DIAGNOZOWANIE STANU ŚRODOWISKA METODY BADAWCZE - PROGNOZY

Transkrypt

1 Bydgoszcz 2006 DIAGNOZOWANIE STANU ŚRODOWISKA METODY BADAWCZE - PROGNOZY Kompleksowe badania i ochrona środowiska naturalnego Zbiór rozpraw pod redakcją Stanisława Borsuka

2 RECENZENCI prof. dr hab. Stanisław Borsuk prof. zw. dr hab. Wirgiliusz Duda prof. dr hab. Jerzy Gaca FOTOGRAFIA NA OKŁADCE: mgr inż. Jerzy Ciechalski Copyright by Bydgoskie Towarzystwo Naukowe Bydgoszcz 2006 ISBN X Publikacja dofinansowana przez WOJEWÓDZKI FUNDUSZ OCHRONY ŚRODOWISKA I GOSPODARKI WODNEJ W TORUNIU Dziękujemy za wsparcie finansowe w realizacji niniejszej publikacji następującym Firmom: Bank Ochrony Środowiska - Bydgoszcz Zakłady Mięsne Viola" - Lniano Zakłady Mięsne Mirosław Gzella" - Osie Promar" Sp. z o.o. - Bydgoszcz Zakład Przetwórstwa Mięsnego - Niewieścin Zakłady Mięsne Prosiaczek" - Krąpłewice Rozpowszechnianie: Bydgoskie Towarzystwo Naukowe ul. Jezuicka B3^dgoszcz telefax btn@um.bydgoszcz.pl PRZYGOTOWANIE EDYTORSKIE. DRUK I OPRAWA MULTI-PREZENTACJA BYDGOSZCZ

3 Andrzej Klimek 1, Leszek Kosakowski 1, Bogusław Chachaj 2, Piotr Malczyk 3 nakład Agroturystyki i Kształtowania Krajobrazu, Akademia Techniczno- Rolnicza im. J.J. Śniadeckich w Bydgoszczy 2 Katedra Ekologii, Akademia Techniczno-Rolnicza im. J. J. Śniadeckich w Bydgoszczy 3 Katedra Gleboznawstwa i Ochrony Gleb, Akademia Techniczno-Rolnicza im. J.J. Śniadeckich w Bydgoszczy Wpływ różnych kompostów z komunalnych osadów ściekowych na roztocze (Acari) glebowe w warunkach laboratoryjnych INFLUENCE OF DIFFERENT SEWAGE SLUDGE COMPOSTS ON SOIL MITES (ACARI) IN LABORATORY CONDITIONS The influence of different sewage sludge composts on soil mites (Acari) was investigated. During the year of studies, the foliowing sewage sludge composts were used: sewage sludge only, sewage sludge with 20 % of ash and the sewage sludge with 20 % of straw. The substratums were covered into two variants: 1 cm cover depth and 2 cm cover depth of litter. The fast decay of organie matter caused that the C:N ratio was decreased by the cover depth of litter. Amount of litter did not effect on mites abundance. Oribatida were the most abundance of mites. Mites tolerated the sewage sludge and sewage sludge with straw much better than the sewage sludge with ash. Additionally, the amounts of mites were lower in the investigated object which contains ash. Species diversity of Oribatida was running down, in all variants of the experiment. The large inerease of abundance in sewage sludge with straw and a lower one in sewage sludge only was also noted. Keywords: sewage sludge composts, introduction, amelioration with soil animals, Acari, Oribatida Streszczenie W warunkach laboratoryjnych badano wpływ różnych kompostów "z osadów ściekowych na roztocze (Acari) glebowe, ze szczególnym uwzględnieniem mechowców (Oribatida). Do doświadczenia przygotowano podłoża z kompostowanych komunalnych osadów ściekowych bez dodatku oraz z 20% dodatkiem popiołu ze spalania drewna i 20% dodatkiem słomy. Do kompostów dodano ściółkę leśną z żywym edafonem w dwóch wariantach ilościowych - o miąższości 1 i 2 cm. 103

4 A. Klimek L. Kosakowski, B. Chachąj, P. Malczyk Z przeprowadzonych badań wynika, że w trakcie rocznego cyklu we wszystkich wariantach doświadczenia stosunek C:N uległ obniżeniu, co może świadczyć o prawidłowym przebiegu procesów rozkładu materii organicznej. Ilość zastosowanej do introdukcji ściółki nie wpłynęła istotnie na zwiększenie średniego zagęszczenia roztoczy. Wśród roztoczy najliczniejszą grupą były saprofagiczne mechowce. Z układu dominacji zgrupowań Acari oraz analizy ich średniego zagęszczenia wynika, że roztocze, a szczególnie mechowce, dobrze tolerowały kompost bez dodatków oraz dość dobrze z dodatkiem słomy, natomiast negatywnie zareagowały na dodatek popiołu z drewna. W trakcie doświadczenia we wszystkich wariantach odnotowano spadek różnorodności gatunkowej mechowców oraz duży wzrost ich zagęszczenia w kompoście z dodatkiem słomy i mniejszy w kompoście bez dodatku. Słowa kluczowe: kompostowane osady ściekowe, introdukcja, zoomelioracja, Acari, Oribatida Wprowadzenie Organizmy glebowe decydują o procesach zachodzących w glebie i o żyzności gleby (Górny 1975). Istnieje więc potencjalna możliwość wykorzystywania edafonu do intensyfikacji procesów glebotwórczych i do sterowania nimi w ramach zabiegów melioracyjnych. Restytucja fauny glebowej może odbywać się w dwoma sposobami - przez polepszanie warunków życia i stymulację rodzimych populacji zwierząt glebowych oraz przez introdukcję nowych, pożądanych gatunków (Mazur i Tracz 1996). W praktyce model odtwarzania ekosystemu leśnego na terenach porolnych polegał i nadal polega na restytucji pasywnej, która nie prowadzi do osiągnięcia równowagi ekologicznej i pożądanej produktywności (Szujecki 1990). Szujecki (1990, 1996) jest zdania, że większość zalesień powinna być poprzedzona wprowadzeniem materii organicznej o właściwościach retencyjnych oraz zabiegami fito- i zoomelioracyjnymi. Na terenach porolnych typowe dla lasów zgrupowania zwierząt glebowych pojawiają się dopiero po latach od ich zalesienia. Zastosowanie szeroko pojętych zabiegów melioracyjnych i introdukcja edafonu, może przyspieszyć proces odtwarzania ekosystemu leśnego na gruntach porolnych, zabiegi te mogą być też wykorzystane na gruntach zdegradowanych przez przemysł. Mazur i Tracz (1996) twierdzą, że dodatkowym aspektem zabiegów zoomelioracyjnych jest wzbogacenie i uaktywnienie mikroorganizmów antagonistycznych wobec korzeniowca wieloletniego [Heterobasidion annosum (Fr.) Bref.], głównego sprawcy huby korzeni. W skład edafonu leśnego wchodzą bardzo liczne i zróżnicowane gatunkowo grupy zwierząt, w których często dominują roztocze (Acari). Przeważnie około 70% roztoczy gleb leśnych stanowią mechowce (Oribatida) (Klimek 2000). Roztocze te generalnie są saprofagami, jednak część z nich to mykofagi (Schneider i in. 2004). Okazało się, że Oribatida mogą żerować na grzybach mikoryzowych (Schneider i in. 2005), a badania Setala (1995) wskazują na pozytywny wpływ fauny glebowej na grzyby ektomikoryzowe i wzrost siewek brzozy oraz 104

5 Wpływ różnych kompostów z komunalnych osadów ściekowych na roztocze (Acari)... sosny. Fauna żerując na grzybach może stymulować ich wzrost i przyczyniać się do rozprzestrzeniania grzybów. Z ekologicznego punktu widzenia bardzo zasadne jest przyrodnicze użytkowanie osadów ściekowych, a szczególnie wykorzystanie ich potencjału glebotwórczego i nawozowego (Siuta i Wasiak 2001). Jest to najprostszy i najtańszy sposób likwidowania odpadów uciążliwych dla środowiska i ludzi. Tego rodzaju osadów często nie można wykorzystywać do nawożenia i rekultywacji terenów przeznaczonych na cele rolnicze. Natomiast doskonale nadają się m.in. do rekultywacji i melioracji terenów zalesianych oraz zadrzewianych, szkółek oraz pod plantacje drzew i krzewów. W przeciwieństwie do nawozów mineralnych, osad nie tylko żywi rośliny, ale zapewnia też pokarm dla edafonu, szczególnie dla saprofagów. Obecnie brakuje jednak odpowiedzi na wiele pytań związanych z zoomelioracją, np. w jaki sposób i w jakim stopniu komposty wyprodukowane na bazie osadów ściekowych, a także czyste osady, oddziałują na faunę glebową, i które z dodatków strukturo twórczych zapewnią lepszy jej rozwój? Nie wiemy też, jaka ilość ściółki leśnej zastosowanej do introdukcji daje pozytywny i trwały efekt przy zoomelioracji. Celem niniejszej pracy było znalezienie odpowiedzi na niektóre z tych pytań, a szczególnie określenie wpływu kompostów wyprodukowanych z komunalnych osadów ściekowych bez dodatków oraz z dodatkiem popiołu i słomy na zagęszczenie, i skład grupowy akarofauny glebowej oraz różnorodność gatunkową mechowców w warunkach laboratoryjnych. Szczegółowa dynamika liczebności i analiza gatunkowa Oribatida będzie przedstawiona w innej pracy. Materiał i metody Badania przeprowadzono w latach 2003 i Doświadczenie założono na początku sierpnia 2003 r. w pomieszczeniu piwnicznym Katedry Ekologii Akademii Techniczno-Rolniczej w Bydgoszczy. Pomieszczenie było wentylowane i naturalnie oświetlone. Przez cały cykl badawczy utrzymywano temperaturę C i wilgotność względną powietrza w zakresie 65-80%. Do badań wykorzystano specjalnie w tym celu skonstruowane pojemniki z płyty wiórowej o wymiarach 1x1,5 m. Pojemniki w celu ich uszczelnienia i uodpornienia na wilgoć wyłożono plastykową folią, na dnie każdego pojemnika rozsypano 5 cm warstwę czystego żwiru. Podłoże do badań przygotowano w firmie Agromis" - Rafał Piasecki z Łochowa k. Bydgoszczy. W doświadczeniu wykorzystano kompostowane osady ściekowe bez dodatku (wariant - C) oraz z 20% dodatkiem popiołu ze spalania drewna (wariant - P) i 20% dodatkiem słomy (wariant - S). Kompost przygotowano na bazie osadów ściekowych z miejskiej oczyszczalni ścieków w Żninie. Kompost ten na podstawie analiz chemicznych, mikrobiologicznych i parazytologicznych uzyskał pozytywną opinię Instytutu Uprawy, Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach, i został dopuszczony do wykorzystania do celów nawozowych w rolnictwie, z wyłączeniem ogródków działkowych, plantacji warzyw i roślin sadowniczych, traw i mieszanek z motylkowymi w uprawie polowej oraz trwałych użytków zielonych, 105

6 A. Klimek: L. Kosakowski, B. Chuchaj, P. Malczyk z powodu braku możliwości wymieszania go z glebą. Kompost może być też wykorzystywany poza rolnictwem, np. przy zagospodarowywaniu hałd i rekultywacji gleb rolniczo nie użytkowanych. Stwierdzono, że nawóz ten nie budzi zastrzeżeń pod względem sanitarnym, a metale ciężkie występują w bardzo małych stężeniach, znacznie poniżej dopuszczalnych norm (Kabata-Pendias i in. 1995). W sześciu pojemnikach równomiernie rozłożono pięciocentymetrową warstwę kompostów - warianty C, P i S x 2. Materiał do introdukcji pobrano z gleby dojrzałego boru świeżego w Nadleśnictwie Bydgoszcz. Materiał ten pochodził z warstwy próchnicy nadkładowej (głównie z podpoziomów Ol i Oi), która była silnie przerośnięta mchem. Ściółkę, zaraz po przywiezieniu z lasu, rozłożono w pojemnikach - w wariantach C r P v S x cienką 1 cm warstwą, a w wariantach C 2, P 2, S 2 nieco grubszą 2 cm warstwą - na kompostach. Materiał z gleby leśnej delikatnie zmieszano z wierzchnią (ok. 2 cm) warstwą podłoży. Dla utrzymania możliwie stałego zakresu wilgotności podłoża, na poziomie 30-40%, materiał zraszano wodą z sieci wodociągowej - ok. 1 raz w tygodniu. Pierwszy raz próbki do badań ilościowych i jakościowych akarofauny pobrano zaraz po introdukcji (początek sierpnia 2003 r.), a następnie najpierw w odstępach 1-miesięcznych do początku stycznia 2004 r., od stycznia w odstępach 2-miesięcznych. Doświadczenie zakończono na początku sierpnia 2004 r., zamykając roczny cykl badań. Próbki o wymiarach 4,5 cm 2 x 6 cm głębokości pobierano w każdym terminie (razem 9 terminów) w 10 powtórzeniach, dzieląc każdą próbkę na połowę - poziom górny i dolny. Z każdego pojemnika pobrano ogółem 90 próbek, z których metodą Tullgrena przez 7 dni wypłaszano roztocze. Przedmiotem analizy było 7739 Acari, w tym 4377 Oribatida. Zagęszczenie roztoczy N podano w przeliczeniu na 1 m 2 podłoża, różnorodność gatunkową mechowców określono za pomocą ogólnej liczby gatunków S, średniej liczby gatunków w próbce s oraz wskaźnika różnorodności gatunkowej Shannona H (Magurran 1988). Ocenę różnic średniego zagęszczenia roztoczy i średniej liczby gatunków przeprowadzono z zastosowaniem analizy wariancji za pomocą testu Tukey'a (Łomnicki 1999). Chemiczne analizy zastosowanych w doświadczeniu substratów przeprowadzono dwukrotnie: na początku doświadczenia po introdukcji oraz na końcu po ostatnim pobraniu prób. Kwasowość czynną (ph H2Q ) oznaczono w zawiesinie wodnej i kwasowość wymienną (ph KC1 ) w zawiesinie 1 molowego roztworu KC1, obie metodą potencjometryczną za pomocą pehametru CPC-551, firmy ELMETRON. Węgiel organiczny oznaczono metodą Tiurina, a azot ogólny metodą Kjeldahla. Wyniki i dyskusja Kompostowane osady ściekowe mogą być wykorzystane do różnych celów przyrodniczych: jako materiał nawozowy, strukturotwórczy i rekultywacyjny. Główne ograniczenia w stosowaniu osadów ściekowych wynikają z obecności w nich metali ciężkich, szczególnie ołowiu, kadmu, miedzi i cynku (Jędrczak i Haziak 2005). Kompostowanie osadu polega na przekształcaniu jego konsystencji do postaci ziemistej o gruzełkowatej strukturze (Siuta i Wasiak 2001), likwi- 106

7 Wpływ różnych kompostów z komunalnych osadów ściekowych na roztocze (Acari)... duje to uciążliwość odorową i obecność chorobotwórczych organizmów oraz pomniejsza zawartość metali ciężkich. Proces kompostowania osadu wymaga zmieszania go ze środkiem strukturotwórczym, który dostarczy dodatkowej masy organicznej i zapewni optymalny stosunek C:N równy ok. 30:1. W praktyce stosuje się różne dodatki do kompostów, np. słomę, trociny, korę, zieloną masę roślinną, pył węgla brunatnego i in. Na początku cyklu badawczego najniższe ph stwierdzono w kompoście z dodatkiem popiołu i 1 cm warstwy ściółki leśnej (tab. 1). Po roku, w tym wariancie, odnotowano znaczny spadek kwasowości - ph H2Q wzrosło z 4,05 do 7,12; a ph KC1 z 3,95 do 7,04. Podobny wzrost ph stwierdzono w substracie z dodatkiem słomy, natomiast w kompoście z samego osadu odnotowano tendencję odwrotną. W pojemnikach z 2 cm warstwą ściółki, na początku cyklu we wszystkich rodzajach podłoża, ph było wyższe niż w pojemnikach z 1 cm warstwą ściółki. Zróżnicowanie zawartości węgla organicznego na początku badań było związane głównie z ilością ściółki leśnej: w przypadku 1 cm wynosiła 11,26-18,26%; a po dodaniu 2 cm 24,33-31,09%. We wszystkich pojemnikach w trakcie cyklu badawczego odnotowano 2-3 krotny spadek zawartości C organicznego. Zawartość azotu ogólnego była zróżnicowana - na początku w różnych wariantach wahała się od 0,38 do 0,62%; na końcu doświadczenia w większości wariantów nieznacznie wzrosła i wynosiła od 0,40 do 0,66%. Na początku badań stosunek C:N, w przypadku 1 cm warstwy próchnicy leśnej, wynosił od 29,5 do 34,9. Był więc typowy dla kompostów produkowanych na bazie osadów ściekowych (Jędrczak i Haziak 2005). Dodatek większej ilości leśnej materii organicznej wpłynął na znaczące poszerzenie C:N, który wynosił w wariantach C 2, P 2 i S 2 od 47,6 do 58,7. We wszystkich wariantach doświadczenia omawiany wskaźnik w trakcie cyklu badawczego uległ wyraźnemu obniżeniu i wynosił od 14 do 25,8. Może to świadczyć o prawidłowo przebiegającym procesie rozkładu materii organicznej, w którym mają swój udział zwierzęta glebowe. Drobne zwierzęta glebowe, zaliczane do mezofauny, spełniają bardzo istotne funkcje decydujące o żyzności siedliska. W niektórych środowiskach glebowych, szczególnie tych, które są zdegradowane działalnością człowieka, zgrupowania wymienionych zwierząt są zbyt ubogie, by prawidłowo mogły przebiegać procesy rozkładu materii organicznej, rzutujące bezpośrednio na kierunek i tempo sukcesji. Naturalna sukcesja edafonu na tego rodzaju gruntach przebiega jednak zbyt wolno i człowiek powinien pomóc przyrodzie przez intensyfikację oraz odpowiednie pokierowanie procesami glebotwórczymi (Górny 1975). Dlatego uzasadnione są próby introdukcji fauny glebowej. W naszej strefie klimatycznej naturalna sukcesja zawsze prowadzi w kierunku ekosystemu leśnego, toteż w obrębie ekosystemów leśnych powinniśmy znaleźć dobry materiał do zoomelioracji, który może przyspieszyć sukcesję i nadać jej prawidłowy kierunek, Z literatury znane są przykłady wykorzystania różnych przedstawicieli fauny glebowej - najczęściej leśnej - w zoomelioracji (Mazur i Tracz 1996). Wzbogacano edafon słabo rozkładającej się ściółki odpowiednimi gatunkami mechowców uzyskując znaczne przyspieszenie jej rozkładu, dla zintensyfikowania rozkładu ściółki dębowej wprowadzono różne bezkręgowce osiągając postęp w rozkładzie, przy 107

8 A. Klimek L. Kosakowski, B. Chachąj, P, Malczyk rekultywacji hałd i zwałowisk łączono zabiegi zalesiania i nawożenia z introdukcją fauny. Szujecki (1990, 1996) szczególną wagę w zoomelioracji przypisuje saprofagom i proponuje na zalesionych gruntach porolnych introdukcję wija z gatunku Proteroiulus Juscus (Am Stein) oraz kolonizację mrówki ćmawej [Formica polyctena Foerst.). Równolegle z niniejszym doświadczeniem, w szkółce leśnej w Białych Błotach (Nadleśnictwo Bydgoszcz), prowadzono doświadczenia polowe przy produkcji sadzonek brzozy i sosny, stosując zabieg zoomelioracji (Rolbiecki R. i in. 2005, Rolbiecki S. i in. 2005). Zabieg ten, w połączeniu z mikronawodnieniami, wpłynął na wielokrotny wzrost liczebności i liczby gatunków mechowców oraz ich dominację w zgrupowaniach roztoczy. W doświadczeniu tym zastosowano nawóz organiczny wyprodukowany na bazie osadów ściekowych (80%) i torfu wysokiego (20%). W praktyce szkółkarskiej i zalesieniowej znane jest nawożenie organiczne z udziałem torfu, kory i trocin. Substraty te poprawiają warunki glebowe i korzystnie oddziałują na saprofagi, wspomagając rozwój fauny glebowej. W przeprowadzonym doświadczeniu, wraz z próchnicą nadkładową gleby leśnej, introdukowano, fito- i zooedafon z różnych grup systematycznych. Ogromne bogactwo fauny glebowej i trudność w jej oznaczaniu oraz skomplikowane i różnorodne metody jej pozyskania, utrudniają całościową ocenę zoocenozy. Zoocenozy glebowe bada się zatem wycinkowo, a uzyskany na podstawie jednego zgrupowania lub zespołu faunistycznego wynik, odnosi się - oczywiście w rozsądnych granicach - do całego układu ekologicznego. Taka wskaźnikowa (bioindykacyjna) metoda była wykorzystywana w przypadku badania wielu oddziaływań antropogenicznych na środowisko, a roztocze, szczególnie saprofagiczne mechowce, okazały się dobrymi bioindykatorami skażenia gleb (Klimek 2000) i biologicznych właściwości próchnic leśnych (Seniczak 1979). W badanych wariantach doświadczenia średnie (dla wszystkich terminów badań) zagęszczenie roztoczy wahało się od 11,84 do 40,44 tys. osobn. nr 2 (tab. 2). W glebie boru świeżego, z ok. 5 cm warstwą próchnicy nadkładowej, zagęszczenie tych stawonogów jest wielokrotnie większe - 67,28-413,26 tys. osobn. m~ 2 (Klimek 2000). W doświadczeniu najwyższą liczebność Acari odnotowano w podłożu z kompostowanego osadu bez dodatku. Znacznie mniej roztoczy stwierdzono w podłożu z dodatkiem popiołu oraz z dodatkiem słomy w wariancie S 2, a różnice te były istotne statystycznie. Dodanie do osadów grubszej 2 cm warstwy leśnej ściółki nie wpłynęło wyraźnie na zwiększenia średniego zagęszczenia roztoczy. Najliczniejszą grupą roztoczy były mechowce, które stanowiły 56,6% tych pajęczaków. Znacznie mniej licznie występowały Actinedida (21%) i drapieżne Gamasida (14,7%), a Acaridida i Tarsonemida stanowiły odpowiednio tylko 5,8 oraz 1,9% wszystkich roztoczy. Wyraźna przewaga mechowców nad pozostałymi zgrupowaniami roztoczy jest charakterystyczna dla gleb leśnych, w których saprofagi te stanowią często 70% wszystkich roztoczy (Klimek 2000). Ilość wprowadzonej ściółki nie wpłynęła na zróżnicowanie przedstawionego układu dominacji poszczególnych zgrupowań. Struktura ta była natomiast zależna od dodatku do kompostu. W przypadku wariantu z popiołem wśród roztoczy dominowały 108

9 Wpływ różnych kompostów z komunalnych osadów ściekowych na roztocze (Acari)... Actinedida (44,7-51,6%), drugie lub trzecie miejsce - w zależności od grubości warstwy ściółki - zajmowały Gamasida i Oribatida. Z przedstawionego układu dominacji zgrupowań oraz analizy zagęszczenia wynika, że roztocze, a szczególnie mechowce, dobrze tolerowały kompost bez dodatków oraz dość dobrze z dodatkiem słomy, natomiast wyraźnie negatywnie zareagowały na dodatek popiołu. Na początku cyklu badawczego, zaraz po introdukcji, zagęszczenie roztoczy było stosunkowo zróżnicowane i wahało się od 9,1 do 39 tys. osobn. m~ 2. W zależności od wariantu doświadczenia w zgrupowaniach roztoczy dominowały Actinedida (3x), Oribatida (2x) i Gamasida (lx). Po roku prowadzenia doświadczenia układ ten uległ zmianie - najczęściej bardzo wyraźnie wśród roztoczy dominowały mechowce, stanowiąc średnio 90,1% Acari. W przeprowadzonym doświadczeniu odnotowano występowanie 26 gatunków mechowców. W badaniach akarofauny boru świeżego w warunkach naturalnych na jednym stanowisku na ogół notuje się dwukrotnie większą liczbę gatunków Oribatida (Klimek 2000, Seniczak 1978). Serie prób do takich badań pobiera się jednak z większej powierzchni, najczęściej wielokrotnie w kolejnych latach. W poszczególnych wariantach doświadczenia stwierdzono od 13 do 20 gatunków mechowców. Na początku doświadczenia wskaźnik S wahał się od 9 do 16, a w ostatnim terminie badań był znacznie mniejszy W okresie całego cyklu doświadczenia średnia liczba gatunków w próbce (s) była niska - w zależności od wariantu wynosiła od 0,62 do 1,41. Niewiele wyższy zakres wartości tego wskaźnika dla Oribatida odnotowano po introdukcji edafonu w szkółce leśnej (0,58-3,04) oraz na gruncie porolnym (1,29-2,15) (Rolbiecki R. i in. 2005a,b; Rolbiecki S. i in. 2005). Najniższą wartość wskaźnika s stwierdzono w wariancie P r a różnice pomiędzy Cj a Pj były istotne statystycznie. W pierwszym terminie badań s było stosunkowo wysokie 1,4-4,6. Po roku doświadczenia laboratoryjnego liczba ta we Tabela 1. Wybrane właściwości podłoży po dodaniu do kompostów ściółki leśnej na początku (a) i na końcu (b) rocznego cyklu doświadczenia Wyszczególnienie P H II20 P H KC1 Warianty c x c 2 Pi P 1 Si s 2 2 a 4,94 5,86 4,05 5,47 4,53 5,90 b 4,75 4,62 7,12 7,15 6,89 7,03 a 4,61 5,43 3,95 5,20 4,11 5,64 b 4,52 4,20 7,04 6,96 6,43 6,84 a 11,26 31,09 18,26 29,04 15,69 24,33 C org. ( % ) b 8,26 9,14 7,90 12,36 11,08 7,69 N og (%) C/N a 0,38 0,53 0,62 0,61 0,45 0,44 b 0,52 0,61 0,40 0,66 0,43 0,55 a 29,60 58,70 29,50 47,60 34,90 55,30 b 15,90 15,00 19,80 18,70 25,80 14,00 109

10 A. Klimek: L. Kosakowski, B. Chachąj, P. Malczyk Tabela 2. Zagęszczenie roztoczy (N w tys. osobn. m~ 2 ) oraz liczba gatunków (S), średnia liczba gatunków w próbce (s) i wskaźnik różnorodności gatunkowej Shannona (H) dla zgrupowań mechowców w badanych wariantach doświadczenia Wskaźnik - grupa Warianty roztoczy c, c, P, P* s, s 9 N - Acari r 31,16 40,44 11,84 A 13,22 A 30,66 12,40^ a 9,10 21,78 28,60 39,00 14,46 12,51 b 16,09 20,96 1,95 l,46 c 108,71 46,15 B c N - Acaridida r 1,70 1,72 1,61 0,51 1,73 0,78 a 0,16 0,16 0,49 0,16 0,16 b 0,98 0,16 N - Actinedida r 4,88 5,33 5,29 6,83 4,75 2,33 a 1,63 3,58 15,28 17,55 5,69 3,25 b 4,23 1,30 0,65 c 0,49 c 1,46 3,25 N- Gamasida r 4,89 5,67 2,40 A 2,67 A 2,85 2,09 A N- Tarsonemida a 2,60 6,34 5,04 7,64 4,71 4,71 b 0,98 1,79 c 0,65 c 0,65 c 1,63 0,33 c r 0,25 0,61 0,99 0,23 0,42 0,18 a 0,81 1,79 4,55 1,46 0,81 0,33 b 0,16 0,16 0,49 N - Oribatida r 19,45 27,12 1,55 A 2,98 A 20,91 7,02^ a 3,90 10,08 3,58 11,86 3,09 4,06 b 9,91 17,71 0,65 0,33 105,30 42,09 BC c S - Oribatida r a b s - Oribatida r 1,23 1,41 0,62 A 1,17 B 0,97 0,83 A a 2,00 3,00 1,60 4,60 B 1,80 2,00 b 0,80 1,50 0,30 0,20 1,30 1,30 H - Oribatida r 0,63 0,68 0,78 0,96 0,29 0,61 a 1,69 1,72 1,92 2,30 2,06 2,13 b 0,00 0,25 0,00 0,69 0,03 0,08 Objaśnienia: r - średnia ze wszystkich terminów badań, a - pierwszy termin, b - ostatni termin, A - istotność różnic między C a P i S, B - istotność różnic między C 1 a C 2, P l a P 2, S t a S 2 ; c - istotność różnic między a i b 110

11 Wpływ różnych kompostów z komunalnych osadów ściekowych na roztocze (Acari)... wszystkich podłożach spadła, a wyjątkowo niskie wartości (0,2-0,3) zaobserwowano w wariantach z dodatkiem popiołu. Podobnie było w przypadku wskaźnika różnorodności gatunkowej Shannona H - był wysoki na początku doświadczenia i znacznie niższy na końcu. Pomimo, iż w rocznym cyklu odnotowano spadek różnorodności gatunkowej mechowców we wszystkich wariantach, optymistycznym wydaje wzrost ich zagęszczenia w wariantach C i S. Oznacza to, że niektóre gatunki mechowców potrafiły się doskonale dostosować do nowych, trudnych dla nich warunków ekologicznych. Jedynie dodatek popiołu do osadów spowodował spadek zagęszczenia wszystkich grup roztoczy oraz największy spadek różnorodności gatunkowej mechowców. Otrzymane wyniki stanowią przyczynek do dalszych podobnych badań i dają nadzieję, że fauna glebowa, zwłaszcza mechowce, może być wykorzystana jako bioindykator przy testowaniu różnych nawozów organicznych w warunkach laboratoryjnych oraz do zoomelioracji terenów porolnych i zdegradowanych. Wnioski 1. W podłożach z kompostowanych komunalnych osadów ściekowych, w trakcie rocznego cyklu badawczego, stosunek C:N uległ obniżeniu, co może świadczyć o prawidłowym przebiegu procesów rozkładu materii organicznej. 2. Ilość leśnej ściółki, zastosowanej przy introdukcji fauny, nie wpłynęła istotnie na średnie zagęszczenie roztoczy. 3. Najliczniejszą grupą roztoczy były saprofagiczne mechowce, które średnio stanowiły 56,6% tych pajęczaków. 4. Z układu dominacji zgrupowań Acari oraz analizy ich średniego zagęszczenia wynika, że roztocze, a szczególnie mechowce, dobrze tolerowały kompost bez dodatków oraz dość dobrze z dodatkiem słomy, natomiast negatywnie zareagowały na dodatek popiołu z drewna. 5. W rocznym cyklu, we wszystkich wariantach doświadczenia, stwierdzono spadek różnorodności gatunkowej mechowców, jednocześnie odnotowano duży wzrost ich zagęszczenia w kompoście z dodatkiem słomy oraz mniejszy w kompoście bez dodatku. Literatura 1. Górny M., Zooekologia gleb leśnych. PWRiL, Warszawa, Jędrczak A., Haziak K., Określenie wymagań dla kompostowania i innych metod biologicznego przetwarzania odpadów. Pracownie Badawczo-Projektowe EKOSYSTEM Sp. z o.o., Zielona Góra, Kabata-Pendias A., Piotrowska M., Motowicka-Terelak T., Maliszewska-Kordybach B., Filipiak K., Krakowiak A., Pietruch C., 1995: Podstawy chemicznego zanieczyszczenia gleb. Metale ciężkie, siarka i WWA. Biblioteka Ochrony Środowiska, Warszawa, Klimek A., Wpływ zanieczyszczeń emitowanych przez wybrane zakłady przemysłowe na roztocze (Acari) glebowe młodników sosnowych, ze szczególnym uwzględnieniem mechowców (Oribatida). Wyd. Uczln. ATR w Byd- 111

12 A. Klimek- L. Kosakowski, B. Chachąj, P. Malczyk goszczy, Rozprawy 99, Łomnicki A., Wprowadzenie do statystyki dla przyrodników. PWN, Warszawa, Magurran A. E., Ecołogical diversity and its measurement. Chapman &Hall, London, Mazur S., Tracz H., O znaczeniu i sposobach zoo- i fitomelioracji zalesianych gruntów porolnych. Post. Techn. Leśn. 60, Rolbiecki R., Rolbiecki S., Klimek A., Hilszczańska D., 2005a. Wpływ mikronawodnień i nawożenia organicznego na produkcję jednorocznych sadzonek sosny zwyczajnej {Pinus sylwestris L.) na gruncie porołnym obiektu Kruszyn Krajeński z udziałem zabiegu zoomelioracji (badania wstępne). Infrastruktura i ekologia terenów wiejskich 4, PAN, Kraków, Rolbiecki R., Rolbiecki S., Klimek A., Hilszczańska D., 2005b. Wpływ mikronawodnień i nawożenia organicznego na produkcję jednorocznych sadzonek sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) z udziałem zabiegu zoomelioracji. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 506, Warszawa, Rolbiecki S., Rolbiecki R., Klimek A., Wpływ mikronawodnień i nawożenia organicznego na produkcję jednorocznych sadzonek brzozy brodawkowatej (Betula verrucosa Ehrh.) z udziałem zabiegu zoomelioracji. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 506, Warszawa, Schneider K., Renker C, Scheu S., Maraun M., Feeding biology of oribatid mites: a minireview. Phytophaga, XIV, Schneider K., Renker C, Maraun M., Oribatid mite (Acari, Oribatida) feeding on ectomycorrhizal fungi. Mycorrhiza 16, Seniczak S., 1978: Stadia młodociane (Acari, Oribatei) jako istotny składnik zgrupowań tych roztoczy przetwarzających glebową substancję organiczną. UMK, Toruń, Seniczak S., 1979: Fauna mechowców (Acari, Oribatei) jako indykator biologicznych właściwości próchnic leśnych. Pr. Kom. Nauk. PTG V/37, Setala H., Growth of birch and pine seedlings in relation to grazing by soil fauna on ectomycorrhizal fungi. Ecology, Vol. 76, No. 6, Siu ta J., Wasiak G., Zasady wykorzystania osadów ściekowych na cele nieprzemysłowe. Inżynieria Ekologiczna Nr 3, Szujecki A., Ekologiczne aspekty odtwarzania ekosystemów leśnych na gruntach porolnych. Sylwan 3-12, Warszawa, Szujecki A., Ekologiczne aspekty odtwarzania lasu na glebach porolnych. Prace IBL ser. B, 27, Warszawa, Podziękowanie Autorzy dziękują firmie Agromis" - Rafał Piasecki z Łochowa k. za przygotowanie kompostów wykorzystanych w doświadczeniu. Bydgoszczy 112