Wpływ natężenia światła doprowadzonego poprzez światłowody na stan oksydoredukcyjny zawiesiny glebowej i formowane gazy

światłowody, anaerobioza, zawiesina glebowa, potencjał oksydoredukcyjny, fototrofy

W niniejszej pracy zaproponowano nowe rozwiązanie w celu poprawienia natlenienia podłoża za pomocą światłowodów. Światło widzialne (400-750 nm) o różnym natężeniu (811-4866 lx) wprowadzone poprzez światłowody do miejsc objętych stanem anaerobiozy (Eutric Fluvisol) na 10 dni co może aktywować fototrofy, produkujące tlen, a pośrednio wpłynąć na zmianę potencjału redoks (Eh) oraz formowane gazów w trakcie inkubacji. W kombinacji kontrolnej zaobserwowano znaczący spadek wartości Eh z poziomu początkowego 320,8 mV do 50,6 mV w ostatnim dniu inkubacji. Kombinacje oświetlone charakteryzowały się buforowaniem stanu oksydoredukcyjnego. W reaktorach tych ΔEh wynosiło odpowiednio: 130,7 mV dla 811 lx, 80,7 mV dla 4866lx. Najkorzystniejsza okazała się kombinacja 2433 lx, gdzie ΔEh wynosiła zaledwie 30,2 mV. W reaktorach oświetlonych maksymalne stężenie tlenu wynosiło odpowiednio: ~2,5% (811 lx), ~6% (2433 lx) oraz ~5,1% (4866 lx). Zaobserwowano również formowanie azotu cząsteczkowego na poziomie około 20% w przypadku kombinacji 2433 lx i 4866 lx oraz około 15% w przypadku 811 lx. Aktywność respiracyjna fototrofów ujawnia się w wysokim poziomie CO₂ 1,3% w przypadku kombinacji 811 lx, podczas gdy silniejsze iluminacje charakteryzowały się stężeniem CO₂ zaledwie 0,5% ze względu na intensywne wiązanie tego gazu w procesie fotosyntezy. Uzyskane wyniki podkreślają kluczową rolę światła w ośrodku glebowym, w którym panują warunki beztlenowe. Tlen produkowany w wyniku aktywności fototrofów, pośrednio może wpływać na buforowanie stanu redoks i tym samym zapobiegać anaerobiozie. Znamiennym jest również efekt formowania gazów o znacznie mniejszej szkodliwości dla środowiska.