Charakterystyka glomalin i oddziaływania różnych systemów uprawy na ich zawartość w glebie

• Autorzy: Galazka A.

Warianty tytułu

EN

Characteristic of glomalin and impact of different tillage systems on their content in the soil

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Glomaliny to glikoproteiny wytwarzane przez grzyby endomikoryzowe, opłaszczające agregaty glebowe i chroniące je przed rozbiciem. Glomaliny są wyjątkowo odporne na degradację, trudno rozpuszczalne w wodzie, natomiast bardzo dobrze rozpuszczają się w wysokiej temperaturze (121°C; 250°F) w buforze cytrynianowym o odczynie neutralnym lub alkalicznym. Ich ekstrahowanie z gleby wymaga prawie godzinnej sterylizacji. Takie właściwości powodują, że glomaliny są bardzo stabilnymi związkami będącymi idealnym „płaszczem” do ochrony agregatów glebowych przed degradacją, jednak stwarzają duże trudności w poznaniu i ustaleniu ich dokładnej budowy. Celem niniejszej pracy było wykazanie obecności glomalin ogólnych i łatwoekstrahowalnych w glebach pochodzących z różnych systemów uprawy pszenicy ozimej. Próbki gleb pobrano spod pszenicy ozimej odmiany Sukces (S) i odmiany Roma (R) uprawianych w trzech systemach: ekologicznym (E), integrowanym (I) i monokulturze (M) w Stacji Doświadczalnej IUNG-PIB w Osinach (woj. lubelskie). Poszczególne systemy charakteryzowały się odmiennym zmianowaniem oraz właściwymi dla danego systemu zabiegami agrotechnicznymi. W próbkach glebowych oznaczono zawartość glomalin oraz aktywność biologiczną gleb wyrażoną zarówno liczebnością drobnoustrojów glebowych, jak i aktywnością enzymatyczną. Wykazano, iż ilość wytwarzanych przez grzyby AMF glomalin zależała m.in. od systemu uprawy gleby oraz nie korelowała z zawartością węgla ogólnego i azotu w glebie. W systemie ekologicznym produkcja glomalin i ich występowanie w glebie były znacznie większe niż w systemie integrowanym i monokulturze

EN

Glomalins are glycoproteins produced by endomycorrhizae fungi, that surrounds soil aggregates and protects them from destroying. Glomalins are especially resistant to destruction, hard to dissolve in water, while very easy dissolve in high temperature (121°C; 250°F) in citrate buffer with neutral or alkali pH. Their extraction from the soil requires almost one hour of sterilization. These properties make glomalins very stable compounds that are perfect “jacket” for protection of soil aggregates against degradation, however they are also diffi cult to understand and determining their exact construction The aim of the study was to demonstrate the presence of total and easy extractable glomalins in soils from different tillage systems of winter wheat. Soil samples were taken from winter wheat fi elds, variety Sukces (S) and variety Roma (R) in three different tillage systems: organic (E), integrated (I) and monoculture (M) in Experimental Station of IUNG- PIB in Osiny (lubelskie voivodship). Individual systems were kept in different crop rotation and different agricultural treatment appropriate for a given system. The taken soil samples were examined for total content of glomalins and biological activity, expressed in total number of soil microorganisms and enzymatic activity. It was demonstrated, that the amount of glomalins produced by endomycorrhizae fungi, depended on the tillage system and was not correlated with total carbon and organic matter in soil. In organic system of tillage, the production and content of glomalins were signifi cantly higher than in integrated and monoculture systems.

Słowa kluczowe

PL

gleby; uprawa roslin; systemy uprawy; glomaliny; glomalina latwoekstrahowalna; zawartosc glomalin

• Wydawca: -
• Czasopismo: Polish Journal of Agronomy
• Rocznik: 2013
• Numer: 15
• Opis fizyczny: s.75-82,bibliogr.

Twórcy

autor

Galazka A.

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

Bibliografia

• Bedini S., Turrini A., Rigo Ch., Argese E., Giovannetti M., 2010. Molecular characterization and glomalin production of arbuscular mycorrhizal fungi colonizing a heavy metal polluted ash disposal island, downtown Venice. Soil Biol. Biochem., 42: 758-765.
• Bradford M.M., 1976. A rapid and sensitive method for the Quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem., 72: 248-254.
• Buyer J.S., Zuberer D.A., Kristine A., Nichols K.A., Alan J. Franzluebbers A.J., 2011. Soil microbial community function, structure, and glomalin in response to tall fescue endophyte infection. Plant Soil, 339: 401-412.
• Dopka D., Korsak-Adamowicz M., Starczewski J., 2013. Zmiany właściwości fizycznych gleby w monokulturowej uprawie żyta jarego. Polish J. Agron., 12: 3-8.
• Gillespie A.W., Farrell R.E., Walley F.L., Ross A.R.S., Leinweber P., Eckhardt K.-U., Regier T.Z., Blyth R.I.R., 2011.
• Glomalin-related soil protein contains non-mycorrhizal-related heat-stable proteins, lipids and humic materials. Soil Biol. Biochem., 43: 766-777.
• Haynes R.I., Swift R.S., 1990. Stability of soil aggregate in relation to organic constituents and soil water content. J. Soil Sci., 41: 73-83.
• Koper J., Maniewska R., Piotrowska A., Kaszewska J., 2003. Następcze oddziaływanie zmianowania tradycyjnego i monokultury na stan fitosanitarny gleby i jej strukturę. Zesz. Nauk ATR Bydgoszcz, Rolnictwo, 492: 155-160.
• Krogulec T., Kuczyńska L., Niklewska T., Busko J., 1980. Wpływ monokultury na mikroorganizmy glebowe. Zesz. Nauk ART Olsztyn, Rolnictwo, 29: 57-65.
• Kuś J., 1998. Wstępne porównanie trzech systemów gospodarowania: konwencjonalnego, integrowanego i ekologicznego. Rocz. AR Poznań, 307(52): 119-126.
• Kuś J., Jończyk K., 2008. Wpływ ekologicznego i konwencjonalnego sposobu gospodarowania na wybrane parametry żyzności gleby. J. Res. Appl. Agric., 53(3): 161-165.
• Lovelock C.E., Wright S.F., Nichols K.A., 2004. Using glomalin as an indicator for arbuscular mycorrhizal hyphal growth: an example from a tropical rain forest soil. Soil Biol. Biochem., 36: 1009-1012.
• Martyniuk S., Stachyra A., Gajda A., 2002. Microbiological and biochemical properties of soil under cereals grown in the ecological, conventional and integrated system. Acta Agrophys., 52: 185-192.
• Myśków W., 1981. Próby wykorzystania wskaźników aktywności mikrobiologicznej do oceny stanu żyzności gleb. Post. Mikrobiol., 20: 173-192.
• Miller R.M., Jastrow J.D., 1992. The role of mycorrhizal fungi in soil conservation. American Society of Agronomy, Madison, WI, USA Mycorrhizae Sustain. Agric., 54: 29-43.
• Miller R.M., Jastrow J.D., 2000. Mycorrhizal fungi influence soil structure. Molecul. Biol. Physiol., 40: 3-18.
• Mirás-Avalos J.M., Antunes P.M., Koch A., Khosla K., Klironomos J.N., Dunfield K.E., 2011. The influence of tillage on the structure of rhizosphere and root-associated arbuscular mycorrhizal fungal communities. Pedobiologia, 54: 235-241.
• Nichols K.A., 2004. Characterization of glomalin a glycoprotein produced by arbuscular mycorrhizal fungi. Agric. Soil Sci., 81: 123-129.
• Oades J.M., 1984. Soil organic matter and structural stability: mechanisms and implications for management. Plant Soil, 76: 319-337.
• Rilling M.C., Wright S.F., Allen M.F., Field C.A., 1999. Rise in carbon dioxide changes soil structure. Nature, 400: 625-628.
• Rilling M.C., Wright S.F, Nichols K.A., Schmidt W.F., Torn M.S., 2001. Large contribution of arbuscular mycorrhizal fungi to soil carbon pools in tropical forest soils. Plant Soil, 233: 167-177.
• Rilling M.C., Steinberg P.D., 2002. Glomalin production by an arbuscular mycorrhizal fungus: a mechanism of habitat modification? Soil Biol. Biochem., 34: 1371-1374.
• Schindler F.V., Mercer E.J., Rice J.A., 2007. Chemical characteristics of glomalin-related soil protein (GRSP) extracted from soils of varying organic matter content. Soil Biol. Biochem., 39: 320-329.
• Stanisławska-Glubiak E., Korzeniowska J., 2011. Impact of zero tillage system on the nutrient content of grain and vegetative parts of cereals. Polish J. Agron., 4: 29-32.
• Święcicki W.K., Surma M., Koziara W., Skrzypczak G., Szukała J., Bartkowiak-Broda I., Zimny J., Banaszak Z., Marciniak K., 2011. Nowoczesne technologie w produkcji roślinnej – przyjazne dla człowieka i środowiska. Polish J. Agron., 7: 102-112.
• Tisdall J.M., Oades J.M., 1982. Organic matter and water-stable aggregates in soils. J. Soil Sci., 33: 141-163.
• Tujaka A., Terelak H., 2012. The balance of phosphorus in the agriculture of Poland. Polish J. Agron., 9: 29-33.
• Wright S.F., 1994. Serology and conjugation antibodies. Methods of Soil Analysis: Microbiological and Biochemical Properties Part 2: Soil Science Society of America, Madison, WI, USA, ss. 593-618.
• Wright S.F., Anderson R.L., 2000. Aggregate stability and glomalin in alternative crop rotations for the central Great Plains. Biol. Fertil. Soils, 31: 249-253.
• Wright S.F., Franke-Snyder M., Morton J.B., Upadhyaya A., 1996. Time-course study and partial characterization of a protein on hyphae of arbuscular mycorrhizal fungi during active colonization of roots. Plant Soil, 181: 193-203.
• Wright S.F., Green V.S., Cavigelli M.A., 2007. Glomalin in aggregate size classes from three different farming systems. Soil Till. Res., 94: 546-549.
• Wright S.F., Morton J.B., Sworobuk J.E., 1987. Identification of a vesicular-arbuscular mycorrhizal fungus by using monoclonal antibodies in an enzyme-linked immunosorbent assay. Appl. Environ. Microbiol., 53: 2222-2225.
• Wright S.F., Nichols K.A., Schmidt W.F., 2006. Comparison of efficacy of three extractants to solubilize glomalin on hyphae and in soil. Chemosphere, 64: 1219-1224.
• Wright S.F., Starr J.L., Paltineanu I.C., 1999. Changes in aggregate stability and concentration of glomalin during tillage management transition. Soil Sci. America J., 63: 1825-1829.
• Wright S.F., Upadhyaya A., 1996. Extraction of an abundant and unusual protein from soil and comparison with hyphal protein of arbuscular mycorrhizal fungi. Soil Sci., 161: 575- 586.
• Wright S.F., Upadhyaya A., 1998. Comparison of N-linked oligosaccharides of glomalin from arbuscular mycorrhizal fungi and soil by capillary electrophoresis. Soil Biol. Biochem., 30: 1853-1857.
• Wright S.F., Upadhyaya A., 1999. Quantification of arbuscular mycorrhizal fungi activity by the glomalin concentration on hyphal traps. Mycorrhiza, 8: 283-285.