معلومة

هل تمتص النباتات السموم من التربة؟

هل تمتص النباتات السموم من التربة؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ضع في اعتبارك نباتًا مثل الألوة فيرا ينمو في بيئة سامة حيث يكون تركيز المبيدات الحشرية والمواد مثل الرصاص والزئبق والكادميوم والزرنيخ وما إلى ذلك مرتفعًا جدًا (مثل ساحة نفايات الأهوار). هل يعني ذلك أن المستخلص من هذه النباتات سيحتوي على كل هذه العناصر السامة.


ليس كلهم". لكن نعم ، تمتص النباتات الماء من التربة ، حيث يذوب كل شيء في هذه المياه - المغذيات والمعادن الثقيلة والسموم. وكذلك يتنفسون الهواء ويمتصون الأشياء عبر هذا الطريق.

ربما توجد بعض السموم التي لن تدخل النبات ، لأن جزيئاتها كبيرة جدًا و / أو هشة. على سبيل المثال ، إذا لامس أحد جذر النبات سم الأفعى ، فلا يمكنني أن أتخيل أن أي سم سينتهي به الأمر مخزَّنًا في أوراق النبات.

تمتلك النباتات أيضًا عملية التمثيل الغذائي الخاصة بها ، لذا فإنها تقوم بتغيير / إلغاء تنشيط بعض السموم. لقد رأيت ادعاءات بأن بعض النباتات "تنقي" الفورمالديهايد ، على الرغم من أنني لا أثق بالمصادر بما يكفي للتأكد من ذلك.

ولكن كلما كان جزيء السم أصغر ، وأقل تشابهًا مع الأشياء التي عادة ما يتم هضمها في الطبيعة ، زادت احتمالية دخولها إلى النبات والالتفاف حولها بدلاً من تكسيرها. المعادن الثقيلة التي ذكرتها هي مرشح رئيسي. إذا كانت موجودة في المياه الجوفية - أو تؤدي أيضًا من تلوث الهواء ، قبل أن نحظر استخدام البنزين المحتوي على الرصاص - فإنها تنتهي في النباتات ، بما في ذلك النباتات الغذائية. والفطر أكثر عرضة للخطر.

تعد زراعة الطعام بالقرب من مكبات النفايات مشكلة معروفة في الزراعة ، وأحيانًا تصدر الأخبار ، على سبيل المثال هنا: http://bigstory.ap.org/article/mafia-toxic-waste-dumping-poisons-italy-farmlands


النباتات المنزلية كمرشحات حيوية: هل تقوم النباتات الداخلية بتنقية الهواء حقًا؟

هل سمعت كل الضجة حول كيفية تنقية النباتات الداخلية للهواء في منزلك؟ صحيح أن النباتات عبارة عن مرشحات حيوية ، وهو مصطلح يستخدم غالبًا للأنظمة التي تستخدم النباتات أو الكائنات الحية الدقيقة لتنظيف الهواء من أجل مكافحة التلوث ووجود السموم الضارة. تُستخدم هذه التقنية عادةً على نطاق واسع لمرافق معالجة مياه الصرف الصحي والمصانع الكيميائية ، ولكن أي نظام يقوم بتصفية السموم هو مرشح بيولوجي & # 8211 ويشمل النباتات والحيوانات والحشرات وحتى أنت! هل هذا يعني أنه يتم تصفية جميع الميكروبات والتلوث والفيروسات من الهواء إذا كان لديك بعض النباتات المنزلية؟ هناك العديد من الخرافات والادعاءات حول ما يمكن أن تفعله النباتات المنزلية لجودة الهواء ، لذلك أجريت بحثًا بسيطًا حول حقيقة النباتات المنزلية وجودة الهواء.


هل يؤثر دخان السجائر على النباتات؟

لقد وجدت الدراسات بالفعل أن الدخان المنبعث من حرائق الغابات يؤثر سلبًا على الأشجار التي تنجو من الحرائق الكبيرة. يبدو أن الدخان يقلل من قدرة الشجرة على التمثيل الضوئي والنمو بكفاءة.

كانت هناك أيضًا بعض الدراسات حول كيفية تأثير دخان السجائر على نمو النباتات الداخلية وصحتها. وجدت إحدى الدراسات الصغيرة أن النباتات التي تعرضت لدخان السجائر لمدة 30 دقيقة يوميًا نمت أوراقًا أقل. كثير من تلك الأوراق تحمر وجفت أو سقطت في وقت أقرب من الأوراق على النباتات في المجموعة الضابطة.

الدراسات على النباتات والسجائر محدودة ، لكن يبدو أن الجرعات المركزة من الدخان على الأقل يمكن أن تكون ضارة. اقتصرت هذه الدراسات الصغيرة على النباتات في مناطق صغيرة بها سجائر مشتعلة ، لذا فهي لا تحاكي تمامًا شكل المنزل الحقيقي مع المدخن.


سألت: هل يمكن للنباتات المنزلية تنقية الهواء حقًا؟

النباتات الصغيرة لا غنى عنها لحياة الإنسان. من خلال عملية التمثيل الضوئي ، يقومون بتحويل ثاني أكسيد الكربون الذي نزفره إلى أكسجين جديد ، ويمكنهم أيضًا إزالة السموم من الهواء الذي نتنفسه.

وجدت إحدى تجارب ناسا الشهيرة ، التي نُشرت في عام 1989 ، أن النباتات الداخلية يمكنها تنظيف الهواء من المركبات العضوية المتطايرة المسببة للسرطان مثل الفورمالديهايد والبنزين. (كان هؤلاء الباحثون في وكالة ناسا يبحثون عن طرق لإزالة السموم من الهواء في بيئات المحطات الفضائية بشكل فعال.) ووجدت الأبحاث اللاحقة أن الكائنات الحية الدقيقة في التربة في النباتات المحفوظة بوعاء تلعب أيضًا دورًا في تنظيف الهواء الداخلي.

بناءً على هذا البحث ، يقول بعض العلماء إن النباتات المنزلية هي منقيات الهواء الطبيعية الفعالة. وكلما كان النبات أكبر وأوراق الشجر ، كان ذلك أفضل. & ldquo تؤثر مساحة سطح الورقة على معدل تنقية الهواء ، كما يقول بيل ولفرتون ، عالم أبحاث سابق في وكالة ناسا أجرى تلك الدراسة النباتية عام 1989.

يقول ولفرتون إنه في غياب الاختبارات باهظة الثمن ، فإنه من المستحيل تخمين عدد النباتات التي قد تكون ضرورية لتنظيف غرفة من ملوثاتها. لكنه عادة ما يوصي بنبتين على الأقل بحجم & ldquogood & rdquo لكل 100 قدم مربع من المساحة الداخلية. & ldquo يعتبر سرخس بوسطن أحد أكثر النباتات فعالية في إزالة الملوثات المحمولة بالهواء ، ولكن غالبًا ما يكون من الصعب زراعته في الداخل ، كما يقول. & ldquo أوصي عادةً باستخدام البوثو الذهبي كخيار أول لي ، لأنه نبات شائع وسهل النمو. & rdquo

ولكن بينما كان ولفرتون منذ فترة طويلة مدافعًا صريحًا عن النباتات الداخلية والكتب المكتوبة حول هذا الموضوع ، وتدير الآن شركة استشارية تدافع عن استخدام النباتات لتنظيف الهواء الملوث و mdashother يقول الخبراء أن الدليل على أن النباتات يمكن أن تنجز هذا العمل بفاعلية بعيدًا عن أن يكون قاطعًا .

& ldquo لا توجد دراسات محددة لإثبات أن وجود نباتات داخلية يمكن أن يزيد بشكل كبير من جودة الهواء في المنزل لتحسين الصحة بطريقة قابلة للقياس ، & rdquo يقول لوز كلاوديو ، أستاذ الطب البيئي والصحة العامة في كلية الطب في إيكان في جبل سيناء. .

راجع كلاوديو البحث حول فوائد جودة الهواء للنباتات الداخلية. تقول إن هناك & rsquos لا شك في أن النباتات قادرة على إزالة السموم الكيميائية المتطايرة من الهواء وظروف المختبر. & rdquo ولكن في العالم الحقيقي و mdashin منزلك ، على سبيل المثال ، أو في مكتبك و [مدش] فكرة أن دمج عدد قليل من النباتات يمكن أن ينقي الهواء الخاص بك لا و rsquot لديها الكثير العلم الصعب لدعمه.

معظم الجهود البحثية حتى الآن بما في ذلك دراسة وكالة ناسا والنباتات الداخلية الموضوعة في بيئات صغيرة ومختومة من أجل تقييم مقدار قوة تنقية الهواء التي يمتلكونها. لكن هذه الدراسات لا تنطبق حقًا على ما يحدث في المنزل ، كما يقول ستانلي كايس ، الأستاذ الفخري في البستنة بجامعة جورجيا.

شارك Kays في تأليف دراسة عام 2009 حول قوى تنظيف الهواء لـ 28 نباتًا داخليًا مختلفًا. في حين أن العديد من هذه النباتات يمكن أن تزيل السموم من الهواء ، فإن الانتقال من حاوية مغلقة إلى بيئة أكثر انفتاحًا يغير الديناميكيات بشكل كبير ، كما يقول.

في كثير من الحالات ، ينقلب الهواء في منزلك تمامًا و mdasht أي ، يتبادل الأماكن بالهواء الخارجي و mdashonce كل ساعة. & ldquoThere & rsquos كمية هائلة من الهواء يدخل ويخرج في معظم المنازل ، & rdquo Kays يقول. & ldquo مما رأيته ، في معظم الحالات ، يكون لتبادل الهواء مع الخارج تأثير أكبر بكثير على جودة الهواء الداخلي من النباتات. & rdquo

أيضًا ، تتم زراعة النباتات المستخدمة في الدراسات المعملية في ظروف مثالية. هم & rsquore يتعرضون لضوء وافر من أجل زيادة التمثيل الضوئي إلى أقصى حد ، مما يحسن النبات وقدرات rsquos المهينة للسموم. & ldquo في المنزل ، هذا ليس الحال على الإطلاق ، & rdquo Kays يقول. & ldquo غالبًا ما تكون كمية الضوء في أجزاء كثيرة من المنزل كافية بالكاد لعملية التمثيل الضوئي. & rdquo

إنه يعلم أن الكثير من الناس سيصابون بخيبة أمل بسبب ما سيقوله ، ويريد أن يوضح أنه يعتقد أن النباتات المنزلية ليست مجرد رفقاء أحياء لطيفين ، ولكنها توفر أيضًا عددًا من الفوائد الصحية القائمة على الأدلة. أظهرت الدراسات أن النباتات يمكن أن تقضي على التوتر عن طريق تهدئة الجهاز العصبي الودي ، ويمكنها أيضًا أن تجعل الناس يشعرون بالسعادة. تظهر المزيد من الأبحاث أن قضاء الوقت حول الطبيعة له تأثير إيجابي على مزاج الشخص ومستويات الطاقة.

& ldquo يقول Kays ، هناك بعض اللقطات الحقيقية لوجود نباتات حولها. & ldquo ولكن في هذا الوقت ، لا يبدو أن النباتات التي تجلس بشكل سلبي في المنزل فعالة بما يكفي لتقديم مساهمة كبيرة في تنقية الهواء الداخلي. & rdquo


نباتات المعالجة بالنباتات المستخدمة لتنظيف التربة الملوثة

بقلم أنيتا ب & # 8211 غالبًا ما تم استخدام الموارد الطبيعية التي لا تقدر بثمن في أمريكا ، وهي الأرض ، كمورد طبيعي وخالي من التخلص من جميع المركبات السامة. بالنسبة للكثيرين منا ، بدا أنها ممارسة غير ضارة ، وذلك باستخدام فكرة بعيدة عن الأنظار. ولكن ، نتيجة لذلك ، يمكن أن يكون الضرر الذي يلحق بالتربة على المدى الطويل ، مما يترك مناطق من الأرض التي كانت منتجة في يوم من الأيام غير مزروعة وتصبح أرضًا قاحلة. يأتي الحل المفاجئ من نباتات المعالجة النباتية - نباتات خضراء حية يمكن أن تساعد في تنظيف وتخفيف أضرار التربة.

مثلما توجد أفضل النباتات المنزلية للهواء النظيف في الداخل ، هناك أفضل النباتات التي يمكن استخدامها في الهواء الطلق للحصول على تربة أنظف. تفتقر التربة الجيدة إلى الملوثات وتوفر المعادن والمكونات الرئيسية لنمو النبات. لكن التربة الجيدة ليس من السهل دائمًا العثور عليها. ويمكن أن تكون العديد من الملوثات باهظة الثمن وتتطلب وقتًا طويلاً لإزالتها من التربة السامة. ستنتج تربة جيدة عندما تقوم نباتات المعالجة النباتية بتنظيف التربة الملوثة. هذه المشكلة ليست مجرد قضية عرضية تتعلق بمجموعة متنوعة من الأحداث الجديرة بالأخبار. يمكن لأصحاب المنازل والمزارعين مواجهة هذه المشكلات نفسها. على سبيل المثال ، قد يؤدي التخلص من المنتجات البترولية مثل زيت الماكينة أو الأسفلت أو الرصاص أو القطران أو بعض المواد الكيميائية الزراعية إلى حدوث مشكلات. من أجل استعادة التربة والتخلص من الملوثات ، يمكن استخدام نباتات المعالجة النباتية للحد من هذه المشكلات.

تشير نباتات المعالجة بالنباتات إلى استخدام النباتات الحية لتقليل أو تحلل أو إزالة المخلفات السامة من التربة. يعد استخدام النباتات الخضراء لتطهير التربة عملية تقدمية ومستدامة ، مما يقلل بشكل كبير من الحاجة إلى الآلات الثقيلة أو الملوثات الإضافية. يمكن استخدام النباتات المألوفة مثل البرسيم وعباد الشمس والذرة والنخيل وبعض أنواع الخردل وحتى أشجار الصفصاف والحور لاستعادة التربة الملوثة - وهي عملية رخيصة ونظيفة ومستدامة. يمكن فهم المصطلح ، المعالجة النباتية ، بشكل أفضل من خلال تقسيم الكلمة إلى جزأين: & # 8220phyto & # 8221 هي الكلمة اليونانية للنبات. & # 8220Remediation & # 8221 يشير إلى علاج ، وفي هذه الحالة ، علاج لتلوث التربة سواء كان موجودًا في الحديقة أو عبر منطقة ذات مناظر طبيعية كبيرة.

هنا حيث تدخل النباتات المستخدمة في المعالجة النباتية إلى المنطقة. تُعرف هذه النباتات الخاصة بالنباتات الفائقة ، والتي تمتص السموم بسهولة من التربة التي تنمو فيها. لكي تعمل محطات المعالجة النباتية بفعالية ، يجب أن يكون النبات المحدد قادرًا على تحمل المواد السامة التي يمتصها من التربة. لا يمكننا زرع أي نباتات في تربة ملوثة ونأمل في الأفضل. إن تاريخ مفهوم نباتات المعالجة النباتية مثير للاهتمام ويمكن إرجاعه إلى الدراسات السابقة للعلاقة بين أنظمة نباتات التربة والجودة الغذائية للأغذية.

في عام 1940 ، أصبحت دراسات المركبات داخل النباتات الصالحة للأكل وقدرتها على امتصاص تغذية إضافية من التربة أخبارًا كبيرة. أثبتت الأبحاث المبكرة حول اختبار تلوث التربة قدرة التربة على زيادة تغذية نبات معين بما يتجاوز ما كان يُعتقد أنه مستواها النهائي. أدت أبحاث اختبار التربة إلى مزيد من الاختبارات لقدرة النبات على امتصاص العناصر الأقل استحسانًا من التربة ، أي السموم المنبعثة من النفايات الصناعية ومياه الصرف الصحي والمواد الكيميائية الزراعية. في النهاية ، أصبحت نباتات المعالجة النباتية تقنية تنظيف إضافية لإزالة المواد الكيميائية الضارة من التربة ، مثل الكادميوم والزنك والحديد والمنغنيز. أحد النباتات المستخدمة في المعالجة النباتية لتربة أنظف هو Alpine Pennygrass لأنه وجد أنه قادر على إزالة الكادميوم 10 مرات أكثر من أي مصنع آخر معروف لتنظيف التربة. نبات آخر يستخدم في المعالجة النباتية لتربة أنظف هو الخردل الهندي ، الذي يزيل الرصاص والسيلينيوم والزنك والزئبق والنحاس من التربة.

في عام 1980 ، نشر R.L. Chanely ورقة حول موضوع ما يجعل التربة جيدة وكيفية إنشائها من خلال استخدام نباتات المعالجة النباتية. تزدهر النباتات مثل الخردل والكانولا في التربة الملوثة ، مما يؤدي إلى امتصاص وبالتالي تقليل مستوى تراكم السموم. يمتلك مصنع المعالجة النباتية الأصلي لتربة أنظف ، والمعروف باسم العشب الهندي ، القدرة على إزالة السموم من المخلفات الكيميائية الزراعية الشائعة مثل المبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب. Indian Grass هي واحدة من تسعة أعضاء من الحشائش التي تساعد في نباتات المعالجة بالنباتات. عندما تزرع في الأراضي الزراعية ، يكون الحد من مبيدات الآفات ومبيدات الأعشاب أمرًا مهمًا. تشمل هذه القائمة أيضًا عشب الجاموس وعشب القمح الغربي ، وكلاهما قادر على امتصاص الهيدروكربونات من الأرض.

نظرًا لأن أي نبات يستخدم كمعالج للنبات يجب أن يكون قادرًا على تحمل أي سموم يمتصها ، فقد كان الباحث David W. Ow يدرس أي الجينات هي المفتاح لزيادة تحمل النبات. عند تحديدها ، يمكن بعد ذلك نقل هذه الجينات إلى أنواع نباتية أخرى لامتصاص مستويات عالية من معادن معينة. المزيد من الأبحاث تثبت الحركة الجينية. أثناء اختبار القيمة الغذائية للبروكلي ، وجد أن النبات يعمل بشكل جيد لاستنزاف التربة من العديد من المعادن. في كاليفورنيا ، اكتشف بعض المزارعين الذين كانوا يروون بالمياه المعاد تدويرها أن تربتهم أصبحت مثقلة بالسيلينيوم أو البورون.

تشمل النباتات الأخرى المستخدمة في المعالجة النباتية لتربة أنظف الأنواع التي تقلل مستويات المركبات العضوية الموجودة في الفحم والقطران ، والتي توجد في القار والكريوزوت والأسفلت. ومن هذه الأنواع عباد الشمس المشهور جدًا ، والذي لديه القدرة على امتصاص المعادن الثقيلة ، مثل الرصاص. يمارس المزارعون والمزارعون والمزارعون في المنازل & # 8220intercropping & # 8221 منذ عدة سنوات. ببساطة عن طريق استخدام طريقة الزراعة البينية ، يمكن استخدام النباتات المذكورة أعلاه بشكل فعال كخيارات ممتازة. على سبيل المثال ، ثبت أن نباتات عباد الشمس قد أزالت 95 في المائة من اليورانيوم من منطقة ملوثة في فترة 24 ساعة. يعد هذا المحصول الناجح للغاية أداة قوية للبيئة نظرًا لقدرته على إزالة المعادن المشعة من المياه الجوفية السطحية.

يتم استخدام الصفصاف كمصنع للمعالجة النباتية لتربة أنظف. فهو لا يقوم فقط بتجميل المناظر الطبيعية ولكن للجذور القدرة على تجميع المعادن الثقيلة في المواقع الملوثة بوقود الديزل. الشجرة التي تتم دراستها لاستخدامها كعلاج نباتي لتربة أنظف هي شجرة الحور. تمتلك أشجار الحور نظامًا جذريًا يمتص كميات كبيرة من الماء. يتم امتصاص رابع كلوريد الكربون ، وهو مادة مسرطنة معروفة ، بسهولة عن طريق جذور أشجار الحور. يمكنها أيضًا أن تتحلل من الهيدروكربونات البترولية مثل البنزين أو مخففات الطلاء التي انسكبت عن طريق الخطأ على التربة. لقد كان هذا اكتشافًا رائعًا. إلى جانب فائدتها في التحكم في مواد التربة السامة وامتصاصها ، يمكن دمج أشجار الحور بسهولة في أي نوع من المناظر الطبيعية للحصول على جاذبية جمالية.

مع البحث المستمر واكتشاف الحياة النباتية الجديدة الممتصة للسموم كل عام ، يمكننا أن نتوقع زيادة اختيارات المعالج النباتي لمشاريع تنظيف الملوثات. تبدو العملية بسيطة ، لكن البحث بطيء ومعقد ومضني. ولكن ، بالمقارنة مع عملية إزالة التربة ، أو التخلص من التربة ، أو الاستخراج المادي للملوثات ، فإن نباتات المعالجة النباتية هي بديل مفيد وعملي يحدد المواد السامة في التربة. يمكننا إزالة قدر كبير من تلوث التربة باستخدام هذه العملية.

يعتبر بعض المتحمسين هذه العملية تقنية منخفضة التكلفة & # 8220green & # 8221 لتنظيف التربة ، والتي يمكن استخدامها في أي مكان دون تدريب أو معدات متخصصة. يمكن أن يؤدي زرع عدد قليل من النباتات الإضافية ، الجذابة للمناظر الطبيعية ، إلى تحسين التربة في أي منطقة من الأرض. تعمل مجموعة متنوعة من الحشائش وعباد الشمس والأشجار والنباتات الأخرى بطريقة إيجابية ، مما يساعد المزارعين وربّاء المنازل والمزارعين على التخلص من مستويات المواد السامة الموجودة في تربتنا. تُستخدم هذه النباتات نفسها في استعادة التربة الصحية حيث تصبح حاويات تخزين جاهزة خاصة بها للإزالة والمعالجة اللاحقة. يستمر مستقبل نباتات المعالجة النباتية في المضي قدمًا في إنشاء تربة نظيفة. يتم استخدامه من قبل المجموعات الصناعية. بمساعدة المزارعين وأصحاب المنازل وملاك الأراضي ، يمكن أن تخلق الأبحاث المستقبلية نظامًا يمتص الملوثات باستمرار ويحرر التربة غير المجدية وينظف البيئة على أساس مستمر وثابت ومتجدد ذاتيًا.

هل استخدمت نباتات المعالجة النباتية لتنظيف التربة الملوثة؟ إذا كان الأمر كذلك ، ما هي النباتات التي استخدمتها؟ هل كانت العملية ناجحة؟ اسمحوا لنا أن نعرف في التعليقات أدناه.


محتويات

التربة هي موطن لنسبة كبيرة من التنوع البيولوجي في العالم. لوحظ أن الروابط بين كائنات التربة ووظائف التربة معقدة بشكل لا يصدق. إن الترابط والتعقيد في "شبكة الغذاء" للتربة يعني أن أي تقييم لوظيفة التربة يجب أن يأخذ في الاعتبار بالضرورة التفاعلات مع المجتمعات الحية الموجودة داخل التربة. نحن نعلم أن كائنات التربة تعمل على تكسير المواد العضوية ، مما يجعل العناصر الغذائية متاحة لامتصاصها من قبل النباتات والكائنات الأخرى. تمنع العناصر الغذائية المخزنة في أجسام كائنات التربة فقدان المغذيات عن طريق الترشيح. تعمل الإفرازات الميكروبية على الحفاظ على بنية التربة ، كما أن ديدان الأرض مهمة في الاضطرابات الحيوية. ومع ذلك ، وجدنا أننا لا نفهم الجوانب الحرجة حول كيفية عمل هؤلاء السكان وتفاعلهم. يشير اكتشاف الجلومالين في عام 1995 إلى أننا نفتقر إلى المعرفة للإجابة بشكل صحيح على بعض الأسئلة الأساسية حول الدورة الكيميائية الجيولوجية الحيوية في التربة. هناك الكثير من العمل في المستقبل لاكتساب فهم أفضل للدور البيئي للمكونات البيولوجية للتربة في المحيط الحيوي.

في التربة المتوازنة ، تنمو النباتات في بيئة نشطة وثابتة. إن المحتوى المعدني للتربة وبنيتها القلبية [كلمة؟] مهمان لرفاهيتهم ، لكن الحياة على الأرض هي التي تحرك دوراتها وتوفر لها الخصوبة. بدون أنشطة كائنات التربة ، تتراكم المواد العضوية وتتناثر على سطح التربة ، ولن يكون هناك غذاء للنباتات. تشمل الكائنات الحية في التربة:

  • Megafauna: نطاق الحجم - 20 مم لأعلى ، على سبيل المثال الشامات والأرانب والقوارض.
  • الحيوانات الكبيرة: نطاق الحجم - 2 إلى 20 ملم ، على سبيل المثال قمل الخشب ، ديدان الأرض ، الخنافس ، مئويات الأقدام ، الرخويات ، القواقع ، النمل ، والحصاد. : نطاق الحجم - 100 ميكرومتر إلى 2 مم ، على سبيل المثال بطيئات المشية والعث وذيل الربيع. والنباتات الدقيقة: نطاق الحجم - من 1 إلى 100 ميكرومتر ، على سبيل المثال الخمائر والبكتيريا (البكتيريا الشعاعية عادةً) والفطريات والأوليات والديدان المستديرة والروتيفير.

من بين هؤلاء ، تلعب البكتيريا والفطريات أدوارًا رئيسية في الحفاظ على تربة صحية. تعمل كمحللات تحلل المواد العضوية لإنتاج المخلفات ومنتجات التكسير الأخرى. تقوم آفات التربة ، مثل ديدان الأرض ، بابتلاع المخلفات وتحللها. تستخلص السابروتروف ، ممثلة بشكل جيد بالفطريات والبكتيريا ، العناصر الغذائية القابلة للذوبان من مادة ديليترو. يساعد النمل (macrofaunas) في الانهيار بنفس الطريقة ولكنه يوفر أيضًا الجزء المتحرك أثناء تحركه في جيوشه. كما تساعد القوارض آكلة الخشب التربة على أن تكون أكثر امتصاصًا.

تتضمن بيولوجيا التربة العمل في المجالات التالية:

    العمليات البيولوجية وديناميات السكان
  • بيولوجيا التربة والفيزياء والكيمياء: حدوث المعلمات الفيزيائية والكيميائية وخصائص السطح على العمليات البيولوجية وسلوك السكان والبيئة الجزيئية: التطوير المنهجي والمساهمة في دراسة تنوع المجموعات الميكروبية والحيوانية ونقل ديناميكيات السكان ، وتأثير العوامل البيئية والعمليات الوظيفية: التفاعلات بين الكائنات الحية والمعدنية أو المركبات العضوية ، مشاركة هذه التفاعلات في إمراضية التربة ، وتحول المركبات المعدنية والعضوية ، ودوران العناصر ، وهيكلة التربة.

يتم بالضرورة استخدام المناهج التخصصية التكميلية التي تتضمن البيولوجيا الجزيئية ، وعلم الوراثة ، وعلم البيئة ، والجغرافيا الحيوية ، وعلم البيئة ، وعمليات التربة ، والمواد العضوية ، وديناميات المغذيات [1] وبيئة المناظر الطبيعية.

البكتيريا هي كائنات وحيدة الخلية والأكثر عددًا من سكان الزراعة ، ويتراوح عدد سكانها من 100 مليون إلى 3 مليارات في الجرام. إنها قادرة على التكاثر السريع للغاية عن طريق الانشطار الثنائي (التقسيم إلى قسمين) في ظروف مواتية. بكتيريا واحدة قادرة على إنتاج 16 مليونًا إضافيًا في غضون 24 ساعة فقط. تعيش معظم بكتيريا التربة بالقرب من جذور النباتات وغالبًا ما يشار إليها باسم البكتيريا الجذرية. تعيش البكتيريا في مياه التربة ، بما في ذلك طبقة الرطوبة المحيطة بجزيئات التربة ، وبعضها قادر على السباحة عن طريق الأسواط. تحتاج غالبية البكتيريا النافعة التي تعيش في التربة إلى الأكسجين (وبالتالي يطلق عليها البكتيريا الهوائية) ، في حين أن تلك التي لا تتطلب الهواء يشار إليها على أنها لا هوائية ، وتميل إلى التسبب في تعفن المواد العضوية الميتة. تكون البكتيريا الهوائية أكثر نشاطًا في التربة الرطبة (ولكن غير المشبعة ، لأن هذا سيحرم البكتيريا الهوائية من الهواء الذي تحتاجه) ، ودرجة حموضة التربة المحايدة ، وحيث يوجد الكثير من الطعام (الكربوهيدرات والمغذيات الدقيقة من المواد العضوية) متوفرة. لن تقتل الظروف المعادية البكتيريا تمامًا بدلاً من ذلك ، ستتوقف البكتيريا عن النمو وتدخل في مرحلة نائمة ، وقد يتنافس الأفراد ذوو الطفرات المؤيدة للتكيف بشكل أفضل في الظروف الجديدة. تنتج بعض البكتيريا موجبة الجرام جراثيم من أجل انتظار ظروف أكثر ملاءمة ، وتدخل البكتيريا سالبة الجرام إلى مرحلة "غير قابلة للزراعة". يتم استعمار البكتيريا بواسطة العوامل الفيروسية المستمرة (العاثيات) التي تحدد ترتيب كلمات الجينات في المضيف البكتيري.

من وجهة نظر البستاني العضوي ، فإن الأدوار المهمة التي تلعبها البكتيريا هي:

تحرير النترجة

النترجة هي جزء حيوي من دورة النيتروجين ، حيث تكون بعض البكتيريا (التي تصنع إمدادات الكربوهيدرات الخاصة بها دون استخدام عملية التمثيل الضوئي) قادرة على تحويل النيتروجين في شكل الأمونيوم ، الذي ينتج عن تحلل البروتينات ، إلى نترات ، التي تتوافر لنمو النباتات وتحويلها مرة أخرى إلى بروتينات.

تحرير تثبيت النيتروجين

في جزء آخر من الدورة ، تضع عملية تثبيت النيتروجين باستمرار نيتروجينًا إضافيًا في الدورة البيولوجية. يتم تنفيذ ذلك عن طريق بكتيريا مثبتة للنيتروجين تعيش بحرية في التربة أو في الماء مثل أزوتوباكتر، أو من قبل أولئك الذين يعيشون في تعايش وثيق مع النباتات البقولية ، مثل الريزوبيا. تشكل هذه البكتيريا مستعمرات في عقيدات تخلقها على جذور البازلاء والفاصوليا والأنواع ذات الصلة. هذه قادرة على تحويل النيتروجين من الغلاف الجوي إلى مواد عضوية تحتوي على النيتروجين. [2]

تحرير نزع النتروجين

بينما يحول تثبيت النيتروجين النيتروجين من الغلاف الجوي إلى مركبات عضوية ، فإن سلسلة من العمليات تسمى نزع النتروجين تُعيد كمية متساوية تقريبًا من النيتروجين إلى الغلاف الجوي. تميل البكتيريا المزيلة للنيتروجين إلى أن تكون لاهوائية ، أو لا هوائية اختياريًا (يمكن أن تتغير بين الأيض المعتمد على الأكسجين وأنواع الأيض المستقلة للأكسجين) ، بما في ذلك أكروموباكتر و الزائفة. تقوم عملية التنقية الناتجة عن ظروف خالية من الأكسجين بتحويل النترات والنتريت في التربة إلى غاز نيتروجين أو إلى مركبات غازية مثل أكسيد النيتروز أو أكسيد النيتريك. بشكل زائد ، يمكن أن تؤدي عملية نزع النتروجين إلى خسائر عامة في النيتروجين المتاح في التربة وما يتبع ذلك من فقدان لخصوبة التربة. ومع ذلك ، قد يدور النيتروجين الثابت عدة مرات بين الكائنات الحية والتربة قبل أن تعيده عملية نزع النتروجين إلى الغلاف الجوي. يوضح الرسم البياني أعلاه دورة النيتروجين.

تحرير البكتيريا الشعاعية

تعتبر البكتيريا الشعاعية مهمة في تحلل المواد العضوية وفي تكوين الدبال. إنهم متخصصون في تكسير السليلوز واللجنين جنبًا إلى جنب مع الكيتين القوي الموجود في الهياكل الخارجية للحشرات. وجودهم هو المسؤول عن الرائحة "الترابية" الحلوة المرتبطة بالتربة الصحية الجيدة. تتطلب الكثير من الهواء ودرجة حموضة تتراوح بين 6.0 و 7.5 ، ولكنها أكثر تحملاً للظروف الجافة من معظم البكتيريا والفطريات الأخرى. [3]

يمكن أن يحتوي جرام من تربة الحديقة على حوالي مليون فطريات ، مثل الخمائر والعفن. لا تحتوي الفطريات على الكلوروفيل ، وهي غير قادرة على التمثيل الضوئي. لا يمكنهم استخدام ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي كمصدر للكربون ، وبالتالي فهي كيميائية غيرية التغذية ، مما يعني أنها ، مثل الحيوانات ، تتطلب مصدرًا كيميائيًا للطاقة بدلاً من أن تكون قادرة على استخدام الضوء كمصدر للطاقة ، وكذلك ركائز عضوية من أجل الحصول على الكربون للنمو والتنمية.

العديد من الفطريات طفيلية ، وغالبًا ما تسبب المرض للنباتات المضيفة الحية ، على الرغم من أن بعضها له علاقات مفيدة مع النباتات الحية ، كما هو موضح أدناه. من حيث تكوين التربة والدبال ، تميل الفطريات الأكثر أهمية إلى أن تكون رمية ، أي أنها تعيش على مادة عضوية ميتة أو متحللة ، وبالتالي تفككها وتحويلها إلى أشكال متوفرة للنباتات العليا. تتعاقب أنواع الفطريات على استعمار المادة الميتة ، بدءًا من تلك التي تستخدم السكريات والنشويات ، والتي يخلفها أولئك القادرون على تكسير السليلوز والليغنين.

تنتشر الفطريات تحت الأرض عن طريق إرسال خيوط رفيعة طويلة تعرف باسم mycelium في جميع أنحاء التربة ، ويمكن ملاحظة هذه الخيوط في العديد من أنواع التربة وأكوام السماد. من الفطريات الفطرية ، تستطيع الفطريات إلقاء أجسامها المثمرة ، الجزء المرئي فوق التربة (على سبيل المثال ، الفطر ، والضفادع ، والكرات البافبول) ، والتي قد تحتوي على ملايين الجراثيم. عندما ينفجر الجسم المثمر ، تنتشر هذه الجراثيم عبر الهواء لتستقر في بيئات جديدة ، وتكون قادرة على البقاء كامنة لمدة تصل إلى سنوات حتى تظهر الظروف المناسبة لتنشيطها أو يتم توفير الغذاء المناسب.

تحرير الفطريات

تُعرف الفطريات القادرة على العيش بشكل تكافلي مع النباتات الحية ، مما يخلق علاقة مفيدة لكليهما ، باسم Mycorrhizae (من myco معنى الفطرية و رضا معنى الجذر). يتم غزو شعر جذر النبات بواسطة فطريات الميكوريزا ، التي تعيش جزئيًا في التربة وجزئيًا في الجذر ، وقد تغطي طول شعر الجذر كغمد أو تتركز حول طرفها. تحصل الفطريات الفطرية على الكربوهيدرات التي تحتاجها من الجذر ، في المقابل تزود النبات بالعناصر الغذائية بما في ذلك النيتروجين والرطوبة. في وقت لاحق سوف تمتص جذور النبات أيضًا الفطريات في أنسجتها.

توجد روابط فطرية مفيدة في العديد من محاصيلنا الصالحة للأكل والمزهرة. تقترح Shewell Cooper أن هذه تشمل ما لا يقل عن 80 ٪ من براسيكا و سولانوم العائلات (بما في ذلك الطماطم والبطاطس) ، وكذلك غالبية أنواع الأشجار ، خاصة في الغابات والأراضي الحرجية. هنا تخلق الفطريات الجذرية شبكة دقيقة تحت الأرض تمتد بشكل كبير إلى ما وراء حدود جذور الشجرة ، مما يزيد بشكل كبير من نطاق التغذية ويتسبب في الواقع في أن تصبح الأشجار المجاورة مترابطة جسديًا. لا تقتصر فوائد علاقات الفطريات الفطرية لشركائها النباتيين على العناصر الغذائية ، ولكنها يمكن أن تكون ضرورية لتكاثر النبات. في الحالات التي يكون فيها القليل من الضوء قادرًا على الوصول إلى أرضية الغابة ، مثل غابات الصنوبر في أمريكا الشمالية ، لا تستطيع الشتلات الصغيرة الحصول على ضوء كافٍ لعملية التمثيل الضوئي لنفسها ولن تنمو بشكل صحيح في تربة معقمة. ولكن ، إذا كانت الأرض محاطة بحصيرة جذرية فطرية ، فإن الشتلات النامية سوف تتخلص من الجذور التي يمكن أن ترتبط بالخيوط الفطرية ومن خلالها تحصل على العناصر الغذائية التي تحتاجها ، والتي يتم الحصول عليها غالبًا بشكل غير مباشر من والديها أو الأشجار المجاورة.

يشير David Attenborough إلى العلاقة بين النبات والفطريات والحيوان التي تخلق "ثلاثيًا متناغمًا ثلاثي الاتجاهات" يمكن العثور عليه في النظم البيئية للغابات ، حيث يتم تعزيز التعايش بين النبات / الفطريات بواسطة الحيوانات مثل الخنازير البرية أو الغزلان أو الفئران أو السنجاب الطائر ، التي تتغذى على أجسام الفطريات المثمرة ، بما في ذلك الكمأ ، وتسبب انتشارها أكثر (الحياة الخاصة للنباتات، 1995). إن الفهم الأكبر للعلاقات المعقدة التي تسود الأنظمة الطبيعية هو أحد المبررات الرئيسية للبستاني العضوي ، في الامتناع عن استخدام المواد الكيميائية الاصطناعية والأضرار التي قد تسببها. [ بحاجة لمصدر ]

أظهرت الأبحاث الحديثة أن الفطريات الجذرية الشجرية تنتج الجلومالين ، وهو بروتين يربط جزيئات التربة ويخزن كلاً من الكربون والنيتروجين. تعتبر بروتينات التربة المرتبطة بالجلومالين جزءًا مهمًا من المادة العضوية في التربة. [4]

تؤثر حيوانات التربة على تكوين التربة وديناميكيات المادة العضوية في التربة على العديد من المقاييس الزمانية المكانية. [5] تمزج ديدان الأرض والنمل والنمل الأبيض التربة أثناء حفرها ، مما يؤثر بشكل كبير على تكوين التربة. تبتلع ديدان الأرض جزيئات التربة والمخلفات العضوية ، مما يعزز توافر المغذيات النباتية في المواد التي تمر عبر أجسامها وتخرج منها. من خلال تهوية التربة وتقليبها ، وزيادة استقرار ركام التربة ، تساعد هذه الكائنات الحية على ضمان التسرب الجاهز للمياه. تساعد هذه الكائنات الحية في التربة أيضًا على تحسين مستويات الحموضة.

غالبًا ما يُشار إلى النمل والنمل الأبيض باسم "مهندسي التربة" لأنه عندما يصنعون أعشاشهم ، هناك العديد من التغييرات الكيميائية والفيزيائية التي يتم إجراؤها على التربة. من بين هذه التغييرات زيادة وجود العناصر الأساسية مثل الكربون والنيتروجين والفوسفور - العناصر اللازمة لنمو النبات. [6] يمكنهم أيضًا جمع جزيئات التربة من أعماق مختلفة من التربة وترسيبها في أماكن أخرى ، مما يؤدي إلى اختلاط التربة بحيث تكون أكثر ثراءً بالمغذيات والعناصر الأخرى.

التربة مهمة أيضًا للعديد من الثدييات. تعتمد الجوفر والشامات وكلاب البراري وغيرها من الحيوانات المختبئة على هذه التربة للحماية والطعام. حتى أن الحيوانات تعيد التربة إلى التربة لأن حفرها تسمح بدخول المزيد من الأمطار والثلج والمياه من الجليد إلى التربة بدلاً من التعرية. [7]


هؤلاء هم الأشرار الذين يجب أن تكون حذرًا منهم. لا تنتج السيارات سوى ثاني أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروز ، ولكنها تنتج أيضًا أنواعًا أخرى من الجسيمات ، بما في ذلك الكربون الذي يأتي من احتراق الوقود للمحرك.

تشكل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAH) نسبة صغيرة من هذه الجسيمات. من المعروف أن هذه المواد الكيميائية تسبب أنواعًا معينة من السرطان. ومع ذلك ، فإنها لا & rsquot & ndash مباشرة & ndash تؤثر على النباتات. بدلاً من ذلك ، يختلطون مع الغبار ويهبطون على النباتات القريبة ، مما يعني أن النباتات والخضروات تتعرض لأشعة الشمس بشكل أقل من المعتاد. هذا بالتأكيد شيء سيء.


عباد الشمس في تشيرنوبيل

تم اكتشاف تأثير عباد الشمس على الأرض الملوثة لأول مرة في أعقاب كارثة تشيرنوبيل. على الرغم من الخسائر في الأرواح ، استمرت المصانع في الازدهار في الأراضي القاحلة النووية بل ونمت من جديد. مفتونًا بهذا ، دخل العلماء إلى تشيرنوبيل وزرعوا بذورًا جديدة.

لدهشتهم - وسعادتهم - تعلموا أن عباد الشمس. على وجه الخصوص ، كانوا قادرين على امتصاص المعادن الثقيلة السامة من الأرض. ربما الأهم من ذلك أنهم امتصوا السمية من البرك المحلية. إن ضمان سلامة إمدادات المياه أمر ضروري لأي دولة ، ولم يكن هذا ممكناً لولا مساعدة عباد الشمس.

أصبحت زراعة عباد الشمس ، جنبًا إلى جنب مع بذور الخردل وبذور الكتان وفول الصويا (التي يُعتقد أنها فعالة بنفس القدر ، إن لم تكن ممتعة من الناحية الجمالية) ، ممارسة معتادة في حالة التعرض للإشعاع. ونتيجة لذلك ، أصبح عباد الشمس رمزا للسلام وعالم خال من الأسلحة النووية.

Quite understandably, Ukrainian officials lost their stomachs for nuclear weapons after this historical tragedy. Before Chernobyl, the nation had an arsenal of some 1,900 nuclear weapons at their disposal. In the aftermath, all of these were dismantled in neighboring Russia.

By 1996, Ukraine was officially a nuclear-free country. To celebrate this landmark, ministers from Ukraine, Russia, and the USA convened at a disused missile base and planted sunflower seeds.

This new symbol of hope now grows on the area that once housed warheads, which would have been fired on America in the event of a nuclear conflict.


Types of Water Absorption in Plants

Plants typically absorb water by the following two methods:

Active Absorption of Water

This type of water absorption requires the expenditure of metabolic energy by the root cells to perform the metabolic activity like respiration. Active absorption in plant occurs in two ways, namely osmotic and non-osmotic absorption of water.

  1. Osmotic active absorption of water: In this type, the water absorption occurs through osmosis where the water moves into the root xylem across the concentration gradient of the root cell. The osmotic movement is due to the high concentration of solute in the cell sap and low concentration of the surrounding soil.
  2. Non-osmotic active absorption of water: Here, the water absorption occurs where the water enters the cell from the soil against the concentration gradient of the cell. This requires the expenditure of metabolic energy through the respiration process. Hence, as the rate of respiration increases, the rate of water absorption will also increase. Auxin is a growth regulatory hormone, which increases the rate of respiration in plants that, in turn, also increase the rate of water absorption.

Passive Absorption of Water

This type of water absorption does not require the use of metabolic energy. The absorption occurs by metabolic activity like transpiration. Passive absorption is the type where the water absorption is through the transpiration pull. This creates tension or force that helps in the movement of water upwards into the xylem sap. Higher is the transpiration rate, and higher is the absorption of water.

Role of Root Hairs in Water Absorption

A root contains some tubular, hair-like and unicellular structures called Root hairs. In the root system, the region from which the root hairs protrude out is termed as Root hair zone. The zone of root hair is the only region that participates in water absorption activity. Root hair zone is the water-permeable region. Root hairs are the outgrowths, which arise from the epidermal layer called the piliferous layer.

The cell wall of root hair consists of a double layer membrane. Pectin is present in the outer layer, and cellulose is present in the cell wall’s inner layer. Under the cell wall, there is a selectively permeable cytoplasmic-membrane. The cell or cytoplasmic membrane will allow specific substances to pass across the cell concentration gradient.

Root cells, nucleus, and vacuole or cell sap are present inside the cytoplasmic membrane. Soil aggregates contain small droplets of water carried away by the root hairs into the root xylem through different mechanisms, out of which osmosis is most common.


Scientists Using Plants to Clean Up Metals In Contaminated Soil

A forest once grew here in the bend of the Delaware River. Now a multibillion-dollar plant where the Du Pont Company manufactures 750 different chemicals sprawls under the span of the Delaware Memorial Bridge.

After 75 years of manufacturing toxic materials like tetraethyl lead, an anti-knock gasoline additive, at the Chambers Works, E. I. du Pont de Nemours & Company is trying to cleanse some of the contaminants from this now-barren land. Dr. Scott Cunningham, a Du Pont researcher, has an idea for reclaiming it with plants.

But Dr. Cunningham does not envision establishing another forest here. In order to remove substantial concentrations of lead from the ground, he is planting ragweed.

Dr. Cunningham is one of a handful of researchers around the world who are trying to use plants to clean contaminated soil. They are attempting to plant crops that will absorb metals, then harvest the plants and, it is hoped, process them to recycle the metals that are reclaimed.

The process, they say, offers cheaper, more environmentally sound possibilities for cleaning contaminated sites. Absorbing High Concentrations

"No one has successfully remediated a site with plants yet," Dr. Cunningham said. "But it just makes sense."

The researchers use varieties of plants, called "hyperaccumulators," that can build up in their cells higher concentrations of metal than exist in the soil where they are planted. They can be found thriving in areas that most plants, animals and humans would find uninhabitable.

Dr. Cunningham, for instance, tested the levels of lead in plants growing around a basin that used to contain the swill washed from water used in the tetraethyl lead manufacturing plants at the Chambers Works. Two types had large quantities of lead in their upper shoots, hemp dogbane and common ragweed.

Now Dr. Cunningham and his associates have planted a small plot in the defunct tetraethyl lead plant. Amid the exposed brick, pipes, railroad tracks and hard-packed gravel paths, the "garden" grows inside a fence marked with bright yellow tape.

Although they are trying many varieties of plants, the researchers say the ragweed and hemp dogbane are accumulating the most lead. Samples of the ragweed after four months have shown a concentration of 8,000 parts per million lead, although the plot's soil has only 1,000 parts per million. Cleaning Superfund Site

Another field project, the Woburn Market Garden Experiment at Rothamsted Experimental Station in Hartfordshire, England, has produced plants that take up 1 percent of their dried body weight in zinc. Researchers there, led by Dr. Steve McGrath, are also having success absorbing cadmium and nickel deposits, all left by earlier experiments that tested organic wastes as nutrients for plants.

Dr. McGrath has calculated that the zinc could be brought to acceptable levels in 13 croppings. That process could be speeded with manipulation of the soil, fertilizer and plant species, he said.

Perhaps the most widely publicized field experiment is one that Dr. Rufus L. Chaney, a research agronomist at the United States Department of Agriculture, began in 1991 with Mel Chin, a conceptual artist. The project, called "Revival Field," uses a variety of plants to clean a Superfund site in Minnesota.

The goal of all these projects is to produce a genetically altered plant and proper soil conditions to allow plants to amass 2 percent or more of their dried body weight in metals, Dr. Cunningham said. If the plants were large enough, a harvest could produce a substantial quantity of the metal, which could possibly be smelted from the plants.

The plants would need to be dried, like hay, burned and then smelted as a type of "bio-ore." This would avoid the need to return the metals to the ground.

If smelting were not practicable, the researchers say, the burned plants could still be placed in a landfill. The volume of waste from placing the ashed plants in a landfill would still be thousands of times less than that produced in current procedures for reclaiming contaminated soil, the researchers say. Few Alternatives for Cleanup

One of the reasons that this technology, called "green" remediation or phytoremediation, has attracted attention in the last few years is that there are few alternatives for cleaning metals from soil.

Bioremediation does not work, since the types of microbes that eat metals are very hard to remove from the soil once they are done.

So companies can vitrify the soil, pouring in a compound that traps the metals to keep them from spreading, or "wash" the soil with an acidic compound, which leaves metal-contaminated acid and soil with impaired abilities to support growth.

The third and most widely used method is to dig up the contaminated soil, mix it with cement and bury it.

"The only technology now is to dig the stuff up and bring it someplace less politically sensitive," said Dr. Paul Jackson, a biochemist at Los Alamos National Laboratory in New Mexico. " 'Suck, muck and truck,' they call it. That's not going to hack it for long."

More traditional forms of soil reclamation are also more expensive. Dwight Bedsole, business director for remediation, safety and environmental services at the Chambers Works, estimated that the company would spend $75 million to $100 million a year for the next five years for remediation at the site.

Dr. Cunningham said that if his research was successful, it could be used as an inexpensive way to slowly clean the land around small companies, urban roads or even farmhouses that used lead paint. It cannot be used to clean highly contaminated sites, however, like those with more than 1 percent lead in their soil. 'Magical Properties'

One of the biggest puzzles of phytoremediation research is why and how some plants accumulate such high levels of toxic metals. Although researchers have been studying plants' potential for reclamation for only a decade, evidence that plants absorb metals has been collected for hundreds of years.

Botanists, metallurgists and archeologists discovered early that the presence of certain plants indicated deposits of metals. Miners in Africa found copper, miners in Russia found uranium and miners in the United States found gold using this method. In addition, archeologists have used plants to pinpoint ancient mining sites and civilizations in Latin America.

Dr. Alan Baker, a geobotanist from the University of Sheffield in England, has traveled to remote climes to test and retrieve plants that survive in highly contaminated soils. He began his research 21 years ago in an effort to discover how the plants withstood such high-metal soils.

Most plants exclude the metals, storing them in their roots where they will not effect the mechanisms of the plant. But a very few accumulate the metals, detoxifying them and storing them in their leaves. Dr. Baker has given cuttings of these plants to Dr. McGrath, with whom he works on the Woburn Market Garden Experiment.

"These plants seem to have magical properties," Dr. Baker said. "There has got to be something we can do to exploit that. We have got to find a way to harness this ability and put it to use cleaning soils."

The same mechanisms that allow plants to take up metals from soil may be used to solve other environmental problems. Some researchers are trying to clean other types of waste, like radionuclides. And some are examining the possibility of breeding plants to exclude toxic wastes rather than take them up. Cleaning Nuclear Sludge

Dr. Jackson, for instance, has been using cells from Jimson weed to clean plutonium from nuclear sludge. He grows the cells, packs them in a resin that he places in a column, and then pumps the sludge through the column. The plutonium binds with the plant cells, removing the radionuclides from the liquid.

Dr. Jackson has also used plant cells in resin to clean metals like copper, selenium and uranium from water or other liquids. His research for the last 10 years has focused on the mechanism by which plants absorb metals and other toxics.

"Of course these metals combine with biological organisms," he said. "That's why they're toxic. If they didn't effect the environment, they would not be considered harmful. We are just taking advantage of that property."

Dr. Jackson is also looking for ways to alter plants so they do not take up toxic metals from the ground. Such alterations would be especially useful for crops like tobacco, tomatoes and potatoes that easily absorb cadmium.

At Rutgers University, Dr. Ilya Raskin is beginning another effort to exclude metals. He will be coordinating an effort to help clean up the waste from the accident at the Chernobyl nuclear power plant in Ukraine in 1986. One priority is to breed forage grasses that exclude all radionuclides, so locally grown meat and milk are not contaminated.

Dr. Raskin is also experimenting with the accumulating properties of mustards, which come from the same cabbage family as the plants Dr. McGrath is using in England. Dr. Raskin is testing the ability of mustards to take up radionuclides as well as chromium, a substantial pollution problem in New Jersey.


شاهد الفيديو: Unique way breeding Tiger Tongue Tree trifasciata to absorb 107 types of toxins, unexpected resul (أغسطس 2022).