Nauka Przyroda Technologie

Transkrypt

1 Nuk Przyrod Technologie ISSN Dził: Rolnictwo Copyright Wydwnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznniu 2 Tom 4 Zeszyt 6 ANNA PRĘDECKA, JÓZEF CHOJNICKI 2, STEFAN RUSSEL 3 Ktedr Anliz i Prognoz Bezpieczeństw Szkoł Główn Służy Pożrniczej w Wrszwie 2 Ktedr Gleoznwstw Szkoł Główn Gospodrstw Wiejskiego w Wrszwie 3 Smodzielny Zkłd Biologii Mikroorgnizmów Szkoł Główn Gospodrstw Wiejskiego w Wrszwie WPŁYW WIOSENNEGO WYPALANIA TRAW NA LICZEBNOŚĆ BAKTERII I AKTYWNOŚĆ DEHYDROGENAZ GLEBOWYCH Streszczenie. Bdni nd wpływem kontrolownego pożru trw n liczeność kterii i ktywność dehydrogenz przeprowdzono n trzech glech łąkowych w miejscu pożru kontrolownego, w ekotonie i poz miejscem pożru (powierzchni kontroln), w czterech terminch: w kwietniu, lipcu i pździerniku 28 roku orz w kwietniu 29 roku. Po wypleniu odnotowno zmniejszenie ogólnej liczeności kterii i spdek ktywności dehydrogenz. Po upływie roku stwierdzono zwiększenie liczeności dnych mikroorgnizmów i wzrost ktywności dehydrogenz do poziomu kontrolnego. Słow kluczowe: kontrolowne wyplnie trw, ktywność enzymtyczn, ogóln liczeność kterii Wstęp Wyplnie trw w Polsce jest niechluną trdycją, z którą od lt zmgją się strżcy, służy leśne i ochrony środowisk, policj orz strż miejsk. Wiosną, jk również w okresie długotrwłych susz występujących podczs lt i jesieni, gwłtownie wzrst zgrożenie pożrowe. Wiosenne wyplnie trw i resztek pożniwnych jest w świdomości polskich rolników ndl swoistym rodzjem nwożeni i użyźnini (WANIEK i OGLĘCKI 27). W Polsce wyplnie jest zronione prwnie. Dl rolnik stosującego tką prktykę może oznczć ogrniczenie dopłt ezpośrednich i rolnośrodowiskowych z Unii Europejskiej.

2 2 Prędeck A., Chojnicki J., Russel S., 2. Wpływ wiosennego wyplni trw n liczeność kterii i ktywność dehydrogenz gleowych. Nuk Przyr. Technol. 4, 6, #93. Wyplnie jest dziłniem kontrowersyjnym, poniewż z jednej strony prowdzi do zuożeni gley, jest wyrokiem śmierci dl wielu gtunków roślin i zwierząt (SAFAIAN i SHOKRI 998), z drugiej zś znieczyszcz powietrze i może stć się przyczyną przerzutu pożrów n tereny znjdujące się w ezpośrednim sąsiedztwie. Destrukcyjnego wpływu pożru n włściwości iologiczne gley nleży uptrywć w jego niszczącym dziłniu w stosunku do liczeności i skłdu mikroflory orz mikroi mezofuny, tkże w osłieniu ktywności enzymtycznej (FRANKENBURGER i DICK 983, TIWARI i IN. 988, PIETIKÄINEN i FRITZE 993). Zwrc się jednk uwgę również n pozytywne strony skutków wyplni, jkimi są: zwiększenie ioróżnorodności gtunkowej siedlisk, poprw zdrowotności terenów zdegrdownych opnownych przez orgnizmy ptogenne orz zchownie rzdkich gtunków. W niniejszej prcy przedstwiono wpływ doświdczlnego wyplni n zminy liczeności kterii i ktywność enzymtyczną gle łąkowych. Mterił i metody Wyplnie kontrolowne przeprowdzono wiosną, n początku drugiej połowy kwietni 28 roku, n trzech różnych oiektch. Były to łąki: grądow użytkown (Jnki 2), pogienn użytkown (Rszynk) i pogienn nieużytkown (Rszynk 2). N podstwie nlizy gleoznwczej zmieszczonej w prcy STANKIEWICZA (29) określono typy i niektóre włściwości (ph, zwrtość C i N orz stosunek C/N) dnych gle (t. ). Tel. Chrkterystyk dnych gle wrstw -2 cm (STANKIEWICZ 29) Tle. The chrcteristion of studied soils lyer -2 cm (STANKIEWICZ 29) ph Zwrtość (%) Oiekt Rodzj gley C/N H 2 O KCl C N Rszynk Torfowo-murszow 5,84 5,44 23,8,39 7,2 Rszynk 2 Torfowo-murszow 6,24 5,67 6,99,3 6,49 Jnki 2 Bruntn wyługown 6,3 5,34,8,6 3,33 Aktywność dehydrogenz orz ogóln liczeność kterii dno w czterech terminch: w kwietniu, lipcu i pździerniku 28 roku orz w kwietniu 29 roku. Próy gley n kżdej z trzech łąk poierno z trzech miejsc z gley splonej, ekotonu (oszru grnicznego) i z miejsc poz pożrem (z powierzchni kontrolnej), z dwóch głęokości: -5 i 5- cm. Oznczeni ogólnej liczy kterii wykonno metodą płytkową w pięciu powtórzenich z zstosowniem pożywki według BUNTA i ROVIRY (955). Inkucję hodowli prowdzono w temperturze 28 C przez pięć dni.

3 Prędeck A., Chojnicki J., Russel S., 2. Wpływ wiosennego wyplni trw n liczeność kterii i ktywność dehydrogenz gleowych. Nuk Przyr. Technol. 4, 6, #93. 3 Aktywność dehydrogenzy gleowej określono w metodą kolorymetryczną z zstosowniem TTC według PN-ISO (28). Uzyskne wyniki oprcowno sttystycznie metodą nlizy wrincji i porównń wielokrotnych z pomocą progrmu komputerowego Sttgrphics. Wyznczono grupy jednorodne, korzystjąc z testu Tukey (α =,5). Młymi litermi oznczono grupy jednorodne w celu porównni wrtości nliz z poszczególnych punktów kontrolnych. Wyniki W nlizownych miesiącch od kwietni do pździernik 28 roku n powierzchni dwczej Rszynk (rys., 2) ogóln liczeność kterii w wrstwie gley -5 cm n powierzchni wyplonej istotnie różnił się od liczeności n oszrze nieędącym pod wpływem ogni. N powierzchni niewyplonej liczeność kterii wynosił średnio 65,9 5 jtk w g s.m. gley, ktywność dehydrogenz zś,356 µmol TPF w g s.m. gley w ciągu h. W głęszych wrstwch gley również różnice yły istotne, liczeność kterii wynosił od 32,8 5 n powierzchni wyplonej do 7,4 5 jtk w g s.m. gley n powierzchni nieojętej pożrem. 3 jtk w g s.m. gley c IV 28 VII 28 X 28 IV 29 pożr -5 ekoton -5 kontrol -5 pożr 5- ekoton 5- kontrol 5- Rys.. Ogóln liczeność kterii n powierzchni dwczej Rszynk; tkimi smymi litermi oznczono grupy jednorodne Fig.. The totl cteri count on the study plot Rszynk; uniform groups re mrked with the sme letters Aktywność dehydrogenz ksztłtowł się w grnicch od,27 n głęokości -5 cm do,357 µmol TPF w g s.m. gley w ciągu h n głęokości 5- cm. W kwietniu 29 roku liczeność kterii w gleie ył nieco większ n powierzchni wyplonej niż n powierzchni niewyplonej. N powierzchni wyplonej n głęokości -5 cm wynosił6,2 5 jtk w g s.m. gley, n powierzchni nieojętej pożrem 55,8 5 jtk w g s.m. gley. N głęokości 5- cm różnice w liczeności kterii i ktywności dehydrogenz yły nieistotne sttystycznie.

4 4 Prędeck A., Chojnicki J., Russel S., 2. Wpływ wiosennego wyplni trw n liczeność kterii i ktywność dehydrogenz gleowych. Nuk Przyr. Technol. 4, 6, #93. µmol TPF w g s.m. gley w ciągu h,4,35,3,25,2,5,,5 IV 28 VII 28 X 28 IV 29 pożr -5 ekoton -5 kontrol -5 pożr 5- ekoton 5- kontrol 5- Rys. 2. Aktywność dehydrogenz n powierzchni dwczej Rszynk; tkimi smymi litermi oznczono grupy jednorodne Fig. 2. Dehydrogenses ctivity on the study plot Rszynk; uniform groups re mrked with the sme letters Gle spod łąki Rszynk jest gleą torfowo-murszową, o zncznej zwrtości wody, w której stwierdzono również dużą zwrtość węgl i zotu, stosunek C/N wynosił 7,2. Świdczy to o zncznej wrżliwości n dziłnie ogni, le też o zncznym potencjlne regenercyjnym. Potwierdzją to wyniki przeprowdzonych nliz. N oiekcie Rszynk 2 (rys. 3, 4) w nlizownym okresie dń ogóln liczeność kterii n powierzchni wyplonej w wrstwie -5 cm ył njmniejsz zrz po pożrze wynosił średnio 62,2 5 jtk w g s.m. gley, ktywność dehydrogenz zś,265 µmol TPF w g s.m. gley w ciągu h. 3 jtk w g s.m. gley IV 28 VII 28 X 28 IV 29 pożr -5 ekoton -5 kontrol -5 pożr 5- ekoton 5- kontrol 5- Rys. 3. Ogóln liczeność kterii n powierzchni dwczej Rszynk 2; tkimi smymi litermi oznczono grupy jednorodne Fig. 3. The totl cteri count on the study plot Rszynk 2; uniform groups re mrked with the sme letters

5 Prędeck A., Chojnicki J., Russel S., 2. Wpływ wiosennego wyplni trw n liczeność kterii i ktywność dehydrogenz gleowych. Nuk Przyr. Technol. 4, 6, #93. 5 µmol TPF w g s.m. gley w ciągu h,3,25,2,5,,5 IV 28 VII 28 X 28 IV 29 pożr -5 ekoton -5 kontrol -5 pożr 5- ekoton 5- kontrol 5- Rys. 4. Aktywność dehydrogenz n powierzchni dwczej Rszynk 2; tkimi smymi litermi oznczono grupy jednorodne Fig. 4. Dehydrogenses ctivity on the study plot Rszynk 2; uniform groups re mrked with the sme letters W kwietniu n powierzchni nieojętej pożrem, n głęokości -5 cm, liczeność kterii wynosił83,9 5 jtk w g s.m. gley, ktywność dehydrogenz zś,282 µmol TPF w g s.m. gley w ciągu h. W pździerniku w wrstwie -5 cm stwierdzono dlszy wzrost liczeności kterii n powierzchnich: wyplonej, grnicznej i kontrolnej. Liczeność kterii wynosił od 82,2 5 jtk w g s.m. gley n powierzchni kontrolnej do 84 5 jtk w g s.m. gley n powierzchni wyplonej w wrstwie -5 cm i od 7, 5 jtk w g s.m. gley poddnej wyplniu do 78,2 5 jtk w g s.m. gley wolnej od dziłni ogni n głęokości 5- cm. Aktywność dehydrogenz wynosił od,289 µmol TPF w g s.m. gley w ciągu h n powierzchni kontrolnej do,29 µmol TPF w g s.m. gley w ciągu h n powierzchni wyplonej w wrstwie -5 cm i od,267 µmol TPF w g s.m. gley w ciągu h n powierzchni poddnej wyplniu do,255 µmol TPF w g s.m. gley w ciągu h n powierzchni nieojętej pożrem n głęokości 5- cm. Świdczy to o zncznym potencjle regenercyjnym gley oiektu Rszynk 2. N powierzchni dwczej Jnki 2 (rys. 5, 6) w 28 roku n terenie wyplonym ogóln liczeność kterii w wrstwie gley -5 cm zrz po wypleniu wynosił3,8 5 jtk w g s.m. gley, w gleie zś z powierzchni kontrolnej 65,8 5 jtk w g s.m. gley. Aktywność dehydrogenz w wrstwie gley -5 cm przedstwił się w sposó nstępujący:,226 µmol TPF w g s.m. gley w ciągu h n terenie wyplonym,,276 µmol TPF w g s.m. gley w ciągu h n powierzchni nieojętej pożrem. N oszrze wyplonym w wrstwie gley 5- cm liczeność kterii wynosił 9,4 5 jtk w g s.m. gley i ył istotnie mniejsz od liczeności n powierzchni kontrolnej 45,6 5 jtk w g s.m. gley. Nie stwierdzono istotnych różnic w ktywności dehydrogenz n dnych powierzchnich w wrstwie 5- cm.

6 6 Prędeck A., Chojnicki J., Russel S., 2. Wpływ wiosennego wyplni trw n liczeność kterii i ktywność dehydrogenz gleowych. Nuk Przyr. Technol. 4, 6, #93. 3 jtk w g s.m. gley c IV 28 VII 28 X 28 IV 29 pożr -5 ekoton -5 kontrol -5 pożr 5- ekoton 5- kontrol 5- Rys. 5. Ogóln liczeność kterii n powierzchni dwczej Jnki 2; tkimi smymi litermi oznczono grupy jednorodne Fig. 5. The totl cteri count on the study plot Jnki 2; uniform groups re mrked with the sme letters µmol TPF w g s.m. gley w ciągu h,3,25,2,5,,5 IV 28 VII 28 X 28 IV 29 pożr -5 ekoton -5 kontrol -5 pożr 5- ekoton 5- kontrol 5- Rys. 6. Aktywność dehydrogenz n powierzchni dwczej Jnki 2; tkimi smymi litermi oznczono grupy jednorodne Fig. 6. Dehydrogenses ctivity on the study plot Jnki 2; uniform groups re mrked with the sme letters Łąk n oiekcie Jnki 2 jest zloklizown n gleie runtnej wyługownej o młej wilgotności, tkże młej zwrtości węgl i zotu. Gle t chrkteryzuje się młą liczenością mikroorgnizmów w wierzchniej wrstwie (-5 cm).

7 Prędeck A., Chojnicki J., Russel S., 2. Wpływ wiosennego wyplni trw n liczeność kterii i ktywność dehydrogenz gleowych. Nuk Przyr. Technol. 4, 6, #93. 7 Dyskusj W dostępnej literturze nukowej znleziono wiele prc dotyczących wpływu oddziływni ogni n środowisko gleowe i zmieszkujące je orgnizmy. Wielu utorów podje, że pożry przyczyniją się do zmniejszeni liczeności populcji mikroorgnizmów, skutki pożru zleżą od rodzju gley, czsu wyplni orz typu łąki (VOGL 974). Bdni prowdzone nd zminmi liczeności mikroorgnizmów wywołnymi niekorzystnymi wrunkmi powstłymi po pożrze wykzły jej spdek, czsmi rk wpływu ogni n oserwowne populcje. W prcch prowdzonych przez DEKĘ i MISHRĘ (983) wskzno n zmniejszenie się liczeności dnych orgnizmów w gleie wyplonej w stosunku do gley niewyplonej n głęokości 5 cm, co zostło również potwierdzone w niniejszych dnich. W dnich prowdzonych przez NEARY EGO i IN. (999) zwiększenie liczeności dnych mikroorgnizmów po pożrze kontrolownym zoserwowno po roku. Anlizy dnych próek gley wykzły, że ktywność dehydrogenz njsilniej zostł zhmown przez pożr n powierzchni splonej w poziomie -5 cm, jk również w strefie ekotonu. Wyniki dń uzyskne przez AJWĘ i IN. (999) orz RAUA i IN. (28) dowiodły, że pożr m istotny wpływ n zmniejszenie ktywności dehydrogenz. SAA i IN. (993), STADDON i IN. (998), którzy prowdzili dni nd ktywnością enzymów w gleie po pożrch, wskzli n redukcję ktywności fosftzy kwśnej n terench popożrowych. Proces regenercji ktywności enzymtycznej gle popożrowych przeieg wolno i jest wprost proporcjonlny do wzrostu iomsy mikroorgnizmów. Anliz przeprowdzon w późniejszych terminch wykzł stymulcję ktywności dehydrogenz n powierzchni splonej w wrstwie -5 cm i w strefie ekotonu. N powierzchni kontrolnej nieojętej pożrem ktywność dehydrogenz ył njwiększ (BOERNER i IN. 2). Możn zuwżyć, że w glech pod łąkmi n oiektch Rszynk i Rszynk 2 występuje zdecydownie więcej kterii niż n oiekcie Jnki 2. Jest to uzsdnione typem gley orz jej wilgotnością. N wszystkich trzech glech liczeność kterii n głęokości -5 cm pod wpływem ogni istotnie się zmniejszył, co jest zgodne z innymi dotychczs wykonnymi dnimi. Głęsze wrstwy gley zwierją mniej mikroorgnizmów, słszy jest również wpływ wyplni n ich liczeność, poniewż n terench trwistych ogień przemieszcz się po powierzchni z dużą szykością, przez co negtywne jego skutki w głęszych prtich gley są mniejsze. Wnioski. Wyplnie miło wpływ n ogólną liczeność kterii. Był on większy w powierzchniowych wrstwch gley (-5 cm). 2. Gley torfowo-murszowe, dzięki większej zwrtości mterii orgnicznej i wody, szyciej odudowywły liczeność kterii niż gle runtn wyługown. 3. Wyplnie trw miło wpływ n ktywność enzymtyczną dnych gle. Zmniejszenie ktywności dehydrogenz w gleie wyplonej i w ekotonie yło prwdopodonie spowodowne zmniejszeniem się liczeności mikroorgnizmów w gleie po pożrze.

8 8 Prędeck A., Chojnicki J., Russel S., 2. Wpływ wiosennego wyplni trw n liczeność kterii i ktywność dehydrogenz gleowych. Nuk Przyr. Technol. 4, 6, # Aktywność dehydrogenz ył większ w prókch gley z poziomu -5 cm, mniejsz w prókch gley z poziomu 5- cm. Litertur AJWA H.A., DELL C.J., RICE C.W., 999. Chnges in enzyme ctivities nd microil iomss of tllgrss pririe soil s relted to urning nd nitrogen fertiliztion. Soil Biol. Biochem. 3, 5: BOERNER R.E.J., DECKER K.L.M., SUTHERLAND E.K., 2. Prescried urning effects on soil enzyme ctivity in southern Ohio hrdwood forest: lndscpe-scle nlysis. Soil Biol. Biochem. 32, 7: BUNT Y.S., ROVIRA A.D., 955. Microiologicl studies of some surctic soils. J. Soil Sci. 6: DEKA H.K., MISHRA R.R., 983. The effect of slsh urning on soil microflor. Plnt Soil 73, 2: FRANKENBURGER W.T., DICK W.A., 983. Reltionships etween enzyme ctivities nd microil growth nd ctivities indices in soil. Soil Sci. Soc. Am. J. 47, 4: NEARY D.G., KLOPATEK C.C., DEBANO L.F., 999. Fire effects on elowground sustinility: review nd synthesis. For. Ecol. Mng. 22, /2: 5-7. OLSZOWSKA G. 22. Wpływ pożru w Ndleśnictwie Rudy Rciorskie n ktywność enzymtyczną gle. Rocz. Gleozn. 53, 3/4: PIETIKÄINEN J., FRITZE H., 993. Microil iomss nd ctivity in the humus lyer following urning: short-term effects of two different fires. Cn. J. For. Res. 23: PIETIKÄINEN J., FRITZE H., 996. Soil microil iomss: determintion nd rection to urning nd sh fertiliztion. W: Fire in ecosystems of Borel Eursi. Red. J.G. Goldmmer, V.V. Furyev. For. Sci. 48, 2: PN-ISO Jkość gley. Ozncznie ktywności dehydrogenzy w gleie. Część. Metod z zstosowniem chlorku 2,3,5-trójfenylotetrzolu (TTC). PKN, Wrszw. RAU B.M., CHAMBERS J.C., BLANK R.R., JONSON D.W., 28. Effects of fire on soil respirtion, ATP content nd enzyme ctivities in Mediterrnen mquis. Rngelnd Ecol. Mng. 6, 3: SAA A., TRASAR-CEPEDA C., GIL-SOTRES F., CARBALLAS T., 993. Chnges in soil phosphorus nd cid phosphtse ctivity immeditely following forest fires. Soil Biol. Biochem. 25, 9: SAFAIAN N., SHOKRI M., 998. The role of fire s n ecologicl fctor in rngelnd ecosystems. Irn. J. Nt. Resour. 5, 2: STADDON W.J., DUCHESNE L.C., TREVORS J.T., 998. Acid phosphtse, lkline phosphtse nd rylsulphtse ctivities in soils from jck pine (Pinus nksin Lm.) ecosystem fter cler-cutting, prescried urning, nd scrifiction. Biol. Fertil. Soils 27, : -4. STANKIEWICZ M., 29. Typologi i włściwości wyrnych gle gminy Rszyn. Mszynopis. SGGW, Wrszw. TIWARI S.C., TIWARI B.K., MISHRA R.R., 988. Enzyme ctivities in soils: effects of leching, ignition, utoclving nd fumigtion. Soil Biol. Biochem. 2, 4: WANIEK E., OGLĘCKI P., 27. Wyplnie trw i pożry zgrożenie dl ioróżnorodności i zsoów przyrody nieożywionej. W: Zsoy przyrodnicze sznsą zrównowżonego rozwoju. Red. P. Hewelke. Wyd. SGGW, Wrszw: VOGL R.J., 974. Effects of fire on grsslnds. W: Fire nd ecosystems. Acdemic Press, New York: 39-6.

9 Prędeck A., Chojnicki J., Russel S., 2. Wpływ wiosennego wyplni trw n liczeność kterii i ktywność dehydrogenz gleowych. Nuk Przyr. Technol. 4, 6, #93. 9 THE EFFECT OF SPRING GRASS BURNING ON THE BACTERIA COUNT AND THE SOIL DEHYDROGENASES ACTIVITY Summry. The effect of grss urning on the numer of microorgnisms nd dehydrogenses ctivity ws determined in three grsslnd soils in three sites (urned, order, unurned) in April, July, nd Octoer 28 nd in April 29. The first nlysis mde in April showed decrese in the numer of microorgnisms nd in the dehydrogenses ctivity. After yer the numer of microorgnisms nd the dehydrogenses ctivity incresed to the control level. Key words: controlled grss urning, enzymtic ctivity, totl cteri count Adres do korespondencji Corresponding ddress: Ann Prędeck, Ktedr Anliz i Prognoz Bezpieczeństw, Szkoł Główn Służy Pożrniczej w Wrszwie, ul. Słowckiego 52/54, -629 Wrszw, Polnd, e-mil: predeck@wp.pl Zkceptowno do druku Accepted for print: 8..2 Do cytowni For cittion: Prędeck A., Chojnicki J., Russel S., 2. Wpływ wiosennego wyplni trw n liczeność kterii i ktywność dehydrogenz gleowych. Nuk Przyr. Technol. 4, 6, #93.