Reakcje drobnoustrojów glebowych na zanieczyszczenie cynkiem

• Autorzy: Kucharski J. , Wyszkowska J. , Boros-Lajszner E. , Bacmaga M. , Tomkiel M.

Warianty tytułu

EN

Microbiological properties of zinc-contaminated soil

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy określono reakcję drobnoustrojów na zanieczyszczenie cynkiem. Badania modelowe wykonano w warunkach laboratoryjnych. Przedmiotem badań była glina piaszczysta o pHKC1 - 7,0. W doświadczeniu czynnikami zmiennymi były: 1) stopień zanieczyszczenia gleby cynkiem w mg Zn²⁺·kg⁻¹: 0, 300, 600, 1200, 2400; 2) czas inkubacji gleby: 15, 30, 60, 120 dni. Doświadczenie prowadzono w 3 powtórzeniach, w zlewkach o pojemności 150 cm³, w których umieszczono po 100 g gleby. Glebę w zlewkach wymieszano z odpowiednią dawką chlorku cynku. W odpowiednich terminach w glebie, z każdego powtórzenia, oznaczono liczebność: bakterii oligotroficznych, bakterii oligotroficznych przetrwalnikujących, bakterii organotroficznych, Azotobacter spp., promieniowców i grzybów. W 15. i 120. dniu trwania doświadczenia obliczono indeks rozwoju kolonii drobnoustrojów (CD) oraz współczynnik ekofizjologicznej ich różnorodności (EP). Przeprowadzone badania wykazały, że liczebność bakterii oligotroficznych ogółem, bakterii oligotroficznych przetrwalnikujących, bakterii organotroficznych i promieniowców zmniejszała się pod wpływem dawek cynku większych od 300 mg Zn²⁺·kg⁻¹, natomiast liczebność grzybów zwiększała się niezależnie od stopnia zanieczyszczenia cynkiem. Wartość wskaźnika CD grzybów zwiększała się wraz ze zwiększeniem stanu zanieczyszczenia gleb, a wskaźnika EP - zmniejszała. Zwiększenie współczynnika CD dochodziło do 24%, a zmniejszenie indeksu EP do 31%. W przypadku bakterii organotroficznych i promieniowców wartości CD i EP kształtowały się na stosunkowo stałym poziomie, w niewielkim stopniu zależnym od zanieczyszczenia gleby cynkiem.

EN

The aim of study was to determine the response of soil microorganisms to zinc contamination. Model tests were conducted under laboratory conditions, using the samples of sandy loam of pHKCl, 7.0. The experimental variables were: 1) degree of soil contamination with zinc (mg Zn²⁺·kg⁻¹) - 0, 300, 600, 1200, 2400; 2) time of soil incubation (days) - 15, 30, 60, 120. The experiment was carried out in three replications. 150 cm³ glass beakers were filled with 100 g samples of soil which was thoroughly mixed with a dose of zinc. On specified days, the counts of oligotrophic bacteria and their spores, organotrophic bacteria, Azotobacter spp., actinomyces and fungi were determined in soil samples from each replication. The values of the colony development (CD) index and the eco-physiological (EP) index were calculated on 15 and 120 days. It was found that the counts of total oligotrophic bacteria, spore-forming oligotrophic bacteria, organotrophic bacteria and actinomyces decreased in response to zinc doses higher than 300 mg Zn²⁺·kg⁻¹, whereas the abundance of fungi increased irrespective of soil contamination degree. The index of fungal colony development was positively correlated with the level of zinc contamination, while the eco-physiological (EP) index - negatively. The values of CD and EP calculated for organotrophic bacteria and actinomyces were similar.

Słowa kluczowe

PL

mikroorganizmy glebowe; liczebnosc mikroorganizmow; biomasa; indeks rozwoju kolonii; wspolczynnik ekofizjologicznej roznorodnosci; zanieczyszczenia gleb; cynk

EN

soil microorganism; microorganism number; biomass; colony development; soil pollutant; zinc

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2011
• Tom: 567
• Opis fizyczny: s.149-158,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Kucharski J.

• Zakład Mikrobiologii, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl.Łódzki 3, 10-727 Olsztyn

autor

Wyszkowska J.

• Zakład Mikrobiologii, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl.Łódzki 3, 10-727 Olsztyn

autor

Boros-Lajszner E.

• Zakład Mikrobiologii, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl.Łódzki 3, 10-727 Olsztyn

autor

Bacmaga M.

• Zakład Mikrobiologii, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl.Łódzki 3, 10-727 Olsztyn

autor

Tomkiel M.

• Zakład Mikrobiologii, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl.Łódzki 3, 10-727 Olsztyn

Bibliografia

• Alexander M. 1973. Microorganisms and chemical pollution. Bioscience 23: 509-515.
• Athar R., Ahmad M. 2002. Heavy metal toxicity: effect on plant growth and metal uptake by wheat and on free living Azotobacter. Water Air Soil Pollut. 138:165-180.
• Badura L. 2006. Rozważania nad rolą mikroorganizmów w glebach. Zesz. Nauk. UP Wroc. 89(546): 13-22.
• Baker L.R., Wihte P.M., Pierzynski G.M. 2011. Changes in microbial properties after manure, lime, and bentonite application to a heavy metal-contaminated mine waste. Appl. Soil Ekol. 48: 1-10.
• De Leij F.A.A.M., Wraps J.M., Lynch J.M. 1993. The use of colony development for the characterization of bacterial communities in soil and on roots. Microb. Ecol. 27: 81-97.
• Durska G. 2006. Wpływ miedzi i cynku na wzrost bakterii metylotroficznych wyodrębnionych z gleby rizosferowej i pozarizosferowej jęczmienia. Zesz. Nauk. UP Wroc. 89(546): 57-63.
• Fenglerowa W. 1965. Simple method for counting Azotobacter in soil samples. Acta Microbiol. Polon. 14(2): 203-206.
• Gil-Sotres F., Trasar-Cepeda C., Leiros M.C., Seoane S. 2005. Different approaches to evaluating soil quality using biochemical properties. Soil Biol. Biochem. 37: 877-887.
• Ledin M. 2000. Accumulation of metals by microorganisms - processes and importance for soil systems. Earth Sci. Rev. 51: 1-31.
• Margesin R., Płaza G.A., Kasenbacher S. 2011. Characterization of bacterial communities at heavy-metal-contaminated sites. Chemosphere 82: 1583-1588.
• Martin J. 1950. Use of acid rose bengal and streptomycin in the plate method for estimating soil fungi. Soil. Sci. 69: 215-232.
• Nguyan B.L. 2007. Wrażliwość bakterii Bacillus sp., Pseudomonas sp., Sarcina sp. na różne stężenia miedzi, ołowiu i cynku. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 518: 127-131.
• Nowak J., Szopa E., Błaszak M. 2004. Wpływ metali ciężkich (Cd, Cu, Pb, Hg) na ilość biomasy żywych mikroorganizmów w glebie. Acta Agr. Silv. 42: 335-339.
• Oliveira A., Pampulha M.E. 2006. Effects of long-term heavy metal contamination on soil microbial characteristics. J. Biosci. Bioeng. 102(3): 157-161.
• Onta H., Hattori T. 1983. Oligotrophic bacteria on organic debris and plant roots in paddy field. Soil Biol. Biochem. 1: 1-8.
• Parkinson D., Gray F.R.G., Williams S.T. 1971. Methods for studying the ecology of soil microorganism. Blackweel Scientific Publications Oxford and Edinburgh, IBP Handbook: 19.
• Renella G., Mench M., Landi L., Nannipieri P. 2005. Microbial activity and hydrolase synthesis in long-term Cd-contaminated soil. Soil Biol. Biochem. 37: 133-139.
• Sarathchandra S.U., Burch G., Cox N.R. 1997. Growth patterns of bacterial communities in the rhizoplane and rhizosphere of white clover (Trifolium repens L.) and perennial ryegrass (Lolium perenne L.) in long-term pasture. Appl. Soil Ecol. 6: 293-299.
• Schloter M., Dilly O., Munch J.C. 2003. Indicators for evaluating soil quality. Agr. Ecosyst. Environ. 98: 255-262.
• Schmidt A., Haferburg G., Sineriz M., Merten D., Buchel G., Kothe E. 2005. Heavy metal resistance mechanism in actinobacteria for survival in AMD contaminated soils. Chemie Erde - Geochemistry, 65 Suppl. 1: 131-144.
• Skłodowska A. 2000. Biologiczne metody ługowania metali ciężkich - biohydrometalurgia. Post. Mikrobiol. 39: 73-89.
• Słaba M., Wrońska N., Felczak A., Długoński J. 2010. Zastosowanie grzyba strzępkowego Paecilomyces marquandii do jednoczesnej eliminacji cynku i związków cynoorganicznych. Ochr. Środ. Zasob. Natur. 42: 62-69.
• Smejkalova M., Mikanova O., Boruvka L. 2003. Effects of heavy metal concentration on biological activity of soil micro - organisms. Plant Soil Environ. 49(7): 321-326.
• Statsoft, Inc. 2009. Statistica (data analysis software system), version 9.0. www.statsoft.com.
• Tsezos M. 2009. Metal-microbes interactions: beyond environmental protection. Adv. Mater. Res. 71-73: 527-532.
• Turpeinen R., Kairsalo T., Haaggblom M.M. 2004. Microbial community structure and activity in arsenic-, chromium- and copper-contaminated soil. FEMS Microbiol. Ecol. 47: 39-50.
• Wakelin S.A., Chu G., Lardner R., Liang Y., McLaughlin M. 2010. A single application of Cu to field soil has long-term effects on bacterial community structure, diversity and soil prpcesses. Pedobiologia 53: 149-158.
• Zaborowska M., Wyszkowska J., Kucharski J. 2006a. Liczebność bakterii oligotroficznych i kopiotroficznych w glebie zanieczyszczonej cynkiem nawożonej słomą i trocinami. Acta Agraria Silv. Ser. Agr. 49: 517-526.
• Zaborowska M., Wyszkowska J., Kucharski J., Baćmaga M. 2006b. Wpływ cynku na rozwój drobnoustrojów w podłożach sztucznych. Acta Agr. Silv. Ser. Agr. 49: 527-539.