WPŁYW METALI CIĘŻKICH NA AKTYWNOŚĆ DEHYDROGENAZOWĄ I KATALAZOWĄ W GLEBACH

Transkrypt

1 ROCZNK GLEBOZNAWCZE T. XXXV, NR 2, S , WARSZAWA 1985 RYSZARD TURSK, ZOFA STĘPNEWSKA, ANNA WÓJCKOWSKA-KAPUSTA, ANNA KASAK WPŁYW METAL CĘŻKCH NA AKTYWNOŚĆ DEHYDROGENAZOWĄ KATALAZOWĄ W GLEBACH nstytut Gleboznawstwa i Chemiii Rolnej Akademii Rolniczej w Lublinie Zakład Agrofizyki PAN w Lublinie WSTĘP W celu określenia ogólnej aktywności biologicznej gleb już w latach sześćdziesiątych obecnego stulecia stosowano metody oznaczania aktyw ności niektórych enzymów, głównie dehydrogenaz [9]. Enzymy obecne w glebie mogą pochodzić z roślin i drobnoustrojów. Uważa się, że dehydrogenazy pełnią zasadniczą rolę w początkowych stadiach utleniania substancji organicznej przez przenoszenie wodoru lub elektronów z substratów do akceptorów [7]. Aktywność katalazy glebowej jest związana z zawartością substancji organicznej i jest do niej proporcjonalna. Działalność katalazy polega na rozkładzie nadtlenku wodoru na tlen cząsteczkowy i wodę. Aktywność dehydrogenaz i katalazy jest największa w poziomach próchniczych i zmniejsza się wraz z głębokością gleby [4, 8, 9]. Stwierdzono, że aktywność biologiczna gleb ulega w yraźnym zmianom w obecności Pb. Okazało się, że nagromadzenie Pb w glebie powoduje wyraźne obniżenie jej oddychania oraz zmianę aktywności dehydrogenazowej. Doelman i współautorzy stwierdzili, że zdolność Pb do obniżania poziomu oddychania i aktywności biologicznej zależy od pojemności kationowymiennej gleby. ch zdaniem, należy liczyć się z możliwością wystąpienia niejednakowych efektów przy tych samych dawkach Pb na różnych glebach [1, 2, 3]. Podjęte przez nas badania miały na celu określenie zmian aktywności dehydrogenazowej i katalazowej w glebach pochodzących z terenu przyszłego Lubelskiego Zagłębia Węglowego, inkubowanych z dodatkiem tlenków Pb, Zn i Ni, przy zróżnicowanej wilgotności i natlenieniu tych gleb.

2 3 R. Turski i in. MATERAŁ METODY Badania nad aktywnością glebowych dehydrogenaz i katalazy przeprowadzono na glebie bielicoziemnej wytworzonej z piasku (Orzechów Nowy), glebie brunatnej wytworzonej z lessu (Trębaczów) oraz na wapniowcowej rędzinie kredowej (Bezek). Pobrane z poziomów próchnicznych (tab. 1) próbki gleb suszono w tem peraturze pokojowej i przesiewano Ogólne właściwości badanych gleb General p ro p erties of th* зои я under.'tudy T a b e l a 1 ;:a - Jc.il ::rur.atnozi';mna wytworzona 7, lessów Brown r o ił developed from loess Rodzina kredowa Cretaceous rer.d;;ir.a s o il.:5îe] icoziemna л уuworzena z pi a sit ów i'o d -.c i c ^ il d *; v e 2 o po d from з an à г:>-id /-raniiionv' tryczny - czast-k Jra-:.:] om? cric oonpcsi ti?n, * of p a rtic le s of J O, 1 mm, 1 -..'iti -.T ZOŹĆ.. a;:;:-tar.c'i organiczne 2!< ^ r-.-anic : n a t t e r ООП t, nt ph i ".'cmnofić kationowa at- / 1 Cationic : - a - i ty mm KUl H, o X t-x x * =, ~ 1, С? ^.. 9 7,С 7,7 * ~ ' 4,7 6, 3 3, 7 < ü : *5 x.к'г.а kationów - Sum of cations T'x Zi.?:?.rtoŹ2 w;/r.ienne o К - Content of exchrirrrabls H przez 3-milimetrowe sito plastykowe. Do jednej serii próbek tych gleb dodano mieszaninę: ZnO, P b 2 i NiO w ilościach (w przeliczeniu na czyste metale) odpowiednio: 1,3, 3, 29 i 4,95 mg/kg gleby ( dawka), do drugiej ilości 5-krotnie większe ( dawka). Dodane ilości tlenków odpowiadają masie pyłów uważanej za dopuszczalną w Śląskim Zagłębiu Węglowym w okresie 1 i 5 lat. Kontrolną serię stanowiły próbki gleb bez dodatku tlenku tych metali. Odważone ilości tlenków rozcierano w moździerzu agatowym z małą porcją gleby i po wymieszaniu jej z resztą próbki glebowej umieszczano w workach polietylenowych. Próbki gleby bez dodatków i z dodatkiem tlenków przesypywano do cylinderków sporządzanych z pcw i ustawiano na podsiąk kapilarny. Po nasyceniu wodą cylinderki stawiano na płytach ssących z siłą 1 i 1 hpa. Część cylinderków w pełni nasyconych wodą, po ustaleniu się ciśnienia ssącego, przeniesiono do komór inkubacyjnych o temperaturze 2 ±2 C, przez które stale przepływała mieszanina gazów o składzie: 1) 21% % N2; 2) 21% 2 + 5% C % N2; 3) 1% N2 i 4) 95% N2 + 5% C 2. W czterech kombinacjach z przepływającymi gazami znalazły się cylinderki z glebą o wilgotności odpowiadającej sile ssącej 1 hpa, 1 hpa bez dodatków metali oraz z i do

3 Wpływ metali ciężkich na enzymy glebowe 31 datkiem w trzech powtórzeniach każda. Serię kontrolną stanowiła gleba całkowicie wysycona wodą bez dodatków i z dodatkami tlenków metali, inkubowana bez przepływu gazów. Szczegółowy opis doświadczenia przedstawiono w pracy Wójcikowskie j-kapusty [1]. nkubację gleb prowadzono przez 21 dni. Po upływie tego czasu oznaczono aktywność dehydrogenazową próbek glebowych metodą opisaną przez Rossa {7] na podstawie redukcji chlorku 2,3,5-trójfenylotetrazolu (TTC) do formazanu. Aktywność katalazową określano metodą manganometryczną według Johnsona [5]. Aktywność dehydrogenazową wyrażono jako ilość jumolu formazanu utworzonego w glebie w ciągu 1 min., w przeliczeniu na 1 g suchej masy gleby (/imole form azanu g ",m in 1). Aktywność katalazową wyrażono ilością /imoli КМпО/1( równoważną rozkładowi H2 2 w wyniku działania enzymu, w porównaniu z próbą kontrolną odniesioną do 1 g suchej gleby (jumole KMnO/Ag-1). Zawartość Zn, Ni i Pb oznaczono w ekstrakcie 2,5-procentowego kwasu octowego, przy stosunku gleba : roztwór 1:4, metodą absorpcji atomowej na aparacie AAS-1, cynk bezpośrednio z roztworu, nikiel i ołów natom iast przeprowadzono do fazy organicznej metodą ketonową, opisaną przez Kabatę-Pendias [6]. stotność otrzymanych wyników aktywności dehydrogenaz i katalazy badanych gleb sprawdzono na podstawie analizy w ariancji (tab. 8). WYNK Aktywność dehydrogenazową. Po 21 dniach inkubacji stwierdzono istotny wzrost aktywności dehydrogenazowej łączny dla trzech badanych gleb wraz ze wzrostem dawki metali ciężkich (tab. 2 7, rye. 1 4). Wzrost ten był znaczniejszy przy większej wilgotności (1 Bilans n e ta li ciężkich w badanych glebach /rag/kg/ Balance of heavy m etals in the s o ils under study /mg/к г / T4 bela 2 Glc ba S oil ] ość wyjściowa n i t i a l amount Dodar.o - J.'lO.e d Juir.a - Jura Zn Pb Ni Zn Pb Ni Zr.. ::i Lessowa Loess i io, 3 51,5 3 r>» - 1^,4 4,9 24,3 239, 3 23,5 ю з,з y 7.9, У Rędzinr. Rendzina i 1,3 51,5 3,2 1o,4 4,9 51,3 551,5 3s, i 13,9 31, i i/iszczysta oand i :o,3 51,5 3,2 16, t,s 66,3 12,2 2=, 4 С, 9 2b,3 i 11 - dawki m etali ciężkich and - doses of heavy motals

4 32 R. Turski i in. Aktywność dehydrogenazowa i katalazowa badanych gleb /potraktowanych łą c z n ie / w zależności od ich w ilgotności i dodatku m etali ciężkich Dehydrogenase and catalase a c tiv ity of the s o ils under study /regarded as a whole/ depending on the m oisture lev el and addition of heavy m etals Aktywność A ctiv ity Dodatek m otali Addition ot m o t a l 3 Wilgotność odpowiadająca c iśn ie n iu K'ji3ture lev el corresponding to the ргеязиге of 1 hp-i 1 hpa średnie Me an я Dehydrogenazowa of dehydrogenase 1,596 1,73 1,337 1,761 1,433 1,625 2, 31 1,664 1,987 średnie me-tn 1,зпо 1,41 1,65 Kata] 'izow-> of cat'ilnso 1,7.36 1,31 1,774 1,76-1 2,4 1,884 1,693 1,853 1,77 średnie яеч.п 1,73 1,839 1,89 T \ b e 1 л 4 Aktywność dehydro enazowa w zależności od skłndu prze pływających :\-\.z6\4 w ilgotności badanych gleb i ilo ś c i dodanych m etali ciężkich Dehydrogenize a c tiv ity depending on the composition of flowing gase.t, ir.oiöture lev :l of the s o ils studied and the amount of added heavy met ils Gleba S oil Ood-tek m-.'tali Addition of me t ils 21* N2 21'; o + + 5% C ;>: :i2 ioas n2 95%?r v^ Co jimol f ormazanu X min 1 - pmol of formazane x g-1 x mir. 1 3r-.idnio Меапз Lessowa Loe33,366,738,818,715,784 1,66,643 1,623,833 1,41,596,62 2,2,53,941 średnie mean,843,667 1,*87,692,922 Rędzina Rendzina 1 7,931 1, 356 1,46 1, 36 1,226 1,193 1,495,951 1,214 1,39 1,585 1,48 1,822 1,571 średnie mean 1,53 1, C- J s 1,42 1,273 1, 364 -iaszczysta Sand 1,279 1,96 1,53 2,858 1,97 2,299 2,1 2,589 4, 261 2,79 2,338 2,288 3,211 7,363 3,6 średnie mean 1,972 2,86 2,443 4,827 2,832 hpa). Największe zmiany aktywności dehydrogenazowej wystąpiły w glebie piaszczystej (tab. 4). Przy obu wilgotnościach i we wszystkich kombinacjach przepływających gazów wraz ze w zrastającą dawką m etali ciężkich (tab. 5) nastąpił istotny (ponad 2-krotny) wzrost aktywności, z w y jątkiem kombinacji z przepływem gazów o składzie: 2Г%>2 + 5 /oc2 +

5 Tabela 5 Aktywność dehydrogenazowa w z a le ż n o ś c i od nkładu przepływ ających ęazów, w ilg o tn o ś c i badanych g leb i i l o ś c i dodanych m e ta li c ię ż k ic h Dehydrogenase a c t i v i t y depending on the com position o f flow ing g a s e s, m o istu re le v e l o f the s o i l s s tu d ie d and the amounÿ o f added heavy n e ta l s W ilgotność glob odpow iadająca c iś n ie n iu - S o il m oisture le v e l co rresp o n d in g to the p re s s u re o f Gleba S o il Dodatok m e ta li A d dition o f heavy m etals 21% % N2 21% % C2+ +74% N2 1 hpa 1 hpn 1% N2 95% N2+ +5% C2 ś re d n ie means 21% % N2 21% % C2+ +74% N2 1% N2 95% N2+ +5% C2 ś re d n ie means ś re d n ie d la obu w ilg o tn o ś c i Means f o r both m o istu re le v e l s j m o l form azanu x g 1 x min 1 junol o f formazano x g 1 x min 1 Lessowa Loess,743,896 1,18,5 5 3, ,5, ,86,97,85,99 1,236,296,7 3 3,866 1,196,66,58,6 9,936,798,8 7,6 1 3,786 2,25,756 1,11,58, ,79,3 3,781,941 śre d n ie ne an,751,84 1,687,928,938,935,494 1,284,496,8 2,7 R ędzina Rendzlna 2,143 1,716,966, ,526 1,5 1,316,883 1,488 1,265 1,643,736,896 1,43 1,186 1,49,776 1,2 1,125 1,162 1,37 1,214 1,38 2,27 1,42 2,99 2,15 1,4,9 1,396, ,87 1,551 śre d n ie во an 1,746 1,4 1,482 1,73 1,589 1,26 1,66 1,357,816 1,125 1,357 P ia o zo z y sta Sacd 1,393 1,976 3,116 2,6 1,95 3,93 3,113 5,78 2,393 3,214 1,166 2,623,8 3 2,13 1,11 2,86 2,63 2,743 1,42 2,366 1,97 3,118 1,47,7 9 3,426 9,576 3,815 3,26 1,15 2,896 5,15 3,125 3,47 ś re d n ie о as 1,613 1,971 2,823 6,156 3,141 2,332 1,322 2,64 3,498 2,34 2,8 3 2

6 34 R. Tux ski i in. Aktywność katalazowa haćanyc:. g l1-*'» w zależności od rskładu pm*? pływających razów i dodatku m etali ciężkich Catalaee a c tiv ity of the n o ils ^tudiod depending on th<' composition of ' lowing rases and add itio n of heavy m etals T a b е 1 а 6 Gleba J o il Dodatek me t a l i Addition of no tali; T< ; + + 7?* n2 2kład prr»p>yw ajacvch razów ompori tr on of flowing гчгаг. 2 1 ; or + -! r.- CO,T + 7 i::;ol KMnO^ x ~-1 ::<y; n' Grodnie Le»sowa 2, /7С,353 2,.'Й1 1,513 2, 182 Lcess 2,*15, j 2, A :S 2,77 1,13 2,188 - i 2,463 2,61 1,393 2, 199 г... :: re dnie mean 2, 37 1! 2,/.2 2, r. 2 1,349 2, 19 Ręd::ina 2,14b! :, , Ob 1 1,Gl3 2,71 Rer:d::ina i 2, - : j 1,75 2,199 2,99 11 średnie г,:~7гз! 1, '9 1,771 1,359 1,959 2, 1С9 1,352 1,392 2,43 Pi-ü r.czvnta 1,37: 1,39 1, :-'o 1,2. 3 1,131 Jand 1,293 2,933 1,CriO 1,65 о cr\ о :i 1,141 С Qr) 1 1,81 C,9:J 1,28 ćredrie mean 1,29 1,959 1,74 -, 994 1,74 +74% N2 o większej wilgotności (1 hpa). W rędzinach dodatek metali ciężkich przy mniejszej wilgotności (1 hpa) nie powodował istotnych zmian, natomiast przy większej wilgotności (1 hpa) w atmosferze o składzie 21% % N 2 obserwowano spadek aktywności dehydrogenazowej przy wyższej dawce metali. W kombinacjach z mieszaniną gazów zawierających COo nastąpił istotny wzrost aktywności tych enzymów przy większej ilości dodanych metali zarówno w w arunkach tlenowych, jak i beztlenowych. Najmniejsze zmiany aktywności dehydrogenazowej w ystąpiły w glebie lessowej, gdzie istotny wzrost aktywności w ystąpił jedynie w kombinacji z N2 przy najwyższej dawce metali ciężkich i ssaniu 1 hpa oraz przy obu ( i ) dawkach w glebie bardziej wilgotnej (tab. 5). nkubacja gleby przy pełnym nasyceniu wodą (O hpa) bez przepływu mieszaniny gazów spowodowała w glebie piaszczystej lekki wzrost aktywności dehydrogenazowej przy dawce i zdecydowany spadek przy dawce (rye. 1), w rędzinie nastąpił spadek aktywności dehydrogenazowej, natom iast w glebie lessowej nieznaczny jej wzrost (ryc. 2 i 3). Aktywność katalazowa. Aktywność katalazowa badanych gleb była nieco wyższa przy mniejszej wilgotności. Wielkość tej aktyw-

7 Tabela 7 Aktywność katalazow a badanych g leb w z a le ż n o ś c i od sk ład u przepływ ających gazów, w ilg o tn o ś c i i i l o ś c i dodanych m e ta li c ię ż k ic h C atalase a c t i v i t y o f s o i l s s tu d ie d depending on the com position o f flow ing g a ses, m o istu re le v e l and a d d itio n o f heavy m otals W ilgotność g leb odpow iadająca c iś n ie n iu - S o il m oiaturo l e v e l co rre sp o n d in g to the p re s s u re of Gleba S o il Lessowa Loess R ędzina Rendzina Dodate к m e ta li A d dition o f hea?y a e ta l s śro d n le moan śre d n ie mean 21%? + +79% N2 2,25 2,27 2,33 21% % Cp+ +74% N2 2,29 2,31 2,42 1 hpa 1 hpa 1% n2 2,4 2,413 2,493 5% C?+ +95% N2 1,325,62 1,333 śre d n ie ne зл з 21%.,+ +79% T2 j;m ol 3fln^ x g- ^ 2,65 1,93 2,159 2,493 2,56 3,26 21%? + +5% C2+ +74% N2 2,426 2,566 2,56 1% *2 2,563 3,127 2,727 5% C?+ +95% N2 1,713 1,64 1,463 śred n ie means 2,175 2,725 2,489 ś re d n ie d la obu w ilg o tn o ś c i Means f o r both m o istu re le v e l s 2,33 2,34 2,435 1,92 2,42 2,771 2,499 2,85 1,65 2,462 2,232 2,23 2,43 2,356 2,436 1,96 1,953 2, 11 1,66 1,976 1,573 1,856 1,373 2,37 1,976 1,914 2, 6 3 2,277 2,2 2,5 2,114 1,915 1,61 2,21 2,18 2,223 1,789 2,184 2,65 2,43 2,443 2,32 1,96 2,53 1,75 1,566 1,663 2,543 2,346 2,55 2,222 2,4 2, ,64 2,288 2,142 1,97 2,19 Wpływ metali ciężkich na enzymy glebowe P ia sz c z y s ta Sand 1,36 1,266 1,113,933 1,6 1, 16 1,46,94 1,63 1,415 1,71 1, 32,976,943 1,6 1,53 1,6,96 1,21 1,69 1,52 1,171,996,96 1, 3 1,6,991 1,316,96 1,16,9 1,68 1,4 śre d n ie mean 1,99,984 1,56 1,15 1,34 1,448,9.38 1,91, ,117 1,76 GO

8 36 R. Turski i in. A n a liz i w a r i a n c j i u kan ych wyników A n a lysis o f Variance of th<? t:=: obtain ïd Ź ró d ło z m ie n n o śc i i., - V a r i a b i l i t y s o u rc e aktywno:;;'- d я r : y d r o n a o w. -,k ty.vr:-»;;<* к -.Lal. ov;. a c t i v i t y iier.yd rop^nan*.r L! V : ty о Г Г ; t. 1 a f G leby - A - S o il - A, 11.', : D odatek m e t a li - В,1 1 '»f"' ' A d d it io n o f m e ta l3 - В W ilg o tn o ść - С, 7 o,:v M o is tu re l e v e l - С S k ła d p r z e p ły w a ją c y c h gazów - D, 14 V' C o a p o a it io n o f flo w in g g ase3 - D AB,2 6, 1 AC,1 9 not fourni AD,3 2 (.',? EC,1 9 -, 14 ЕЕ,3 2 o,:' CD O,; 4,1? ABC,4 1,3 A5D Q, j 3 not fourvi ACD o,4h,35 j BCD, 43,35 A3CD o,.'4,-o 1 Dawki metali-doses of metals Rye. 1. Zawartość rozpuszczalnych form Zn, N i i Pb oraz aktywność dehydrogenazowa D i katalizowa К po 21 dniach inkubacji w glebie piaszczystej przy pełnym jej nasyceniu wodą O bez dodatku metali, pojedyncza dawka, 5-krotnie większa dawka Content of soluble forms of Zn, Ni and Pb and the dehydrogenase D and catalase К activity after 21 days of incubation in sandy /soil at its full saturation with water O no addition of heavy metals, single dose, fivefold dose

9 Wpływ metali ciężkich na enzymy glebowe 37 Ryc. 2. Zawartość rozpuszczalnych form Zn, Ni i Pb oraz aktywność dehydrogenazowa D i katalazowa К po 21 dniach inkubacji w glebie lessowej przy pełnym jej nasyceniu wodą O bez dodatku metali, pojedyncza dawka, 5-krotnie większa dawka Content of soluble forms of ZN, Ni and Pb and the dehydrogenase D and catalase К activity after 21 days of incubation in loess soil at its full saturation w ith water O no addition of heavy metals, single dose, fivefold dose Dawki metali-doses of meta/s Ryc. 3. Zawartość rozpuszczalnych form Zn, N i i Pb oraz aktywność dehydrogenazowa D i katalazowa К po 21 dniach inkubacji w rędzinie przy pełnym jej nasyceniu wodą O bez dodatku metali, pojedyncza dawka, 5-krotnie większa dawka Content of soluble forms of ZN, Ni and Pb and the dehydrogenase D and catalase К activity after 21 days of incubation in rendzina soil at its full saturation with water, O no addition of heavy metals, single dose, fivefold dose

10 38 R. Turski i in. ności była 2-krotnie mniejsza w glebie piaszczystej w porównaniu z aktywnością w glebie lessowej czy rędzinie. Skład przepływających gazów nie w płynął jedonoznacznie na aktyw ność katalazową w badanych glebach (tab. 7). Największe zmiany aktyw ności katalazowej notowano w glebie lessowej, gdzie istotne ponad 2-krotne jej obniżenie wystąpiło w kombinacji z przepływem mieszaniny 95% N2 + 5 % C 2 przy obu poziomach wilgotności (1 hpa i 1 hpa), w porównaniu z kombinacją, w której mieszanina gazów zawierała 2Г % 2. W rędzinie istotne obniżenie aktywności katalazowej wystąpiło zarówno pod wpływem mieszaniny 95% N2 + 5 % C 2, jak i w atmosferze beztlenowej (1% N2) przy obu poziomach wilgotności. W glebie piaszczystej obecność 5% C 2 w atmosferze zawierającej 21% 2 wywołała istotne obniżenie aktywności katalazowej przy m niejszej wilgotności (1 hpa), podobnie jak inkubacja w atmosferze 1% N2 i 95% N2 + 5% C 2. Zmiany aktywności katalazowej, wywołane dodatkiem metali ciężkich, były znacznie mniejsze niż aktywności dehydrogenazowej. We wszystkich glebach inkubowanych w stanie pełnego wysycenia wodą stw ierdzono lekki wzrost aktywności katalazowej przy pierwszym wzbogaceniu i wyraźny spadek przy dawce 5-krotnie większej. Podobną zależność stwierdzono w rędzinie inkubowanej w atmosferze 2 1 % % N 2 przy obu poziomach wilgotności (1 i 1 hpa), jak również w glebie piaszczystej w kombinacji 2 1 % % N 2 przy sile ssącej 1 hpa. PODSUMOWANE Zawartość badanych metali ciężkich w próbkach gleb wyjściowych była zróżnicowana (tab. 1). Największe ich ilości znaleziono w glebie lessowej i dodatek do tej gleby Pb, wynoszący 1% wartości wyjściowej, nie spowodował w niej wyraźnych zmian aktywności badanych enzymów. Największą zwartością Zn odznaczała się rędzina. Całkowita zaw artość tego pierwiastka była 2-krotnie większa niż w glebie lessowej i 3-krotnie większa niż w glebie piaszczystej (tab. 2). Cynk w rędzinie znajdował się w formach trudno rozpuszczalnych i w ekstrakcie octowym jego ilość była zbliżona, a nawet mniejsza niż oznaczona w takich samych w arunkach inkubacji w glebie lessowej. Natomiast w glebie piaszczystej zarówno dodane Zn, jak i Pb łatwo przechodziły w formy rozpuszczalne, osiągając przy pełnym nasyceniu wodą, po 21 dniach inkubacji, ilości zbliżone do dodanych. Z tego też powodu najwyraźniejsze zmiany aktywności wywołane dodatkiem metali ciężkich wystąpiły w glebie piaszczystej. Przy małych stężeniach Zn i Pb następował szybki wzrost aktywności dehydrogenazowej i katalazowej.

11 Wpływ metali ciężkich na enzymy glebo wei 39 Po przekroczeniu jednak 25 mg Zn kg-1 gleby i,2 mg Pb kg-1 aktyw ność katalazowa i dehydrogenazowa gwałtownie malała (rye. 1). Ten korzystny efekt wzrostu aktywności enzymatycznej przy małych dawkach metali ciężkich może być uzasadniony niedoborem tych metali jako składników pokarmowych. Przekroczenie jednak określonego poziomu stanowiło czynnik ham ujący aktywność badanych enzymów. Ryc. 4. Zmiany aktywności dehydrogenazo we j D i katalazowej К w zależności od ilości rozpuszczalnych form Zn i Pb w glebie piaszczystej Changes of the dehydrogenase D and catalase К activity depending on the amount of soluble forms of Zn and Pb in sandy soil Przeprowadzone badania wskazują więc, że te same dawki metali ciężkich wprowadzone do różnych gleb w postaci trudno rozpuszczalnych związków (tlenki) są w nich w różnym stopniu rozpuszczalne. W tych samych warunkach natlenienia i tej samej wilgotności wprowadzone tlenki metali w sposób różnorodny oddziałują na aktywność enzymatyczną gleb. Uzyskane w yniki są zgodne ze stanowiskiem Doelmana i współautorów [2, 3], że w glebach o niskiej pojemności kationowymiennej zaznaczają się najwyraźniej zmiany aktywności dehydrogenazowej po dodaniu do nich Pb. Dawki jednak Pb, stosowane przez wymienionych autorów, były ponad 2-krotnie większe (375 jug Pb g"1 gleby) a więc zdecydowanie powyżej granicy toksyczności. Stąd też wynikał stały spadek aktyw ności enzymatycznej.

12 4 H. Turski i in. WNOSK Stwierdzono, że aktywność enzymatyczna trzech gleb była zależna od ich cech rodzajowych i od zawartości form rozpuszczalnych Zn, Pb i Ni, regulowanych stopniem natlenienia i wilgotności gleby. 1. W w arunkach przeprowadzonych doświadczeń największe w artości aktywności dehydrogenazowej stwierdzono w glebie piaszczystej, mniejsze w rędzinie i najmniejsze w glebie lessowej. Nasilenie aktyw ności katalazowej układało się na ogół w odwrotnej kolejności: było n ajmniejsze w glebie piaszczystej, a największe w glebie lessowej. 2. Zawartość rozpuszczalnych form Zn, Pb i Ni wzrastała w glebach wraz ze wzrostem ich wilgotności i była najwyższa w kombinacjach beztlenowych. 3. Badane tlenki metali ciężkich najłatwiej przechodziły w formy rozpuszczalne w glebie piaszczystej, cynk w glebie lessowej, a ołów w rędzinie. 4. Aktywność dehydrogenazowa i katalazowa w glebie piaszczystej w zrastała przy małych stężeniach rozpuszczalnych form Zn i Pb, natomiast po przekroczeniu 25 mg Zn kg 1 gleby i,2 mg Pb kg"1 gleby gwałtownie malała. Natomiast w rędzinie i w glebie lessowej zależności nie były tak wyraźne. 5. Aktywność dehydrogenazowa i katalazowa jest zależna głównie od rozpuszczalności w glebie dodanych do niej związków Pb i Zn, a w mniejszym stopniu od Ni. LTERATURA [1] Doelman P., Haanstra L.: Effect of lead on soil respiration and hedyhrogenase activity. Soil Biol. Biochem. 11, 198, [2] Doelman P., Haanstra L.: Effects of lead an the decomposition of organic matter. Soil Biol. Bdochem. 11, 198, l[3] Doelman P., Haanstra L.: Effects of lead an the soil bacterial microflora. Soil Biol. Biochem. 11, 198, [4] Fisher W.R., Pfanneberg T., Schneider E.: Die analytische Bestimmung der Dehydrogenaseaktivität in Unterwasserböden. Zeitschrift für Pflanzenernährung und Bodenkunde 142, 179, [5] Johnson J.., Temple K.L.: Some variables affecting the measurement of catalase activity in soil. Soil Sei. Soc. Am. Proc. 28, 1964, [6] Kabata-Pendias A. i in.: Oznaczanie zawartości pierwiastków śladowych oraz siarki w glebach i roślinach. UNG Puławy, [7] Ross D.J.: Some factors influencing the estimation of dehdyrogenase activities of some soils under pasture. Soil Biol. Bioahem. 3, 1971, i[8) Spalding B.P.: Effect of divalent metal chlorides on respiration and extractable enzymatic activities of Douglas-iv needle litter. J. Lnvironmetal Quality 81, 1978,

13 Wpływ metali ciężkich na enzymy glebowe 41 [9] Trojanowski J.: Przemiiany substancji organicznej w glebie. PWRiL Warszawa [1] Wójcikowska-Kapusta A.: Zmiany rozpuszczalności Zn, Ni i Pb w glebach o zróżnicowanym natlenieniu i wilgotności. Maszynopis, Wpłynęło do Redakcji 8.V.1982 Р. ТУРСКИ, 3. СТЕМПНЕВСКИ, А. ВУЙЦИКОВСКА-КАПУСТА, А. КАСЯК ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА АКТИВНОСТЬ ДЕГИДРОГЕНАЗЫ И КАТАЛАЗЫ В ПОЧВАХ Кафедра почвоведения и агрохимии Сельскохозяйственной академии в Люблине, Институт геофизик ПАН в Люблине Резю ме Исследовали влияние прибавки тяжелых металлов (Zn, Pb, Ni) на активность дегидрогеназы и каталазы в трех разных почвах в условиях установленной влажности отвечающей сосущему давлению 1 и 1 гпа при ведении инкубации в атмосфере содержащей 21 % 2, 21% 2+ 5% С 2, 1 %N2, 95% N2 + 5% C2, а также в состоянии полной насыщенностих почв водой. В инкубированные почвы вносили тяжелые металлы (ZnO, РЬ2, NiO) в доза 12,5, 3,8 и 6,3 мг/кг почвы (-ое обогащение) и в пятикратно высших дозах (l-ое обогащение). Установлено, что энзиматическая активность исследуемых почв была обусловлена их видовыми признаками и содержанием растворимых форм Zn, Pb и Ni, регулируемых состоянием окисления и влажности почвы. R. TURSK, Z. STĘPNEWSK, A. WÓJCKOWSKA-KAPUSTA, A. К AS AK NFLUENCE OF HEAVY METALS ON THE DEHYDROGENASE AND CATALASE ACTVTY N SOLS Department of Soil Science and Agricultural Chemisty, Agricultural University of Lublin Department of Agrophysics, Polish Academy of Siences, Lublin Summary The influence of addition of heavy metals (Zn, Pb, Ni) on the dehydrogenase and catalase activity in three different soils under conditions of an established moisture level corresponding to the sucking presssure of 1 and 1 hpa was studied while performing incubation in the atmosphere containing 21 /o 2, 21 /o 2 + 5/oC 2, 1 /on2, 95% N2 + 5 /o C 2 and in the state of a full saturation of soils with water. Heavy metals (ZnO, P b 2, NiO) were broguht into the incubated soils in the dose of 12.5, 3.8 and 6.3 m g.kg-1 of soil (1st enrichment) and in

14 42 R. Turski i in. fivefold higher amounts (lnd enrichment). t has been found that the enzymatic activity of the soils under study 'depends of their species properties aiid on the content of soluble form of Zn, Pb and Ni, controlled by the oxidation and moisture level of soil. Prof. dr hab. Ryszard Turski nstytut Gleboznawstwa i Chemii Rolnej AR Lublin, Leszczyńskiego 7