1. Środowisko a oddziaływanie człowieka.

Następstwem tego oddziaływania jest przekształcenie naturalnych elementów środowiska oraz powstawanie nowych elementów wytworzonych przez społeczeństwa. Oddziaływanie człowieka na poszczególne elementy środowiska geograficznego zmieniało się wraz z postępem cywilizacyjnym i technologicznym. Ten w pływ miał zarówno pozytywne i negatywne konsekwencje.

Dewastacja, degradacja gleb przejawia się następującymi zjawiskami:

• Erozja wodna- spowodowana wylesieniem terenów, niewłaściwie prowadzone melioracje, kopalnictwo odkrywkowe niszczy nie tylko gleby i powierzchnię terenu, ale całkowicie dewastuje układ warstw geologicznych w głębi ziemi, i to do znacznych głębokości. W rezultacie zostają zupełnie zniszczone wszelkie mechanizmy procesów glebotwórczych, naturalne procesy regulacyjne wód oraz świat roślinny i zwierzęcy

• Zaburzenie stosunków wodnych- nadmierne wylesienie, odwadnianie bagien, gytiowisk, oczek wodnych, górnictwo (odwodnienia kopalń obniżają poziom wód gruntowych), przemysł

• Zmęczenie gleby- monokultury roślinne (wypłukanie ważnych składników pokarmowych), działanie nawozów mineralnych

• Skażenie gleb- pestycydy, nawozy mineralne (chemizacja rolnictwa, chemiczne metody walki ze szkodnikami pól i lasów oraz niewłaściwe metody uprawy), metale ciężkie, ścieki komunalne, pyły i gazy przemysłowe

Zanieczyszczenie powietrza:

• Tlenki SOx, NOx

Zanieczyszczenia wód:

• Azotany, fosforany

• Spływy z obszarów rolniczych

2. Główne typy prób środowiskowych oraz najbardziej charakterystyczne grupy analitów.

Rodzaje próbek środowiskowych:

- stałe

źródło: gleba, śnieg, lód, pyły, materiał leśny, ściółka leśna, odpady, popioły;

Anality: związki nieorganiczne (aniony, kationy), związki organiczne, związki organiczne zaadsorbowane na powierzchni (dioksyny, związki ropopochodne, związki metaloorganiczne, pestycydy)

- ciekłe

Źródło: woda deszczowa, morska, gruntowa, itp., ścieki

Anality: gazy nieorganiczne rozpuszczone, substancje organiczne rozpuszczone (lotne związki organiczne, związki ropopochodne, pestycydy, związki metaloorganiczne, dioksyny), substancja zawieszona (związki organiczne zaadsorbowane na powierzchni ciała stałego, kationy, aniony)

- gazowe

Źródło: powietrze

Anality: gazy i pary (gazowe składniki nieorganiczne, gazy i pary związków organicznych, bardzo lotne i średnio lotne związki organiczne), aerozole i pyły (materia organiczne zawieszona, substancje organiczne zaadsorbowane na powierzchni: aniony, kationy, dioksyny)

Rodzaje próbek i sposoby ich pobierania:

- próbka indywidualna - pobrana z pojedynczego punktu

- próbka łączna - charakteryzująca określony fragment powierzchni, jednorodny pod względem użytkowania, warunków glebowych, ukształtowania powierzchni oraz relacji w stosunku do źródła, powstała z połączenia większej liczby próbek indywidualnych

- próbka uśredniona - zhomogenizowana, powietrznie sucha próbka łączna

- próbka laboratoryjna - przygotowana do oznaczenia, próbka uśredniona

Rodzaje analitów: związki nieorganiczne, aniony i kationy, związki organiczne, związki organiczne zabsorbowane na powierzchni, dioksyny, związki ropopochodne, związki metaloorganiczne, pestycydy.

3. Pobieranie i przygotowywanie prób środowiskowych do analizy.

Wyróżnić można próbkę pierwotną i próbkę wtórną.

Współczesne przyrządy umożliwiają przeprowadzenie następujących operacji stanowiących część procedury analitycznej:

- przygotowanie próbki (rozpuszczenie, rozcieńczenie, wzbogacenie agalitów)

- wydzielenie z matrycy pierwotnej i ich przeniesienie do matrycy odbierającej

- dzielenie składników mieszaniny na poszczególne indywidua chemiczne

- wykrycie, identyfikacja oraz oznaczenia agalitów

- obróbka i statystycznej oceny wyników

- pobieranie reprezentatywnej próbki (dokładna i powtarzalna)

- wstępna obróbka i konserwacja

- transport i przechowywanie

Opis próby powinien zawierać:

- miejsce pobrania

- matryca próby

- sposób utrwalenia

- sposób transportu i przechowywania przed dostarczeniem do laboratorium

- jednoznaczny numer identyfikacyjny

- data i czas pobrania

- liczbę pojemników, do których pobrano próbkę

- wymagany zakres analizy

- protokół pobrania ze schematem obróbki wstępnej na miejscu pobrania

- dane personalne osoby pobierającej

4. Podstawowe operacje obróbki próbek glebowych.

- suszenie- usuwanie wilgoci przez suszenie w suszarce lub w temperaturze pokojowej

- rozdrabnianie- łamanie, kruszenie, mielenie w moździerzu lub młynie

- zmniejszanie masy próbki- ćwiartowanie, wykorzystanie urządzeń do dzielenia próbki

- przygotowanie próbki o odpowiedniej granulacji- przeprowadzenie analizy sitowej

- mineralizacja- rozpuszczenie w stężonych kwasach, wodorotlenkach metali alkalicznych, odczynnikach kompleksujących, rozkładu przez stapianie z topnikami, spopielenie, mineralizacja mikrofalowa

- izolacja i/lub wzbogacanie analitów- ekstrakcja rozpuszczalnikiem w aparacie Soxhleta, za pomocą płynów w stanie nadkrytycznym, sonikacja (ultradźwięki)

- wzbogacanie ekstraktu-odparowanie nadmiaru rozpuszczalnika

- oczyszczanie ekstraktu-chromatografia cieczowa, żelazowa

5. Metody oznaczania składników w próbkach glebowych.

1. Manualne - próbka jest pobierana bezpośrednio przez człowieka, przenoszona do laboratorium i tam oznaczana manualnie.

2. Automatyczne - próbka jest pobierana przez automatyczne urządzenie, dalsze procedury są realizowane bez ingerencji człowieka.

Ze względu na sposób oznaczania analitów:

• bezpośrednie- oznaczanie analitów bezpośrednio w próbce, wykorzystuje się tu: techniki potencjometryczne, absorbcję atomową z atomizacją bezpłomieniową, spektrografię emisyjną, fluorescencję rentgenowską, aktywację neutronową, techniki analizy powierzchni

• pośrednie- oznaczanie w matrycy, wzbogacanie analitów. Umożliwia oznaczenie =[-pn=mzanalitów o stężeniu w próbce pierwotnej mniejszym niż granica oznaczalności stosowanego aparatu.

6. Źródła i rodzaje zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego i wpływ na gleby.

Do zanieczyszczeń powietrza należą:

-gazy i pary związków chemicznych np. tlenki węgla, siarki i azotu, amoniak, fluor,

węglowodory (aromatyczne i łańcuchowe) a także ich chlorowe pochodne

- fenole, cząstki stałe organiczne i nieorganiczne np. popiół lotny, sadza, pyły z produkcji cementu, pyły metalurgiczne, związki ołowiu, miedzi, chromu, kadmu i innych metali ciężkich

-mikroorganizmy - wirusy, bakterie i grzyby, których rodzaj lub ilość odbiega od naturalnej mikroflory powietrza

- kropelki cieczy np. kwasów, zasad, rozpuszczalników

ŹRODŁA ZANIECZYSZCZEN POWIETRZA

1. źródła naturalne:

- wulkany, z których wydobywają się m.in. popioły wulkaniczne i gazy

(CO₂ , S0₂, H₂S - siarkowodór i in.)

- pożary lasów, sawann i stepów (emisja CO₂, CO i pyłu);

- bagna wydzielające m.in. CH₄ (metan), CO₂, H₂S, NH₃;

- gleby i skały ulegające erozji, burze piaskowe (globalnie do 700mln. t pyłów/rok );

- tereny zielne, z których pochodzą pyłki roślinne

- niektóre procesy biologiczne

- wyładowania elektryczne (powstaje O₂ i ozon)

- pyły kosmiczne pochodzące z meteorytów i komet

- wietrzenie górnych warstw litosfery

2. źródła antropogeniczne:

- energetyczne - spalanie paliw;

- przemysłowe - procesy technologiczne w zakładach chemicznych, rafineriach, hutach, kopalniach i cementowniach;

- komunikacyjne - głównie transport samochodowy, ale także kołowy, wodny i lotniczy;

- komunalne- gospodarstwa domowe oraz gromadzenie i utylizacja odpadów, ścieków (np. wysypiska, oczyszczalnie ścieków)

Źródła emisji zanieczyszczeń mogą być:

- punktowe (np. komin),

- liniowe (np. szlak komunikacyjny),

- powierzchniowe (otwarty zbiornik z lotną substancją)

Zanieczyszczenia powietrza można podzielić:

- na zanieczyszczenia pierwotne, które występują w powietrzu w takiej postaci, w jakiej zostały uwolnione do atmosfery,

- zanieczyszczenia wtórne, będące produktami przemian fizycznych i reakcji chemicznych zachodzących między składnikami atmosfery i jej zanieczyszczeniem (produkty tych reakcji są niekiedy bardziej szkodliwe od zanieczyszczeń pierwotnych) oraz pyłami uniesionymi ponownie do atmosfery po wcześniejszym osadzeniu na powierzchni ziemi.

Rosnące zapotrzebowanie na energię uczyniło ze spalania główne źródło zanieczyszczeń atmosferycznych główne źródło pochodzenia antropogenicznego. Najważniejsze z nich to:

• dwutlenek siarki

• tlenki azotu

• tlenek węgla

• ozon troposferyczny

• ołów

• pyły

Wpływ na gleby:

Dobrym wskaźnikiem stopnia zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego jest jakość opadów atmosferycznych. Podczas opadów znaczna część zanieczyszczeń zawieszonych w powietrzu zostaje wymyta i trafia do podłoża. Do najważniejszych zjawisk związanych z zanieczyszczeniem powietrza należy zakwaszenie gleb. Powodowane jest ono głównie jako emitowane do atmosfery dwutlenki siarki i azotu, które następnie wymywane są z powietrza i docierają do podłoża w postaci tzw. kwaśnych deszczów. (tlenki azotu i siarki) Wydzielanie protonów do gleby, azotu, węgla, siarki powodują wzrost zakwaszenia, minerały glebowe ulegają zwietrzeniu, padający deszcz wymywa zasady, wodór wchodzi do kompleksu sorpcyjnego.

7. Obieg wody w przyrodzie.

Obieg wody nie ma punktu początkowego, ale możemy prześledzić cały cykl poczynając od oceanu. Siłą napędową procesu obiegu wody jest słońce. Podgrzewa ono wodę w oceanie, ta zaczyna parować w postaci pary i unosi się nad oceanem. Wznoszące prądy powietrzne przenoszą parę wyżej, do atmosfery, niska temperatura wywołuje proces kondensacji i powstają chmury. Poziome prądy powietrzne z kolei przenoszą chmury wokół globu ziemskiego. Drobne cząsteczki wody w chmurach zderzają się ze sobą, powiększają swoja masę i w końcu, w postaci opadu spadają na ziemię. Opadem może być śnieg, który gromadząc się na powierzchni ziemi przekształca się w pokrywę lodową i lodowce, które mogą zatrzymywać wodę na tysiące lat. W cieplejszym klimacie pokrywa śnieżna zwykle wiosną się roztapia. Część wód opadowych i roztopowych spływa po powierzchni ziemi, tworząc odpływ powierzchniowy. Dociera do rzek i jako przepływ rzeczny podąża w stronę oceanu. Woda spływająca po powierzchni lub przesiąkająca w głąb zasila jeziora słodkiej wody. Znaczna część wody przesiąka, infiltruje do gruntu. Woda utrzymująca się stosunkowo blisko jego powierzchni tworzy odpływ gruntowy, zasilający wody powierzchniowe (i ocean). Część wód gruntowych znajduje ujście na powierzchni Ziemi, gdzie pojawia się w postaci źródeł słodkiej wody. Płytkie wody gruntowe wykorzystywane są przez system korzeniowy roślin. W roślinach woda transpirowana jest przez powierzchnię liści i z powrotem przedostaje się do atmosfery. Część wody infiltrującej do gruntu przesiąka głębiej, zasilając warstwy wodonośne (nasycone wodą warstwy gruntu), które magazynują ogromną ilość słodkiej wody przez długi czas. Jednak po jakimś czasie woda ta dotrze do oceanu, gdzie cykl obiegu wody "kończy się".



8.Rodzaje źródła zanieczyszczeń wód i wpływ na gleby:

Zanieczyszczenia wchodzące w skład wody to wszystkie związki chemiczne oraz mikroorganizmy, występujące w wodach naturalnych, ale które nie są składnikami naturalnymi. Główne grupy związków wchodzące w skład zanieczyszczeń to: kwasy mineralne, sole (azotany, fosforany, chlorki, siarczany), zasady, sole metali ciężkich (ołowiu, rtęci, miedzi, kadmu oraz arsenu i kilku innych), pestycydy, substancje powierzchniowo czynne, substancje pochodzenia organicznego, węglowodory, fenole, substancje barwnikowe, aminy aromatyczne, substancje promieniotwórcze.

Zanieczyszczenia zmieniają skład i stan gleby pod względem chemicznym, fizycznym i biologicznym. Nadmierne stosowanie nawozów sztucznych i korzystanie ze środków ochrony roślin skutkują zakłóceniem przebiegu wegetacji roślin, degradacją struktury gleb. Prowadzi to do obniżenia urodzajności gleb, co z kolei wpływa na zmniejszenie plonów. 

Poważnym źródłem  zanieczyszczenia gleby jest nadmierne występowanie azotanów, spowodowane intensywnym nawożenia ziem azotem, zanieczyszczeniami w atmosferze i ściekami. Zbyt wysoka ilość azotu w glebie wpływa negatywnie na rośliny, te z kolei szkodzą zdrowiu ludzi i zwierząt.

Zanieczyszczenia techniczne i chemiczne niszczą walory ekologiczne i estetyczne szaty roślinnej. Chemiczne oddziaływanie na stan gleby wpływa na zmianę jej odczynu, powodując zakwaszenie. Zakwaszenie gleb prowadzi do hamowania rozwoju mikroorganizmów, a pod wpływem procesów rozkładu substancji organicznych i  procesów życiowych roślin, uwalniają się trujące metale. Na kwasowość gleby wpływają także zanieczyszczenia obecne w powietrzu w postaci  związków siarki i azotu, które docierają do gleb w postaci kwaśnych deszczy. 

9. Znaczenie gleby w przyrodzie i gospodarce człowieka.

Główny element środowiska przyrodniczego, naturalne środowisko życia roślin, zwierząt, człowieka.

W przyrodzie:

- produkcja biomasy stanowiąca podstawę pożywienia dla zwierząt i człowieka, oraz źródła energii i surowców odnawialnych

- procesy filtracji, buforowania i transformacji działające dzięki porowatości jak filtr usuwający z wody zanieczyszczenia, z kolei chemiczne składniki gleby reagują ze składnikami wody wytrącając je a koloidy glebowe sorbują wymienne jony. Te dwa mechanizmy decydują o buforowych właściwościach gleby. Mikroflora glebowa odpowiada za procesy mineralizacji i przemian biochemicznych substancji w glebie

- utrzymanie naturalnego środowiska biologicznego

- gleba bierze udział w obiegu materii i energii w ekosystemie, warunkuje produkcje i rozkład biomasy

- właściwości sorpcyjne gleby, retencjonowanie wody, oznacza to zatrzymywanie, magazynowanie.

mogą być zatrzymane substancje chemiczne, w tym i zanieczyszczenia- niektóre zagrażające człowiekowi. Rozkład niektórych substancji toksycznych np.: węglowodory aromatyczne, Pełni rolę naturalnego filtra

- organizmy glebowe rozdrabniają (mineralizują) martwe resztki organiczne, wpływając w ten sposób na obieg pierwiastków

- kształtowanie różnorodności ekosystemów

W gospodarce człowieka:

- bycie fizycznym środowiskiem życia

- tereny budownictwa mieszkaniowego, przemysłowego, tras komunikacyjnych, placów sportowych, terenów rekreacyjnych, składowisk wysypisk

- źródło surowców: wody, gliny, piaski, żwiry

- miejsca zachowania przedmiotów spuścizny kulturalnej człowieka i historii ziemi: archeologicznych i paleontologicznych

10. Przyczyny degradacji gleb. Formy i czynniki degradacji gleb.

Degradacja gleb- to zniekształcenie jednej lub wielu jej właściwości w tym też zanieczyszczenia. Degradację gleby powoduje głównie człowiek w sposób bezpośredni, zniekształcając procesy

glebotwórcze czy likwidując wierzchnią pokrywę glebową, czyli warstwę próchniczną.

Przyczyny:

- zanieczyszczenia z atmosfery, wody

- ścieki

- nawozy( mineralne, organiczne)

- wietrzenie

Formy:

- wyjałowienie ze składników pokarmowych

- zbyt duża zawartość metali ciężkich

- naruszenie równowagi jonowej między składnikami

- zakwaszenie

- alkalizacja

- inotoksyfikacja metaboliczna(mykotoksyny)

- obniżenie zawartości próchnicy

- zniekształcenie stosunków wodnych

- procesy erozyjne

- mechaniczna destrukcja struktury gleby

- zniekształcenie rzeźby terenu

- wylesienie i rolnicze użytkowanie

- przesuszenie lub zawodnienie

- chemiczne zanieczyszczenie gleb

- biologiczne zanieczyszczenie gleb

Czynniki:

- pH

- stosunki wodno-powietrzne

- zasobność gleby w składniki przyswajalne

- zasolenie

- zawartość próchnicy

- erozja wodna i wiatrowa

- osuwiska

- eksploatacja kopalin

- melioracje odwadniające

- obniżenie poziomu wód gruntowych

- przemysł metale ciężkie

- rolnictwo( niewłaściwe stosowanie nawozów mineralnych i chemicznych środków ochrony roślin)

- składowiska odpadów chemicznych i górniczych

- szlaki komunikacyjne

- przedawkowanie gnojowicy

13. Organiczne zanieczyszczenia gleb.

1) Trwałe zanieczyszczenia organiczne, znane jako TZO lub POPs, to grupa bardzo niebezpiecznych dla zdrowia człowieka i środowiska związków chemicznych. Powstały one stosunkowo niedawno i są ubocznymi produktami przemysłowej działalności człowieka. Długo utrzymują się w środowisku, wolno parują i cechują się niską rozpuszczalnością w wodzie oraz wysoką rozpuszczalnością w tłuszczach. Do grupy tej należą m.in. polichlorowane bifenyle (PCBs), pestycydy np. DDT oraz dioksyny i furany.

- węglowodory aromatycme

- węglowodory alifatyczne

- węglowodory aromatyczne policyk1iczne

- węglowodory aromatyczne policyk1iczne nitrowane

- halogenki węglowodorów aromatycznych i alifatycznych

- benzoesany

- alkilowane pochodne benzenu

- polichlorowane pochodne benzenu

- niektóre pestycydy

- estry ftalowe

- fenole.

14. Wpływ zanieczyszczeń gleb na środowisko i życie człowieka.

Prawidłowy rozwój człowieka jest uzależniony od struktury i składu gleby, która z pożywieniem roślinnym i zwierzęcym dostarcza mu odpowiedniej ilości wysokokalorycznych składników odżywczych, wit, substancji mineralnych. Razem z pożywieniem człowiek zabiera składniki korzystne jak i niekorzystne dla swojego organizmu. Zanieczyszczenia z gleb przedostają się do roślin i wód gruntowych, a następnie do zwierząt i człowieka( np. metale ciężkie).

Następuje:

- kumulacja substancji toksycznych,

- przemieszanie się środków chemicznych z gleby do wód, powoduje to eutrofizację wód powierzchniowych i podziemnych

- związki siarki i azotu zanieczyszczają powietrze a docierają do wód i gleb w postaci kwaśnych deszczy, powoduje to hamowanie rozwoju organizmów, naruszenie szaty roślinnej

- zatrucie gleby metalami ciężkimi i kumulowanie się w tkankach roślin jest przyczyną obniżenia intensywności fotosyntezy, zmniejszanie przyrostu masy roślinnej, zmniejszenie plonowości

- u człowieka nadmiar metali ciężkich powoduje choroby układu nerwowego, choroby krążenia, mutacje, bezpłodność

- zatruwanie nawozami mineralnymi prowadzi do: pogorszenia jakości plonów, zanik aktywności mikroflory glebowej, przewapnowanie gleb( chloroza liści), zbyt duża zawartość azotanów jest szkodliwa dla ludzi i zwierząt

- przenawożenia nawozami organicznymi np. gnojowicą powoduje zaburzenia właściwości chemicznych i biologicznych gleb oraz skażenia gleb i roślin bakteriami chorobotwórczymi

- skażenia pestycydami: zatrucia ptactwa i zwierząt, liczne schorzenia u człowieka.

15. Wpływ rolnictwa na stan gleby

• Wpływ uprawy mechanicznej- uprawa gleby czasami ma na celu poprawienie jej struktury, jednak wielokrotnie w zamian za to powodowane są wstępne warunki zmierzające do jej degradacji. Import na pola dużych, ciężkich specjalistycznych maszyn rolniczych, głównie dla potrzeb uprawy ornej, daje w rezultacie degradację struktury gleby, powodowaną ugniataniem. Stosowaniu tych maszyn towarzyszy czasem tworzenie się pod ziemią nieprzepuszczalnej warstwy gleby, czego konsekwencją jest ograniczone napowietrzanie, przepuszczanie wody i filtracja gleby na poziomie wzrostu korzeni roślin.

• Wpływ nawadniania- ciągłe powiększanie się terenów nawadnianych sztucznie oraz duże uzależnienie upraw od dostępności wody zużywają jej zapasy. Rezultatem tych praktyk jest obniżanie się poziomu wód gruntowych o ok. 0,5 do 1m rocznie. Równocześnie akweny wód powierzchniowych są w stanie redukować ilości wody, jaką mogą zgromadzić w miesiącach wiosennych i letnich, jednak w przypadku rzek obserwuje się zmniejszenie zapasu wody na całych odcinkach, aż do ujścia. Tak, więc istnieje potrzeba znajdywania dodatkowych źródeł wody, dlatego często jest ona transportowana na duże odległości z innych obszarów, lub pompowana z głębokich pokładów. Niedostatek wody powierzchniowej na terenach wybrzeża i nadmierne pompowanie wód podziemnych prowadzą do zjawiska tzw. zasalania wód podskórnych oraz niszczenia źródeł. Innym zjawiskiem jest osiadanie gleby.

• Wpływ nawożenia- nawozy sztuczne stanowią jeden podstawowych czynników wzrostu plonów. Ciągła i wzrastająca wydajność oraz stosowanie nawozów sztucznych powodują obniżanie urodzajności i trwałości struktury gleby, jak również możliwość skażenia. Stosowanie nawozów zawierających w składzie formy amonowe (saletra siarkowa i azotowa) w wysokich stężeniach przez wiele lat może powodować wiele poważnych problemów, związanych z zakwaszeniem gleby. Nawozy sztuczne nie są czystą mieszanką związków, ale mogą zawierać śladowe ilości substancji toksycznych, zazwyczaj różnego rodzaju metale, które są trudne do usunięcia z gleby. Jeszcze jedną negatywną konsekwencją zanieczyszczenia gleb i używania nawozów sztucznych jest niewystarczająca zasobność gleby w substancje organiczne. Chemiczne nawozy uniemożliwiają właściwe wykorzystanie terenów po zbiorach. W tym przypadku konieczność wycofania pozostałości roślinnych lub użycie ognia do ich zniszczenia (w Polsce nie dozwolone) oraz odstąpienie od wprowadzenia do łańcucha pokarmowego zwierząt, prowadzi do szybkiego obniżania zawartości związków organicznych, co powoduje obniżenie ilości humusu gwarantującego żyzność gleby.

• Wpływ pestycydów - prowadzi to do obniżenia aktywności biologicznej mikroorganizmów glebowych, co ostatecznie prowadzi do degradacji gleby poprzez obniżenie żyzności. Zahamowanie działania mikroorganizmów glebowych obniża żyzność gleby oraz redukuje jej właściwości produkcyjne. Niszczenie gleb może następować również w wyniku stosowania pestycydów, które zawierają metale ciężkie, takie jak: arsen, miedź, cynk, czy różne inne nieorganiczne związki toksyczne.

• Wpływ stosowania różnych praktyk rolniczych- struktura gleby jest negatywnie dotknięta przez rozwój monokultur rolniczych. Ciągła uprawa zboża powoduje obniżenie porowatości, ograniczenie przepuszczalności i obniżenie ilości wody, którą gleba może podtrzymywać tak, aby była dostępna dla kolejnych plonów.

16.Czynniki środowiska ograniczające występowanie organizmów.

Na Ziemi wyróżnia się dwa główne środowiska życia organizmów: lądowe i wodne. Różnią się one między sobą właściwościami fizycznymi, temperaturą zawartością tlenu i dwutlenku węgla, odmiennymi warunkami świetlnymi, zasobnością soli mineralnych, odczynem (pH), stopniem oddziaływania czynników mechanicznych - wiatru, prądów morskich, ciśnienia.

Występowanie organizmów w danym środowisku zależy od ich wymagań w stosunku do środowiska oraz od panujących w tym środowisku warunków. Czynniki środowiska wpływają na aktywność organizmów, na ich liczebność i rozmieszczenie oraz na tempo i efektywność procesów życiowych, takich jak oddychanie, odżywianie, rozmnażanie itp.

Zespół czynników środowiska dzieli się na czynniki abiotyczne i biotyczne. Czynniki abiotyczne to oddziaływanie nieożywionych elementów środowiska na organizmy. Wyróżniamy czynniki klimatyczne; np. temperatura, woda, światło, ciśnienie, wiatr, oraz czynniki edaficzne - gleba, jej struktura, skład chemiczny. Czynniki biotyczne to żywe składniki środowiska (rośliny, zwierzęta, człowiek) wywierające bezpośredni lub pośredni wpływ na siebie wzajemnie i na otaczające abiotyczne składniki środowiska. Czynniki biotyczne i abiotyczne tworzą grupę ograniczających czynników ekologicznych. Z reguły działają one kompleksowo, zwiększając tym samym adaptację organizmu do warunków środowiska. Współdziałanie tych czynników decyduje o przebiegu rozwoju oraz życiu organizmów zwierzęcych i roślinnych. Zmiana jednego z nich ma wpływ na oddziaływanie pozostałych.

18. Krążenie materii i przepływ energii w ekosystemie.

Wszelakim przejawom życia towarzyszą energii i materii. Z I i II prawa termodynamiki wynika, że energia:

- przyjmuje różną postać, która może się zmieniać(np. elektryczna w mechaniczną)

- ulega samorzutnemu rozproszeniu. Wynika to z wydajności procesów zachodzących w przyrodzie, nigdy nie wynosi 100% i dlatego jakaś część zawsze jest tracona

- nigdy nie zanika

Przemianom przekształcenia różnych form energii towarzyszą straty konieczność stałego dostarczania energii z zewnątrz (głównie energia słoneczna). Większość energii która jest do dyspozycji organizmów żywych, stanowi światło i inne rodzaje promieniowania słonecznego.

Ilość energii zależy od: ukształtowania terenu, warunków pogodowych, położenia geograficznego.

Energia dochodząca do ziemi składa się z:

- promieni ultrafioletowych

- promieni pasma widzialnego

- promieni podczerwonych

Energia:

- świetlna jest wysoce użyteczna dla autotrofów

- cieplna jest mało użyteczna choć niezbędna

- chemiczna jest dla wszystkich organizmów

Materia organiczna w ekosystemie jest to jak gdyby materia nieorganiczna do której producenci dodali energię. Jeśli od niej energię odebrać, stanie się z powrotem materia nieorganiczną, którą będą czerpać producenci. Napędem jest stały dopływ energii słonecznej.

Materia krąży w przyrodzie głównie dzięki przemianom żywych organizmów. Jej obieg wynika z przemian biochemicznych.

19. Co to jest cykl geochemiczny (objaśnić na przykładzie).

Cykl geochemiczny - przemieszczanie się pierwiastków chemicznych po określonych szlakach - od środowiska do organizmu i z powrotem do środowiska, co jest konsekwencją obiegu materii w ekosystemach. To mniej lub bardziej zamknięte obiegi pierwiastków w przyrodzie. Cykl krążenia materii w różnych ekosystemach nigdy nie jest w pełni zamknięty.

Jest to spowodowane płynnymi granicami między ekosystemami. Część materii opuszcza ekosystem w wyniku fizycznych procesów transportu- odpływu, erozji, parowania, itp. Część wyprodukowanej materii ulega mineralizacji, część jest wynoszona poza granice. ekosystemów, a część deponowana w postaci materii martwej. Przykłady cykli to obiegi: siarki, fosforu, azotu.

20. Dopływ i straty składników pokarmowych w glebie.

1. Dopływ składników pokarmowych:

• Wprowadzanie do gleby składników pokarmowych z nawozami naturalnymi i mineralnymi

• Wyładowanie atmosferyczne

• Mineralizacja substancji organicznej

• Wykorzystanie osadów ściekowych

• Minerały

2. Straty składników pokarmowych

• Wymywanie do wód gruntowych

• Wynoszenie z plonem (pobieranie przez rośliny)

• Erozja

• Uwalnianie do atmosfery

21. Cykl geochemiczny obiegu węgla.
Węgiel to podstawowy pierwiastek budulcowy związków organicznych. W żywą materie związków organicznych zostaje wbudowany w postaci CO₂ asymilowanego przez autotrofy (rośliny zielone, bakterie samożywne). Dzięki istniejącym łańcuchom pokarmowym węgiel przedostaje się w postaci roślinnych związków organicznych do konsumentów pierwszego rzędu (roślinożerców), następnie do konsumentów II-rzędu (zwierzęta mięsożerne). Ze związków organicznych węgiel wraca do obiegu jako CO₂, powstający w procesie oddychania heterotrofów i autotrofów. Biogeochemiczny obieg węgla opisuje się na podstawie cyklu obiegu podstawowego związku, w którym ten pierwiastek się znajduje- dwutlenek węgla. Obieg dwutlenku węgla jest regulowany głównie przez procesy jego wiązania (fotosynteza, chemosynteza, rozpuszczanie się w wodzie) i uwalniania (oddychanie, uwalnianie z gleby i procesów geologicznych zachodzących w skorupie ziemskiej, spalanie paliw). Obieg ten jest utrzymywany głównie przez ustalenie się równowagi pomiędzy dwoma podstawowymi procesami zachodzącymi na ziemi- fotosyntezą i chemosyntezą a oddychaniem. Zasadnicza część węgla wiązana jest przez rośliny zielone mórz i lądów. Zasoby dostępnego dwutlenku węgla zostałyby szybko wyczerpane, gdyby nie uwalnianie tego gazu w procesach oddychania. Rośliny wydalają do środowiska dwutlenek węgla w ilości 1% swojej masy/dobę, ssaki 3%, ptaki 25%, a mikroorganizmy aż 500%. Część tego gazu pochodzi z procesów rozkładu materii organicznej i procesów wulkanicznych oraz spalania paliw organicznych.

22. Rodzaje koloidów glebowych.

Kompleks sorpcyjny gleb zbudowany jest z koloidów glebowych wśród których można wyróżnić:

a)w zależności od kształtu cząstek koloidalnych:

- koloidy płytkowe (minerały ilaste)

- koloidy kuliste (kwasy humusowe)

- koloidy płaszczyznowe

- koloidy liniowe (niektóre drobnoustroje)

b)w zależności od ładunku:

- ujemnie naładowane (próchnica, krzemionka, silnie rozdrobnione minerały pierwotne, wtórne minerały ilaste, związki manganu)

- dodatnio naładowane (wodorotlenki Fe i Al., białka glebowe, fosforan trójwapniowy)

c)ze względu na pH wyróżniamy:

- amfoteryczne (wykazują właściwości słabego kwasu lub słabej zasady)

d)z zależności od składu chemicznego:

- mineralne (glinokrzemiany, amorficzna krzemionka, wodorotlenki Fe i Al., fosforan trójwapniowy, CaCO₃, związki manganu)

- organiczne (próchnica, białka glebowe, celuloza, żywe bakterie)

- mineralno-organiczne (sole kwasów próchnicznych, kationy alkaliczne, swoiste substancje próchniczne kwasy huminowe i fulwowe, substancje próchniczne + minerały ilaste połączone za pomocą mostków lub półtoratlenków Fe i Al.)

e)w zależności od zdolności do hydratacji:

- hydrofilne (mają zdolność otaczania się powłokami wodnymi o zdolności uwodnienia-hydratacji, próchnica, białka glebowe, ił koloidalny)

- hydrofobowe (słaba zdolność hydratacji, mała lepkość, CaCO₃, wodorotlenki Fe)

23. Budowa koloidów glebowych.

Minerały ilaste są uwodnionymi glinokrzemianami Al, Mg i Fe, należącymi do krzemianów warstwowych. Powstają one w procesie kaolinizacji, który jest wynikiem wietrzenia chemicznego pierwotnych glinokrzemianów (tj. plagioklazów, piroksenów i in.)

Minerały ilaste mają wielowarstwową budowę pakietową. W zależności od wzajemnego układu warstw oktaedrów (glin lub magnez w koordynacji z 6 atomami tlenu lub grupami -OH tworzy bryłę ośmiościanu) i tetraedrów (krzem w koordynacji z 4 atomami tlenu tworzy czworościan), mogą one należeć do minerałów:

• dwuwarstwowych o typie budowy 1:1, gdzie warstwa oktaedrów jest trwale i jednostronnie połączona z warstwą tetraedrów, za pośrednictwem mostków tlenowohydroksylowych (O-OH). Charakterystyczną cechą ich budowy są odstępy między poszczególnymi warstwami, które na skutek tego nie mają zdolności rozszerzania i pęcznienia pod wpływem wilgoci oraz kruszenia się przy wysychaniu.

• trójwarstwowych o typie budowy 2:1, gdzie warstwa oktaedrów zamknięta jest między dwoma warstwami tetraedrów zwróconych do siebie wierzchołkami. Jednostki krystaliczne tych minerałów są związane luźno za pośrednictwem słabszych mostków tlenowych (siły van der Walsa). W związku z tym kationy i cząsteczki wody mogą wnikać w przestrzenie międzypakietowe.

Kwasy huminowe i fluwowe, jakie wchodzą w skład próchnicy glebowej nie mają ściśle określonej budowy, a ich skład może być bardzo zmienny, zależnie od warunków siedliska.

W skład kwasów huminowych wchodzą skondensowane pierścienie aromatyczne, które zazwyczaj stanowią jądro koloidu organicznego, a poza tym aminokwasy i grupy funkcyjne, które stanowią zewnętrzną powłokę koloidu. Kwasy huminowe wykazują bardzo duże zdolności sorpcyjne, mają dużą masę cząsteczkową i wywierają silny wpływ na tworzenie się struktury glebowej.

Kwasy fluwowe mają podobną budowę przestrzenną jak kwasy huminowe, są jednak związkami prostszymi, o mniejszej masie cząsteczkowej, łatwiej rozpuszczalne w wodzie z większą ilością grup karboksylowych o charakterze kwaśnym.

24. Powstawanie nieskompensowanych ładunków na koloidach organicznych.

Koloidy są obdarzone ładunkiem elektrycznym. Ładunek ten u większości koloidów glebowych jest ujemny, i tylko niewielka ilość jest dodatnia, Jego źródłem są:

a)nienasycone wartościowości występujące na krawędziach warstw krzemowo - glinowych na wewnętrznych powierzchniach płaszczyzn minerałów oraz na cząstkach próchnicy

b)wewnątrz warstwowa wymiana w kryształach minerałów

Powstawanie nieskompensowanych ładunków na koloidach organicznych.

Źródłem ładunków ujemnych na koloidach organicznych są grupy funk­cyjne, takie jak grupa. karboksylowa, fenolowa i owa. W grupach tych wodór może być zastępowany przez inne kationy w myśl reakcji:

• Grupa karboksylowa jest charakterystyczna dla kwasów organicznych. Wodór z tej grupy może przechodzić w stan jonowy, pozostawiając uje­mnie naładowaną grupę -COO^-, zdolną do przyłączania innego kationu.

• Grupy fenolowe -OH^- są zazwyczaj połączone z aromatycznym pierście­niem węglowym. Wodór fenolowej grupy -OH^- wykazuje jednak nie­wielką tendencję do przechodzenia w stan jonowy.

• Grupy owe -NH₂^- wchodzą w skład związków organicznych w ten sposób, że jedna wartościowość łączy się z węglem, a pozostałe dwie z wodorem. Wodór z tej grupy może przechodzić w stan jonowy, pozostawiając ujemnie naładowa­ną cząsteczkę zdolną do sorbowania kationów.

Grupy funkcyjne:

O O

Karboksylowa R C + OH^- R C + H₂O

O O

C O

C C O

Fenolowa + OH^- C + H₂O

C C

C C

R

owa R N +OH^- N + H₂O

H H

Ładunki dodatnie

Na krawędziach minerałów ilastych, a szczególnie na cząsteczkach wodorotlenków żelaza i glinu mogą powstawać również wolne nieskompensowane ładunki dodatnie. Powstają one na przykład wówczas, gdy kation o niższej wartościowości zastąpiony będzie kationem o wyższej wartościowości. Ilość nieskompensowanych ładunków dodatnich zależy od pH. Ilość wolnych ładunków dodatnich wzrasta w miarę wzrostu pH gleby. Wodorotlenki żelaza i glinu, na których mogą powstawać ładunki dodatnie, występują w dużych ilościach w glebach laterytowych i dlatego gleby takie mają stosunkowo dużą powierzchnię sorpcyjną w stosunku do anionów.

25. Powstawanie nieskompensowanych ładunków na koloidach mineralnych.

Na mineralnych powstają przeważnie ujemne ładunki niezależne od pH,

Ładunki ujemne niezależne od pH mogą powstawać w wyniku zamia­ny w pakiecie kationów o wyższej wartościowości przez kationy o niż­szej wartościowości. Kationy Si⁴⁺ mogą być na przykład zastąpione przez Al³⁺, a kationy Al³⁺ przez Mg²⁺. W wyniku takiej zamiany jeden z uje­mnych ładunków jonu otaczającego kationy pozostaje w nadmiarze i jest nieskompensowany. Taka zamiana jonów następuje ­głównie w przestrzeniach międzypakietowych minerałów ilastych grupy 2: 1 lub na warstwie powierzchniowej wszystkich minerałów ilastych. Wolne ładunki powstałe w wyniku takiej zamiany przybierają wartość stałą dla danej gleby, niezależną od pH, ale tylko w zakresie pH 2,5-10,0.

Wynika z tego, że w odmienny sposób powstają nieskompensowane ładunki ujemne w poszczegó1nych pozycjach koloidu mineralnego. Z różną siłą mogą być też sorbowane kationy w tych pozycjach. Uwzględ­niając tę specyfikę sorpcji kationów, Rich wydziela trzy pozycje sorpcji kationów:

- i - w przestrzeni międzypakietowej,

- p - na powierz­chni koloidu

- e - na krawędzi minerałów
Ujemne ładunki zależne od pH
Powstają w wyniku uwalniania protonów na krawędziach wszystkich minerałów ilastych oraz na minerałach bezpostaciowych. Mogą powstawać także z dysocjacji grupy hydroksylowej połączonej z krzemem np. SiOH -> SiO^- Ilość tych ładunków wzrasta od pH 2 i jest najwyższa przy pH 4.
Dodatnie ładunki nieskompensowane zależne od pH

Powstają gdy kation o niższej wartościowości będzie zastąpiony kationem o wyższej wartościowości. Powstają na krawędziach minerałów ilastych głównie na cząsteczkach wodorotlenków.

26. Ekologiczne znaczenie próchnicy w glebie.

Próchnica jest bezpostaciowym kompleksem związków organicznych tworzących się z resztek roślinnych i zwierzęcych w procesie humifikacji.

Wyróżniamy 3 główne funkcje próchnicy w glebach:

• Funkcja chemiczna i fizykochemiczna- jest źródłem N i P dla roślin. Związki próchnicze wpływają na zdolności sorpcyjne gleby. Swoiste związki próchnicze stanowią część składową kompleksu sorpcyjnego, chronią kationy przed wypłukiwaniem. Związki próchnicze zwiększają zdolności buforowe gleby, regulując i stabilizując odczyn gleby. Reguluje stężenie kationów w roztworze glebowym poprzez ich uwalnianie lub sorbowanie. Inaktywuje toksyczne metale ciężkie. Bierze udział w przemieszczaniu Al, Mn, Fe. Magazyn N, P, K, Mg, Ca. Zdolność do zatrzymywania i rozkładania pestycydów.

• funkcja biologiczna - wpływa na aktywność mikroflory i mikrofauny glebowej oraz na wzrost i rozwój roślin. Makro i mikro organizmy czerpią z substancji organicznej energię i niezbędne składniki pokarmowe. Zawierają wiele substancji wzrostowych i substancje o charakterze antybiotyków

- funkcja fizyczna - poprawia strukturę gleby, wpływa na aerację, retencję wodną i ułatwia uprawę gleby. Działa jak lepiszcze strukturotwórcze, w glebach piaszczystych zwiększa ich zwięzłość, a w ciężkich zmniejsza. Barwa wpływa na właściwości fizyczne gleby.
27. Źródła materii organicznej w glebie:

• obumarłe części roślin, które opadły w czasie wegetacji

• resztki pożniwne i korzenie roślin wyższych

• obumarłe ciała makro - i mezofauny, ekskrementy tych organizmów oraz obumarłe mikroorganizmy

• nawozy organiczne(obornik, komposty, nawozy zielone i torf)

28. Mineralizacja i Huminifikacja
Mineralizacja - rozkład połączony z wytworzeniem prostych związków nie­organicznych, takich jak CO₂, H₂O, NH₃ oraz jonów SO₄^2-, HPO₄^2-, NO₃^-, itp. Zachodzi w glebie w wyniku działalności mikroorganizmów, jest jednym z ogniw obiegu węgla w przyrodzie oraz źródłem składników pokarmowych dla roślin. Z typowych przykładów mineralizacji należy wymienić: mineralizację organicznych związków azotu, fosforu i siarki. Mikroorganizmy glebowe powodując mineralizację związków organicznych zmniejszają ich zawartość. Niektóre pierwiastki niezbędne dla życia są asymilowane przez liczne gatunki tylko w formie mineralnej, stąd czasami proces mineralizacji nazywany jest „regeneracją” składników pokarmowych.
Humifikacja - rozkład połączony z wytworzeniem substancji próchnicznych, charakterystycznych dla poszczególnych gleb. Jest to proces powstawania w glebie próchnicy, wskutek rozkładu resztek roślinnych i zwierzęcych przy udziale drobnoustrojów glebowych.

29. Materia organiczna i substancja organiczna.

Materia organiczna- w glebach stanowi układ dynamiczny, ulegający ciągłym przemianom. Charakter i nasilenie tych przemian zależą od szaty roślinnej, działalności mikroorganizmów i zwierząt glebowych, warunków hydrotermicz­nych oraz fizycznych i chemicznych właściwości gleb. W procesach rozkładu materiału organicznego wyróżnia się dwa zasadnicze kierunki, którymi są mineralizacja i humifikacja.

Materia organiczna gleb- jest jednym z podstawowych składników gleb. Decyduje ona o układzie całego kompleksu właściwości gleby, od których z kolei zależy jej żyzność i produkcyjność. Jest to mieszanina składająca się z wielu substancji. W jej skład wchodzą wszystkie związki organiczne występujące w glebach z wyjątkiem: nie rozłożonych tkanek roślinnych i zwierzęcych, produktów ich częściowego rozkładu oraz biomasy żywych organizmów [edafon].
Ma ciemne zabarwienie i bezpostaciową strukturę. W skład próchnicy wchodzi specyficzna grupa substancji próchnicznych - humusowych

Skład i właściwości materii organicznej
Nieswoiste substancje organiczne (niehumusowe) - 10-15% - obejmują produkty częściowego lub daleko posuniętego rozkładu resztek organicznych oraz związki chemiczne będące wynikiem resyntezy powodowanej przez mikroorganizmy występujące w glebie. Biorą one udział w procesach zachodzących w glebie, w odżywianiu roślin i dostarczaniu im substancji biologicznie czynnych. Są to: węglowodany, cukry proste, oligosacharydy, polisacharydy, białka.
W wyniku hydrolizy białek powstają w glebie okwasy, tłuszczowce, kwas szczawiowy, bursztynowy, krotonowy, octowy, mlekowy oraz woski i smoły.
Swoiste substancje próchnicze [humusowe] - 85-90% - kompleks bezpostaciowych substancji organicznych barwy żółtej, brunatnej i ciemnobrązowej oraz czarnej. Związki te tworzą się w procesie rozkładu materiału organicznego.
Kwasy fulwowe - łatwo rozpuszczalna grupa substancji próchnicznych. Są bardzo ruchliwe w glebie, wywierają duży wpływ na proces jej tworzenia się. Odgrywają ważną rolę w procesie bielicowania gleb.
Kwasy huminowe - grupa kwasów huminowych ulegająca wytrąceniu z alkalicznego ekstraktu próchnicy glebowej po jego zakwaszeniu, wyróżnia się:

- szare kwasy huminowe - łatwo strącane elektrolitami

- brunatne - mało wrażliwe na stężenie elektrolitów.
Huminy - grupa związków humusowych nie przechodząca do roztworu podczas ekstrahowania gleb rozcieńczonymi kwasami.

30 -Jak ekolodzy podzielili związki organiczne w glebie i dlaczego?

Nazwa grupy	Wartość k w % na rok	t ½ w latach	% w stosunku do ilości ogólnej
						C	N
	Resztki roślinne, w tym: Metaboliczne Strukturalne Biomasa mikroorganizmów	2,5	0,277
		4,2	0,165
		0,3	2,310
		0,41	1,690	2-3	4-6
	Próchnica, w tym: Aktywna Ustabilizowana Trwała	0,019	36,5	10	12
		0,014	49,5	35	30
		0,0007	990-1980	50	20-40

Jest to podział w zależności na podatność na mineralizację. Im dłuższy czas jest potrzebny na zmineralizowanie materii, tym jest ta materia trwalsza. = Stopień rozkładu mat i substancji organicznej przez tempo przebiegu procesów mineralizacji i humifikacji . Czym szybciej przechodzą procesy tym słabsze jakości jest dana materia - próchnica W wyniku przemian wszystkich wymienionych grup związków powstają proste mineralne związku azotu i węgla, tzn. NH₄⁺ i CO₂. Ponadto, w rezultacie przemian wszystkich grup związków, z wyjątkiem ostatniej, powstaje trwała próchnica glebowa. Centralnym punktem przemian związków organicznych w glebie jest biomasa mikroorganizmów.
31. Kompleks sorpcyjny gleby i jego wpływ na właściwości gleby.

Gleba odznacza się zdolnością zatrzymywania i pochłaniania różnych składników, w tym jonów i cząstek. Zdolność tą nazywamy sorpcją, a zjawiska z nią związane - zjawiskami sorpcyjnymi. O zjawiskach sorpcyjnych zachodzących w glebach decyduje silnie zdyspergowana faza stała zwana glebowym kompleksem sorpcyjnym.

Kompleks sorpcyjny gleb jest to ta część masy glebowej, która posiada zdolność wchłaniania, zatrzymywania i wymiany jonów pomiędzy roztworem glebowym a cząstkami komponentu koloidowego. Jest to rozdrobniona, mineralno-organiczna stała frakcja gleb. Wielkość kompleksu sorpcyjnego uzależniona jest od wielu czynników, a przede wszystkim ilości i jakości poszczególnych składników tworzących ten kompleks.

Kompleks sorpcyjny gleby składa się z koloidów glebowych, do których zaliczamy:

l. minerały ilaste - krystaliczne minerały glinokrzemianowe typu kaolinitu, illitu, montmorylonitu, wermikulitu, chloryty

2. krystaliczne uwodnione wodorotlenki żelaza i glinu

3. krzemionka

4. próchnicę glebową

5. kompleksowe związki ilasto-próchniczne

Koloidy glebowe, jako najdrobniejsza faza stała gleby, tworzą glebowy kompleks sorpcyjny. Koloidy glebowe to najdrobniejsze cząstki gleby o średnicy 0,5-0,001m. Występują w roztworze glebowym w postaci zolu(faza płynna koloidów) lub żelu(faza stałą koloidów) i tworzą aktywne układy o równowadze niestałej. Koloidy glebowe decydują o właściwościach fiz. i chem. gleby (zwięzłość, lepkość, struktura, stosunki wodne gleb, odczyn, sorpcja gleby i in.). Rozróżnia się: koloidy glebowe organiczne (np. próchnica koloidalna, białka glebowe), mineralne (np. minerały ilaste, krzemionka koloidalna, wodorotlenki glinu i żelaza) oraz organiczno-mineralne (głownie. związki kwasów próchnicznych z mineralnymi koloidami glebowymi).Dzięki sorpcyjnym właściwościom gleb jest możliwa regulacja w nich odczynu oraz magazynowanie dostarczonych w nawozach składników pokarmowych roślin. Właściwości te przyczyniają się także do neutralizacji szkodliwych dla organizmów żywych substancji, które dostają się do gleby.

32. Mineralne koloidy glebowe:

A)

• minerały ilaste(krystaliczne) i minerały bezpostaciowe (amorficzne)

• koalinit, montmorylonit, hydromik - krystaliczne

• krystaliczne - są to minerały wtórnego pochodzenia, powstałe z pierwotnych glinokrzemianów i krzemianów

• alofany - bezpostaciowe - powstają gdy rekrystalizacja produktów wietrzenia jest zwolniona lub w ogóle nie zachodzi

B) W skład koloidów mineralnych zdolnych do sorbowania jonów wchodzą minerały ilaste oraz minerały bezpostaciowe (amorficzne). Do minerałów ilastych można zaliczyć grupę kaolinitu, montmorylonitu i uwodnionych łuszczyków (hydromik) - illitu i wermikulitu, natomiast do minerałów bezpostaciowych - uwodnione tlenki żelaza i glinu, koloidalną krzemionkę i in.

Minerały ilaste mają budowę krystaliczną. Są to minerały wtórnego pochodzenia, powstałe pierwotnych glinokrzemianów i krzemianów.

Kaolinit powstaje w wyniku wietrzenia skaleni, przeważnie w środowisku kwaśnym. Kryształy kaolinitu mają budowę płytkową i składają się z poszczególnych pakietów. W skład każdego pakietu wchodzi warstwa glinowa i krzemowa (1:1), które połączone są atomami tlenu. Z kolei całe pakiety połączone są ze sobą wiązaniami tlenowo-hydroksylowymi (-O-OH). Wiązania te są tak silne, że przy zmianach temperatury i wilgotności nie rozszerzają się ani nie kurczą. Przestrzenie międzypakietowe są mniejsze niż średnica cząstek wody i średnica uwodnionych kationów, stąd nie mogą być one sorbowane na powierzchni wewnętrznej, co skutkuje małą pojemnością sorpcyjną.

33. Sorpcje glebowe- ekologiczne znaczenie.

Sorpcja to zdolność zatrzymywania w glebie różnorodnych substancji. W wyniku tych specyficznych właściwości gleba wykazuje zdolność magazynowania składników pokarmowych roślin.

Najważniejsza sorpcja odnośnie ochrony środowiska zatrzymuje składniki pokarmowe i metale ciężkie, nie są one wymywane do wód gruntowych

Sorpcja fizyczna jest to zdolność do zatrzymywania na powierzchni bardzo drobnych części stałej fazy gleby: mikroorganizmów, cząstek różnych związków, pary wodnej, dwutlenku węgla, tlenu, azotu gazowego i innych. Wielkość sorp­cji fizycznej w danej glebie uzależniona jest od wielkości powierzchni właściwej gleby. Dużą rolę w sorpcji fizycznej odgrywają koloidy, głównie z grupy mine­rałów ilastych.

Sorpcja mechaniczna polega na mechanicznym zatrzymywaniu w przestwo­rach między cząstkami i agregatami oraz w kapilarach cząstek stałych z zawie­sin, cząstek koloidowych oraz mikroorganizmów. Ten rodzaj sorpcji można po­równać do roli, jaką spełnia sączek. Zjawisko sorpcji mechanicznej wykorzysty­wane jest jako jeden z etapów przy filtrowaniu wody wodociągowej.

Sorpcja wymienna, nazywana też polarną, jest procesem fizykochemicznym. Polega ona na wymianie jonów (głównie kationów) między silnie rozdrobnionymi stałymi składnikami gleby (koloidami) a roztworem glebowym. Na miejsce jonów zabsorbowanych na powierzchni koloidów glebowych wchodzi równoważ­na chemicznie ilość jonów z roztworu glebowego. Reakcja ta nie przebiega do końca, ponieważ ustala się pewien stan równowagi dynamicznej; jest ona dwukierunkowa i odwracalna

Sorpcja chemiczna polega na przechodzeniu w roztworze glebowym związ­ków łatwo rozpuszczalnych w wodzie w związki trudno rozpuszczalne, które wytrącają się z roztworu i dzięki temu są zatrzymywane w glebie. Sorpcji tej ulegają zarówno kationy, jak i aniony. Dla rolnictwa szczególną rolę w przypad­ku anionów odgrywa sorpcja kwasu fosforowego (PO -) wprowadzonego do gleb zasobnych w węglan wapnia w postaci nawozu mineralnego (np. superfosfatu), wytrąca się bowiem nierozpuszczalny osad trójwapniowego fosforanu, który może przejść w formy przyswajalne dla roślin. Sorpcja ta chroni wprawdzie niektóre składniki pokarmowe dla roślin przed wymywaniem, ale rośliny z tych form w okresie ich unieruchomienia nie mogą korzystać.

W sorpcji biologicznej rolę sorbentów spełniają żywe organizmy, takie jak mikroorganizmy glebowe i rośliny, które pobierają jony dla normalnych funkcji życiowych. Po obumarciu, w wyniku procesu rozkładu stają się rozpuszczalne w wodzie i wówczas mogą być pobierane przez organizmy, sorbowane przez glebę lub wymywane. Sorpcja biologiczna chroni adsorbowane jony, szczególnie w glebach o dużej przepuszczalności, np. w glebach piaszczystych. Ma ona szczególne znaczenie w glebach lekkich, łatwo ulegających przemywaniu.

34. Cykl geochemiczny obiegu azotu

- azot w atmosferze 78%

- duży obieg azotu obejmuje atmosferę i litosferę, a dominującym produktem jest tutaj azot pierwiastkowy i azot związany w skałach

PRZYCHODY:

- wiązanie azotu przez rośliny

- bakterie symbiotyczne i niesymbiotyczne

- resztki roślinne, obornik

- substancja organiczna gleby

- nawozy mineralne

STRATY:

- wymywanie

- wynoszenie z plonami

- pobieranie przez rośliny

- pobierane przez erozję

Azot jest podstawowym pierwiastkiem wchodzącym w skład białek, a także kwasów nukleinowych. Azot atmosferyczny jest bardzo trudno dostępny dla roślin. Wyjątek stanowią rośliny motylkowate, żyjące w symbiozie z bakteriami brodawkowymi z rodzaju Rhizobium. Oprócz tego wolny azot atmosferyczny wiążą inne mikroorganizmy. Rośliny czerpią azot z gleby i z wody, głównie w postaci jonów amonowych (NH₄+) lub azotanowych (NO₃-). Przyswojony przez rośliny azot jest wykorzystywany przez konsumentów w postaci białka roślinnego. Produkty metabolicznych przemian białek i innych związków azotowych są wydalane przez zwierzęta jako amoniak, mocznik i kwas moczowy, a następnie rozkładane przez bakterie nitryfikacyjne. Azotany, spotykane w przyrodzie i przyswajane w sposób naturalny przez rośliny pochodzą głównie z nitryfikacji, czyli procesów utleniania amoniaku do azotanów (III), a następnie azotanów (V). Zachodzi ona dzięki obecności samożywnych bakterii glebowych zwanych bakteriami nitryfikacyjnymi. Bakterie te zdolne są do asymilacji NO₂ dzięki energii uzyskanej z utleniania amoniaku do azotynów (Nitrosomonas) i azotynów do azotanów (Nitrobacter). Procesem przeciwstawnym do nitryfikacji jest denitryfikacja, czyli redukcja azotanów (III) lub azotanów (V) do azotu N₂, przeprowadzona przez bakterie nitryfikacyjne. Uwalniając wolny azot do atmosfery, zubożają wodę i glebę.

35. Mały obieg azotu w agroekosystemie.

Mały obieg zachodzi w ekosferze i obejmuje glebę i rośliny. Można w nim wydzielić podobieg wewnętrzny, zamykający się tylko w glebie oraz zewnętrzny, w który wchodzą również rośliny. Azot z dużego obiegu dostaje się do małego głównie w wyniku redukcji biologicznej i chemicznej N₂. Zjawisko odwrotne zachodzi w wyniku procesów denitryfikacji i wymywania azotu mineralnego poza profil glebowy. Obieg wewnętrzny: immobilizacja,. mineralizacja, aktywność mikroorganizmów.

Obieg zewnętrzny: aktywność roślin, pobieranie N przez rośliny, asymilacja, nawożenie, azot w resztkach roślinnych.

36. Mineralne formy azotu:

- Amonowa= występuje w niewielkiej ilości -,16-0,45mg N-NH4/kg gleby- jest związane wymiennie bądź niewymiennie z kompleksem sorpcyjnym, co gwarantuje stabilność jej rezerw glebowych.. Duże znaczenie ma sorpcja biologiczna azotu, która występuje po wprowadzeniu nawozów organicznych.

Azotanowa (V) dobrze rozpuszczalna w wodzie, podlegająca sorpcji biologicznej oraz fizycznej ujemnej,Ułatwiająca łatwe przemieszczanie się w glebie. Sprzyja to szybkiemu przemieszczaniu się jonów do korzeni roślin

Azotanowa(III)- jest to postać przejściowa w procesie nitryfikacji amoniaku występujących w ilościach śladowych.

W warunkach beztlenowych, występujących w glebach nadmiernie wilgotnych, azotany przechodz proces denitryfikacji, a powstający azot molekularny ulatnia się do atmosfery.

37. Organiczne związki azotu w glebie

Azot występuje w glebie zarówno w formie organicznej, jak i mineralnej, przy czym

zdecydowanie dominują połączenia organiczne, które mogą stanowić do 99% całkowitej zawartości azotu. Całkowita ilość N w warstwie ornej większości gleb na ogół waha się w granicach od 0.02 do 0.4%. W glebach organicznych (torfowych) zawartość N jest wielokrotnie wyższa i wynosi do 3.5%.

Głównym źródłem azotu w glebie są resztki roślinne. Azot występuje w formach

organicznych reprezentowanych przez:

- aminokwasy

- amidy i aminy

- białka, kwasy nukleinowe

Ponadto niewielkie ilości azotu występują w glebie w postaci glicerofosforanów, ,

wit i pestycydów oraz produktów ich rozkładu.

38. Związki chemiczne występujące w obiegu azotu.

Forma pierwiastkowa N₂- atomy w cząsteczkach są silnie powiązane potrójnym wiązaniem atomowym. Jego wysoka energia decyduje o dużej koncentracji azotu w atmosferze 78% i ogranicza możliwości wykorzystania go przez organizmy żywe. Jedynie niewielka ilość organizmów wolno żyjących i symbiotycznych ma zdolność do rozerwania potrójnego wiązania cząsteczki azotu. Wiązanie azotu atmosferycznego poprzez bakterie polega na redukcji do amoniaku.

Forma utleniona (NO₃^- i NO₂^-) łatwo pobierana przez rośliny, co wiąże się z możliwością jej nagromadzenia, podlega sorpcji biologicznej, nie podlega sorpcji wymiennej, więc podatny jest na wymywanie przez wody opadowe w głąb profilu glebowego skąd może dostać się do wód powierzchniowych powodując eutrofizację i podziemnych skażając wodę pitną.

Forma zredukowana, amonowa (NH₃⁺ i NH₄⁺) jest sorbowana przez kompleks sorpcyjny, ulega sorpcji biologicznej i wymiennej, w procesie nitryfikacji ulegają przemianie w azotany, w mineralizacji forma NH₂⁺ ulega redukcji do NH₄⁺, a immobilizacji NH₄⁺ utlenia się do NH₂⁺

39. Immobilizacja i mineralizacja azotu w glebie.

Immobilizacja - włączanie azotu mineralnego znajdującego się w glebie do biomasy mikroorganizmów i związków próchnicznych. Jest to proces utleniania N-NH₄⁺ do N-NH₂⁺.

Mineralizacja - rozkład substancji organicznej znajdującej się w glebie do substancji mineralnej, w tym do azotu amonowego. Jest to proces redukcji N-NH₂⁺ do N-NH₄⁺.

substancja organiczna substancja mineralna

W glebach nie użytkowanych rolniczo utrzymuje się równowaga między tymi procesami. W glebach uprawianych przewaga danego procesu zależy od zawartości substancji organicznej.

40. Scharakteryzować czynniki wpływające na przebieg mineralizacji- immobilizacji azotu w glebie.

Najważniejszym czynnikiem wpływającym na przebieg tych procesów jest stosunek C:N w substancji organicznej wprowadzonej do gleby. Wtedy równowaga azotu mineralnego jest ustabilizowana a ilość wydzielanego z gleby dwutlenku węgla utrzymuje się względnie na stałym poziomie. Równowaga tych procesów występuje gdy stosunek C:N wynosi 20-30:1, a zawartość azotu w substancji organicznej 1,2-1,8%N.

- przy stosunku C:N poniżej 20:1 i zawartości N powyżej 1,8% (mineralizacja) w glebie nagromadzają się jony NH₄⁺ i NO₃^-.

- przy stosunku C:N powyżej 30:1 i zawartości N poniżej 1,2% (immobilizacja) stwierdza się ubytek zawartości mineralnych form oraz wzrost ilości wydzielanego z gleby CO₂.

Czynniki zewnętrzne tj.: temperatura, wilgotność, stopień natlenienia gleby.

41. Co oznaczają pojęcia: amonifikacja, nitryfikacja, denitryfikacja.

Amonifikacja- proces przekształcania związków organicznych azotu do amoniaku. Zachodzi w warunkach tlenowych- butwienie i beztlenowych- gnicie. Działają przy tym bardzo różne enzymy, uczestniczące w procesie dysacji. Proces niekorzystny na glebach lekkich o małej pojemności sorpcyjnej, dużej zawartości materii organicznej bogatej w azot, ponieważ część NH3 nie zabsorbowana przez glebę może ulatniać się do atmosfery.

(NH₂)₂CO + H₂O 2NH₃ + CO₂

Nitryfikacja- biologiczne utlenianie amoniaku do azotanów zachodzące w dwóch etapach:

• NH₄⁺ utleniany przez bakterie Nitrosomonas do NO₂^-

• NO₂^- utleniany przez bakterie Nitrobacter do NO₃^-

4NH₄ + 6O₂ 4NO₂^- + 8H⁺ + 4H₂O

4NO₂^- + 2O₂ 4NO₃^-

1. Aspekty korzystne

• Z punktu widzenia rolniczego- związki azotowe trudno przyswajalne dla roślin przekształcają się w łatwo dostępne NH₄⁺ i NO₃^-

Aspekty niekorzystne

• Z punktu widzenia ochrony środowiska- nitryfikacja jest niekorzystna, ponieważ nie zasorbowane NH₄⁺ przez kompleks sorpcyjny lub nie pobrane przez rośliny NO₃^- łatwo ulegają wymyciu z profilu glebowego powodując zanieczyszczenie wód gruntowych

• Wodór powstający w tym procesie powoduje zakwaszenie gleb

• Nadmiar azotanów w glebach prowadzi do tego, że rośliny pobieraja je w sposób luksusowy. Sama obecność azotanów w roślinach nie stanowi dla nas bezpośredniego zagrożenia, zagrożenie wynika z tego, iż w przewodzie pokarmowym azotany ulegają przemianom do azotynów- związków toksycznych dla ludzi.

Denitryfikacja- redukcja azotanów do N₂ i N₂O - całkowita, lub do NH₃ - częściowa.

5CH₂O + 4NO₃- + 4H+ 2N₂ + 5CO₂ + 7H₂O

NO₃- NO₂- NO N₂O N₂ NH₃

Denitryfikacja jest to proces beztlenowy, w wyniku którego azotany ulegają redukcji do produktów gazowych.

1. Aspekty niekorzystne.

• Z punktu widzenia rolniczego- zjawisko niekorzystne, ponieważ w jej wyniku następują duże straty azotu w skutek utleniania się, prowadzi to do zubożenia gleby

• Aspekty korzystne.

• Z punktu widzenia ochrony środowiska- zjawisko korzystne (denitryfikacja całkowita), ponieważ azot zostaje zredukowany do azotu cząsteczkowego, który ulatnia się do atmosfery (zamykając obieg azotu w przyrodzie), w glebie nie pozostają toksyczne dla roślin NO₃^-

42. Jakie warunki sprzyjają nitryfikacji a jakie denitryfikacji.

Warunki nitryfikacji:

• Warunki bezwzględnie tlenowe

• Temperatura ok. 25-30^oC

• Odczyn obojętny lub słabo kwaśny

• Hamowana w obecności inhibitorów

• Obecność bakterii Nitrosomonas, Nitrobacter

• Przewiewna gleba, co jest związane z odpowiednim natlenieniem

• Wilgotność 60%

• C:N <12

Warunki denitryfikacji:

• Warunki beztlenowe

• Musi istnieć źródło substancji organicznej

• Temperatura ok. 35^oC

• Odczyn obojętny lub zasadowy

• Potencjał redoks 500-600mV (warunki redukcyjne)

• Obecność NO₃

• Niskie ciśnienie cząstkowe

• Gleba nasycona wodą

• Duża ilość łatwo ulegającego utlenieniu związku węgla

Trzy ostatnie przyspieszają denitryfikację.

44. Formy fosforu glebowego.

Fosfor w glebach znajduje się zarówno w związkach organicznych, jak i mi­neralnych. Warstwy wierzchnie gleb mineralnych zawierają od 25% do 65% fosforu organicznego, który jest związany z substancją organiczną gleby. Stąd zawartość obydwu form fosforu maleje wraz z głębokością 'profilu glebowego.

Związki organiczne fosforu to przede wszystkim fityny lub ich pochodne, kwasy nukleinowe oraz fosfolipidy. Ich źródłem w glebach są głównie resztki roślinne. Fosfor związków organicznych, w odróżnieniu od fosforu związków mineralnych, jest stale uwalniany do gleby w wyniku rozkładu substancji orga­nicznej. Rośliny pobierają go po zmineralizowaniu związków organicznych.

Fosfor związków mineralnych występuje w glebach w połączeniach z wap­niem, żelazem, glinem, magnezem i manganem. Głównym źródłem fosforu mineralnego w glebie jest bardzo trudno rozpuszczalny minerał - flu­oroapatyt. Fosfor dwuwapienny, fosfor trójwapienny, hydroksyapatyt.

Formą dostępną dla roślin jest anion kwasu ortofosforowego H₂PO₄^- Kwas ten dysocjuje, w zależności od odczynu środowiska, trzystopniowo:



H₃PO₄ H⁺ + H₂PO₄^-



H₂PO₄^- H⁺ + HPO₄^2-



HPO₄^2- H⁺ +PO₄^3-

- ruchomy- składają się na nią głównie fosforany zaadsorbowane na powierzchni uwodnionych tlenków żelaza, glinu, minerałów ilastych, substancji organicznej i na cząsteczkach węglanu wapnia. Najwięcej fosforu ruchomego znajduje się w glebach o odczynie lekko kwaśnym. Na glebach o odczynie kwaśnym, bardzo kwaśnym lub alkalicznym dochodzi do uwsteczniania fosforu czyli spadku przyswajalności dla roślin.

- zapasowy- są to różnego typu apatyty, waryscyt, strengit, sworyt, fosforyty. Trudno się rozpuszczają, zgromadzone w minerałach

- aktywny- występuje w roztworze glebowym w postaci jonów fosforanowych pochodzących z dysocjacji kwasu ortofosforowego. Równowaga tych procesów zależy od pH.

- fosfor rozpuszczalny i wymienny

- fosfor związany z wapieniem

- fosfor związany z glinem

- fosfor związany z żelazem

45. Czynniki wpływające na zwiększenie rozpuszczalności związków fosforu w glebie

- kwas węglowy przez korzenie roślin i mikroorganizmy (im więcej kwasu tym łatwiej się rozpuszczają)

- kwasy mineralne i organiczne powstające w glebie jako produkty działalności mikroorganizmów i korzeni roślin

-fizjologicznie kwaśne sole rozpuszczalne

-czas powstania związków fosforu - im czas dłuższy tym rozpuszczalność staje się trudniejsza ze względu na starzenie się P

-szybkość mineralizacji związków organicznych - podczas niej wydzielają się związki P

- im jest większy odczyn kwaśny tym fosforany są bardziej przyswajalne dla roślin

46. Czynniki wpływające na zmniejszenie rozpuszczalności związków fosforu w glebie
- biologiczna sorpcja jonów fosforu - pobieranie jonów przez mikroorganizmy

- tworzenie się związków trudno rozpuszczalnych z połączeń łatwo rozpuszczalnych

- sorpcja fizykochemiczna - aniony

- proces starzenia się związków fosforowych

- przechodzenie fosforanów w siatkę krystaliczną minerałów glebowych

47. Sorpcje fosforanów w glebie
- Jony fosforanowe przy odczynie kwaśnym reagują na zasadzie sorpcji wymiennej z kationami Al., Fe i dodatnio naładowanymi wodorotlenkami tych pierwiastków. Wodorotlenek żelaza silniej sorbuje fosfor od wodorotlenku glinu.
- W środowisku zasadowym - tworzą się mało przyswajalne dla roślin połączenia fosforu z wapniem i magnezemJony fosforanowe mogą być wiązane przez glebę na zasadzie sorpcji wymiennej niespecyficznej i specyficznej. 
Adsorpcja niespecyficzna- polega na wymiennym wiązaniu jonów fosforanowych na powierzchniach wodorotlenków Fe i Al w kwaśnym odczynie. 
Adsorpcja specyficzna- polega na tworzeniu wiązań ligandowych z wodorotlenkami i zewnętrznymi atomami Fe i Al oraz z grupami OH- wysycającymi część nieskompensowanych ładunków Ca2+ w cząsteczkach węglanu wapniowego. Jednak najwięcej fosforu w glebie ulega sorpcji chemicznej

48. Wpływ odczynu gleby na przemiany fosforu w glebie
Występujące w silnie kwaśnych glebach mineralnych rozpuszczalne związki , glinu i manganu reagują z jonami H₂PO₄^-, tworząc trudno rozpuszczalne w wodzie fosforany żelaza, glinu i manganu.W środowisku słabo kwaśnym, obojętnym i zasadowym jony fosforanowe reagują ze związkami wapnia i magnezu, wytrącając się również w formie trud­no rozpuszczalnych fosforanów wapnia i magnezu.
Odczyn gleby zbliżony do obojętnego sprzyja powstawaniu najpierw fosfora­nów dwu- i trójwapniowych, które z kolei pod wpływem wody ulegają hydrolizie i dają bardziej odporny na wodę hydroksyapatyt. Jeżeli w glebie znajdują się jony fluoru, to mogą one wchodzić w miejsce grup OH do hydroksyapatytu prze­kształcając go w fluoroapatyt. Fosfor z połączeń fosforanowo-żelazowych, fosforanowo-glinowych i fosforanowo-wapniowych może być udostępniany roślinom, ale tylko ze świeżych połączeń. Z biegiem czasu związki te "starzeją się" przechodząc z formy drobnokrystalicznej w gruboziarnistą - trudno dostępną roślin.Jony fosforanowe przy odczynie kwaśnym reagują na zasadzie sorpcji wymiennej nie tylko z kationami glinu i żelaza, ale również i z dodatnio naładowa­nymi wodorotlenkami tych pierwiastków.

51. Formy wapnia i magnezu w glebie i wzajemne relacje miedzy nimi.

Formy magnezu w glebie:

1. magnez strukturalnie związany

• Węglany- magnezyt, dolomit

• Krzemiany- biotyt, hornblenda, augit, oliwin, montmorylonit, serpentynit, talk

2. magnez silnie związany (zapasowy)

3. magnez wymienny (ruchomy)

4. magnez aktywny

Formy wapnia w glebie:

1. wapń w minerałach (kalcyt, aragonit, dolomit, gips itp.)

2. wapń w materii organicznej

3. wapń silnie związany

4. wapń wymienny (ruchomy)- w kompleksie sorpcyjnym

5. wapń aktywny- w roztworze glebowym

Wapń i magnez mają wiele cech wspólnych. Występują w glebach w dużych ilościach i prawie wyłącznie jako związki mineralne. O ich przemianach decyduje głównie proces wymiany jonowej. Procesy strącania i rozpuszczania nie odgrywają roli wobec dobrej rozpuszczalności magnezu i wapnia. Pierwiastki te występują na jednym poziomie utlenienia i dlatego nie wchodzą również w reakcje utleniania i redukcji. Aktywną formą wapnia i magnezu są ich jony pojedyncze występujące w roztworze glebowym. Ich stężenia są z reguły duże i wystarczają do pokrycia niewielkich potrzeb pokarmowych roślin na zasadzie przepływu z wodą. Forma ruchoma obejmuje kationy adsorbowane jonowymiennie przez koloidy mineralne i organiczne. Na formę zapasową składają się części wapnia i magnezu w formie węglanowej oraz w minerałach pierwotnych i wtórnych typu krzemianowego. Wapń i magnez łączą się z anionami i są wiązane w kompleks sorpcyjny. Źródłem wapnia i magnezu są minerały glebowe. W wyniku wietrzenia minerałów zawarte w nich metale przechodzą do roztworu glebowego stanowiąc formy aktywne, następnie ulegają sorpcji jonowymiennej do formy ruchomej. Dla gospodarki pokarmowej roślin bardzo ważny jest stosunek wapnia do magnezu. Duże stężenie glinu w glebie ogranicza adsorpcję magnezu przez rośliny. Glin nie ma wpływu na absorpcję wapnia. Wapnowanie gleby doprowadzającej jej odczyn do pH- 5-5,5 przy którym zanika glin aktywny zwiększa przyswajalność magnezu przez rośliny. Po zastosowaniu dużych dawek nawozów wapniowych zaczyna się jednak ujawniać antagonizm jonów wapnia i magnezu, następuje niekorzystne rozszerzenie stosunku wapnia do magnezu i w wyniku tego przyswajalność magnezu ulega powtórnie zmniejszeniu.

52. Przychody i straty przyswajalnego wapnia i magnezu w glebie.

Przychody:

- resztki roślinne i obornik

- nawozy mineralne

- minerały glebowe

Straty:

- pobieranie przez rośliny

- straty przez wymywanie

- straty przez erozję

53. Przemiany nawozów wapniowych w glebie w zależności od formy.

Reakcja egzotermiczna

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

Podczas tej reakcji wydziela się ciepło. Zachodzi w glebie, pod wpływem ciepła rozpiera glebę.

Wodorotlenek wapnia ulega hydrolizie

Ca(OH)₂ = Ca²⁺ + 2OH

i zachodzi szybkie zobojętnienie jonów wodorowych.

Nawozy:

- tlenkowe

- węglanowe

- krzemianowe



Ich wpływ na glebę jest różny, dlatego różnie są stosowane.

-H + Ca2+ + 2OH- =Ca + 2H₂O

Stosowany na glebach ciężkich, bo odkwaszanie zachodzi wolniej i nie zabija mikroorganizmów, nie unieruchamia pierwiastków. Jest w tych glebach duży KS i buforowość więc proces zachodzi wolniej

1. Tlenkowe- działa energicznie po wprowadzeniu do gleby

CaO + H₂O Ca(OH)₂ po wprowadzeniu do gleby

Ca(OH)₂ Ca₂+ + 2OH- zobojętnianie jonów H+

Ks_{_H}^-H + Ca ²⁺ + ₂OH^- Ks^-_{_} Ca + 2H₂O

2. Węglanowe

CO₂ + H₂O H₂CO₃

CaCO₃ + H₂CO₃ = Ca(HCO₃)₂

Węglan wapnia rozpuszcza się w kwasach, a w wodzie nie.

Węglan wapnia łatwo ulega hydrolizie w roztworze glebowym:

Ca(HCO₃)₂ Ca²⁺ + 2HCO^3-

I zobojetnia jony H+ roztworu glebowego i KS.

H₂CO₃= H₂O + CO₂

54. Przemiany nawozów magnezowych w glebie w zależności od formy.

Wprowadzony do gleby magnez (związki mineralne i organiczne) lecz nie pobrany przez rośliny może być wymyty do głębszych jej warstw lub może być przez nią sorbowany. Jak wynika z wielu badań ubytek magnezu wprowadzonego do gleby w największym stopniu prowadzony jest wymywaniem.

Formy słabo rozpuszczalne lub nierozpuszczalne należy wymieszać z całą warstwą orną gleby, natomiast formy rozpuszczalne w wodzie mogą być rozprowadzone na powierzchni pola.

55.Wpływ wapnowania na właściwości chemiczne gleb.

Gleby wapnujemy najczęściej wapnem w postaci CaO lub CaCO³. celem wapnowania jest zneutralizowanie ich szkodliwej dla roślin kwasowości. Wapnowanie zmniejsza rozpuszczalność soli metali ciężkich. Aby nie doprowadzić do przewapnowania (a więc unieruchomienia fosforanu wapnia) należy dla każdej gleby wyznaczyć jej całkowitą kwasowość hydrolityczną. Oddziaływanie wapnowania na tworzenie i utrzymywanie struktury gruzełkowatej zarówno w glebach lekkich jak i ciężkich może być rozpatrywane tylko w odniesieniu do przemian substancji organicznej w związki próchniczne. Gleby kwaśne są pozbawione węglanu wapnia. W roztworze takich gleb pojawiają się znaczne ilości toksycznych dla roślin uprawnych związków glinu, manganu i żelaza, natomiast obniża się przyswajalność dla roślin azotu, fosforu i potasu.

Wzbogacenie gleby w substancje organiczną przy regularnym wapnowaniu powoduje wzrost zawartości próchnicy słodkiej, co jest niezbędne do tworzenia się gruzełkowatej struktury gleby.

Na glebach bardzo lekkich wapnowanie umożliwia zwiększenie pojemności sorpcyjnej w stosunku do makroelementów i mikroelementów.

Na glebach średnich i ciężkich wapnowanie powoduje rozluźnienie ich struktury, gleby stają się pulchne i porowate, poprawa stosunków wodnych, co sprzyja tworzeniu sprawnego systemu korzeniowego. Wapnowanie wpływa także korzystnie na rozwój organizmów glebowych, zarówno należących do mezofauny, jak i do drobnoustrojów. Wapń działa stymulująco na procesy humifikacji i mobilizację azotu glebowego z próchnicy, wpływa korzystnie na rozwój wielu pożytecznych bakterii, wiążących azot z powietrza glebowego.

57.Źródła potasu glebowego i jego ubytki w glebie.
Potas występuje w glebie w całości w formie mineralnej. Pierwotnym źródłem potasu w glebach mineralnych są glinokrzemiany zawarte w skałach macierzystych: ortoklaz, albit, leucyt, muskowit, biotyt i inne minerały.
Źródła potasu glebowego:
- Zawartość potasu zależy od kategorii gleb (najuboższe są gleby lekkie)
- Intensywne nawożenie (nawozy potasowe są rozpuszczalne w wodzie i dlatego po ich zastosowaniu potas dość szybko przechodzi do roztworu glebowego)
- Opady (woda deszczowa)
- Zawartość potasu glebowego zależy od intensywności użytkowania, kategorii agronomicznej gleby, a także zmianowania roślin
- Ilość potasu zależy od zawartości próchnicy
Ubytki w glebie:
Wymywanie potasu z gleby- w warunkach klimatu umiarkowanego wymywanie potasu z gleb mineralnych zasobnych w części ilaste osiąga rocznie zaledwie 5-10kg/ha. Znacznie większe ilości potasu mogą tracić na drodze wymywania gleby wytworzone z piasków o małej pojemności sorpcyjnej. Również na glebach torfowych potas łatwo przemieszcza się pod wpływem opadów wskutek słabego wiązania przez substancje organiczne. Potas łatwiej wymywany jest z gleb zakwaszonych i w miarę spadku pH wiązanie jonów K⁺ maleje.

58. Wpływ kationów jedno- i dwuwartościowych na koloidy glebowe.

1. Wpływ kationów I wartościowych na glebę powodują peptyzację

Peptyzacja - pod wpływem uwod­nienia albo wzrostu potencjału elektrokinetycznego agregatów następuje zwięk­szenie stanu rozdrobnienia gleby. Gleby, które zawierają duże ilości wymien­nego Na+ w kompleksie sorpcyjnym, wykazują w stanie silnego nawilgocenia wysoki stan dyspersji. W tym przypadku stabilizujące działanie jonów OH^- występujących w roztworze glebowym jest wyższe od koagulującego działania jonów Na+.

2. Wpływ kationów II wartościowych na glebę powodują koagulację

Koagulacja koloidów wskutek obniżenia ich potencjału elektrokinetycznego. Koagulacja może przebiegać w glebach pod wpływem wprowadzenia do nich elektrolitów (nawozy mineralne), w wyniku czego następuje silne zagęszczenie jonów w zewnętrznych powłokach miceli i obniżenie ich elektrokinetycznego potencjału. Stopień koagulacyjnego oddziaływania jonów jest większy w przy­padku koloidów hydrofobowych, a mniejszy w przypadku koloidów hydrofilo­wych. Przy koagulacji koloidów hydrofobowych przeważnie następuje oddziele­nie wody od koloidów i tworzenie się tzw. koagulatów. Koloidy hydrofilowe podczas koagulacji dają żele, które zatrzymują część wody, co decyduje o ich "galaretowatości".

59. Antagonistyczny wpływ kationów na pobieranie innych kationów.

Działanie antagonistyczne- nadmiar jednego składnika blokuje pobieranie drugiego, ma to istotny wpływ na równowagę jonową.

Pary składników antagonistycznych:

K-Mg Ca-Mg

K-Ca Mg-Na

K-Na

Pod wpływem wysokiego nawożenia azotowego i potasowego wzrasta poziom potasu w zielonej masie 40-60%, a obniża się zawartość Mg, Ca, Na. W następstwie tego dochodzi do niekorzystnej proporcji K : ( Ca + Mg) oraz K : Na, w roślinach, a u zwierząt żywionych taką paszą zwiększa się możliwość występowania hipomagnezernii.

Antagonistyczny wpływ potasu na pobierania wapnia i magnezu jest tak silny, że często zawartość Ca lub Mg w roślinie w większym stopniu zależy od dawek K.

Kation najszybciej przenikający przez błonę półprzepuszczalną ma automatycznie dużą zdolność antagonistyczną w stosunku do kationów przenikających wolniej. Szczególne znaczenie ma antagonizm kationa wodorowego H⁺ w stosunku do wszystkich pozostałych kationów.

62. Cykl obiegu siarki.

Pierwotnym źródłem siarki są procesy wulkaniczne, w wyniku których tworzą się skały magmowe, a do powietrza dostają się gazy, w których skład wchodzą: siarkowodór i tlenki siarki. Pod wpływem działania atmosfery i hydrosfery następuje utlenianie związków siarki. Siarczyny i dwutlenek siarki są pobierane przez rośliny, które prowadzą ich redukcję dokonując procesu „ożywienia” siarki w toku syntezy tiookwasów niezbędnych do budowy białek i innych biochemicznie czynnych organicznych związków siarki. Organizmy zwierzęce uzyskują potrzebne im składniki w postaci gotowych tiookwasów i wit syntetyzowanych przez rośliny. Nadmiar związków organicznych zwierzęta wydalają w postaci siarczanów, dokonując utlenienia zredukowanych form siarki. Siarka zawarta w obumarłych tkankach roślin i zwierząt zostaje częściowo powtórnie włączona w skład żywych organizmów, a reszta ulega mineralizacji.

W atmosferze przebiegają głównie tlenowe związków siaki. Część zawartych w powietrzu związków siarki zostaje wymyta przez opady, część jako suchy opad dostaje się do lądów lub oceanów, część zostaje pobrana przez rośliny lub zasorbowana przez wody.

O zasobach siarki w litosferze decydują procesy wulkaniczne i sedymentacja. Część tych zasobów podczas procesów wietrzenia zostaje uruchomiona i wraz z siarką z powietrza włączona do organizmów żywych, a po ich śmierci ulega mineralizacji i w zależności od warunków ulega utlenieniu lub redukcji. Do atmosfery przedostaje się jednak wyłącznie w wyniku procesów redukcji w warunkach beztlenowych. Siarczyny powstałe w warunkach tlenowych migrują wraz z wodą. Związki siarki w środowisku wodnym pochodzą z działalności wulkanicznej, z atmosfery oraz z dopływów z lądu. W powierzchniowych warstwach wody dominują siarczyny. Są one wykorzystywane przez rośliny wodne, część ulega w atmosferze, a część przenika w głąb wody ubogiej w tlen, gdzie odbywa się proces redukcji do siarkowodoru i siarczków. W strefie przydennej siarkowodór tworzy się także w wyniku beztlenowego rozkładu opadłych tu szczątków roślinnych i zwierzęcych.

Na obieg siarki duży wpływ ma także działalność człowieka. Kopalnictwo i zrzut solanek, ścieków przemysłowych oraz emisja gazów zawierających siarkę z procesów spalania paliw stałych i płynnych, transport i chemizacja rolnictwa powodują znaczny dopływ siarki do atmosfery, hydrosfery czy litosfery. Spalanie paliw kopalnych przez człowieka stanowi przyczynę poważnych zakłóceń cyklu siarki. Wyemitowany do powietrza atmosferycznego dwutlenek siarki jest utleniany do trójtlenku, a następnie uwodniony do kwasu siarkowego. W ten sposób związki siarki stają się odpowiedzialne w 2/3 za kwaśne deszcze, które powodują poważne szkody gospodarcze.




63. Formy siarki glebowej.

Siarka w glebie:

-forma mineralna

-forma organiczna

Mineralne formy siarki:

-siarczyny: wapnia, magnezu, potasu, sodu

-siarczki- żelaza (FeS), piryt (FeS₂), chalkopiryt (CuFeS), sfaleryt (ZnS), kobaltyt (CoAsF)

Związki siarki:

-tlenek siarki IV

-tlenek siarki VI

-tlenek siarkowy IV

-tlenek siarkowy VI

-siarkowodór

64. Formy występowania siarki w jej cyklu obiegu.

• Gazy wulkaniczne: siarkowodór i tlenki siarki

• Pod wpływem działania atmosfery i hydrosfery następuje utlenianie związków siarki- siarczyny i dwutlenek siarki

• Związki siarki są pobierane przez rośliny, które prowadzą ich redukcję dokonując procesu „ożywienia” siarki w toku syntezy tiookwasów

• zwierzęta wydalają związki siarki w postaci siarczanów, dokonując utlenienia zredukowanych form siarki

• część przenika w głąb wody ubogiej w tlen, gdzie odbywa się proces redukcji do siarkowodoru i siarczków.

• Wyemitowany do powietrza atmosferycznego dwutlenek siarki jest utleniany do trójtlenku, a następnie uwodniony do kwasu siarkowego

65. Procesy przemian siarki w glebie.

- immobilizacja

- mineralizacja

- utlenianie

- redukcja

C:S > 400 immobilizacja

< 200 mineralizacja

200-400 równowaga

O wyniku procesów immobilizacji i mineralizacji siarki decyduje stosunek C:S w resztkach organicznych wprowadzanych do gleby. Przy szerokiej proporcji C:S (>400) przeważają procesy biologicznego uwsteczniania, a przy wąskim (<200) związki siarki ulegają w większym stopniu mineralizacji. Procesy te zrównoważone, gdy wartość stosunku C:S zawiera się w przedziale 200-400.

Siarka w związkach może występować w kilku stopniach utlenienia ( -2,-1,0 elementarna +2,+4,+6). Do najtrwalszych związków siarki należą formy najbardziej utlenione(siarczany) oraz zredukowane (siarczki).

Drobnoustroje utleniające siarkę są przeważnie autotrofami. Mogą tu też brać udział niektóre mikroorganizmy heterotroficzne.

Utlenianie związków siarki do siarczanów (VI) na ogół nie powoduje głębokich zmian we właściwościach gleb uprawnych, jedynie w okresie przysychania gleb może prowadzić do ich zakwaszenia.

W procesie redukcji siarczanów (VI) wytwarza się siarkowodór. Nadmiar tego gazu na plantacjach ryżu wywołuje brązowienie roślin.

67.Wrazliwośc gleby na działanie kwasu

Wrażliwość gleby na działanie kwasu określa się na podstawie właściwości chemicznej jej wierzchniej warstwy.

Wrażliwość	Wydajność wymiany kationowej mmol(+)/kg	Inne warunki
niewrażliwe	>154	Żadne
Słabo wrażliwe	62-154	Brak wolnych węglanów, teren nie ulegający zatapianiu
wrażliwe	<62	Brak wolnych węglanów, teren nie ulegający zatapianiu

69 - Czynniki wywołujące stresy u roślin. ( znalazłam 4 różne podziały)

1. Stres - krótkotrwałe zaburzenia metabolizmu roślin

• czynniki abiotyczne- brak wody, powietrza w glebie, zbyt silne nawożenie, zanieczyszczone powietrze, błędy w uprawie

• czynniki biotyczne- wirusy (wiroidy), bakterie (700gat), grzyby (80 tyś gatunków)

2. Typy czynników stresowych:

Biotyczne Abiotyczne:

- wirusy - fizyczne

- bakterie - chemiczne

- grzyby

- nicienie

- owady

Biotyczne:

a) promieniowanie (nadmiar, niedobór, UV)

b) temperatura (wzrost, spadek, mróz, chłód)

c) mechaniczne (wiatr, zasypanie, pokrywa śnieżna)

d) woda (suche powietrze, susza glebowa, zatapianie)

e) gazy (niedobór tlenu, gazy wulkaniczne)

f) minerały (nadmiar, niedobór, zachwianie równowagi, zasolenie, metale ciężkie, zakwaszenie,

alkalizacja)

Abiotyczne:

a) rośliny (zagęszczenie, allelopatia, rośliny pasożytnicze)

b) antropogeniczne (zanieczyszczenia przemysłowe, pestycydy, ubicie gleby, pożary,

promieniowanie jonizujące, pola elektromagnetyczne)

4. FIZYCZNE

1. woda

• deficyt (susza)

• nadmiar (zalanie)

2. temperatura

• chłód >0^oC do ok. 10%^oC i mróz <0^oC

• przegrzanie

3. promieniowanie

• daleka czerwień i UV

• promieniowanie światła widzialnego

4. inne

• wiatr

• pole magnetyczne

• pole elektryczne

CHEMICZNE

1. mineralne

• deficyt

• nadmiar (zasolenie)

2. zanieczyszczenia

• atmosferyczne

• glebowe

3. pestycydy

BIOTYCZNE

1. konkurencja

• wewnętrzgatunkowa

• międzygatunkowa

2. allelopatia

3. inwazja organizmów

71. Reakcje roślin na nadmiar składników pokarmowych (zasolenie).

Nadmierna koncentracja soli powoduje zmniejszenie dostępności wody dla roślin, utrudnia pobieranie składników pokarmowych, zniekształca równowagę jonową w glebach oraz zwiększa zawartości soli w roślinach i obniża ich wartość użytkową. Niektóre objawy zasolenia gleby w produkcji roślinnej można obserwować gołym okiem, a inne wymagają zastosowania metod naukowych. do określenia zmian.

Reakcje roślin:

1. Widzialne

- okresowe więdnięcie lub utrata jędrności liści

- żółknięcie liści

- przypalanie liści lub zewnętrzne brązowienie liści ­

- wczesne opadanie liści

- zahamowanie wzrostu

2. Niewidzialne

- zmniejszenie szybkości fotosyntezy i produkcji energii

- redukcja systemu korzeniowego

- niedobór potasu

- zmniejszenie odporności na niskie i wysokie temperatury

72. Oddziaływanie zasolenia na gleby i rośliny.

Niekorzystny wpływ zasolenia na właściwości gleby polega na:

• wypieraniu kationów dwuwartościowych z kompleksu sorpcyjnego,

• peptyzaja koloidów,

• gleba traci strukturę i staje się zlewna,

• niekorzystny układ stosunków wodno-powietrznych,

• zaskorupianie się gleby i anerobioza,

• trudności związane z uprawą.

Nadmierne zasolenie może spowodować niekorzystne zmiany roztworu glebowego polegające na:

1. obniżaniu potencjału wody glebowej i utrudnionym jej pobieraniu, aż do suszy fizjologicznej bądź plazmolizy,

2. akumulacji niektórych jonów do poziomu toksycznego dla roślin,

3. utrudnionym pobieraniu składników pokarmowych,

4. odpływie składników do głębszych warstw gleby.

73. Czynniki powodujące zasolenie gleb.

Zasolenie- to nadmierne stężenie składników rozpuszczalnych w danym środowisku.

Proces zasolenia może wystąpić w glebie w wyniku:

• nawadniania wodami zasolonymi,

• stosowania nawozów niskoprocentowych,

• stosowania ścieków i odpadów przemysłowych.

• Przyspieszenie zasolenia następuje w przypadku przewagi parowania nad opadami.

Wśród składników rozpuszczalnych powodujących zasolenie najgroźniejszymi są: Na⁺, Cl^-, HCO₃^-, SO₄^2-, B₂O₇^4-. Szkodliwość zasolenia gleb polega na ujemnym jego wpływie na właściwości gleby oraz wzrost i plonowanie roślin.

Roztwór glebowy z którego rośliny czerpią składniki pokarmowe może zawierać zbyt wiele w stosunku do potrzeb rośliny kationów takich jak: Ca²⁺,Mg²⁺, N⁺, K⁺ czy anionów: N0^3-, S0₃², Cl^- i innych. Jony te przechodzą z roztworu glebowego w wyniku:

• rozpuszczania się minerałów gleby,

• degradacji materii organicznej w wyniku działalności mikroorganizmów,

• niewłaściwego stosowania (przedawkowania) nawozów mineralnych,

• nawadniania upraw wodą czerpaną z naturalnych zbiorników wodnych,

• stosowania soli mineralnych do posypywania dróg w zimie,

• przedostawania się wody morskiej do gleb (dotyczy terenów przymorskich).

Stężenie jonów może także wzrosnąć ponad normę w wyniku tzw. zjawiska podsiąkania, gdyż uruchamiane są zasoby wodne z głębszych warstw ziemi co ma miejsce zwłaszcza w okresach przedłużającej się suszy i objawia się 'białymi wykwitami' na powierzchni gleby. Nagromadzenie się w glebie rozpuszczalnych składników w wodzie nazywa się zasoleniem gleb. Zasolenie polega na stopniowym gromadzeniu się soli w postaci chlorku sodu i siarczanów w wierzchniej warstwie gleby.

74. Wpływ zasolenia gleb na jakość roślin.

Akumulacja soli (zwłaszcza sodu) jest jednym z głównych fizjologicznych zagrożeń dla ekosystemów. Sól zakłóca rozwój roślin ograniczając pobieranie składników pokarmowych i obniżając jakość wody, z której roślina korzysta. Ma wpływ na metabolizm organizmów glebowych, prowadząc do poważnego obniżenia żyzności gleby. Nadmierny stopień zasolenia gleb powoduje zwiększenie zawartości soli w roślinie, co prowadzi do okresowego więdnięcia lub utraty jędrności liści, żółknięcia liści oraz zewnętrzne brązowienie liści, a także wczesnego opadania liści. Nadmiar sodu niszczy strukturę gleby, która traci zdolność do podtrzymywania wzrostu roślin. Wysoka ilość soli prowadzi do obumierania roślin z powodu wzrostu ciśnienia osmotycznego i toksycznego działania soli.

Zasolenie zwiększa nieprzepuszczalność głęboko położonych warstw gleby, sprawiając, że ziemia nie nadaje się pod uprawę.

Niewidocznymi objawami zasolenia gleb w produkcji roślinnej są: zmniejszenie szybkości fotosyntezy i produkcji energii, redukcja systemu korzeniowego ,niedobór potasu, zmniejszenie odporności na niskie i wysokie temperatury

75. Oddziaływanie nawozów na glebę.

Nawozy wprowadzane do gleby umożliwiają utrzymania lub zwiększenia zawartości w niej składników pokarmowych potrzebnych roślinom (głównie azot, potas, fosfor) oraz poprawienia właściwości chemicznych, takich jak odczyn gleby, fizykochemicznych, np. zwiększenie zdolności sorpcyjnych, fizycznych, do których należy polepszenie struktury gleby oraz zwiększenie pojemności wodnej, biologicznych poprzez wpływ nawozów na występowanie pożytecznej mikroflory, z którą wiąże się prawidłowy rozkład resztek pożniwnych.

Nawożenie zapobiega obniżaniu się żyzności gleby, która jest skutkiem wywożenia plonów poza gospodarstwo rolne, a więc i składników mineralnych, z których się te plony składają, procesów erozyjnych, czy wypłukiwania składników w głąb gleby, np. w czasie obfitych opadów.

Wprowadzanie nawozów do gleby niesie ze sobą zagrożenie dostania się gleby substancji szkodliwych. Zanieczyszczenia zmieniają gleby pod względem chemicznym, fizycznym i

biologicznym. Szkodliwe substancje zmieniają w znaczny sposób odczyn gleb. Zwiększone

zakwaszenie lub alkalizacja gleb negatywnie wpływa na stan mikrofauny i mikroflory

glebowej. Na skutek tego zmniejsza się szybkość rozkładu organicznych szczątek roślinnych i

zwierzęcych i tworzenia humusu. Ograniczony rozwój bakterii azotowych powoduje

zmniejszenie tempa nitryfikacji i denitryfikacji. Zmniejsza się ich wartość

użytkowa. Gleby o zmienionym odczynie stają się mniej urodzajne, co ujawnia się w

zmniejszonej ilości i jakości plonów.

Zanieczyszczenia gleb mogą ulegać depozycji do środowiska wodnego na skutek

wymywania szkodliwych substancji. Powodują tym samym zanieczyszczenie wód.

76. Ekologiczne znaczenie nawozów organicznych.

• Nawozy organiczne są ważnym źródłem próchnicy w glebie, dzięki której można zwiększyć pojemność sorpcyjną gleb

• Nawozy organiczne są prawie wyłącznym czynnikiem poprawienia struktury i pojemności wodnej gleb.

• Nawozy organiczne są źródłem składników pokarmowych i energii dla drobnoustrojów gleby. Przy większych dawkach nawozów mineralnych życie biologiczne powinno być również intensywniejsze.

• Nawozy organiczne łagodzą ujemny wpływ niezrównoważonego nawożenia mineralnego oraz silnego zakwaszenia.

77. Jakie nawozy mogą powodować zakwaszenie gleby i dlaczego?

Nawozami które powodują zakwaszenie gleby są nawozy fizjologicznie kwaśne. Typowym ich przedstawicielem jest siarczan amonu. W glebie ulega dysocjacji na jony 2NH₄⁺ i SO₂^-, przy czym jon amonowy jest szybciej i w większej ilości pobierany przez korzenie roślin niż jon siarczanowy. Do gleby wydziela się równoważna ilość jonu H^+, który wraz z SO₄^2- powoduje zakwaszenie gleby. Pozostałe nawozy azotowe łącznie z saletrą amonową również działają zakwaszająco. Do tego przyczyniają się także nawozy wieloskładnikowe, które zawierają azot w formie NH₄⁺ lub w których azot w wyniku przemian w glebie przechodzi w formę amonową.

78. Czy nawozy organiczne mogą powodować zanieczyszczenia środowiska?
Nawozy organiczne to nawozy zawierające w swoim składzie niezbędne dla roślin składniki pokarmowe w postaci związków organicznych. Są źródłem próchnicy, dlatego ich stosowanie polepsza właściwości fizyczne, chemiczne, biologiczne gleby i wzbogaca jej mikroflorę. Ale nawozy organiczne mogą być także źródłem wielu zanieczyszczeń takich jak:

• gazowe (amoniak, siarkowodór, dwutlenek węgla, tlenki azotu oraz inne odory)

• mikrobiologiczne (drobnoustroje chorobotwórcze, laseczki różycy, prątki gruźlicy, występuje tu także korzystna flora bakteryjna - bakterie saprofityczne: ziarniaki, bakterie kwasu mlekowego)

• pyłowych

• chemicznych (azot w formie azotu azotanowego, inne pierwiastki dostające się do wód na drodze wymywania z profilu glebowego, czy zmywów powierzchniowych).

Zanieczyszczenia te powstają w wyniku:

- niewiedzy i niedbalstwa osób nawożących nimi

- niewłaściwego przechowywania nawozów

- stosowania zbyt dużych dawek

- stosowania w nieodpowiednich terminach i nieodpowiednim terenie (np. zbyt duży spadek)

Nawozy organiczne nawet dobrze rozłożone są dla glebowych organizmów substancją obcą. Dlatego też wysokie dawki nawozu płynnego, w dodatku nie dostateczenie rozłożonego, mogą zahamować życie gleby na wiele tygodni, a nawet zniszczyć je i spowodować obumarcie korzeni. Nadmiar wody bowiem wypiera z gleby powietrze, w tym tlen, stymulując niekorzystne procesy beztlenowe.

79. Formy glinu w glebie w zależności od odczynu.

Glin jest metalem obecnym w niewielkiej ilości w organizmach żywych, natomiast wszechobecnym w naszym środowisku. Dotychczas nie wykazano żadnej biologicznej funkcji w procesach życiowych tego pierwiastka. Jednak występując we wszystkich podstawowych elementach ekosystemów: glebie, wodzie i powietrzu stanowi źródło narażenia człowieka

W glebie występuje najczęściej w postaci glinokrzemianów, wodorotlenków, w niewielkiej ilości jako fosforan glinu, w połączeniach organicznych, w formie wymiennej w kompleksie sorpcyjnym oraz w roztworze glebowym.

W glebach silnie kwaśnych występują przede wszystkim trójwartościowe kationy kompleksowe, w których jony Al3+ związane są z sześcioma cząsteczkami wody.

W miarę wzrostu pH cząsteczki zostają zastępowane przez jony OH^- i powstają jedno- i dwuwartościowe jony hydroksyglinowe:

Al³⁺ + OH^- Al.(OH)²⁺

Al.(OH)²⁺ + OH^- Al.(OH)₂⁺

Przy dalszym wzroście pH trzecia cząsteczka wody zostaje zastąpiona przez jony OH^- i tworzy się wodorotlenek glinu Al.(OH)₃ * 3H₂O.

Al.(OH)₂⁺ + OH^- Al.(OH)₃

Wraz ze wzrostem pH powyżej 7 następne cząsteczki wody zostają zastąpione przez jony OH^- i powstają jony glinianowe AlO₃^3-

80. Toksyczne oddziaływanie glinu

Przy odczynie kwaśnym (pH <5,5) pojawiają się w glebach związki glinu w stanie rozpuszczalnym albo glin wymienny zwany "glinem ruchomym", które oddziałują toksycznie na rośliny. Oddziaływanie to może być:

- bezpośrednie - przez uszkodzenie korzeni roślin,

- lub pośrednie - poprzez wytrącanie fosforu w glebie i korzeniach w po­staci fosforanu glinu. Zawartość glinu "ruchomego" wiąże się z typem gleby oraz ze sposobem jej użytkowania. Najwięcej jest go w glebach bielicoziemnych oraz w glebach pod lasami.

- gromadzi się w korzeniach powodując ich uszkodzenie, zahamowanie wzrostu, ich grubienie

- utrudnia pobieranie prze roślinę P, Ca, Mg

- objawy toksyczności Al., na nadziemnych częściach roślin, przypominają objawy niedoboru P, jest to ciemnozielone zabarwienie liści, zahamowanie wzrostu i purpurowienie się łodyg

- toksyczne działanie objawia się tylko w glebach kwaśnych

- toksyczność glin przeciwdziała wapnowanie

81. Przemiany i formy manganu w glebie
Mangan aktywny- zawarty w roztworze glebowym w postaci:

• Jonów prostych Mn²⁺

• Kompleksowych jonów mineralnych [(Mn²⁺)] -> MnHCO₃, MnOH⁺

• Kompleksowych związków organicznych
  Mangan ruchomy- mangan aktywny + formy manganu łatwo ulegające redukcji
  Formy manganu:

• W roztworze glebowym lub łatwo rozpuszczalny

• Mn wymienny

Mn łatwo ulegający redukcji
Na procesy oksydoredukcyjne wpływają mikroorganizmy (utleniają związki manganu Mn²⁺)

• Utlenianie Mn- utrata elektronów i zmianie ładunku, miarą zdolności utleniania lub redukcji jest potencjał oksydoredukcyjny

• W glebie łatwo powstaje Mn²⁺ , dalsze utlenianie zachodzi w środowisku roztworów zasadowych

• W glebie Mn występuje prawie wyłącznie w stopniach utlenianie:2+, 3+ i 4+

Jony Mn²⁺ przy przy określonym potencjale redoks i pH mogą byś strącane w formie nierozpuszczalnych tlenków

Mn²⁺ + 2H₂O MnO₂ + 4H⁺ + 2e^-
Wraz ze wzrostem pH wzrasta liczba form Mn ulegających redukcji, a maleje liczba form wymiennych manganu
pH gleb- <7, wpływa to decydująco na aktywność Mn²⁺;w roztworze dominuja wtedy jony Mn²⁺ i kompleksy organiczne manganu. Aktywność Mn²⁺ w roztworze spada 100-krotnie przy wzroście pH o jednostkę. Mangan jest więc z nich łatwo wypierany, szczególnie przy Cu>Pb>Ni,.

82. Co to jest promieniowanie i rodzaje promieniowania.

Promieniowanie- to strumień cząstek lub fal wysyłanych przez ciało (przesyłanie energii). Wytwarzanie promieniowania nazywane jest emisją.

Rodzaje promieniowania:

l. promieniowanie elektromagnetyczne

- promieniowanie świetlne

- słoneczne

- rentgenowskie

- ultrafioletowe

- podczerwone

- mikrofalowe

- gamma

- tła (promieniowanie reliktowe)

- plazmy

- hamowania (promieniowanie elektromagnetyczne powstające podczas hamowania ciała (cząstki) obdarzonej ładunkiem elektrycznym

2. promieniowanie korpuskularne (strumień cząsteczek)

- promieniowanie jądrowe

- alfa, beta

3. promieniowanie kosmiczne

4. promieniowanie jonizujące

83. Naturalne źródła promieniowania

Na naturalne źródła promieniowania składają się: 
a) Ziemia, jest naturalnym źródłem promieniowania, które jest związane z występowaniem w skorupie ziemskiej i glebie naturalnych izotopów promieniotwórczych
b) Nieodpowiednie materiały budowlane użyte przy budowie domów, budynków. Takim materiałem jest na przykład granit. Nieodpowiednie jest także dodawanie do tych materiałów popiołów i żużlów hutniczych zawierających zagęszczone ilości radioaktywnego węgla.
c) Radon (gaz szlachetny, Rn) w powietrzu, emitowany z niektórych rodzajów wód na przykład mineralnych. 
d) Radon w budynkach, wydzielany z gleby i gromadzący się w niewietrzonych pomieszczeniach. Ze wszystkich źródeł naturalnych daje największą dawkę promieniowania. Dlatego mieszkania bezwzględnie należy wietrzyć. 
e) Promieniotwórcze jądra atomów zawartych w organizmie człowieka: 40K, 226Ra, 218Po.
f) Izotop uranu, używany między innymi w reaktorach atomowych.
g) Izotop węgla, który pomaga w określeniu wieku skamieniałości.
h) Izotop kryptonu, który jest wysoce promieniotwórczy i szkodliwy. (dotychczas nie znalazł zastosowania)

84. Prawa charakteryzujące promieniotwórczość.

1. Prawo podstawowe- rozpady jąder

Jest to zjawisko statystyczne, nie ma żadnych oznak zewnętrznych, nie wiemy która połowa jąder się rozpadnie, jest niezależne od warunków zewnętrznych. Jeśli jadra pewnych izotopów rozpadają się to tylko w czasie połowicznego rozpadu, wpływu nie ma nikt i nic na rozpad jąder.

2. Prawo przesunięć Soddyego i Fajansa.

• Prawo przesunięć promieniotwórczych- rozpad α

^A_ZX ^A-4_Z-2Y + ⁴₂ α

Powstanie nowy pierwiastek przesuniety o dwa miejsca w lewo. Jeżeli jądro uległo rozpadowi to w pewnym czasie pozostaje w stanie wzbudzenia- nadmiar energii musi zostać wypromieniowany- emisja γ.

• Prawo przesunięć promieniotwórczych- rozpad β^-

^A_ZX ^A_Z+1Y + ⁰_-1β + v (antyneutrino)

Jeden neutron uległ przekształceniu w proton. Pierwiastek, który powstał ma takie same jądro masowe jak ten z którego powstał, ale jest przesunięty o jedno miejsce w prawo. Rozpadowi temu towarzyszy emisja γ.

• Prawo przesunięć promieniotwórczych- rozpad β⁺

^A_ZX ^A_Z-1Y + ⁰₊₁ β + v (neutrino)

Proton zamienia się w neutron. Powstały pierwiastek jest przesunięty o jedno miejsce w lewo. Rozpadowi temu towarzyszy emisja γ

85 - Sztuczne tło promieniowania.

• energia konwencjonalna

• nawozy mineralne

• materiały budowlane

• wybuchy jądrowe

• energetyka jądrowa, cykl paliwowy

Energetyka jądrowa - cykl paliwowy

1. przerób rad - 226, tor - 230

2. reaktor o mocy 16W zawiera 72,5t Uranu

3. eksploatacja

krypton, ksenon, argon, tryt

Promieniowanie jonizujące w medycynie:

Aparaty rentgenowskie - rad 126, kobalt - 60, cez - 137, jod 131 - hiperon, siarka 35 - metionina, kobalt 60 - witamina B12, koloidalne złoto ¹⁹⁸Au.

Inne źródła promieniowania:

- tarcze zegarków, kompasów, urządzeń kontrolno-pomiarowych pokryte farbami radioluminescencyjnymi

- czujniki dymu, rozrusznik serca (tryt, krypton, promet, pluton) .

- wyroby ceramiczne (uran i tor)

- ekrany telewizorów kolorowych - promieniowanie X

-przemysł polimerów, nowe technologie impregnacji materiałów budowlanych, sterylizacja utensyliów chirurgicznych jednorazowego użytku

- ośrodki badawcze promieniowania, laboratoria
86. Źródła skażeń gleby substancjami radioaktywnymi

• Gaz ziemny

• Nawozy mineralne (substancje radioaktywne występujące w fosforytach)

• Wybuchy jądrowe

• Energetyka jądrowa

• Materiały budowlane

• Złe przechowywanie substancji radioaktywnych (tarcze zegarków, kompasów, urządzeń kontrolno-pomiarowych pokryte farbami radioluminesencyjnymi, czujniki dymu, rozrusznik serca (tryt, krypton, promet, pluton), wyroby ceramiczne (uran i tor))

87. Naturalne źródła metali ciężkich w glebach.

Pierwiastki śladowe stanowią łącznie ok. 1% skał skorupy ziemskiej. Metale ciężkie są zanieczyszczeniami podstawiającymi izomorficznie różne makroelementy w sieci krystalicznej wielu minerałów pierwotnych. W skałach osadowych pierwiastki śladowe podstawiają w wyniku sorpcji na minerałach wtórnych, będących produktami wietrzenia minerałów pierwotnych.

Metale ciężkie mogą też występować w atmosferze i hydrosferze. Szczególnie duże ich stężenia notuje się w pobliżu wulkanów (Etna i Hawaje), ponieważ ich zawartość w tamtejszej lawie jest szczególnie duża.

88.Antropogeniczne źródła metali ciężkich w glebie:

• górnictwo rud metali

• wydobywanie rud powoduje duże ilości odpadów, zostaje cała gama pierwiastków

• rolnictwo

• zanieczyszczenia w nawozach mineralnych(Cd, Cr, Mo, Pb, U, V, Zn)

• pestycydy(Cu, As, Hg, Pb, Mn, Zn)

• środki ochrony żywności (As, Cu, Cr)

• odpady z intensywnej hodowli trzody chlewnej i drobiu(Cu, Zn, As)

• komposty, obornik (Cd, Cu, Ni, Zn, Pb)

• spalanie paliw kopalnych

• emisja w postaci pyłów(Pb, Cd, Zn, As, Cu)

• spalanie benzyn(pochodne Pb)

• spalanie węgla(tlenki B, As, Se, Cr)

• składowanie odpadów

• wycieki ze składowisk

• elektrotechnika

• produkcja półprzewodników(Cu, Zn, Pb, Co)

• inne źródła

• baterie i akumulatory(Pb, Zn, Cu, Hg, Ni)

• farby i pigmenty (Pb, Cr, As, Mo)

89.Na czym polega szkodliwość metali ciężkich.

Sama obecność metali ciężkich nie świadczy o ich szkodliwości. Szkodliwość metali ciężkich objawia się tym, że:

• Wpływają na fotosyntezę

• Zakłócają powstawanie białek

• Obniżają odporność

• Zakłócają gospodarkę wodną

• Powodują zmiany nowotworowe

• Powodują choroby nadciśnieniowe

90.Wyjaśnić, dlaczego metale ciężkie ulegają akumulacji w glebach.

91.Metody dekontaminacji metali ciężkich w glebach.

• metody chemiczne:

• wapnowanie - zmniejszanie rozpuszczalności, mobilności, przyswajalności metali ciężkich dla roślin;

• dodawanie materii organicznej - zwiększa pojemność sorpcyjną gleby i wymianę jonową;

• wzbogacenie w fosforany - wytrącanie Pb, Zn w słabo rozpuszczalnych związkach

• dodatek zeolitów - zwiększa zdolności jonowymienne i sorpcyjne gleby;

• Al - montmorylonit - preparaty syntetycznie wiążące metale ciężkie;

• metody biologiczne:

• dobór roślin - uprawa roślin o małych zdolnościach pobierania metali ciężkich;

• zwiększenie plonowania - rozcieńczenie metali w większej masie plonu;

• bioakumulatory - częściowe usunięcie metali przez rośliny specjalne;

• metody fizyczne:

• oczyszczanie gleby - usuwanie metali przez ekstrakcję, wyparowanie, zastosowanie metod elektrokinetycznych;

• głęboka orka - rozcieńczenie w większej masie gleby;

92.W jakich warunkach glebowych najczęściej ujawnia się toksyczne oddziaływanie metali ciężkich i jak można temu zapobiegać.

Zawartość metali ciężkich w glebie zależy od:

• zawartości części spławianych- jeżeli zawartość części spławianych wzrasta to zawartość metali ciężkich także wzrasta,

• pH- im większe tym więcej metali ciężkich

zawartości próchnicy- im więcej próchnicy tym mniejsze oddziaływanie toksyczne metali

93. Mangan aktywny (co to za forma składnika i kiedy mogą nastąpić nadmiary w glebie).

W roztworach glebowych stężenie manganu waha się w szerokich granicach i wynosi 10^-4-10^-9 M. Nawet w obrębie tej samej gleby, lecz analizowanej w różnych okresach, wahania stężeń w roztworze mogą być 100-krotne. Przyczyny tych wahań wydają się tkwić w zmiennej aktywności mikroorganizmów glebowych, które pośrednio (wskutek zwiększania pH) lub bezpośrednio (redukcja MnO₂ w drodze reakcji enzymatycznych) wpływają na reakcje oksydoredukcyjne manganu w glebie.

Aktywność jonówMn²⁺ w roztworze glebowym, pozostających w równowadze z nierozpuszczalnym Mn0_2, zależy od potencjału redoks i pH.

Jeżeli pH gleb wynosi<7, to wpływa ono decydująco na aktywność Mn²⁺. W roztworze dominują wtedy jony Mn²⁺ i kompleksy organiczne manganu. Aktywność Mn²⁺ w roztworze spada 100-krotnie przy wzroście pH o jednostkę. Natomiast stabilność kompleksów organicznych, np. z kwasami fulwowymi, jest-przy odczynie kwaśnym i słabo kwaśnym-mniejsza niż w przypadku metali ciężkich. Mangan jest więc z nich łatwo wypierany, szczególnie przy Cu>Pb>Ni,.

Na procesy oksydoredukcyjne manganu, a więc również na jego aktywność, silny wpływ wywierają organizmy glebowe. Utlenienie bowiem jonówMn²⁺ powodują zarówno bakterie glebowe, jak i grzyby.

94. Techniki usuwania zanieczyszczeń glebowych poza miejscem skażenia (ex-situ).
Zanieczyszczony grunt wydobywamy z miejsca jego występowania i przetransportowujemy go w nowe wytypowane miejsce, w którym poddany jest odpowiedniej technologii oczyszczania. Jest to bardzo kosztowne a także powoduje możliwość uwolnienia się z gruntu do atmosfery od 60 do 90% zanieczyszczeń lotnych.
Wyróżnia się:
Płukanie gruntu. Usuwamy zanieczyszczenia rozpuszczalne w czynniku ekstrahującym poprzez:

- intensywne mieszanie gruntu i ekstrahenta

- oddzielenie oczyszczonych cząstek gruntu od roztworu

- oczyszczenie roztworu płuczącego
Technika ta jest przydatna do usuwania zanieczyszczeń organicznych i metali ciężkich z gruntów piaszczystych o zawartości cząstek ilastych oraz substancji organicznych nie przekraczających 10-15%.
- Termiczne oczyszczanie gruntu..
- niskotemperaturowe- do 750^oC. Podgrzewamy grunt do temp. niezbędnej do odparowania organicznych zanieczyszczeń, pary kierowane są do spalania lub poddawane kondensacji. Metoda ta jest stosowana do oczyszczania gruntów niespoistych zanieczyszczonych lżejszymi frakcjami ropy naftowej.
- wysokotemperaturowe - 800 - 1100^oC. Spalmy zanieczyszczenia organiczne gruntu w piecach obrotowych umożliwiających stały kontakt cząstek gruntu z gorącymi gazami palnika. Metoda ta jest stosowana do oczyszczania gruntów gliniastych zanieczyszczonych ciężkimi frakcjami ropy naftowej. Temperatura 150^oC powoduje, iż gleba staje się martwa, mikroorganizmy umierają. Temperatura wyższa może doprowadzić do całkowitego zaniku próchnicy.
- Biodegradacja
-uprawowa (landfarming) - musimy dać bakterie, pożywkę, zapewnić odpowiednie stosunki wodne, musimy mieszać aby doprowadzić powietrze '-z zastosowaniem bioreaktorów.

95. Techniki usuwania zanieczyszczeń glebowych na miejscu skażenia (in-situ)
- Przyoranie gleby i wypompowanie zanieczyszczonej gleby- najlepsze są gleby które zawierają 10-15% części spławianych, musi występować warstwa nieprzepuszczalna. Robimy osłony zewnętrzne na granicy obszaru aby zanieczyszczenia nie rozpościerały się w granicach poziomych. Wiercimy studnie z otworami aby można było wypompować wodę. Cały obszar zalewamy wodą. Skuteczność tego procesu jest bardzo duża, jednak jest to proces powolny.

- Usuwanie substancji lotnych podczas napowietrzania- nie musimy budować ścian pionowych. Napowietrza się intensywnie glebę, całość przykrywa się aby zebrać wyparte związki lotne i oczyścić w procesach filtrowania lub spalania.

- Bioremediacja- wykorzystujemy odpowiednie szczepy bakterii, które doprowadzają do rozkładu substancji. Metoda ta ma pewne ograniczenia: mikroorganizmy nie przesuwają się zbytnio w głąb gleby. Metoda ta jest też zależna od tego jak dana substancja zanieczyszczająca zachowuje się w glebie
Zanieczyszczenia organiczne możliwe do biodegradacji in-situ:

- węglowodory aromatycme

- węglowodory alifatyczne

- węglowodory aromatyczne policyk1iczne

- węglowodory aromatyczne policyk1iczne nitrowane

- halogenki węglowodorów aromatycznych i alifatycznych

- benzoesany

- polichlorowane pochodne benzenu

- niektóre pestycydy

- estry ftalowe

- fenole.

96. Jakimi metodami można usunąć organiczne zanieczyszczenia z gleb

Organiczne zanieczyszczenia z gleb można usunąć takimi metodami jak :

-Przemywanie gleby.

Proces ten polega na usuwaniu zanieczyszczeń rozpuszczalnych w

czynniku ekstrahującym poprzez intensywne mieszanie gleby i ekstrahenta. W procesie tym dodatek surfaktantu prowadzi do obniżenia napięć międzyfazowych, poprawy zwilżalności cząstek gleby, ułatwia oderwanie zanieczyszczeń hydrofobowych od cząstek gleby. Zanieczyszczenie zostaje przeniesione do fazy wodnej.

- Obróbka termiczna gleby.

- niskotemperaturowe- do 750^oC. Podgrzewamy grunt do temp. niezbędnej do odparowania organicznych zanieczyszczeń, pary kierowane są do spalania lub poddawane kondensacji. Metoda ta jest stosowana do oczyszczania gruntów niespoistych zanieczyszczonych lżejszymi frakcjami ropy naftowej.

- wysokotemperaturowe - 800 - 1100^oC. Spalmy zanieczyszczenia organiczne gruntu w piecach obrotowych umożliwiających stały kontakt cząstek gruntu z gorącymi gazami palnika.

- Biodegradacja.

Metoda uprawowa polega na rozłożeniu zanieczyszczonej gleby w postaci warstwy o grubości0,5-1,0m na specjalnie przygotowanym, nieprzepuszczalnym podłożu,

wyposażonym w drenaż. Tlenowy rozkład biologiczny zapewniony jest przez

systematyczne mieszanie gleby, dodawanie wody, składników pokarmowych

(odpowiednio do potrzeb). Zanieczyszczona woda z drenów jest zbierana i może

być zawracana na powierzchnię oczyszczanej warstwy gleby. Większą efektywność tej metody można osiągnąć prowadząc rozkład w wyższej temperaturze -w szklarni.

-z zastosowaniem bioreaktorów.

Metody te należą do technik usuwania zanieczyszczeń poza miejscem skażenia tzw. ex-situ.

- Bioremediacja

Metoda ta wykorzystuje odpowiednie szczepy bakterii, które doprowadzają do rozkładu substancji. Metoda ta ma pewne ograniczenia: mikroorganizmy nie przesuwają się zbytnio w głąb gleby. Metoda ta jest też zależna od tego jak dana substancja zanieczyszczająca zachowuje się w glebie.

Metoda ta należy do technik usuwania zanieczyszczeń na miejscu skażenia

97. Metody bilansowania biogenów w środowisku

Przychody- rozchody= saldo bilansu

Dodatnie saldo bilansu informuje o nadmiarze składników na danym obszarze wskazując jednocześnie na możliwość migracji tych składników do wód.

Ujemne saldo bilansu informuje o degradacji gleby i jej ubożeniu, stwarzając tym samy zagrożenia dla produkcji rolniczej i środowiska.

Przez bilans gleby należy rozumieć porównanie przychodów i rozchodów składników pokarmowych w roku kalendarzowym w odniesieniu do:

- pola

- gospodarstwa

- regionu

- zlewni

- kraju

- kontynentu

Zadaniem bilansu nie jest wyjaśnienie roli składników pokarmowych, ale ilościowe ujecie zjawisk związanych z obiegiem azotu, fosforu, potasu.

Metody bilansowania składników nawozowych:

- bilans na powierzchni pola

- u wrót gospodarstwa

- bilans systemowy

98. Jakie przesłanki decydują o konieczności bilansowania składników pokarmowych

Rolnictwo w coraz większym zakresie wpływa na środowisko. Stosowane w rolnictwie środki przede wszystkim nawozy mineralne i organiczne oddziaływają na obieg materii i przepływ energii w ekosystemie, co może zakłócać ich równowagę, a tym samym zdolność do samoregulacji.

Bilansowanie- przesłanki:

- wyczerpywane surowce

- względy ekonomiczne- produkcja

- względy ekologiczne - jakość płodów rolnych, zagrożenia wynikające z nadmiaru miogenów, zagrożenia wynikające z rabunkowej gospodarki

99. Trudności metodyczne związane z bilansowaniem azotu.

W nawożeniu roślin azotem bilans N, na ogół, nie może być zrównoważony, z uwagi na nieuniknione straty tego składnika spowodowane ulatnianiem się jego form gazowych do atmosfery lub wymywanie azotanów do głębszych warstw gleby i do wód gruntowych. Zakłada się, że ze względu na wielkość plonu i jakość wód gruntowych, saldo bilansu azotu nie powinno przekraczać 30 kg N/ha.

W przypadku ustalenia dawki azotu dokładne zbilansowanie składnika jest bardzo trudne. Azot jest w niewielkiej części akumulowany w glebie, dlatego działanie jego ogranicza się w dużej części do jednego sezonu wegetacyjnego. Nie wykorzystany ulega w większości stratom z gleby, poprzez wymywanie lub ulatnianie do atmosfery. Dokładne bilansowanie azotu wymaga więc dodatkowych, kosztownych analiz gleby oraz roślin. Analizy te mogą być obarczone bardzo dużymi błędami, dlatego ustalając dawkę azotu należy kierować się przede wszystkim doświadczeniem praktycznym (obserwować własne pola, stan plantacji, przebieg pogody).

100. Proszę porównać metody bilansowania składników „na powierzchni pola” i „wrót gospodarstwa”

Bilans na powierzchni pola pozwala określić ilościową różnicę między składnikami wprowadzonymi do gleby i z niej wynoszonymi.

Po stronie przychodów uwzględnia się:

- ilość składników w nawozach mineralnych i organicznych

- opad składników z atmosfery

- biologiczne wiązanie azotu przez bakterie symbiotyczne i wolno żyjące

- materiał zlewny i sadzeniaki

Rozchody obejmują ilość składników zbieranych z plonem roślin.

Bilans na powierzchni pola- metoda umożliwiająca określenie nadwyżek składników pokarmowych, stanowiących potencjalne zagrożenie dla środowiska glebowego i wód glebowo- gruntowych. Metoda ta nie określa bezpośrednio strat składników pokarmowych, jakie powstają w produkcji zwierzęcej a dokładnie w czasie składowania i przechowywania naturalnych nawozów.

W metodzie u wrót gospodarstwa określa się zmiany ilościowe w produkcji zwierzęcej i roślinnej, ale w szczególności dotyczy to kupna i sprzedaży składników mineralnych.

Po stronie przychodów uwzględnia się składniki w nawozach mineralnych (i organicznych z zakupu), paszach, substancjach odpadowych, itp. dopływające przez wrota gospodarstwa.

Po stronie rozchodów są składniki opuszczające gospodarstwo tą samą drogą w postaci sprzedanych produktów roślinnych i zwierzęcych oraz niekiedy nadmiaru nawozów organicznych.

H

H

H

KS

KS

---