Περιεχομενα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1...1 1.1 Βασικά εδαφικά συστατικά...1 1.2 Στερεή εδαφική φάση:...2 1.3 Υγρή εδαφική φάση...2 1.4 Αέρια εδαφική φάση:...3 1.5 Σχηματική απεικόνιση των τριών φάσεων εδάφους...3 1.6 Οι μικροοργανισμοί στο έδαφος...5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2...9 2.1 Προέλευση των υλικών των εδαφών...9 2.2 Πετρώματα:...10 2.2.1 Πυριγενή:...10 2.2.2 Ιζηματογενή:...11 2.2.3 Μεταμορφωσιγενή:...11 2.3 Πυριτικά ορυκτά:...12 2.4 Μη πυριτικά ορυκτά:...12 2.4.1 Ανθρακικά άλατα ασβεστίου...13 2.4.2 Θεϊκά άλατα...13 2.5 Αποσάθρωση των πετρωμάτων...16 2.5.1 Φυσική αποσάθρωση...17 2.5.2 Χημική αποσάθρωση...17 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3...21 Φυσικές κα χημικές ιδιότητες των εδαφών...21 3.1 Φυσικές ιδιότητες εδαφών...21 3.1.1 Κοκκομετρική σύσταση ή υφή του εδάφους...22 3.1.1.1 Άμμος:...22 3.1.1.2 Ιλύς:...22 3.1.1.3 Άργιλος:...23 3.1.2 Κλάσεις υφής (Textural classes) των εδαφών...23 3.1.2.1 Προσδιορισμός των μηχανικών κλασμάτων...24 3.1.3 Συσσωμάτωση και σταθερότητα των συσσωματωμάτων του εδάφους...25 3.1.3.1 Η συμβολή της οργανικής ουσίας στη συσσωμάτωση...27 3.1.3.2 Η σταθερότητα των μικροσυσσωματωμάτων...28 3.1.3.3 Αξιολόγηση της σταθερότητας της συσσωμάτωσης...29 3.1.4 Εδαφική δομή...31 3.1.4.1 Χαρακτηριστικά είδη ή τύποι της δομής...31 3.1.4.2 Σημασία της εδαφικής δομής...33 3.1.4.1 Μέτρα για την διατήρηση της εδαφικής δομής...33 v
vi Περιεχόμενα 3.1.5 Σχέσεις όγκου και μάζας των εδαφών...34 3.1.5.1 Ειδική μάζα ή ειδικό βάρος...35 3.1.5.2 Φαινόμενη ειδική μάζα...35 3.1.5.2.1 Παράγοντες που επιδρούν στο φαινόμενο ειδικό βάρος...36 3.1.6 Το πορώδες του εδάφους...36 3.1.6.1 Αναλογία κενών χώρων (Void vatio)...38 3.1.6.2 Η υγρασία του εδάφους ή βαθμός υγρότητας...39 3.1.6.3 Υγρασία εκφραζόμενη σε σχέση με τη μάζα των στερεών...39 3.1.6.4 Υγρασία κατ όγκον...39 3.1.7 Συνεκτικότητα...41 3.1.8 Χρώμα εδάφους...43 3.1.9 Ειδική επιφάνεια...46 3.1.9 Ειδική Επιφάνεια...46 3.1.10 Αερισμός του εδάφους...47 3.1.11 Θερμικές ιδιότητες του εδάφους...49 3.1.11.1 Θερμότητα εξάτμισης (Vaporization heat)...49 3.1.11.2 Ογκομετρική θερμική χωρητικότητα (Volumetric heat Capacity of soils).4 9 3.1.11.3 Θερμική αγωγιμότητα των εδαφών...51 3.1.12 Σχέσεις εδάφους νερού...52 3.1.12.1 Εδαφικό δυναμικό νερού...52 3.1.12.2 Δυναμικό υδροστατικής πίεσης...53 3.1.12.3 Ωσμωτικό δυναμικό...54 3.1.12.4 Υδατοϊκανότητα...54 3.1.12.5 Σημείο μάρανσης...55 3.1.12.6 Ισοδύναμο υγρασίας...57 3.1.12.7 Διηθητικότητα...57 3.1.12.8 Περατότητα και υδραυλική αγωγιμότητα...58 3.2 Χημικές ιδιότητες του εδάφους...58 3.2.1 Εδαφική αντίδραση...59 3.2.1.1 Η χημεία της εδαφικής αντίδρασης...59 3.2.1.2 Όξινιση του εδάφους...61 3.2.2 Ρυθμιστική ικανότητα του εδάφους...63 3.2.3 Βελτίωση των όξινων εδαφών...65 3.2.3.1 Απαιτήσεις σε ανθρακικό ασβέστιο...66 3.2.3.2 Ισοδύναμο ανθρακικού ασβεστίου...66 3.2.3.3 Τρόποι υπολογισμού των απαιτήσεων σε CaCO 3...68 3.2.3.4 Τα κυριότερα υλικά ασβέστωσης...72 3.2.3.5 Αποτελεσματικότητα της ασβέστωσης...73 3.2.3.6 Διάρκεια βελτίωσης των όξινων εδαφών...73 3.2.3.7 Οξίνιση των αλκαλικών εδαφών...74 3.3 Εναλλακτική ικανότητα κατιόντων (CEC) των εδαφών...75 3.3.1 Το κολλοειδές σύστημα του εδάφους...76 3.3.1.1 Ανόργανα κολλοειδή (άργιλοι)...76 3.3.1.2 Οργανικά κολλοειδή...78 3.3.1.3 Ιοντοανταλλαγή...78 3.3.1.4 Ανιοντοανταλλαγή...79 3.4 Εδαφοδιάλυμα...80
Περιεχόμενα vii ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4...85 Οργανική ουσία...85 4.1 Ορισμός:...85 4.2 Σπουδαιότητα της οργανικής ουσίας:...86 4.2.1 Πρωτεγενείς επιδράσεις...86 4.2.2 Δευτερογενείς επιδράσεις...86 4.2.3 Συνακόλουθες επιδράσεις στο εδαφικό σύστημα...86 4.3 Περιβαλλοντικές επιδράσεις της οργανικής ουσίας...87 4.4 Η Οργανική ουσία ως πηγή θρεπτικών στοιχείων...87 4.4.1 Οργανικό άζωτο...87 4.4.1.1 Η αναλογία C/N...89 4.5 Οργανικός φώσφορος...91 4.5.1. H αναλογία C/P...92 4.6 Πορεία διάσπασης των οργανικών υπολειμμάτων...93 4.6.1 Παράγοντες διάσπασης των φυτικών υπολειμμάτων...93 4.7 Συσσώρευση της οργανικής ουσίας στο έδαφος...93 4.8 Σύνθεση της οργανικής ουσίας...94 4.8.1 Μη χουμικές ουσίες...94 4.8.2 Χουμικές ουσίες...94 4.8.2.1 Χουμικό οξύ...95 4.8.2.2 Φουλβικό οξύ...95 4.8.2.3 Σύνθεση στοιχειακή των χουμικών και φουλβικών οξέων...96 4.8.2.4 Χημική δομή των χημικών ουσιών...97 4.8.3 Χουμίνη...98 4.8.4 Χαρακτηριστικά χουμικών ουσιών στο έδαφος... 100 4.8.4.1 Κολλοειδείς ιδιότητες... 100 4.8.4.2 Ιοντοανταλλακτικές ιδιότητες... 100 4.8.4.3 Σχηματισμός χηλικών ενώσεων... 101 4.8.4.4 Προσρόφητική ικανότητα των οργανικών ενώσεων... 102 4.9 Κλασμάτωση του χούμου.... 102 4.10 Ο Ρόλος της οργανικής ουσίας στο έδαφος... 105 4.10.1 Επίδραση στην αποσάθρωση των πετρωμάτων και ορυκτών... 105 4.10.2 Επίδραση στη γένεση του εδάφους... 106 4.10.3 Επίδραση στη δομή του εδάφους... 106 4.10.4 Επίδραση στο πορώδες... 107 4.10.5 Επίδραση στο φαινόμενο ειδικό βάρος... 107 4.10.5.1 Επίδραση στη διηθητικότητα... 107 4.10.6 Επίδραση στη βιολογική ενεργότητα του εδάφους... 107 4.10.7 Επίδραση στη νιτροποίηση του οργανικού Ν... 108 4.10.8 Επίδραση στη διαθεσιμότητα των θρεπτικών... 108 4.10.9 Οργανική ουσία και γονιμότητα του εδάφους... 108 4.11 Ρόλος της χουμίνης... 109 4.12 Οργανική ουσία και περιβάλλον... 109 4.13 Οργανική ουσία και ανάπτυξη των φυτών... 111 4.14 Περιβαλλοντική διαχείριση της οργανικής ουσίας... 112 4.14.1 Επίδραση του κλίματος... 112 4.14.2 Επίδραση της διαχείρισης του εδάφους και των καλλιεργειών... 112
viii Περιεχόμενα 4.14.2.1 Αγρανάπαυση... 113 4.14.2.2 Καλλιέργεια πολυετών λειμώνων... 113 4.14.2.3 Επίδραση της μηχανικής κατεργασίας του εδάφους... 113 4.14.2.4 Επίδραση της ζωικής κοπριάς... 114 4.14.2.5 Ανόργανη λίπανση... 115 4.14.2.6 Αμειψισπορά... 115 4.15 Οργανική ουσία και ποιότητα του εδάφους... 117 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5... 119 5.1 Βασικά Θρεπτικά Στοιχεία στο έδαφος... 119 5.1.1 Εδαφικό Άζωτο... 119 5.1.2 Ο εδαφικός φωσφόρος (P)... 121 5.1.3 Εδαφικό Κάλι... 122 5.2 Τα Μικροθρεπτικά Στοιχεία Στα Εδάφη... 122 5.2.1 H Συμπεριφορά του Cu στα εδάφη... 125 5.2.2 Η Συμπεριφορά του Μαγγανίου στα εδάφη... 128 5.2.3 Η Συμπεριφορά Του Ψευδαργύρου Στα Εδάφη... 131 5.2.4 Η Συμπεριφορά Του Fe στα εδάφη... 133 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6... 135 6.1 Μόλυνση Εδαφών απο Βαρέα Μέταλλα... 135 6.2 Εδαφικοί παράγοντες που επηρεάζουν την τοξικότητα των μετάλλων... 139 6.2.1 Μετακίνηση των μετάλλων απο το έδαφος στις ρίζες... 140 6.2.2 Ανοχή των φυτών σε σχέση με τα βαρέα μέταλλα στα εδάφη... 140 6.3 Δείκτες και Διεργασίες Περιβαλλοντικής Μόλυνσης στα Εδάφη... 142 6.3.1 Φυτά αναπτυσσόμενα σε επιβαρυμένα με μέταλλα εδάφη... 142 6.3.2 Η βλάστηση ως ένδειξη παρουσίας μεταλλευμάτων στα εδάφη... 143 6.4 Συγκεντρώσεις Μετάλλων σε Εδάφη και Φυτά... 144 6.4.1 Τύποι φυτών... 144 6.5 Εφαρμογή της Τηλεπισκόπησης... 146 6.6 Τα φυτά ως δείκτες μόλυνσης στα εδάφη... 149 6.7 Εφαρμογή Δεικτών Μόλυνσης σε Γεωργικά Εδάφη... 150 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7... 153 Η Επαναχρησιμοποίηση αστικών λυμάτων στα εδάφη... 153 7.1 Aναγκαιότητα στην σύγχρονη εποχή... 153 7.2 Aστικά λύματα και απόβλητα... 156 7.3 Διάθεση λυμάτων και αποβλήτων... 158 7.3.1 Ιστορική ανασκόπηση και πρακτική... 160 7.4 Η επαναχρησιμοποίηση σαν παρακτική άρδευσης στις Χώρες της Μεσογείου.164 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8... 169 8.1 Εφαρμογή των αποβλήτων στα εδάφη... 169 8.2 Κριτήρια ποιότητας επαναχρησιμοποιούμενου νερού άρδευσης... 171 8.3 Ποιοτικά κριτήρια νερού άρδευσης... 173
Περιεχόμενα ix 8.4 Εδαφικές εφαρμογές των αστικών λυμάτων... 177 8.5 Μέθοδοι και αρχές επίγειας διάθεσης αστικών λυμάτων... 180 8.6 Αρχές επίγειας διάθεσης... 181 8.6.1 Γεωτεχνικά κριτήρια για την επιλογή θέσεων επίγειας διάθεσης λυμάτων σε άγονες και προβληματικές εκτάσεις... 182 8.6.2 Δυνατότητες εφαρμογής μοντέλου διάθεσης λυμάτων και λάσπης σε αναδασώσεις... 184 8.7 Εθνικός και Περιφερειακός σχεδιασμός για την επαναχρησιμοποίηση υγρών αστικών λυμάτων για άρδευση... 188 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9... 191 Ερημοποίηση...191 9.1 Εισαγωγή...191 9.2 Ορισμός του φαινομένου...192 9.3 Αιτία της ερημοποίησης...197 9.3.1 Επίδραση της ξηρασίας στην ερημοποίηση...199 9.3.2 Επιπτώσεις της ξηρασίας στην οικονομία και στο επίπεδο της φτώχειας. 200 9.3.3 Επιπτώσεις της ξηρασίας στην εξασφάλιση τροφίμων...200 9.3.4 Επιπτώσεις της ξηρασίας στους υδατικούς πόρους...201 9.3.5 Επιπτώσεις της ξηρασίας στη βιοποικιλότητα...202 9.3.6 Επιπτώσεις της ξηρασίας στην ενέργεια...202 9.3.7 Επιπτώσεις της ξηρασίαςστη μετανάστευση...202 9.4 Επίδραση της αλατότητας του εδάφους στην στην ερημοποίηση...203 9.5 Επίδραση της υπερβόσκησης και της αποδάσωσης στην ερημοποίηση...203 9.6 Επιπτώσεις της αύξησης του πληθυσμού στην ερημοποίηση...204 9.7 Επίδραση του κλίματος στην ερημοποίηση...204 9.8 Αντιστρεψιμότητα της ερημοποίηση...205 9.9 Η ερημοποίηση στην περιοχή της Μεσογείου...206 9.9.1 Υδατικοί πόροι και ερημοποίηση στο Μεσογειακό περιβάλλον...208 9.9.2 Η εναλάτωση των εδάφων της περιοχής της Μεσογείου...208 9.3.3 Η αλατότητα των εδάφων στην Ελλάδα...210 9.10 Η ερημοποίηση στην Ελλάδα... 211 9.10.1 Παράγοντες ερημοποίησης της χώρας... 211 9.10.1.1 Το κλίμα...212 9.10.1.2 Φυσιογραφία...214 9.10.1.2.1 Αναγκαία μέτρα για την αποφυγή της διάβρωσης στη χώρα μας...215 9.10.1.3 Γεωλογία...216 9.10.1.4 Υδρολογία...217 9.10.1.5 Ανθρωπογενείς επεμβάσεις...219 9.11 Αντιμετώπιση του φαινομένου...220 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10... 223 Μεθοδολογίες προσδιορισμού χημικών παραμέτρων και μετάλλων στα εδάφη και τους φυτικούς ιστού... 223 10.1 Δειγματοληψία Εδάφους... 223 10.2 Μηχανική Σύσταση εδάφους... 226
x Περιεχόμενα 10.3 Μηχανική ανάλυση... 228 10.3.1 Μέθοδος Πυκνόμετρου Βουγιούκου... 228 10.3.2 Μέθοδος σιφώνιου... 230 10.4 Οργανική ουσία... 231 10.5 Μέθοδος προσδιορισμού οργανικού άνθρακα... 232 10.6 Προσδιορισμός pη στο έδαφος... 233 10.7 Ανθρακικό ασβέστιο του εδάφους... 234 10.8 Προσδιορισμός ανταλλάξιμων κατιόντων (Κ, Na, Ca, MG)... 235 10.9 Προσδιορισμός διαθέσιμου φωσφόρου (Μέθοδος S.R. OLSEN)... 235 10.10 Προσδιορισμός Β στο έδαφος (Μέθοδος Κουρκουμίνης)... 236 10.11 Προσδιορισμός ΝΗ 4 -Ν στο έδαφος (Μέθοδος του μπλε της ινδοφαινόλης).238 10.12 Προσδιορισμός ΝΟ 3 -Ν ε τη μέθοδο των αναγκαίων στηλών Cd... 240 10.13 Προσδιορισμός ΝΟ 3 - Ν και NH 4 Ν και ολικό ανόργανο Ν με απόσταξη σε συσκευή K JELDAHL... 242 10.14 Προσδιορισμός διαθέσιμου Κ στν Ελλάδα... 243 10.15 Προσδιορισμός ιχνοστοιχείων (Cu, Cr, Co, Zn, Mn)... 244 10.16 Μέθοδοι ανάλυσης φυτικών ιστών (φύλλων,ριζών)... 244 10.16.1 Προσδιορισμός (N, P, K, Ca, Mg, B, Mn, Zn, Cu, Fe) στους φυτικούς ιστούς... 245 Βιβλιογραφία... 247