Zmienność aktywności fosfataz oraz zawartości fosforu i węgla w wierzchniej warstwie gleby rok po pożarze lasu

• Autorzy: Lemanowicz, J. , Bartkowiak, A.

Warianty tytułu

EN

Variation in the activity of phosphatases and the content of phosphorus and carbon in the top layer of soil one year after a forest fire

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy była ocena zmian aktywności fosfatazy alkalicznej i fosfatazy kwaśnej oraz zawartości węgla organicznego (Corg) i fosforu przyswajalnego dla roślin (PE-R) w glebie rok po pożarze wywołanym niekontrolowanym wypalaniem traw. Stwierdzono niewielki wzrost (14%) węgla organicznego w glebie rok po pożarze, w porównaniu z kontrolą, a także 84% wzrost zawartości przyswajalnego fosforu. Na podstawie wyników aktywności fosfomonoesteraz obliczono współczynnik inhibicji (IN) dla tych enzymów. Stwierdzono dużą inaktywację fosfatazy alkalicznej (–54,4%) i fosfatazy kwaśnej (–41,5%) w glebie rok po pożarze. Uzyskano istotnie dodatnią wartość współczynnika korelacji między zawartością węgla organicznego i przyswajalnego fosforu (r = 0,403, p < 0,05) oraz istotnie dodatnią zależność między aktywnością fosfatazy alkalicznej zawartością węgla organicznego (r = 0,691, p < 0,05) oraz ujemną korelację między aktywnością kwaśnej fosfatazy i przyswajalnego fosforu (r = –0,877, p < 0,05).

EN

The aim of the paper has been to evaluate the changes the activity of alkaline and acid phosphatase and the content of organic carbon (Corg) and phosphorus available to plants (PE-R) in forest soil caught by fire due to an uncontrolled spring grass burning. The fire resulted in a slight increase (14%) in the content of carbon of organic compounds, as compared with the control (the place not covered by fire) as well as 84% increase in the content of available phosphorus. Based on the results of the activity of phosphomonoesterases, there was calculated the index of inhibition (IN) of those enzymes. It was found that in the soil sampled from the area a year after the fire there was a high inactivation of alkaline (–54.4%) and acid phosphatase (–41.5%). There were received significant positive coefficients of the line between the content of carbon of organic compounds and available phosphorus (r = 0.403, p < 0.05). There was found a significant positive dependence between the activity of alkaline in burnt soil and the content of organic carbon (r = 0.691, p < 0.05) and negative coefficients between the of acid phosphatase and available phosphorus (r = –0.877, p < 0.05).

Słowa kluczowe

PL

pożar; gleba; las; węgiel; fosfor; fosfataza

EN

burnt; soil; forest; carbon; phosphorus; phosphatase

• Czasopismo: Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 24, No. 2
• Strony: 145--154
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lemanowicz, J.

• Zakład Biochemii, Wydział Rolnictwa i Biotechnologi, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, ul. Bernardyńska 6, 85-029 Bydgoszcz,

autor

Bartkowiak, A.

• Katedra Gleboznawstwa i Ochrony Gleb, Wydział Rolnictwa i Biotechnologi, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy

Bibliografia

• Anderson, M., Michelsen, A., Jensen, M. i Kjøller, A. (2004). Tropical savannah woodland: effects of experimental fire on soil microorganisms and soil emissions of carbon dioxide. Soil Biology Biochemistry, 36, 849-858.
• Ansley, R.J., Boutton, T.W. i Skjemstad, J.O. (2006). Soil organic carbon and black carbon storage and dynamics under different fire regimes in temperate mixed-grass savanna. Global Biogeochemical Cycles, 20, GB3006. doi:10.1029/2005GB002670.
• Aon, M.A. i Colaneri, A.C. (2001). Temporal and spatial evolution of enzymatic activities and physico-chemical properties in an agricultural soil. Applied Soil Ecology, 18 (3), 255-270.
• Bartkowik, A. i Lemanowicz, A. (2014a). Application of biochemical testes to evaluate the pollution of the Unislaw Basin soils with heavy metals. International Journal Environmental Research, 8(1), 93-100.
• Bartkowiak, A. i Lemanowicz, J. (2014b). Fosfor i metale ciężkie w glebach pod wpływem niekontrolowanych wysypisk śmieci. Scientific Review – Engineering and Environmental Sciences, 64, 23(2), 185-194. 3.
• Boerner, R.E.J., Decker, K.L.M. i Sutherland, E.K. (2000). Prescribed burning effects on soil enzyme activity in a southern Ohio hardwood forest: a landscape-scale analysis. Soil Biology Biochemistry, 32, 899-908.
• Boerner, R.E.J. i Brinkman, J.A. (2003). Fire frequency and soil enzyme activity in southern Ohio oak–hickory forests. Applied Soil Ecology, 23, 137-146.
• Boerner, R.E.J., Brinkman, J.A. i Smith, A. (2005). Seasonal variations in enzyme activity and organic carbon in soil of a burned and unburned hardwood forest. Soil Biology Biochemistry, 37, 1419-1426.
• Boerner, R.E.J., Hart, S. Huang, J. (2009). Impacts of fire and fire surrogate treatments. Ecology Applied, 19, 338-358.
• Centrum Informatyczne Lasów Państwowych. (2000). Klasyfikacja gleb leśnych Polski. Warszawa: CILP.
• Certini, G. (2005). Effect of fire on properties of soil – A review. Oecologia, 143, 1-10.
• De Bano, L.F. (2000). The role of f re and soil heating on water repellency in wild and environments: a review. Journal Hydrology, 231-232, 195-206.
• Ekinci, H. (2006). Effect of forest fire on some physical, chemical and biological properties of soil in Çanakkale, Turkey. International Journal Agriculture Biology, 8 (1), 102-106.
• Fukuda, T., Osaki, M., Shinano, T. i Wasaki, J. (2001). Cloning and characterization of two secreted acid phosphatases from rice call. W J. Walter i inni (red.) Plant nutrition: Food security and sustainability of agro-ecosystems through basic and applied research. (strony 34-35). Netherlands: Kluwer Academic.
• Galang, M.A., Markewitz, D. i Morris, L.A. (2010). Soil phosphorus transformations under forest burning and laboratory heat treatments. Geoderma, 155, 401-408.
• Gömöryová, E., Střelcová, K., Škvarenina, J., Bebej, J. i Gömöry, D. 2008. The impact of wind throw and fire disturbances on selected soil properties in the Tatra National Park. Soil Water Research, 3(1), 74-80.
• Hamman, S.T., Burke, I.C. i Knapp, E.E. (2008). Soil nutrients and microbial activity after early and late season prescribed burns in a Sierra Nevada mixed conifer forest. Forest Ecology Management, 256, 367-374.
• Komisja V Genezy, Klasyfikacji i Kartografii Gleb PTG. (2011). Systematyka Gleb Polski. Wyd. 5. Roczniki Gleboznawcze, 62(3), 71-142.
• Knoepp, J.D., Debano, L.F. i Neary, D.G. (2005). Soil chemistry. W D.G. Neary i inni (red.), Wildland fire in ecosystems: effects of fire on soil and water. General Technical Report RMRS-GTR-42 4. (strony 53-71). Rocky Mountain: USDA Forest Service.
• Kucharski, J., Boros, E. i Wyszkowska, J. (2009). Biochemical activity of nickel-contaminated soil. Polish Journal Environmental Studies, 18 (6), 1039-1044.
• Miesel, J.R., Goebel, P.C., Corace, R. G., Hix, D.M., Kolka, R., Palik, B. i Mladenoff, D. (2012). Fire effects on soils in Lake States Forests: A Compilation of published research to facilitate long-term investigations. Forests, 3, 1034-1070.
• Medvedeff, C.A., Inglett, K.S., Kobziar, L.N. i Inglett, P.W. (2013). Impacts of fire on microbial carbon cycling in subtropical wetlands. Fire Ecology, 9 (1), 21-37.
• Nannipieri, P., Giagnoni, L., Landi, L. i Renella, G. (2011). Role of phosphatase enzymes in soil. W E.K. Bunemann (red.). Phosphorus in Action, Soil Biology. (strony 215-243). Berlin: Springer-Verlag.
• Olszowska, G. (2002). Wpływ pożaru w Nadleśnictwie Rudy Racibirskie na aktywność enzymatyczną gleb. Roczniki Gleboznawcze, 53(3/4), 97-104.
• Olszowska, G. (2009). Enzyme activity of soils after large-scale fires under varying habitat conditions using different methods of forest regeneration. Forest Research Papers, 70, 183-188.
• PN-R-04023. (1996). Analiza chemiczno-rolnicza gleby – Oznaczanie zawartości przyswajalnego fosforu w glebach mineralnych. Warszawa: Polski Komitet Normalizacji.
• PN-ISO-10390. (1997). Oznaczanie pH gleby. Warszawa: Polski Komitet Normalizacji.
• PN-ISO 11464. (1999). Jakość gleby. Wstępne przygotowanie próbek do badań fizyczno-chemicznych. Warszawa: Polski Komitet Normalizacji.
• PN-ISO-14235. (2003). Jakość gleby. Oznaczanie zawartości węgla organicznego przez utlenienie dwuchromianu potasu (VI) w środowisku kwasu siarkowego (VI). Warszawa: Polski Komitet Normalizacji.
• Prędecka, A., Chojnicki, J. i Russel, S. (2010). Wpływ wiosennego wypalania traw na liczebność bakterii i aktywność dehydrogenaz glebowych. Nauka Przyroda Technologie, 6, 4 #93, 1-9.
• PTG. (2009). Klasyfikacja uziarnienia gleb i utworów mineralnych – PTG 2008. Roczniki Gleboznawcze, 60(2), 5-16.
• Resende, J.C.F., Markewitz, D., Klink, C.A., Bustamante, M.M.D. i Davidson, E.A. (2011). Phosphorus cycling in a small watershed in the Brazilian Cerrado: impacts of frequent burning. Biogeochemistry, 105, 105-118.
• Tabatabai, M.A. i Bremner, J.M. (1969). Use of p-nitrophenolphosphate for assay of soil phosphatase activity. Soil Biology Biochemistry, 1, 301-307.
• Turrion, M.B., Lafuente, F., Aroca, M.J., López, O., Mulas, R. i Ruipérez, C. (2010). Characterization of soil phosphorus in a fire-affected forest Cambisol by chemicalextractions and 31P-NMR spectroscopy analysis. Science Total Environmental, 408, 3342–3348.
• Zhang, Y.M., Wu, N., Zhou, G.Y. i Bao, W.K. (2005). Changes in enzyme activities of spruce (Picea balfouriana) forest soil as related to burning in the eastern Qinghai-Tibetan Plateau. Applied Soil Ecology, 30, 215-225.
• Zhao, H., Tong, D.Q., Lin, Q., Lu, X. i Wang, G. (2012). Effect of fires on soil organic carbon pool and mineralization in a Northeastern China wetland. Geoderma, 189-190, 532-539.