Reakcja drobnoustrojów i enzymów na zanieczyszczenie gleby miedzią

• Autorzy: Kaczynska G. , Szudrewicz A. , Hawryluk U. , Strachel R.

Warianty tytułu

EN

Response of microorganisms and enzymes to soil contamination with copper

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy określono wpływ zanieczyszczenia gleby miedzią na liczebność drobnoustrojów oraz aktywność enzymów glebowych. Doświadczenie wykonano w 3 powtórzeniach w warunkach laboratoryjnych. Do badań wykorzystano glinę piaszczystą o pH 6,7. Czynnikami zmiennymi były: 1) stopień zanieczyszczenia gleby: 0, 130, 260 i 520 mg Cu²⁺·kg⁻¹ gleby; 2) wapnowanie gleby odpowiadające: 0, 2 i 4 jednostkom kwasowości hydrolitycznej; 3) czas inkubacji gleby: 10 i 120 dni. Próbki gleby inkubowano w temperaturze 25°C i wilgotności równej 50% maksymalnej pojemności wodnej. W 10. i 120. dniu trwania doświadczenia określono liczebność grzybów, promieniowców, bakterii organotroficznych i bakterii z rodzaju Azotobacter oraz oznaczono aktywność enzymów: katalazy, dehydrogenaz, ureazy, fosfatazy kwaśnej, fosfatazy alkalicznej, β-glukozydazy i arylosulfatazy. W wyniku badań stwierdzono negatywny wpływ wzrastającego zanieczyszczenia gleby miedzią na liczebność Azotobacter oraz aktywność enzymów, natomiast nie zaobserwowano istotnego wpływu alkalizacji środowiska glebowego na aktywność dehydrogenaz, β-glukozydazy, arylosulfatazy i katalazy.

EN

The objective of study was to determine the effect of soil contamination with copper on soil microbial counts and the activity levels of soil enzymes. Laboratory experiment was carried out in three replications, using samples of sandy loam of pH 6.7. The experimental variables were: 1) degree of soil contamination: 0, 130, 260 and 520 mg Cu²⁺·kg⁻¹ soil; 2) soil liming at 0, 2 and 4 units of hydrolytic acidity; 3) time of soil incubation: 10 and 120 days. Soil samples were incubated at 25°C and 50% maximum water-holding capacity. The numbers of fungi, actinomyces, organotrophic bacteria and Azotobacter spp., and the activity levels of the following soil enzymes: catalase, dehydrogenase, urease, acid phosphatase, alkaline phosphatase, β-glucosidase and arylsulfatase were determined on days 10 and 120. Increasing levels of soil contamination with copper had an adverse influence on Azotobacter numbers and enzyme activity, whereas alkalization of soil environment did not significantly affect the activity of soil dehydrogenases, β-glucosidase, arylsulfatase and catalase.

Słowa kluczowe

PL

mikroorganizmy glebowe; liczebnosc mikroorganizmow; enzymy glebowe; aktywnosc enzymatyczna; zanieczyszczenia gleb; miedz; gleby; glina piaszczysta

EN

soil microorganism; microorganism number; soil enzyme; enzyme activity; soil pollutant; copper; soil; sandy loam

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2011
• Tom: 567
• Opis fizyczny: s.105-116,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Kaczynska G.

• Zakład Mikrobiologii, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl.Łódzki 3, 10-727 Olsztyn

autor

Szudrewicz A.

• Zakład Mikrobiologii, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl.Łódzki 3, 10-727 Olsztyn

autor

Hawryluk U.

• Zakład Mikrobiologii, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl.Łódzki 3, 10-727 Olsztyn

autor

Strachel R.

• Zakład Mikrobiologii, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl.Łódzki 3, 10-727 Olsztyn

Bibliografia

• Alef K., Nannipieri P. 1998. Methods in applied soil microbiology and biochemistry. Academic Press. Harcourt Brace & Company, Publishers, London: 576 ss.
• Borkow G., Gabbay J. 2009. Copper, an ancient remedy returning to fight microbial, fungal and viral infections. Cur. Chem. Biol. 3: 272-278.
• Brookes P.C. 1995. The use of microbial parameters in monitoring soil pollution by heavy metals. Biol. Fert. Soils. 19: 269-279.
• Diaz-Ravina M., Baath E. 1996. Developmen of metal tolerance in soil bacterial communities exposed to experymentally increased metal levels. Appl. Environ. Microbiol. 62: 2970-2977.
• Dijkstra F.A., Cheng W., Johnson D.W. 2006. Plant biomass influences rhizosphere priming effects on soil organic matter decomposition in two differently managed soils. Soil Biol. Biochem. 38: 2519-2526.
• Espirito S.C., Taudte N., Nies D.H., Grass G. 2008. Contribution of copper ion resistance to survival of Escherichia coli on metallic copper surfaces. Appl. Environ. Microbiol. 74: 977-86.
• Garau G., Castaldi P., Santona L., Deiana P., Melis P. 2007. Influence of red mud, zeolite and lime on heavy metal immobilization, culturable heterotrophic microbial populations and enzyme activities in a contaminated soil. Geoderma 142: 47-57.
• Ge C., Zhang Q. 2011. Microbial community structure and enzyme activities in a sequence of copper-polluted soils. Pedosphere 21(2): 164-169.
• Giller K.E., Witter E., Mcgrath S.P. 1998. Toxity of heavy metals to microorganisms and microbial processes in agricultural soils: a review. Soil Biol. Biochem. 30 (10/11): 1389.
• Halim M., Conte P., Piccolo A. 2003. Potential availability of heavy metals to phytoextraction from contaminated soils induced by exogenous humic substances. Chemosphere 52(1): 265.
• Horswell J., Speir T.W., Van Schaik A.P. 2003. Bio-inicators to assess impacts of heavy metals in land-applied sewage sludge. Soil Biol. Biochem. 35: 1501.
• Kamnev A.A., Van der Lelie D. 2000. Chemical and biological parameters as tools to evaluate and improve heavy metal phytoremediation. Biosc. Rep. 20(4): 239-258.
• Kizilkaya R. 2004. Cu and Zn accumulation in earthworm Lumbricus terrestris L. in sewage sludge amended soil and fractions of Cu and Zn in casts and surrounding soil. Ecol. Eng. 22: 141-151.
• Kizilkaya R., Askin T., Bayrakli B., Saglam M. 2004. Microbiological characteristics of soils contaminated with heavy metals. Eur. J. Soil Biol. 40: 95-102.
• Nadgórska-Socha A., Łukasik I., Ciepał R., Pomierny S. 2006. Activity of selected enzymes in soil loaded with varied levels of heavy metals. Acta Agroph. 8(3): 713-725.
• Nortcliff S. 2002. Standardisation of soil quality attributes. Agric. Ecosyst. Environ. 88: 161-168.
• Öhlinger R. 1996. Dehydrogenase activity with the substrate TTC, w: Methods in soil biology. Schinner F., Öhlinger R., Kandeler E., Margesin R. (red.). Springer Verlag, Berlin Heidelberg: 241-243.
• StatSoft, Inc. 2010. STATISTICA (data analysis software system), version 9.1. www.statsoft.com.
• Sukul P. 2006. Enzymatic activities and microbial biomass in soil as. influenced by metalaxyl residues. Soil Biol. Biochem. 38: 320-326.
• Taylor J.P., Wilson B., Mills M.S., Burns R.G. 2002. Comparison of microbial numbers and enzymatic activities in surface soils and subsoils using various techniques, Soil Biol. Biochem. 34: 387-401.
• Tica D., Udovic M., Lestan D. 2011. Immobilization of potentially toxic metals using different soil amendments. Chemosphere. 85: 577-583.
• Wang F., Yao J., Si Y., Chen H., Russel M., Chen K., Qian Y., Zaray G., Bramanti E. 2010. Short-time effect of heavy metals upon microbial community activity. J. Hazar. Mater. 173: 510-516.
• Wyszkowska J., Kucharski J., Kucharski M., Borowik A. 2009. Activity of dehydrogenases, catalase and urease in copper polluted soil. Pol. J. Environ. Stud. 14(3): 605-617.
• Wyszkowska J., Kucharski J., Lajszner W. 2005. Effect of soil contamination with copper on its enzymatic activity. Pol. J. Environ. Stud. 14(5): 119-124.
• Wyszkowska J., Kucharski J., Lajszner W. 2006. The effects of copper on soil biochemical properties and its interaction with other heavy metals. Pol. J. Environ. Stud. 15(6): 927-934.
• Wyszkowska J., Kucharski J., Wałdowska E. 2002. The influence of diesel oil contamination on soil enzymes activity. Rost. Vyr. 48(2): 58-62.
• Wyszkowska J., Kucharski M., Kucharski J. 2010. Activity of ß-glucosidase, arylosulfatase and phosphatases in soil contaminated with copper. J. Elementol. 15(1): 213-226.
• Xie W., Zhou J., Wang H., Chen X., Lu Z., Yu J., Chen X. 2009. Short-term effects of copper, cadmium and cypermethrin on dehydrogenase activity and microbial functional diversity in soils after long-term mineral or organic fertilization. Agricul. Ecosys. Environ. 129: 450-456.
• Zhang F.P., Li C.F., Tong L.G., Yue L.X., Li P., Ciren Y.J., Cao C.G. 2010. Response of microbial characteristics to heavy metal pollution of mining soils in central Tibet, China. Appl. Soil Ecol. 45: 144-151.