Porównanie mikrobiologicznej i chemicznej charakterystyki gleb po ponad 100 latach uprawy roślin zbożowych

• Autorzy: Siebielec G. , Siebielec S. , Podolska G.

Warianty tytułu

EN

Comparison of microbial and chemical characteristics of soil types after over 100 years of cereal production

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Naturalna charakterystyka biologiczna i chemiczna gleby jest modyfikowana poprzez sposób użytkowania gruntu (grunt orny, użytek zielony, nieużytek, użytkowanie miejskie, obszary chronione), a w przypadku użytkowania jako grunt orny przez intensywność produkcji, sposób uprawy, zmianowanie. Celem niniejszej pracy było: (1) porównanie liczebności i różnorodności mikroorganizmów oraz aktywności enzymów glebowych w różnych typach gleb pod wieloletnim wpływem uprawy roślin zbożowych; (2) określenie zróżnicowania właściwości chemicznych różnych typów gleb i ich wpływu na charakterystykę mikrobiologiczną gleby. Próbki glebowe pobrano latem 2015 r. z poletek wieloletniego doświadczenia prowadzonego na terenie IUNG-PIB w Puławach. Poletka, reprezentujące różne typy, klasy oraz kompleksy przydatności rolniczej gleb, zostały założone ponad 100 lat temu, z zachowaniem naturalnego układu poziomów w profilu gleb. Poletka reprezentowały następujące typy gleb: brunatna dystroficzna, rędzina brunatna, mada brunatna, płowa, czarna ziemia, rdzawa, brunatna eutroficzna. W próbkach glebowych oznaczono aktywność enzymatyczną gleb oraz liczebność bakterii i promieniowców, grzybów oraz bakterii z rodzaju Azotobacter, a także odczyn, zawartość próchnicy, zawartość przyswajalnych form fosforu, potasu i magnezu. Pomimo wieloletniej uprawy tych samych roślin na wszystkich poletkach charakterystyka mikrobiologiczna (aktywność, liczebność drobnoustrojów) gleb w dużym stopniu była zróżnicowana pomiędzy typami gleby i zachowała pewną specyfikę. Analiza skupień wykazała, że gleby brunatne i rdzawe posiadały zbliżony profil mikrobiologiczny, od którego najbardziej różniły się profile czarnej ziemi i rędziny. Spośród właściwości chemicznych w największym stopniu na charakterystykę mikrobiologiczną gleb wpływały odczyn i zawartość węgla organicznego.

EN

Natural biological and chemical characteristics of soil are modified by land use (arable, grassland, bare land, urban use, protected areas) and in the case of agricultural use by intensity of production, tillage, and crop rotation. The aims of this study were (1) to compare number and diversity of microorganism and soil enzyme activities in various soil types under long term cereal production; (2) to evaluate variability of chemical status of the soil types and its effect on microbial characteristics of soil. Soil samples were collected in summer of 2015 from plots of a long-term experiment located at Institute of Soil Science and Plant Cultivation – State Research Institute in Puławy, Poland. The plots were established over 100 years earlier representing different soil types, classes and soil suitability complexes with reconstructed natural soil profiles. The plots represented the following soil types: Haplic Cambisol (Dystric), Cambic Leptosol, Fluvic Cambisol, Haplic Luvisol, Gleyic Chernozem, Brunic Arenosol, Haplic Cambisol (Eutric). Soil samples were analyzed for enzymatic activity, number of bacteria and Actinomycetes, fungi and Azotobacter, as well as pH, carbon, content of available phosphorus, potassium and magnesium. Despite long term production of cereals on all plots, soils retained their natural microbial specificity. Cluster analysis revealed similar microbial profile of Arenosols and Haplic Cambisols whereas Gleyic Chernozem and Cambic Leptosol most significantly differed from the other soils.

Słowa kluczowe

PL

gleby; odczyn gleby; wlasciwosci fizykochemiczne; wlasciwosci mikrobiologiczne; wlasciwosci biochemiczne; poletka doswiadczalne; doswiadczenia uprawowe; zboza; klasyfikacja gleb; probki glebowe; pobieranie probek; aktywnosc enzymatyczna; mikroorganizmy; liczebnosc; zawartosc pierwiastkow

• Wydawca: -
• Czasopismo: Polish Journal of Agronomy
• Rocznik: 2015
• Numer: 23
• Opis fizyczny: s.88-100,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Siebielec G.

• Zakład Gleboznawstwa Erozji i Ochrony Gruntów, Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy w Puławach, ul. Czartoryskich 8, 24-100 Puławy, Polska

autor

Siebielec S.

• Zakład Mikrobiologii Rolniczej, Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy w Puławach, ul. Czartoryskich 8, 24-100 Puławy, Polska

autor

Podolska G.

• Zakład Uprawy Roślin Zbożowych, Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy w Puławach, ul. Czartoryskich 8, 24-100 Puławy, Polska

Bibliografia

• Acosta-Martinez V., Acosta-Mercado D., Sotomayor-Ramirez D., Cruz-Rodriguez L., 2008. Microbial communities and enzymatic activities under different management in semiarid soils. Applied Soil Ecology, 38: 249-260.
• Badura L., 1985. Mikroorganizmy w ekopodsystemach glebowych – ich występowanie i funkcje. Postępy Mikrobiologii, 24(3): 153-173.
• Badura L., 2006. Rozważania nad rolą mikroorganizmów w glebie. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, 89, 546: 13-23.
• Barabasz W., Smyk B., 1997. Mikroflora gleb zmęczonych. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 452: 37-50.
• Bielińska E.J., 2005. Oznaczanie aktywności fosfataz. Acta Agrophysica, Rozprawy i Monografie, 2005(3): 63-74.
• Casida L., Klein D., Santoro T., 1964. Soil Dehydrogenase Activity. Soil Science, 98: 371-376.
• Doran J.W., Parkin T.B., 1994. Defining and assessing soil quality. ss. 3-21. W: Defining soil quality for a sustainable environment; Doran J.W., Coleman D.C., Bezdicek D.E., Stewart B.A. Soil Science Society of America, Madison, WI.
• Doran J.W., Sarrantonio M., Liebig M.A., 1996. Soil health and sustainability. Advances in Agronomy, 56: 1-54.
• Fenglerowa W., 1965. Simple method for counting Azotobacter in soil samples. Acta Microbiologica Polonica, 14(2): 203-206.
• Gajda A.M., 2008. Effect of different tillage systems on some microbiological properties of soils under winter wheat. International Agrophysics, 22: 201-208.
• Gajda A.M., Martyniuk S., 2005. Microbial biomass C and N and activity of enzymes in soil under winter wheat grown in different crop management systems. Polish Journal of Environmental Studies, 14(2): 159-163.
• Kaczyński R., Siebielec G., Gałązka R., Niedźwiecki J., Polakova S., 2013. Assessment of soil organic carbon status and changes in soils of Polish-Czech republic borderland. UKZUZ, Brno.
• Lityński T., Jurkowska H., Gorlach E., 1976. Analiza chemiczno-rolnicza. Gleba i Nawozy. Wydawnictwo PWN, Warszawa.
• Marcinowska K., 2002. Charakterystyka, występowanie i znaczenie promieniowców w przyrodzie. ss. 121-130. W: Aktywność drobnoustrojów w różnych środowiskach; Barabasz W. (red.), AR Kraków.
• Marinari S., Mancinelli R., Campiglia E., Grego S., 2006. Chemical and biological indicators of soil quality in organic and conventional farming systems in Italy. Ecological Indicators, 6: 701-711.
• Martin J.P., 1950. Use of acid, rose bengal and streptomycin in the plate method for estimating soil fungi. Soil Science, 69: 215-232.
• Martyniuk S., Martyniuk M., 2003. Occurrence of Azotobacter spp. in some Polish soils. Polish Journal of Environmental Studies, 3: 371-374.
• Martyniuk S., 2008. Znaczenie procesu biologicznego wiązania azotu atmosferycznego w rolnictwie ekologicznym. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 54: 9-14.
• Masto R.E., Chhonkar P.K., Singh D., Patra A.K., 2006. Changes in soil biological and biochemical characteristics in long-term field trial on a sub-tropical inceptisol. Soil Biology and Biochemistry, 38: 1577-1584.
• Mocek-Płóciniak A., 2010. Wykorzystanie aktywności enzymatycznej do oceny wpływu antropogenicznych zmian wywołanych przez metale ciężkie w środowisku glebowym. Nauka Przyroda Technologie, 4, 6, #86.
• Myśków W., 1981. Próba wykorzystania wskaźników aktywności mikrobiologicznej do oceny żyzności gleby. Postępy Mikrobiologii, 20: 173-192.
• Nannipieri P., Ascher J. Ceccherini M.T.; Landi L., Pietramellara G., Renella G., 2003. Microbial diversity and soil function. European Journal of Soil Science, 54: 655-670.
• Nannipieri P., Aschner J., Ceccherini M.T., Landi L., Pietramellara G., Renella G., Valori F., 2007. Microbial diversity and microbial activity in the rhizosphere. Cienc Suelo, 25: 89-97.
• Oczoś Z., 2007. Formowanie się profilu gleby. ss. 18-21. W: Wademekum klasyfikatora gleb; Woch F. (red.), Wyd. IUNG-PIB.
• Ostrowska A., Gawliński S., Szczubiałka Z., 1991. Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin. Wydawnictwo IOŚ, Warszawa.
• Paul E.A., Clark F.E., 2000. Mikrobiologia i biochemia gleb. Wydawnictwa UMCS, Lublin.
• Rodina A., 1968. Mikrobiologiczne metody badania wód. Wydawnictwo PWRiL, Warszawa.
• Siebielec G., Smreczak B., Klimkowicz-Pawlas A., Maliszewska-Kordybach B., Terelak H., Koza P., Łysiak M., Gałązka R., Pecio M., Suszek B., Miturski T., Hryńczuk B., 2012. Monitoring chemizmu gleb ornych w Polsce w latach 2010-2012. Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa.
• Smith J.L., Paul E.A., 1990. The significance of soil microbial biomass estimations. ss. 357-396. W: Soil biochemistry; Bollag J., Stotzky G., Dekker, New York.
• Strzelczyk E., 2001. Endofity. ss. 97-107. W: Drobnoustroje środowiska glebowego; Dahm H., Pokojska-Burdziej A., Toruń: Wyd. A. Marszałek.
• Tabatabai M.A., Bremner J.M., 1969. Use of p-nitrophenylphosphate for assay of soilphosphatase activity. Soil Biology and Biochemistry, 1: 301-307.
• Wallace R., Lochhead A., 1950. Qualitative studies of soil microorganisms IX. Amino acid requirements of rhizosphere bacteria. Canadian Journal of Research, Sect. C Bot. Sci. 28: 1-6.