Почва с избытком железа

Почва с избытком железа

Еще Вильгельм Кноп (1817-1891), немецкий агрохимик, отмечал, что в отсутствие же¬леза получаются хлоротические, лишенные зеленой окраски растения. Роль железа не ограничивается его участием в образовании хлорофилла — оно необходимо также и бесхлорофильным ор¬ганизмам. Без железа отмирает точка роста стебля, опадают бутоны, уменьшаются междоузлия, разрушаются хлоропласты и отми¬рают живые клетки. Обычно в почву железо не вносят: его в ней достаточно в усвояемой форме. На почвах со щелочной реакцией может не быть доступного для растения железа. В этом случае растения заболевают хлорозом. Недостаток железа обычно вызван проблемами с pH. Железо лучше всего усваивается при более низких значениях pH 5,5-6,0, а на более высоких уровнях pH (особенно выше 7,0), как правило, блокируется. Так, например, любителям органического выращивания в открытом грунте стоит быть аккуратней с применением куриного помета в качестве удобрения, поскольку он даже в малых количествах способен сильно повышать уровень pH почвы. Существуют и другие проблемы с питательными веществами, вызывающие недостаток железа, например, проблемы с кальцием или магнием, или избыток меди может привести к симптомам дефицита железа.
Переизбыток железа у растений случается довольно редко, при этом прекращается рост корневой системы и всего растения, листья принимают более тёмный оттенок. Если же в силу каких-либо причин избыток железа оказался очень сильным, то листья начинают отмирать и осыпаться без всяких видимых изменений. При избытке железа затрудняется усвоение фосфора и марганца, поэтому могут проявляться и признаки недостатка этих элементов.

Самым действенным способом определения обеспеченности почвы железом является химический анализ почвы в агрохимлаборатории.

Источник

Тяжёлый металл: так ли безопасны овощи с вашего огорода, как вы думаете

Любой дачник уверен, что в магазине все овощи и фрукты – «пластмассовые», на рынке – с нитратами. Зато свои редиска, клубника, помидорчики, огурчики, картошечка, укропчик и далее по списку, выращенные с заботой, любовью, душой и подобными агротехническими приёмами, – одна сплошная витаминная польза.

А вы уверены в безопасности овощей со своего огорода?

К сожалению, это не всегда так. Нитраты в овощах с огорода, щедро, по-хозяйски удобряемого навозом, могут «зашкаливать» – в отличие от продукции, предлагаемой на рынке, а сочные помидорчики и румяные яблочки, выращенные для внучков на участке между автомобильной трассой и заводом, сравнимы с боевым отравляющим оружием. Предлагаю разобраться с одним из вредных для огорода параметров – тяжёлыми металлами.

Тяжёлые металлы

Если вы не поклонник рока, тяжёлые металлы могут вас интересовать как микроэлементы, необходимые растениям и, следовательно, людям для нормального функционирования. Потребность в них – десятые доли процента, иногда сотые и даже тысячные. Они не являются «строительным материалом» и «топливом», но зато в качестве составных частей ферментов, витаминов, белков регулируют все физиологические процессы.

Так, дефицит железа приводит к нарушению фотосинтеза у растений и анемии у человека. Недостаток марганца сказывается на синтезе хлорофилла в клетках листьев и работе мозга и нервной системы людей. Цинк участвует в клеточном обмене растений и отвечает за состояние кожи, волос, развитие и функционирование обоняния, слуха, зрения, а главное – иммунитета человека.

Красивые сочные овощи со своего огорода могут содержать избыточное количество тяжёлых металлов

Перечислять весь список не станем, потому что в данном случае нас интересует не недостаток, а, наоборот, избыток этих элементов: ни для кого не секрет, что деятельность человека приводит к загрязнению окружающей среды. Среди прочих особо выделяется загрязнение тяжёлыми металлами, потому что они и их соединения весьма распространены и отличаются высокой токсичностью. А главное – имеют способность накапливаться в почве, затем попадать в растения, а после – в прочие живые организмы, приводя к хронической интоксикации.

Поэтому, если в почве вашего участка тяжёлых металлов больше, чем допустимо, нужно и безопасно, помидорчики и огурчики могут стать источником медленно действующего яда. Излишки кадмия и цинка снижают усвоение организмом кальция, что ведёт к плохим зубам и хрупким костям, много кадмия и никеля – это заболевания кожи и онкология. Отравления свинцом приводят к умственной отсталости у потомства, а ртуть провоцирует психические расстройства.

Откуда берутся тяжёлые металлы в нашем огороде?

В таблице Менделеева всего около 40 элементов, так или иначе относящихся к тяжёлым металлам. Вообще-то термин «тяжёлые металлы» довольно условен. Потому что химики так и не договорились о едином способе классификации – по атомному весу, массе, плотности или ещё по какому-то параметру. Поэтому чаще всего это понятие используется в экологическом или медицинском контексте.

Особо токсичных веществ, которые требуют контроля предельно допустимой концентрации, в этом списке примерно четверть: кадмий, медь, мышьяк, никель, ртуть, свинец, цинк и хром.

Практически любая деятельность человека приводит к загрязнению окружающей среды тяжёлыми металлами: промышленность и автотранспорт, ТЭЦ и котельные, мусоросжигательные заводы и сельское хозяйство.

Тяжёлые металлы могут попасть в почву вашего участка, а затем и в ваш организм

Тяжёлые металлы могут попасть в почву вашего участка, а затем, по цепочке, и в организм – ваш и ваших близких – разными путями. Вот основные источники загрязнения.

Автомобили: в выхлопных газах содержится свинец, цинк и медь, в пыли от истирающихся покрышек – свинец, цинк, кадмий, медь.

Промышленные выбросы: мышьяк, ртуть, свинец, цинк и медь.

Органические удобрения: изготовленные из осадков сточных вод и навоза, они содержат свинец (до 80% общего количества), кадмий, цинк, медь.

Минеральные удобрения: кадмий в больших количествах может быть в примесях, содержащихся в суперфосфатах. А кроме него – свинец, хром, кобальт, никель, ванадий, цинк, медь. Свинец, цинк и медь имеются в калийных и азотных удобрениях в легко усваиваемой (в отличие от тяжёлых металлов в фосфорных удобрениях) растениями форме. Кадмий, свинец, марганец и никель также присутствуют в известковых удобрениях, изготовленных из золы от сжигания сланцев и каменного угля.

Не спешите радоваться цветению, если ваш сад находится вблизи автострады

Понятно, что наиболее уязвимыми в плане загрязнения являются садовые участки, располагающиеся в непосредственной близости от крупных производств чёрной металлургии, производства цемента и изделий из него, подвергающихся высокотемпературному обжигу, лакокрасочных предприятий, заводов, производящих минеральные удобрения, ТЭЦ, работающих на минеральном топливе.

Площадь отрицательного действия любого такого предприятия, в зависимости от розы ветров, может достигать 1000 км². Увеличивает концентрацию тяжёлых металлов в почвах и бесконтрольное внесение удобрений – как минеральных, так и органических.

Близость автострад и железных дорог тоже не радует владельцев загородных участков: по результатам замеров, превышение ПДК по свинцу выявлялось на расстоянии до километра от крупной автомобильной трассы. А способность тяжёлых металлов образовывать растворимые в воде соединения многократно увеличивает «зону поражения» – вредные элементы перемещаются наземными и грунтовыми водами и выпадают «кислотными дождями».

Поэтому не стоит заводить огород в городской черте, а если все же решили – присмотритесь к тенденции озеленения крыш . Это не только модно, но и более экологично: вредные элементы потому и названы «тяжёлыми» – выхлопные газы скапливаются внизу, а на городских крышах относительно чисто.

Как ни парадоксально, в промышленной зоне огороды на крышах гораздо более безопасны, чем на земле

Тяжёлые металлы сильнее накапливаются в кислых, малоплодородных, песчаных почвах. Не стоит надеяться и на то, что дача в районе старой, закрытой промзоны безопасна. Тяжёлые металлы гораздо быстрее накапливаются, нежели выводятся: удаление половины изначальной концентрации для кадмия занимает от 13 до 110 лет, цинка – от 70 до 500, меди – от 300 до 1500, а свинца – до 5900 лет.

Остаётся только продать?

Избыток тяжёлых металлов можно заметить невооружённым глазом. Возможно, вам стоит уделить более пристальное внимание почве, если:

• на участке отсутствуют или имеются в малом количестве дождевые черви – при превышении ПДК многих тяжёлых металлов количество червей в почве резко снижается, при четырехкратном превышении они исчезают вовсе;
• не живут в условиях загрязнённости и муравьи;
• на деревьях нет лишайников;
• у вас плохо удаются гладиолусы, бобовые и шпинат – возможно, в почве избыток меди, свёкла, морковь, репа, горох растут неважно, если много свинца;
• листья на деревьях начинают желтеть раньше положенного срока;
• деревья имеют маленький годовой прирост и мелкую листву;
• среди насекомых-вредителей сосущие преобладают над грызущими.

Возможно, вам стоит задуматься не только о том, как спасти розы от тли

Что же делать с токсичным участком? Продать? Пожалуй, это самое правильное решение, если не учитывать не слишком этичное «на тебе, Боже, что мне негоже».

Сделать продукцию с огорода более безопасной можно, улучшив состояние почвы – в случае, если она не сильно загрязнена соединениями тяжёлых металлов. Это, кстати, несложно проверить, сдав почву на анализ – услуга вполне доступна по цене. А заодно и прочий состав узнаете, и рекомендации получите – надо ли известковать , какие удобрения в каких количествах стоит вносить.

Очищаем

Растения способны впитывать тяжёлые металлы. И этим можно воспользоваться. Например, сеять, скашивать и удалять с участка белый клевер. Правда, учтите, что поначалу расти он будет крайне неохотно – клевер чувствителен к наличию в почве даже малых концентраций кадмия, свинца, цинка и меди.

Не уничтожайте все сорняки на участке — они помогут защитить его от загрязнения тяжёлыми металлами

Не уничтожайте тотально сорную растительность на участке – она способна стать буфером между загрязнением и вашими грядками. Такие сорняки, как полынь и одуванчик, накапливают свинец, марганец, медь, цинк, железо. В листьях щавеля скапливается кадмий.

Пожертвуйте частью участка для создания зеленой кулисы со стороны автомобильной магистрали: трёхъярусная живая изгородь из хеномелеса, жимолости, сирени обыкновенной, чубушника, снежноягодника, шиповника морщинистого, бузины чёрной, бирючины, лещины, жёлтой акации, магонии, боярышника, туи, можжевельника в 5 раз уменьшит концентрацию сернистого газа и в 8 – диоксида азота.

Помогут защитить участок и берёзы, ясень манчжурский, дуб черешчатый, сосна. Используйте сорбенты (цеолит, вермикулит) в качестве добавки к грунту при посадке.

Создайте зеленую кулису со стороны автомобильной магистрали

Понижаем кислотность

Как уже говорилось выше, в кислых почвах соединения тяжёлых металлов более подвижны и доступны для растений. Поэтому следует регулярно раскислять почву , переводя тяжёлые металлы в недоступную для растений форму. Кроме того, нейтральная реакция почвы более благоприятна для растений.

Повышаем количество гумуса

Выбираем ассортимент

Если ваш участок находится у дороги, подберите ассортимент растений, меньше всего накапливающих вредные вещества. Не стоит растить зелёные листовые овощи, откажитесь от выращивания корнеплодов (свёклы, моркови, пастернака, сельдерея).

Зеленоплодные сорта крыжовника более безопасны

В плодах и семенах тяжёлые металлы накапливаются меньше . Плодово-овощные культуры – это томаты, перцы, огурцы, кабачки, тыквы. Также специалисты считают, что фрукты с зелёной окраской более безопасны в плане накопления вредных веществ.

Растите свой сад и заботьтесь о своём здоровье!

Источник

Микроэлемент Железо. Функции. Признаки дефицита и избытка

Железо (химический символ Fe) является одним из шести микронутриентов или микроэлементов, необходимых для роста и размножения растений. Из многих особых свойств железа его способность легко подвергаться изменениям валентности, или легко окисляться, является сущностью его биологической важности. В большинстве научных публикаций и исследований обсуждается железо в почве, где оно присутствует в виде минералов (например, гематит), неорганических осадков (например, оксидов железа), органических комплексов (например, гуматы) и ионов в почвенном растворе. Химически это происходит в двух формах или степенях окисления: Fe 3+ и Fe 2+ . Двухвалентное железо легко окисляется до трехвалентного, которое практически нерастворимо в воде. В нормальных, хорошо аэрированных сельскохозяйственных почвах активно происходят процессы окисления и, следовательно, преобладает трехвалентное железо. Эти явления являются главной причиной проблемы дефицита железа в сельскохозяйственных культурах.

Как и все питательные вещества для растений, железо должно находиться в водном растворе, для того, чтобы корни смогли его поглотить. Любой фактор, который уменьшает активность или концентрацию растворенного железа (ионов Fe), будет отрицательно влиять на поглощение. Эта реакция сильно зависит от уровня рН — активность растворимого железа уменьшается в 1000 раз при каждом повышении рН на единицу.

Естественно, на реакцию также влияют окислительно-восстановительные условия в почве. По этим причинам хорошо аэрированный кислотный грунт будет иметь более высокое содержание растворимых трехвалентных железа, чем щелочная почва. В восстановительных условиях предпочтение отдается железу Fe 2+ . Это важный источник растворимого железа в анаэробных условиях, таких как затопленные рисовые поля. Однако гораздо большая растворимость двухвалентного железа может вызвать проблемы токсичности железа в некоторых ситуациях. Например, «бронзирование» в рисе (рис.).

Функции железа

Железо требуется растениям для производства хлорофилла и активирования нескольких ферментов, особенно тех, которые участвуют в фотосинтезе и дыхании. Он также участвует в синтезе белка и формовании цвета фруктов. Хотя точная роль производства хлорофилла до сих пор не ясна, была продемонстрирована определенная зависимость между содержанием железа и хлорофилла в листьях растений. Прерывание производства хлорофилла в дефицитных железом растениях, конечно же, является причиной универсального зрительного симптома — хлороза.

Железо в основном поглощается растениями в почве в виде железа (Fe 2+ ). Однако, поскольку большинство сельскохозяйственных почв содержат железо в форме железа (Fe 3+ ), растения должны каким-то образом сначала растворить Fe 3+ , а затем уменьшить его до Fe2 + так, чтобы он мог проходить через плазматическую мембрану корня волос (плазмалемму). Точный механизм, описывающий данный процесс, еще плохо изучен. По-видимому, он варьирует между видами растений.

У большинства культур поглощение железа является активным процессом, требующим энергии. Корневые волоски растения выделяют протоны (ионы H + ) и экссудаты в окружающую почву. Протоны помогают растворить Fe 3+ , снижая pH, и способствуют хелированию ионов Fe 3+ фенольными экссудатами. На поверхности корня хелат железа Fe 3+ восстанавливается до хелата железа Fe 2+ , который легко высвобождает Fe 2+ для поглощения корневыми волосками. Как только он перешел в корень, Fe 2+ окисляется до Fe 3+ и затем хелатируется ионами цитрата. Железо-цитратный хелат затем транспортируют в активно растущие области растения. После транслокации железо имеет тенденцию фиксироваться и не может быть повторно переведено из органа в орган. По этой причине симптомы дефицита железа имеют тенденцию влиять только на новый рост.

Дефицит железа

Почти без исключения дефицит железа приводит к хлорозу молодых, быстро растущих листьев, а более старые листья остаются темно-зелеными. Жилки остаются резко зелеными в отличие от желтых межжилковых областей. В растениях с параллельными жильными листьями (например злаки) наблюдается эффект трамплина. На широколиственных растениях видна тонкая сетчатая структура (см. рис). Вначале вены остаются зелеными, что дает сетчатый рисунок. На поздних стадиях жилки также становятся хлоротичными и могут разрушаться, и весь лист кажется отбеленным. Некроз обычно не возникает до заключительных этапов развития симптомов.

Диагностика и устранение дефицита железа

Визуальные симптомы достаточно характерны для точной диагностики дефицита железа. Если есть сомнения, можно провести опрыскивание соединениями железа — реакция обычно очень быстрая. Общее действие хлороза с дефицитом железа является снижением фотосинтетической активности, необходимой для роста и развития. Это, в свою очередь, снижает урожайность сельскохозяйственных культур и их экономическое использование человеком. Дефицит магния также показывает хлороз в межжилковых областях, но эти симптомы начинаются на более старых листьях, а хлороз имеет более желто-оранжевый цвет. Дефицит марганца также показывает хлороз на более молодых листьях, но вены остаются зелеными даже при серьезном дефиците.

Высокий уровень доступного молибдена может уменьшить поглощение Fe, вызывая осаждение молибдата железа на поверхности корней. Наиболее распространенной причиной дефицита железа в растениях является высокий уровень pH — доступность железа уменьшается, когда рН выше 7. Недостаток железа может быть вызван слабым дренированием субстрата. Недостаток железа также может быть вызван слишком большим содержанием марганца.

Оптимальные концентрации железа для различных растений разнятся. К примеру, для большинства выращиваемых виноградных культур питательный раствор должен содержать 2-3 ppm Fe (2-3 мг/л).

Избыток железа

Накопление железа в клетках может быть и токсичным. Оно может действовать каталитически для генерирования гидроксильных радикалов, которые могут повреждать липиды, белки и ДНК. Из-за потенциальной токсичности, связанной с высоким уровнем железа, клетки хранят железо с внутриклеточным белком ферритином, который выделяет железо контролируемым образом. Этот белок производится почти всеми живыми организмами, включая водоросли, бактерии, высшие растения и животные.

Диагностика и устранение избытка железа

Токсичность железа, главным образом, возникает там, где уровень pH падает достаточно, чтобы создать избыток доступного железа. Как и с некоторыми другими питательными веществами, видимые признаки токсичности железа, вероятно, будут проявляться признаком дефицита другого питательного вещества. Накопление железа, также может возникать при недостатке цинка. Избыток железа может приводить изменению цвета листвы к более темно-зеленому.

Железо в питательных растворах

Для гидропоники в составе питательных веществ используются сульфат железа (железный купорос) или хелатные соединения железа. Хелаты железа, как правило, менее склонны к осаждению в щелочных условиях и обычно являются предпочтительными для применения. Подробнее читайте в статье «Хелаты металлов».

Источник