Role of plant litter in developing the content of phenolic compounds in humanic substances

• Autorzy: Banach-Szott M. , Dębska B.

Warianty tytułu

PL

Rola odpadu roślinnego w kształtowaniu zawartości związków fenolowych w substancjach humusowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the present paper was to determine the content of phenolic compounds in the extracts of fulvic acids and hydrolysates of humic acids depending on the properties of plant litter. The research involved sampling from organic and mineral horizons of forest soils located in the area of the Arboretum in Mlyniany in Slovakia. To identify and to determine the quantity of phenolic compounds the chromatographic method (HPLC) was used. The research demonstrated that the content of phenolic compounds in hydrolysates of fractions of humic acids was generally lower as compared with their content in the extracts of fulvic acids. The content of phenolic compounds both in the extracts of fulvic acids and in the hydrolysates of humic acids decreased with an increase in the degree of the organic matter transformation. It was also shown that the basic parameter which differentiated the properties of newly-formed humic acids under different tree species was the ratio of vanillyl, syringyl and cinnamyl compounds. The extracts of humus acids of Ol subhorizon on the oak stand demonstrated a similar share of vanillyl and syringyl compounds (40:42:18), while the extracts of humic acids of Ol subhorizon on the spruce and thuja stands showed a considerable advantage of vanillyl compounds.

PL

Celem pracy było określenie zawartości związków fenolowych w ekstraktach kwasów fulwowych i hydrolizatach kwasów huminowych w zależności od właściwości opadu roślinnego. Do badań pobrano próbki z poziomów organicznych i mineralnych gleb leśnych zlokalizowanych na terenie Arboretum w Mlynianach naSłowacji. Do identyfikacji oraz ilościowego oznaczania związków fenolowych zastosowano metodę chromatograficzną (HPLC). Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że zawartość związków fenolowych w hydrolizatach frakcji kwasów huminowych była generalnie mniejsza w porównaniu z ich zawartością w ekstraktach kwasów fulwowych. Zawartość związków fenolowych zarówno w ekstraktach kwasów fulwowych, jak i hydrolizatach kwasów huminowych zmniejszała się wraz ze wzrostem stopnia transformacji materii organicznej. Wykazano również, że podstawowym parametrem odróżniającym właściwości nowo powstałych kwasów humusowych pod różnymi gatunkami drzew jest stosunek jednostek wanilinowych, syryngowych i cynamonowych. Ekstrakty kwasów humusowych podpoziomu surowinowego (Ol) na stanowisku dębu cechowały się zbliżonym udziałem jednostek wanilinowych i syryngowych (40:42:18). Natomiast ekstrakty kwasów humusowych podpoziomu Ol na stanowiskach świerka i tui charakteryzowały się znaczną przewagą jednostek wanilinowych

Słowa kluczowe

EN

humic acids; fulvic acids; phenolic compounds; forest soils

PL

kwasy huminowe; kwasy fulwowe; związki fenolowe; gleby leśne

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 2, No. 2
• Strony: 269--279
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., tab.

Twórcy

autor

Banach-Szott M.

• Department of Environmental Chemistry, University of Technology and Life Sciences, al. Bernardyńska 6, 85-029 Bydgoszcz, tel. [phone], fax [phone]

autor

Dębska B.

• Department of Environmental Chemistry, University of Technology and Life Sciences, al. Bernardyńska 6, 85-029 Bydgoszcz, tel. [phone], fax [phone]

Bibliografia

• [1] Zech W. and Guggenberger G.: Organic matter dynamics in forest soils of temperature and tropical ecosystems. [In:] Humic substances in terrestrial ecosystems, A. Piccolo (Ed.), Elsevier, Amsterdam 1996, 101 170.
• [2] Dziadowiec H., Kaczmarek J. and Kruszyńska M.: Dynamics of leaching dissolved organic carbon and nitrogen from the forest floor of rusty soil in three stands of mixed forest. Humic Subst. Ecosyst., 1998, 1, 43-48.
• [3] Dziadowiec H.: Próchnica gleb leśnych - akumulacja, właściwości, klasyfikacja. Prace Komisji Naukowych PTG V/37, Warszawa - Toruń 1979.
• [4] Kaczmarek J.: Wpływ zróŻnicowanego składu gatunkowego na materię organiczną gleb wytworzonych z piasków. Praca doktorska. UMK, Toruń 2000.
• [5] Kainulainen P. and Holopainen J.K.: Concentrations of secondary compounds in Scots pine needles at different stages of decomposition. Soil Biol. Biochem., 2002, 34, 37-42.
• [6] Flaig W., Beutelspacher H. and Rietz E.: Chemical composition and physical properties of humic substances. [In:] Soil components. J.E. Gieseking (Ed.). Spinger-Verlag, New York 1975.
• [7] Kögel I.: Estimation and decomposition pattern of the lignin component in forest humus layers. Soil Biol. Biochem., 1986, 18, 589-594.
• [8] Ziegler F., Kögel I. and Zech W.: Alteration of gymnosperm and angiosperm lignin during decomposition in forest humus layers. Z. Pflanzenernähr. Bodenk., 1986, 149, 323-331.
• [9] Tate R.L.: Soil organic matter, biological and ecological effects. John Wiley and Sons Inc., USA 1987.
• [10] Crawford R.L.: Lignin biodegradation and transformation. Wiley, New York 1981.
• [11] Johansson M.B., Kögel I. and Zech W.: Changes in the lignin fraction of spruce and pine needle litter during decomposition as studies by some chemical methods. Soil Biol. Biochem., 1986, 18, 611-619.
• [12] Kögel-Knabner I., Hatcher P.G. and Zech W.: Chemical structural studies of forest: soil humic acids: aromatic carbon fractions. Soil Sci. Amer. J., 1991, 55, 241-247.
• [13] Stevenson F.J.: Humus chemistry. Wiley, Chichester 1994.
• [14] Howard P.J.A., Howard D.M. and Lowe L.E.: Effects of tree species and soil physico-chemical conditions on the nature of soil organic matter. Soil Biol. Biochem., 1998, 30(3), 285-297.
• [15] Guggenberger G. and Zech W.: Soil organic matter composition under primary forest, pasture and secondary forest succession, Region Huetar Norte, Costa Rica. Forest. Ecol. Manage., 1999, 124, 93-104.
• [16] Sjöberg G., Nilsson S.I., Persson T. and Karlsson P.: Degradation of hemicellulose, cellulose and lignin in decomposing spruce needle litter in relation to N. Soil Biol. Biochem., 2004, 36, 1761-1768.
• [17] Higuchi T., Shimada M., Nakatsubo F. and Tanahashi M.: Differences in biosynthesis of guaiacyl and syringyl lignins in woods. Wood Sci. Technol., 1977, 11, 153-167.
• [18] Zech W., Ziegler F., Kögel-Knabner I. and Haumaier L.: Humic substances distribution and transformation in forest soils. Sci. Total Environ., 1992, 117/118, 155-174.
• [19] Banach-Szott M.: Content of phenolic compounds in humus acids of forest soil. Polish J. Soil. Sci., 2007, 40(1), 67-79.
• [20] Banach-Szott M. and Dębska B.: Content of phenolic compounds in fulvic and humic acid fractions of forest soils. Polish J. Environ. Stud., 2008, 17(4), 463-472.
• [21] Hartley R.D. and Buchan H.: High-performance liquid chromatography of phenolic acids and aldehydes derived from plants or from the decomposition of organic matter in soil. J. Chromatogr., 1979, 180, 139-143.
• [22] Charpentier B.A. and Cowles J.R.: Rapid-method of analyzing phenolic compounds in Pinus elliotti used high performance liquid chromatography. J. Chromatogr., 1981, 208, 132-136.
• [23] Kögel I.: Reversed-phase high performance liquid chromatography of naturally occuring phenolic acids in soils. Z. Pflanzenernähr. Bodenkd., 1983, 146, 525-530.
• [24] Serve L., Piovetti L. and Longuemard N.: Dosage des acides et aldéhydes phénoliques par chromatographie liquide haute-performance: analyse comparative des sols de haute montagne et de leur végétation. J. Chromatogr., 1983, 259, 319-328.
• [25] Serve L., Piovetti L. and Longuemard N.: Dosage par chromatographie liquide haute-performance des composés phénoliques libérés par hydrolyse d’acides humiques. J. Chromatogr., 1984, 292, 458-467.
• [26] Banach M. and Dębska B.: Characteristics of phenolic compounds in soil extracts by high performance liquid chromatography. Humic Subst. Ecosyst., 2005, 6, 4-8.
• [27] Rumpel C., Kögel-Knabner I. and Bruhn F.: Vertical distribution, age and chemical composition of organic carbon in two forest soils of different pedogenesis. Org. Geochem., 2002, 33, 1131-1142.