Relationship between dissolved organic carbon and calcium and magnesium in soil water phase and their uptake by meadow vegetation

• Autorzy: Sapek B.

Warianty tytułu

PL

Zależność miedzy rozpuszczalnym węglem organicznym (RWO) w fazie wodnej gleby a stężeniem w niej wapnia i magnezu oraz ich pobraniem z plonem roślinności łąkowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Studies on the effect of dissolved organic carbon (DOC) on the concentration of calcium and magnesium in soil water phase (ground water and soil solution) and on their uptake by plants are less numerous than those on nitrogen and phosphorus. This study was aimed at assessing the relationships between DOC in ground water and soil solution from under meadow on mineral soil and Ca and Mg concentrations and their uptake by plants. Presented studies were performed in the years 2004–2007 on long-term meadow experiments situated in Janki and Laszczki in Masovian Province. Increasing DOC concentrations in soil solutions increased Ca uptake and decreased Mg uptake by plants which was facilitated by decreasing soil acidity. A lack of significant effect of DOC concentration in ground water on Ca and Mg uptake but demonstrated opposite direction of this effect confirms the antagonism in calcium and magnesium behaviour in the environment. Obtained results indicate that mutual relationships among DOC, Ca and Mg in a ground water – soil solution – meadow vegetation system is complex and needs further studies.

PL

Badania wpływu rozpuszczalnego węgla organicznego (RWO) na stężenie wapnia (Ca) i magnezu (Mg) w fazie wodnej gleby, tj. w wodzie gruntowej i roztworze glebowym, oraz na ich pobieranie przez rośliny są mniej liczne w porównaniu z badaniami azotu i fosforu. Celem pracy była ocena współzależności między stężeniem RWO w wodzie gruntowej i w roztworze glebowym spod łąki na glebie mineralnej oraz stężeniem w nich Ca i Mg, a również zbadanie zależności pobrania wymienionych składników z plonem roślinności od tej formy węgla w wodach glebowych. Prezentowane w pracy badania, obejmujące lata 2004–2007, realizowano na długoletnich doświadczeniach łąkowych usytuowanych w miejscowościach Janki i Laszczki w województwie mazowieckim. Wzajemne relacje RWO oraz Ca i Mg w wodach glebowych i ich oddziaływanie na pobieranie tych dwóch składników pokarmowych przez rośliny łąkowe w znacznym stopniu kształtuje odczyn gleby, zmieniający się w wyniku nawożenia oraz wszystkich zabiegów odkwaszających glebę. Wraz ze zwiększeniem stężenia RWO w roztworach glebowych zwiększało się pobranie Ca, a zmniejszało pobranie Mg z plonem roślin, czemu sprzyjało zmniejszenie kwasowości gleby. Brak istotnego wpływu stężenia RWO w wodzie gruntowej na pobranie z plonem Ca i Mg, lecz wykazany przeciwny kierunek zmian tego wpływu w przypadku obu pierwiastków potwierdza antagonizm w zachowaniu się wapnia i magnezu w środowisku. Uzyskane wyniki badań wskazują, że wzajemne oddziaływanie między RWO oraz Ca i Mg w układzie woda gruntowa–roztwór glebowy–roślinność łąkowa jest złożonym i uwikłanym procesem, wymagającym dalszych badań.

Słowa kluczowe

EN

calcium; dissolved organic carbon; ground water; magnesium; soil solution; uptake by plants

PL

magnez; pobranie z plonem; rozpuszczalny węgiel organiczny; roztwór glebowy; wapń; woda gruntowa

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2013
• Tom: no. 19 [VII-XII]
• Strony: 69--76
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sapek B.

• Institute of Technology and Life Sciences, Department of Water Quality Protection, al. Hrabska 3, Falenty, 05-090 Raszyn, Poland

Bibliografia

• 1. ANASTASIO C. 2000. Concentration and chemistry of organic compounds in fine particles and fog drops from Davis, CA. In: Environmental chemistry of the atmosphere: 2000 and beyond. Extended Abstracts. Vol. 40. No 1 p. 373–375.
• 2. BARBERO M. 2006. Mineralization of dissolved organic carbon (DOC) and nitrogen (DON) in the solution of different forested stands in Flanders [online]. Thesis. Politecnico di Torino pp. 119. [Access 10.04.2013]. Available at: http://www.tesionline.com/intl/thesis.jso?idt=16741.
• 3. BURZYŃSKA I. 2004. Współzależność między RWO w roztworze ekstrakcyjnym 0,01 mol·dm–3 CaCl2 a wybranymi składnikami mineralnymi w wodach gruntowych [The relationships between DOC content in the 0.01 mol·dm-3 CaCl2 soil extract and macro- and microelements in ground waters]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 4. Z. 2a(11) p. 525–535.
• 4. CHIUNG PIN LIU, BOR HUNG SHEU 2003. Dissolved organic carbon in precipitation throughfall, stemflow, soil solution and stream water at the Guandaushi subtropical forest in Tajwan. Forest Ecology and Management. No 172 p. 315–325.
• 5. ZAWADZKI S. (ed.) 1999. Gleboznawstwo. [Soil science]. Warszawa. PWRiL. ISBN 83-09-01703-0 pp. 560.
• 6. GORLACH E., MAZUR T. 2002. Podstawy żywienia roślin. Rozdz. 2. W: Chemia rolna [Basis of plants nutrition. Part. 2. In: Agricultural chemistry]. Warszawa. PWN p. 42–45.
• 7. KALBITZ K., SOLINGER S., PARK J.H., MICHALZIK B., MATZNER E. 2000. Controls on the dynamics of dissolved organic matter in soils: A review. Soil Science. Vol. 165. No 4 p. 277–304.
• 8. KERR J.G., EIMERS M.C. 2012. Decreasing soil water Ca2+ reduces DOC adsorption in mineral soils: Implications for long-term DOC trends in an upland forested catchment in southern Ontario, Canada. Science of the Total Environment. Vol. 427–428 p. 298–307.
• 9. KHALID M., SOLEMAN N., JONES D.I. 2007. Grassland plants affect dissolved organic carbon and nitrogen dynamics in soil. Soil Biology and Biochemistry. Vol. 39. Iss. 1 p. 378–381.
• 10. MCDOWELL W.H. 2003. Dissolved organic matter in soils – future directions and unanswered questions. In: Ecological aspects of dissolved organic matter in soils. Geoderma. Vol. 113. Iss. 3–4 p. 179–186.
• 11. OPITZ VON BOBERFELD W. 1994. Grülandlehre. Biologische und ökologische Grundlagen. Stuttgard. Eugen Ulmer. Verl. ISBN 3825217701 pp. 336.
• 12. PIETRZAK S., URBANIAK M., SAPEK B. 2006. Ocena zmian stężenia mineralnych form azotu w roztworach glebowych i ich wymywania [The assessment of changes of the concentration and leaching of mineral forms of nitrogen in soil solutions]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 6. Z. specj.(17) p. 51–63.
• 13. PRUSINKIEWICZ Z. 2011. Roztwór glebowy i jego ekologiczne znaczenie. W: Badania ekologiczno-gleboznawcze. [Soil solution and its ecological significance. In: Ecological– soil science studies. Part XX]. Warszawa. PWN p. 234–241.
• 14. SAPEK A., SAPEK B. 2005. Dissolved organic carbon (DOC) in water samples from livestock farms. Journal of Water and Land Development. No 9 p. 135–146.
• 15. SAPEK B. 2006. Przedmowa. W: Azot, fosfor i potas oraz plonowanie trwałego użytku zielonego na długoletnich doświadczeniach łąkowych [Preface. In: Nitrogen, phosphorus and potassium in soil and yielding of permanent grassland in long term meadow experiments]. Ed. B. Sapek. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 6. Z. specj. (17) p. 5–13.
• 16. SAPEK B. 2008a. Przeciwdziałanie stratom węgla organicznego i jego sekwestracja w glebach łąkowych. W: Uwarunkowania ekorozwoju turystyki i rekreacji. [Mitigation of organic carbon losses and its sequestration in meadow soils. In: Condition of touristic and recreation ecodevelopment]. Eds. I. Wiatr, H. Marczak. Lublin. PTIE p. 152–163.
• 17. SAPEK B. 2008b. Nawożenie saletrą wapniową gleby łąkowej w świetle działań proekologicznych [Fertilisation of meadow soil with calcium nitrate in the light of positive ecological activities]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 8. Z. 1 (22) p. 305–321.
• 18. SAPEK B. 2009. Zmiany odczynu mineralnej gleby łąki trwałej w wieloleciu po wapnowaniu zastosowanym jednorazowo. W: Badania chemiczne w służbie rolnictwa i ochrony środowiska. [The changes of pH of permanent meadow soil during many years after single lime application. In: Chemical research in the service of agriculture and environmental protection]. Zeszyty Edukacyjne. Nr 12 p. 103–116.
• 19. SAPEK B. 2011. Współzależność pobrania wapnia i magnezu przez roślinność łąkową oraz ich wymywanie z gleby w wieloleciu na tle odczynu i formy nawozu azotowego [Correlation of calcium and magnesium uptake by meadow plants and their leaching from the soil in many years against the background of reaction and forms of nitrogen fertiliser]. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. Z. 565 p. 237–252.
• 20. SAPEK B., BURZYŃSKA I. 2009. Współzależność rozpuszczalnych form węgla i składników mineralnych w glebie użytku zielonego w aspekcie ich rozproszenia w środowisku [Relation between dissolved forms of carbon and minerals in the grassland soil in the context of their dispersion in the environment]. Roczniki Gleboznawcze. T. 60. Nr 2 p. 79–88.
• 21. SAPEK B., NAWALANY P., BARSZCZEWSKI J. 2003. Stężenie składników mineralnych i odczyn wód gruntowych spod długoletnich doświadczeń łąkowych w Falentach [Concentration of mineral components and pH in groundwater under the long-term grassland experiments at Falenty region]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 3. Z. specj.(6) p. 59–68.
• 22. SAPEK B., PIETRZAK S. 1996. Zastosowanie metody aparatów ssących z ceramicznymi kubkami porowatymi do oceny potencjalnego wymycia azotanów z gleb łąkowych [Application of suction apparatus with ceramics porous]. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. Z. 440 p. 343–352.
• 23. SCHUMAN G. 2000. Effect of CaCl2 on the kinetics of dissolved organic matter release from sandy soil. Journal of Plant Nutrition and Soil Science. Vol. 163. Iss. 5 p. 523–529.
• 24. SZPERLIŃSKI Z. 2002. Chemia wybranych elementów środowiska naturalnego. W: Chemia w ochronie i inżynierii środowiska. Cz. 2, 3 [Chemistry of selected component of natural environment. In: Chemistry in environment protection and engineering. Part II and III]. Warszawa. Ofic. Wydaw. PW p. 585–651.
• 25. URBANIAK M., SAPEK B. 2005. Oznaczanie rozpuszczalnego węgla organicznego (RWO) w roztworach glebowych. W: Obieg pierwiastków w przyrodzie. Bioakumulacja – Toksyczność – Przeciwdziałanie. Integracja europejska. [Determination and dissolved organic carbon (DOC) in soil solution. In: Circulation of elements in nature. Bioacumulation – Toxicity – Counteract. European integration]. Monografia. Warszawa. IOŚ.
• 26. WARCHAŁOWA M. 1976. Kationy dwuwartościowe. W: Fizjologia mineralnego żywienia roślin [Bivalent ation. In: Physiology of mineral plant nutrition]. Eds. A. Nowotny-Mieczyńska. Warszawa. PWRiL s. 296–358.
• 27. ZSOLNAY A. 2001. The prediction of the environmental function of the dissolved organic master (DOM) in ecosystems. ESF Exploratory Workshop. Beilngries, Germany. Scienific Report p. 1–18.
• 28. YUEPENG PAN, YUESI WANG, JINYUAN XIN, GUIGIAN TANG, TAO SONG, YIONGHANG WAN, XINGRU LI, FANGFUN WU. 2010. Study on dissolved organic carbon in precipitation in Northern China. Atmospheric Environment. Vol. 44. No. 19 p. 2350–2357.