Struktura karbonatnih i izluženih rendzina pod šumama, travnjacima i njivama

This study aimed to quantify structural properties of rendzina soils in Serbia, and especially to determine the effect of decarbonation and different forms of land use on soil aggregate ditribution and stability. An indication of favourable soil aggregate distribution is data showing that the content of aggregates with 1-5 mm particle size, which is desirable from the agronomical viewpoint, is 50.04% on the average, while macroaggregates make 6.28-fold the sum of micro and mega aggregates. High aggregate stability is indicated by the fact that the proportion of water stable aggregates of >1 mm size ranges from 53.78 to 91.38%, i.e. 71.38% on the average. With increasing alkalinity of calcaric rendzina soils, aggregate stability in water significantly decreases. Concerning non-calcaric rendzina soils, the proportion of fine aggregates increases as the process of decarbonation proceeds and their stability decreases. Differences in aggregate distribution and stability bewteen the calcaric and non-calcaric rendzina soils were not found to be statistically significant. Forest and grassland rendzinas showed no significant difference regarding structural properties. Soil tillage has significant effect on the soil structure of arable rendzinas and, compared to forest and grassland rendzinas, they have less favorable structure index and water stable aggregate content. .Renzina je tip zemljišta veoma rasprostranjen u Srbiji, a podaci o njenim strukturnim osobinama su samo opisni. Struktura zemljišta je veoma važna osobina koja utiče na mnoge biološke i fizičke procese u zemljištu. Cilj ovog rada bio je da utvrđivanje kvantitativnih podataka o strukturnim osobinama rendzina u Srbiji, posebno uticaja procesa izluživanja i različitih načina korišćenja zemljišta (šuma, travnjaci i njive) na veličinu i stabilnost strukturnih agregata. Veličina strukturinih agregata u rendzinama je veoma povoljna o čemu svedoče podaci da sadržaj, s agronomske tačke poželjne frakcije veličine 1-5 mm, u proseku iznosi 50.04%, a makroagregata ima 6.28 puta više u odnosu na zbir mikro i megaagregata. O visokoj otpornosti strukturnih agregata u vodi govori podatak da su vodootporni strukturni agregati veći od 1 mm zastupljeni sa 53.78 do 91.38%, a u proseku sa 71.38%. S povećanjem alkalnosti karbonatnih rendzina značajno se smanjuje vodootpornost strukturnih agregata. Unutar izluženih rendzina s napredovanjem procesa izluživanja dolazi do povećanja udela sitnijih strukturnih agregata i smanjenja njihove otpornosti prema vodi. Razlike u distribuciji i stabilnosti strukturnih agregata između karbonatnih i izluženih rendzina nisu statistički značajne, što je i logično s obzirom da su procesi izluživanja uticali na snižavanje pH zemljišta, ali je ono i dalje ima visok stepen zasićenosti bazama, naročito Ca2+ koji je, kao što je poznato, jedan od najznačajnijih koagulatora odgovornih za obrazovanje strukturnih agregata i njihovu stabilnost. Šumske i travnjačke rendzine ne razlikuju se značajno po strukturnim osobinama. Obrada zemljišta značajno je uticala na strukturu njivskih rendzina, tako da one u poređenju sa šumskim i travnjačkim imaju nepovoljniji koeficijent strukturnosti i manju stabilnost strukturnih agregata. Obrada zemljišta, pored direktnog usitnjavanja strukturnih agregata, na strukturu utiče i indirektno menjanjem temperature, vlage i aeracije i time pojačava proces mineralizacije organskih ostataka (čija je količina ionako manja nego u devičanskim zemljištima) i menja sastav zemljišne mikroflore, što se direktno odražava na formiranje i stabilnost makroagregata u zemljištu. Da bi se zaustavio proces degradacije i unapredio proces obrazovanja strukturnih agregata i njihova stabilnost potrebno je u procesu poljoprivredne proizvodnje povećati priliv organskih ostataka u zemljište, smanjiti gubitke organskog ugljenika iz zemljišta erozijom i dekompozicijom, što se može postići pravilno organizovanom agrotehničkom praksom.

Uticaj načina korišćenja zemljišta na grupni i frakcioni sastav humusa u rendzinama Srbije

The effect of land use on group and fractional composition of humus was examined in 13 rendzina profiles under forests, 12 profiles under grassland and 8 profiles under arable fields in different parts of Serbia where rendzinas are typically found. The difference regarding land use of rendzina soils (depending on cultural practices or absence of any, and different amounts and quality of plant residues) under forest, grassland or arable fields had a highly significant statistical effect on humus group composition and the fractional composition of humic and fulvic acids. Human activities have brought about some positive changes regarding humus composition by promoting its stable component in rendzinas under grassland and arable fields, which is not the case in forest rendzina. The conversion of forests into grasslands and arable fields did not significantly affect the type of humus in rendzina soils, which remained characteristic of that soil type.Uticaj načina korišćenja zemljišta na grupni i frakcioni sastav humusa u rendzinama Srbije ispitivan je na 13 profila rendzine pod šumom (23 uzoraka), 12 pod travnjakom (18 uzoraka) i 8 pod njivom (16 uzoraka). Iz A horizonta uzet je jedan ili dva uzorka, zavisno od dubine, i po jedan uzorak iz prelaznog AC horizonta, u profilima koji su imali razvijen AC horizont. Razlike u načinu korišćenja zemljišta (primena ili odsustvo obrade i razlike u količini i kvalitetu biljnih ostataka) u rendzinama pod šumom, travom i njivom, statistički su značajno uticale na: grupni sastav humusa (značajno su bogatije fulvo kiselinama šumske nego rendzine pod travom, a rendzine pod travom sadrže značajno više humina nego šumske), frakcioni sastav huminskih kiselina (šumske rendzine sadrže značajno više frakcije 1 slobodnih huminskih kiselina i vezanih s mobilnim R2O3 nego rendzine pod travom i njivom) i frakcionom sastav fulvo kiselina (šumske rendzine sadrže značajno više frakcije 3 fulvo kiselina vezanih s huminskim kiselinama 3 u odnosu na njivske rendzine). Čovekova aktivnost dovela je do pozitivnih promena u sastavu humusa u pravcu povećanja stabilnog dela humusa u rendzinama pod travnjacima i njivama u poređenju sa šumskim rednzinama. Pretvaranje šuma u travnjake i njive nije značajno uticalo na tip humusa rendzina u Srbiji, koji je, kao što je poznato, a ovim istraživanjima potvrđeno, karakteristika tipa zemljišta

Mehanički sastav karbonatnih i izluženih rendzina u Srbiji

The present investigation of textures of rendzina soils in Serbia is part of a more comprehensive research into effects of decarbonation and different land uses on physical and chemical characteristics of that widespread soil type in Serbia. Geological parent material was found to have a predominant influence on the texture of rendzina soils. Rendzinas on sandy marl were found to be heavily skeletoidal and skeletoidal sandy loams or skeletoidal clay loams in A horizon and skeletal sandy loams or heavily skeletoid sandy-clay loams in AC horizon. Rendzinas on calcareous gravel are skeletoidal clay loams in A horizon, skeletoidal sandy loams in AC horizon and heavily skeletal sandy loams in C horizon. Rendzinas on unindurated limestone are slightly skeletoidal loams or skeletoidal clay loams. The rendzinas on marl and marly or unindurated limestone are mostly slightly to heavily skeletoidal light clays. Differences in texture between calcaric and non-calcaric soils (the latter containing less skeletal material, i.e. stone and especially gravel, and more clay) were not found statistically significant. Skeletal quality increases with solum depth in non-calcaric rendzinas, and the fine earth fraction has a heavier texture, in contrast to calcaric rendzinas, where the situation is highly heterogenous. Rendzinas under forests were found to be significantly more skeletal than those under grassland and arable land. Little difference in texture was observed in rendzinas under grassland and arable land. .Ispitivanja mehaničkog sastava u zemljištu tipa rendzina u Srbiji, prikazana u ovom radu, deo su širih istraživanja čiji je cilj bio utvrđivanje uticaja procesa izluživanja i različitog načina korišćenja zemljišta na fizičke i hemijske osobine tog veoma rasprostranjenog tipa zemljišta u Srbiji. U tom smislu, istraživanjima su obuhvaćeni različiti delovi Srbije: Vojvodina - obronci Fruške gore, Šumadija (Topola-Aranđelovac), zapadna Srbija (sliv reke Jablanice, okolina Lajkovca i Valjeva), jugo-zapadna Srbija (Sjeničko-pešterska visoravan), istočna Srbija (okolina Negotina) i jugoistočna Srbija (Niš-Pirot). Terenskim istraživanjima je bilo obuhvaćeno ukupno trideset reprezentativnih profila, od 24 profila karbonatnih rendzina (9 pod šumom, 9 pod travnjakom i 6 pod njivom) i 6 profila izlužene (3 pod šumom, 2 pod travnjakom i 1 pod njivom). Ukupno 51 uzoraka zemljišta iz A ili AC horizonata (ako je razvijen) je analizirano. Preovlađujući uticaj na mehanički sastav ispitivanih rendzina ima geološki supstrat na kojem su obrazovane. Rendzine na peskovitim laporcima su jako skeletoidne i skeletoidne peskovite ilovače ili skeletoidne glinaste ilovače u A horizontu i skeletne peskovite ilovače ili jako skeletoidne peskovito-glinaste ilovače u AC horizontu. Rendzine na karbonatnom šljunku su skeletoidne glinaste ilovače u A horizontu, skeletoidne peskovite ilovače u AC horizontu, a C horizont jako skeletna peskovita ilovača. Rendzine na mekanim krečnjacima su slabo skeletoidne ilovače ili skeletoidne glinaste ilovače. Rendzine na laporcima, laporovitim ili mekanim krečnjacima, su uglavnom slabo do jako skeletoidne lake glinuše. Razlike u mehaničkom sastavu između karbonatnih i izluženih rendzina (izlužene rendzine sadrže manje skeleta: kamena, a naročito šljunka, i više gline) nisu statistički značajne. U izluženim rendzinama sa dubinom soluma povećava se skeletnost zemljišta, a sitne frakcije zemljišta su težeg mehaničkog sastava, za razliku od karbonatnih rendzina gde je stanje veoma heterogeno. Rendzine pod šumom su značajno skeletnije i manje glinovite u poređenju sa rendzinama pod travnjacima i njivama. Rendzine pod travnjacima i njivama ne razlikuju se značajno po mehaničkom sastavu.

Uticaj procesa izluživanja i načina korišćenja rendzina na sadržaj humusa i njegovu obezbeđenost azotom

Rendzina is a widespread soil type in Serbia that can be found in several stages of evolutionary development and put to different land uses. Our objective was to investigate the effect of decarbonation of rendzina soils in Serbia and several land use variants on humus content and its enrichment in nitrogen. Humus content is mostly high, and rarely medium, in the A horizon of calcaric forest rendzinas; medium or high under grassland, and very low under arable land. In non-calcaric forest rendzinas, humus content in horizon A is medium or low; under grassland it is low and very low, and under arable land again low and very low. Rendzinas are predominantly rich and very rich in total nitrogen in the uppermost layer of horizon A, and medium or well supplied in the layer below it. Enrichment of humus in nitrogen, shown as the C:N ratio, is mostly medium, and rarely low. Decarbonation was caused by decreasing humus content and total nitrogen in soil, while the enrichment of humus in nitrogen (C:N ratio) showed no significant change. Different land uses were found to have significant effect on decreasing humus and total nitrogen contents in rendzinas under grassland, and especially arable land, compared to forest rendzinas, while humus enrichment in nitrogen was significantly higher in rendzinas underlying grassland than forest. .Rendzina je veoma rasprostranjen tip zemljišta u Srbiji u području brdsko-planinskog reljefa, nalazi se u više evolucionih stadijuma razvoja i koristi se na različite načine, odnosno, nalazi se pod različitim biljnim pokrivačima. Cilj našeg rada je zato bio ispitivanje uticaja procesa izluživanja i različitog načina korišćenja zemljišta tipa rendzina u Srbiji na sadržaj humusa i njegovu obezbeđenost azotom. Sadržaj ukupnog C u ispitivanim rendzinama Srbije varira od 1.15 do 6.25%, a u proseku iznosi 3.25%. Sadržaj humusa u A horizontu karbonatnih šumskih rendzina je uglavnom visok, ređe srednji; pod travnjacima srednji ili visok, a pod njivama veoma nizak. U izluženim šumskim rendzinama sadržaj humusa u A horizontu je srednji ili nizak; pod travnjacima nizak i veoma nizak, a u njivskim, takođe, nizak i veoma nizak. Sadržaj ukupnog azota varira u širokom intervalu, od 0,123 do 0.570%, a u proseku iznosi 0.317%; stoga su rendzine pretežno bogato i veoma bogato obezbeđene ukupnim azotom u površinskom delu A horiznonta, a u potpovršinskom obezbeđene su srednje ili dobro. Obezbeđenost humusa azotom, izražena preko odnosa C:N, uglavnom je srednja, a ređe niska. Odnos C:N kreće se od 8.09 do 16.54, a u proseku iznosi 10.09. Procesi izluživanja (ispiranje CaCO3, niži pH i stepen zasićenosti bazama) u zemljištima tipa rendzina u Srbiji uslovili su smanjenje sadržaja humusa i ukupnog azota, pri čemu se obezbeđenost humusa azotom (odnos C:N) nije značajno promenila. Razlike u načinu korišćenja zemljišta (primena ili odsustvo obrade i razlike u količini i kvalitetu biljnih ostataka) statistički su značajno uticale na smanjenje sadržaja humusa i ukupnog azota u rendzinama pod travnjacima i naročito njivama u poređenju sa šumskim rendzinama, dok je obezbeđenost humusa azotom značajno veća u travnjačkim u poređenju sa šumskim rendzinama.

Effects of mixed saline and alkaline stress on the morphology and anatomy of pisum sativum l.: the role of peroxidase and ascorbate oxidase in growth regulation

The effects of hyperalkaline, thermo-mineral water from Slatina on the morphology and anatomy of pea plants (Pisum sativum L.), were examined after eleven days of treatment with a mixture of tap water and Slatina water in 3:1 (T1) and 1:1 ratios (T2). Complete growth arrest of seedlings was observed in the Slatina water (T3). The alkalinity of external media was recovered to pH 8 within four days only in T1 and T2. Analysis of morphological parameters (the length of the main root, root application zone, number of lateral roots) indicated that the thermo-mineral water either promoted (T1) or inhibited (T2) the formation of lateral roots and plant growth. Comparative histological and anatomical analyses showed that inhibition of lateral roots was accompanied by an increase in the xylem and phloem. These changes in root morphology were accompanied by an increase in the activity of superoxide dismutase (SOD: E.C. 1.15.1.1) and peroxidase (POD: E.C 1.1.1.17) in the soluble fraction, whereas the activities of ascorbate oxidase (AAO: E.C. 1.10.3.3) bound to the cell wall and ionic POD decreased. The lower ratio of Slatina water in the hydroponic solution contributed to a more developed mesophyll with significantly higher AAO activity in the leaves and the induction of ionic POD isoforms. Besides alkalinity and excess NaCl, we suggest that a specific combination of metals (e.g. Ca and Mg) might be responsible for subtle changes in the cell area and xylem development, leading to dramatic changes in root anatomy

Discrete element modelling of screw conveyor-mixers

Pužni transporteri se veoma intenzivno koriste u industriji za proizvodnju i preradu hrane, plastike, mineralnih sirovina, u poljoprivrednoj proizvodnji kao i u prerađivačkoj industriji za podizanje i/ili transport rasutih materijala na kratkim i srednjim rastojanjima. Uprkos njihovoj očiglednoj konstrukcionoj jednostavnosti, sam čin transporta je veoma složen za razumevanje i konstruktori se često oslanjaju na iskustvene podatke pri konstruisanju i izradi. Osobine pužnih transportera su određene radnim uslovima (kao što su: brzinu rotacije vratila puža, ugao pod kojim je nagnut pužni transporter, nivo zapreminskog punjenja puža, itd.). U ovom radu je opisano nekoliko horizontalnih puževa, konstantne dužine koraka, pri čemu su geometrije pužnih spirala neznatno izmenjene radi ispitivanja procesa mešanja tokom transporta, korišćenjem metode diskretnih elemenata (Discrete Element Method - DEM). Ispitivani su uticaji geometrijskih izmena na osobine pužnog transportera, različita konstrukciona rešenja pužne spirale su međusobno poređena, kao i efekti geometrijskih izmena na mešanje u toku transporta. Tokom transporta u pužnom transporteru, čestice padaju sa vrha pužne spirale na prvu sledeću slobodnu površinu pužne spirale i taj segment putanje čestice može da bude iskorišćen za dopunsko mešanje materijala tokom transporta. Putanja čestice se drastično povećava ugradnjom tri dodatne zavojne površine usmerene u istom pravcu kao i pužna spirala (1458,2 mm u poređenju sa 397,6 mm u slučaju pužnog transportera sa jednom spiralom). Skraćivanjem dodatnih zavojnica, koje su usmerene u istom smeru kao i pužna spirala, unekoliko se smanjuje putanja čestice, na dužinu od 1728,8 mm (usled prekidanja zavojnice na sredini pužnog transportera). Putanja čestice se produžava na 1764.4 mm, kada se ugrade dodatne zavojne površine koje su usmerene u suprotnom pravcu od pravca pužne spirale. Ugradnjom tri dodatna pravolinijske letve, dobijena je najduža putanja čestice: 2061,6 mm.Screw conveyors are used extensively in food, plastics, mineral processing, agriculture and processing industries for elevating and/or transporting bulk materials over short to medium distances. Despite their apparent simplicity in design, the transportation action is very complex for design and constructors have tended to rely heavily on empirical performance data. Screw conveyor performance is affected by its operating conditions (such as: the rotational speed of the screw, the inclination of the screw conveyor and its volumetric fill level). In this paper, horizontal, several single-pitch screw conveyors with some geometry variations in screw blade were investigated for mixing action during transport, using Discrete Element Method (DEM). The influence of geometry modifications on the performance of screw conveyor was examined, different screw designs were compared, and the effects of geometrical variations on mixing performances during transport were explored. During the transport, the particle tumbles down from the top of the helix to the next free surface and that segment of the path was used for auxiliary mixing action. The particle path is dramatically increased with the addition of three complementary helices oriented in the same direction as screw blades (1458.2 mm compared to 397.6 mm in case of single flight screw conveyor). Transport route enlarges to 1764.4 mm, when installing helices oriented in the opposite direction from screw blades. By addition of straight line blade to single flight screw conveyor, the longest particle path is being reached: 2061.6 mm

Discrete element modelling of screw conveyor-mixers

Pužni transporteri se veoma intenzivno koriste u industriji za proizvodnju i preradu hrane, plastike, mineralnih sirovina, u poljoprivrednoj proizvodnji kao i u prerađivačkoj industriji za podizanje i/ili transport rasutih materijala na kratkim i srednjim rastojanjima. Uprkos njihovoj očiglednoj konstrukcionoj jednostavnosti, sam čin transporta je veoma složen za razumevanje i konstruktori se često oslanjaju na iskustvene podatke pri konstruisanju i izradi. Osobine pužnih transportera su određene radnim uslovima (kao što su: brzinu rotacije vratila puža, ugao pod kojim je nagnut pužni transporter, nivo zapreminskog punjenja puža, itd.). U ovom radu je opisano nekoliko horizontalnih puževa, konstantne dužine koraka, pri čemu su geometrije pužnih spirala neznatno izmenjene radi ispitivanja procesa mešanja tokom transporta, korišćenjem metode diskretnih elemenata (Discrete Element Method - DEM). Ispitivani su uticaji geometrijskih izmena na osobine pužnog transportera, različita konstrukciona rešenja pužne spirale su međusobno poređena, kao i efekti geometrijskih izmena na mešanje u toku transporta. Tokom transporta u pužnom transporteru, čestice padaju sa vrha pužne spirale na prvu sledeću slobodnu površinu pužne spirale i taj segment putanje čestice može da bude iskorišćen za dopunsko mešanje materijala tokom transporta. Putanja čestice se drastično povećava ugradnjom tri dodatne zavojne površine usmerene u istom pravcu kao i pužna spirala (1458,2 mm u poređenju sa 397,6 mm u slučaju pužnog transportera sa jednom spiralom). Skraćivanjem dodatnih zavojnica, koje su usmerene u istom smeru kao i pužna spirala, unekoliko se smanjuje putanja čestice, na dužinu od 1728,8 mm (usled prekidanja zavojnice na sredini pužnog transportera). Putanja čestice se produžava na 1764.4 mm, kada se ugrade dodatne zavojne površine koje su usmerene u suprotnom pravcu od pravca pužne spirale. Ugradnjom tri dodatna pravolinijske letve, dobijena je najduža putanja čestice: 2061,6 mm.Screw conveyors are used extensively in food, plastics, mineral processing, agriculture and processing industries for elevating and/or transporting bulk materials over short to medium distances. Despite their apparent simplicity in design, the transportation action is very complex for design and constructors have tended to rely heavily on empirical performance data. Screw conveyor performance is affected by its operating conditions (such as: the rotational speed of the screw, the inclination of the screw conveyor and its volumetric fill level). In this paper, horizontal, several single-pitch screw conveyors with some geometry variations in screw blade were investigated for mixing action during transport, using Discrete Element Method (DEM). The influence of geometry modifications on the performance of screw conveyor was examined, different screw designs were compared, and the effects of geometrical variations on mixing performances during transport were explored. During the transport, the particle tumbles down from the top of the helix to the next free surface and that segment of the path was used for auxiliary mixing action. The particle path is dramatically increased with the addition of three complementary helices oriented in the same direction as screw blades (1458.2 mm compared to 397.6 mm in case of single flight screw conveyor). Transport route enlarges to 1764.4 mm, when installing helices oriented in the opposite direction from screw blades. By addition of straight line blade to single flight screw conveyor, the longest particle path is being reached: 2061.6 mm

Prostorna varijabilnost morfoloških obilježja iglica populacija jele (Abies alba Mill.) na Balkanskom poluotoku u odnosu na klimatske čimbenike

Interpopulation and intrapopulation variability of three morphological needle traits (length, width and thickness) was investigated in 16 natural silver fir populations in the Balkan Peninsula. The populations represent refugial areas of silver fir (Abies alba Mill.). This paper aims to provide a comprehensive analysis of the influence of climatic factors (mean annual temperature, number of days with temperatures < 0, > 5, < 18, > 18oC, Hargreaves climatic moisture deficit and De Martonne aridity index, on the pattern of morphological needle traits within each population. Populations showed variation in the analyzed morphological needle traits, which could not be clearly defined by any of the analyzed climatic factors. The De Martonne aridity index and Hargreaves climatic moisture deficit had the greatest impact on the trait values, whereas the mean annual precipitation had the lowest. Evolutionary ecology research of the silver fir needle morphology is a valuable contribution to the comprehention of the present genetic variability as a prerequisite for adaptation to the rapid climate change and conservation of the species area in the Balkan Peninsula region.Interpopulacijska i intrapopulacijska varijabilnost triju morfoloških osobina iglica (dužina, širina i debljina) istraživana je u 16 prirodnih populacija jele na Balkanskom poluotoku. Populacije predstavljaju refugijalna područja jele (Abies alba Mill.). Ovaj rad ima za cilj pružiti opsežnu analizu utjecaja klimatskih čimbenika (srednja godišnja temperatura, broj dana s temperaturama < 0, > 5, < 18, > 18°C, Hargreavesov klimatski deficit vlage i De Martonneov indeks aridnosti) na obrazac morfoloških obilježja iglica unutar svake populacije. Populacije su pokazale varijacije u analiziranim morfološkim obilježjima iglica koje se nisu mogle jasno definirati niti jednim od analiziranih klimatskih čimbenika. Najveći utjecaj na vrijednosti obilježja imao je klimatski deficit vlage po Hargreavesu, a zatim najniže vrijednosti srednje godišnje količine oborina. Evolucijska ekološka istraživanja morfologije iglica jele vrijedan su doprinos razumijevanju sadašnje genetske varijabilnosti kao preduvjeta za prilagodbu na brze klimatske promjene i očuvanje vrste na području Balkanskog poluotoka