Заказ работы

Заказать
Каталог тем

Заказ научной авторской работы

Влияние закисления почв на наземные растения

 

Основными источниками закисления почвы являются оксиды серы и азота, попадающие в почву в растворенном виде, в виде сухих выпадений и вследствие адсорбции из атмосферы.

Закисление почвы приводит к изменению ее физико-химических свойств и к нарушениям функциональных и структурных характеристик биоты. Характер этих изменений связан с составом почвы. Так, при недостатке серы в почве и подкормке азотом внесение дополнительного количества серы в виде сульфата в кислотном дожде приведет к увеличению урожайности растений. Выпадение кислотных осадков на почвы с высоким содержанием карбонатов также может дать положительный эффект. Наибольшей опасности закисления осадками подвергаются кислые, подзолистые почвы: в этом случае наземным экосистемам наносится серьезный ущерб; это имеет место и для лесных экосистем, и для травянистых сообществ, и для промышленных культур. Кислотность почвы влияет на бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли; причем грибы, как правило, иначе реагируют на снижение рН почвы, чем остальные групы почвенной микрофлоры.

Изменение численности почвенных микроорганизмов и связанное с этим изменение таких биохимических процессов в почве, как разложение органических веществ и превращение загрязняющих соединений, влияет на структуру почвы и в конечном счете на продуктивность растений.

Влияние закисления почвы на растения связано с тем, что ион водорода задерживает поступление азота и минеральных элементов, подавляет процессы синтеза в корнях и надземных органах, нарушает углеводно-белковый обмен, тормозит рост корня. У растений, особенно у молодых, подкисляется клеточный сок, хотя буферная способность его велика. Показано, что рН почвенного раствора влияет на мембранный потенциал корней и на транспортную систему. Низкий рН изменяет форму анионов почвенного раствора, что влияет на скорость их поглощения растениями.

При закислении резко изменяется характер питания растения, так как повышается концентрация различных элементов в почвенном растворе вследствие их перехода из обменной фазы в водорастворимую: возрастает поглощение Мn, Со, Zn, Fe, а также К и Mg, но в значительно меньшей степени; поглощение же Са и Мо снижается. (см. рис. «Доступность растениям элементов минерального питания в зависимости от pH почвы [3]») Для растения в условиях кислых почв, содержащих много Al, избыток растворимого Мn весьма вреден, поскольку вызывает дефицит Са и Сu (сумма концентраций катионов в растворе остается постоянной). В этих условиях Р становится мало доступным для корней растения из-за связывания его в труднорастворимую соль.

Снижение рН почвенного раствора до значений 4,0--4,5 приводит к высвобождению из почвенного комплекса растворимой формы Al – Al3+ [13], который подавляет клеточное деление в корне, повреждает ферменты, разлагающие полисахариды, уменьшает клеточное дыхание, нарушает поглощение, транспорт и использование Са, Mg, Р и Н2О.

В органических почвах токсический эффект Al при той же кислотности ниже, чем в минеральных из-за образования труднорастворимых органических соединений. Токсичность его снижается при избытке фосфора, который фиксирует алюминий в малодоступной форме в почве и на корнях. При этом в некоторых почвах может возникнуть дефицит Р.

При избытке в почве возникает дефицит доступного Са из-за связывания его в труднорастворимую соль CaSO4. От недостатка кальция прежде всего страдает корневая система: корни перестают расти и развиваться, утолщаются и ослизняются. Роль Са во многих химических и микробиологических процессах, в поддержании структуры почвы настолько велика, что потребность в нем больше физиологически необходимого для растения количества.

Как уже говорилось, при закислении почвы (особенно подзолов) в почвенном растворе появляется избыток ионов Al, Fe и Мn; это приводит к связыванию Мо из раствора в труднорастворимое соединение. Кроме того, присутствие большого количества сульфата также уменьшает адсорбцию Мо корнями растения, а дефицит Мо приводит к нарушению процессов азотного и углеводного обмена у растений, к нарушению образования хлорофилла и некоторых витаминов. Недостаточное количество доступного Мо снижает поглощение из почвы Р и Са, понижает устойчивость к заболеваниям.

Таким образом, в основном при закислении почв повышение концентрации ионов высокотоксичных Al, Мn и Fe негативно влияет на продуктивность наземных растений.

Почвенное подкисление считается одной из основных причин усыхания лесов умеренной зоны северного полушария, причем этот фактор долгодействующий, который может проявиться через много лет после прекращения вредных кислотообразующих выбросов в атмосферу. Больше всего страдают елово-пихтовые и дубовые леса.

 

Непосредственное воздействие кислотных осадков на растения выражается в нарушении листовой поверхности, процессов транспирации (испарение с поверхности листа) и фотосинтеза за счет разрушения хлорофилла (это воздействие можно определить зрительно по побурению листьев и игл).

Наибольший урон кислотные дожди нанесли лесам Центральной Европы, в частности 35% лесов Германии (на площади более 2,5 млн га) повреждены ими. Ущерб от кислотных дождей для европейских лесов оценивается в 118 млн м3 древесины в год (из них около 35 млн м3 на европейской территории России). В меньшей степени от кислотных дождей страдают сельскохозяйственные растения, поскольку подкисление почв здесь можно контролировать агрохимикатами.

Будучи ассимиляционным ядом, диоксид серы обладает ярко выраженным фитотоксическим действием.

Первые данные о повреждении растительности диоксидом серы появились еще в середине XIX в. Воздействие больших концентраций диоксида серы приводит к следующим последствиям:

  1. острым некрозам и хлорозам листьев растений,
  2. к их преждевременному опаду,
  3. к уменьшению массы сухого вещества, общей площади и количества листьев,
  4. снижению прироста древесины,
  5. к изменению соотношения корни/листья.

Постоянный выброс больших объемов диоксида серы в атмосферу зачастую приводит к полному уничтожению растительности, окружающей источник выброса. Важным последствием воздействия диоксида серы может быть понижение устойчивости растений к засухе, морозу, засолению почв, вредителям, болезням.

Низшие растения в целом более чувствительны к воздействию диоксида серы, чем высшие, а некоторые из них (лишайники, мхи, сине-зеленые водоросли, некоторые грибы) могут в силу высокой чувствительности к загрязнению служить биоиндикаторами состояния природных сред, в первую очередь атмосферы. Наиболее чувствительны растения к воздействию кислых продуктов превращений диоксида серы в окружающей среде. Так, лишайники погибают при воздействии серной кислоты, образующейся в результате превращения диоксида серы при его концентрации в атмосфере 0,01-0,03 млн-1  (т. е. 28,6-76,8 мкг/м3), хвойные деревья при концентрации 0,07-0,08 млн-1 (200-228,8 мкг/м3). Так, в Англии и Уэльсе там, где средняя концентрация диоксида серы зимой превышала 0,025 млн-1 (71,4 мкг/м3), около ста видов лишайников практически исчезли из списка флоры региона. Под воздействием низких концентраций диоксида серы многие лишайники становятся стерильными, уменьшаются размеры их апотециев и сухая масса таллома, что, по-видимому, связано с присущим лишайникам уровнем аккумуляции загрязняющего вещества. Примерами наиболее чувствительных родов могут служить Usnea, Labaria, Sticta, Ramalina, Cladonia, интенсивность фотосинтеза которых резко тормозится уже под действием 0,01 млн-1 (28,6 мкг/м3) диоксида серы.

Поскольку лишайники абсорбируют диоксид серы всей поверхностью, то менее устойчивыми являются виды с большей поверхностью (например, накипные лишайники устойчивее кустистых). Важную роль в чувствительности лишайников играет влажность; так, особенно чувствительны к воздействию диоксида серы лишайники, растущие в районах с высокой влажностью (например, Labaria, Sticta). Уже 0,03 млн-1 (85,7 мкг/м3) диоксида серы негативно влияют на распространение гриба Rhytusma acerinum. При концентрации диоксида серы в атмосфере около 0,07-0,08 млн-1 (200 — 228 мкг/м3) начинает исчезать американский вид сосны Pinus pondefosa. В 1940 — 1976 гг. в США в связи с хроническим воздействием фитотоксичных газов усыхание соснового древостоя в национальном лесу Сан-Бернардино увеличилось на 10 %.

Токсичность диоксида серы обусловлена в основном его окислительно-восстановительными свойствами и соответствующим воздействием на скорость транспирации, дыхания и фотосинтеза. Среди нарушений физиологических процессов, вызываемых диоксидом серы, следует назвать изменение клеточной проницаемости и ионного баланса, потерю несвязанной воды, снижение рН и буферной емкости цитоплазмы и др. Низкие концентрации диоксида серы оказывают. также и мутагенное действие.

Чувствительность растительных организмов к воздействию диоксида серы связывают с интенсивностью их жизнедеятельности, с фазой развития, анатомо-физиологическими характеристиками, климатическими факторами. Можно говорить и о сезонных колебаниях чувствительности растений к диоксиду серы.

На чувствительность расте

     Ниже Вы можете заказать выполнение научной работы. Располагая значительным штатом авторов в технических и гуманитарных областях наук, мы подберем Вам профессионального специалиста, который выполнит работу грамотно и в срок.


* поля отмеченные звёздочкой, обязательны для заполнения!

Тема работы:*
Вид работы:
контрольная
реферат
отчет по практике
курсовая
диплом
магистерская диссертация
кандидатская диссертация
докторская диссертация
другое

Дата выполнения:*
Комментарии к заказу:
Ваше имя:*
Ваш Е-mail (указывайте очень внимательно):*
Ваш телефон (с кодом города):

Впишите проверочный код:*    
Заказ курсовой диплома или диссертации.

Горячая Линия


Вход для партнеров