) nalot na ziemi, *więdnięcie rośliny pomimo podlania, *okresowe więdnięcie i odpadanie liści, *zahamowanie wzrostu, *nie zwarty pokrój rośliny. Niewidzialne objawy: redukcja systemu korzeniowego, *utrata odporności na inne choroby i szkodniki, *niedobory składników odżywczych. Przyczyny: *przedawkowanie środków odżywczych, *niewłaściwe podlewanie, *twarda woda, *zły drenaż powodujący zastoje wody, *stosowanie niewłaściwego podłoża, *nadmierna eksploatacja podłoża. Zapobieganie: umiejętne stosowanie nawozów, *regularne podlewanie miękką i odstaną wodą (według potrzeb gatunku), *dobranie odpowiedniego podłoża do wymagań gatunku,*zastosowanie dobrego drenażu, *okresowe częściowe podmiany ziemi i coroczne (lub według potrzeb gatunku) przesadzanie. Leczenie: Usuwamy nagromadzony na powierzchni nalot soli mineralnych. Stosujemy kąpiel w dużej ilości miękkiej wody (deszczówka, śniegówka, demineralizowana). Kąpiel taka pozwoli wypłukać nagromadzone substancje z gleby. W celu przeprowadzenia kąpieli przygotowujemy miękką wodę i pojemnik większy od donicy. Wstawiamy doniczkę do pojemnika i lejemy wodę do donicy do czasu gdy będzie ona całkowicie zanurzona w wodzie. Następnie odczekujemy kilka minut do chwili w której pęcherzyki powietrza przestają się wydostawać (można powtórzyć czynność). Wyjmujemy doniczkę i pozwalamy wodzie odcieknąć. Uzupełniamy braki ziemi. Szkodliwość i skutki zasolenia gleb.- negatywny wpływ na właściwości gleby Kompleks sorpcyjny - stała faza, Roztwór glebowy - ciekła Zachodzi między nimi niekorzystna wymiana jonowa. Kationy dwu wartościowe są wypierane z kompleksu sorpcyjnego do roztworu glebowego. *- jony sodu przechodzą w dużych ilościach do roztworu są przyczyną niszczenia gleby powodują brak przepuszczalności dla wody w wierzchnich warstwach. *- rośnie w nich ciśnienie osmotyczne roztworu glebowego - mniejsza dostępność wody i składników pokarmowych przez rośliny.*- utrudniony wzrost i rozwój roślin. Zahamowanie wzrostu komórek, utrudniony wzrost korzeni, uszkodzenie kiełków, żółknięcie liści *- nadmiar jonów sodu i chloru może zakłócić gospodarkę jonową. Zasolenie można oznaczyć przez oznaczenie przewodności elektrolitycznej. Właściwa świadczy o stopniu zasolenia można ją wyrazić liczbowo na konduktometrze. Wyrażona w mS (mikrosimens) mS*cm-1 ,0-2 - brak wpływu
2-4 - wpływ na niektóre gat roslin
4-8 - wpływ niekorzystny na większość gat roślin, 8-16 - rosną tylko gat. odporne
>16 - rosną bardzo nieliczne gat.
Halofity - słonorośl, rosną na glebach zasolonych w bezodpływowych dolinach rzecznych zasilanych wodami zasobnymi w substancje alkaliczne takie jak chlorki potasu, węglany, siarczany. Występują na obszarach solniskowych, słone żródła lub słona woda gruntowa w klimacie suchym. Charakteryzują się : - wysokim ciśnieniem osmotycznym soku komórkowego, które przewyższa ciśnienie osmotyczne roztworu glebowego. Mogą wydzielać nadmiar soli dzięki gruczołom wydzielniczym, które znajdują się na liściach lub łodygach. Wyróżnia się halofity: Bezwzględne - czyli obligatoryjne które rosną tylko na podłożu słonym.
*- soliród zielny *- muchotrzew solniskowy
Względne - fakultatywne rosną na podłożu słonym ale tez na innych terenach np.łoboda, komosa Zasolenie gleby : Pierwotne - parowanie przewyższa opady wzrost koncentracji soli Wtórne - nadmierne zasolenie gleb wodą słoną, są w klimacie suchym i półsuchym.
Metale ciężkie • to pierwiastki o gęstości większej od 4,5 g/cm3 . • w reakcjach chemicznych wykazują tendencję do oddawania elektronów. • w stanie stałym i ciekłym charakteryzują się dobrą przewodnością cieplną i elektryczną. • posiadają połysk metaliczny. • mają wysoką temperaturę topnienie i wrzenia. • są kowalne i ciągliwe, a ich pary są najczęściej jednoatomowe. • wykazują właściwości redukujące. • do metali ciężkich zaliczamy: Cu, Co, Cr, Cd, Fe, Zn, Pb, Sn, Hg, Mn, Ni, Mo Źródła zanieczyszczeń środowiska w metale ciężkie Naturalne: Obieg i migracja metali ciężkich w naturalnym środowisku przyrodniczym związane są głównie z takimi procesami jak: wietrzenie skał, erupcja wulkanów, parowanie oceanów, pożary lasów, procesy glebotwórcze. Antropogeniczne: różne gałęzie przemysłu, energetyka, komunikacja, gospodarka komunalna, wysypiska odpadów, przemysł chemiczny, nawozy i odpady stosowane do nawożenia, energetyka oparta na spalaniu węgla kamiennego i brunatnego, kopalnictwo rud i hutnictwo, spaliny Metale ciężkie można podzielić na dwie grupy: 1. metale niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmó tzw. mikroelementy (należą do nich np. Zn, Cu, Fe) 2. metale całkowicie zbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmów, wręcz zaburzające procesy życiowe (należą do nich np. Pb, Cd, Hg, Cr, Ni)
Źródła: - przemysł - energetyka
- komunikacja - gospodarka komunalna
- wysypiska odpadów - nawozy
- odpady stosowane do użytkowania
- środki ochrony roślin
Ołów jest metalem wydalającym się z organizmu powoli, dlatego następuje jego kumulacja w tkance kostnej i narządach. Transportowany przez krew odkłada się w kościach w postaci fosforanu Pb3(PO4)2, również w narządach miąższowych oraz w ośrodkowym układzie nerwowym U roślin ołów zaburza metabolizm, ponieważ lokując się w korzeniach ogranicza możliwość pobierania innych składników. Wzrost ilości ołowiu w glebie wpływa niekorzystnie na mikroorganizmy glebowe, hamując proces rozkładu materii organicznej.
KADMU roślin kadm kumulując się głównie w korzeniach powoduje zaburzenia fotosyntezy. W niektórych roślinach jak np. tytoniu kadm kumulowany jest również w liściach. Osoby palące są więc narażone na oddziaływanie aerozolu zawierającego kadm.
CHROM U roślin chrom blokuje pobieranie innych składnik potrzebnych do prawidłowego rozwoju roślin. Nadmiar tego pierwiastka powoduje chlorozę (zanik zielonego barwnika - chlorofilu), którego powodem jest zaburzenie gospodarki wodnej, uszkodzenie stożków wzrostu oraz systemu korzeniowego.
NIKIEL:U roślin nie ma dowodów na to, że nikiel spełnia ważne funkcje metaboliczne. Mechanizm toksycznego działania też nie jest w pełni wyjaśniony, jednakże Ni jak większość metali ciężkich blokuje dostęp do organizmów roślinnych innych pierwiastków potrzebnych do prawidłowego funkcjonowania. Nadmiar Ni u roślin może powodować chlorozę, zaburzenia procesu fotosyntezy oraz zahamowanie wzrostu korzenia.
MANGAN: U roślin mangan spełnia ważne funkcje metaboliczne. Bierze udział w fotosyntezie oraz w procesach oksydacyjno-redukcyjnych, wchodzi w skład enzymów. Objawy niedoboru Mn u roślin to chlorowa, brunatnienie korzeni oraz więdnięcie. Nadmiar Mn u roślin powoduje zahamowanie wzrostu roślin, oraz zmiany nekrotyczne (miejscowe lub ogólne obumarcie i zbrunatnienie komórek i tkanek roślinnych) i chlorotyczne.
CYNK: U roślin: jest niezbędny do wegetacji roślin, ale jego duże stężenie powoduje że kumuluje się on w systemie korzeniowym powodując zaburzenia fotosyntezy, chlorozę, zaburzenia metabolizmu oraz wiąże wapń, miedź i żelazo - pierwiastki niezbędne do prawidłowego rozwoju roślin.
ŻELAZO: Dla roślin jest również niezbędny do prawidłowego funkcjonowania. Bierze udział w fotosyntezie, stymuluje powstawanie chlorofilu, bierze udział w metabolizmie kwasów nukleinowych oraz reguluje reakcje utleniania i redukcji. Niedobór u roślin powoduje chlorozę, zaburzenia metaboliczne, które objawiają się zahamowaniem rozwoju i obniżeniem plonu. Nadmiar powoduje zaburzenia związane z przyswajaniem innych pierwi takich jak mangan, nikiel, fosfor i potas.
Rekultywacja - jest trudnym procesem są trwale wiązane przez kompleks sorpcyjny gleby. Długo oddziaływają na życie biologicz nawet po jednorazowym zanieczyszczeniu.
Detoksykacja - rozcięcznie ich stężeń w glebie. Prowadzi się poprzez zwiększenie aktywności biologicznej i intensywnej uprawce niektórych gat. roślin. Błędem jest niestosowanie żadnych roślin a zmiany chemiczne będą zagrożeniem dla wód podziemnych. Przy jednorazowym zanieczyszczeniu skutecznym sposobem jest zwapnowanie do odczynu zasadowego. Przy dużym zanieczyszczeniu i długotrwałej emisji można stosować sorbenty mineralne które będą wchłaniać i sorbować metale ciężkie.
Sorbenty te po okresie wegetacji można usuwać, regenerować i użyć ponownie
Fitomelioracje - metale ciężkie zbiera się z plonem roślin który można zutylizować.