Kemija in biologija tal

Cilji in kompetence

V primerjavi z drugimi komponentami okolja – zrakom in vodo so tla neprimerno bolj zapleten sistem. To pa zaradi ogromne raznolikosti v sestavi tal in zaradi interakcij med posameznimi sestavinami tal. Tla so lahko izvor, odlagališče ali interakcijski medij za prenekatera hranila, kot tudi za kontaminante, ki vplivajo na ljudi, rastline in druge organizme.
Zatorej je za vrednotenje in sprejemanje kriterijev v managementu tal nujno razumevanje lastnosti in procesov v tleh.

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti

Predznanje biologije, fizike, kemije in biokemije.

Vsebina

Okolje tal
Okolje tal je sestavljeno iz treh različnih fizikalnih faz, ki med seboj reagirajo. Predstavljene bodo glavne lastnosti teh faz in biokemija tal.

Trdna faza

Sestava trdne faze
Minerali, organske sestavine in mikroorganizmi so bistveni deli pedosfere in njenega okolja. V podrobnosti bodo razložene naslednje teme:
anorganske sestavine: silikati, kovinski oksidi in hidroksidi, organske snovi v tleh: organske snovi in kemična sestava organskih snovi v tleh.

Fizikalne lastnosti trdne faze
Velikost delcev, njihova porazdelitev in strukturna organiziranost.
Površina delcev v povezavi s kemičnimi lastnostmi
Kationska izmenjalna kapaciteta in anionska adsorbcija;
kemijska reaktivnost tal;
posebna tla: zakisana in z Al bogata tla, bazična, z Na bogata in slana tla.

Voda in zrak v zemlji
Povezava med tekočinami in trdnimi strukturami in poroznost.
Gibanje in zadrževanje vode.
Izmenjava plinov med atmosfero in tlemi.

Biokemija tal

  • tla kot biološki sistem
    Organizmi v tleh so odgovorni za nekatere pomembne biokemične reakcije, ki prispevajo k rodovitnosti zemlje in opravljajo okolju koristno vlogo.
    Razložene bodo naslednje teme:
    a) organizmi v tleh
    b) na površini živeči organizmi
    c) encimi v tleh
    d) biokemični koncept mikrobne populacije

  • glavni biogeokemični cikli
    Na dostopnost hranil vplivajo fizikalne, kemične in biokemične lastnosti zemlje. Za optimizacijo oskrbe tal, zmanjšanje izgube hranil in ohranjanje ekosistemskega ravnotežja je pomembno poznati biogeokemične cikle hranil. Najprej bo obravnavan ogljikov cikel, ker vpliva na vse ostale cikle. Potem bodo obravnavani še drugi cikli:
    ogljikov: humifikacija in mineralizacija organske snovi v tleh; agronomska funkcija organske snovi: dušik, forsfor in žveplo

Gnojila in rodovitnost
• vrednotenje rodovitnosti tal
• tradicionalno in sodobno gnojenje
• biomasa in izboljšanje tal
• sheme gnojenja
• kakovost vode za namakanje

Tla in okolje
• vloga tal v ravnotežju okolja
• uporaba in recikliranje biomase
• tla in onesnaženje (anorganski polutanti, organski polutanti)

VAJE
Laboratorijske vaje bodo potekale vzporedno s predavanji.

Predvideni študijski rezultati

Poznavanje osnovnih lastnosti komponent tal (silikatov, karbonatov, kovinskih oksidov, sulfidov, organske snovi) poznavanje osnovnih kemičnih, biokemičnih in bioloških procesov tal (kationov in anionov zadrževanje, pH, mikrobne biomase, encimi, aktivnost, ...), znanje kemije in biokemije rastlinskega makro in mikrohranil
razvrstitev tal. Poznavanje glavnih onesnaževalcev tal (organskega in anorganskega izvora.)

Temeljna literatura in viri

Coleman, D.C.; Crossley, J. 1995. Fundamentals of soil ecology. San Diego etc.: Academic press, 205 str

White, R.E. 1997. Principles and practice of soil science: the soil as a natural resource / - 3rd ed. - Oxford: Blackwell science, 348 str

Prosojnice, Moodle in Miteam učilnice.

Načini ocenjevanja

Kolokvij iz vaj, pisni izpit (30/70). Opravljene vaje so pogoj za pristop k kolokviju in izpitu.

Reference nosilca

Izr. prof. dr. Ario de Marco je izredni profesor za področje biotehnologija na UNG.

Reference in strokovno raziskovalna dejavnost .