Насаждения и загрязнение почвы

Растение поглощает из почвы растворенные в воде питательные вещества. Чтобы определить элементы, из которых оно состоит, его сжигают. Органическое вещество сгорает, превращаясь в воду и углекислоту, азот переходит в газообразную форму, остальные минеральные элементы остаются в золе.

Растение в основном состоит из углерода — 45 %, кислорода — 42%, водорода — 6,5 %, азота — 1,5 %. Около 5 % составляет зола. Кислород и водород растения получают из воды, а азот — из почвы. Хотя минеральные элементы составляют относительно небольшой процент вещества, именно минеральному питанию растения из-за простоты и доступности его регулирования, а вследствие этого и возможности влиять на рост и урожай растений отводится особая роль.
 
Немецкий ученый Кноп установил необходимый для растений перечень минеральных питательных элементов. Он поливал растения водой из колодца, предварительно определив его химический состав и поочередно меняя относительное содержание того или иного элемента, разбавляя в воде необходимые соли. Увеличение содержания отдельных элементов в воде повлекло за собой улучшение роста растения, на некоторые оно не реагировало. Оказалось, что такие элементы, как кремний, натрий, хлор (в тех количествах, в которых они находятся в почве), не нужны растению. Необходимыми для всех растений оказались калий, кальций, магний, железо, сера, фосфор, азот. Кноп предложил раствор, названный питательной смесью, на котором растения росли, развивались и плодоносили не хуже, чем в естественных условиях.
 
Почвы являются составной частью биосферы, играющей важную роль в круговороте веществ в природе. В почве есть некоторые виды бактерий, которые абсолютно необходимы для поддержания циркуляции азота между воздухом и органическим веществом.
 
Правильность развития и воспроизводства растений в значительной степени определяется состоянием почвы. Среда современного города нарушает нормальное протекание почвообразовательных процессов. В отличие от воды и атмосферы скорость самоочищения почвы особенно в городских условиях чрезвычайно мала, поэтому в почве постоянно происходит накопление загрязнителей.
 
Практически во всех городах не сохранилось естественных почв, а сформировались своеобразные искусственные почвы, которые продолжают изменять свою структуру: нарушается пористость, обеспечивающая увлажнение и аэрацию, нарушается равновесие между ее составными элементами, мелкие растительные и животные организмы плохо развиваются, деградируют, гибнут, переставая выполнять важнейшие функции рыхления почвы, разложения органических веществ, их минерализации и приведения в усвояемую растениями форму, и т. д. Мощность и плодородие насыпных почв на городских территориях во многих случаях недостаточны, а относительная влажность значительно ниже, чем у естественных ненарушенных почв, что существенно влияет на развитие растений, ослабляет их и уменьшает устойчивость к загрязнителям. Эрозия почв, чрезмерное уплотнение ее поверхностного слоя способствуют быстрому высыханию и ослаблению вегетации растений. Частые механические нарушения почвенного слоя также ухудшают ее характеристики.
 
Большое отрицательное воздействие городской среды на почву выражается в ее загрязнении отходами деятельности человека. На поверхности почвы скапливаются загрязнители, образуется твердая корка, создаются условия, затрудняющие существование растений. Анализ состояния клетчатки в почве показал, что в самых оживленных местах города степень активности разложения клетчатки наименьшая. Прирост растительной биомассы трав на таких участках втрое меньше, чем на здоровых почвах загородных парков и лесов. Сильное загрязнение почвы происходит вследствие попадания вредных отходов промышленного производства — соединений меди, мышьяка, окисей азота и серы и других, вызывающих нарушение биологического равновесия в почве.
 
В последние годы во многих странах мира возникла проблема кислых дождей — поступление в почву с осадками сильных кислот (серной и азотной). В кислых почвах обнаруживается дефицит кальция, повышается мобильность токсичных ионов алюминия, ухудшается физическая структура, угнетается и совсем прекращается деятельность клубеньковых азотофиксирующих бактерий. Для повышения плодородия в почвы вносят известь, нейтрализующую почвенную кислотность и содержащую кальций, необходимый для жизнедеятельности растений.
 
Специалисты ФРГ считают, что ежегодное выпадение серы на территории страны в настоящее время доходит до 40—60 кг на 1 га, а в наиболее промышленном районе — Руре (Северный Рейн—Вестфалия) даже 100— 150 кг.
 
Поступающие в почву химические соединения делятся на вещества неорганического (железо, алюминий, медь, кальций и т. д.) и органического происхождения. Металлы в почве находятся длительное время и приводят к ухудшению физико-химических свойств, вплоть до ее отравления. До последнего времени ученые считали, что гибель лесов вокруг предприятий горно-добывающей и металлургической промышленности в основном произошла по вине сернистого газа и серной кислоты. Последние полученные результаты исследований позволили выявить важную роль в этом процессе избыточного содержания в поч¬вах тяжелых металлов (никеля, меди, цинка, кобальта и т. д.), которые, на¬капливаясь, оказывают как прямое (отравляющее) действие на все живое (растительность, животных, человека), так и косвенное.
 
В районе комбината «Североникель» наиболее фитотоксичными ингредиентами выбросов являются соединения серы и тяжелых металлов (никель, медь, кобальт). Накопление загрязнителей в растениях и почвах связано с расстоянием от источника загрязнения, положением в рельефе и направлением факелов дымогазовых эмиссий (табл. 2.12).
 
Содержание металлов в растениях и почвах (% на абсолютно сухое вещество по И.И. Сизову, В.Ф. Цветкову)
 
Химический элемент Направление и расстояние от источника загрязнения
В — 22 км В — 2 км ЮВ — 35 км ЮВ — 6 км С — 3,5 км СВ — 4,5 км
Растения почвенного покрова
Ni 0,0009 0,0039 0,0004 0,0096 0,0168 0,0103
Cu 0,0011 0,0039 0,0011 0,0029 0,0093 0,0044
Co 0,0001 0,0003 0,0001 0,0003 0,0004 0,0004
Почвенная подстилка
Ni 0,0062 0,103 0,0179 0,1666 0,0928 0,1028
Cu 0,0577 0,0419 0,0042 0,0729 0,0418 0,0434
Co 0,0004 0,0045 0,0056 0,0060 0,0025 0,0034
 
Полученные результаты исследований позволяют сделать вывод, что наличие в почве нескольких металлов значительно усиливает их действие. Загрязнение почвы металлами может произойти очень быстро, а вот его удаление занимает длительное время, например для уменьшения концентрации кадмия в почве всего вдвое понадобится 1000 лет. Большие проблемы ожидают ученые от постепенного «ожелезнения» поверхности земли, вызванного коррозией и износом металлических деталей и оборудования.
 
Характерным примером комбинированного загрязнения почвы и атмосферы является автомобиль.
 
Загрязнение почвы горючесмазочными материалами приобретает в некоторых странах катастрофические размеры. Применение этилированного бензина, содержащего свинец, является причиной накопления в почве соединений свинца. Большой проблемой в городе стала судьба листопада. Закопка опавших листьев с деревьев и кустарников, растущих у автомагистралей, приводит к ежегодному поступлению свинца в почву. В то же время вывоз листвы за город приводит к возникновению зоны вторичной концентрации свинца, который может попасть в продукты питания.
 
Органические  загрязнители   почвы обладают высокой токсичностью  (фенолы, анилины) и канцерогенностью (бензопирен).
 
В почвах крупных городов с угрожающей быстротой накапливаются химикалии, среди них ядохимикаты, применяемые для защиты растений от вредителей.
 
Пестициды — химические вещества, применяемые для борьбы с вредителями, защиты от болезней и сорняков, представляют серьезную угрозу для природы, вызывая целый ряд неблагоприятных последствий. В почве многие из них не разлагаются, и потому возможен их переход в ткани растений и затем в организм животных и человека. Использовать пестициды следует только в случае необходимости и в оптимальной дозе. Учитывая уже существующую повышенную химизацию городской среды, следует стремиться к полному отказу от применения химических средств защиты растений, отдав предпочтение физическим и биологическим методам.
 
Нарушает естественную структуру почвы чрезмерное внесение удобрений, вызывая снижение доступа кислорода к корням и влияя на эффективность поглощения растениями питательных веществ. Удобрения, не использованные растениями, вымываются из почвы в водоемы. Внесению удобрений должны предшествовать учет накопления и определение потенциальной опасности загрязнения почв.
 
На ход почвообразовательного процесса существенно влияет перераспределение естественного стока воды вследствие проведения на городской территории вертикальной планировки, создания водонепроницаемых покрытий, сооружения водостоков и снегоуборки.
 
В городских условиях только небольшая часть вредных веществ, попадающих в почву, синтезируется, окисляется и нейтрализуется, а многие химические соединения, частицы шин автомобилей, асфальтовая пыль, накапливаясь, могут ветром вновь подниматься в атмосферный воздух.
 
В современном благоустроенном городе все свободные от застройки и проездов территории должны быть озеленены, что сокращает возможности появления пыли.
 
В лесопарках с деревьев и кустарников постоянно опадают листья, хвоя, ветки, кора и т. д., создавая своеобразный верхний слой почвы — лесную подстилку, содержащую до 75 % всех питательных веществ, взятых ранее деревом из почвы. Для того чтобы питательные вещества стали доступными для корней растений, подстилке надо перегнить, а для этого процесса требуется постоянный приток кислорода, который зависит от степени уплотнения почвы. Совершенно необходимым условием сохранения лесопарков являются прокладка и благоустройство пешеходных дорожек, которые снижают уплотнение почвы вокруг деревьев.
 
Результаты исследований показали, что отдельные виды растений оказывают свойственное только им влияние на химический состав почвы и обладают определенной избирательной способностью поглощения загрязнителей. Умелое использование древесных растений позволяет проводить на умеренно загрязненных почвах их биологическую рекультивацию. Наиболее высокое содержание минеральных элементов в условиях загрязнения наблюдается у дуба черешчатого и липы мелколистной, в условиях слабого загрязнения — у акации белой. Наибольшее количество железа аккумулируют каштан конский, липа мелколистная, тополь Болле; меди — клен остролистный, акация белая; свинца— тополь Болле, клен остролистный.
 
Глубина промерзания почв в лесу в 2—5 раз меньше, чем в парке, сквере и тем более на улице, где нет лесной подстилки, где убираются листья и скашиваются травы, где почвы обеднены и переуплотнены, где нет подлеска. В городе опасность вымерзания, угнетения корневой системы растений значительно возрастает, если они расположены около тротуаров и проездов, с которых убирают снег.
 
Большой урон землям наносит эрозия почв. Достаточно сказать, что в СССР оврагами занято 4,5 млн. га. Кроме того, существенное значение имеют паводки, которые смывают плодородный слой почвы. Таких земель в нашей стране имеется порядка 52 млн. га. Поэтому борьбе с эрозией почв придается очень большое значение.
 
Производимые человеком на громадных территориях нарушения земной поверхности оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую природу. С целью ликвидации последствий, восстановления продуктивности земель, возвращения их сельскому хозяйству или лесному производству проводят биологическую рекультивацию, которая одновременно способствует поддержанию установившегося в природе соотношения составных компонентов атмосферы.
 
Наиболее трудоемкой задачей рекультивации является формирование рельефа с рациональным размещением пород, способным обеспечить хорошее развитие растений, создать оптимальные гидрологические и микроклиматические условия, наилучший водный режим, обеспечивающий формирование почвенного и растительного покрова. В каждом конкретном случае необходимо определение рациональной мощности насыпных слоев почвы, метода складирования, хранения и нанесения на рекультивируемые земли при минимальной потере качества.

«Городское зеленое строительство». Горохов В.А. 1991

поддержать Totalarch

Добавить комментарий

CAPTCHA
Подтвердите, что вы не спамер