Бор в почве

       Министерство  образования и науки Российской  Федерации

      Новосибирский Государственный  Технический Университет

                                    Кафедра: Безопасность труда

                                                      Реферат

                                      по дисциплине Экология

                                           По теме: Бор в почве

                                                                                                        Факультет: ФМА

                                                                                                           Группа: ЭМ-31

                                                                                              Студент: Тютерев С.А

                                                                              Преподаватель: Липунова Т.Н

                                    Новосибирск 2013

Бор — единственный неметалл в III группе. В земной коре он распределен неоднородно. Содержание В в магматических породах возрастает с их кислотностью. В осадочных породах этот элемент ассоциируется с глинистой фракцией (табл. 75). Наибольшие количества В концентрируются в морских эвапоритах <и морских глинистых осадках, поэтому содержание в них бора может служить индикатором палеосолености. Следует, однако, отметить, что геохимия В характеризуется аномально широкими вариациями его концентраций в породах. В обстановке суши В присутствует в кислородных химических соединениях и образует ряд минералов, главным образом гид-роксидов и силикатов, из которых наиболее широко в почвах представлены минералы группы турмалина. 
При химическом выветривании пород В легко переходит в раствор, образуя различные анионы, например ВО2~, В4О72~, ВО33~, Н2ВО3~, В(ОН)4~. Хотя В удерживается глинами (в особенности минералами группы иллита), а также полуторными окислами и органическим веществом, его концентрация в почвенных растворах относительно высока и составляет 67—3000 мкг/л (см. табл. 12). Наиболее обычные в почвенных растворах формы В — это, по-видимому, недиссоциированные -молекулы кислоты Н3ВО3 и в меньшей степени В(ОН)4~. Только при рН выше 7 в почвенном растворе, вероятно, присутствуют другие ионы: 
Поведение В в почвах широко изучалось, и основные результаты представлены в работе Эллиса и Кнезека [207а]. Было показано, что В гораздо сильнее сорбируется почвой, чем другие анионы (например, Cl~ и NO3~). Тип сорбции В на поверхности глин сходен больше с сорбцией катионов, нежели анионов. 
В целом В сильнее удерживается полуторными окислами, чем глинистыми минералами, и водный оксид алюминия более эффективен в этом отношении, чем водный оксид железа. Адсорбция В «а оксидах Fe и Al рассматривается Линдсеем [475] как важный механизм, управляющий растворимостью В в почвах. Исследовалось также воздействие органического вещества на подвижность и доступность В, особенно в кислых почвах [166]. 
Описаны различные механизмы реакций В с компонентами почв, однако природа адсорбции В в почвах еще недостаточно понятна. Эти реакции сильно зависят от рН, причем максимум всегда наблюдается при рН выше 7. Адсорбция В кислородными и гидроксильными радикалами на поверхности алюмосиликатов и путем включения в их межслоевые или структурные позиции — это, вероятно, преобладающие механизмы в кислых и нейтральных почвах. С другой стороны, в почвах аридной зоны В, по-видимому, соосаждается с гидроксидами Mg и Са, которые обволакивают частицы почвы. Бор может также присутствовать в виде метабората Na. В солонцовых почвах главный источник В — турмалин [72]. 
Среди микрокомпонентов питания В считается (наиболее подвижным элементом в почвах. Поэтому его передвижение в почве зависит от потока воды, и в холодной гумидной зоне В вымывается вниз по почвенному профилю. В то же время в почвах тропической гумидной зоны, аридных и семиаридных областей В, по-видимому, концентрируется в поверхностных горизонтах (ом. табл. 10). Бор может также концентрироваться в других почвенных горизонтах, которые обогащены иллитовыми глинами или полуторными оксидами . 
Состояние В в пахотных почвах интенсивно исследовалось во всем мире. Суммарные содержания В в поверхностном слое почв изменяются от 1 до 467 мг/кг при средних значениях 9— 85 мг/кг. Самые низкие концентрации В установлены в песчанистых и супесчанистых почвах Польши и Новой Зеландии, а наивысшие — в латеритных почвах Индии, солончаках СССР и известковистых почвах Израиля . В Китае в широко распространенных известковистых почвах общее содержание В относительно велико (20—210 мг/кг) при среднем значении 97 мг/кг [952]. Уровни общих содержаний В в почвах США, по-видимому, довольно устойчивы, и рассчитанные средние значения составляют 20—55 мг/кг . Нужно, однако, отметить, что из-за малой чувствительности использовавшегося аналитического метода некоторые значения содержаний В в почвах, вероятно, завышены.

Хотя  в большинстве почв В сравнительно дефицитный элемент, в аридных и  семиаридных областях, а также при избыточном его внесении с удобрениями некоторые почвы могут содержать опасные количества этого элемента. Сточные воды, используемые для поливки, и выбросы в атмосферу золы от сжигания топлива могут также быть важным источником загрязнения почв бором. 
Светлые кислые почвы с избыточно высоким уровнем содержания бора могут быть легко улучшены путем мелиорации. Солонцовые почвы при опасном избытке В можно улучшить с помощью метода, предложенного Бхумбла и Чхабра [72]: внесения гипса, который переводит легкорастворимый метабо-рат Na в ела бор а створим ый метаборат Са. Интенсивное применение Са(Н2РО4)2 также снижает доступность В, особенно в кислых почвах. По данным Пратера [626], серная кислота может эффективно содействовать регенерации почв с высоким содержанием В, однако сильная десорбция В силикатными ионами будет в этом случае основной реакцией в почве.  

Бор имеет важное значение для метаболизма  растений. Полагают, что его роль особенно существенна в переносе Сахаров, поскольку боратно-полисахаридный комплекс более подвижен, нежели полярные молекулы Сахаров. Влияние бора на метаболизм сахарной свеклы исследовалось многими авторами, показавшими, что определенная добавка В — необходимое условие синтеза сахара . 
Поглощение и перенос. Растворимые -формы В легко доступны для растений, которые могут потреблять как недиссоцииро-вавную барную кислоту, так и другие формы В, присутствующие в питающем растворе. Свойство борной кислоты образовывать комплекс с полисахаридами играет, как полагают, важную роль в пассивной сорбции этого элемента [531]. 
Сведения о том, в какой мере процесс поглощения бора имеет пассивный или активный характер, до сих пор противоречивы. Согласно недавно опубликованным обзорным работам [548, 630, 719, 489], можно заключить, что потребление В корнями происходит в несколько этапов. Муром [548] описаны три стадии процесса, а по наблюдениям Боуэна [95], поглощение В корнями ячменя происходит в шесть этапов. Метаболически контролируемый процесс, по-видимому, имеет относительно небольшое значение. Поглощение В определяется главным образом переносом воды в корни. Поэтому потребление В пропорционально его концентрации в воде и интенсивности ее потока. 
Один из наиболее важных факторов, воздействующих на биологическую доступность В для растений, — рН почв. Самый низкий коэффициент потребления В наблюдается при рН около 7. В щелочных почвах доступность В растет с повышением рН почв. Это может вызывать угрозу накопления В, особенно в промываемых солонцах [72]. Поглощение В зависит от температуры и возрастает в теплые периоды. 
Бор относительно неподвижен в растениях, однако благодаря перемещению в основном через ксилему он заметно накапливается в старых листьях, причем наивысшие его содержания наблюдаются в их концах и на краях. Надземные части растений по сравнению с корнями содержат обычно больше бора.

Функции бора связаны со следующими основными  процессами: 
1) метаболизмом углеводов и переносом Сахаров через мембраны; 
2) синтезом нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и фитогормонов; 
3) образованием стенок клеток: 
4) развитием тканей (предполагается участие его в качестве агента переноса). 
Для некоторых видов растений характерно глобальное развитие дефицита бора , и его недостаточность для ряда основных сельскохозяйственных культур, например сахарной и кормовой свеклы, сельдерея, подсолнечника, бобовых, яблонь, — предмет большой озабоченности агрономов. Из числа специфических симптомов недостаточности В первыми проявляются задержка и ненормальное развитие ростовых точек, голубовато-зеленая окраска молодых листьев и ухудшение образования плодов. Сообщалось о большом сходстве между симптомами дефицита В и реакцией растительных тканей на обработку их гормонами роста (например, ауксином или гибберелиновой кислотой) 

Критический уровень содержания В в тканях растений установить довольно легко, он составляет 5—30 мг/кг сухой массы . С другой стороны, есть сведения об иных уровнях токсичных содержаний В. Джон и др. [362] установили, что шпинат, несмотря на снижение урожайности, мог расти даже при содержании бора 348—990 мг/кг, а кукуруза оказалась устойчивой к содержанию 1007—4800 мг/кг. Токсичная концентрация для люцерны, согласно Чапману [131], составляет 283— 333 мг/кг. При тех же концентрациях наблюдалась токсичность В и для хлопчатника [11], а Дейвис и др. [171] установили, что бор в количестве 80 мг/кг токсичен для всходов ячменя.