Лекарственные растения и травы

Меню сайта

Какое биологическое значение найтрий имеет для человека или растения? Значение для растений натрия


Микроэлементы. Натрий

03.02.2017

Физиологическая роль микроэлемента. Натрий (Na) – это мягкий, белый металл, который легко окисляется на влажном воздухе, поэтому в природе находится только в связанном виде. Натрий составляет 2,63% общего количества элементов, входящих в состав доступной части земной коры. Он широко распространен в биосфере Земли и встречается повсеместно: в почвообразующих горных породах, в поверхностных и грунтовых подземных водах. Особенно высокая концентрация натрия в морской воде. Подавляющее большинство его химических соединений (хлориды, сульфаты) относятся к легкорастворимым, поэтому обладают высоким показателем доступности для всех растений.  

Натрий – элемент, который входит в группу условно необходимых для растений микроэлементов, его содержание в них составляет в среднем 0,02%. Натрий участвует в транспортировке полезных веществ через клеточные мембраны, являясь одним из компонентов т.н. натрий-калиевого насоса. Кроме того, он регулирует доставку углеводов в растениях. Натрий способен активизировать некоторые ферменты, но механизм этого воздействия не изучен полностью. Отмечено, что при хорошей обеспеченности культур натрием повышается их зимостойкость. Недостаток элемента способствует ухудшению образования хлорофилла. Возможно также появление хлороза и некроза в листьях растений, замедление развития цветов. 

По своим физиологическим и химическим свойствам натрий близок к калию, но если калий способен почти полностью заменить натрий, то сам он натрием не заменяется. Анализ химического состава растений показал, что количество натрия в культурах приблизительно равно количеству калия, поэтому следует признать натрий таким же полноправным микроэлементом как калий, кальций, сера, фосфор, азот и магний. 

Содержание натрия в растениях. Различные виды культур по-разному реагируют на этот микроэлемент. Одни растения могут поглощать натрий в значительных количествах, другие практически не испытывают в нем потребности. Например, шпинат относят к натриефилам. Он очень хорошо реагирует на присутствие натрия в почве. Благодаря этому элементу улучшается водно-солевой обмен в этой культуре. Хлорид натрия является компонентом клеточного сока растений, поэтому он поглощается растениями в больших количествах. Замечено, что томаты  тоже хорошо реагируют на натрийсодержащие соединения, но все же их потребность в натрии несколько ниже. Растения, которые практически не нуждаются в этом микроэлементе, называются натриефобами. К ним относятся бобовые. Интересно, что у этих культур строго ограничивается поступление содержащегося в корнях натрия в надземную часть растений. 

Количество натрия в растениях находится в пределах 0,001 –  4% (от сухой массы). Среди полевых культур, содержащих наибольшее количество этого микроэлемента, можно выделить все виды свеклы (сахарную, кормовую и столовую), кормовую морковь, турнепс, люцерну, капусту и цикорий. С урожаем кормовой свеклы из грунта выносится натрия до 300 кг/га. Для сахарной этот показатель несколько меньше – до 170 кг/га. 

Содержание натрия в почвах. Важным фактором, влияющим на плодородие почв, является их химический состав. Валовое содержание натрия в почвах составляет 1,3%. Основные его запасы представлены различными силикатными труднорастворимыми минералами, – он сосредоточен преимущественно в кристаллических решетках первичных минералов (разновидности натрийсодержащих полевых шпатов, слюды и др.). В обменном состоянии в почвенном растворе натрий входит в состав водорастворимых солей (карбонат натрия, гидрокарбонат натрия, сульфат натрия, хлорид натрия, нитрат натрия). Благодаря высокой растворимости и подвижности натрий легко выносится из почв при условии достаточной влажности. В случае засушливых климатических условий этот элемент накапливается в грунте, вызывая его засоление. 

По количеству поглощенного натрия почвы подразделяют на несолонцеватые (не более 3 – 5% натрия), слабосолонцеватые (5 – 10%), солонцеватые (10 – 20%) и солонцы (более 20%). Если количество натрия в обменном состоянии превышает 5 мг/100г, происходит сильное измельчение почвы, что приводит к разрушению ее структуры и находящихся в ней элементов. Это приводит к тому, что питательные вещества легко вымываются (выветриваются) или не усваиваются растениями по причине токсичности натриевых солей. 

    Методы регулирования засоления грунтов. Засоление почв связано с повышенным содержанием в них натрия. В зависимости от преобладающего количества натрийсодержащих солей различают сульфатное, хлоридное (наиболее вредное), содовое или смешанное засоление. Любой из этих видов приводит к ухудшению водного баланса в растительных организмах и токсичному влиянию высоких концентраций солей, которые вызывают повреждение мембранных структур и изменение структуры хлоропластов. Рекультивация большей части засоленных (солонцеватых) щелочных почв состоит в устранении избытка натрия. Чтобы улучшить их физико-химические и биологические свойства, применяют гипсование. Для нейтрализации кислотности используют молотые известняки, доломит, гашеную известь. Гидросульфит натрия помогает повысить кислотность грунтов. 

Потребность культур в натрии и его взаимодействие с другими элементами. Существует распространенное мнение, что при удобрении почв нет необходимости добавлять натрий, поскольку он распространен в природе в изобилии. Но некоторые культуры (свекла) хорошо воспринимают подкормку натрийсодержащими удобрениями. Недостаток его могут также испытывать растения, выращиваемые по гидропонной технологии на искусственных субстратах или горшочные культуры, выращиваемые в регионах с маломинерализованными водами. В этих случаях единственный источник восполнения дефицита этого микроэлемента – натриевые удобрения. При этом следует учитывать некоторые особенности взаимодействия их компонентов. Так, содержание натрия в растениях значительно повышается при подкормке их азотными и отсутствии калийных удобрений. Фосфор почти не оказывает влияния на количество натрия в культурах, но в комплексе с азотом способен повысить его, а в случае дефицита азота – снизить. Калийные удобрения могут привести к значительному снижению содержания натрия. Для повышения содержания натрия в растениях рекомендуется вносить в почву натриевую селитру. Практикуется также подкормка культур низкопроцентными калийными солями.

agrostory.com

Микроэлементы. Натрий

03.02.2017

Физиологическая роль микроэлемента. Натрий (Na) – это мягкий, белый металл, который легко окисляется на влажном воздухе, поэтому в природе находится только в связанном виде. Натрий составляет 2,63% общего количества элементов, входящих в состав доступной части земной коры. Он широко распространен в биосфере Земли и встречается повсеместно: в почвообразующих горных породах, в поверхностных и грунтовых подземных водах. Особенно высокая концентрация натрия в морской воде. Подавляющее большинство его химических соединений (хлориды, сульфаты) относятся к легкорастворимым, поэтому обладают высоким показателем доступности для всех растений.  

Натрий – элемент, который входит в группу условно необходимых для растений микроэлементов, его содержание в них составляет в среднем 0,02%. Натрий участвует в транспортировке полезных веществ через клеточные мембраны, являясь одним из компонентов т.н. натрий-калиевого насоса. Кроме того, он регулирует доставку углеводов в растениях. Натрий способен активизировать некоторые ферменты, но механизм этого воздействия не изучен полностью. Отмечено, что при хорошей обеспеченности культур натрием повышается их зимостойкость. Недостаток элемента способствует ухудшению образования хлорофилла. Возможно также появление хлороза и некроза в листьях растений, замедление развития цветов. 

По своим физиологическим и химическим свойствам натрий близок к калию, но если калий способен почти полностью заменить натрий, то сам он натрием не заменяется. Анализ химического состава растений показал, что количество натрия в культурах приблизительно равно количеству калия, поэтому следует признать натрий таким же полноправным микроэлементом как калий, кальций, сера, фосфор, азот и магний. 

Содержание натрия в растениях. Различные виды культур по-разному реагируют на этот микроэлемент. Одни растения могут поглощать натрий в значительных количествах, другие практически не испытывают в нем потребности. Например, шпинат относят к натриефилам. Он очень хорошо реагирует на присутствие натрия в почве. Благодаря этому элементу улучшается водно-солевой обмен в этой культуре. Хлорид натрия является компонентом клеточного сока растений, поэтому он поглощается растениями в больших количествах. Замечено, что томаты  тоже хорошо реагируют на натрийсодержащие соединения, но все же их потребность в натрии несколько ниже. Растения, которые практически не нуждаются в этом микроэлементе, называются натриефобами. К ним относятся бобовые. Интересно, что у этих культур строго ограничивается поступление содержащегося в корнях натрия в надземную часть растений. 

Количество натрия в растениях находится в пределах 0,001 –  4% (от сухой массы). Среди полевых культур, содержащих наибольшее количество этого микроэлемента, можно выделить все виды свеклы (сахарную, кормовую и столовую), кормовую морковь, турнепс, люцерну, капусту и цикорий. С урожаем кормовой свеклы из грунта выносится натрия до 300 кг/га. Для сахарной этот показатель несколько меньше – до 170 кг/га. 

Содержание натрия в почвах. Важным фактором, влияющим на плодородие почв, является их химический состав. Валовое содержание натрия в почвах составляет 1,3%. Основные его запасы представлены различными силикатными труднорастворимыми минералами, – он сосредоточен преимущественно в кристаллических решетках первичных минералов (разновидности натрийсодержащих полевых шпатов, слюды и др.). В обменном состоянии в почвенном растворе натрий входит в состав водорастворимых солей (карбонат натрия, гидрокарбонат натрия, сульфат натрия, хлорид натрия, нитрат натрия). Благодаря высокой растворимости и подвижности натрий легко выносится из почв при условии достаточной влажности. В случае засушливых климатических условий этот элемент накапливается в грунте, вызывая его засоление. 

По количеству поглощенного натрия почвы подразделяют на несолонцеватые (не более 3 – 5% натрия), слабосолонцеватые (5 – 10%), солонцеватые (10 – 20%) и солонцы (более 20%). Если количество натрия в обменном состоянии превышает 5 мг/100г, происходит сильное измельчение почвы, что приводит к разрушению ее структуры и находящихся в ней элементов. Это приводит к тому, что питательные вещества легко вымываются (выветриваются) или не усваиваются растениями по причине токсичности натриевых солей. 

    Методы регулирования засоления грунтов. Засоление почв связано с повышенным содержанием в них натрия. В зависимости от преобладающего количества натрийсодержащих солей различают сульфатное, хлоридное (наиболее вредное), содовое или смешанное засоление. Любой из этих видов приводит к ухудшению водного баланса в растительных организмах и токсичному влиянию высоких концентраций солей, которые вызывают повреждение мембранных структур и изменение структуры хлоропластов. Рекультивация большей части засоленных (солонцеватых) щелочных почв состоит в устранении избытка натрия. Чтобы улучшить их физико-химические и биологические свойства, применяют гипсование. Для нейтрализации кислотности используют молотые известняки, доломит, гашеную известь. Гидросульфит натрия помогает повысить кислотность грунтов. 

Потребность культур в натрии и его взаимодействие с другими элементами. Существует распространенное мнение, что при удобрении почв нет необходимости добавлять натрий, поскольку он распространен в природе в изобилии. Но некоторые культуры (свекла) хорошо воспринимают подкормку натрийсодержащими удобрениями. Недостаток его могут также испытывать растения, выращиваемые по гидропонной технологии на искусственных субстратах или горшочные культуры, выращиваемые в регионах с маломинерализованными водами. В этих случаях единственный источник восполнения дефицита этого микроэлемента – натриевые удобрения. При этом следует учитывать некоторые особенности взаимодействия их компонентов. Так, содержание натрия в растениях значительно повышается при подкормке их азотными и отсутствии калийных удобрений. Фосфор почти не оказывает влияния на количество натрия в культурах, но в комплексе с азотом способен повысить его, а в случае дефицита азота – снизить. Калийные удобрения могут привести к значительному снижению содержания натрия. Для повышения содержания натрия в растениях рекомендуется вносить в почву натриевую селитру. Практикуется также подкормка культур низкопроцентными калийными солями.

agrostory.com

Кислотность и щёлочность почвы. Влияние на урожай. Рост и развитие здорового пшеничного растения

Повышенная кислотность и повышенная щелочность почв во всем мире ограничивают продуктивность пшеницы. Степень кислотности или щелочности – это относительное количество в почве ионов водорода Н+, выраженное в единицах рН по шкале теоретических (возможных) значений от 1 до 14. Поскольку шкала логарифмическая, изменение рН всего на одну единицу означает десятикратное изменение кислотности или щелочности.

Например, почва с рН = 5 в 10 раз превышает кислотность почвы, рН которой составляет 6, а почва с рН = 4 в 100 превышает кислотность почвы с рН = 6. Почвы со значением рН = 7 считаются нейтральными, а те, в которых это значение ниже, – кислыми, выше – щелочными. Почвы с рН ниже 6,6 в сельскохозяйственном производстве считаются кислыми. Для пшеницы значение рН между 5,5 и 7,5 является самым благоприятным для роста пшеницы и формирования высокого урожая. Но указанные значения рН могут быть разными для разных почв, разных мест выращивания и разных сортов пшеницы (рис. 1).В кислых почвах концентрация обменных кислотных катионов алюминия и марганца будет больше, чем концентрация основных катионов кальция, магния, калия и натрия, а в щелочных почвах наоборот. Считается, что для растения пшеницы питательные вещества оптимально доступны при значениях рН от 6 до 7 (рис. 2). При снижении указанного значения рН доступность ключевых питательных элементов либо очень снижается, либо повышается настолько, что элементы становятся токсичными для растения.Кислотность и щелочность также влияют на многие биологические процессы, протекающие в почве, а также на болезнетворные организмы, причиняющие вред пшенице, клубеньковые бактерии, которые развиваются на корнях бобовых растений и способны поглощать азот из атмосферы. Азот хорошо связывается клубеньковыми бактериями в нейтральных или щелочных почвах, а в кислых почвах этот процесс угнетается.

 

Кислые почвы

Кислотность почвы всегда была потенциальным ограничивающим фактором урожая пшеницы в регионах Северной Америки, где почва в своем естественном состоянии кислая. Однако это явление стало проблемой и для других регионов, в которых почва подкислялась азотными удобрениями. Применение извести для повышения рН почвы в регионах, где оно упало на две единицы, а также для снижения алюминиевой токсичности и повышения доступности питательных веществ стало нормальным явлением (фото 1).

Фото 1. Влияние кислой почвы (штат Оклахома)

 

Причины изменения кислотности почвы

Химический состав материала, из которого формируется почва, – определяющий фактор ее кислотности. Например, почвы, сформированные на известковых сланцах или известняке, имеют высокое изначальное значение рН. Для того чтобы они стали кислыми, нужно больше времени, чем для тех, которые образовались на гранитах и песчанике. Кроме того, на кислотно-щелочной баланс (рН) почвы влияет геологический возраст ландшафта – время, в течение которого из исходного материала формировалась почва. Чем длиннее период воздействия погодных условий и чем интенсивнее этот процесс, тем больше будет удалено из почвы исходного материала и, следовательно, будет ниже рН. Там, где годовой уровень осадков превышает годовую норму испарения и влага накапливается в почве, существует высокий потенциал выщелачивания растворимых солей и основных минералов вниз по профилю почвы, за пределы корневой зоны. Постепенно почва становится более кислой. Выщелачивание в процессе орошения может также стать причиной повышения кислотности почвы, в зависимости от интенсивности применения воды и ее щелочного баланса (рН).Аммонийный азот (NH+4), внесенный в почву или полученный в результате разложения пожнивных остатков и органического вещества почвенными бактериями, превращается в нитрат азот (соль азотной кислоты N03+). Это преобразование аммония в нитрат азота происходит благодаря микроорганизмам. В результате такой реакции высвобождается два иона водорода Н+, что приводит к повышению кислотности почвы. Кроме того, ионы аммония, смешанные в концентрированной форме с поверхностным слоем почвы, могут быть замещены другими основными ионами, такими как кальций и калий, которые впоследствии постепенно опускаются вниз по профилю почвы в процессе выщелачивания. В течение последних нескольких десятилетий этот процесс считается причиной увеличения кислотности почвы в тех местах, где почвы изначально были нейтральными или слегка щелочными.Азотные удобрения начали активно использоваться для выращивания пшеницы и других культурных растений с 1950 годов. С появлением в 1960 годах новых высокоурожайных карликовых сортов пшеницы, которые имеют свойство положительно реагировать на применение высоких доз азотных удобрений, то есть без угрозы полегания стеблей, интенсивность использования азотных удобрений увеличилась еще больше.Вынос с урожаем кальция, калия и магния также в некоторой степени влияет на подкисление почвы. Стебли и листья содержат в 3-4 раза больше основных минералов, чем семена. Использование растений в качестве фуража или удаление соломы с поля в течение многих лет, в свою очередь, приводит к еще большему удалению минералов с поля по сравнению с вариантом, когда убираются только семена.Еще одна причина увеличения кислотности почвы – разложение органического материала, особенно в очень влажных почвах. Если разложение происходит при отсутствии достаточного количества кислорода, освобождаются ионы Н+, много органических кислот и большой объем углекислого газа (С02). Углекислый газ реагирует с водой, в результате чего образуется угольная кислота. Если осуществляется дренаж почвы и восстанавливается поступление в почву кислорода, много кислоты удаляется из почвы с помощью микроорганизмов или в результате других химичес­ких процессов. Вклад в окисление почвы со стороны разложения органической материи будет небольшим. Для незначительных изменений, которые наступают в результате этого процесса, понадобится много лет.Влияние кислотности почвы на физическое состояние и продуктивность пшеницыУрожай пшеницы начинает уменьшаться с понижением рН почвы до 5,5-6. Уровень снижения урожая при повышении кислотности почвы зависит от сорта пшеницы, типа почвы и погодных условий в данном регионе. Прогрессирующее снижение урожая с понижением значения рН происходит не из-за более высокой концентрации ионов водорода в более кислой почве. Прямое влияние кислотности со стороны высокой концентрации водорода на рост пшеницы наблюдается только при значении рН ниже 3. Причиной снижения продуктивности пшеницы с повышением кислотности почвы является изменение растворимости многих ионов, содержащих питательные элементы.Растворимость одних ионов повышается настолько, что они становятся токсичными для пшеницы. Другие же ионы, наоборот, становятся до такой степени нерастворимыми, что растение испытывает недостаток в них. Высокая концентрация алюминия или марганца в нейтральных почвах не проявляют токсичности, но приводит к резкому снижению урожайности на кислых почвах. Алюминий не играет существенной роли в росте пшеницы, а вот марганец, медь и цинк существенно влияют на этот процесс.Низкое значение рН может также привести к тому, что медь, цинк и бор станут токсичными. При этом высокая концентрация этих ионов может стать причиной проявления на растениях симптомов дефицита питательных веществ. Высокая концентрация растворимого алюминия и марганца может быть помехой в поглощении, транспортировке или использовании растением некоторых питательных веществ, а именно кальция, калия, фосфора, магния и молибдена. Это приводит к дефициту в почве этих элементов, хотя при других условиях этого количества питательных элементов было бы достаточно для пшеницы. Дефицит фосфора является существенным фактором на кислых почвах, поскольку он связывается с железом и алюминием в нерастворимые соединения. Дефицит доступного фосфора может наблюдаться, если значение рН находится у другого края шкалы рН, то есть в щелочных почвах, в которых фосфор также образует малорастворимые соединения. Примером в данном случае может служить кальциевый фосфат.

 

Корректировка кислотности почвы

Кислотность почвы может быть снижена путем внесения известкового материала (рис. 3). Сельскохозяйственная известь (карбонат кальция, карбонат магния или их смесь) – самое распространенное средство для нейтрализации кислоты. Другие известковые материалы включают в себя кальциевые и магниевые закиси и окиси водорода, а также другие побочные продукты горной добычи.Чистота продукта обычно оценивается по кальциево-углеродному эквиваленту (ССЕ) либо по содержанию кальциевого карбоната (ЕСС). Большинство штатов, где кислые почвы ограничивают урожайность пшеницы, определили основные направления тестирования почвы для выявления потребности в извести, чтобы помочь производителям правильно корректировать кислые почвы. Известковый материал должен быть перемешан с почвой на глубину 4-6 дюймов. Плохое перемешивание может привести к образованию целой сети затеков с высоким содержанием щелочи, которые будут чередоваться с кислотными затеками. При плохом перемешивании кислой почвы в верхнем слое может сформироваться слой с высоким содержанием щелочи.

Рис. 3. Химическая реакция извести (карбонат кальция СаСO3) и ки­слотных частиц почвы, в результате которой значение рН почвенного раствора становится нейтральным (Г. Джонсон, Р Узстерман, и Д. Минтер, 1988)

 

Щелочные почвы

Щелочные почвы влияют на состояние пшеницы и ее продуктивность через уменьшение доступности имеющихся в почве питательных веществ (рис. 2). Когда значение рН равно или больше 8, особенно дефицитным становится фосфор. Дефицит таких микроэлементов, как цинк и медь, также может иметь место, но это не очень сильно влияет на урожайность культуры (если наличие указанных элементов не будет слишком малым в корневой зоне). Ленточное внесение фосфора в щелочную почву, особенно вместе с аммонийным азотом, может помочь удержать эти питательные микроэлементы в ней. Ленточное внесение фосфора уменьшает степень его контакта с почвой, и это способствует меньшему образованию растворимых солей, таких как кальциевый фосфат. Другим важным путем влияния щелочной почвы на рост, развитие и урожайность пшеницы является наличие лишней соли в почвенном растворе.

 

Засоленная почва и почва с высоким содержанием натрия

Засоленность почвы определяется содержанием в ней растворимых солей. Соли образованы в основном натриевыми, кальциевыми и магниевыми катионами с хлорными и серными анионами. Незначительную часть составляют калийные катионы, бикарбонатные, карбонатные и нитратные анионы, хотя при определенных условиях они могут быть основными составляющими частями почв.Как кислотность, так и засоленность почвы может быть результатом унаследованных или остаточных свойств геологического исходного материала почвы, результатом процесса формирования почвы, ландшафта, результатом естественного дренажа или разграничивающих подпочвенных слоев. Иногда же главной причиной повышения уровня засоленности почвы является сельскохозяйственная практика использования почвы в засушливых местах, где интенсивно применяется орошение.

Cчитается, что для растения пшеницы питательные вещества будут оптимально доступны при значениях рН в пределах 6,0-7,0. Если уровень рН ниже, то ключевые питательные элементы будут либо менее доступны, либо наоборот, станут для растения токсичными

Натриевая (содовая) почва – это почва с высокой концентрацией натрия. Она создает дополнительные трудности для освоения почв из-за плохой структурированности и недостаточной пористости по сравнению с другими засоленными почвами.Традиционно используются три вида анализов для измерения содержания соли в почве: электропроводимость (ЕС), процент замещения натрия (ESP) и абсорбирующий коэффициент натрия (SAR). Показатель рН почвы также используется как индикатор наличия натрия в почве. Обычная почва имеет электропроводимость меньше 4 mmho/cm, процент замещения натрия – меньше 10%, абсорбирующий коэффициент – меньше 13 и рН – меньше 8,3. Самозаса­ливающая почва обычно делится на три категории: засоленная, засоленная натриевая, незасоленная натриевая.

 

Много солей – водный стресс

Основное влияние соли на растение – ограничение потребления воды корнями. При увеличении концентрации соли в почвенном растворе корням становится труднее поглощать воду из солевого раствора. На почвах с высокой концентрацией солей у растений наблюдается водный стресс, вследствие чего растения прекращают рост. Особенно это наблюдается при снижении влажности почвы, так как это приводит к резкому увеличению концентрации соли в почвенном растворе.Реагируя на засоленность, растение направляет энергию не на рост, а на сохранение способности корневой системы поглощать воду. Это выражается в первую очередь в изменении размеров клеток. Клетки продолжают делиться, но не увеличиваются в размерах в значительной степени.  Cоответ‑­ственно, пшеница, выращенная на засоленной почве, всегда будет небольших размеров. Клетки с ограниченным размером также появляются в большом количестве у части растений, получивших водный стресс, обычно они имеют темный сине-зеленый цвет. Засоленность почвы в зависимости от количества и типа имеющейся соли также может быть причиной дисбаланса питательных веществ в растении. Высокий уровень содержания натрия может привести к дефициту в растении кальция и, возможно, даже магния.Растение более чувствительно к наличию соли в период прорастания семян и появления всходов, чем в более поздние фазы. На ранних стадиях развития повреждение растений и снижение густоты стояния начинаются при электропроводности, равной 4 mmho/cm.

 

Солончаки на сухих землях

Обрабатываемые площади полузасушливых земель на севере Великой Равнины и в других местах были утеряны из-за солончаков (фото 2). Многие из этих почв, а также их материнская порода в своем естественном состоянии были насыщены растворимыми солями, в основном в виде сульфатов натрия, кальция и магния. Солончаки образуются в результате того, что избыточная вода, проникающая вниз по профилю почвы, содержит в себе растворимые соли. Она формирует почвенные воды над водонепроницаемыми слоями (глина, сланец или скальный грунт) или концентрируется в высокопроницаемых слоях (песок, угольные пласты), под которыми лежит водонепроницаемый слой породы. Место, где происходит глубокое проникновение воды, называется участком перезарядки.Со временем такая вода поднимается до уровня 1,2-1,5 м, причем в других местах уровень грунтовых вод может составлять 4-5 м от поверхности. Затем по почвенным капиллярам грунтовая вода поднимается к поверхности почвы, в результате чего может сформироваться небольшой участок засоления. Испарение воды приводит к увеличению концентрации соли на поверхности почвы.Время, необходимое для формирования солончакового пятна, зависит от количества осадков, глубины непроницаемого или в большой степени проницаемого слоя, его подпочвенной топографии, а также от системы земледелия. Некоторые солончаковые пятна увеличиваются относительно быстро, но все-таки это длительный процесс – около 20 лет и больше. Удивительно, что солончаковые пятна могут быть проб­лемой даже в местах с годовым уровнем осадков, равным 10 дюймам (250 мм). Основной причиной образования неглубоких грунтовых вод, которые формируют солончаковые пятна, является система земледелия, при которой неэффективно используются имеющиеся осадки. Овощной севооборот является основным фактором просачивания воды и формирования солончаковых источников. В почве накапливается больше воды, чем может удержать почва в корнеобитаемой зоне. Глубокое проникновение воды под корнеобитаемую зону выражается не только в низком фактичес­ком урожае культур и солончаковых пятнах, но и в снижении урожая из-за недостатка влаги для растений.

Когда значение рН равно или больше 8, особенно дефицитным становится фосфор. Ленточное внесение фосфора в щелочную почву, особенно вместе с аммонийным азотом, может помочь удержать в ней питательные микроэлементы

Перед ремонтом крана сначала надо перекрыть воду. Точно так же перед проведением превентивных мер и восстановлением солончаковых почв нужно прекратить глубокое проникновение воды в грунтовые воды. Этого можно добиться с помощью интенсивного земледелия с набором культур, способных максимально использовать имеющиеся в данном регионе осадки. Одним из подходов может быть использование летних паров в засушливые годы и посев культур исходя из имеющегося почвенного запаса влаги и предполагаемых осадков в период их роста и развития. Противоэрозийная обработка почвы, обеспечивающая увеличение сохранения запасов почвенной воды, может позволить выращивать культуры, потребляющие много воды. Растения с глубокой корневой системой, потребляющие большое количество воды (например люцерна, подсолнечник, сафлор), на таких почвах ускоряют восстановление солончаков. При этом уровень грунтовых вод понижается, и солончаковые пятна высыхают. Выпадающие осадки будут постепенно перемещать соли в глубину почвы. В результате плодородность почвы повышается. Посев в солончаковых местах растений, которые хорошо выдерживают засоленность, способствует дренажу и восстановлению этой почвы. В некоторых ситуациях может быть необходимо осушение солончаков. Если почва имеет высокое содержание натрия, то, возможно, будет необходимо внести кальций. Для этого, как правило, используют гипс.

 

Солончаки, появившиеся вследствие ирригации

Проблема солончаков, возникших вследствие ирригации, может также стать причиной высокого уровня грунтовых вод. Ситуация, когда вода подходит к поверхности и испаряется, приводит к накоплению солей. Такое явление может возникнуть в результате просачивания воды из каналов, траншей, применения воды больше, чем ее может вобрать в себя почва, и в большем количестве, чем необходимо растениям, либо полив по слишком длинным для данной почвы и для данного культурного растения бороздам. Высокая концентрация соли в поливной воде увеличивает засоленность почвы на орошаемом поле независимо от дренажа и неглубокого уровня грунтовых вод.Во избежание вторичной засоленности почвы в результате орошения рекомендуется обеспечивать адекватный дренаж, использовать качественную воду, предотвращать утечку воды из систем при ее подводе к полю. Полив следует осуществлять так, чтобы не выливать лишнюю воду. Кроме того, следует предотвращать повышение уровня грунтовых вод.Усовершенствованный дренаж почвы необходим для восстановления засоленной почвы на орошаемых площадях. Поливная вода и осадки переместят излишнюю соль ниже, в корневую зону. При этом, если концентрация натрия высокая, для замены замещаемого в почве натрия необходимо добавлять кальций, в большинстве случаев в виде гипса.

Фото 2. Влияние просачивания соли на поверхность почвы (штат Монтана)

 

Справка

Солончаковые почвы имеют электропроводность (ЕС)4 mmho/cm, степень насыщенности натриевыми катионами (ESP) – меньше 15%, коэффициент поглощения натрия (SAR) – меньше 13, а рН – меньше 8,3 (см. таблицу 1). Появление на поверхности белой корки – обычное явление после высыхания солончаковой почвы. Поскольку концентрация натрия относительно небольшая, структура почвы и коэффициент фильтрации сравнимы с несолончаковыми почвами.Несолончаковые натриевые почвы имеют электропроводность (ЕС) меньше 4 mmho/cm, степень насыщенности натриевыми катионами (ESP) – больше 15%, коэффициент поглощения натрия (SAR) – больше 13, а рН – обычно между 8,5 и 10.

Большое количество насыщенного натрия становится причиной депрессии частиц почвы и органической материи. Такие почвы имеют плохую структуру, низкую пористость, низкий коэффициент фильтрации воздуха и воды, а также склонны к образованию блюдец на поверхности. Из-за низкого коэффициента фильтрации доступность воды для растения пшеницы со временем уменьшается. Содовые (натриевые) почвы часто встречаются небольшими площадями в регионах с малым количеством выпадения дождей, эти места часто называют «блестящими пятнами». Высота пшеницы, сила роста растений и достижимый урожай в таких местах обычно намного меньше, чем на прилегающих к ним полях.Солончаковые натриевые почвы имеют электропроводность (ЕС) больше 4 mmho/cm, степень насыщенности натриевыми катионами (ESP) – больше 15%, коэффициент поглощения натрия (SAR) – больше 13, а рН – меньше 8,3 при наличии избытка растворимой соли. Но если соли выщелачиваются в подпочвенный профиль без добавления кальция, рН может увеличиться до 8,5, потому что натрий становится доминантным катионом. Тогда почва может стать натриевой, а натрий будет влиять на структуру и другие свойства почвы.

 

Р. Джеймс Кук, Министерство сельского хозяйства США, исследовательская сельскохозяйственная служба, Госуниверситет Вашингтона

 Роджер Дж. Фесет,Служба по корпоративному распространению

www.zerno-ua.com

Натрий в высших растениях - Справочник химика 21

    Как концентрация, так и состав почвенного раствора имеют большое значение в развитии растений. Минеральные соли почвенного раствора являются непосредственными источниками питания зеленых растений. Наличие в составе почвенного раствора вредных для жизни растений солей губительно отражается на развитии растений Наиболее вредной является сода (карбонат натрия), оказывающая отрицательное влияние на растения вредны для растений сульфаты и хлориды магния и натрия. Высокая концентрация солей в почвенном растворе также пагубна для растений. Отрицательно влияет и кислая или резко щелочная реакция почвенного раствора. Поэтому определение концентрации (степени засоленности почвы), состава и реакции почвенного раствора является обязательным при характеристике почвы. Химический состав почвенного раствора, его реакцию и концентрацию изучают обычно методом водной вытяжки. Метод водной вытяжки заключается в кратковременной обработке почвы водой и последующей фильтрации жидкости. Полученный фильтрат и подвергают дальнейшему исследованию. Метод водной вытяжки является условным и дает лишь качественное представление о составе почвенного раствора и его концентрации. Данными анализа водной вытяжки пользуются обычно для сравнительной характеристики количества и состава воднорастворимых веществ в различных почвах (или различных горизонтах профиля) и определения степени ее засоленности. Как показали классические исследования академика К. К. Гедройца, чем больше взято воды для приготовления водной вытяжки, тем больше извлекается из почвы веществ, в то время как концентрация водной вытяжки уменьшается. [c.81]     Высокая минерализация буровых растворов приводит к резкому увеличению засоленности почвы. Величина сухого остатка на загрязненных участках достигает 1,0 — 1,5%, что приводит к полной гибели растений. Резко возрастает количество токсичного для растений хлора (17-21 мг/экв.) и натрия (13,0-16,0 мг/экв.), что делает почву не пригодной для возделывания сельхозкультур. Вследствие неравномерного смешивания буровых растворов с почвой степень минерализации участков неоднородна по профилю и по площади. [c.81]

    Если сравнить химический состав Земли с составом Вселенной, то, казалось бы, между ними не должно быть существенных различий, за исключением, пожалуй, водорода, который легко уходит из атмосферы в межпланетное пространство. К сожалению, судить о составе Земли можно лишь по составам атмосферы, гидросферы и земной коры, изученной в глубину не более чем на 20 км. Главная химическая особенность этих трех сфер — необычайно высокое содержание кислорода, что объясняется уже не строением ядер его атомов, а его химическими свойствами. Атомы кислорода способны образовывать прочные химические связи с атомами многих элементов, в том числе кремния и алюминия. В процессе образования земной коры эти элементы накапливались в ней благодаря легкоплавкости их соединений со щелочами. В итоге на поверхности нашей планеты выкристаллизовалась твердая кремнекислородная оболочка. Кислород, не считая воды, входит в состав 1364 минералов. В атмосфере кислород появился около 1,8 млрд. лет назад в результате действия на минералы микроорганизмов. В настоящее время выделение кислорода растениями за счет фотосинтеза возмещает его убыль в атмосфере в ходе процессов окисления, горения, гниения, дыхания. По числу известных природных соединении (432) второе место занимает кремний. Далее по распространенности атомов в земной коре следуют алюминий, натрий, железо, кальций, магний и калий  [c.201]

    Содержание крахмала в клубнях изменяется в широких пределах— от 12 до 30%. В юго-западных районах оно более высокое, чем в северо-восточных. В сухое теплое лето крахмала накапливается больше, чем в дождливое и холодное. Дожди необходимы в середине роста растения, избыток их нежелателен в период интенсивного образования крахмала. На крахмалистости отрицательно сказываются избыток азотных удобрений и присутствие хлорида натрия. Клубни средней массы (50—100 г) богаче крахмалом, чем крупные и мелкие. В недозрелых клубнях меньше крахмала. [c.13]

    В виде растворимых солей натрия гуминовые кислоты могут применяться как стабилизатор глинистых растворов при бурении нефтегазовых скважин (так называемые торфощелочные реагенты). Повышается значение гуминовых кислот как регулятора роста и развития растений благодаря высокому содержанию в них хиноидных групп. [c.260]

    Многие неорганические соединения в небольших количествах необходимы для роста растений, но более высокие их концентрации оказываются токсичными. Типичным примером может служить бор. Многие зерновые культуры и разновидности трав чувствительны к высоким концентрациям бора, в то же время некоторое количество бора может поглощаться этими растениями. Важным фактором является содержание натрия в сточной воде. Высокое отношение содержания натрия к содержанию многовалентных катионов оказывает неблагоприятное влияние на растения и грунт. Растениям трудно получать воду из раствора с повышенным содержанием солей, и если натриево-адсорбционное отношение слишком высоко, то грунтовая структура теряет пористость. Засоленность почвы представляет собой более серьезную проблему для ирригации в засушливых районах, где быстрое испарение приводит к увеличению концентрации солей. В северных районах с более влажным климатом накопление солей не может оказаться таким критическим фактором для выращивания фуражных культур. Концентрация растворенных минеральных примесей в воде может оказаться существенным фактором и в том случае, если предполагается прямое повторное использование восстановленной воды. Наиболее распространенными растворимыми солями являются сульфаты и хлориды натрия, калия, магния и кальция. Хотя некоторые из них задерживаются в грунте при ионном обмене, общее содержание растворенных веществ в очищенной воде может быть таким же, как и в исходной сточной воде. Бор, селен и нитрат не задерживаются грунтами и проходят вместе с потоком воды через толщу груита, если они уже прошли через растительную и микробиальную зоны. [c.398]

    В природных, незагрязненных водоемах и в местах, где нет предприятий по добыче и переработке полезных ископаемых, и там, где неорганические вещества не вносятся в почву как удобрения или стимуляторы роста растений, микроэлементы содержатся, как правило, в тысячных или десятитысячных долях миллиграмма на литр воды [77 0-38]. Натрий, калий и кальций содержатся в природных водах в более высоких концентрациях. Необходимо не только определять безвредную дозу и концентрацию химических элементов, но и знать их содержание в организме в норме. Некоторые из них, даже чрезвычайно ядовитые, как мышьяк и свинец в норме содержатся в крови человека и выделяемой моче [0-4 0-22 0-14]. [c.15]

    Солончаки вследствие большого содержания воднорастворимых солей, высокой концентрации почвенного раствора, щелочной реакции и плохих физических свойств непригодны для возделывания культурных растений. Для устранения избытка солей их промывают водой при обильном орошении. Перед промывкой, если используется вода, бедная гипсом и известью, вносят в почву гипс, чтобы избежать превращения солончаков, в которых много воднорастворимых солей натрия, в солонцы. [c.174]

    Обычно биологи, говоря о соединениях натрия, калия, магния и кальция, в первую очередь имеют в виду их хлориды, фосфаты, сульфаты и карбонаты. Все они имеют довольно сильно ионизированные связи. Соединяясь с катионами водорода, образуют кислые соли и кислоты. Соли имеют большое значение не только как составные части жизненной среды, но и как активные участники процессов в живых клетках. Ионы натрия благодаря небольшому размеру играют важную роль в поддержании водного режима организма, и увеличение концентрации Ма+ способствует удерживанию воды. Соли натрия наряду с солями других металлов определяют осмотическое давление в клетках и влияют на работу ферментных систем. Ионы натрия вместе с ионами калия служат для передачи нервного импульса через мембраны нервных клеток (см. 38). Нормальный ритм работы сердца и головного мозга зависит от строгого выдерживания соотношения концентраций ионоз калия и натрия. Ионов калия в организмах животных меньше, и повышение концентрации К+ оказывает вредное действие. В растениях калий способствует фотосинтезу и стимулирует процессы, связанные с прорастанием семян. Поэтому так важны калийные удобрения. Роль магния не ограничивается только участием в структуре хлорофилла. В организмах животных и человека он уменьшает спазмы сосудов и регулирует работу сердца. В периодической системе М занимает промежуточное положение между бериллием и щелочноземельными металлами. Его свойства уникальны имея высокий заряд и небольшой радиус, он в то же время образует в большинстве своих соединений не ионные, а кова- [c.180]

    Экстракция кобальта 2-нитрозо-1-нафтолом была применена для определения этого элемента встали, различных сплавах, никеле [189, 819], алюминии [1378], металлическом натрии [944], горных породах [35, 194], фосфоре высокой чистоты [1507], в почвах, растениях и биологических материалах [1310]. [c.167]

    АНТАГОНИЗМ ИОНОВ. Подавление одними ионами поступления в растение других одноименно заряженных ионов. Примерами антагонистических отношений между ионами может служить подавление поступления нитратного иона при высокой концентрации фосфатного иона, и наоборот, и подобные же отношения между ионами калия и натрия, калия и кальция, калия и магния, кальция и магния. А, обычно слабо проявляется при низкой концентрации ионов. Вредное влияние избыточной концентрации какой-либо соли на растение люжно устранить прибавлением конкурирующего иона. Так, внесением калия можно уменьшить поступление в растения стронция, что весьма важно для районов с высоким содержанием в почвах стронция-90. [c.27]

    То же относится и к химическим процессам. Взаимодействие водорода и кислорода с образованием воды может происходить самопроизвольно, и осуществление этой реакции дает возможность получать соответствующее количессво работы. Но, затрачивая работу, можно осуществить и обратную реакцию — разложения воды на водород и кислород, — например, путем электролиза. И другие химические реакции, которые по своим термодинамическим параметрам не могут в данных условиях совершаться самопроизвольно, можно проводить, затрачивая работу извне. Большей частью это осуществляют или путем электролиза, или при электрическом разряде в газах, или действием света, или же путем повышения давления (причем одновременно изменяются и условия проведения реакции). Из хорошо известных процессов такого рода можно назвать фотосинтез в растениях, получение натрия и хлора путем электролиза расплавленного хлористого натрия, получение металлического алюминия из бокситов путем электролиза, синтез аммиака при высоком давлении и др. [c.209]

    Сопоставляя чувствительность различных методов и оценивая примерное содержание компонента в образце, химик выбирает тот или иной метод анализа. Например, для определения содержания натрия в силикатных породах используют гравиметрический метод, позволяющий определять милли-фаммовые н более высокие количества натрия для определения микро-граммовых количеств того же элемента в растениях и биологических образцах животного происхождения — метод пламенной фотометрии для определения натрия в воде особой чистоты (нано- и пнкограммовые количества) — метод лазерной спектроскопии. [c.26]

    Применение промышленных отходов для мелиорации солонцовых почв, к солонцам и солонцеватым почвам относят почвы, содержащие большие количества обменного натрия. Они обладают неблагЬприят-ными афохимическими свойствами. Во влажном состоянии солонцовые почвы набухают, становятся вязкими и липкими, в сухом состоянии отличаются твердостью и слитостью. Водопроницаемость их низка и большая часть почвенной влаги остается недоступной растениям. Кроме плохих водно-физических качеств некоторым солонцам свойственна повышенная щелочность, губительно действующая на культурные растения. Особенно высокой щелочностью отличаются солонцы содового засоления. [c.285]

    Холодно-щелочной метод менее важен, чем нейтрально-сульфитный. Он заключается в обработке древесной щепы растворами гидроксида натрия прн температуре от 20 до 30 °С с последующим разделением на волокна размолом в рафинере. Сырьем почти исключительно служит древесина лиственных пород, в том числе имеющих высокую плотность, таких, как дуб различных видов, а также недревесные растения [123, 241]. Производство холоднощелочной полуцеллюлозы обычно совмещают с производством сульфатной целлюлозы, что позволяет использовать комбинированную систему регенерации гидроксида натрия. [c.345]

    Влияние катиоиов. Щелочные металлы в пламени возбуждаются гораздо легче, чем щелочноземельные, поэтому, несмотря на то что кальций в большинстве случаев фотометрируется в пламени по узкой спектральной линии (4270 А), они завышают содержание определяемого компонента [933]. 13а излучение кальция накладывается в некоторой степени линия натрия и сплошное излучение калия [499]. При определении кальция влияние натрия более значительно, чем влияние калия. Некоторые объекты, содержащие сравнительно небольшое количество щелочных металлов по сравнению с кальцием, могут анализироваться непосредственно без введения соответствующих поправок на излучение примесей. Отмечается сильное влияние натрия при анализе объектов с высоким содержанием щелочных металлов хромитовая шихта [70], руды [225[, биологические объекты, морская вода [791], питьевая вода [1318] и др. Калий сильно мешает при анализе растений. [c.139]

    Предельно допустимые концентрации, установленные по эстетическим соображениям, основаны на том, что присутствие в воде тех или ипых веществ делает ее менее желательной для употребления. Это относится к веществам, придающим воде неприятный вкус и запах, ухудшающим ее качество с точки зрения экономики и эстетики. Сюда же относятся вещества, токсичные для рыб или растений. Вещества, активно действующие на метиленовую синь и находящиеся в высоких К01щент-рациях в некоторых моющих средствах, могут придавать воде неприятный вкус и пенистость. Хлориды, сульфаты и растворенные частицы также влияют на вкус воды и, кроме того, обладают слабительным действием, а высокоминерализованная вода ухудшает качества кофе и чая. Сульфат натрия и сульфат магния — хорошо известные слабительные с общепринятыми названиями глауберова соль и горькая соль . Послабляющее действие воды, богатой сульфатами, обычно отмечается приезжими из других районов и новыми потребителями. Медь является важным питательным элементом и не представляет угрозы для здоровья. Рекомендуемый предел содержания меди устанавливают таким, чтобы избежать появления у воды медного привкуса. Цинк — также важный элемент в питании человеческого организма, однако в больших количествах он раздражающе действует на желудочно-кишечный тракт. Экстракт хлороформа содержит большое количество органических остатков, до сих пор мало исследованных. Предельно допустимые концентрации веществ, экстрагируемых хлороформом, установлены для того, чтобы не допустить присутствия неизвестных органических соединений. Вода с высокими концентрациями нитратов для взрослых людей не опасна, но у детей может вызывать тяжелые отравления. Многие случаи детской метгемоглобинемии были результатом пользования водой, загрязненной азотосодержащими стоками и забиравшейся из частных водораспределительных систем. В настоящее время еще не разработан способ экономичного удаления избыточных нитратов из воды. Поэтому в тех районах, где вода содержит нитраты в высоких концентрациях, необходимо предупреждать население о потенциальной опасности такой воды для детей. Железо и марганец нежелательны из-за того, что они вызывают появление коричневатых пятен на белье и фарфоре, а также из-за горько-сладкого привкуса, присущего л елезу. Оптимальные концентрации фтора в питьевой воде приведены в табл. 5.3. Количество потребляемой людьми воды зависит от климатических условий, поэтому оптимальные концентрации установлены для средней максимальной дневной температуры воздуха. [c.120]

    Высокая химическая активность ЫОг- и МНг-групп, введенных в ароматическое ядро, обусловила возможность применения нитро- и аминосоединений в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и болезнями растений, а также с сорняками. Антисептическое действие нитрофенолятов было известно давно. Нитрофенолят натрия применялся ранее и используется сейчас для антисептирования древесины. Оказалось, что нитро-фенолы и их производные могут быть успешно применены и в качестве фунгицидов, т. е. препаратов для борьбы с болезнями растений. Наиболее употребительными препаратами этого типа являются динитро-о-крезпл I (ДНОК, селинон, эльджетол), получаемый нитрованием о-крезола и выпускаемый в смеси с сульфатом натрия и другими соединениями диносеб П (динит-ро-о-вгор-бутилфенол), который синтезируют путем конденсации фенола с бутиленом и последующим нитрованием образовавшегося бутилфенола или из. -хлорбензолсульфокисло-ты (отход от производства ДДТ) в результате последовательно проводимых омыления, бутилирования и нитрования нитрофен— продукт нитрования фенолов, полученных из сланцев, добываемых в Латвии, [c.39]

    В золе корнеплодов довольно много калия и сравнительно мало фосфора. Отношение Р2О5 К2О в золе корнеплодов примерно равно 1 3. Характерная особенность состава золы корнеплодов— очень высокое содержание натрия. В диких видах свеклы количество натрия может достигать 30% и более веса золы. С накоплением большого количества натрия в корнеплодах связано положительное действие этого элемента на рост и урожай данной группы растений. При изменении условий выращивания и особенно при внесении удобрений состав золы корнеплодов может значительно изменяться. [c.433]

    Водород, кроме воды, содержится также во многих других веществах [103] и может из них получаться. Для примера упомянем о том 1) что муравьинонатровая соль СНЫаО , при накаливании смеси ее с едким натром ЫаНО, образует угленатровую соль На СО и водород № (эта реакция необратима, совершается при накаливании сухого вещества и может давать в замкнутом сосуде сильно сжатый водород), 2) что множество органических веществ, содержащих углеводородные соединения, при накаливании разлагаются, образуя между другими газами водородный, а потому он содержится в обычном светильном газе, 3) что уголь при высокой температуре выделяет из водяных паров водород, но происходящие при этом реакции отличаются сложностью, а потому будут рассматриваться лишь в дальнейшем изложении (гл. 9), и 4) что при гниении (изменении под влиянием микроорганизмов) некоторые органические вещества (напр., при гниении растений под водою) образуют вместе с другими газами некоторое количество водорода. [c.95]

    Экстракция с помощью NaDD была применена для определения меди в никеле [549, 824], растворах солей никеля, кобальта и других металлов [481, 795], кадмии 359, 521, 615], цинке [359, 521, 1189], олове [411], титане и цирконии [1132], тантале [387 , селене и селениде кадмия [995, 1363[, теллуре [714], хро.ме [1139] и сурьме высокой чистоты [811] и других металлах [798, 1431]. Этот метод был использован также для определения меди в сплавах [647], рудах [795], едких щелочах [470, 1409], щелочных металлах высокой чистоты [117], поваренной соли [1537], иодиде натрия [1219], воде [469, 718, 1014], почвах [171], красном фосфоре [1469], растениях [303] и других биологических материалах [515]. [c.235]

    Термическая обработка природных фосфатов, а также спекание при высоких температурах их смесей с солями щелочных металлов (содой, смесью сульфата натрия с углем) или сплавление их с кварцитом, с силикатами магния, со щелочными алюмосиликатами приводит к образованию веществ, называемых термическими фосфатами, в которых Р2О5 находится в усвояемых растениями лимонно- и цитратнорастворимой формах. Поэтому продукты термической обработки фосфатов в измельченном виде являются хорошими удобрениями, в особенности на кислых почвах. Их применение дает дополнительный эффект, аналогичный известкованию почв. Они негигроскопичны, не слеживаются и содержат от 20 до 42 % Р2О5, в зависимости от состава исходного фосфата, причем усвояемая часть составляет 90—98 % от общего количества Р2О5. Преимуществами термофосфатов являются также [c.202]

    V,B), богатых щавелевой кислотой, близок к 2,0 это показывает, что в данном случае щавелевая кислота присутствует в основном в свободном состоянии и, возможно, сосредоточена внутри вакуолей. У Begonia наряду со щавелевой кислотой, по-видимому, накапливается очень незначительное количество лимонной или яблочной кислоты. Напротив, в таких органах, как черешок листа ревеня, и яблочная, и лимонная, и щавелевая кислоты присутствуют в высокой концентрации. Возможно, применение более совершенных аналитических методов покажет, что щавелевая кислота присутствует в малой концентрации у большинства растений. Недавно она была обнаружена в зерне ячменя (табл. 37) и в плодах банана. В последних она находится в растворимой форме, возможно, в виде солей натрия или калия [66]. [c.292]

    Указанный метод приемлем для экстракции пестицидов из растений. Мы пользовались нм при определении гентахлора, дилора, ГХЦГ и ДДТ в фекалиях животных. Для этого навеску свежего образца (25 г) гомогенизировали с 50 мл ацетонитрила или ацетона в течение 10 мин. Смесь выдерживали три дня, фильтровали, а остаток на фильтре промывали чистым растворителем до конечного объема экстракта 100 мл. Затем в делительную воронку брали 2 мл приготовленного экстракта, добавляли 50 мл насыщенного раствора сульфата натрия и экстрагировали соединения 5 мл смеси к-гексана и диэтилового эфира (4 1). Верхний органический слой подвергали анализу посредством газо-жидкостной хроматографии. Фактор извлечения добавок был достаточно высоким (89-94%). [c.97]

    АЛЬГИЦИДЫ. Химические средства борьбы с водорослями, например, в рыбоводных прудах, на рисовых чеках. Наиболее часто применяют медный купорос и пентахлорфенолят натрия. АЛЬДРИН. 1,2,3,4,10,10-Гексахлор-1,4,4а,5,8,8а-гексагидро-1,4-эи9о. экзо-5,8-диметанофталан. Белое кристаллическое вещество, практически не. растворимое в воде. Устойчив при хранении, на листьях и в почве. Обладает очень высокой контактной инсектицидностью. Перспективный инсектицид, применяемый за рубежом главным образом для борьбы с вредителями, обитающими в почве (проволочными и ложнопроволочными червями, гусеницами, подгрызающими растения, с личинками пластинчатоусых жуков и т. п.). Способы применения опудривание дустами или смачивающимися порошками семян перед посевом (расход д. в-ва около 50 г/го) внесение в виде гранулированных препаратов или дустов в борозду или гнездо (расход д. в-ва 0,5—1,5 кг/га) рассев гранулированных ирепаратов но полю с заделкой в почву (расход д. в-ва 3—5 г/га). Очень ядовит мон ет накапливаться в организме и вызывать хроническое отравление. [c.21]

    ПИРОФОСФАТЫ. Соли пирофосфорной кислоты Н4Р2О7. Хорошо усваиваются растениями П. калия, натрия, аммония и кислые соли кальция и магния. Содержатся в качестве примесей в удобрениях, полуттаемых путем нагревания до высоких температур, порядка 200—300° С. П. на удобрения не производятся. [c.230]

    ТРАВЕРТИНЫ. Минеральные осадки вод некоторых минеральных источников. К ним близки известковые туфы, применяемые в качестве известковых удобрений. В состав Т. входит в больших количествах кальций. Они содержат также серу, натрий, фосфор и микроэлементы марганец, медь, цинк, молибден и др. Для использования в качестве минеральной подкормки для скота и установления норм скармливания проводится химический анализ Т. ТРАНСПИРАЦИЯ. Процесс испарения содержащейся в растении влаги с поверхности растения, главным образом с поверхности листьев. Чем выше влажность почвы и чем суше воздух и выше температура, тем сильнее Т. Ветер также повышает Т. Высокое содержание солей в засоленных почвах затрудняет поглощение воды корневой системой, которая при этом не может обеспечить необходимой интенсивности Т. При недостаточном снабжении водой растения регулируют испарение путем закрывания устьиц, что улучшает водный режим в листьях, но снижает интенсивность фотосинтеза. При недостаточной Т. на прямом солнечном свету листья сильно перегреваются, что нарушает процессы, происходящие в листьях, и ведет к увяданию растений. Количество воды в граммах,. транснирированпое растением за период его вегетации на 1 г сухого вещества растения, называется транспирационным коэффициентом. При внесении удобрений транспирационный коэффициент снижается. [c.290]

    ХЛОР. С1. Химический элемент VII группы периодической системы элементов. Одновалентен. Атомный вес 35,45. Принадлежит к группе галогенов. В природе встречается преимущественно в виде со лей натрия (Na l — поваренная соль) и калия (КС1 — сильвин), а также магния и кальция. Почвами X. не поглощается, и внесенный с удобрениями легко вымывается из почвы. Хлориды, наряду с сульфатами, являются основными солями почвенных растворов засоленных почв. X. входит в состав растений и нотвотных. Он быстро поступает в растения, но накопление его в растениях неблагоприятно для ряда физиологических процессов, из за чего снижается качество ряда продуктов. Особенно чувствительны к высокому содержанию X. в почве табак, картофель, виноград, цитрусовые, а также лен, гречиха, люнин и др. Более выносливы к X. сахарная свекла, хлопчатник. В организме животных значительные количества X. содержатся в виде соляной кислоты в желудочном соке. X. принимает участие в обеспечении нормальной функции [c.343]

chem21.info

Натрий: хранитель воды

    Натрий – жизненно важный межклеточный и внутриклеточный элемент, который в организме человека участвует в создании необходимой буферности крови, регуляции кровяного давления, водного обмена (ионы натрия способствуют набуханию коллоидов тканей, задерживающих воду в организме, и способствуют ее накоплению), активизации пищеварительных ферментов, питании нервной и мышечной ткани. Накапливая воду в организме, натрий препятствует обезвоживанию (при недостаточности воды клетки перестают выполнять свои функции, и в организме накапливаются шлаки). Он необходим также для сердечной мышцы.

 

     Суточная потребность организма человека – около 1 г.    Физиологическая потребность в натрии в основном удовлетворяется обычной диетой без добавления пищевой соли (0,8 г природного натрия в день). Основное количество натрия – около 80% – организм получает при потреблении продуктов с добавлением поваренной соли.    Потребность в натрии существенно возрастает при сильном потоотделении в жарком климате или при больших физических нагрузках.

 

    Содержание натрия в теле взрослого человека составляет 0,08% (55–60 г на 70 кг массы тела).

 

    Натрий распределяется по всему организму: крови, мышцам, костям, внутренним органам и коже. Около 40% натрия находится в костной ткани, в основном, во внеклеточной жидкости.

 

    Ионы натрия быстро и полностью всасываются на всех участках желудочно-кишечного тракта и в местах парентеральных инъекций. Ионы натрия легко проникают также через кожу и легочный эпителий.    Выводится натрий из организма, в основном с мочой (95%), калом, потом. Максимальная экскреция натрия с мочой – с 9 до 12 часов дня, тогда как минимальная – ночью.    Обмен натрия регулируется, в основном, альдостероном.

 

    Биологическая роль в организме человека. Натрий – электролит, который играет ключевую роль в регулировании жидкостного обмена. Натрий в виде катиона Na+ участвует в поддержании гомеостаза (ионное равновесие, осмотическое давление в жидкостях организма). Он играет важную роль в регуляции осмотического давления и водного обмена, при нарушении которых отмечаются жажда, сухость слизистых оболочек, отечность кожи. Натрий оказывает значительное влияние и на белковый обмен.    Обмен натрия находится под контролем щитовидной железы. При гипофункции щитовидной железы происходит задержка натрия в тканях. При гиперфункции количество натрия в коже уменьшается, а выделение его из организма – усиливается.    В организме человека натрий выполняет «внеклеточные» функции: поддержка осмотического давления и рН среды, формирование потенциала действия путем обмена с ионами калия, транспорт углекислого газа, гидратация белков, солюбилизация органических кислот.    Внутри клеток натрий необходим для поддержания нейромышечной возбудимости и работы Na+–K+–насоса, обеспечивающего регуляцию клеточного обмена различных метаболитов. От натрия зависит транспорт аминокислот, сахаров, неорганических и органических анионов через мембраны клеток.    Натрий также участвует в образовании желудочного сока, регулирует выделение почками многих продуктов обмена веществ, активирует ряд ферментов слюнных желез и поджелудочной железы, а также более чем на 30% обеспечивает щелочные резервы плазмы крови.

 

 

    Недостаточность натрия связывают с одышкой, усталостью, бессонницей, низким сахаром в крови.    Признаки недостаточности натрия: спазмы мышц живота, отсутствие аппетита (анорексия), тошнота, рвота, потеря ориентации, нарушение координации движений, обезвоживание, депрессия, головокружение, утомляемость, галлюцинации, головная боль, учащенное сердцебиение, сниженный порог вкусовых ощущений, сонливость, пониженное артериальное давление, ослабление памяти, мышечная слабость, повторяющиеся инфекции, потеря веса.

 

    Избыток натрия приводит к развитию гипертонии. Кроме того, чрезмерное потребление натрия перегружает сердце и почки (при образовании мочи они перерабатывают кровь с повышенным содержанием натрия), в результате чего отекают ноги и лицо. Вот почему при заболеваниях почек и сердца рекомендуется резко ограничить потребление поваренной соли.

 

    Токсичность поваренной соли для человека, установленная по минимальной летальной дозе, составляет 8,2 г/кг веса при пероральном введении. Механизм токсического действия хлорида натрия в местах введения обусловлен, прежде всего, высоким осмотическим давлением. В результате имеет место интенсивное поступление воды из окружающих тканей, что приводит к их обезвоживанию и нарушению функций клеток. Избыточное поступление ионов Na+ вызывает перегрузку соответствующих систем гомеостаза и нарушение метаболических процессов. В эпителии желудочно-кишечного тракта и почечных канальцев развивается воспаление, нередко приводящее к некрозу ткани.    Постоянный избыток натрия и калия в пище сопровождается определенным повышением уровня инсулина в крови. Отмечаются и другие гормональные нарушения. Введение большого количества хлористого натрия вызывает распад белков и сильное похудание. При парентеральном введении изотонического раствора может повыситься температура тела, что чаще наблюдается у детей.    Люди с избытком натрия обычно легко возбудимы, ранимы, гиперактивны, у них появляются жажда и потливость, увеличивается частота мочеиспусканий.    Основные проявления избытка натрия – утомление, возбуждение; неврозы; дисфункция надпочечников, нарушение функции почек; образование камней в почках; жажда, отеки; гипертензия, остеопороз.   

     Натрий необходим: при тяжелом физическом труде, высокой внешней температуре, обильном потоотделении (норма потребления натрия увеличивается почти в 2 раза), занятиях спортом в жаркие дни или в условиях жаркого климата, работе в горячих цехах, при рвоте, поносах, а также при употреблении пищи, богатой калием (натрий – антагонист калия).

 

   

 

pharmacognosy.com.ua

Какое биологическое значение найтрий имеет для человека или растения?

Биологическая роль

В организме натрий находится большей частью снаружи клеток (примерно в 15 раз больше чем в цитоплазме) . Это разницу поддерживает натрий-калиевый насос, который откачивает попавший внутрь клетки натрий.

Совместно с калием натрий выполняет следующие функции: Создание условий для возникновения мембранного потенциала и мышечных сокращений. Поддержание осмотической концентрации крови. Поддержание кислотно-щелочного баланса. Нормализация водного баланса. Обеспечение мембранного транспорта. Активация многих энзимов.

Рекомендуемая доза натрия составляет для детей от 600 до 1700 миллиграмм, для взрослых от 1200 до 2300 миллиграмм. В виде поваренной соли это составляет от 3 до 6 грамм в день.

Натрий содержится практически во всех продуктах, хотя большую его часть организм получает из поваренной соли. Усвоение в основном происходит в желудке и тонкой кишке. Витамин Д улучшает усвоение натрия, однако, чрезмерно соленая пища и пища богатая белками препятствуют нормальному всасыванию. Количество поступившего с едой натрия показывает содержание натрия в моче. Для богатой натрием пищи характерна ускоренная экскреция.

Дефицит натрия у питающегося сбалансированной пищей человека не встречается, однако, некоторые проблемы могут возникнуть при вегетарианских диетах. Временный дефицит может быть вызвано использованием мочегонных, поносом, обильным потением или избыточным употреблением воды. Симптомами нехватки натрия являются потеря веса, рвота, образование газов в желудочно-кишечном тракте, и нарушение усвоения аминокислот и моносахаридов. Продолжительный дефицит вызывает мышечные судороги и невралгию.

Переизбыток натрия вызывает отек ног и лица, а также повышенное выделение калия с мочой. Максимальное количество соли, которое может быть переработано почками составляет примерно 20-30 грамм, большее количество уже опасно для жизни.

otvet.mail.ru

4.2 Токсичные элементы для растений

В почвах содержатся элементы, которые могут быть токсичными для растений, угнетая их рост и развитие, хотя при этом в небольших количествах они являются жизненно необходимыми.

Сера. В почвах с непромывным водным режимом и при аэробных условиях сера накапливается в виде гипса или входит в состав легкорастворимых солей. Сульфаты магния и натрия - важнейшие компоненты засоленных почв, отрицательно влияющие на плодородие почв. Такие почвы требуют промывки или других видов мелиорации. Гипс оказывает положительное влияние при умеренном содержании, предупреждая образование солонцов или способствуя их мелиорации. При высоких уровнях накопления гипс образует плотные скопления, резко ухудшая физические свойства почв.

В анаэробных условиях образование Н2S ведет к снижению продуктивности почв. Восстановительные зоны можно рассматривать как геохимические барьеры для железа и многих других металлов, образующих трудно растворимые сульфиды, которые способствуют увеличению щелочности и развитию солонцов.

Вместе с тем сера - необходимый для живых организмов элемент. Она является обязательным компонентом белков, и жизнь без серы невозможна.

Другой источник серы - поступление в почву сульфатов и серной кислоты техногенного происхождения с атмосферными осадками. Оксиды серы поступают в атмосферу с продуктами сгорания различных видов серосодержащего топлива. Образующаяся в атмосфере серная кислота вместе с атмосферными осадками поступает в почву, вызывая в гумидных районах нежелательное увеличение почвенной кислотности. В северном полушарии с осадками выпадает в среднем 3-15 кг серы на га в год. В промышленных районах эта нагрузка возрастает до 100-150 кг серы на га в год. Многие исследователи считают. Что если ежегодно на 1 га пашни поступает 12 кг серы, то этого достаточно для обеспечения потребностей сельскохозяйственных культур.

Цинк, кадмий, ртуть при высоких содержаниях являются токсичными для растений. Эти три металла являются наиболее опасными при накоплении в почвах и водах. Все соединения кадмия являются токсичными. Пределы колебаний в незагрязненных почвах достаточно велики и для цинка составляют 10-300 мг/кг, для кадмия - от 0,01 до 0,7 мг/кг, для ртути - от 0,01 до 0,8 мг/кг. Для этих элементов характерна низкая растворимость карбонатов, некоторых фосфатов и сульфидов. В автоморфных почвах продуктами накопления цинка, кадмия и ртути могут быть их карбонаты, а в бескарбонатных почвах в твердых фазах - фосфаты этих металлов.

В породах цинк распределён очень неравномерно. Важнейший минерал цинка – сфалерит, также цинк встречается в слюдах и амфиболах. Цинк находится в рассеянном состоянии в километровой толще гранитного слоя земли в виде свинцово-цинковых руд. Цинк – один из главных биофильных микроэлементов, он входит в состав нескольких ферментов и поэтому участвует в белковом, углеводном, липоидном, фосфорном обмене веществ. В его отсутствии или недостатке нарушается биосинтез витаминов и ростовых веществ. Коэффициент биологического поглощения цинка в 12 раз выше, чем у свинца. Большая часть цинка в растениях сосредоточена в легко разрушающихся тканях и быстро удаляется из растения (Безуглова О.С., Орлов Д.С., 2000).

В почвах наблюдается биогенная аккумуляция цинка. Большая часть цинка находится в комплексах с органическом веществом почвы или сорбирована плёнками гидроксидов железа. В нейтральных и щелочных условиях цинк малоподвижен, так как рН выпадения гидроксида цинка в осадок – 6,8. Однако при дальнейшем повышении рН цинк снова переходит в раствор за счёт образования солей цинковой кислоты – цинкатов. На сероводородном барьере цинк накапливается в виде практически нерастворимого сульфида.

Накопление цинка происходит в зонах напряжённого автотранспорта, вдоль автострад, в индустриальных центрах. Некоторое количество цинка поступает в атмосферу, а также при вулканических извержениях и в результате выделения летучих органических соединений бактериями.

Кадмий содержится в сернистых рудах цинка, свинца и меди. Источником загрязнения кадмием является металлургия цинка и свинца. Пылистые загрязнения, включающие кадмий, могут передвигаться на расстояния свыше 50 км и загрязнять почвы, расположенные далеко от промышленных заводов и электростанций. Существенным источником загрязнения почв кадмием могут быть фосфорные удобрения. Содержание кадмия в суперфосфате достигает 170 мг/кг (в среднем – 36-40 мг/кг). До 15 мг кадмия на 1 кг содержится в известняке, от 1 до 170 мг – в калийных удобрениях, 0,4 мг – в сухой массе навоза, до 50 мг – в осадках городских сточных вод, до 180 мг/кг – в сапропеле (Минеев В.Г., 1990). Ежегодное внесение в почву удобрений и мелиорантов, содержащих кадмий, приводит к его накоплению в почве и растениях. При этом до 80 % кадмия, внесенного в почву, может удерживаться в пахотном слое. Предельно допустимая концентрация внесения кадмия в почву с удобрениями составляет до 4 г/га в год (содержание его в пахотном слое – около 0,55 кг/га). Пределы варьирования ПДК для кадмия в почве находится в диапазоне 1-5 мг/кг. Официальные ПДК в России по кадмию отсутствуют. Существует только официально утвержденный фон – 0,5 мг/кг.

По геохимическим свойствам кадмий похож на цинк, но он легче соединяется с серой и проявляет большую подвижность в природе. В кислой среде кадмий характеризуется большой мобильностью (рН 4,5-5,5). Изменение реакции почвы на близкую к нейтральной или щелочную и внесение органического вещества снижает сорбцию кадмия почвой и поглощение этого металла растениями.

Кадмий является одним из металлов, производящих самые большие изменения в биологических свойствах почвы, так как отрицательно действует на количество почвенных микроорганизмов. Сильное подавляющее действие оказывает кадмий на актиномицеты, меньше происходит снижение численности бактерий, а меньше всего – грибов (Нейтрализация загрязнённых почв, 2008). Поглощение кадмия растениями в излишке вызывает физиологические изменения: нарушение процессов фотосинтеза, транспирации, поглощения макро- и микроэлементов, нарушая ионные равновесия растений. Больше кадмия накапливают в себе корни, листья и стебли, меньше – фрукты, семена и клубни растений.

Симптомами токсичности перенасыщения кадмием являются покраснение жилок, хлоротичные и бурые пятна на листовых пластинках, вызванные изменением хлоропластов, специфичное скручивание листьев, утолщение и укорачивание корней.

Ртуть отличается исключительно сильной биологической и химической активностью, а также лёгкостью изменения агрегатного состояния из жидкого к газообразному и наоборот. По таблице Менделеева она принадлежит к элементам подгруппы цинка.

Рост концентрации ртути в почвах может происходить под влиянием геологических факторов и в результате антропогенного действия. Поступающая в почву ртуть накапливается в верхнем горизонте, так как не подвергается вымыванию в глубокие слои, что связано с большой способностью почвы к сорбированию ртути.

Повышенное содержание ртути в среде является вредным для растений. Признаки токсичности: хлоротичные пятна, побурения по краям листовых пластинок, сокращение и деформация проростков и корней растений.

На биодоступность ртути очень влияют кислотность почвы и содержание органического вещества. Самое большое поглощение ртути растениями происходит при рН 3-5, но находящееся в питательной среде органическое вещество в кислых почвах повышает, а в щелочных понижает количество связываемого металла. Таким образом, для кислых почв одним из основных агротехнических приёмов, ведущих к образованию труднорастворимых соединений ртути, является известкование (Нейтрализация загрязнённых почв, 2008).

Ртуть – классический пример естественного компонента окружающей среды, который становится загрязнителем благодаря человеку. ПДК ртути в почве составляет всего 2 мгкг.

Мышьяк относится к семейству азота. Мышьяк – полуметалл и обладает некоторыми металлическими свойствами, проявляет высокую активность, входит в состав свыше 200 минералов (арсенопирит FeAsS, никелин NiAs), чаще всего связан в сульфидах.

Среднее содержание Аs в почве около 5-6 мг/кг, при колебаниях от 0,1-0,2 до 30-40 мг/кг. Мышьяк и все его соединения очень токсичны. В литературе упоминаются некоторые почвы Аргентины и Новой Зеландии со столь высоким содержанием Аs, что их продукция токсична для млекопитающих.

Среди соединений мышьяка важны мышьяковистая Н3АsО3 и особенно мышьяковая Н3АsО4 кислоты и их соли - арсениты и арсенаты соответственно. Арсенаты аналогичны фосфатам по общим свойствам и по химическому поведению в почвах. В нейтральной и щелочной средах арсенаты соосаждаются с гидроксидами железа и алюминия или адсорбируются на их поверхности. Наиболее прочно полуторные оксиды удерживают арсенат-ионы при низких значениях рН.

Находящиеся в почве соединения и минералы мышьяка легко растворимы, особенно в кислой среде в восстановительных условиях. Миграция мышьяка в гидросферу ограничена сильной сорбцией глинистыми минералами, гидроксидами железа и алюминия, органическими веществами. Кроме того, некоторые минералы (слюды, гетит) связывают мышьяк и оказывают влияние на его накопление в осадочных породах и почвах. Способность мышьяка связываться со многими почвенными компонентами – причина его накопления в верхних слоях и, следовательно, загрязнения почв этим элементом.

Повышенные концентрации мышьяка обнаруживаются в пахотных почвах, на которых сельскохозяйственные растения обрабатывались мышьяковистыми препаратами, и на почвах, подверженных техногенному загрязнению (добыча и переработка цветных металлов, добыча и сжигание углей, металлургическая и химическая промышленность, большие городские агломерации, очистки сточных вод, в почвах огородов и садов).

Накопление мышьяка возможно и при использовании минеральных и органических удобрений, загрязненных этим элементом. В двойном суперфосфате содержание мышьяка может достигать 300, аммиачной селитре – 60 мг/кг. С нитратами, сульфатами, мочевиной в почву попадает от 1 до 10 г/га мышьяка (Минеев В.Г., 1993). Токсичная концентрация мышьяка в почве, принятая за рубежом, соответствует 50 мг/кг. Официальное ПДК в России на содержание мышьяка в почве составляет 2,0 мг/кг (Временная инструкция …, 1992).

Поведение мышьяка в почве проявляется и зависит от микробиологической активности. Находящиеся в почве микроорганизмы могут влиять на образование различных видов этого вещества, благодаря им происходит окисление арсенидов на арсенаты и др. процессы. Окисление серных минералов мышьяка может быть причиной повышения кислотности почвы в случае, когда концентрация карбонатов слишком мала, чтобы нейтрализовать этот процесс. Снижение рН почвы приводит к уменьшению количества адсорбированного мышьяка, и тем самым к увеличению его концентрации в почвенном растворе. Последствием этого процесса является более высокая способность мышьяка ассимилироваться растениями, а также перемещаться в более глубокие слои почвы. Кроме того, неблагоприятная для бактерий сильнокислая среда приводит к уменьшению распада вредных органических веществ, а также растительных отходов.

Мышьяк поглощается всеми растениями, но до сих пор не выявлена его биологическая роль. Самое низкое содержание мышьяка обнаружено в зерне хлебных культур (за исключением риса), а самое высокое – в шпинате. Поглощение мышьяка растениями соответствует его содержанию в почве. Симптомы токсичности мышьяка в растениях сводятся к изменению цвета листьев и повреждению корневой системы, рост растений останавливается, а более чувствительные растения могут погибнуть (Нейтрализация загрязнённых почв, 2008).

Известкование, вызывая повышение рН почвы, влияет на понижение подвижности мышьяка в данной среде, а значит, на уменьшение поглощения мышьяка растениями. Большое влияние на мобильность мышьяка оказывает органическое вещество, которое способствует его детоксикации. Удобрения, богатые соединениями серы, могут ограничить доступность мышьяка путём связывания его в слаборастворимые и мало мобильные сульфаты. Обогащение почвы фосфатами способствует образованию слаборастворимых сульфатов мышьяка, которые менее вредны для окружающей среды.

Свинец. Этот элемент является высоко токсичным: ингибирует ферментативные реакции, вступая в химическое взаимодействие с белками и осаждая их; повышенные концентрации представляют угрозу для здоровья человека; действие свинца проявляется в заболеваниях нервной системы, печени, почек и других органов.

Свинец широко используется в промышленности и на транспорте и вместе с отходами производства попадает в почву. Например, в США только за счет выхлопных газов автотранспорта в атмосферу попадает до 100000 т свинца ежегодно.

Резкое увеличение содержания свинца наблюдается в почвах вблизи автомобильных дорог. Если при плотности движения на автостраде в 11000 машин в час содержание Рb в почве было около 6,4 мг/кг, то при плотности движения 32000 в час оно растет до 36-37 мг/кг. Наибольшему загрязнению подвержена прилегающая к автостраде полоса шириной 10-15 м (по обе стороны дороги). При интенсивном движении загрязнение свинцом прослеживается в зоне до 100-150 м. Быстро нарастающее содержание подвижных соединений свинца в почвах приводит к повышению его содержания в растениях.

Наибольшее влияние на состояние свинца в почвах оказывают следующие анионы: СО32-, ОН-, S2-, РО43-, SО42-. Попадающий в почву Рb сравнительно легко образует гидроксид в условиях нейтральной и щелочной реакции. Если почва содержит растворимые фосфаты, то Рb(ОН)2 переходит постепенно в Рb3(РО4)2 или другие трудно растворимые фосфаты. Эти соединения определяют уровень концентрации Рb в почвенных растворах.

Свинец находится в минеральных удобрениях, извести и навозе, достигая в некоторых удобрениях до 300 мг/кг, навозе – до 10, в осадках городских сточных вод – от 13 до 19370 мг на 1 кг сухой массы. Доля выпадения свинца с осадками – 11-38 %.

Ванадий. Среднее содержание ванадия близко к 100 мг/кг при колебаниях от 20 до 500 мг/кг. Известно большое число ванадийсодержащих минералов различных классов, в том числе оксиды (корвусит, алаит, монтрозеит), сульфиды (сульванит Cu3VS4), ванадаты (карнотит), различные силикаты.

В почвах ванадий может находиться как в составе первичных минералов, так и в различных вторичных. Ванадат-ион адсорбируется гидроксидами Fe и Аl, связывается органическими веществами (особенно в щелочных почвах), а также образует нерастворимые соединения с тяжелыми металлами.

Из числа галогенов почвы содержат в макроколичествах только хлор, фтор, йод – важнейшие микроэлементы.

Фтор. Недостаток фтора приводит к развитию кариеса, так как постепенно разрушается эмаль. Избыток фтора в почвах оказывает токсичное влияние на травоядных животных. Глубокие изменения свойств почв возможны в районах промышленных комплексов, выбросы которых обогащены фтором.

Источниками загрязнения почв фтором являются предприятия по производству алюминия, фосфорных удобрений, тепловые электростанции. Фтор поступает в почву также с пестицидами и фосфорными удобрениями до 15-20 кг/га в год. В наиболее загрязненных районах содержание фтора может достигать 1000-2000 мг/кг почвы. Среднее содержание фтора в незагрязненных почвах также сравнительно велико – около 200 мг/кг, при колебаниях от 30 до 300 мг/кг. ПДК содержания фтора в почвах составляет 2,8 мг/кг. Источниками фтора являются такие минералы, как фторапатит Са10(РО4)6F2, слюды, криолит Na3AlF6, флюорит CaF2.

Попадающие за счет выбросов предприятий фториды достаточно интенсивно поглощаются твердыми фазами. Высокое содержание фторидов вызывает существенные изменения химических свойств почвы: смещение рН в щелочную область, увеличивается содержание водорастворимых органических веществ, снижаются окислительные потенциалы, происходит мобилизация соединений железа и марганца. Все это неблагоприятно отражается на показателях биологической активности почв. Загрязнение почв фтором представляет значительную опасность для почвенного покрова, снижает плодородие почв, вызывает их деградацию.

Хлор. В почвах накапливаются соли НСl – хлориды. Все встречающиеся в почве хлориды натрия, калия, кальция, магния и большинства микроэлементов легко растворимы. Исключения составляют хлорид серебра и некоторые соединения ртути. Уровень содержания хлоридов колеблется в широких пределах – от 1-10 мг/кг в почвах гумидных областей до целых процентов в засоленных почвах (солончаках, солонцах). Предельно допустимая концентрация хлоридов в почвах составляет 0,01 % или 0,3 мг-экв/100г почвы. Хлориды являются наиболее токсичными солями.

studfiles.net