Kemija in biologija tal

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 onesnažila, ki vplivajo na ljudi, rastline in druge organizme.
Zatorej je za vrednotenje in sprejemanje kriterijev v upravljanju s tlemi nujno razumevanje osnovnih lastnosti in procesov v tleh.

Potrebno je predhodno znanje biologije, fizike, kemije in biokemije. Snov dopolni predmet mikroelementi v zemlji in rastlinah.

Okolje tal

Kemija 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.

Fizikalno-kemijske 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 tleh: Povezava med tekočinami in trdnimi strukturami in poroznost. Gibanje in zadrževanje vode. Izmenjava plinov med atmosfero in tlemi.

Biologija in biokemija tal

Tla kot biološki sistem
Organizmi v tleh so odgovorni za nekatere pomembne biokemične reakcije, ki prispevajo k rodovitnosti tal in opravljajo okolju koristno vlogo.
Razložene bodo naslednje teme:
a) tla kot habitat
b) talna fauna: encimi v tleh, mikroorganizmi in ostala talna fauna višjih razredov

Glavni biogeokemični cikli
Na dostopnost hranil vplivajo fizikalne, kemične in biokemične lastnosti tal. 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: 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 ob zaključku predavanj v sklopu: terensko vzorčenje tal, obdelava talnega vzorca, določanje osnovnih fizzikalno-kemijskih lastnosti tal.

• poznavanje osnovnih lastnosti komponent tal (silikatov, karbonatov, kovinskih oksidov, sulfidov, organske snovi)
• poznavanje osnovnih kemičnih, biokemičnih in bioloških procesov tal (zadrževanje in izmenjava kationov in anionov, kislost tal - pH, poznavanje funkcije talnih mikrobov in talne favne ...)
• znanje kemije in biokemije rastlinskih makro in mikrohranil
• poznavanje glavnih onesnažil v tleh (organskega in anorganskega izvora).

• Weil, R. R. 2021. Laboratory manual for introductory soils. Dubuque: Kendall Hunt, 220 str. Katalog
• Weil, R. R.; Brady, N. C. 2017. The nature and properties of soils. Harlow: Pearson Education, 1104 str. Katalog E-gradivo
• White, R.E. 1997. Principles and practice of soil science: the soil as a natural resource / - 3rd ed. - Oxford: Blackwell science, 348 str.
• Soil Microbiology, Ecology and Biochemistry. (2014). Nizozemska: Elsevier Science, 598 str. Katalog
• Prosojnice in Miteam učilnica

Pisno poročilo iz laboratorijskih vaj (30%) in pisni izpit (70%). Opravljene vaje so pogoj za pristop k izpitu

Doc. dr. Erika Jež je habilitirana za področje kemije in biologije tal na UNG.

Njene reference so vidne iz:
• Vodja ARRS projekt Z1-3197: Ali prisotnost mikroplastičnih delcev spremeni dinamiko bakra v onesnaženih vinogradniških tleh? (2021 - 2023)
• članica združenja Mednarodne organizacije za trto in vino (OIV), Francija
• članica in prejemnica certifikata o poznavanju vina WSET 2. stopnje, Velika Britanija
• Prvi avtor znanstvenega članka - JEŽ, Erika, PELLEGRINI, Elisa, CONTIN, Marco. Copper bioavailability and leaching in conventional and organic viticulture under environmental stress. Applied sciences. 2023, vol. 13, iss. 4, [article no.] 2595, str. 1-18, ilustr. ISSN 2076-3417. https://doi.org/10.3390/app13042595, DOI: 10.3390/app13042595. [COBISS.SI-ID 142689283], [JCR, SNIP]

Prvi avtor znanstvenega članka - JEŽ, Erika, BRAVO, Carlo, LEŠTAN, Domen, GLUHAR, Simon, MARTIN-NETO, Ladislau, DE NOBILI, Maria, CONTIN, Marco. Changes in organic matter composition caused by EDTA washing of two soils contaminated with toxic metals. Environmental science and pollution research. [Print ed.]. 2021, iss. 46, vol. 28, str. 65687–65699. ISSN 0944-1344. DOI: 10.1007/s11356-021-15406-z. [COBISS.SI-ID 92142595], [JCR, SNIP, WoS do 20. 12. 2022: št. citatov (TC): 4, čistih citatov (CI): 2, čistih citatov na avtorja (CIAu): 0,29, Scopus do 15. 2. 2023: št. citatov (TC): 4, čistih citatov (CI): 3, čistih citatov na avtorja (CIAu): 0,43]