Monitoring the Changes in Total Contents of Manganese, Copper and Zinc in Soils from Long-Term Stationary Experiments

• Autorzy: Skarpa P.

Warianty tytułu

PL

Monitoring zmian całkowitych zawartości manganu, miedzi i cynku w glebach poddawanych długoterminowym doświadczeniom rolniczym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The objective of the long-term stationary experiment was to discover the effect of the year, production region, soil kind and soil type on total contents of micronutrients (Mn, Cu and Zn) in the soils. In the years 1982 to 1998 the soil was sampled in 7 selected localities. Analyses and extractions determining the total content of metals were carried out by means of mineralization in the HF – H2O2 – HNO3 open system. The AAS method was used to determine the contents of the micronutrients. The content of manganese ranged between 296.2 and 978.6; copper between 6.1 and 25.7 and zinc between 29.5 and 99.8 mg kg–1 of soil. During the experimental period 1982–1998 the total content of Mn and Zn decreased (by 7.9 % and 3.6 %, respectively), but was not statistically significant (p < 0.05). During the 15 years of the experiment the total amount of copper in the soil increased 7.0 %. In comparison with the potato growing region the contents of all the micronutrients in the sugar-beet growing region were higher. The highest and statistically highly significant difference (p < 0.001) was that of copper (45.6 % increase). In terms of the soil kind the lowest contents of Mn and Cu were monitored on light soil. The total content of zinc on light soil and medium-heavy soil was comparable. With an increasing proportion of clay particles in the soil the contents of the micronutrients increased significantly (p < 0.001). In comparison with light soil, in heavy soil the contents of the metals increased; Mn by 38.9; Cu by 48.2 and Zn by 19.4 %. The levels of Cu and Zn were also affected by the soil type. The contents of these micronutrients were statistically (p < 0.001) the highest in chernozem (24.6 and 71.1 mg kg–1 of soil, respectively). The content of Mn was the highest in brown soil (714.3 mg kg–1 of soil). Graded rates of fertilisers did not have a significant (p < 0.05) effect on the total contents of metals. The differences were more marked in the treatment where liming was not carried out; here we monitored the greatest decrease in the contents of Mn, Cu and Zn, ie by 7.3, 23.8 and 9.4 %, respectively, compared with the control.

PL

Celem wieloletniego stacjonarnego doświadczenia było określenie wpływu roku, rejonu produkcji oraz typu i rodzaju gleby na całkowitą zawartość mikrślementów (Mn, Cu i Zn) w glebie. W latach 1982–1998 pobrano próbki gleby z 7 wybranych miejsc. Całkowite zawartości metali oznaczono po wcześniejszej mineralizacji w otwartym systemie HF – H2O2 – HNO3. Zawartości mikrślementów oznaczano metodą AAS. Zawartość manganu wahała się w zakresie od 296,2 do 978,6 mg kg–1, miedzi od 6,1 do 25,7 mg kg–1 i cynku od 29,5 do 99,8 mg kg–1 gleby. W okresie doświadczalnym 1982–1998 zmniejszyły się całkowite zawartości Mn (o 7,9 %) i Zn (o 3,6 %), jednak nie były to różnice statystycznie istotne (p < 0,05). Całkowite zawartości miedzi w glebie w ciągu 17 lat trwania doświadczenia wzrosły o 7 %. Stwierdzono, że zawartości wszystkich badanych mikrślementów w rejonach uprawy buraka były wyższe niż w rejonach uprawy ziemniaka. Największą, statystycznie istotną różnicę (p < 0,001) zaobserwowano w przypadku miedzi (wzrost o 45,6 % . Biorąc pod uwagę rodzaj gleby, najniższe zawartości Mn i Cu zarejestrowano w glebie lekkiej. Natomiast całkowite zawartości cynku były porównywalne w glebach lekkiej i średniej. Wraz ze wzrostem udziału frakcji ilastych w składzie granulometrycznym gleby znacząco (p < 0,001) wzrastała w badanych glebach zawartość mikrślementów. W porównaniu z glebami lekkimi w glebach ciężkich zawartości metali wzrosły: Mn o 38,9 %, Cu o 48,2 % i Zn o 19,4 %. Zawartości Cu i Zn zależały od typu gleby. Statystycznie (p < 0,001) najwyższy poziom tych mikrślementów stwierdzono w czarnoziemie (odpowiednio 24,6 i 71,7 mg kg–1 gleby). Najwyższą zawartość manganu stwierdzono w glebach brunatnych (714,3 mg kg–1 gleby). Wzrastające dawki nawozów nie miały istotnego wpływu (p < 0,05) na całkowite zawartości metali w glebach. Różnice zaznaczyły się wyraźniej w wariantach, w których nie stosowano wapnowania; w tym przypadku zaobserwowano największe spadki zawartości Mn, Cu i Zn, odpowiednio o 7,3, 23,8 i 9,4 % w porównaniu z obiekt m kontrolnym.

Słowa kluczowe

EN

long-term experiment; total zinc; total manganese; total copper

PL

doświadczenie wieloletnie; cynk; mangan i miedź; całkowite zawartości

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 18, nr 7
• Strony: 951--958
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Skarpa P.

• Department of Agrochemistry, Pedology, Microbiology and Plant Nutrition, Mendel University in Brno, Zemědělská 1, 613 00 Brno, Czech Republic,

Bibliografia

• [1] Tabatabai M.A.: Soil organic matter testing: An overview, [in:] Magdoff F.R. et al: Soil organic matter: Analysis and interpretation. SSSA, Madison, Wisconsin, USA, 1996.
• [2] Barker A.V. and Pilbeam D.J.: Handbook of plant nutrition, CRC Press, Boca Raton 2006, pp. 613.
• [3] Marschner H.: Mineral Nutrition of Higher Plants, 2nd ed., Academic Press, New York 2002, pp. 889.
• [4] Kabata-Pendias A. and Pendias H.: Trace Elements in Soils and Plants, 2nd ed., CRC Press, Boca Raton 1992.
• [5] Barber S.A.: Soil Nutrient Bioavailability, 2nd ed., Wiley, New York 1995, pp. 398.
• [6] Mortvedt J.J.: Bioavailability of micronutrients, [in:] Sumner M.E. (ed.): Handbook of Soil Science. CRC Press, Boca Raton 2000, 71–88.
• [7] Soumarè M., Tack F.M.G. and Verloo M.G.: Comm. Soil Sci. Plant Anal. 2003, 34, 1023–1038.
• [8] Grupe M. and Kuntze H.: J. Plant Nutr Soil Sci. 1988, 151(5), 319–324.
• [9] Rice P.J., Harman-Fetcho J.A., Teasdale J.R., Sadeghi A.M., Mcconnell L.L., Coffman C.B., Herbert R.R., Heighton L.P. and Hapeman C.J.: Environ. Toxicol. Chem. 2004, 23(3), 719–725.
• [10] Shepard F.P.: J. Sediment Petrol. 1954, 24(3), 151–158.
• [11] Houba V.J.G., Van Der Lee J.J., Novozamsky I. and Waling I.: Soil and Plant Analysis, Part 5. Soil analysis procedures, Wageningen Agric. University, The Netherlands, 1989.
• [12] Trebichavský J., Šavrdová D. and Blohberger M.: Toxic Metals, NSO – Ing. František Nekvasil, Kutná Hora 1997, pp. 509.
• [13] Bohn H.L., McNeal B.L. and O’Connor G.A.: Soil chemistry, 3rd ed. John Wiley & Sons, New York 2001, pp. 307.
• [14] Katyal J.C. and Sharma B.D.: Geoderma 1991, 49(1–2), 165–179.
• [15] Raji B.A., Chude V.O. and Esu I.E.: J. Arid. Environ. 1998, 38(4), 585–596.
• [16] Rinaudo C., Gastaldi D., Zerbinati O., Fornero E. and Berta G.: Acta Geol. Sin.-Engl. Ed. 2009, 83(6), 1224–1231.
• [17] Wang S.P., Wang Y.F., Hu Z.Y., Chen Z.Z., Fleckenstein J. and Schnug E.: Commun. Soil Sci. Plant Anal. 2003, 34(5–6), 655–670.
• [18] Podkolzin A.I., Lebedeva L.A., Ageev V.V. and Smetanova V.A.: Agrokhimiya 2002, 10, 21–24.
• [19] Kurakov V.I., Minakova O.A. and Aleksandrova L.V.: Agrokhimiya 2006, 11, 59–65.
• [20] Kubota J.: Agron. J. 1983, 75, 913–918.
• [21] Adriano D.C.: Trace Elements in the Terrestrial Environment. Springer, New York 1986, pp. 533.
• [22] Yu S., He Z.L., Huang C.Y., Chen G.C. and Calvert D.V.: J. Environ. Qual., 2002, 31, 1129–1136.
• [23] Erhart E., Hartl W. and Putz B.: J. Plant Nutr. Soil Sci. – Z. Pflanzenernahr. Bodenkd. 2008, 171(3), 378–383.
• [24] Moreno A.M., Perez L. and Gonzalez J.: Suelo y Planta, 1992, 2(4), 757–771.
• [25] Kparmwang T., Esu I.E. and Chude V.O.: Commun. Soil Sci. Plant Anal. 1998, 29(15–16), 2235–2245.
• [26] Valladares G.S., Gabrielli D.S., Glaucia C., De Abreu C.A., De Camargo O.A. and Ferrero J.P.: Bragantia 2009, 68(4), 1105–1114.
• [27] Menezes A.A., Dias L.E. and da Silva J.V.O.: Rev. Bras. Cienc. Solo 2010, 34(2), 417–424.