WPŁYW NAWOśENIA SIARKĄ SIARCZANOWĄ I ELEMENTARNĄ NA LICZEBNOŚĆ I SKŁAD GATUNKOWY ZBIOROWISK GRZYBÓW W GLEBIE

Transkrypt

1 ZESZYTY PROBLEMOWE POSTĘPÓW NAUK ROLNICZYCH 2007 z. 520: WPŁYW NAWOśENIA SIARKĄ SIARCZANOWĄ I ELEMENTARNĄ NA LICZEBNOŚĆ I SKŁAD GATUNKOWY ZBIOROWISK GRZYBÓW W GLEBIE Grzegorz Kulczycki 1, ElŜbieta Pląskowska 2, Krzysztof Matkowski 2, Ewa Moszczyńska 2 1 Katedra śywienia Roślin, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu 2 Katedra Ochrony Roślin, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Wstęp W ostatnich latach emisja siarki do atmosfery wyraźnie zmalała i stąd w uprawie wielu roślin obserwuje są objawy jej niedoboru. Siarki brakuje nie tylko na glebach lekkich, ale równieŝ na glebach cięŝkich, gdzie prowadzona jest intensywna produkcja rolnicza. Spośród roślin uprawnych największe zapotrzebowanie na siarkę wykazuje rzepak oraz inne rośliny krzyŝowe, np. gorczyca biała [PODLEŚNA 2003]. W nawoŝeniu roślin jako źródło siarki najczęściej wykorzystuje się nawozy zawierające formę siarczanową (SO 4-2 ). Przy stosowaniu siarki elementarnej (S 0 ), jako nawozu w glebie zachodzą najpierw procesy biologicznego jej utlenienia do formy siarczanowej, dostępnej dla roślin [WEN i in. 2001]. Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu nawoŝenia siarką siarczanową i elementarną na liczebność i skład gatunkowy zbiorowisk grzybów w glebie. Materiał i metodyka Doświadczenie przeprowadzono w wazonach o pojemności 5 kg w Hali Wegetacyjnej Katedry śywienia Roślin Akademii Rolniczej we Wrocławiu. PodłoŜem uŝytym w doświadczeniu była gleba o składzie granulometrycznym gliny lekkiej. Rośliną uprawianą była gorczyca biała. Gorczycę nawoŝono siarką w dawce 0,5 g ( ) i 1,5 g ( ) na wazon w formie siarki siarczanowej i elementarnej. Siarkę siarczanową stosowano przedsiewnie w postaci siarczanu wapnia, a elementarną w postaci nawozu Wigor S. Nawóz ten zawierał 90% siarki elementarnej i 10% bentonitu. Bentonit w nawozie dzięki swoim właściwościom pęczniejącym w kontakcie z wodą ułatwia rozdrobnienie siarki. Obiektami kontrolnymi była gleba bez roślin oraz gleba z gorczycą, bez nawoŝenia siarką. Doświadczenie prowadzono w czterech powtórzeniach. W materiale glebowym oznaczono: skład granulometryczny metodą Casagrande a w modyfikacji Prószyńskiego [SKOWROŃSKI i in. 1969], ph w 1 mol KCl dm -3 potencjometrycznie [SKOWROŃSKI i in. 1969], siarkę ogółem metodą BUTTERSA i CHENERYEGO [1959] utleniając organiczne związki siarki roztworem azotanu magnezu i

2 526 G. Kulczycki i inni siarkę siarczanową (S-SO 4 ) metodą BARDSLEYA i LANCASTERA [1960] ekstrahując glebę buforem octanowym. Izolację grzybów z gleby wykonano metodą MAŃKI [1974], pobierając z kaŝdego wazonu, z głębokości około 15 cm, próbkę gleby. Glebę w ilości 1 g wymieszano ze 149 g sterylnego piasku i całość roztarto. Z uzyskanych mieszanin pobrano mikroczerpakiem (o objętości m 3 ) jednakowe porcje (10 szalek na kaŝdy wazon), które wysypano na szalki Petriego i zalano poŝywką Martina [MARTIN 1950]. Zbiór gorczycy przeprowadzono w fazie kwitnienia. Materiał roślinny mineralizowano na mokro i oznaczono w nim azot ogółem metoda Kjeldahla [KAMIŃSKA i in. 1972] i siarkę ogółem oznaczono metodą BUTTERSA i CHENERYEGO [1959]. Siarkę w analizowanych materiale roślinnym i glebowym oznaczono metodą nefelometryczną. Wyniki i dyskusja NawoŜenie siarką w formie siarczanowej i elementarnej w dawce nie wpłynęło na wielkość plonu gorczycy (tab. 1). Większa dawka siarki zastosowana zarówno w formie siarczanowej i elementarnej wpłynęła na obniŝenie wielkości plonu rośliny testowej. GOŹLIŃSKI [1970] na glebie bardzo lekkiej stwierdził istotny wpływ nawoŝenia siarką siarczanową na plon nasion i słomy gorczycy w powiązaniu z wyŝszymi dawkami azotu. I czynnik - dawka siarki I factor - dose of sulphur 0 - bez siarki 0 - whitout sulphur Wpływ nawoŝenia róŝnymi formami i dawkami siarki na plon i pobranie S i N przez gorczycę Effect of fertilization with different kind and dose of sulphur on yield and S and N uptake by the mustard II czynnik - forma siarki II factor - form of sulphur S-SO 4 (CaSO 4 2H 2O) S-elementarna S-elementary 0,1 g S kg -1 gleby; soil Plon g s.m. z wazonu Yields g DM per pot Zawartość azotu ogólnego i siarki całkowitej (g kg -1 s.m.) Total nitrogen and total sulphur contents (g kg -1 DM) Tabela 1; Table 1 Pobranie azotu i siarki oraz stosunek tych pierwiastków w gorczycy (mg wazon -1 ); Nitrogen and sulphur uptake, ratio of these elements in mustard (mg pot -1 ) N S N S N : S 36,3 30,0 5, ,6 36,3 35,3 36,1 35,5 32,6 32,5 34,3 32,8 8,4 8,8 6,9 8, ,3 g S kg -1 gleby; soil Zawartość oraz pobranie siarki przez gorczycę (tab. 1) wzrastało w porównaniu do roślin uprawianych na obiekcie kontrolnym. Gorczyca nawoŝona siarką siarczanową pobierała więcej siarki jonowej w porównaniu do odŝywianej siarką elementarną. Stosunek N : S w gorczycy nawoŝonej siarką uległ zawęŝeniu. STARZYŃSKI i in. [1974] stwierdzają, Ŝe stosunek N : S moŝe być wskaźnikiem zaopatrzenia roślin w siarkę, gdy działanie azotu jest ograniczone przez siarkę. W glebach na obiektach nawoŝonych siarką elementarną stwierdzono znacznie wyŝsze zawartości siarczanów, niŝ po zastosowaniu formy jonowej (tab. 2). Pod wpływem zastosowanej siarki zarówno w formie siarczanowej i elementarnej obniŝeniu ,9 3,7 5,0 4,0

3 WPŁYW NAWOśENIA SIARKĄ SIARCZANOWĄ I ELEMENTARNĄ ulegał równieŝ odczyn gleby. KRÓL i in. [1986] podają, Ŝe wprowadzenie siarki elementarnej do gleby powoduje wzrost jej zakwaszenia. Odczyn gleby oraz zawartości siarki ogólnej i siarczanowej w glebie po zakończeniu doświadczenia Soil reaction and content of total sulphur and sulphate sulphur in soil after completing the experiment Tabela 2; Table 2 I czynnik - dawka siarki I factor - doses of sulphur 0 - obiekt kontrolny control object II czynnik - forma siarki II factor - form of sulphur S-SO 4 (CaSO 4 2H 2O) S-elementarna S-elementary, objaśnienia jak w tab. 1; explanations see Table 1 ph 1 mol KCl dm -3 S ogólna Total S S-SO 4 (mg kg -1 gleby; mg kg -1 soil) 6, ,8 5,9 5,7 5,8 5, ,9 32,8 38,9 67,7, objaśnienia jak w tab. 1; explanations see Table 1 Rys. 1. Grzyby wyizolowane z gleby nawoŝonej róŝnymi dawkami siarki siarczanowej i elementarnej Fig. 1. Fungi isolated from soil fertilized with different doses of sulphate and elementary sulphur Gleby nawoŝone róŝnymi dawkami siarki siarczanowej i elementarnej róŝniły się między sobą liczebnością i składem gatunkowym grzybów (rys. 1). W glebie nawoŝonej siarczanem wapnia (obydwie dawki), na której uprawiano gorczycę, stwierdzono wyraźny spadek liczebności grzybów w stosunku do pozostałych wariantów doświadczenia, za wyjątkiem gleby kontrolnej (bez roślin i bez dodatku siarki). Zmniejszyła się równieŝ liczba wyosobnianych gatunków. Siarczany występujące w podłoŝu są najczęstszym źródłem siarki dla grzybów. Negatywny wpływ formy jonowej (SO 4-2 ), łatwo przyswajalnej dla grzybów, mógł być spowodowany nadmierną akumulacją tego pierwiastka w strzępkach grzybni lub teŝ toksycznym oddziaływaniem siarki na grzybnię przy jednorazowym wprowadzeniu tej formy siarki do gleby [WAINWRIGHT, KILHAM 1980].

4 528 G. Kulczycki i inni Siarka w formie elementarnej, w obydwu badanych dawkach nie powodowała zuboŝenia gleby w grzyby. WEN i in. [2001] podają, Ŝe na proces przekształcenia S 0 do -2 SO 4 wpływa wiele czynników, między innymi wielkość i aktywność populacji mikroorganizmów w glebie, stopień rozdrobnienia siarki, temperatura i wilgotność gleby. Stosowanie nawozów z siarką elementarną przyczyniło się do powolnego uwalniania siarczanów, a tym samym do bezpiecznego pobierania siarki przez strzępki grzybni. Obecność gorczycy, w porównaniu do kontroli (bez tej rośliny), sprzyjała rozwojowi grzybów w glebie. We wszystkich badanych glebach dominowały grzyby z rodzajów: Penicillium, Fusarium, Alternaria, Trichoderma oraz z rodziny Mucoraceae. Gleba bez gorczycy wykazywała dwukrotnie większą liczbę Penicillium spp. w porównaniu do gleby z tą rośliną. W glebie z gorczycą spadła ich liczebność, a wzrosła Fusarium spp. i Trichoderma spp. NawoŜenie niŝszą dawką siarczanu wapnia zmniejszyło procentowy udział Penicillium spp. na korzyść grzybów z rodzaju Fusarium, Trichoderma oraz rodziny Mucoraceae. Siarczan wapnia w wyŝszym stęŝeniu ograniczał rozwój Fusarium spp. i sprzyjał rozwojowi antagonistycznych w stosunku do tych patogenów, gatunków z rodzaju Trichoderma spp. Takiej zaleŝności nie obserwowano w wazonach nawoŝonych siarką elementarną. Wnioski 1. NawoŜenie siarką siarczanową ograniczało liczebność grzybów w glebie, natomiast siarka elementarna sprzyjała ich rozwojowi. 2. NiŜsza dawka siarki siarczanowej wpływała na zmniejszenie liczebności Penicillium spp., a sprzyjała Fusarium spp. oraz gatunkom z rodziny Mucoraceae. 3. W glebach nawoŝonych siarką elementarną stwierdzono znacznie wyŝsze zawartości siarczanów, niŝ po zastosowaniu formy jonowej. 4. NawoŜenie siarką siarczanową i elementarną w dawce (0,1 g kg -1 gleby) nie wpłynęło na wielkość plonu gorczycy. Dawka większa (0,3 g kg -1 gleby) spowodowała obniŝenie plonu tej rośliny. Literatura BARDSLEY C.E., LANCASTER J.D Determination of reserve sulphur and soluble sulphate in soils. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 24: BUTTERS B., CHENERY E.M A rapid method for determination of the total sulphur in soils and plants. Analist. 84: GOŹLIŃSKI H Działanie nawozowe siarki (SO 4-2 ) przy róŝnych poziomach nawoŝenia roślin azotem. Część II. Badania nad peluszką, bobem, koniczyną, gorczycą i ziemniakami. Rocz. Nauk Rol. Ser. A 97(1): KAMIŃSKA W., KARDASZ T., STRAHL A., BUŁKA T., WALCZAK K Metody badań laboratoryjnych w stacjach chemiczno-rolniczych. Cz. II. Badania materiału roślinnego. Wyd. IUNG (R 44), Puławy: 97 ss. KRÓL M., KOBUS J., MAZIARCZYK B Zmiany biologiczne i chemiczne zachodzące w róŝnych glebach pod wpływem stosowania siarki elementarnej. Pam. Puł. Prace IUNG 88: MAŃKA K Zbiorowiska grzybów jako kryterium oceny wpływu środowiska na choroby roślin. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 160: 9-23.

5 WPŁYW NAWOśENIA SIARKĄ SIARCZANOWĄ I ELEMENTARNĄ MARTIN J.P Use of rose bengal, and streptomycin in the plate method of aestimating soil fungi. Soil Sci. 96: PODLEŚNA A Wstępna ocena potrzeb nawoŝenia siarką rzepaku ozimego. Rośliny Oleiste 24(2): SKOWROŃSKI S., ANDRUSZCZAK E., KARDASZ T., KAMIŃSKA W., STRAHL A Metody badań laboratoryjnych w stacjach chemiczno-rolniczych. Cz. I. Badania gleby. Wyd. PWRiL, Wrocław: 100 ss. STARZYŃSKI K., STERNIK J., KURKUS E Próba oceny poziomu zaopatrzenia w siarkę niektórych roślin uprawnych na podstawie procentowej zawartości S i stosunku N : S w plonach. Zesz. Nauk. AR w Warszawie, Roln. 15: WAINWRIGHT M., KILHAM K Sulphur oxidation by Fusarium solani. Soil Biol. Biochem. 12: WEN G., SCHOENAU J.J., YAMAMOTO T., INOUE M A model of oxidation of an elemental sulfur fertilizer in soil. Soil Sci. 166: Słowa kluczowe: grzyby glebowe, siarka, nawoŝenie Streszczenie W doświadczeniu wazonowym badano wpływ nawoŝenia siarką siarczanową i elementarną na liczebność i skład gatunkowy zbiorowisk grzybów w glebie. Rośliną uprawianą była gorczyca biała. Gorczycę nawoŝono siarką siarczanową i elementarną w dawce (0,1 g kg -1 gleby) i (0,3 g kg -1 gleby). Siarkę siarczanową stosowano przedsiewnie w postaci siarczanu wapnia, a elementarną w postaci nawozu Wigor S. Nawóz ten zawierał 90% siarki elementarnej i 10% bentonitu. Obiektami kontrolnymi była gleba bez roślin oraz gleba z gorczycą, bez nawoŝenia siarką. NawoŜenie siarką siarczanową i elementarną w dawce (0,1 g kg -1 gleby) nie wpłynęło na wielkość plonu gorczycy, dawka większa (0,3 g kg -1 gleby) spowodowała obniŝenie plonu tej rośliny. W glebach nawoŝonych siarką elementarną stwierdzono znacznie wyŝsze zawartości siarczanów, niŝ po zastosowaniu formy jonowej. NawoŜenie siarką siarczanową ograniczało liczebność grzybów w glebie, natomiast elementarną sprzyjało ich rozwojowi. NiŜsza dawka siarki siarczanowej wpływała na zmniejszenie liczebności Penicillium spp., a sprzyja Fusarium spp. oraz gatunkom z rodziny Mucoraceae. INFLUENCE OF SULPHUR SULPHATE AND ELEMENTARY SULPHUR FERTILIZATION ON THE QUANTITY AND SPECIFIC COMPOSITION OF FUNGI COMMUNITIES IN THE SOIL Grzegorz Kulczycki 1, ElŜbieta Pląskowska 2, Krzysztof Matkowski 2, Ewa Moszczyńska 2 1 Department of Plant Nutrition, University of Environmental and Life Sciences, Wrocław 2 Department of Plant Protection, Plant Pathology Division, University of Environmental and Life Sciences, Wrocław Key words: soil fungi, sulphur, fertilization

6 530 G. Kulczycki i inni Summary In pot experiment the influence of sulphate and elementary sulphur fertilization on the quantity and species composition of soil fungi was investigated. White mustard was an experimental plant and sulphate and elementary sulphur fertilization was applied in doses (0.1 g kg -1 soil) and (0.3 g kg -1 soil). Sulphate sulphur was applied in form of CaSO 4 and elementary sulphur as the Wigor S-90 fertilizer, contained of 90% elementary sulphur and 10% bentonite. The control objects were: soil without any plants and soil with cultivated mustard without sulphur fertilization. Sulphate and elementary sulphur fertilization at first dose (0.1 g kg -1 soil) did not affect the quantity of mustard yield, whereas the highest dose (0.3 g kg -1 soil) significantly reduced the yield. In soil where elementary sulphur was applied higher content of sulphates was found, than in the soil where sulphate form was applied. Sulphate sulphur fertilization limited fungi number in soils, while elementary sulphur was conducive to fungi growth. The lower dose of sulphate sulphur reduced the Penicillium spp. and increased the number of Fusarium spp. and species from Mucoraceae family. Dr Grzegorz Kulczycki Katedra śywienia Roślin Uniwersytet Przyrodniczy ul. Grunwaldzka WROCŁAW kulcz@ozi.ar.wroc.pl