Relationships between microbial and chemical properties in mine soils reclaimed for forestry

• Autorzy: Chodak M.

Warianty tytułu

PL

Zależności pomiędzy mikrobiologicznymi i chemicznymi właściwościami gleb poprzemysłowych zrekultywowanych w kierunku leśnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Measurement of several microbial properties is necessary for comprehensive assessment of mine soils. Therefore, the applied methods should maximize amount of acquired information. Objectives of the work were to assess relationships between microbial properties of mine soils and to assess of their dependence on some soil chemical and physico-chemical properties. The measured microbial properties included microbial biomass, basal respiration, activities of dehydrogenase, acid phosphatase and urease. BiologŽ assay was used to assess physiological properties of soil microbial communities. The chemical and physico-chemical properties included the contents of C, N and pH in KCl. Spearman correlation was applied to study relationships between the properties measured. Most of microbial properties were correlated with each other. However, the BiologŽ derived parameters weakly correlated with Cmic and enzyme activities what indicates that they bear complementary information on soil microbial communities. Activities of acid phosphatase and urease depended mainly on microbial biomass. Positive correlation between Shannon index based on BiologŽ data and microbial biomass indicates that in the mine soil the physiological abilities of microbial communities increase as increases the microbial biomass.

PL

W kompleksowych badaniach gleb pogórniczych konieczny jest pomiar kilku różnych właściwości mikrobiologicznych, dlatego badane właściwości należy dobierać tak, aby maksymalizować ilość zdobywanych informacji. Celem pracy była ocena współzależnosci pomiędzy właściwościami mikrobiologicznymi gleb poprzemysłowych zrekultywowanych dla leśnictwa oraz ocena zależności właściwości mikrobiologicznych od wybranych właściwości chemicznych i fizykochemicznych gleb. W próbkach gleb zmierzono biomasę mikrobiologiczną, respirację podstawową, aktywność dehydrogenazy, fosfatazy kwaśnej i ureazy oraz właściwości fizjologiczne zespołów mikroorganizmów glebowych, które oznaczono metodą BiologŽ. Ponadto oznaczono zawartość C, N oraz pH w KCl. Do analizy współzależności pomiędzy badanymi właściwościami zastosowano metodę korelacji Spearmana. Większość badanych właściwości mikrobiologicznych była ze sobą skorelowana. Jednakże wskaźniki mikrobiologiczne uzyskane metodą BiologŽ słabo korelowały z biomasą mikrobiologiczną i aktywnościami enzymów glebowych, co oznacza, że dostarczały komplementarnych informacji o zespołach mikroorganizmów glebowych. Aktywności fosfatazy kwaśnej i ureazy zależały, przede wszystkim od biomasy mikroorganizmów glebowych. Pozytywna korelacja pomiędzy indeksem Shannona obliczonym na podstawie wyników analizy metodą BiologŽ a biomasą mikroorganizmów glebowych wykazała wzrost zdolności fizjologicznych zespołów mikroorganizmów glebowych wraz ze wzrostem biomasy mikrobiologicznej w glebach pogórniczych.

Słowa kluczowe

EN

mine soils; microbial biomass; respiration; BiologŽ; soil enzymes

PL

gleby pogórnicze; biomasa mikrobiologiczna; respiracja; BiologŽ; enzymy glebowe

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Geomatics and Environmental Engineering
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 4, no. 4
• Strony: 27--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., tab.

Twórcy

autor

Chodak M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering, Department of Open Pit Mining, Krakow

Bibliografia

• [1] Allison V.J., Condron L.M., Peltzer D.A., Richardson S.J., Turner B.L.: Changes in enzyme activities and soil microbial community composition along carbon and nutrient gradients at the Franz Josef chronosequence. Soil Biol. Biochem., 39, 2007, pp. 1770–1781.
• [2] Anderson J.P.E., Domsch K.H.: A physiological method for the quantitative measurement of microbial biomass in soils. Soil Biol. Biochem., 10, 1978, pp. 215–221.
• [3] Bauhus J., Khanna P.K.: The significance of microbial biomass in forest soils. [in:] Rastin N., Bauhus J. (Eds.), Going Underground – Ecological Studies in Forest Soils, Research Signpost, Trivandrum, India, 1999, pp. 77–110.
• [4] Caldwell B.A.: Enzyme activities as a component of soil biodiversity: a review. Pedobiologia, 49, 2005, pp. 637–644.
• [5] Chodak M., Pietrzykowski M., Niklińska M.: Development of microbial properties in a chronosequence of sandy mine soils. Appl. Soil Ecol., 41, 2009, pp. 259–268.
• [6] Franzluebbers A.J., Haney F., Hons F.M., Zuberer D.A.: Active fractions of organic matter in soils with different texture. Soil Biol. Biochem., 28, 1996, pp. 1367–1372.
• [7] Gil-Sotres F., Trasar-Cepeda C., Leirós M.C., Seoane S.: Different approaches to evaluating soil quality using biochemical properties. Soil Biol. Biochem., 37, 2005, pp. 877–887.
• [8] Gołda T.: Inicjalne procesy glebotwórcze zachodzące w szlamach poflotacyjnych w wyniku upraw rekultywacyjnych i wieloletniego użytkowania rolnego. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków 2007.
• [9] Harris J.A.: Measurements of the soil microbial community for estimating the success of restoration. Eur. J. Soil Sci., 54, 2003, pp. 801–808.
• [10] Insam H., Goberna M.: Use of Biolog® for community level physiological profiling (CLPP) of environmental samples. [in:] Akkermans A.D.L., van Elsas J.D., DeBruijn F.J. (Eds), Molecular Microbial Ecology Manual, 2nd Edition, Kluwer Academic Publishers, 2004, pp. 853–860.
• [11] Kandeler E.: Urease activity by colorimetric technique. [in:] Schinner F., Öhlinger R., Kandeler E., Margesin R. (Eds), Methods in Soil Biology, Springer Verlag, Berlin – Heidelberg 1996, pp. 171–174.
• [12] Lynch J.M., Benedetti A., Insam H., Nuti M.P., Smalla K., Torsvik V., Nannipieri P.: Microbial diversity in soil: ecological theories, the contribution of molecular techniques and the impast of transgenic plants and transgenic microorganisms. Biol. Fertil. Soils, 40, 2004, pp. 363–385.
• [13] Margesin R.: Acid and alkaline phosphomonoesterase activity with substrate p-nitrophenyl phosphate. [in:] Schinner F., Öhlinger R., Kandeler E., Margesin R. (Eds), Methods in Soil Biology, Springer Verlag, Berlin – Heidelberg 1996, pp. 213–217.
• [14] Müller T., Höper H.: Soil organic matter turnover as a function of the soil clay content: consequences for model applications. Soil Biol. Biochem., 36, 2004, pp. 877–888.
• [15] Nannipieri P., Kandeler E., Ruggiero P.: Enzyme activities and microbiological and biochemical processes in soil. [in:] Burns R.G., Dick R.P. (Eds), Enzymes in the environment. Activity, ecology and applications, Marcel Dekker, New York 2002, pp. 1–33.
• [16] Niklińska M., Chodak M., Laskowski R.: Characterization of the forest humus microbial community in a heavy metal polluted area. Soil Biol. Biochem., 37, 2005, pp. 2185–2194.
• [17] Sinsabaugh R.L., Antibus R.K., Linkins A.E., McClaugherty C.A., Rayburn L., Repert D., Weiland T.: Wood decomposition: nitrogen and phosphorus dynamics in relation to extracellular enzyme activity. Ecology, 74, 1993, pp. 1586–1593.
• [18] Tan X., Chang S.X., Kabzems R.: Soil compaction and forest floor removal reduced microbial biomass and enzyme activities in a boreal aspen forest soil. Biol. Fertil. Soils, 44, 2008, pp. 471–479.
• [19] von Mersi W.: Dehydrogenase activity with the substrate INT. [in:] Schinner F., Öhlinger R., Kandeler E., Margesin R. (Eds), Methods in Soil Biology, Springer Verlag, Berlin – Heidelberg 1996, pp. 243–245.
• [20] Yan F., McBratney A.B., Copeland L.: Functional substrate diversity of cultivated and uncultivated A horizons of vertisols in NW New South Wales. Geoderma, 96, 2000, pp. 321–343.