|
Etablering af pileanlæg - Baggrundsrapport 12 Kloridproblemet i lukkede pileanlæg12.1 Akkumulering af salt i pileanlægDer bruges meget salt i husholdninger, bl.a. som blødgøringsmiddel i opvaskemaskiner. Da der ikke er afløb fra pileanlæg, vil salt der tilføres med spildevandet ophobes og potentielt have indflydelse på planternes vækst og fordampningsevne. Af afsnit 10 fremgår det, at der netto tilføres ca. 3 kg klorid per person pr år til pileanlæg. For et typisk anlæg på ca. 150 m2, hvor der tilledes 100 m3 spildevand pr år (svarende til tre personer), kan det beregnes, at der netto ophobes ca. 9 kg klorid pr år, eller ca. 15 kg salt (som NaCl). Vandvoluminet i et 150 m2 stort anlæg er ca. 75 m3, når det er vandfyldt. Det tilførte salt vil derfor resultere i, at saliniteten i anlægget øges med ca. 0,2‰ per år, når anlægget er vandfyldt, og med mere end 1 ‰ per år i sensommeren, når vandindholdet i anlægget er lille. Det kan således forventes, at saliniteten i pileanlæg i løbet af ganske få år kan blive så høj, at planternes vækst og fordampningsevne påvirkes. 12.2 Effekten af salt på planterStore mængder af salt fører til en række problemer for planter. Stresspåvirkningen fra salt kan opdeles i tre hovedtyper: (1) osmotisk stress, (2) ernæringsstress og (3) stress fra giftvirkning. 12.2.1 Osmotisk stressOsmotisk stress (også kaldet fysiologisk tørke) opstår fordi salt formindsker vandpotentialet udenfor en plantecelle i forhold til potentialet inden i cellen. Plantecellen vil udtørre (dehydrere) som følge af at vand trækkes ud af cellen. Osmotisk stress skyldes ofte, at for meget salt i jordvandet formindsker jordvandets vandpotentiale i forhold til vandpotentialet inden i rødderne. Høje saltkoncentrationer i jordvæsken vanskeliggør røddernes vandoptagelse, og planten må anvende mere energi på aktivt at optage vand. 12.2.2 ErnæringsstressErnæringsstress skyldes konkurrence imellem forskellige stoffer f.eks. natrium og kalium i forbindelse med planteoptag. Store mængder natrium kan føre til kalium mangel, mens store mængder klorid kan føre til fosfor mangel og kvælstofmangel. Skadebilledet varierer meget afhængig af plantearten og det enkelte næringsstof, men generelt observeres nedsat vækst og reduceret sundhed. Mange forskellige stofskifteprocesser påvirkes. 12.2.3 GiftvirkningStress fra giftvirkning skyldes primært, at høje koncentrationer af især klorid er giftig for planten. Røddernes struktur kan skades som følge af indtrængning af salt gennem planternes rødder. Både klorid og natrium transporteres let rundt med transpirationsstrømmen fra rødderne til plantens forskellige dele. Især i blade kan der akkumuleres store mængder natrium og klorid over tiden, fordi vandet transpireres, og fordi der kun er ringe tilbagetransport af salte til andre plantedele i plantens sivæv. Klorid er et uundværligt næringsstof for planter, men kun i ganske små mængder, og er bl.a. vigtig for funktionen af fotosystem II i planternes fotosyntese. Klorid er naturligt tilstede næsten hvor som helst, og mangel ses derfor sjældent. Klorid tåles af de fleste planter indenfor et stort koncentrationsinterval, men niveauet for forgiftning er specifik for den enkelte planteart og/eller klon (typisk omkring 5 mg/g tørstof for løvtræer). Klorid forgiftning opstår før, og er værre end, natrium forgiftning. Symptomerne er svidninger, løvtab og endelig plantedød . Ældre blade hos planter, der er udsat for saltstress, har ofte højere kloridindhold end yngre blade, sandsynligvis fordi kloridtransporten til bladene er tæt korreleret med transpirationen. Ældre blade, der i længere tid har transpireret, har derfor et højere kloridindhold end yngre blade. Kloridstress kan medføre reduceret transpiration og fotosyntese. Natrium regnes ikke for at være et essentielt plantenæringsstof, når der ses bort fra visse salttolerante plantearter. Natrium kan dog hos nogle planter næsten helt erstatte funktionerne af det vigtige plantenæringsstof kalium. Hos nogle planter stimulerer tilstedeværelsen af natrium væksten, mens hos andre er en ombytning med kalium slet ikke mulig. Natrium optages ikke i samme omfang som klorid, men akkumuleres i kviste. 12.2.4 Planters toleranceForskellige plantearter påvirkes meget forskelligt af salt. Nogle planter har gennem årtusinder udviklet en stor tolerance overfor salt, måske fordi de har vokset nær havområder, hvor der traditionelt bringes store mængder saltstøv med vinden ind over land, eller fordi de stammer fra ørkenagtige områder, hvor en stor fordampning til stadighed trækker grundvand og næringssalte op mod jordoverfladen. Andre plantearter påvirkes let af selv meget små saltmængder. Det kan være arter, der er tæt knyttet til ferske vådområder eller som har tilpasset sig områder langt væk fra havet. De forskellige salttålende plantearter er indrettet anatomisk og fysiologisk så de kan modstå saltpåvirkning. Hvorledes den enkelte plantearts modstand er indrettet afhænger af en lang række forhold, bl.a. om saltpåvirkningen især er på de overjordiske eller underjordiske plantedele. Der findes dog flere generelle forhold i planternes reaktion. Planter klassificeres som 'udelukkere' eller 'optagere' . Udelukkerne søger at undgå saltoptagelse, mens optagerne har en forholdsvis stor optagelse og transport til bladene, hvor de søger at tåle større koncentrationer. I de fleste tilfælde hører træarterne hverken til den ene eller anden gruppe, men er mere eller mindre intermediære. Udelukker planten optag af salt, minimerer den samtidig stress fra giftvirkningen, men accelererer vandmanglen og det osmotiske stress (fysiologisk tørke). Optager planten saltet, balanceres det osmotiske tryk inden i planten med jordvæsken udenfor, men risikoen for giftvirkning og næringsstofubalance forøges. Her forsøger planterne, i modsætning til ved fysiologisk tørke, at beskytte sig ved at udskille indtrængende salt, men jo mere salt der trænger ind, des større bliver skaden. Det er ofte vanskeligt at henføre stresssituationen til fysiologisk tørke eller giftvirkning, når saltindholdet i jordvæsken er ekstremt højt, men hos saltfølsomme arter ses væksthæmning selv ved lave saltkoncentrationer. 12.2.5 Skadebilleder og symptomer på saltstress Det første og mest almindelige symptom på saltskade er reduceret vækst. Skaderne kan f.eks. komme til udtryk ved at skud ikke er i stand til at springe ud, og til sidst kan skaden resultere i tilbagevisning og død. Den reducerede vækst er som regel ledsaget af tidlige efterårsfarver, bronzering og afløvning. Ofte hæmmes væksten, og de grønne blade bliver mørkere og mere blålige end normalt. Visse planters blade bliver nærmest sukkulente, dvs. mere vandholdige end normalt, bl.a. på grund af en forøget længde af bladenes palisadevæv. Det modsatte, hvor planterne bliver mindre sukkulente, kan dog også forekomme. Generelt mindskes skudvæksten mindre end rodvæksten. Det synlige skadebillede der opstår som følge af saltpåvirkning på følsomme planter, der udsættes for saltholdige jorde eller saltsprøjt, vil typisk være rand- eller spidssvidninger på bladene (bladrandsnekroser). Skaderne omtales ofte som klorotiske eller nekrotiske. Klorose er mangel på normal grøn farve. Klorose skyldes et formindsket antal eller nedsat størrelse af bladets kloroplaster (grøn-korn), nedbrydning af klorofyl, det grønne farvestof i kloroplasterne, eller manglende evne til at opbygge klorofyl. Nekrose er en gradvis bortdøen af væv. Det er typisk for de fleste træer under saltstress, at skaden starter med at vise sig som marginale kloroser eller nekroser. Fra randen breder nekrosen sig typisk ind på bladpladen mellem bladnerverne. Dette bevirker, at bladet til sidst krøller sig sammen. Disse ultimative nekroser er en følge af celledød og udtørring og starter fra den yderste ende af transpirationskæden, altså fra bladene. I forbindelse med kloroser og nekroser er kloridindholdet i bladene ofte meget højt, hvilket indikerer at giftvirkningen af klorid er den alvorligste stressfaktor. 12.3 Effekten af salt på pilDer er kun sporadiske data i litteraturen på pils salttolerance, og disse undersøgelser peger på, at pil er forholdsvis følsom overfor påvirkning af salt. Glenn et al (1998) /1/ undersøgte salttolerancen hos seks arter af vådbundstræer, herunder en pileart (Salix gooddingii). Den undersøgte pileart kunne gro i vandkultur op til en NaCl-salinitet på 8 ‰. De fandt at den relative vækstrate (og transpiration) faldt med 7-9% pr promille salinitet /1/.
Figur 12.1.
Figur 12.2. Ved Aarhus Universitet, Afdeling for Botanisk Økologi, er der iværksat en undersøgelse til belysning af forskellige pilekloners salttolerance (figur 12.1 og figur 12.2). Undersøgelserne er foretaget i vandkultur med pilestiklinge og ved tilsætning af stigende koncentration af salt (NaCl) til rodmediet. Målingerne inkluderer registrering af planternes fordampning i forhold til kontrolplanter, der ikke har forhøjet indhold af salt i rodmediet. Foreløbige resultater af disse undersøgelser er vist i figur 12.3. Det ses af figuren, at der for alle kloner, med undtagelse af Coles, er en negativ effekt på transpiration allerede ved en salinitet på 1,5‰. Det ses ligeledes, at der er forskel mellem klonerne, således at nogle kloner synes at være mere tolerante end andre. Det skal understreges at undersøgelserne endnu ikke er færdige, og at de viste resultater kun er foreløbige data. Figur 12.3. Stubsgaard /2/ målte en ledningsevne i væskefasen af pileanlæg på op til ca. 2,5 mS/cm (en salinitet på ca. 1,5‰). I efteråret 2002 målte Afdeling for Botanisk Økologi (Lone Hansen) en ledningsevne på ca. 3,3 mS/cm (en salinitet på næsten 2‰). Dette svarer til de laveste undersøgte saliniteter i den ovenfor beskrevne undersøgelse. Det kan derfor ikke udelukkes, at ophobningen af salt i eksisterende pileanlæg allerede har en negativ effekt på pilenes fordampningsevne. Det skal dog påpeges, at resultatet af laboratorieundersøgelserne, der er udført med pilestiklinge, ikke direkte kan overføres til voksne træer i pileanlæg. Ofte vil salttolerancen af store træer være større end for stiklinge. 12.4 Foranstaltninger til at undgå væksthæmning fra kloridPå grundlag af den foreliggende viden er det ikke muligt at fastsætte en præcis grænse for, ved hvilken koncentration klorid vil udgøre et problem for funktionen af pileanlæg. En række parametre som saltbelastningens størrelse, jordtypen, vandbelastning, de valgte kloners alder og kloridfølsomhed etc. vil have indflydelse på, hvornår klorid vil begynde at udgøre et problem for anlæggets evne til at fordampe vand. Hvis kloridkoncentrationen når et niveau, så anlæggets fordampningsevne hæmmes, vurderes det, at pilen ved en reduktion af kloridkoncentrationen vil retablere fordampningsevnen. For at bevare pileanlæggets fordampningsevne anbefales det at pumpe vand bort, når kloridkoncentrationen bliver for høj. Det forventes, uden at dette er dokumenteret, at et pileanlæg ved normal kloridbelastning kan fungere i 10 år, før det vil være nødvendigt at pumpe vand bort. På sandede jorde og ved højere kloridbelastning kan de 10 år reduceres væsentligt. Efter de 10 første år forventes det, at det vil være nødvendigt at pumpe vand bort. Dette skal herefter gentages ca. hvert 5. år, idet kun en mindre mængde vand (og klorid) kan pumpes ud af anlægget. I Retningslinier for pileanlæg op til 30 pe anbefales følgende:
Beregningsmæssigt svarer den angivne ledningsevne til en saltkoncentration på ca. 5000 mg/l (5‰) under forudsætning af, at alt klorid i anlægget er vasket ned i de nederste 20 cm vand. Denne koncentration vil under de givne forudsætninger nås efter 10 år. 12.5 Referencer
|
