ANNALES. Stefania Jezierska-Tys, Klaudia Świca. Wpływ symulowanych kwaśnych opadów na aktywność mikrobiologiczną gleby

Transkrypt

1 ANNALES UNIVERSITATIS VOL. LIX, Nr MARIAE LUBLIN * CURIE- S K Ł O D O W S K A POLONIA SECTIO E Katedra Mikrobiologii Rolniczej, Akademia Rolnicza w Lublinie ul. Leszczyńskiego, -69 Lublin, Poland Stefania Jezierska-Tys, Klaudia Świca Wpływ symulowanych kwaśnych opadów na aktywność mikrobiologiczną gleby The effect of simulated acid rainfalls on microbial activity in soil ABSTRACt. The experiment was set on lessive soil developed from heavy loamy sand. The aim of the study was to evaluate the effect of 5 kg S ha year dose on intensification of respiration activity, intensification of amonification and nitrification processes in soil. The soil was amended with liquid manure ( m ha year) before acid rainfall dose application. Nitrification process was inhibited by acidic rainfall but stimulated by liquid manure fertilization. Sulphating and liquid manure applied stimulated the respiration activity and intensification of amonification processes. KEY WORDS: respiration activity, amonification, nitrification, acid ran, liquid manure Właściwości chemiczne i fizykochemiczne gleb mają znaczący wpływ na żyjące w glebie grupy drobnoustrojów [Barabasz 99, 99; Kobus 995]. Zależą one od wielu czynników, między innymi od stanu zakwaszenia oraz użyźnienia nawozami organicznymi. Jednym z ważnych nawozów organicznych jest gnojowica, stanowiąca składnik strukturotwórczy gleby [Maćkowiak, Żebrowski 996]. Obojętny odczyn, jaki posiada gnojowica, oznacza, iż nadaje się ona na gleby kwaśne. Właściwości, jakie charakteryzują się ten nawóz, w istotny sposób wpływają na uaktywnienie życia biologicznego gleby [Jezierska-Tys 99; Hus, Kutera 998]. Jednak nawóz ten musi być stosowany w określonych dawkach i terminach, w przeciwnym razie nie można spodziewać się jego poannales UMCS, Sec. E,, 59,, 6 66.

2 6 zytywnego wpływu na właściwości fizykochemiczne gleb [Gorlach 99; Mazur 996, Mazur i in. 998]. Celem przeprowadzonego doświadczenia było poznanie wpływu dawki siarki, odpowiadającej naturalnej imisji 5 kg S ha rok, na nasilenie procesów amonifikacji i nitryfikacji oraz aktywność respiracyjną w glebie płowej wzbogaconej gnojowicą. Badane procesy mają ogromne znaczenie w przekształcaniu organicznych związków azotu w mineralne, biologicznie przyswajalne, a ich nasilenie odzwierciedla żyzność gleb [Barabasz 99; Myśków i in. 996]. METODY Badania przeprowadzono w doświadczeniu modelowym na glebie płowej wytworzonej z piasku gliniastego mocnego. Podstawowa charakterystyka gleby użytej do doświadczenia przedstawia się następująco: skład granulometryczny,, mm 65%,,, mm 9%, <, 6%; odczyn phkcl,5; wę giel organiczny,5 g kg ; azot ogólny,6 g kg ; siarka ogólna, g kg. Próbki glebowe pobrano z warstwy uprawnej z głębokości cm, dokładnie wymieszano i przesiano przez sito o średnicy oczek mm. Naważki gleby o masie g stopniowo nawilżono odpowiednią dawką kwaśnego opadu (w ilości, g S kg, co odpowiada naturalnej imisji 5 kg S ha rok ) i gnojowicy ( cm kg gleby) z taką objętością wody, aby wilgotność ich kształtowała się na poziomie % c.p.w. Następnie materiał glebowy inkubowano w naczyniach szklanych o pojemności cm, w temperaturze ± C, przez dni, przez cały czas utrzymując stałą wilgotność. Każdą kombinację założono w trzech powtórzeniach. Schemat doświadczenia był następujący: ) gleba kon trolna; ) gleba + m gnojowicy ha rok ; ) gleba + 5 kg S ha rok ; ) gleba + m gnojowicy + 5 kg S ha rok. Zastosowana gnojowica by dlęca zawierała: substancja organiczna g kg ; azot ogólny, g kg. Okresowe analizy wykonano po,,,,, i dniach. Obejmowały one następujące oznaczenia: aktywność oddechowa [Rühling, Tyler 9]; nasilenie procesu amonifikacji [Nowosielski 968], oznaczenia N-NH wykonano metodą Nesslera ( ml przesączu + ml winianu sodowo-potasowego + woda destylowana do ml), kolorymetrowano przy długości fali nm; nasilenie procesu nitryfikacji metodą brucynową według Grewelinga i Peecha [Nowosielski 968], do ml przesączu dodawano 5 ml brucyny rozpuszczonej w stężonym kwasie siarkowym, po godzinach kolorymetrowano przy długości fali nm; ph KCl potencjometrycznie.

3 6 WYNIKI Z przeprowadzonych badań wynika, że zastosowana dawka siarki stymulowała aktywność respiracyjną gleby przez cały okres trwania doświadczenia, co ilustruje rycina. Ilość wydzielonego CO w tym obiekcie glebowym była na wyższym poziomie niż w kontroli. Można przypuszczać, że zasiarczenie oraz towarzyszące temu zakwaszenie gleby mogło spowodować częściową hydrolizę materii organicznej, uwalniając substraty wykorzystywane w procesie oddychania. Podobną sugestię wysuwali również Firestone i in. [98]. W glebie wzbogaconej gnojowicą z jednoczesnym zasiarczeniem aktywność oddechowa była do dnia inkubacji na wyższym poziomie niż z samą gnojowicą, a w późniejszym okresie na tym samym poziomie. 8 CO mg kg gleby soil 8 Rycina. Zmiany aktywności oddechowej w poszczególnych obiektach glebowych; ) gleba kontrolna, ) gleba + m gnojowicy ha rok, ) gleba + 5 kg S ha rok, ) gleba + m gnojowicy + 5 kg S ha rok Figure. Respiration activity in particular soil objects; ) soil control, ) soil + m slurry ha year, ) soil + 5 kg S ha year, ) soil + m slurry ha year + 5 kg S ha year Wpływ zasiarczenia, gnojowicy i czasu inkubacji na nasilenie procesu amonifikacji w glebie płowej ilustruje rycina. Intensywność badanego procesu w badanych obiektach glebowych była na wyższym poziomie niż w kontroli

4 6 N-NH mg kg s.m. gleby d.m. soil 5 5 N-NO mg kg s.m. gleby d.m. soil Rycina. Nasilenie procesu amonifikacji w poszczególnych obiektach glebowych; oznaczenia jak na rycinie Figure. Intensification of amonification in particular soil objects; explanations like in Figure 8 6 Rycina. Nasilenie nitryfikacji w poszczególnych obiektach doświadczalnych; oznaczenia jak na rycinie Figure. Intensification of nitrification in particular soil objects; explanations like in Figure

5 ph Rycina. Odczyn gleby (ph) w badanych obiektach glebowych; oznaczenia jak na rycinie Figure. Reaction of soil (ph) of particular soil objects; explanations like in Figure z wyjątkiem końcowego etapu doświadczenia, w którym nasilenie amonifikacji było nieco niższe. Zastosowane zasiarczenie gleby płowej spowodowało stymulację procesu amonifikacji powyżej wartości uzyskanych w pozostałych obiektach glebowych. Wprowadzenie do gleby zasiarczonej gnojowicy spowodowało w tym obiekcie, że siła amonifikacyjna była na nieco niższym poziomie, ale z mniejszymi okresowymi wahaniami. Zastosowana dawka zasiarczająca wyraźnie ograniczała nasilenie procesu nitryfikacji w badanej glebie (ryc. ). Wzbogacenie gleby zasiarczonej gnojowicą w ilości m spowodowało wzrost intensywności badanego procesu. Jednakże w obu obiektach nasilenie procesu nitryfikacji było na bardzo niskim poziomie. Wzbogacenie gleby gnojowicą spowodowało stymulację procesu nitryfikacji. Wyniki tych badań potwierdzają wcześniejsze badania autorki [Jezierska-Tys ] z mniejszą dawką gnojowicy. Na rycinie przedstawiono wyniki badań, obrazujące zmiany odczynu gleby płowej w badanych obiektach doświadczalnych. Wzbogacenie gleby gnojowicą w ilości m spowodowało wzrost odczynu powyżej wartości otrzymanych w obiekcie kontrolnym. Wprowadzenie do gleby zasiarczonej gnojowicy spowodowało niewielki wzrost odczynu w porównaniu z glebą tylko zasiarczoną.

6 66 WNIOSKI. Zastosowane zasiarczenie jak również gnojowica wpłynęły stymulująco na aktywność oddechową i amonifikacyjną badanej gleby.. Wzbogacenie gleby zasiarczonej gnojowicą w ilości m ha rok spowodowało zmniejszenie okresowych wahań badanych procesów mikrobiologicznych.. Zasiarczenie gleby płowej w ilości 5 kg S ha rok wpłynęło hamująco na proces nitryfikacji, a wprowadzenie gnojowicy ograniczało ujemne oddziaływanie zasiarczenia na badany proces. PIŚMIENNICTWO Barabasz W. 99. Mikrobiologiczne przemiany azotu glebowego. I. Biogeochemia azotu glebowego. Post. Mikrobiol., 95. Barabasz W. 99. Mikrobiologiczne przemiany azotu glebowego. I. Biotransformacja azotu glebowego. Post. Mikrobiol.,. Firestone M.K., McColl J.G., Killham K.S. Brooks P.D. 98. Microbial response to acid dispositions and effects on plant productivity. Affect of acid rain on vegetation. London. Gorlach E. 99. Niektóre ekologiczne aspekty produkcji nawozów organicznych. Nawozy Organiczne, AR Szczecin, 5 5. Hus S., Kutera J Oddziaływanie gnojowicy na środowisko glebowe. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol. 8, Jezierska-Tys S. 99. Wpływ nawożenia gnojowicą świeżą oraz jej formami przetworzonymi na aktywność enzymatyczną i nasilenie procesów biologicznych gleby bielicowej. Annales UMCS, sec. E, 9, 6. Jezierska-Tys S.. Przemiany substancji organicznej azotowej w zasiarczonej glebie płowej wzbogaconej gnojowicą. Acta Agrophysica 8, 5. Kobus J Biologiczne procesy a kształtowanie żyzności gleby. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 9 9. Maćkowiak C., Żebrowski J Plony roślin oraz zawartość próchnicy w glebie w wieloletnim doświadczeniu polowym ze stosowaniem zróżnicowanych dawek gnojowicy. Zesz. Nauk. AR Szczecin, Rol. 6,. Mazur T., Wojtas A., Mazur Z., Sądej W Porównanie działania nawożenia organicznego z mineralnym na odczyn i kwasowość gleby. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol. 8, 5 6. Mazur T Ekologiczne skutki nawożenia organicznego. Zesz. Nauk. AR Szczecin Rol. 6, -. Myśków W., Stachyra A., Zięba S., Masiak D Aktywność biologiczna gleby jako wskaźnik jej żyzności i urodzajności. Rocz. Gleb., Nowosielski O Metody oznaczania potrzeb nawożenia. PWRiL, Warszawa. Rühling A., Tyler G. 9. Heavy metal pollutions and decomposition of spruce needle litter. Oikos,.