Zalecono do bibliotek nauczycielskich i licealnych pism em M inisterstw a Oświaty nr IV/Oc-2734/47
W ydano z pomocą finansow ą Polskiej Akadem ii Nauk
TREŚĆ ZESZY TU 10 (2120)
K l e c z k o w s k i A. S., Czy lu dzkości grozi b r a k w o d y ? ...253
J u r k o w s k a H., In h ib ito ry n i t r y f i k a c j i ... 259
B i r k e n m a j e r K ., W ybuch w u lk a n u H elg a fell n a Isla n d ii . . . . . 263
K ę p c z y ń s k i J., P a m ię ć g eo tro p iczn a u r o ś l i n ... 265
M a r c i n i a k K., J a k zm ien i się k l i m a t ... 268
Ż y ł k a A., T e stu d o g ig a n te a — żółw o lb rzy m i z S z e s z e l i ... 269
K a b a s a T., D elfin y s ł o d k o w o d n e ... 272
D robiazgi p rzy ro d n icz e H isto ria g n ia zd a k ru k a (L. P o m a r n a c k i ) ... 273
Ja ło w c e W ierzch o w iń sk ie (J. C i e p l i k ) ... 274
W k ład sta d n in y P e łk in ie w p o w o jen n ą hodow lę koni czystej k rw i a r a b sk ie j (W. C zarto ry sk i) ...275
K ro n ik a n a u k o w a S esje n au k o w e pośw ięcone 100-leciu A k ad e m ii U m iejętn o ści w K ra k o w ie ( M . ) ... 276
C o p ern ican a N iezrealizo w an e p ro je k ty polskich m o n e t i b an k n o tó w »K opernikow - skich« (B. G o m ó ł k a ) ...276
R ecenzje W. B a ł u k , R. W y r w i c k i : G eologia (K. M aślankiew icz) . . . . 279
Z. B o j a r s k i , A. Ł a s z k i e w i c z , K. Ł u k a s z e w i c z : S łow nik te r m in ó w k ry sta lo g ra fic z n y c h w jęz. polskim , ang ielsk im i ro sy jsk im (K.M.) 279 C złow iek i n a u k a . R ocznik 1972 (K. M . ) ... 279
S p ra w o z d an ia S p ra w o z d an ie z działalności O d d ziału Ł ódzkiego P T P im . K o p ern ik a za I półrocze 1973 r. . 280
S p i s p l a n s z I. K O Z IA BRÓDKA, C la v a ria jla v a . Fot. J. P ło tk o w ia k
II. T Ę G O S K 0 R P O S P O L IT Y S c le r o d e rm a a u ra n tiu m (S. vu lg a re). Fot. J. P ło tk o w iak III. K REW ETK A , P a n d a lu s a n n u lico rn is. Fot. S. K u ja w a
IV. O STR Y G O JA D , H a e m a to p u s o stra leg u s. Fot. W. P u ch alsk i
O k ł a d k a : LIM BA n a tle M nicha. Fot. J . H ereź n iak
P I S M O P R Z Y R O D N I C Z E
ORGAN P O L S K I E G O TOWARZYSTWA P R Z Y R O D N I K Ó W IM. K O P E R N I K A
(Rok założenia 1875)
PAŹDZIERNIK 1973 ZESZYT 10 (2120)
A N TONI STA N ISŁA W K LEC ZK O W SK I (K raków )
CZY L U D ZK O ŚC I GROZI BR A K W O DY?
Glob ziemski okalają dwie strefy ściśle ze sobą związane: strefa w ystępow ania wody — hydro
sfera i strefa życia biologicznego — biosfera.
Obie przenikają granicę atm osfery i skorupy ziemskiej czyli litosfery. O jedności hydrosfery i biosfery trafnie mówi ludowe kazachskie przy
słowie: „gdzie woda, tam życie”.
Ogólna ilość wody w ystępującej na naszym globie jest ogromna, choć szacunki liczbowe są bardzo rozbieżne. Dla poniższych rozważań przyjąć można ocenę często spotykaną w now
szych opracowaniach naukowych dotyczących hydrologii całej kuli ziemskiej. Według niej w hydrosferze ziemskiej w ystępuje około 1 460 000 000 km 3 (1 460 000 • 103 km 3 wody).
Jest to objętość, która mogłaby pokryć cały nasz glob w arstw ą rów nom iernej grubości około 2660 m.
Na tę ogromną ilość wody składają się różno
rodne form y w ystępowania, większa część wody w hydrosferze jest zmagazynowana. Znacznie mniejsza bierze udział w bezustannym obiegu, który może przybierać różne formy od prostych aż do bardzo skomplikowanych (ryc. 1).
W celu uproszczenia lepiej będzie się po
sługiwać w określeniu ilości wody nie km3 lecz tysiącam i (103 km 3), w ten sposób można w yeli
minować z podanej ogólnej liczby trzy zera.
t ! D l-w i
W takim ujęciu przedstawiono ilości wody w dw u tabelach (tab. 1 i 2) i na w ykresach (ryc. 1, 2, 3). Na rysunku-sześcianie (ryc. 2) za
chowano w odniesieniu do długości boków sze-»
ścianu jako miarę kilom etry, by nie posługiwać się ułamkami.
Rzut oka na tabelę 1, odnoszącą się do wód zmagazynowanych, pozwala na stwierdzenie, że słone wody oceanów i mórz stanowią przygnia
tającą większość w całości. Znaczne masy wody, przeważnie zasolonej, są zaw arte w skorupie ziemskiej, a słodkiej w lodowcach i wiecznych śniegach. Ilość wody zmagazynowana w innej postaci i znajdująca się w obiegu (tab. 2) jest wielokrotnie (kilkaset, kilka tysięcy, kilkadzie
siąt tysięcy) mniejsza. Ilustru ją to liczby umie
szczone w tabeli, odnoszące się do hipotetycznej miąższości w arstw y wody na powierzchni całego globu. Są one w yrażane dla wód morskich, podziemnych i lodowcowo-śniegowych w me
trach (tysiące, dziesiątki), a dla innych rodzajów wód tylko w milimetrach.
Dla życia biologicznego na lądzie i gospodarki człowieka decydujące znaczenie m ają wody słodkie, znajdujące się w obiegu związanym
z powierzchnią lądów.
Pod nazwą wód słodkich rozumie się wody za
w ierające tylko niewielką ilość rozpuszczonych
254
W ody zm agazynow ane w tys. k m 2 (103 k m 3)
(w edług R. L. N a c e, W orld W a ter In v e n to r y and C o n tr o l. w R. J. C horley (ed.), W ater, E arth and M en, L ondon 1969 oraz G. P. K a l i n i n , P ro b le m y globalnoj
gidrołogii, L en in g ra d 1968)
T a b e l a 1
103 km8 Odpowiadająca
głębokość* Czas wymiany
Ogólnie
Morza i oceany (O)
1460000.0 1370000.0
2260 m
2500 m 4000 lat
Skorupa ziemska litosfera (5 km)
wody wolne do głębokości 5 km (U) 60000,0 J20 m
dni do dziesią
tek tysięcy lat
w tym w strefie swobodnej wymiany 4000,0 8 m 300 lat
Lodowce i wieczne śniegi (G) 30000,0 60 m dziesiątki do
Jeziora i zbiorniki słodkowodne (L) 125,0 (230,0) 250 mm
tysięcy lat w tym zbiorniki sztuczne
Gleba i strefa aeracji (S)
3,0
65,0 130 mm 14 dni do
Atmosfera (A) 13,0 (17,0) 25 mm
1 roku 8— 10 dni
Bagna (M) 3,6 7 mm iata
Koryta rzeczne (R) 1,7 (1,2) 3 mm 14 dni
Żywe organizmy (B) 0,7 (2,3) 1 mm 7 dni
U w a g a — w n aw ia sa ch p o dano p rzy k ła d o w o n ie k tó re in n e szacu n k i liczbowe.
* P rzy założeniu, że w a rstw a w ody b y ła b y ró w n o m ie rn ie rozłożona n a całej p o w ierzchni globu.
substancji. Jako umowną granicę między w oda
mi słodkimi a zm ineralizowanym i przyjęto 1 g rozpuszczonych substancji chemicznych w litrze, ale zwykle wym aga się, by ilość ta była nie wyższa niż 0,5 g. Tylko dla niektórych nie
licznych celów gospodarczych można używać wód o m ineralizacji przekraczającej 1 g/l.
W celach porównawczych w arto przypomnieć, że wody oceaniczne zaw ierają średnio 35 g/l rozpuszczonych substancji, a wody podziemne w głębszych partiach litosfery, poniżej strefy swobodnej wymiany, naw et do kilkuset gramów soli w litrze wody.
Dane liczbowe o wodach będących w obiegu
zestawiono w tabeli 2, a schemat krążenia ujęto rysunkowo (ryc. 1). Na powierzchni lądów opady dostarczają średnio 108 • 103 km 3 wody.
Z tej ilości większość przechodzi w parę wodną, częściowo poprzez transpirację roślinną, nato
m iast mniejsza część wody odpływa po
wierzchniowo lub pod powierzchnią ziemi. Te w łaśnie odpływające wody służą zaspokojeniu wszelkich potrzeb człowieka: pitnych, sanitar
nych, przemysłowych, a także uzupełniającem u naw adnianiu k u ltu r rolnych.
Tylko w bardzo ograniczonym rozmiarze można korzystać z bezpośredniego ujm owania wód opadowych. U żytkuje się pewne ilości wód
S- —
u j 5 ooq| f |
I I60 000||
5 k m
Ryc. 1. Ilości w ody u ję to w tys. k m 8 (10sk m 3), liczby odnoszące się do zm agazynow anych (re ten c jo n o w a
nych) u ję to w p ro sto k ąty : A — atm o sfera, B — żyw e organizm y, E — p aro w a n ie , G — lodow ce i w ieczne śniegi, I — in filtra c ja , L — jeziora, M — b ag n a, O — oceany i m orza, R — k o ry ta rzeczne i o d pły w pow ierzchniow y, S — gleba i stre fa ae ra c ji, U — lito sfe ra (wody w olne w stre fie sw obodnej w ym ian y o raz w ody do 5 k m w g łąb sk o ru p y
ziem skiej)
255
T a b e l a 2 W ody w obiegu (krążące) w tys. k m 3/ro k (103 k m 37rok) 1. Obieg między oceanami i morzami a atmosferą:
Opady (A) 380,0 (411,6) 1050 mm
Parowanie (E) 420,0 (449,0) 1160 mm
Dopływ wody z lądów (R) 40,0 110 mm
Obieg związany z powierzchn ią lądów:
Opady (A) 108,0 (120) 720 mm
Parowanie (E) 70,0 (80) 468 mm
Odpływ rzeczny (R) 38,0 (30— 40) 252 mm
— w tym odpływ
podziemny 13,0 87 mm
spływ z lodowców i śniegów 1,8 12 mm
słodkich zmagazynowanych, nie biorących udziału w krążeniu w obrębie litosfery, słodkich jezior oraz lodu i śniegu. Bierze się pod uwagę odsalanie na w ielką skalę wód morskich i pod
ziemnych. Jednakże eksploatacja w szerokim zakresie i przez dłuższy czas wód zmagazynowa
nych doprowadzić mogłaby do nieodwracalnych, niekorzystnych, a naw et katastrofalnych prze
mian środowiska. Odsalanie wód jest jeszcze ciągle procesem technologicznie trudnym , bardzo kosztownym i pochłaniającym duże ilości energii.
£ = 1 460 000* 103km3 O = 1 370 000 x I03km3
Ryc. 2. P o ró w n an ie ilości w ody ogólnej (21); w oce
an a ch i m o rza ch (O), u w ięzionej w lodow cach i w iecz
n ych śniegach (G), w y stę p u jąc ej pod ziem ią (U) z ilo
ścią wód o d p ły w ając y ch (R) w ciągu ro k u n a p o w ierz ch n i lądów
Na rysunku-sześcianie (ryc. 2) przedstawiono graficznie ilość wód odpływających na globie ziemskim w stosunku do wspomnianych trzech głównych rodzajów wód zmagazynowanych.
Odpływ w stosunku do ilości wód oceanicznych uwięzionych w lodach czy podziemnych jest nie
wielki. Możliwości w ykorzystania wód odpływa
jących są ponadto z różnych powodów ogra
niczone. Jako użyteczne mogą być dziś trak to wane tylko wody odpływające mniej więcej stale w ciągu roku; jest to odpływ przez pewien czas retencjow any w gruncie, czyli odpływ podziemny. W ykorzystanie wód wezbraniowych na szerszą skalę jest obecnie niemożliwe, a przy
puszczalnie nie będzie mogło być realizowane
w pełni również w przyszłości. Całkowita re
gulacja odpływu byłaby z różnych względów bardzo tru d n a lub wręcz niemożliwa.
Biorąc pod uwagę przepływ m niej więcej stały trzeba liczbę 38 • 103 km 3 zredukować, jak się szacuje, do około 13 • 103 km 3, a więc prawie trzykrotnie. W zależności od użytkowej po
jemności sztucznych zbiorników wodnych, istniejących na świecie, można ilość wód pozo
stających teoretycznie do dyspozycji po
większyć. Istniejące aktualnie sztuczne zbiorniki wodne mają pojemność około 3 • 103 km 3 (tab. 1).
Całkowite w ykorzystanie wód odpływających jest również niemożliwe z uwagi na konieczność pozostawiania w korytach rzek wody niezbędnej dla życia biologicznego, mówi się w związku z ty m o tak zwanym nienaruszalnym przepły
wie.
Opady i odpływ są rozłożone na kuli ziemskiej bardzo nierównomiernie. Na 149 m in km 2 lądów przypada aż 35 m in km2, czyli 23% obszarów suchych (ryc. 4). Potencjalne parowanie jest tu większe niż opady. Duże obszary kuli ziemskiej charakteryzują się bardzo niewielkim nad-
1970 1980 1990 2000
Ryc. 3. W zrost za p o trze b o w a n ia na w odę i w zrost ilości m ieszkańców globu do 2000 r.; 1— 4 zapotrzebo
w an ie n a w odę w tys. k m 3 (103 k m 3), 1 — ludności (go
sp o d a rk a k o m unalna) i przem ysłu, 2 — ludności, p rze
m ysłu i ro ln ic tw a, 3 — zap o trzeb o w an ie globalne, łącznie z w odą n ie zb ę d n ą d la rozcieńczenia ścieków , 4 — globalne zap o trzeb o w an ie W p rz y p a d k u sto so w a
nych w spółcześnie technologii, 5 — liczba m ieszkańców globu
256
T a b e l a 3 K ra je d y sp o n u ją ce n ajw ięk sz y m i o d pływ am i rocznym i
(około 1% od p ły w u globalnego lu b w ięcej) w tys. k m 3 (103 k m 3)
Powierzchnia 103 km3
Odpływ
Ludność
min. (data)
% w stos. do całości (3,0 miliardy) 103 km3 % w stos. do
całości (37.0)
ZSRR 22402 4,34 11,4 220 (1962) 7,32
USA 9363 2,85** 7,5 183 (1961) 6,10
Chiny 9597 2,60 6,8 716 (1961) 23,80
Indie 3267 1,75 4,6 442 (1961) 14,70
Brazylia 8514 3,20 8,4 >73 (1961) 2,43
Norwegia 324 0,37 1,0 4 (1960) 0,13
Francja 551 0,34 0,9 46 (1961) 1,53
Razem 54018 15,45 40,6* 1684 56,00*
36%*
* liczby zaokrąglone, ** bez A lask i 1,70.
Wielka nierównomierność rozkładu odpływu została uwidoczniona w tabeli 3. Siedem krajów zajm ujących 36% powierzchni lądów o ilości mieszkańców obejm ującej 56% całej ludności dysponuje odpływ em 15,45 • 103 km 3, co stanowi 42% całości. W śród krajów dysponujących n a j
większymi zasobami wodnym i w świecie są jednak bardzo ubogie w wodę, jak Chiny — 23,8% ludności św iata i 6,8% odpływu globalne
go, Indie — 14,7% ludności i 4,6% odpływu, jak i bardzo bogate: Brazylia, posiadająca odpowie
dnio — 2,43% i 8,5%, Norwegia — 0,13% i 1,0%
oraz takie, w których istnieje w tym zakresie mniej więcej równowaga.
Trzy główne dziedziny życia i gospodarki człowieka pow odują wielkie zapotrzebowanie na wodę: rolnictw o w celu uzupełniającego n a
w adniania, przem ysł dla celów technologicznych i chłodzenia, a tak zwana gospodarka kom unalna w celach spożywczych, sanitarnych, chłodzenio
wych, grzewczych itp.
3,5 m iliarda ludzi zamieszkujących naszą planetę zużywa obecnie dla wszystkich potrzeb około 4,0 • 103 km 3 wody. Z danych zaw artych na w ykresie (ryc. 3) widać jak wielkie jest już obecnie (łącznie z wodą niezbędną dla rozcień
czenia ścieków) zapotrzebowanie na wodę rol
nictwa.
Ryc. 4. S tre fy suche globu ziem skie
go. 1 — obszar k lim a tu w ilgotnego- hum idycznego, 2 — obszary k lim a tu
suchego-arydycznego
m iarem wilgotności w stosunku do parowania.
W sumie na 60% powierzchni lądów panuje stały niedostatek lub brak wody słodkiej.
Równocześnie z niektórych obszarów świata, przy ich niewielkim zaludnieniu i słabym w y korzystaniu gospodarczym, odpływ ają bardzo duże ilości wody. Na dorzecze Amazonki przy
pada, jak się ocenia, aż 10—20% sumy wód odpływających na świecie. Stąd Brazylia posiada jeden z najwyższych wskaźników zasobności w wodę. Norwegia jest bogata w wodę dzięki topnieniu lodów i m ałej ilości ludności (ryc. 5).
W ykres słupkowy (ryc. 5) w skazuje na bardzo silne zróżnicowanie różnych krajów pod wzglę
dem zasobności w wodę. Ilość wody w m 3 przy
padająca na mieszkańca i dzień (24h) może się wahać (biorąc pod uwagę podane przykłady) od 3,5—250, przy średniej dla św iata 33, a dla Europy 11.
Nierównomierność terytorialnego rozkładu wilgotności dobrze podkreślają liczby dla Związku Radzieckiego i Stanów Zjednoczonych.
Uwzględniając tylko część europejską ZSRR omawiany w skaźnik spada z 50 do 16, zaś dla USA obniża się z 39 do 20, jeśli nie uwzględnić Alaski. Również z tych przykładów w ynika, że duża ilość wód spływa na obszarach słabo za
ludnionych.
90°
257
Ryc. 5. W skaźnik zasobności w w odę różnych k ra jó w w y rażony w m 3/24 h i m ieszkańca.
W skaźnik obliczono w ychodząc z odpływ u, w zięto pod uw agę rów nież w ody dopływ ające spoza te ry to riu m danego k ra ju , czyli ta k zw ane w ody tran zy to w e. (Uwaga: na ry s u n
k u pow inno być: P olska, NRD, NRF)
P rzyjm uje się, że do 2000 r., to znaczy w ciągu około 30 lat, ilość mieszkańców naszego globu ulegnie podwojeniu. Zapotrzebowanie na wodę w zrasta jednak znacznie szybciej niż liczba ludności. W Polsce zapotrzebowanie ulegało po
dwojeniu, przeciętnie biorąc, po każdych ośmiu latach i wzrosło w latach 1950— 1972 sześcio
krotnie, w Szwecji w ciągu ostatnich 30 lat za
znaczył się czterokrotny wzrost zużycia wody, podobnie jak w Stanach Zjednoczonych.
Przew idyw ania prognostyczne mówią, że do 2000 r. nastąpi na świecie piętnastokrotny wzrost produkcji przemysłowej i osiemnasto- krotny wzrost produkow anej energii, kilkakrot
nie wzrośnie produkcja rolnicza i hodowlana.
Nastąpi dalsza urbanizacja, prowadząca do znacznie większego zużycia wody w gospodarce komunalnej. Obecnie w m iastach mieszka 35%
ogółu ludności, w 2000 r. liczba ta będzie się kształtować przypuszczalnie w granicach 55—
60%. Do 2000 r. zapotrzebowanie na wodę wzrośnie w stosunku do 1965—1970 r. w takich krajach ja k ZSRR i USA około trzykrotnie i podobnie np. w Polsce, Czechosłowacji i Buł
garii. W słabiej rozw iniętych krajach tempo to będzie szybsze. W stru k turze zużycia wody na świecie w przyszłości na pierwsze miejsce w y
suwa się rolnictwo, a następnie energetyka;
dalsze miejsce zajm uje przemysł, na końcu gospodarka kom unalna. Już obecnie (1970 r.) zużywa się rocznie 560 km 3 wody, a dla rolnic
tw a 1750 km 3; w przyszłości zakłada się jednak znacznie większy wzrost zapotrzebowania nie
rolniczego niż rolniczego.
Gdyby przyjąć istniejące tendencje wzrostowe i założyć, że nie nastąpi postęp w dziedzinie technologii użycia wody i jej oczyszczania, n a leżałoby sie liczyć ze zużyciem w 2000 r. około 64 • 103 km 3 (ryc. 3), a więc praw ie dwukrotnie większym niż całkowity odpływ 38 • 103 km 3, a przeszło czterokrotnie większym od odpływu stałego (15 • 103 km 3).
Zakładając bardzo znaczny postęp technolo
giczny należy się liczyć w 2000 r. z globalnym zużyciem wody 19 • 103 km 3. Pokrycie takiego zapotrzebowania byłoby jeszcze możliwe przy całkowitym w ykorzystaniu globalnego odpływu, co jest nierealne wobec znacznego zróżnicowania jego rozmieszczenia na kuli ziemskiej. Jeszcze
N O R W EG IA 2 5 0
Ryc. 6. S am ow ypływ a rte z y jsk i w ierc en ia studziennego do piasków 'oligoceńskich (głęb. 217 m) n a P ra d ze w W arszaw ie w 1896 r. O ryginalne zdjęcie w spółcze
sn e B. R ychłow skiego
przed 2000 r. niezbędne będzie przeto powszech
ne stosowanie wielokrotnego używania wody w obiegach zamkniętych. Dzięki tem u uzyska się oszczędności zużycia świeżej wody w prze
myśle (z energetyką) i w gospodarce komunal
nej. Nie nastąpi natom iast zmniejszenie za
potrzebowania wody rolnictwa.
W prost nieodzowne dla egzystencji ludzkości jest ograniczenie ilości ścieków. Już dziś 420 km3 odpływających ścieków wymagałoby ok.
4200—7300 km 3 czystej wody do rozcieńczenia umożliwiającego procesy samooczyszczenia wód.
Przyjm uje się bowiem jako niezbędne roz
cieńczenie 12—-15-krotne.
W 2000 r. przew iduje się wzrost ilości ścieków do 6000 km 3 w ciągu roku. Przyjm ując, że na
stąpiłaby naw et znaczna poprawa technologii
258
Ryc. 7. O budow ane źródło u jm u ją c e w ody z fliszu karpackiego. Fot. A. S. K leczkow ski
Ryc. 8. S tu d n ia z po m p ą w y d łu b a n a w k lo c u drzew a.
D ziedziniec za m k u w Ł agow ie L u b u sk im . Fot. A. S.
K leczkow ski
Ryc. 9. S ta ry m ły n w odny w okolicach B ukow na (pow. Olkusz). Fot. J. L eśn iak
oczyszczania, umożliwiająca tylko pięciokrotne rozcieńczenie, to i tak ilość wody niezbędna tylko do tego jednego celu byłaby ogromna i nie
osiągalna — 30 000 km 3 (30 • 103 km3). W ynika z tego jasno, że nieodzowny jest nie stopniowy, naw et znaczny, postęp w tej dziedzinie, ale ko
nieczne staje się zastosowanie całkowicie no
wych technologii rew olucjonizujących tę gałąź techniki.
Po przeanalizow aniu sytuacji wodnej naszego globu obecnie i w przyszłości odpowiedź na pytanie zaw arte w ty tu le arty k u łu musi brzmieć: ta k — ludzkości grozi brak wody.
Składają się na to następujące główne przy
czyny. W stosunku do rosnących gwałtownie potrzeb ilość słodkiej wody jest stała i niewielka.
Zaznacza się w ybitnie nierównom ierne rozłoże
nie przestrzenne zasobów wodnych. Ilość wody pozostająca do dyspozycji jest zmienna w czasie.
Szczególnie szybko rośnie zapotrzebowanie na wodę niezbędną do rozcieńczania ścieków i wodę dla uzupełniającego sztucznego naw adniania rolniczego. O b rak u czystych świeżych wód do
bitnie świadczą dwa przykłady wzięte z krajów wysoko rozwiniętych. W Anglii aż 90% ludności używa do celów pitnych wody złej jakości, około 50—60% ludności Stanów Zjednoczonych pije wodę w tórną, która była już w obiegu użytkowym . Chodzi w ty m w ypadku w głównej m ierze o wody rzek i jezior zanieczyszczone ściekami i w ym agające uzdatnienia.
Grożący św iatu kryzys wodny musi zostać zażegnany. Człowiek będzie musiał gospodaro
wać w odą oszczędnie i rozważnie przez w prow a
dzenie odpowiednich technologii w energetyce i przem yśle — w ielokrotne wykorzystyw anie wody w obiegach zamkniętych, przez rozumne gospodarowanie wodą dla potrzeb kom unalnych oraz zapobieżenie stratom w sieci rozprowadza
jącej, które w ynoszą obecnie nierzadko 30—40%.
Konieczne będzie daleko posunięte uregulo
w anie przepływ u przez budowę zbiorników
259
Ryc. 10. W ieczór n ad jeziiorem Hongczou (Chiny południow e). Fot. A. S. K leczkow ski
wodnych i magazynowanie - wody pod ziemią.
Przy wznoszeniu zbiorników retencyjnych trze
ba będzie przezwyciężyć wiele trudności. Nie
pożądane a czasem wręcz niemożliwe jest bo
wiem zajmowanie dużych obszarów użytkow a
nych rolniczo, intensyw ne parowanie z po
wierzchni powoduje znaczne bezproduktywne straty, zbiorniki zaburzają proces transportu m ateriału wleczonego przez rzeki i substancji zawieszonej.
Nieodzowny jest znaczny postęp w oczyszcza
niu ścieków łącznie z doprowadzeniem do budo
w y zakładów regeneracji wody. Ludzkość się
gnie przypuszczalnie także do wielkiego ocea
nicznego zapasu wody, opanowując — mimo przeszkód i trudności — procesy odsalania wód.
Oba wymienione na końcu kierunki działania w ym agają jednak dla pomyślnej realizacji ra
dykalnej popraw y w ogólnym stanie czystości środowiska. Pięknie ujm uje nieodzowność słod
kiej wody dla życia człowieka w dosłownym
sensie pisarz francuski Antoine de Saint Exupe- ry (Ziemia planeta ludzi, PIW, 1970, s. 192):
„Woda!
Wodo, nie m asz an i sm aku, an i koloru, an i zapachu, nie m ożna ciebie opisać, p ije się ciebie n ie zn a ją c cie
bie. N ie jesteś niezb ęd n a do życia: jesteś sam ym ży
ciem. O bdarzasz nas rozkoszą, k tó re j niep o d o b n a pojąć sam ym i zm ysłam i. W raz z to b ą w ra c a ją n a m w ładze, k tó ry ch się W yrzekliśm y. Z tw o je j ła sk i o tw ie ra ją się w n aszy m sercu w szystkie w yschłe już źródła. Je steś n ajw ięk szy m bogactw em , ja k ie istn ie je n a św iecie.
Jesteś n ajw ięk sz ą czułością, ty, ja k ż e czysta w trz e w iach ziemi! M ożna um rzeć n a d źródłem w ody m ag- nezjow ej. M ożna um rzeć o k ro k od słonego jeziora.
M ożna um rzeć m im o dw óch litró w rosy, jeśli ro z p u ściły się w niej sole. Czysta, n ie zgodzisz się n a żadną m ieszaninę, n iesk aziteln a, nie zniesiesz żadnego f a ł
szerstw a, jesteś zazdrosnym bóstw em ...
A le obdarzasz n as szczęściem nieskończenie p ro sty m ”.
H A LIN A JU R K O W SK A (K raków )
IN H IB IT O R Y N IT R Y F IK A C J I
N itry fik a c ja — u tle n ia n ie am o n iak u do k w asu azo
tow ego — je s t procesem biologicznym , do którego są zdolne n ie k tó re b a k te rie , zw a n e b a k te ria m i n itry fik a - c y jn y m i lu b n itry fik a to ra m i.
P roces te n p rze b ieg a w dw óch etapach. W p ie rw szym a m o n iak z o staje u tle n io n y do k w a su azotaw ego
dzięki b a k te rio m N itrosom onas:
?N H 3 + 3 0 2 = 2 H N 0 2 + 2H20 .
W dru g im eta p ie k w as azo taw y zo staje u tleniony dzięki b a k te rio m N itrosom onas:
2HNO, + 0 2 = 2 H N 0 3.
N iek tó re in n e m ik ro o rg an izm y m ogą rów nież u tle niać am o n ia k do k w asu azotow ego, je d n ak ż e ich d zia
łalności p rzy p isu je się znacznie m n ie jsz ą rolę.
W iele su b sta n c ji chem icznych zarów no w y tw a rz a nych p rzez rośliny, ja k i p ro d u k o w a n y ch przez czło
w iek a posiada zdolność słabszego lu b silniejszego h a m ow ania n itry fik a c ji.
N iek tó re z ty c h su b sta n c ji o b n iż ają ak ty w n o ść N i
trosom onas, h a m u ją w ięc n itry fik a c ję w I etapie, ta k że azot pozostaje w glebie w p ostaci am onow ej. Inne w y w ie ra ją u je m n y w p ły w n a N itrobacter, czyli h a -
260
m u ją n itry fik a c ję w I I etapie, co pro w ad zi do n a g ro m a d z a n ia w glebie azotynów .
H am u jąc o d zia ła ją n a proces n itry fik a c ji w ydzielin y korzeniow e n ie k tó ry ch roślin, a ta k ż e w yciągi z k o rzen i lu b części nadziem nych. T a k np. k o rze n ie H y - parrhenia filip en d u la w y d zie la ją ro zp u szczaln ą w w o
dzie su b stan cję o g ran ic za jąc ą u tle n ia n ie a m o n iak u do k w asu azotow ego. Stężone ek su d a ty ko rzen i lu c e rn y i k u k u ry d z y w p ły w a ją h am u jąc o n a N itro so m o n a s sp., nie w y w ie ra ją c takiego działan ia n a N itro b a cter spp.
W ydzieliny korzeniow e B outeloua gracilis, B ro m u s te - ctorum , Plantago p u rsu tu i i T a ra xa c u m o fficin a le w y w ie ra ją w pływ n a N itrobacter europaea, a B ro m u s ja - ponicus, G rindelia sąuarrosa i G u tie rrezia sarothrae n a N itro b a cter agilis. G łów nym in h ib ito re m p o chodze
nia roślinnego je s t k w as chlorogenow y i jego p o chodne.
W iele śro d k ó w stosow anych w o chronie ro ślin do zw alczania chorób i szkodników (zw łaszcza nicieni) p o siad a zdolność h am o w a n ia n itry fik a c ji. S łab sze lu b siln iejsze zaham ow anie u tle n ia n ia am o n ia k u do k w a su azotow ego n o tow ano p rzy sto so w a n iu m iędzy in n y m i ta k ich p re p a ra tó w ja k DD, Telone, D ow fum e W -85, EDB, V apam , CIPC, E p tam , TDE, H ep ta ch lo r, A ld ry n a, P a ra tio n , L indan, M alatio n i B aygon. P rz y czym in n e p re p a ra ty d z ia ła ją n a N itro b a cter agilis (CIPC, E p tam , TDE, H ep tach lo r, A ld ry n a, P a ra tio n ), a in n e n a N itro bacter europaea (Lindan, M alation, Baygon).
N iek tó re su b sta n c je h a m u ją c e n itr y f ik a c ję są siln ie fitotoksyczne i w stężeniach, w k tó ry c h d z ia ła ją na n itry fik a to ry , w y w ie ra ją ta k ż e u je m n y w p ły w n a inne m ikro o rg an izm y oraz n a ro ślin y w yższe. B a rd z ie j in te re su ją c e są te, k tó re odzn aczają się d ziała n ie m se le
kty w n y m , k tó re h a m u ją c n itry fik a c ję nie w y w ie ra ją W pływu n a in n e o rganizm y roślinne. S u b sta n c je ta k ie noszą nazw ę in h ib ito ró w n itry fik a c ji lu b s ta b iliz a to ró w azotu.
O becnie znam y ju ż dość dużo ta k ic h zw iązków , n a leżą tu m iędzy innym i: 2 -c h lo ro -6 -(tró jch lo ro m e ty lo )- p iry d y n a, o -ch lo ro an ilin a , m -ch lo ro a n ilin ą , o -n itro a n i- lina, m -n itro a n ilin a , 3 -n itro to lu id y n a , 2 -a m in o p iry d y - na, k w as m onojodooctow y, d w u cy ja n o d w u am id , tio m ocznik i alkohol allylow y.
In h ib ito ry n itry fik a c ji p rz e ja w ia ją sWe d ziała n ie ju ż w m ałych stężeniach, ta k ich , k tó re n a ogół nie w p ły w a ją u je m n ie n a in n e d ro b n o u stro je i n a ro ślin y w yższe. N iekiedy n a w e t u ż y te w n ie w ielk ich d aw k a ch sty m u lu ją w zro st roślin.
P o w p ro w a d ze n iu do gleby in h ib ito ry przez pew ien okres czasu o g ran ic za ją ak ty w n o ść n itry fik a to ró w , n a stę p n ie w p ły w te n zm niejsza się, gdyż p r e p a ra ty te u le g a ją rozkładow i, a b a k te rie n itry fik a c y jn e p o w tó r
nie o p a n o w u ją środow isko.
O kres za h am o w a n ia p rocesu n itry fik a c ji p rze z p o szczególne in h ib ito ry je st różny: je d n e d z ia ła ją d łu żej, in n e k rócej. O kres te n zależy od w ielu czynników , przed e w szy stk im od d aw k i in h ib ito ra , im d aw k a je s t w yższa, ty m d ziała n ie tr w a dłużej. P o za ty m n a sz y b kość ro z k ła d u in h ib ito ra w y w ie ra ją w p ły w ta k ie cz y n n ik i ja k te m p e ra tu ra , w ilgotność, sk ła d m ech an iczn y gleby, odczyn, zaw arto ść m a te rii o rg an ic zn e j i inne.
D ziałan ie in h ib ito ró w zależy od sposobu ich stoso
w an ia . T a k np. p r e p a ra ty n iero zp u szczaln e w w odzie le p iej d z ia ła ją p rz y w p ro w a d ze n iu ich do gleby, łą c z nie z naw ozem azotow ym , aniżeli p rz y sto so w a n iu p o w ierzchniow ym . W ty m d ru g im p rz y p a d k u n a s k u te k słabego p rze m ieszc zan ia się w g lebie zasięg ich d z ia
ła n ia je s t bow iem niew ielk i. P o n ad to z p re p a ra tó w , k tó re m ogą u la tn ia ć się, p rzy p ow ierzchniow ym stoso
w a n iu m ogą n astęp o w a ć p ew n e straty .
P ie rw sz ą b o d ajże su b sta n c ją , u k tó re j w y k ry to zdol
ność selektyw nego d ziała n ia n a b a k te rie n itry fik a c y j
n e b y ł d w u cy ja n o d w u am id . W pływ em d w u cy ja n o d w u - am id u n a ro ślin y zaczęto się in te reso w ać w zw iązku z sto so w an iem a z o tn ia k u ja k o naw ozu azotow ego. N a w óz te n za w ie ra pew ne ilości d w u cy ja n o d w u am id u tw orzącego się zarów no podczas jego p ro d u k cji, ja k i w p ew n y ch w a ru n k a c h podczas przechow yw ania.
D w u cy ja n o d w u a m id p o w sta je n a sk u te k p o lim ery zacji cy jan o a m id u , za w iera 66,6% azotu, m a b a rw ę b ia łą, je st su b sta n c ją rozpuszczalną w w odzie.
Jeszcze w la ta c h trzy d z iesty ch n ie k tó rzy badacze, m iędzy in n y m i badacz p o lsk i ( K w i e c i ń s k i 1926, 1927), stw ierd zili, że d w u cy ja n o d w u am id w p ły w a h a m u ją c o n a proces n itry fik a c ji. O becnie, gdy za g ad n ie
n ie o g ran ic za n ia n itry fik a c ji w zbudziło w iększe z a in te re so w an ie , p re p a ra to w i te m u pośw ięca się znów w ię cej uw agi.
D w u cy ja n o d w u a m id sw ój w p ły w n a n itry fik a to ry p rz e ja w ia ju ż w stężeniu około 5 m g n a 1 kg gleby.
W n isk ich d aw k a ch nie w y w ie ra ujem nego w pływ u n a ro ślin y w yższe, a n a w e t n ie k ied y p obudza ich w zrost.
W iększość a u to ró w podaje, że toksyczny dla ro ślin w yższych w p ły w W yw iera dopiero w d aw k a ch pow yżej 50 m g n a 1 kg gleby, n ie k tó rzy noto w ali je d n a k u je m n y w p ły w ta k ż e nieco niższych daw ek. W rażliw ość p o szczególnych g a tu n k ó w ro ślin n a działan ie tego p r e p a r a tu n ie je s t jed n ak o w a.
P ro w ad z ąc ob szern e b a d a n ia n ad d ziałaniem d w u cy ja n o d w u a m id u T o m c z y k - Ż u r a W s k a (1969) w w a ru n k a c h sw ych dośw iadczeń u zn a ła za o p ty m a ln e d a w k i 20—50 m g n a 1 kg gleby. W tych w a ru n k a c h p r e p a r a t h am o w a ł n itry fik a c ję przez ok res 2 m iesięcy, a n ie w p ły w a ł u je m n ie n a w zro st ro ślin wyższych.
T oksyczne d zia ła n ie n a ro ślin y w yższe o bserw ow ała p rzy zasto so w an iu daw ek 100 m g n a 1 k g gleby i w yż
szych.
D w u cy ja n o d w u a m id uleg a ro zkładow i w ciągu 2— 3 m iesięcy, a n ie k ied y po jeszcze dłuższym okresie czasu. Szybkość ro z k ła d u zależy od d aw ki p re p a ra tu i w a ru n k ó w glebow ych, ja k te m p e ra tu ra , sk ła d m e ch a
niczny, z a w arto ść m a te rii o rganicznej, inten sy w n o ść pro ce su n itry fik a c ji.
Do n a jle p ie j po zn an y ch i n a jsiln ie j d ziałający ch in h ib ito ró w n itry fik a c ji należy 2 -ch lo ro -6 -(tró jch lo ro - m e ty lo )p iry d y n a z n a n a pod n az w ą N -S erve. J e s t to specyficzny in h ib ito r, d ziała ją cy p rzede w szystkim n a u tle n ia n ie am o n iak u do k w asu azotaw ego.
J e s t to su b s ta n c ja b a rw y b ia łe j, b ard z o słabo ro z p u sz cz aln a w w odzie, n a to m ia st dobrze ro zpuszczalna w ro zp u sz cz aln ik ach organicznych, ja k np. aceton, to lu e n i ch lo rek m e ty lu .
W yniki p ierw szy ch b a d a ń n a d N -S erv e opu b lik o w ał w 1962 r. G o r i n g.
P re p a r a t te n w stężeniach, w k tó ry ch h a m u je a k ty w n o ść n itry fik a to ró w , n a w e t często znacznie w yż
szych, nie w y w ie ra w p ły w u u jem n eg o n a in n e m ik ro o rg an iz m y glebow e (tab. 1).
W pływ N -S e rv e b ad a n o n a ró żn e g a tu n k i b a k te rii (T h io b a cillu s, F errobacillus, B acillus su b tilis, S erratia kilen sis, A lca lig en es d en itrijica n s, A erobacter aeroge- nes, A ch ro m o b a c ter, S taphylococcus aureus), n a glony (P andorina m o ru m , C hlam ydom onas, Chlorella, V ol- v o x globator) i n a g rzyby (A sp erg illu s fla v u s) nie no-
261
T a b e l a 1 T a b e l a 3
W pływ N -S e rv e n a m ikro o rg an izm y glebow e (H óflich 1968)
W pływ odczynu i zaw artości m a te rii o rganicznej n a efektyw ność N -S erv e (G oring 1962)
1
Mikroorganizmy w 1 g
Kontrola N-Serve
gleby
Nitryfikatory 2209,00 710,25
Bakterie (min) 43,00 176,39
Grzyby (tys.) 31,50 31,07
Maksymalne stężenie N-Serve nie powodujące
zahamowania wzrostu roślin (mg/kg gleby)
Gatunek rośliny
12,5 kapusta, lucerna, pomidor,
owies, marchew, cebula, sałata
25 bawełna, ogórek, fasola,
pszenica
50 kukurydza, groch, dynia,
burak cukrowy, szpinak, rzodkiew
W glebie N -S e rv e u leg a ro zk ład o w i d ając w w y n ik u hyd ro lizy k w as 6-chloropikolinow y ( R a d e m a n n i in n i 1964), k tó ry z n a jd o w an o jeszcze po upły w ie 12 m iesięcy po zasto so w an iu p re p a ra tu .
N a jsiln ie jsz y w p ły w n a okres trw a n ia d ziała n ia h a m u jącego in h ib ito ra w y w ie ra w ysokość użytej daw ki.
1 ta k np. G oring (1962) sto su ją c N -S erv e w stężeniu 0,2 p p m u zy sk iw ał za h am o w a n ie n itry fik a c ji przez 1 m iesiąc, a w stę że n iu 1 p p m przez 3 m iesiące.
Szybkość ro z k ła d u zależy rów n ież od odczynu gleby i za w arto śc i w n ie j m a te rii organicznej (tab. 3).
N a szybkość ro z k ła d u w y w iera w p ły w ró w n ież te m p e ra tu ra , p rzy w yższych te m p e ra tu ra c h szybkość ro z
k ła d u w z ra sta (tab. 4).
P on iew aż N -S e rv e je s t słabo rozpuszczalny w w o
dzie, p rzy u m ieszczeniu p o w ierzchniow ym działa go
rzej aniżeli w ów czas, gdy zostanie w p row adzony do gleby. P o n ad to p o n ie w a ż je s t to su b sta n c ja słabo lotna, p rzy zastosow aniu n a p o w ierzch n ię gleby m ogą n a s tę pow ać pew n e je j stra ty . T a k np. stw ierdzono (G a s s e r 1965), że p rz y p o w ierzchniow ym zastosow aniu p r e p a r a tu d ziałał on lep iej w w yższym stężen iu (2% w p rz e liczeniu n a azo t w naw ozie azotow ym ), n a to m ia st przy w p ro w ad zen iu do g leby n ie było różnicy m iędzy d zia
ła n iem d a w k i w yższej i niższej (2% lu b 1%).
tu ją c sp a d k u liczebności ty c h organizm ów po zasto so w an iu p r e p a ra tu .
N iskie je d n a k skuteczne, jeśli chodzi o zaham ow anie n itry fik a c ji, d aw k i N -S e rv e nie w p ły w a ją także u je m nie n a w zro st ro ślin w yższych. W rażliw ość poszczegól
nych g atu n k ó w ro ślin n a d ziałanie p re p a ra tu je st je d n a k n ie je d n a k o w a (tab. 2).
T a b e l a 2 W rażliw ość różnych g a tu n k ó w ro ślin n a d ziałanie
N -S e rv e (G oring 1962)
Minimalne efektywne stężenie N-Serve (mg na 1 kg
gleby)
pH gleby
Zawartość materii organicznej w glebie
%
20 7,2 5,1
5 6,7 6,7
2 6,7 4,3
0,5 6,5 2,3
0,2 5,9 2,5
0,05 5,8 2,7
T a b e l a 4 W pływ te m p e ra tu ry n a okres zah am o w an ia n itr y f i
k a c ji p rzez N -S erv e (Goring 1962)
Stężenie N-Serve (mg na
1 kg gleby)
Ilość N-N H , (mg na kg gleby) odnaleziona po upływie 8, 16 i 24 tygodni
50° F
16 24
90° F
16 24
10 192 194 190 180 150 0
5 194 192 192 182 96 0
2 194 192 194 172 12 0
1 196 192 198 82 40 0
0 46 0 0 0 0 0
Z astosow anie in h ib ito ró w n itry fik a c ji w p ra k ty c e rolniczej może m ieć duże znaczenie.
N itry fik a c ja m oże p row adzić do zm n iejszen ia z a p a sów azo tu W glebie poprzez s tra ty azotu w drodze w y m y w an ia lub d e n itry fik a c ji. Jo n azotanow y nie je st bow iem sorb o w an y przez glebę w odróżnieniu od jo n u am onow ego i pod w pływ em opadów m oże ulegać p rz e m ieszczeniu do głębszych w a rs tw gleby poza zasięg sy ste m u korzeniow ego roślin. P o n ad to n itry fik a c ja d o sta rc z a s u b s tra tu d la b a k te r ii d e n itry fik a cy jn y ch i w pew nych w a ru n k a c h m oże pośrednio p row adzić do s tr a t azotu w p o sta ci drobinow ej. M ogą te ż zachodzić w tó rn e re a k c je chem iczne, np. re a k c ja k w asu az o ta wego z am oniakiem , z a m id am i lu b z am inam i, co p o w o d u je s tra ty azotu w p o sta ci drobinow ej lu b ro z k ła d k w asu azotaw ego z w ydzieleniem tle n k u azotu.
S tra ty azotu n a sk u te k w y m y w a n ia az o ta n ó w z gleby m ogą być b ardzo w ysokie, np. n a glebach le k k ich m ogą w ynosić 40%, a n a w e t w ięcej w sto su n k u do w n iesio
nego do gleby w naw ozach azotu. W te n sposób w spół- -czynnik w y k o rz y sta n ia azotu z naw ozów m oże znacz
nie obniżyć się, a ro ślin y dysp o n u jąc m n ie jsz ą ilością tego sk ła d n ik a pokarm ow ego d a ją niższe plony.
W ym yw anie az o ta n ó w z gleby m a jeszcze inny, poza odżyw ianiem się roślin, aspekt. P o w o d u je ono zanieczyszczanie w ód o tw a rty c h i podziem nych, p ro w adząc do niepożądanego zjaw isk a , ja k im je s t e u tro fizacja wód. W ystąpić w ów czas może skażenie w ody przez azo tan y i azotyny, szkodliw e dla zdrow ia ludzi i zw ie rząt oraz w tó rn e zanieczyszczenie w ód w postaci szybkiego rozw oju glonów i inn y ch roślin. W sk u tek sto so w an ia coraz to w yższych d aw ek naw ozów azo-
262
tow ych w ro ln ic tw ie zagad n ien ie to n a b ie ra w iększego znaczenia.
S tosow anie in h ib ito ró w n itry fik a c ji h a m u ją c u tle n ia n ie am o n iak u do k w asu azotow ego pow oduje u tr z y m y w an ie się przez pew ien czas w g lebie azotu w f o r m ie am onow ej. Istotnie, w w ielu dośw iadczeniach, w k tó ry ch oznaczano zaw arto ść ob u ty c h ro d za jó w jonów w glebie naw ożonej solam i am onow ym i (lub m ocznikiem ), stw ierdzano, że d o d atek in h ib ito ra w y raź n ie zm ien iał sto su n ek jo n ó w am onow ych do a z o ta now ych na korzyść tych pierw szych.
P oprzez zastosow anie in h ib ito ró w n itry fik a c ji m ożna w ięc obniżyć s tr a ty azotu z gleby n a dro d ze w y m y w a nia pod w pływ em opadów atm o sfery czn y ch , co je d n o cześnie zapobiega zanieczyszczeniu w ód azo tan am i.
P o tw ie rd z a ją to w y n ik i dośw iadczeń w eg e tac y jn y c h p rzeprow adzonych w w a ru n k a c h polow ych, w k tó ry ch u zyskiw ano lepsze w y k o rz y sta n ie azo tu z naw ozów i w yższe plony dzięki zasto so w an iu in h ib ito ra . W sk a
zu ją n a to ró w n ież w y n ik i dośw iadczeń ze sztu czn y m deszczow aniem , w k tó ry ch oznaczano z a w arto ść azo
ta n ó w w w odzie w y cie k a ją c e j z gleby (tab. 5).
T a b e l a 5 W pływ deszczow ania n a s tr a ty azo tu z gleby w z a leżności od d w u cy ja n o d w u am id u (O strom ęcka 1966)
Seria
N —N 0 3 (mg/wa
zon) w odcieku po 3 deszczowaniach
CO(NH2)2, wazony obsiane, bez dwucy
janodwuamidu 529
CO(NH2)2, bez roślin, bez dwucyjano
dwuamidu 627
CO(NH2)2, wazony obsiane, z dwucyja-
nodwuaniidem 256
CO(NH2)2, bez roślin, z dwucyjano-
dwuamidem 370
O sta tn io zaczęto ró w n ież zw racać u w ag ę na w p ły w in h ib ito ró w n itry fik a c ji n a sk ła d chem iczny ro ślin , n a ich w a rto ść p o k a rm o w ą i paszow ą. D zia ła n ie in h ib i
to ró w m oże w tym p rz y p a d k u polegać zarów no n a b e z p o śred n im w p ły w ie danego in h ib ito ra n a p o b ie ra n ie przez ro ślin y sk ła d n ik ó w p o k arm o w y c h , ja k i n a w p ły w ie p o śre d n im p oprzez form ę, w ja k ie j ro ślin y p o b ie r a ją azot. J e s t b ow iem rzeczą w iadom ą, że ro ślin y p o b ie ra ją c e azot am onow y ró ż n ią się sk ła d e m chem icz
n y m od ro ślin k o rz y sta ją c y c h z az o tu sa letrz an e g o . B a d an ia z tego z a k re su są jeszcze b a rd z o nieliczne,
o 5 15
30
Ryc. 1. W p ły w N -S e rv e n a za w a rto ść fo sfo ru w p sz e nicy: y — % P, x — stę że n ie N -S e rv e W ppm (N iel
se n i in., 1967)
poza stw ie rd z en iem , że sto so w an ie in h ib ito ró w n itr y fik a c ji n ajcz ęśc iej zw iększa w ro ślin a ch z a w arto ść azotu, co w y n ik a je d n a k z lepszego z a o p atrz en ia ro ś lin w te n sk ła d n ik p okarm ow y, n a sk u te k o g raniczenia s tr a t azotu z gleby.
S to so w an ie in h ib ito ró w n a ogół zw iększa w ro ś li
n a c h z a w arto ść fosforu. W d ośw iadczeniach N i e l s e n a i in. (1967) N -S erv e podn ió sł zaw arto ść fosforu w pszenicy (ryc. 1), a w dośw iadczeniu J a n e r t a i i n . (1968) ró żn e in h ib ito ry (o -n itro a n ilin a , m -n itro a n ilin a , o -ch lo ro an ilin a , m -ch lo ro a n ilin a , 2 -am in o p iry d y n a i N -S erv e) p o dniosły z a w arto ść fo sfo ru w k u k u ry d zy .
W d ośw iadczeniach w azonow ych n ad sk ła d em ch e
m ic zn y m zielonki ży ta stw ierdzono, że zastosow anie p r e p a r a tu N -S e rv e pow odow ało zw iększenie w ro śli
n a c h za w arto śc i fo sforu i potasu , a obniżenie z a w a r
tości w ap n ia.
In h ib ito ry n itry fik a c ji sta ra n o się w y k o rzy stać do o b n iż en ia w ro ślin a ch za w arto śc i azotanów , k tó re w w ięk szy ch ilościach są szkodliw e d la zdrow ia ludzi i zw ierząt. R ośliny a k u m u lu ją azotany w ów czas, gdy p o b ie ra ją azo t w fo rm ie azo tan o w ej; p rzy p o b ie ra n iu a z o tu am onow ego do n a g ro m a d z a n ia azotanów n ie d o chodzi. Je d n a k ż e w n a tu ra ln y c h w a ru n k a c h przez do
b ó r odpow iedniego naw ozu azotow ego n a ogół nie u d a je się o g raniczyć a k u m u la c ji azo tan ó w w roślin ach . Bez w zg lęd u b ow iem n a u ży ty naw óz azotow y n a s k u te k p rocesu n itry fik a c ji ro ślin y d y sp o n u ją azotem sa- le trz a n y m . N ato m ia st p rzy zastosow aniu naw ozów ty p u am onow ego lu b m ocznika z do d atk iem in h ib ito ra za p ew n ia się, p rz y n a jm n ie j przez pew ien okres czasu, p rze w a g ę p o b ie ra n ia przez ro ślin y azotu w fo rm ie am onow ej.
Ryc. 2. W pływ d w u cy ja n o d w u am id u n a za w arto ść k w a su szczaw iow ego w szp in ak u : y — % k w asu szcza
w iow ego w s. m a sie roślin, x — d aw k i d w u cy ja n o d w u a m id u w m g n a w azon (Ju rk o w sk a 1971)
D zięki zasto so w a n iu N -S e rv e u d ało się obniżyć z a w a rto ść az o ta n ó w w sz p in ak u ( B e n g t s s o n 1968) o ra z w tra w a c h ( N o w a k o w s k i i G a s s e r 1967, N o w a k o w s k i 1968), a dzięki u życiu d w u c y ja n o d w u a m id u w sz p in a k u i w szczaw iu ( J u r k o w s k a 1971, 1972).
P rz y zasto so w an iu in h ib ito ró w n itry fik a c ji m ożna ta k ż e obniżyć w ro ślin a c h z a w arto ść innego szk o d liw e
go d la lu d zi i z w ie rz ą t zw iązku, a m ian o w icie kw asu szczaw iow ego. P ro d u k c ja bow iem tego k w asu je st w ięk sza w ów czas, gdy ro ślin y o d ży w iają się azotem azotanow ym , a m n iejsza, gdy p o b ie ra ją azot am onow y.
W te n sposób obniżono z a w arto ść k w a su szczaw iow ego w sz p in ak u (ryc. 2) i w szczaw iu ( J u r k o w s k a 1971, 1972).
I. K OZIA BRÓDKA, C lavaria fla v a Fot. J. F ło tk o w iak
263
D ziałanie in h ib ito ró w n itry fik a c ji w ym aga jeszcze dalszych w ielo k ieru n k o w y ch b ad ań . N ależałoby bliżej określić w a ru n k i, w ja k ic h zaham ow anie n itry fik a c ji je s t n a jsiln ie jsz e i tr w a n a jd łu ż e j oraz poznać d o k ła d nie w rażliw ość ró żn y c h g atu n k ó w ro ślin upraw n y ch . N ależałoby ró w n ież b a d a ć w zro st efektyw ności n aw o żenia azotow ego d zięki stosow aniu in h ib ito ró w o g ra
n iczający ch s tr a ty az o tu oraz opłacalność tego zabiegu.
Ze w zględu n a ochronę śro d o w isk a in te re su ją c e byłyby
p race n a d stopniem zm n iejszen ia zanieczyszczenia w ód p rzy pom ocy in h ib ito ró w obniżający ch w y m y w an ie azotanów z gleby. P o trz e b n e są ta k że d alsze p ra c e n ad w pływ em in h ib ito ró w n a sk ład chem iczny roślin, p rzy czym trze b a by u w zględnić m ożliw ość p o b ie ra n ia przez ro ślin y in h ib ito ró w lu b p ro d u k tó w ich ro z k ła d u i n a te j pod staw ie ocenić w arto ść p o k arm o w ą i paszow ą roślin naw ożonych n aw o zam i azotow ym i z do d atk iem in h ib ito ra.
K R ZY SZTO F B IR K EN M A JER (Kraków )
W Y B U C H W U L K A N U H E L G A F E L L N A IS L A N D II
W d n iu 23 sty czn ia 1973 r. p ra sa całego św ia ta do
n iosła o w y b u ch u nieczynnego od k ilk u tysięcy la t w u lk a n u H elg a fell n a Islan d ii, k tó ry n a s tą p ił o go
dzinie d ru g iej n a d ra n e m . Z agrożenie życia sześciu ty sięcy m ieszkańców trzeciego co do w ielkości m ia sta
Isla n d ii V e stm an n a ey ja r, położonego n a w yspie H ei- m aey w arc h ip ela g u V estm an n a, zn a jd u ją c y m się u po łudniow ych w ybrzeży Islan d ii, najw iększego c e n tru m ry b o łó w stw a islandzkiego, spow odow ało pospieszną e w a k u ac ję lud n o ści n a sk a lę nie n o to w an ą w te j czę
ści św iata.
Po w y b u ch u p o w sta ł k r a te r o śred n icy 3 km , a n a w yspę ru n ę ła la w in a k a m ie n i i rozpalonej la w y b a zaltow ej o te m p e ra tu rz e 1300— 1400°C. N a szczęście dla m ieszkańców V estm an n a ey ja r, w ybuch poprzedziło le k k ie trz ę sie n ie ziem i, k tó re uprzedziło ludność o n ad c ią g ają ce j k a ta stro fie . O blicza się, że w p ie rw szym d n iu e ru p c ji w u lk a n H elgafell w y rzu cił około 2 m l m 3 popiołu.
J u ż n a d ru g i dzień po w y b u ch u w zagrożonym za
g ła d ą m ieście pozostały ty lk o ekipy ratow nicze, p o rzą d kow e i badaw cze. U suw ano z w yspy m ie n ie m ie sz k ań ców, zapasy ry b i u rz ą d z e n ia p rzetw órcze, sam ochody, cenniejsze p rze d m io ty i u rząd zen ia. O sk a li pro b lem u d la rz ą d u Isla n d ii m oże św iadczyć fa k t, że ludność R e y k ja v ik u (80 tys. m ieszkańców ) pow iększyła się w ciągu jednego d n ia o 5 ty sięcy osób.
Depesze p raso w e z k o le jn y ch d n i po w ybuchu p o daw ały, że w w y n ik u e ru p c ji w u lk a n u H elgafell w y sp a zo stała p rzep o ło w io n a szczeliną w u lk an iczn ą, n a opuszczone m ia sto V e stm a n n a e y ja r s p a d a ją ch m u ry popiołu i rozpalone bom by w u lk an icz n e pow odujące pożary dom ów , zaś g o rąc a la w a b az alto w a sp ły w a s tr u m ieniem o szerokości 800 m w k ie ru n k u p o rtu .
K o re sp o n d en t P A P w R e y k ja v ik u B ogdan K ołodziej
ski w depeszy z 27 sty c zn ia 1973 r., z a ty tu ło w a n ej
„P om pea dw udziestego w ie k u ”, donosi co n astęp u je.
„W ybuch w u lk a n u H elg a fell zam ien ił islan d zk ą w yspę H eim aey w piekło. W c z w artek po połu d n iu (25 sty c zn ia — przy p . aut.) re p o rte r ra d ia R e y k ja v ik u inform ow ał: W g o reją ce j szczelinie, p rze cin a jąc ej w y spę, p o w sta ły dw a n o w e k ra te ry . L a w a spływ a ju ż do m iasta. B u d y n k i n a jej drodze spłonęły doszczętnie w ciągu p a r u m in u t. N ik t n ie u siłu je n a w e t gasić po
żaru , d ru ży n y rato w n ic ze w ynoszą z opuszczonych do
m ów ty lk o n ajce n n iejsze przedm ioty. N a osiedle sp a d a bez p rze rw y g ra d kam ien i, bro d zim y po k o stk i w w u l
k anicznym popiele. H u k w ybuchów m iesza się z sy kiem w rzącej w ody. W b asen a ch (portow ych — przyp.
aut.) i u w ybrzeży — ław ice m a rtw y c h ry b . J e s t ciem
no, a zapalone la ta rn ie uliczne p o tę g u ją n iesam ow ite w rażenie. Z gasną w ted y , gdy la w a p rze p ali podziem ne kable, ja k p rz e rw a ła ju ż ru ro c ią g d o p ro w ad zający n a w yspę słodką w odę. Z p o w ietrz a w ygląda to w szystko ja k dym iący, postaw io n y n a o tw a rty m ogniu g arn ie c z .w rzącą w odą. Czy w yspa, p o rt, m iasteczko p rze ży ją k a ta stro fę ? Ozy kiedy k o lw iek p ow rócą tu ta j ludzie?
... R eporter, o g lą d ają cy ak c ję ra tu n k o w ą z p o k ła d u sam olotu pisze, że po p a r u godzinach m iędzy sp o w itą dym em w yspą a lą d em p o w sta ł m ost złożony z se tek k u tró w , łodzi i sta tk ó w .
N azw ano tę o p era cję „łańcuchem dobrej w oli”. Z a łogi n ie zw ażały n a p a d a ją c y z n ie b a popiół i ro z p a lone kam ienie. K u rs n a w yspę p rzy ję ły n a ty c h m ia st także b ry ty jsk ie i zachodnio-niem ieckie tra w le ry , toczące n o rm aln ie z a ciętą w ojnę z islan d zk im i k u tra m i p atrolow ym i, p iln u ją c y m i rozszerzonej stre fy połow ów . H elik o p tery z a m e ry k a ń sk ie j bazy w o jskow ej K ef- la v ik z a b rały n a p o k ła d kilk u d ziesięciu p ac je n tó w m iejscow ego sz p ita la
M ieszkańcy opuszczali w yspę w pośpiechu, często po p ro s tu w narzu co n y ch n a n o cn ą b ieliznę p altach . Nie było je d n a k p an ik i. E w ak u o w an o p o n ad 5 tysięcy ludzi.
K o lejn e m e ld u n k i u zu p e łn ia ły n a bieżąco obraz sy tu a c ji. W sk o ru p ie w yspy p o w sta ła szeroka szczelina 0 długości 2,5 k ilo m e tra w y p ełn io n a w rzącą law ą 1 ciągnąca się d alej dnem oceanu. Z k ra te ru głów nego strz e la ją w górę n a se tk i m e tró w płonące głazy i po piół w u lkaniczny. L a w a z dw óch now ych k ra te ró w pełznie n a m iasteczko. P łoną domy. W oda w okół w y spy n a b ie r a coraz w yższej te m p e ra tu ry . D ym y i opady w u lkaniczne za g raża ją ju ż sta tk o m , a ta k ż e stałem u ląd o w i — w p ro m ie n iu 20 km ...”.
W d n iu 29 sty czn ia d ziałalność w u lk an icz n a n a w y
spie H eim aey osłabła, ale ju ż w nocy z 29/30 stycznia w u lk a n H elg afell w znow ił aktyw ność, w y rzu cając law ę i popioły. W o sta tn ic h d n ia ch stycznia ulice m ia sta V e stm a n n a e y ja r b y ły ju ż p o k ry te m e tro w ą w a rstw ą popiołu, k tó ra g ru b ia ła z k aż d ą godziną, zaś w y rz u cona z w u lk a n u la w a sp ły w a jąc a do m o rza p ow ięk
szyła obszar w yspy o około 2 k m 2. C h m u ra p y łu w u l
kanicznego za w ie ra ją c a duże ilości tru ją c y c h gazów siarkow ych była zw iew an a z H eim aey k u północy, stw a rz a ją c bezp o śred n ie zagrożenie życia i zdrow ia m ieszkańców n ajg ęśc iej za lu d n io n e j południow ej czę
ści Islandii.
W pierw szych d n ia ch lutego działalność w u lk an u H elgafell ponow nie o słabła n a k ilk a dni, ale ju ż 2*