R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E , T. X V I, Z. 1 W A R S Z A W A 1966
JÓ ZEF K O B U S, TER ESA PAC EW ICZO W A
W PŁY W M IN ERA ŁÓW ILA STY CH NA CZYNNOŚĆ BIOLOGICZNĄ GLEB LEK K IC H (CZĘSC II)
Z akład M ik rob iologii IU N G P u ła w y
J a k wiadom o, m in e rały ilaste dzięki sw ej zdolności sorp cy jn ej z a trz y m u ją w glebie duże ilości składników pokarm ow ych tw orząc z nich jak gdy by m ag azyn y żyw ności d la roślin i d ro b n o u stro jó w [8, 15, 16]. M ine
ra ły te tw orzą z grom adzącą się na ich pow ierzchni su b sta n c ją o rg a niczną kom plek sy organ iczn o -m ineraln e, stosunkow o tru d n o dostępne dla d ro b n o u stro jó w [13, 4, 7, 12]. Mogą też sorbow ać enzym y, w w y n ik u czego aktyw ność dro b n o u stro jó w w glebie sta je się m n iejsza [3, 1, 11, 5, 9].
CEL P R A C Y
O gólnym celem naszej p rac y było bliższe poznanie, jak w pływ a do datek do gleby piaszczystej różnych m inerałów ilasty ch na aktyw ność zaw a rty c h w niej dro b n o u stro jó w podczas ro zk ładu naw ozów organicz nych. S ta ra liśm y się też w ykazać, w jak im sto p n iu m ogą te m in e rały zaham ow ać ucieczkę azotu z gleby.
T em atu tego po djęliśm y się na zlecenie K om isji d.s. Podnoszenia Żyzności i Z agospodarow ania G leb L ekkich PA N. W spółp racu jąc z tą kom isją o k reśliliśm y w poprzednich p ub lik acjach [14, 10] s tr a ty azotu i w ęgla z naw ozów organicznych podczas ich m in e raliz a c ji w glebie piaszczystej. Z bardzo szybko ro zk ład an y ch naw ozów zielonych niew iele ty lk o w ęgla i azotu p rzekształciło się w połączenie hum usow e. D odatek gliny do p iasku zm niejszał s tr a ty azotu, sp rz y ja ł tw o rzen iu się próchnicy i z g ru ź lan iu się gleby.
Obecne nasze bad an ia pośw ięcone b y ły o kreśleniu w p ływ u pospo lity ch w glebie m in erałó w ilastych n a p rzem ian y azotu i w ęgla w glebie.
M A TE R IA Ł Y I M ETO D Y K A B A D A Ń
W 1962 r. przeprow adzono dośw iadczenia la b o ra to ry jn e na glebie piaszczystej, p o b ran ej z n ieurodzajnego pola upraw nego. Z aw ierała ona ty lko 7% części koloidalnych i m iała silnie k w aśn y odczyn (pH = 4,9). N aw ieziono ją łu b inem sam ym lub zm ieszanym z poszczególnym i m in e ra ła m i ilastym i: k aolinitem , b en to n ite m lub gliną.
Do b ad ań użyto:
— sproszkow anego łu b in u żółtego, zebranego w czasie k w itnien ia, — k aolinu technicznego,
— fra k c ji koloidalnej w ydzielonej z b e n to n itu pochodzącego z ko p aln i odkryw kow ej k. C hm ielnika w woj. kieleckim ,
— fra k c ji koloidalnej z g lin y zw ałow ej z okolic P uław . P rzy g o tow ano n a stę p u jąc e serie dośw iadczalne:
1) k o n trola: gleba piaszczysta + 5% wag. łubinu,
2) + 1 0% kao linitu,
3) + 10% fra k c ji koloidalnej b en to n itu ,
4) + 10% fra k c ji koloidalnej gliny.
D ośw iadczenia przeprow adzono w 6 pow tórzeniach w naczyniach
z aw ierających po 1,5 kg gleby. W ilgotność u trzy m y w an o stale w g ra nicach 60% całkow itej pojem ności w odnej gleby. Czas trw a n ia dośw iad czenia — 4 m iesiące, te m p e ra tu ra 25 °C.
Podczas trw a n ia dośw iadczenia w ykonyw ano często an alizy m ik ro biologiczne i chem iczne. W szczególności badano:
— oddychanie gleby — za pom ocą a p a ra tu W arburga,
— zm iany odczynu gleby — p o ten cjo m etry czn ie w H20 i w KC1 za pom ocą ele k tro d y szklanej,
— ogólną zaw artość azotu — m etodą K jeld ah la,
— ilość w y tw arzan eg o am oniaku — k o lo ry m etry czn ie w 5% w yciągu
K2SO/a — m etodą podchlorynow ą,
— zaw artość azotanów w glebie — k olo ry m etry czn ie za pom ocą kw asu fenylodw usulfonow ego,
— zaw artość su b sta n c ji organicznej oznaczono m etodą S p rin g e ra i podano jako ilość węgla,
— ilość kw asów próchnicznych — frak cjo n o w an ą m etodą T iurina, w m ody fik acji P onom ariew ej.
A nalizy m ikrobiologiczne obejm ow ały określenie: — liczebności am o n ifikato ró w — m etodą Pochona,
— liczebności Clostridium w postaci w e g e taty w n e j i p rze trw a ln e j w słupie ag aru z pożyw ką bezazotow ą,
— liczebności d ro b n o u stro jó w celulolitycznych — m etodą C h a rp e n - tie ra oraz zm iany składu gatunkow ego w zespołach m ik ro flo ry ro zk ła dającej błonnik.
W p ływ m in era łó w ila sty c h na b io lo g ię g leb y 55
W Y N IK I B A D A Ń
O d d y c h a n i e g l e b y . J a k w y n ik a z rys. 1, najsiln iejsze oddycha nie gleb y w e w szystkich seriach notow ano po 24 godz. trw a n ia dośw iad czenia. Łączyło się to n a tu ra ln ie z szybkością ro zk ład u su b sta n c ji o rga nicznej. D odatek m in erałó w ilasty ch do gleb y w p ły n ą ł jed n ak n a zm n ie j szenie się ilości pobieranego przez nią tle n u i w ydzielanego C 0 2. B en to n it n a jsiln ie j ham ow ał rozk ład dodanej do gleby su b sta n c ji organicz nej. W serii z b e n to n ite m (nr 3) po 24 godz. trw a n ia dośw iadczenia po b ieran ie tle n u było ok. 25% słabsze niż w serii ko ntroln ej- K oloidy gliny i k a o lin itu (seria 2 i 4) m ia ły o w iele słabsze działanie niż b e n to n it. We w szystkich seriach już w ciągu pierw szego ty g od nia trw a n ia dośw iad czenia n astęp o w ała niem al całkow ita m in eralizacja łatw o
rozpuszczal-R ys. 1. W p ły w su b sta n cji ila sty c h na o d d y ch a n ie g leb y
1 — p ia s e k + łu b in (k o n tr o la ), 2 — p ia s e k - I - łu b in + k a o lin it , 3 p ia s e k + łu b in + b e n t o n it, 4 — p ia
s e k - i - łu b in + g lin a
In flu en ce of clay m in era ls on th e so il re sp ir a tio n
1 — s a n d y s o il + lu p in e , 2 — s a n d y s o il + lu p in e + k a o li n it e , 3 — s a n d y s o il + lu p in e + b e n t o n ite ,
4 — s a n d y s o il -f lu p in e + c la y
nych połączeń w ęgla i azotu zaw arteg o w łubinie; w zw iązku z ty m spadła w nich intensyw ność p o b ieran ia tle n u o przeszło 50%.
O d c z y n g l e b y (tab. 1). Podczas ro zkładu su b sta n c ji organicznej
odczyn gleby u leg ał szybkim przem ianom . Szczególnie silnie zaznaczyło się to w- glebie k o n tro ln e j. Ju ż po trzech dniach pH tej gleby wzrosło
b e l
Zmiany odczynu g le b y po dc za s rozk ład u w n i e j łub in u Changes in pH v a l u e s of the s o i l
S e r i a do św ia dc z al na - Experiment s e r i e s
pH g le b y po dniach pH o f the s o i l a f t e r days
0 3 7 120
1 Kont rola - Gleba p i a s z c z y s t a + 5% łu b in u C o nt r ol - Sandy s o i l + 5 p - с . l u p in e 6 , 1 8 , 2 8 , 4 6 , 2 2 + 10% k a o l i n i t u + 10 p . c . o f k a o l i n i t e 6 , 4 7 , 9 8 , 0 6 , 1 3 + 10% b e n t o n i t u + 10 p . c . o f b e n t o n i t e 6 , 0 7,4 8 , 1 6 , 0 4 + 10% g l i n y + 10 p . c . of c la y 6 , 4 7 , 3 8 , 3 6 , 5
z 6,1 do 8,2. W pozostałych seriach dośw iadczalnych, gdzie rozkład ten
b y ł ham ow any, odczyn gleby osiągnął tę w artość dopiero po 7 dniach. Z m ian y odczynu łączyły się z nasileniem am onifikacji. Po rozpoczęciu
n itry fik a c ji odczyn gleby stopniow o spad ał aż do pH 6 i 6,5.
A m o n i f i k a c j a . W e w szystkich seriach dośw iadczalnych s tw ie r dzono n ajw ięk szą ilość w olnego am oniaku po 7 dniach. Po up ły w ie tego
czasu w serii k o n tro ln e j ok. 2 0% azotu było już w form ie m in e raln e j.
D odatek k a o lin itu lub g lin y spow odow ał d w u k ro tn ie m niejsze u w a ln ia nie N H 3, a dodatek b e n to n itu m iał w p ły w jeszcze silniejszy. Po trzech tygodniach n a stą p ił spadek zaw artości w olnego am oniaku we w szystkich seriach (rys. 2).
40 60 80 100 12C
Liczbo dni - Days
R ys. 2. A m o n ifik a cja
l, 2, 3, 4 — ja k w r y s. 1
Ю 2 0 3 0 60
L i .
90
rzbo c/ni - D oysm
R ys. 3. N itr y fik a c ja
1, 2, 3, 4 — j a k w r y s. 1
A m m o n ifica tio n rate
1, 2, 3, 4 — a s in f ig . 1
N itr ific a tio n rate
W p ły w m in era łó w ila sty ch na b io lo g ię g leb y 57
N i t r y f i k a c j a . N a ry su n k u 3 um ieszczono krzy w e w zro stu ilości azotanów w poszczególnych seriach dośw iadczalnych. W ynik a z nich, że najw ięk sze n atężenie n itry fik a c ji n astąp iło m niej w ięcej po up ły w ie trzech tygodni ro zk ład u su b sta n c ji organicznej.
M in erały ilaste, w szczególności koloidy g lin y i b e n to n itu , sp rz y ja ły g rom adzeniu się azotanów w glebie. Było to spow odow ane zw iększoną zdolnością gleby do zatrzy m y w a n ia am oniaku z rozkładającego się w szybkim tem p ie łu b inu. Spośród u ż y ty ch w naszym dośw iadczeniu m in erałó w ilasty ch n a jm n ie jszy w p ły w n a tw orzenie się azotanów w gle bie m iał kao linit.
T a b e l e 2
S t r a ty N ogółem w p r o cen ta ch - L oss o f t o t a l n it r o g e n , in p . c . o f i n i t i a l c o n te n ts
S e r ia d o św ia d cza ln a - Experim ent s e r i e s
N ogółem w s.m . g le tiy T o ta l К in dry s o i l mg/1 0 0 g Ubytek N - L oss o f N % po dn iach - a f t e r days 0 1 3 7 14 120 1 K ontrola - P ia se k + 5% łu b in u C o n tro l - Sandy s o i l + lu p in e 245 - 100% 4 4 13 25 38 2 + 10% k a o l i n i t u ♦ 10 p . c . k a o l i n i t e 225 - 100% 8 12 - 18 28 3 + 10% b e n to n itu + 10 p . c . b e n t o n ite 215 - 100% - 0 0 0 8 4 + 10% g l i n y + 10 p . c . c la y 217 - 100% - 0 - 5 11
Na podstaw ie obliczenia różnicy m iędzy ilością uw olnionego am o n iak u z resztek ro ślin n y ch i azotanów w ytw orzonych w glebie k o n tro ln e j w ynikałoby, że ok. 75% N am oniakalnego ulotniło się, gdy tym czasem w glebie z dodatk iem b e n to n itu praw ie cały am oniak przeszedł w azo tan y .
S t r a t y a z o t u . J a k w y n ik a z tab. 2, najw ięk sze s tr a ty azotu no
tow ano w seriach dośw iadczalnych — k o n tro ln e j i z dodatkiem k aoli- n itu , po u p ły w ie dw óch tygodni ro zk ład u w nich su b sta n c ji organicznej. P rz y ty m u b y te k azotu w glebie k o n tro ln e j w ynosił w ty m czasie 25%, w se rii zaś z do datk iem b e n to n itu lub g lin y — 0—5% .
Z apew ne w p ły w na zatrzy m y w an ie azotu w glebie w serii dośw iad czalnej 3 i 4 m iał duży kom pleks so rp c y jn y gleby, jak i został u tw orzon y p rz y d o datk u koloidów gliny lub b e n to n itu . J a k w iadom o, w ty ch u tw o
rac h glebow ych fra k c ja koloidalna składa się głów nie z m o n tm o ry lo - nitu.
Po czterech m iesiącach s tr a ty N z gleby z do datk iem b e n to n itu b y ły p raw ie 5-k ro tn ie m n iejsze niż w glebie k o n tro ln ej, gdy tym czasem k ao li- n it w niew ielkim ty lk o sto p n iu zapobiegał ty m strato m .
S t r a t y w ę g l a . W raz z d a n y m do gleby łu b in em w prow adzono dużo azotu organicznego. P oczątkow y sto sunek C:N w e w szystkich seriach w ynosił od 13 do 14. Po czterech m iesiącach trw a n ia dośw iad czenia stw ierdzono zm niejszenie tego sto su nk u do 8,5 w serii k o n tro l nej lub z dod atk iem kao lin itu . W serii z b e n to n ite m i z gliną stosun ek C:N ró w n a ł się ty lk o ok. 7,5.
To zm niejszenie się sto su n k u C:N w glebie po up ły w ie 4 m iesięcy w skazu je na to, że d o dany do g leby łu b in ulegał szybkiej m ineralizacji. J u ż po m iesiącu rozkład u łu b in u u b y tek w ęgla z gleby k o n tro ln e j w y nosił ok. 5%, dochodząc po czterech m iesiącach do 60%. D odatek m in e rałó w ilasty ch ty lk o w niew ielkim stopniu zapobiegał ty m stra to m w ęgla (tab. 3).
T a b e l a 3
Wpływ m inerałów i l a s t y c h na s t r a t y w ęgla z g le b y I n flu e n c e o f c la y m in er a ls on the l o s s o f carbon from sandy s o i l
S e r ia d o św ia d cza ln a E x p .s e r ie s I l o ś ć С mg w 100 g g le b y Q u a n titie s o f С m g/100 g dry s o i l Ubytek С po 4 m ie s ią c a c h L oss o f С a f t e r 4 months % na po czą tk u i n i t i a l po 1 m ie s , a f t e r 1 month po 4 m ie s, a f t e r 4 months 1 K ontrola w G leba p i a s z c z . + 5% łu b in u
C o n tr o l - Sandy s o i l + 5 p . c . lu p in e 3166 1585 1285 60 2 + 10% k a o l i n i t u + 10 p . c . k a o l i n i t e 3048 1600 1400 54 3 -4- 10% b e n to n itu + 10 p . c . b e n to n ite 3048 1690 1515 50 4 + 10% g l i n y + 10 p . c . c la y 3048 1700 1465 52
P o w s t a w a n i e h u m u s u . J a k w y n ik a z tab. 4, dodana su b sta n cja organiczna p rzek ształcała się w h u m u s n a jw y d a tn ie j w serii do św iadczalnej z dodatkiem b e n to n itu . W serii tej ok. 11% w ęgla dodanego do gleby w łu b inie przeszło do fra k c ji kw asów hum inow ych i fu lw o kw a- sów. M niej w ęgla z dodanego łu b in u znalazło się w kw asach h u m in o w ych i fulw okw asach w ko m bin acji dośw iadczalnej z d odatkiem g liny
W p ły w m in era łó w ila sty ch na b io lo g ię g leb y 59
T a b e l a .4
Vpływ m inerałów i l a s t y c h na pow staw anie humusu w g l e b i e p i a s z c z y s t e j z dodatkiem 5% łu b in u
I n flu e n c e o f c la y m in e r a ls on humus fo r m a tio n in sandy s o i l w ith 5 p . c . lu p in e a d d itio 'n
S e r ia d o św ia d cza ln a E x p .s e r ie s
% С zhum ifikow anego po 120 d n ia ch С h u m ified a f t e r 120 days in p . c . o f i n i t i a l c o n te n t 1 K ontrola - G leba p ia s z c z y s t a + 5% łu b in u C o n tr o l - Sandy s o i l + 5 p . c . lu p in e 4 ,7 2 -f 10% k a o l i n i t u + 10 p . c . k a o l i n i t e 5 , 2 3 + 10% b e n to n itu + 10 p . c . b e n t o n ite 1 0 ,7 4 + 1 0 % g l i n y -f 10 p . c . c la y 7 ,5
(ok. 7°/o). K ao lin it ty lk o w niew ielk im sto p niu w p ły n ą ł n a przy sp o rze nie glebie piaszczystej połączeń próchnicznych. W glebie k o n tro ln e j w y tw o rzy ło się z dodanego łu b in u ty lk o 4,5°/o kw asów próchnicznych.
W Y N IK I B A D A Ń M IK R O BIO LO G IC ZN Y C H
L i c z e b n o ś ć a m o n i f i k a t o r ó w . T ak jak w poprzednich n a szych dośw iadczeniach liczebność am onifikatorów w glebie w z rastała g w ałtow nie już w ciągu pierw szych dni po w prow adzeniu do niej su b sta n c ji organicznej. Rozw ojow i tej n ajliczniejszej g ru p y d ro bn ou strojó w
glebow ych tow arzyszyło silne p o b ieran ie tle n u przez glebę (rys. 1).
W krótce, bo już po u p ły w ie 7 dni, liczba tych organizm ów poczęła m aleć i u sta la ła się po 3— 4 tygodniach trw a n ia dośw iadczenia, b yła jed n ak
stale 1 0 0 — 1 0 0 0 ra z y w iększa niż w sam ej glebie przed naw ożeniem jej
łubinem .
Spośród dodanych su b sta n c ji w iążących jed y n ie b e n to n it ham ow ał nieco rozw ój am onifikatorów . Na ogół spadek w ysokiej liczebności ty ch organizm ów b y ł pow olniejszy p rzy d o d atk u su b sta n c ji w iążących niż w glebie z sam ym łubinem . J a k w y k a z u ją analizy chem iczne, w okresie najsilniejszego rozw oju am o nifik ato ró w znaleziono w glebie najw ięcej am oniaku. G dy po rozłożeniu się w prow adzonego do gleby b iałk a ro ślin nego liczebność ty ch organizm ów zaczęła spadać, zm niejszył się rów nież w niej zasób am oniaku (rys. 2 i 4).
L i c z e b n o ś ć C lostridiu m . U żyta do dośw iadczeń gleba nie zaw ie ra ła w cale azotob aktera, sta ra n o się więc oznaczyć liczebność innego asy - m ilato ra w olnego azotu — C lo strid iu m , którego obecność może być
Rys. 4. L iczeb n ość a m on ifik atorów
i, 2, 3, 4 — ja k w r y s. l
Q uantity of a m m o n ifiers
i, 2, з, 4 — a s in fig . l
w skaźnikiem trud no ści dostępu tle n u do gleby oraz jej zasobności w su b sta n c ję organiczną. D odatek łu b in u do gleby silnie pobudził rozw ój ty ch organizm ów , toteż liczba ich w ciągu pierw szego tygodnia dośw iadczenia
w zrosła do k ilk u lub k ilkudziesięciu m ilionów kom órek na 1 g gleby.
W ciągu pierw szych 3 tygodni d odatek su b sta n c ji w iążących nie w y kazyw ał w p ły w u n a liczebność tej b a k te rii. Je d y n ie w glebie z b e n to n i tem Clostridia ro zw ijały się nieco słabiej, do czego m ogło się przyczynić
Liczbo dm - Days
R ys. 5. L iczba C lo s tr id iu m
a — o g ó ln a , b — p r o c e n t w p o s ta c i spor; 1, 2, 3, 4 — ja k w r y s. 1
N u m b ers of C lo s tr id iu m
a — t o t a l, b — p e r c e n t o f s p o r e s ; 1, 2, 3, 4 — as in fig . 1
m. in. zw olnione tem po rozk ład u su b stan cji organicznej w tej ko m b i nacji. N ato m iast dodatek glin y sp rz y ja ł siln em u rozw ojow i ty ch b a k te rii. Zaznaczyło się to szczególnie p rz y końcu dośw iadczenia, gdyż w gle bie z gliną znajdow ano jeszcze do tysiąca ra z y w ięcej C lostridiu m niż
w glebie pozostałych kom bin acji i ok. 1 0 0 tys. raz y w ięcej niż w sam ej
W p ływ m in era łó w ila sty c h na b io lo g ię g leb y 61
że w raz z gliną w prow adzono do gleby dodatkow o dużą liczbę C lo stri
d iu m .
N a początku dośw iadczenia w naszej piaszczystej glebie p raw ie w szystkie kom órki te j b a k te rii zn ajd o w ały się w postaci przetrw aln ik ó w , ale już w pierw szych dniach po do daniu łu b in u praw ie w szy stkie p rz e szły w sta n w eg etaty w n y . Liczba spor w zrosła dopiero w tedy, gdy b a k te rie te osiągnęły sw ą n ajw iększą liczebność (rys. 5). Po dw u m iesiącach p rzetrw aln ik o w ało 1— 10% ty ch organizm ów . J e d y n ie w glebie z d o d a t kiem gliny, gdzie u trz y m a ła się duża liczba C lo strid iu m , pozostał zniko m y p ro cen t form zaro d n ik u jący ch (0,0 0 1% ).
R ys. 6. O gólna liczeb n o ść m ik ro flo r y c elu lo lity czn ej
1, 2, — j a k w r y s. 1 , 3 — z d o d a tk ie m g lin u , 4 — z d o d a tk ie m b e n t o n itu
T otal q u a n tity of c e llu lo ly tic m icro organ ism s 1, 2, — a s in f ig . 1 , 3 — c l a y a d d e d , 4 — b e n t o n it e a d d e d D ш Bakterie — Bacteria 1 I Grzyby — Moulds 0 1 Z 3 У 8 Tygodnie - Weeks
R ys. 6a. U d zia ł b a k terii i g rzyb ów w zesp ołach m ik ro flo ry c e lu lo lity c z nej w p rocen cie ogóln ej liczeb n o ści d rob n ou strojów c e lu lo lity c z n y c h
A — p ia s e k + łu b in , В — z d o d a tk ie m b e n t o n itu , С — z d o d a tk ie m k a o li n itu , D — z d o d a tk ie m g lin y
B acteria and m ou ld s in per cent o f to ta l n u m ber o f c e llu lo ly tic m icro organ ism s
A — s a n d y s o il lu p in e , В — b e n t o n it e a d d e d , С — k a o li n it e a d d e d , D — c la y a d d e d
D r o b n o u s t r o j e c e l u l o l i t y c z n e . Pod w pływ em d odatku łu b in u rozm nożyły się w glebie tlenow e o rganizm y celulolityczne. N a j
w iększą ich liczebność (200— 300 tys. kom órek n a 1 g gleby) zanotow ano
ok. trzeciego tygo dnia trw a n ia dośw iadczenia. P rz y jego końcu we w szystkich seriach było w glebie 50— 100 ra z y w ięcej ty ch d ro b n o u stro jów niż na początku. • K ï s ^ >3 £ ?» £ I 4*00 300 ZOO 100 50 10 I Û 1 Z 3 4 8 0 1 Z 3 4 8 0 1 Z 3 4 8
D odatek g lin y do b e n to n itu ham ow ał nieco rozw ój ty ch organizm ów
tleno w ych (rys. 6), gdy tym czasem dodatek kaolinu ty lko nieznacznie
go opóźnił.
W ciągu całego okresu dośw iadczenia nie tylko liczebność, ale także skład zespołow y m ik ro flo ry celulolitycznej u leg ał zm ianom . U żyta do dośw iadczeń gleba zaw ierała p ierw o tn ie nieliczną, ale dość zróżnicow aną m ik ro flo rę rozk ład ającą błonnik, w skład k tó re j w chodziły zarów no
b a k te rie (Cellvibrio
,
Cellfalcicula viridis i fusca, Cytophaga i różne inneb a k te rie śluzowe), jak i grzy by (rys. 6a i 7). K ied y w glebie po dodaniu D
I
I I Cytophaga sp.
Cellvibrio
H I CellFalcicula fusco liniliil Cellfocicula viridis
Sorongium
^OtJier Mgxobacteriaceae
0 1 Z 3 4 d 0 1 2 3 4 8 0 1 2 3 4 8 0 1 2 3 4 8 Tygodnie — Weeks
R ys. 7. S kład g a tu n k o w y b a k terii c e lu lo lity c z n y c h w procen tach
A , B , C, D — ja k w r y s. 6a
S p ecies of c e llu lo ly tic b acteria, in percen t
A , B , C, D — a s in f ig . 6a
łu b in u w zrósł zasób am oniaku i zm ienił się odczyn, rozm nożyły się w niej licznie zwłaszcza b a k te rie celulolityczne, w śród k tó ry c h znaczną p rzew a
gę liczebną zyskała pręd ko Cytophaga. W glebie bez d od atku su b stan cji
w iążących rozw ój te j b a k te rii był stosunkow o k ró tk o trw a ły i już po
2 tygodniach Cytophaga zaczęła ustępow ać m iejsca innym gatunk o m
b a k te rii. P o m iesiącu w glebie tej rozm nożyły się silnie grzyby, n a to m iast liczba b a k te rii błonnikow ych zm niejszyła się.
Z nacznie m niej w y raźn ie p rzeb iegały te p rze m ia n y w zespołach d ro b n o u stro jó w celulolitycznych w glebie z d odatkiem kaolinu. N atom iast w serii z do datk iem g lin y u trz y m y w a ła się stała rów now aga pom iędzy liczebnością grzybów i b a k te rii, a w śród ty ch o statn ich dom inow ał rodzaj
Cytophaga.
Z u p ełnie inaczej p rze d staw ia ł się skład m ik ro flo ry celulolitycznej w glebie z d o datkiem b e n to n itu . W serii tej procesy am onifik acji i alk a- lizow ania gleby b y ły bardzo pow olne. P rzew agę liczebną m iały tu g rzy by, a w śród nielicznej m ik ro flo ry b a k te rii błonnikow ych dom inow ał ga
tu n ek Cellfalcicula viridis (rys. 6a i 7).
J a k widać, w niesienie do gleby ro zm aity ch rodzajów su b sta n c ji w ią żących selekcjonow ało w określony sposób jej m ik roflorę celulolityczną..
W p ły w m in era łó w ila sty ch na b io lo g ię g leb y 63
M ożna przypuszczać, że p ro d u k ty ro zk ład u b łonnika pow stałe w tych seriach m ogły być bardzo różnorodne, czego jed n a k dośw iadczalnie nie stw ierdzono.
W N IO SK I
W w y nik u naszych b adań sądzim y, że dla podnoszenia urodzajności gleb lekkich celowe by ło b y oprócz naw ożenia organicznego w zbogaca nie ich w m in e ra ły ilaste dla zw iększenia kom pleksu sorpcyjnego tych gleb i zaham ow ania s tra t azotu w y n ik ający ch z n ad m iern ie energicznej działalności d ro b n o u stro jó w u w aln iający ch am oniak. W p ra k ty c e ro l niczej jako źródło m in erałó w ilasty ch m ożna b y w ykorzy stać bogate złoża b e n to n itu znajdująceg o się w k ra ju lub ciężkie g lin y i iły.
L IT E R A T U R A
[1] A l l i s o n E. F., S h e r m a n S. M., P i n с к L.: M ain ten an ce of so il organic m atter: I. In organ ic so il colloid as a factor in reten tio n of carbon during fo r m ation of h um us. S o il Sei., 6 8, 1949, 463-478.
[2] B r a d l e y W. F.: M olecular asso cia tio n s b etw een m o n tm o rillo n ite and som e p o ly fu n ctio n a l organic liq u id s. J. A m . C hem . Soc., 67, 1945, 975-981.
[3] C h u d i a k o w N . N . : Z entr. f. B ak teriol., 6 8, 1926, 345-358.
[4] E n s m i n g e r L. E., G i e s e k i n d J. E.: T he absorption of protein s by m o n tm o rillo n itic cla y s and its e ffe c t on b a se -e x c h a n g e capacity. S o il Sei., 51,
1941, 125-132.
[5] E s t e r m a n n F. E., P e t e r s o n G. H., Mc L a r e n A. D.: D ig estio n of c la y -p ro tein , lig n in -p r o te in and silica p rotein co m p lex b y en zy m es and b a c teria. S o il Sei. Soc. A m . Proc., 23, 1959, 31-36.
[6] G r i m R. E.: C lay m in era lo g y . M cG raw & H i ll N e w Y ork, 1953, s. 384. [7] G r i m R. E., A 1 1 a w a y W. H., C u t h b e r t F. L.: R eaction o f d ifferen t
cla y m in era ls w ith organic cations. J. A m . Ceram . Soc., 30, 1947, 137-142. [8] H e u k e l e k i a n H. , H e l l e r A.: J. B act., 40, 1940, 547-558.
[9] J e n k i n s o n D. S., D eco m p o sitio n of p la n t m a teria l in th e fie ld . R o th a m s- ted E xp erim . S tation , R aport for 1963, 67-68, 1964.
[10] K o b u s J., P a c e w i c z o w a T.: W p ły w różnego rodzaju n a w o żen ia na czyn n ość b iologiczn ą gleb y. Zesz. Probl. P ost. N au k R oln., 40a, 1963, 255-294. [11] M c L a r e n D. A. , E s t e r m a n E. F.: In flu en ce o f pH on th e a c tiv ity of
C hym otrypsin at a solid liq u id in terfa ce. A rch, o f B ioch em . and B iop h ys. 6 8, 1957, 157-160.
[12] M i s t e r s k i W. , Ł o g i n o w W. , C w o j d z i ń s k i W.: W p ły w obornika k om p o sto w a n eg o na plon ziem n ia k ó w . P a m iętn ik P u ła w sk i, 14, 1964, 57-66. [13] S m i t h C. R.: B a se ex ch a n g e reaction s of b en to n ite and s a lf of organic
b ases. J. Am . C hem . Soc., 56, 1934, 1561-1563.
[14] Z i e m i ę c k a J., K o b u s J.: In flu e n c e of d iffe r e n t com pounds on th e m icro b ia l a c tiv itie s in sa n d y soils. T ran saction s of 7*h In tern ation . C ongress of S o il S cien ce. M adison, W ise., U S A , 1960, v. II, Com m . I l l , 679-684.
Ю. КОБУС, Т. ПАЦЕВИЧ ВЛИЯНИЕ ГЛИНИСТЫХ МИНЕРАЛОВ НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ЛЁГКИХ ПОЧВ Отделение Микробиологии Института Агротехники, Удобрения и Почвоведения, Пулавы Р е з ю м е Целью настоящей работы было изучение влияния различных глинистых минералов вно симых в песчаную почву на активность находящихся в ней микроорганизмов, на скорость разложения органического удобрения и на снижение потери азота. В бедную песчаную почву вносили люпин (5% по отношению к весу почвы) добавочно обогощали 10% (по отношению к весу почвы) бентонитом, каолинитом или глиной и хра нили в условиях постоянной температуры и влажности. В определённый срок обозначали в ней изменения численности различных групп микроорганизмов, интенсивность дыхания почвы, содержание различных форм азота, накопление гумуса и изменение реакции почвы. Все применяемые нами глинистые минералы замедляли скорость разложения органи ческого вещества, причём наиболее сильное снижение интенсивности процесса дыхания почвы было установлено при добавке в качестве вяжущего вещества бентонита или илистой фрак ции глины (рис. 1). Исследование превращений азота в песчаной почве показало, что добавка глинистых минералов, особенно бентонита или глины, замедляла ход аммонификации и вызывала поглощение N H3. В результате этого потери азота из органического удобрения снизились от около 40% до 8% (таб. II). Это способствовало также накоплению интратов в почве (рис. 3). Обнаружено в этой почве положительное влияние глинистых минералов и на накопление гу муса. В серии опытов с добавкой бентонита образовалось вдвое больше гумуса, чем в кон трольной почве (таб. 4). Из исследованных глинистых минералов самое большое влияние на активность микро организмов, на скорость разложения органического вещества, на потери общего углерода и на потери азота а также на накопление нитратов и гумуса в почве оказал бентонит, затем — глина, а самое главное влияние имел каолинит. Обнаружено, что каждый из вносимых минералов отличался своеобразием действия на разные группы микроорганизмов, особенно на численность и видовой состав микрофлоры разлагающей клетчатку (рис. 6 и 7). Для повышения плодородия лёгких почв целесообразно было бы кроме органического удобрения обогащать их глинистыми минералами, чтобы увеличить поглощающий комплекс этих почв и уменьшить потери азота, вытекающие из чрезмерной энергичной активности микроорганизмов освобождающих амоний. Это могло-бы иметь большое значение для сельскохозяйственной практики, так как около 50% больше азота из вносимого в почву органического вещества могло-бы быть использовано растениями. В сельскохозяйственной практике в качестве источника глинистых минералов могут быть использованы отечествен ные богатые отложения бентонита, а также суглинки и глины. Требуется также исследовать возможность использования путём глубокой вспашки глины мелко залегающей в подпахот ном слое почвы, с целью увеличения ёмкости поглащения пахотного слоя почвы.
W p ływ m in era łó w ila sty ch na b io lo g ię gleb y 65
J. K O B U S , T . P A C E W IC Z O W A
E FFEC T OF CLA Y M IN E R A LS ON THE B IO LO G IC A L A C T IV IT Y OF L IG H T SO ILS
D e p a r t m e n t o f M ic r o b io lo g y , I n s t it u t e o f S o il S c ie n c e a n d P l a n t C u lt iv a tio n , P u ła w y
S u m m a r y
T he aim our p resen t w ork w a s to stu d y th e e ffe c t of an ad d ition of som e clay m in era ls to san d y so ils on th e d eco m p o sitio n o f organ ic m atter. S p e c ia l stress w a s laid on its n itrogen content.
A poor sa n d y so il w a s added w ith 5 p.c. of ground lu p in e and w ith 10 p.c. of eith er b en to n ite, k a o lin ite or crude cla y and k ep t for s e v e r a l w e e k s at con stan t tem p era tu re and rate of h u m id ity.
F req u en t a n a ly ses com prised counts of d iffe r e n t groups o f m icrob es, th e rate of th e so ils resp iration , th e n itro g en tra n sfo rm a tio n s, h u m u s fo rm a tio n and th e pH
of th e soil.
A s sh o w n in fig. 1, th e d ecom p osition of organic su b sta n ce b ecam e le ss in ten se, in p resen ce of th e m in era l su b sta n ces u sed. T h is w a s sp e c ia lly m arked in case of b en to n ite or crude clay.
B e n to n ite and crude clay d ecreased th e rate o f d ea m in a tio n and a m m o n ifica tio n and fa v o u red th e sorption of am m onia in th e soil. In co n seq u en ce of it th e lo ss of N from th e organic fe r tiliz e r w a s d im in ish ed from 40 p.c. to 8 p.c. (tab. 2) and a n itra te accu m u lation could be noted (fig. 3). H um us form ation w a s p o sitiv e ly in flu en ced as w e ll (tab. 4).
C e llu lo ly tic m icro flo ra and o th er p h y sio lo g ic a l groups of m icro -o rg a n ism s w ere sp e c ia lly in flu en ced by th e b en to n ite. K a o lin ite w a s m uch le ss a ctiv e (fig. 6 and 7).
T he authors fin d , th a t an a d d ition of certain m in era ls to lig h t sa n d y so ils m ay be v e r y fa v o ra b le for th eir fe r tility . T he a c tiv ity of m icro b ia l asso cia tio n s and lo s ses of N m ay be red u ced , and th e fo rm a tio n of h u m u s and of th e ab sorp tion co m p lex stim u la ted . P ra ctica l a g ricu ltu re m ay u se for such a trea tm en t eith er b en to n ite or crude clay.
