Zanieczyszczenie gleby, głównie spowodowane działalnością gospodarczą człowieka, jest obecnie stałe. Ale znana jest również koncepcja samooczyszczania gleb. Zastanówmy się, co to oznacza, cechy i sposoby samooczyszczania gleby: tlenowe, beztlenowe, mineralizacja, nitryfikacja i humifikacja. A także znaczenie higieniczne, jakie nabiera samooczyszczanie gleby.
Koncepcja i cechy
Kiedy w glebie gromadzi się pewna ilość toksycznych związków, zmienia się jej skład chemiczny, zostaje zakłócona integralność środowiska geochemicznego i zahamowana zostaje mikroflora. Z gleby nagromadzona woda może przedostać się do organizmów zwierząt i ludzi, co ma negatywny wpływ na zdrowie.
Samooczyszczanie gleby to jej zdolność do mineralizacji substancji pochodzenia organicznego, przekształcania ich w formy organiczne i mineralne, które nie są niebezpieczne w sensie sanitarnym i są przyswajane przez rośliny.
W glebie każdego rodzaju stale zachodzą procesy biologiczne, fizyczne, chemiczne i inne złożone procesy. Bakterie, pierwotniaki i grzyby występujące w glebie potrafią przetwarzać tlenek węgla, pestycydy i inne szkodliwe związki, powoli zamieniając je w nietoksyczne substancje.
W samooczyszczaniu gleby biorą udział także zwierzęta glebowe: owady, dżdżownice, ryjówki, krety, kopią tunele w ziemi i mieszają ją. Szybkość oczyszczania zależy od warunków klimatycznych, wilgotności i temperatury – im jest ona wyższa, tym szybciej przebiega proces, dlatego w rejonach południowych ziemia oczyszcza się szybciej. Skala i charakter zanieczyszczeń. Istotny wpływ ma stopień drenażu, bioaktywność i grubość warstwy humusu oraz stosunek objętości opadów do parowania.
Metody samooczyszczania
Przetwarzanie materii organicznej w formy mineralne zachodzi na kilka sposobów. Każdy proces ma swoją własną charakterystykę chemiczną i biologiczną i przebiega inaczej. Rozkład związków organicznych w warstwie gleby następuje pod wpływem mikroorganizmów, które występują w niej w dużej liczbie. Ten naturalny proces może zachodzić zarówno tlenowo (z udziałem tlenu), jak i beztlenowo, przy pomocy bakterii gnilnych, które nie potrzebują tlenu.
Metoda aerobowa
Proces zachodzi pod wpływem bakterii, przy udziale tlenu. Materia organiczna, zawierająca głównie azot, rozkłada się na proste związki mineralne. Proces ten nazywa się amonifikacją, charakteryzuje się rozkładem białek na aminokwasy, następnie na siarkowodór, indol, amoniak, skatol, substancje te przekształcają się w azotyny, a następnie w azotany, które mogą już zostać wchłonięte przez rośliny. Proces ten polega na wydzieleniu ciepła, które jest absorbowane przez mikroorganizmy. Równolegle z procesem amonifikacji następuje synteza kwasów huminowych, które zwiększają żyzność gleby.
Metoda beztlenowa
Zachodzi bez obecności tlenu, materia organiczna jest przetwarzana także przez bakterie. Proces ten przypomina fermentację i przebiega z absorpcją energii, w wyniku czego powstają organiczne alkohole i kwasy, dwutlenek węgla, metan, wodór i inne gazy, które zwykle mają nieprzyjemny zapach.
Procesy samooczyszczania
Materia organiczna dostająca się do gleby jest najpierw przekształcana w związki nieorganiczne i pierwiastki mineralne, które następnie wykorzystywane są jako pokarm dla roślin. Reszta stopniowo zamienia się w humus.
Mineralizacja
Jest to proces przekształcania związków organicznych w pierwiastki mineralne. Pierwszy etap polega na rozkładzie białek, węglowodanów i tłuszczów na prostsze związki – odpowiednio amoniak, dwutlenek węgla i wodę, glicerol i kwasy tłuszczowe.
Nitryfikacja
Amoniak przekształca się w azotyny i kwas azotawy, a następnie w azotany i kwas azotowy. Proces ten – nitryfikacja – udostępnia azot wszystkim roślinom i mikroorganizmom, które wykorzystują go do odżywiania i budowy komórek.
W glebie zachodzi także proces odwrotny – denitryfikacja, jest to wynik działania bakterii redukujących amoniak z azotanów.Denitryfikacja zubaża glebę w azot, ograniczając jego dostępność dla roślin.
Humifikacja
Jest to końcowy etap procesu restrukturyzacji pozostałości organicznych w substancje humusowe, proces ten zachodzi w górnych warstwach gleby. Humifikacja to zespół reakcji biochemicznych zachodzących przy udziale mikroorganizmów glebowych, w wyniku których powstają określone kwasy huminowe, kwasy fulwowe i ich sole, kwasy organiczne, kwasy tłuszczowe, węglowodany i związki węgla. Kwasy huminowe, jako związki wysokopolimerowe, rozkładają się wolniej niż inne związki organiczne, dlatego pozostają i kumulują się w glebie, stając się podstawą próchnicy. Im więcej znajduje się w glebie, tym uważa się ją za żyzną.
Humus powstający pod wpływem bakterii i grzybów tlenowych i beztlenowych ma ogromne znaczenie agrotechniczne i sanitarne. Humus nie gnije, nie wydziela nieprzyjemnego zapachu i nie zawiera czynników zakaźnych.
Wartość higieniczna
Procesy samooczyszczania gleby są niezbędne nie tylko dla życia roślin, ale są ważne dla utrzymania zdrowia zwierząt i ludzi. Samooczyszczanie rozpoczyna się od tego, że znajdujące się w nim pozostałości organiczne wraz z patogenami i jajami robaków są filtrowane i pod wpływem reakcji biologicznych, geochemicznych neutralizowane, niszczone i rozkładane. W ten sposób tracą zdolność do zakażania. Samooczyszczanie gleby zmniejsza zawartość w niej zakaźnych patogenów, patogenów przenoszonych przez kontakt z glebą i pozostających na zielonych częściach roślin i owoców.
Spośród dwóch metod rozkładu – tlenowej i beztlenowej – preferowany jest tlenowy, zachodzi on bez wydzielania się trujących lub cuchnących gazów oraz substancji pogarszających właściwości wody i powietrza. Aerobowa metoda samooczyszczania jest typowa dla gleb strukturalnych, które dobrze wchłaniają powietrze i wodę.
Zdolność gleby do wchłaniania i wychwytywania składników organicznych, rozkładu na substancje proste i pierwiastki mineralne ma ogromne znaczenie sanitarno-higieniczne. Gdyby gleba nie posiadała tej zdolności, życie w niej mikroorganizmów i roślin stałoby się niemożliwe. Aby procesy samooczyszczania przebiegały prawidłowo i stabilnie, konieczne jest, aby podaż pozostałości organicznych i syntetycznych nie przekraczała zdolności gleby do samooczyszczania. Po przekroczeniu materia organiczna nie ulega mineralizacji, lecz gnije, zanieczyszczając glebę i powietrze trującymi gazami.
