J. KOBUS
ORIENTA CYJN E BA DA NIA NAD M IK RO FLO RĄ GLEB G Ó RSK ICH
(Z Z ak ład u G leboznaw stw a IU N G P uław y)
D anych o stan ie m ik ro flo ry gleb górskich m am y niew iele. W dostęp nej lite ra tu rz e znalazłem dw ie p race opublikow ane. J e d n a z nich, p rac a S t ö c k l i (3) z ro k u 1948, obejm u je b ad an ia n a d glebam i a lp ejsk im i z p u n k tu w idzenia w p ły w u su b sta n c ji organicznej n a ilość m ik ro flo ry w ty ch glebach. A u to r z ajm u je się rów nież w pływ em odczynu gleby na rozw ój m ikroflo ry . Dochodzi do w niosku, że dużą rolę odgryw a sta n roz k ła d u m ate rii organicznej. M niejszą zasobność w b akterie, zw ykle ob serw o w aną w glebach o h u m u sie surow ym 1 torfow iskach w ysokich o od czynie silnie kw aśnym , n ależy m n iej łączyć z k o n c e n trac ją jonów wodo row ych, niż ze stan em su b stan cji organicznej. S töckli w ykazuje, że kon c e n tra c ja jonów w odorow ych nie odgryw a w sto su n k u do h e tero tro fó w glebow ych tej roli, k tó rą jej ogólnie dotąd przypisyw ano. G leby o od czynie bardzo silnie k w aśn y m o w artości pH 3,2, w zależności od w a ru n ków m ogą być zasiedlane przez 'bakterie w ilościach b ardzo znacznych. D ruga praca M i s z u s t i n a i M i r z o j e w a (2) z roku 1950 obej m u je b ad an ia n ad ogólną ilością m ik ro flo ry w glebach położonych na różnych w ysokościach i k sz ta łtu jąc y c h się pod różną roślinnością. W gó rac h n a niew ielkich różnicach w ysokości zm ieniają się silnie form acje roślin ne i w a ru n k i klim aty czn e, co n a d a je p ew ien k ieru n e k w procesach glebotw órczych. W glebach ponad 2000 m z n a jd u je się m ała ilość m ik ro flory. W glebach m niej w ięcej na wysokości 2000 m w zrasta ilość m ik ro flo ry w eg etaty w n ej i p rz e trw a ln ik u ją c e j. P o ja w ia ją się już reg u la rn ie nie ty lk o Вас. agglom eratus, Вас. idosus, ale też z g ru p y Вас. cereus. a także Вас. m agatherium . Na wysokości 1700 m w górnych czarnozie- m ach spotyka się zm niejszoną ilość b a k te rii z g ru p y Вас. agglom eratus i reg u la rn ie rozpoczyna się w ystępow anie. Вас. m ycoides. W glebach k a sztanow ych ilość m ik ro flo ry je s t zbliżona do m ik ro flo ry czarnoziem ów . Z m niejsza się ilość b a k te rii z g ru p y Вас. agglom eratus i Вас. m ycoides, za to w zrasta ilość Вас. idosus i Вас. m esentericus.
Szaroziem y pod w zględem ogólne-j ilości m ik ro flo ry p rzy po m inają gleby kasztanow e. O dróżniają się od nich tym , że re d u k u je się ilość
za-O rie n ta c y jn e b a d a n ia n a d m ik ro flo rą gleb górskich 203
ro d n ik u jący ch Вас. m ycoides, Вас. cer eus, a w zrasta ilość Вас. m e g a th e
r iu m i Bac. m esentericus.
Z tego, tak skąpego p rzeg lądu p iśm iennictw a w idzim y, że każdy ty p g leby z ajm u je określon e m iejsce w układzie pionow ym i odznacza się specyficzną dla siebie cenozą.
W Polsce o rie n tac y jn e b ad an ia nad m ik ro flo rą gleb górskich p rzep ro w adzała M a l i s z e w s k a (1). W yniki jej b adań nie zostały dotychczas opublikow ane.
W naszych badaniach, k tó re rów nież by ły tra k to w a n e jako w stępne, ograniczyliśm y się do zbadania ogólnej ilości m ikroflory, a w ięc b a k te rii w form ie w egetaty w n ej i prom ieniow ców . P o n adto zbadano ilość b a k te rii w fo rm ie p rze trw a ln ik u ją c e j, n itry fik a to ró w i azotobaktera. G ru p y te w y b ra liśm y dlatego, że in te resu jąc e b y ło w yśledzenie ich górnego za sięgu i ro zp rzestrzen ien ia w glebach tak m ało zbadanych i m łodych ja k im i są gleby górskie. M usim y p rz y ty m zaznaczyć, że ta k ie g ru p y jak n itry fik a to ry i azo to b ak ter są bard zo w ażne z p u n k tu w idzenia ro ln i czego i p rzem ian biochem icznych w glebie.
P ró b k i gleb pobrano z różnych w ysokości z te re n u T atr, z h a l J a w orki koło Szczaw nicy oraz z p astw isk w powiecie now otarsk im i now o sądeckim .
P ró b k i te pobierano z różnych m iejsc danej w a rstw y w obrębie p ro filu tak, żeby uzyskać średnią. Z gleb o b ardziej w ykształconym p ro filu pobierano z w a rstw y pow ierzchniow ej (5— 10 cm) i z podglebia (25— 30 cm). P o b ieran o je bezpośrednio do w yjałow ionych słoików szkla n y ch z doszlifow anym korkiem . Ś red n ia próbka zaw ierała około 1 kg gleby. P o przy w iezien iu do lab o ra to riu m oznaczono odczyn g leby elek tro m e d y c z n ie oraz jej wilgotność.
Do oznaczenia ogólnej ilości d ro b n o u stro jó w stosow ano m etodę p ły t kową. U żyw ano pożyw ki o n a stę p u jąc y m składzie:
P ożyw ka ta m iała odczyn pH 7,0. Stosow ano ją do obliczania ilości b a k te rii zn ajd u jący ch się w form ie w eg etaty w n ej i p rze trw a ln e j oraz do oznaczania ilości prom ieniow ców .
W celu oznaczenia ogólnej ilości b a k te rii i prom ieniow ców rozcieńczono p ró b k i g leb y w sto su n k u od 1 : 1000 do 1 : 10 000 000. D la b a k te rii w fo r m ie sp o r stosow ano rozcieńczenia 1 : 100 i 1 : 1000.
M e t o d y k a b a d a ń
W yciąg glebow y (z m ady) W oda wodociągowa k 2h p o 4 A gar 100 m l 900 „ 0,5 g 14,0 g
Z e s t a w i e n i e w y n i k ó w to o V M ie j s c e p o b r a n ia p r ó b k i W y s o k o ś ć n ad p o z io m m o r z a . N a z w a g le b y G łę b o k o ś ć w a r s tw y p H g le b y O g ó ln a ilo ś ć m ik r o f lo r y w 1 g s. m . g le b y °/ o b a k te r ii ■ w e g e ta t. °/ o p r o m ie -n ip w c ó w ° / . b a k te r ii w fo r m ie s p o r ilość n it r y fi - k a to r ó w w l g s. m. g le b y ilość a z o to - b a k te r a w 1 g s. m . g le b y
Szczyt Świnicy 2301 M ursz bru n atn y 0—10 5,4 250 500 79 21 0,12 — _ _
Liliow e 2128 »» »» 0—10 6,5 581 000 94 6 0,21 — —
K asprow y W ierch 1988 »» >» 0—10 5,5 465 000 93 7 0,46 123 —
H ala G ąsienicow a 1680 G leba próchniczna darniow a
0—10 5,5 2 710 000 54 46 0,10 251
“
Czarny Staw nad M orskim O kiem 1582 У) 0—10 6,4 285 000 91 9 0,24 79 —
M orskie Oko 1395 ł f 0—10 4,6 7 188 400 81 19 0,32 784 —
G ubałów ka 1128 G leba gliniasta śre
dnia typ b ru n a tn y
0—10 6,25 78 080 000 55 45 0,5 1281 Jaw orki w pobliżu bacówki n r 2
te re n zm eliorow any
669 G leba gliniasta
ciężka ty p b ru n a tn y 0—10 6,5
969 320 000 68 32 0,04 990 Jaw orki w pobliżu bacówki n r 2
te re n zm eliorow any
669 ” 20—30 6,0 31 340 000 52 48 0,04 120
Jaw orki w pobliżu baców ki n r 2 te re n niezm eliorow any
635 0—10 6,8 93 000 000 57 43 0,5 252
“ -i
Ja w o rk i w pobliżu baców ki n r 2 te re n niezm eliorow any
635 »» 20—30 6,8 29 694 000 49 51 1,5 222
Jaw orki w pobliżu bacówki n r 4 te re n niezm eliorow any
620 0—10 6,1 195 000 000 30 70 0,4 150
Jaw o rk i w pobliżu baców ki n r 4 te re n niezm eliorow any
620 t 20—30 6Д 2 406 000 84 16 0,5 8
Jaw o rk i pole u praw ne w dolinie koło w si (ziemniaki)
61Ù Gleba p y ło w o -ila sta (namyta)
0—10 6,8 1 287 500 000 68 32 0,14 2169 Jaw o rk i pole u p raw n e w dolinie
koło wsi (ziemniaki)
610 , » 20—30 6,8 10 809 000 72 28 3,00 1035
F alsztyn koniczyna czerw ona 610 Gleba gliniasta (na m yta) na ciężkiej glinie czerw onej
0—10 6,5 128 904 500 80 20 0,15 1800
F alsztyn koniczyna czerwona 610 łt 20—30 6,5 5 500 000 68 32 0,2 59 — ■
T ru te łąka 600 G leba torfow a p ły t ka na glinie
O rie n ta c y jn e b a d a n ia n a d m ik ro flo rą gleb g órskich 205
W celu określenia ilości b a k te rii w form ie nieczynnej odpow iednio rozcieńczoną glebę przed je j b adan iem ogrzew ano w 90% przez 15 m in. Hodow lę wyżej w ym ienionych g ru p drobno ustro jów przechow yw ano w tem p. 28° С przez 5 dni.
Ilość n itry fik a to ró w oznaczono m etodą W inogradskiego (4), n a p ły t kach krzem ionkow ych. Z akażenie pożyw ki glebą przeprow adzano w ysie w ając ją tygielkiem Goocha w ilości około 100 m g n a płytkę. Hodow lę prow adzono w te m p e ra tu rz e 28°C przez 6 tygodni.
W ystępow anie azo to baktera i oznaczenie potrzeb naw ozow ych gleb b ad an o p rzy pom ocy p ły te k p lasty czn y ch w edług m etody W i n o g r a d s k i e g o i Z i e m i ę c k i e j (5). H odow lę prow adzono w 30° przez 3 dni.
O m ó w i e n i e w y n i k ó w b a d a ń
B adane p róbk i gleby pobierano z różnych wysokości nad poziom em m orza. T rudno je st je ch araktery zow ać tylk o pod ty m k ą te m w idzenia, gdyż n a ilość i jakość m ik ro flo ry w p ły n ęła nie ty lko wysokość, ale i czy n niki glebow e, sposób ich użytk ow an ia i naw ożenia.
Ja k o jed n ą z g ru p tego ty p u gleb m ożna w yróżnić gleby pochodzące z łań cuch a szczytów górskich takich, jak Swinica, Liliow e i, K asprow y W ierch. G leby te c h a ra k te ry z u ją się słabym w ykształceniem profilu, k tó ry dochodzi najw y żej do 15 cm głębokości, z dużą dom ieszką o k ru chów skalnych (rumosz). P o k ry te są one darnią. Ogólna ilość m ikro flo ry w ty ch glebach w aha się w gran icach od 250 000 do 580 000. B ak terie w ty ch glebach stanow ią od 80 do 90%, zaś prom ieniow ce od 6 do 20%» ogólnej ilości drobn o ustro jów . W glebach ty ch n itry fik a to ry w ystąpiły tylko w p róbkach pochodzących z K asprow ego W ierchu. N a tej podstaw ie m ożna byłoby sądzić, że w ystępow anie n itry fik a to ró w jest zw iązane z w y sokością, jed n a k n a staw ian ie tak iej hipotezy m am y za m ało m ateriału. N astępn ą g ru p ą gleb b y ły b y gleby m urszow e czarne (próchniczne) p o b rane z H ali G ąsienicow ej, znad Czarnego S taw u i znad M orskiego Oka. G leby te są rów nież słabo w ykształcone, zaw ierają dużą ilość su b sta n c ji organicznej słabo rozłożonej. Z n a jd u ją się one na w ysokości od 1680 do 1500 m nad poziom em m orza. M ikroflora z n a jd u je tam lepsze w a ru n k i do sw ojego rozw oju. Ilość jej w aha się w granicach od 285 000 w próbce znad C zarnego S taw u do ponad 7 m ilionów znad M orskiego Oka. Oprócz zw iększonej ilości m ik ro flo ry w y stęp u je tu ta j węższy sto sunek b a k te rii do prom ieniow ców ; b a k te rie stanow ią od 54 do 91%, p ro m ieniow ce zaś od 9 do 46% ogólnej ilości m ikroflory. N itry fik a to ry w ty m typie gleby w y stąpiły we w szystkich b ad any ch próbkach w ilości od 80 osobników w przeliczeniu n a 1 g suchej m asy gleby w próbce znad Czarnego S taw u do 784 w próbce z nad M orskiego Oka.
206 J. K obus
Do trzeciej g ru p y zaliczyć m ożna gleby głębokie o w ykształconych profilach. B ędą to gleby glin iaste ciężkie i gliniasto-pylaste, częściowo n am yte. P ró b k i ty ch gleb p o b rano z hal Ja w o rk i koło Szczaw nicy. B a d ano próbki pochodzące z tere n ó w w zorcow ych baców ek prow adzonych dw om a system am i: jed ne z nich b y ły zm eliorow ane i naw ożone gnojo wicą, d rugie n iezm eliorow ane i nienaw ożone. D la po rów nania z te re n u Ja w o rek p o b ran o rów nież p ró bk i z pola u p raw neg o zajętego pod ziem niaki. We w szystkich w ypad k ach pobierano pró b k i z w arstw y pow ierz chniow ej i podglebia. Stw ierdzono, że w w a ru n k a ch pastw isk zm elioro w anych i naw ożonych gnojow icą było około 10 razy w ięcej d ro b n o u stro jów niż n a niezm eliorow anych i nienaw ożonych. Ilości te w ynosiły przy naw ożeniu około 970 m ilionów , zaś na pastw iskach niezm eliorow anych i nienaw ożonych około 93 m ilionów w p rzeliczeniu na 1 g sm. gleby. W obydw óch w y padkach w podglebiu ilość m ik ro flo ry b y ła zredukow ana do około 30 m ilionów . B ak terii w w arstw ie pow ierzchniow ej te re n u zm eliorow anego znaleziono 68% , zaś prom ieniow ców 32%. W podglebiu stw ierdzono 52% b a k te rii i 48 ■% prom ieniow ców . W glebie pozostaw io nej bez m elio racji i naw ożenia było około 57% b a k te rii i 43% p ro m ie niowców w w arstw ie pow ierzchniow ej, a w podglebiu 49% b a k te rii i 51% prom ieniow ców . Różnice pom iędzy tym i kom binacjam i zaznaczyły się też w ilości n itry fik a to ró w : w p ró b k ach z teren ó w zm eliorow anych i naw ożonych w w arstw ie pow ierzchniow ej było około 1000 n itry fik a to rów , a w nienaw ożonej i niezm eliorow anej około 250, czyli m niej w ięcej 4 raz> m niej. W w arstw ach głębszych te różnice by ły m niejsze. Z po w yższych dan y ch widzim y, że w glebach ty ch decydującym czynnikiem w p ływ ającym n a ilość m ik ro flo ry było zm eliorow anie i naw ożenie.
Z badano rów nież z te re n u Ja w o rek p róbki p o brane w pobliżu B a cówki n r 4 . B yła to rów nież gleba niezm eliorow ana i nienaw ożona. O gólna ilość m ik ro flo ry w ynosiła 195 m ilionów w w arstw ie górnej i około 2.5 m iliona w w arstw ie dolnej. N itry fik a to ró w w w arstw ie g ór nej znaleziono około 150 osobników, a w p o dglebiu tylko 8. D ane te jesz cze raz w sk azu ją nam na d u żą rolę naw ożenia pastw iska gnojow icą. W glebach tych rów nież bardzo dużą rolę odegrała upraw a. W próbkach pob ran y ch spod ziem niaków stw ierdzono, że ogólna ilość m ikroflory w y nosiła około 1,3 m ilia rd a w w arstw ie pow ierzchniow ej, a w podglebiu 10,8 m iliona. W w arstw ie pow ierzchniow ej około 68% stanow iły b a k te rie i 32% prom ieniow ce. W podglebiu b a k te rii było 72%, a prom ieniow ców 28%. N asilenie n itry fik a to ró w w tej glebie było w yjątko w o duże, bo w ynosiło około 2200 kom órek n a 1 g gleby. W podglebiu było około dw a razy m niej. W idzim y z ty ch danych, że gleby te są bardzo czynne biologicznie p rzy odpow iednim naw ożeniu i upraw ie.
O rie n ta c y jn e b a d a n ia n a d m ik ro flo rą gleb górskich 207
P on adto zbadano pró b k i gleby z okolic F alszty n a spod koniczyny. Stw ierdzono tam w w arstw ie pow ierzchniow ej około 130 m ilionów dro bnoustrojów , w ty m 80% b a k te rii i 20°/o prom ieniow ców , w podglebiu 5,5 m iliona d robnoustrojów , w ty m 68% stanow iły b a k te rie i 32'°/o p ro m ieniow ce. Ni try fika torów w w arstw ie pow ierzchniow ej było około 1800, a w podglebiu tylko 60.
N ależy rów nież przytoczyć an alizy pró bek p o b ran y ch z pola pod lu cern ą z G ubałów ki i z łąki wsi te re n u T ru te. Z gleb ty ch p o b ran o próbki tylko pow ierzchniow e, gdyż stw ierdziliśm y, że w dolnych poziom ach m ik roflo ra je s t zred u kow an a i nie c h a ra k te ry z u je n a m zupełnie sto sun ków biologicznych w glebie.
W pró b kach z G ubałów ki z pola dośw iadczalnego spod lu ce rn y s tw ie r dzono około 78 m ilionów drobnoustrojów , w ty m 55% b a k te rii i 45% prom ieniow ców . N itry fik a to ró w znaleziono około 1300.
W próbkach z łąk i teren ó w w si T ru te stw ierdzono około 15 razy w ię cej niż w p ró b k ac h z G ubałów ki. Z tego 53% p rzy pad ało na b a k te rie i 47% n a prom ieniow ce.
B ardzo dużą ilość rów nież stw ierdzono n itry fik a to ró w , bo około 1870 osobników na 1 g sm. gleby.
W bad aniach naszych n a d różnym i typ am i gleby, ich położeniem nad poziom em m orza, w ykształceniem p ro filu glebowego, sta n u u żytkow ania i naw ożenia nie stw ierdzono w żadnym w y pad ku w y stępow ania azoto- b ak tera, co potw ierdziło b ad an ia M a l i s z e w s k i e j (1) nad glebam i górskim i.
W n i o s k i o g ó l n e
R easum ując w yniki b ad ań n ad glebam i górskim i m ożem y w ysnuć n a stęp u jące w nioski:
Ogólna ilość drob n oustrojó w je st uzależniona od w zniesienia nad po ziom m orza, ty p u gleby, jej sta n u naw ożenia i użytkow ania.
Procentow o w ięcej jest b a k te rii niż prom ieniow ców w glebach o w y kształconym pro filu glebow ym , niż w glebach płytkich.
Zauw ażono rów nież zależność pom iędzy ogólną, ilością m ik ro flo ry a ilością n itry fik ato ró w . Im gleba je st bogatsza w dro b n o u stro je, tym więcej w y stęp u je rów nież i b a k te rii n itry fik iijący ch .
N itry fik a to ry w glebach górskich w y stę p u ją w dość dużej ilości. G ranica ich w ystępow ania pod w zględem wysokości sięga do około 2000 m n. p. m. Pod w zględem odczynu stw ierdzono ich w ystępow anie od pH 4,5— 7,2. Rozwój tych dro bn o u stro jó w p rzy pH 4,5, a więc w w a ru nkach , k tó re p rz y jm u je się ogólnie za n iekorzy stne dla tych drobno u stro jó w potw ierdza pogląd S t ö c k l i , że stężenie jonów w odorow ych nie m a tak decydującego znaczenia, jak ie m u się przypisuje.
208 J. K obus
LIT E R A T U R A
1. M a l i s z e w s k a W. B ad an ia n a d g lebam i górskim i, (przeprow adzane w ro k u 1952 {nieopuiM'ikowane).
2. M i s z u s t i n N. E. i M i r z o j e w a A. W. R a stitie ln y je p o ja sa g o r i icih o tra ź n ie -n ie w sostaw ie ibakteriail-nogo -n asiele-n ija ipoozwy, M ikirobiołogija 19, (1950), str. 299—307.
3. S t ö с к 1 i A. Uiber d en B a k teriengehailt a lp in e r Boden. L an d w irtsc h a ftlic h e n J a h r b uch d e r Schw eiz (1948), str. 1—49.
4. W i n o g r a d s k i j S. N. M ikrobiołogija poczw y, A kad. N au k SSSSR, M oskw a 1(11952), str. 1— 19.
5. Z i e m i e c k a J. Ozmaiozenie iza pom ocą now ej m e to d y m ikrobiologicznej potrzeb naw ożenia gleb -fosforem, „R oczniki N au k R olniczych i L eśnych“ , 21, P oznań (1929), str.. 79—98. Я. КОБУС О Б ОРИЕН ТИРОВО ЧНЫ Х ИССЛЕДОВАНИЯХ М ИКРОФЛОРЫ ПОЧВ ГОРНЫХ РА ЙОНОВ (Лаборатория почвоведения Пулавского Института агротехники, удобрений и почвоведения) Р е з ю м е Подводя итоги исследований горных почв можем сделать следую щ ие выводы. О бщ ее содерж ание микроорганизмов обусловлено высотой местности от уровня моря, типом почвы, содерж анием в ней питательных элементов, и способом зем лепользованил. В почвах с развитым профилем содерж ится относительно болш е бактерий сравнительно с лучистыми грибками, чем в почвах м ало мощных. Зам ечена такж е зависим ость между общим содерж анием микро ф лоры и нитрифицирующих бактерий. Чем почва богаче м икрооргани змами, тем больш е заклю чается в ней нитрифицирующих бактерий. Нитрификаторы в почвах горных областей содерж атся в довольно значительном количестве. Верхней границей их распространения явля ется вы сота 2000 метров от уровня моря. Н ахож дение нитриф икаторов обусловлено кислотностью в пределах от 4,5 во 7,2 pH . Вегетация этих микроорганизмов в условиях кислотности р Н = 4,5 считающ ейся обычно неблагоприятной для них, является подтверж дением воззрения Stöckli, что концентрация водородных йонов не имеет такого уж е реш аю щ его влияния, к акое ей приписывается.
O rie n ta c y jn e b a d a n ia n a d m ik ro flo rą gleb górskich 209
J. K O B U S
PR ELIM IN A R Y IN V ESTIG A TIO N S INTO THE M ICROFLORA OF M OUNTAINOUS SO ILS
(Dept, of Soil S cience-IU N G -P uław y)
S u m m a r y
Sum m ing up th e 'r e s u lts of o u r investigations in to m ou ntain ou s soils, w e c a n d raw th e follow ing conclusions:
T he g en eral q u a n tity of m icro-organism s depends on th e degree of elev atio n above sea-level, on th e ty p e of soil, an d on its s ta te of fe rtili satio n a n d utilisatio n .
T he p ercen tage of b a c te ria is h ig h er th a n th a t of actinom ycetes in soils w ith a developed p ro file as com p ared w ith shallow soils.
A c o rre la tio n w as also observed b etw een th e gen eral q u a n tity of m i cro flo ra and th e q u a n tity of n itrific a to rs. The ric h e r the soil in m icro organism s, thfc g re a te r th e q u a n tity of n itrific a tin g b a c te ria .
N itrificato rs a p p e a r in q u ite considerable q u a n titie s in m o u n taino u s soils, b u t th e h eig h t a t w hich th ey occur is lim ite d to abo ut 2000 m etres above sea - level. It w as sta te d th a t th e y a p p e a r in soils w ith pH ra n g ing from 4,5— 7,2. T he develop m en t of th ese m icro-organism s in soils w ith pH = 4,5, i. e., in conditions w hich a re g en erally considered as being un fav o u rab le to them , confirm s th e view of Stöckl th a t th e co n c en tra tion of h yd ro g en ions is not of such decisive significance as is g en erally supposed.
