كيف يؤثر أكسيد النحاس على التربة في الأراضي الزراعية
وتشير البحوث إلى أن NPs CuO تؤثر على التربة عن طريق الحد من درجة النتشب، وتغذية، وتنفس التربة التي تحدث فيها. وهذا له عواقب على النباتات التي تعتمد على منتجات هذه العمليات لازدهارها.
النترجة
في النطن ، يتم أكسدة الأمونيا التربة في النترات (NO2- ) ثم في النتريت (NO3-) ، في تحويل من خطوتين تنطوي على أنواع مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة. يتم تحويل الأمونيا إلى نترات بواسطة البكتيريا الاوتوتروبيك وAchaea ، ويتم التحويل إلى نتريت بواسطة نيتروباكتر والنيتروزيلا.
هاتان العملتان ضروريتان للإفراج عن النيتروجين في نهاية المطاف، حيث تنتج النباتات بروتينات ضرورية لنموها.
وعندما تطبق الملوثات الإنتاجية الوطنية على التربة بكميات كبيرة، فإنها يمكن أن تمنع هذه العملية وتقلص إنتاج النترات الحيوية. ويبدو أن هذا أكثر حدة في التربة الخشنة والمتوسطة القوام، حيث تثبت الجسيمات النانوية أنها الأكثر سمية للبكتيريا النفية.
نزع النتروجين
البكتيريا الهيتروتروبيك أيضا يكسر النترات إلى النيتروجين الجزيئي في عملية تعرف باسم التغذية. كما سبق شرح abovelants تعتمد على النيتروجين لجعل البروتينات الخلية الخاصة بهم. عندما تتأثر البكتيريا التي تجعل النيتروجين متاحًا سلبًا بـ CuO NPs ، قد تعاني النباتات التي تستفيد من نشاطها العائد للنيتروجين أيضًا.
وقد أثبت بعض الباحثين أن NPs CuO لها تأثير مثبط أكثر أهمية على التغذية مقارنة بالتشليس. وتفيد دراسة واحدة لمدة 90 يوماً عن انخفاض معدلات تغذية التربة بين 20 و40 في المائة في وجود 100 ملغم/غرام من فيروس نقص المناعة القومية. من بين الأنواع الخمسة للتربة التي تم فحصها في الدراسة ، وجد أن التربة الطينية الطينية هي الأكثر حساسية لهذا التأثير المثبط.
تنفس التربة
عندما الكائنات الحية الدقيقة التربة respire، فإنها تنتج ثاني أكسيد الكربون (CO2). يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون2 في الهواء ، واستولت عليه النباتات ، وتحويلها إلى مركبات عضوية من خلال التمثيل الضوئي. النباتات إما استخدام المركبات لبناء هيكلها أو إطلاق الطاقة منها أثناء التنفس.
كما تتأثر كائنات التربة التي تطمح إلى أخرى بكميات سامة من CuO NP. مع أعمالهم القسري في الانخفاض من قبل هذا المركب، هناك أقل CO2 يجري إطلاقها في الهواء من التربة، وهو الوضع الذي قد يؤثر على النظام البيئي الزراعي على المدى المتوسط والطويل.
كيف تتأثر النباتات
وتشير الأدلة المتاحة إلى أن المحاصيل تتأثر بشكل مختلف بكميات مماثلة من الجسيمات النانوية النحاسية، على الأقل إلى حد ما. ولكن العواقب الناجمة عن التعرض لكميات كبيرة من المجمع التي تبدو شائعة نسبيا لكثير من المحاصيل التي شملها الباحثون.
النباتات المعرضة لNPs CuO يمكن أن تعاني من توقف النمو، موت الخلايا، وفقدان تلوين ورقة. كما يمكن أن يؤدي التعرض المفرط إلى توسيع جذور المحاصيل وسيقانها.
زيادة السمية
وبحثت إحدى الدراسات النتائج المحتملة من سيناريو التعرض المباشر. تم تطبيق حوالي 10 أو 250 ملليغرام من أكسيد النحاس على أوراق من الخس ونباتات الملفوف على أساس يومي ، لمدة تتراوح بين 5 و 15 يوما.
وفي نهاية 15 يوما، تبين أن الخس قد امتص أكثر من 300 ضعف كمية المجمع من نباتات التحكم غير المكشوفة، وأن نباتات الملفوف قد أخذت أكثر من 400 ضعف الكميات العادية الموجودة في المحاصيل غير المكشوفة. بعض أكسيد النحاس لم تبقى على سطح الأوراق، ولكن تم امتصاص الكثير منه في النباتات من خلال stomata بهم.
وقد تكون لهذه الكميات الكبيرة عواقب بالنسبة للأشخاص الذين يستهلكون المحاصيل التي تعرضت للتعرض المفرط للملوثات النُهب الموجهة إلى منظمة الوحدة الوطنية. ومن المعروف أن التسمم النحاسي على المدى الطويل يضر الكبد البشري والكلى.
التقزم
هناك ضعف نمو ملحوظ للنباتات المعرضة لأكسيد النحاس. وقيل إن الجسيمات النانوية النحاسية قد خفضت نمو المحاصيل في دراسة الملفوف والخس المشار إليه ما سبق. فقدت النباتات ما يصل إلى 60 في المئة من محتواها من المياه.
في دراسة أخرى أجريت على الأرز في حقول الأرز، تم اكتشاف أن التعرض لCuO NP تسبب في سماكة الجذور وتقصيرها. وأشار واضعو ذلك التقرير إلى أن هذا لوحظ على نحو أكثر تواترا بالنسبة للمحاصيل المزروعة في التربة الغنية بالطين.
قد تنمو الشتلات التي تنمو في التربة مع كمية لا بأس بها من NPs CuO بوتيرة أبطأ بكثير من المعتاد. وقد تم الإبلاغ عن معدلات تأخر النمو التي تقترب من 20 في المائة في ورقة منشورة واحدة على الأقل.
ومع ذلك، قد تساهم كميات صغيرة من الجسيمات النانوية النحاسية في نمو النبات. وهذا أيضا ً مُحسب جيداً. وهذا ليس مفاجئاً. النحاس هو المغذيات الدقيقة الأساسية للنباتات.
التغييرات في تصبغ الأوراق
هذا التغيير ليس دائما بارزا، لكنه مهم مع ذلك. فعلى سبيل المثال، قد تظهر محاصيل البطاطا المزروعة في التربة التي تحتوي على فائض من النحاس ابيضاض شاحب أو أبيض حول عروقها. قد تكون بعض المناطق المحيطة بالأوردة غارقة ، ولكن الجزء الأكبر من الأوراق المصابة يحتفظ بلونها الطبيعي.
ومن المعروف أن انخفاض مستويات الكلوروفيل والتعديلات في بنية الكلوروبلاست في النباتات يؤثر على النباتات التي تزرع في مثل هذه الظروف (تتأثر المحاصيل مثل الأرز والسبانخ والقمح بشكل خاص بهذا). لأن النحاس الزائد يقيد عملية التمثيل الضوئي ، فإنه يعدل صبغة أغشية خلايا النبات ويغير أيضًا تكوين البروتين. ويمكن ملاحظة بعض هذه التحولات في الأوراق التي تفترض لونا غير عادي بعد التعرض لفترات طويلة للجسيمات النانوية النحاسية.
نقص المغذيات الدقيقة الأساسية الأخرى
أحد الآثار الحاسمة للجسيمات النانوية النحاسية الزائدة في التربة هو نقص الحديد المصاحب (Fe). هناك ميل للنحاس إلى "التنافس" مع الحديد ، وخاصة في التربة حول المحاصيل. وفي دراسة شملت نباتات الفطان، أعقبت زيادة قدرها خمسة أضعاف في كميات النحاس في التربة انخفاض بمقدار أربعة أضعاف في كمية الحديد حول نفس منطقة التربة.
هذا الاستنفاد من الحديد قد يسبب يترك لتحويل الأصفر. يحدث هذا بسبب غياب الكلوروفيل ، الذي لا يمكن إنتاجه بدون الحديد.
وهناك أيضا أدلة على أن وجود رواسب كبيرة من النحاس في حقول الأرز قد يمنع الأرز المزروع في هذه الحقول من امتصاص الزنك (Zn). ويتأثر المنغنيز (Mn) والألومنيوم (Al) بالمثل بتركيزات كبيرة من الجسيمات النانوية النحاسية.
الاختلافات في التسامح للجسيمات النانوية النحاسية بين النباتات
بعض النباتات هي أكثر حساسية لNPs CuO من غيرها، وقد تظهر أعراض التعرض المفرط في درجات مختلفة جدا من التلوث.
الخس قد جمع المزيد من الجسيمات النانوية النحاسية من السبانخ. البرسيم لديه تسامح أعلى لذلك من، على سبيل المثال، الطماطم. ولكن هناك أيضا بعض التباين في المبالغ المتراكمة في أجهزة نباتية مختلفة. في الخس، ما يصل إلى 80 في المئة من النحاس المتراكمة يبقى في الجذور. لكنه موزع بالتساوي تقريبا ً عبر النبات في السبانخ
يجب عليك تسجيل الدخول لكتابة تعليق.