Utlenianie glikozy w kilku typach gleb

(1)

R O C Z N I K I G L E B O Z N A W C Z E T . X I I , W A R S Z A W A 1962

MIECZYSŁAW KOTER, TEOFIL MAZUR

U TLEN IA N IE G L IK O ZY W K IL K U TY PACH GLEB

Katedra Chemii Rolnej WSR Olsztyn

WSTĘP

M asa o rg an iczn a d o stając się do g leby ulega złożonym procesom roz kładu, w w y n ik u k tó ry c h p o w sta ją w p e w n y ch p ro p o rc jac h zw iązki m i n e ra ln e oraz bardzo skom plikow ane połączenia próchniczne. Na ogół je d n a k pro ces m in e raliz a c ji znacznie przew aża nad procesem h u m ifik acji, zw łaszcza w glebach m in e raln y c h [14]. B adania prow adzone w k ie ru n k u p o znan ia ro zk ład u zw iązków org an iczn y ch w glebach m ogą w y ja śn ić w iele zagadnień zw iązanych z n ag ro m adzan iem się próchnicy. D użą ro lę w procesach zachodzących w glebie sp e łn ia ją cukry, k tó re są d o b rą po ż yw k ą m ikroorganizm ów , a p o n ad to stan o w ią p ośrednie źródło su b stan cji próchnicznych [5, 6].

A erobow y rozkład m onosacharydów w glebie może być p rzed staw io n y następ u jąco :

C6H120 6 -f- 6 0 2 = 6 C 0 2 -|- 6H20

Ilość zużytego tle n u w czasie ro zk ła d u cukrów w glebie o b raz u je te m po nasilen ia procesów enzym atyczno-biologicznych. N a p od staw ie w yko n a n y c h b a d a ń z ro zk ład em glikozy w dw óch ty p ac h gleb tro p ik a ln y c h L e e s i P o r t e o u s [12] doszli do w niosku, że istn ieje ścisły zw iązek m iędzy ogólną ilością w ęgla k o n w erto w an eg o do C 0 2 a w ydzielaniem się

d w u tle n k u w ęgla z gleby. D r o b n i к [5] dzieli proces m in eralizacji

glikozy w glebie n a d w a podstaw ow e stadia: u tle n ia n ie początkow e, k tó re p rzebiega wówczas, gdy w glebie jest obecny su b stra t, oraz utlen ian ie d rugiego stopnia, zachodzące po rozłożeniu s u b stra tu .

W edług H a l l a m a i B a r t h o l o m e w a [9] d o daw an a do gleby su b sta n c ja o rg an iczn a jest sty m u lato re m ro zkładu m a te rii organicznej, zn a jd u jąc e j się już w glebie. W edług G r e e n w o o d a i L e s s a [7] do d a te k do gleby glikozy ty lk o w niezn aczn y m sto pn iu przyspiesza rozkład

(2)

148 M. Koter, T. Mazur

n ie k tó ry ch am inokw asów w w a ru n k a ch beztlenow ych. W edług B a r -

r o w a [3] podczas ro zk ła d u m ate rii organicznej w glebach o w yso

kim pH ilość w ydzielanego d w u tle n k u w ęgla, azo tu m ineralneg o i siark i je s t w iększa w p o ró w n an iu do gleb o niskim pH. B a r r o w [4] stw ie r dził rów nież, że proces m in eralizacji su b stan cji o rganicznej zależy od sto su n k u poszczególnych składników w ro zk ład ającej się m asie organicznej. Z aw arto ść w glebie składników pokarm o w ych oraz odpow iedni ich sto su n e k dodatnio o d d ziaływ ają na p rzem ian y m asy organicznej [4, 13, 14]. W czasie u tle n ia n ia w ęglow odanów b a k te rie p o b iera ją z gleby szereg sk ładnik ó w m in eraln y ch , a w śród nich w dużej ilości azot saletrzan y. B adania Ż ó ł c i ń s k i e g o [17] i M u s i e r o w i c z a [14], a z now szych L a w s a [11], w ykazały, że su b sta n c ja organiczna zasobna w w ę glow odany (słoma) w prow adzona do gleby obniża s tr a ty azotu w czasie ro zk ład u bogatej w azot m asy ro ślin n ej. Z jaw isko to zostało u d o k u m en tow ane przez К o t e r a [10] w dośw iadczeniach polow ych.

J a k już w spom niano, ilość zużytego tle n u je st w skaźnikiem procesów zachodzących w glebie podczas ro zk ładu m asy organicznej.

Do oznaczania zasorbow anego przez glebę tle n u służy szereg a p a ra

tów [5, 6, 7, 12, 16], z k tó ry c h na uw agę zasługuje m etoda G r e e n -

w o o d a i L e e s a [8]. A u to rzy ci w y k o rzy stali zjaw isko elek tro lizy do u zu p ełn ien ia zasorbow anego przez glebę tle n u w naczy n iu zam kniętym .

A p a ra tu ra G reenw ooda i Leesa je st dostosow ana do e k stra k cji p ró b ek glebow ych i posiada dość skom plikow aną budow ę. W b adan iach naszych została ona uproszczona.

Celem niniejszej p rac y było zbadanie tem p a rozkładu glikozy w k ilk u ty p ach gleb zm odyfikow aną m etodą G reenw ooda i L eesa oraz zużycie azotu saletrzan ego w ty m procesie.

METODYKA BADAŃ

Proces m in eralizacji glikozy badano w sześciu ty p ac h gleb. Ilość zu żytego tle n u do m in eralizacji glikozy zm ierzono za pom ocą zm odyfiko w anego a p a ra tu G reenw ooda i Leesa [8]. M odyfikacja ta dostosow ała a p a ra t do bad ań p ró b ek glebow ych w m ały ch naczyńkach z pom inięciem e k stra k cji. Pozw oliło to jednocześnie n a uproszczenie bu dow y a p a ra tu . D okładność pom iarów ró w n ała się 0,05 m l 0 2.

C h a r a k te r y s ty k a g leb . G leby do b a d a ń p o b ran o z w a rs tw y o rn ej

(0— 25 cm) pól RZD P o so rty jesien ią 1960 r. P ró b k i te przecho w yw an o w szk larn i w stanie n a tu ra ln e j w ilgotności. B ezpośrednio przed użyciem do badań lab o ra to ry jn y c h w ysuszono je n a pow ietrzu. Poniew aż ozna czenia robiono w k ilk u pow tó rzen iach (4— 6), p rzeto o k res p rzechow y w a nia gleby ,,pow ietrznie s u c h e j” w ynosił od 1 do 10 dni.

(3)

U tlenianie glikozy w kilku typach gleb 149

T a b l i c a 1 Skład m echaniczny badanych g le b

M echan ical co m p o sitio n o f in v e s t ig a t e d s o i l s F rakcje о 0 - F r a c tio n diem . - imm

Gleby - S o i l s 1 1 - 0 ,5 0 ,5 - 0 ,2 5 0 ,2 5 - 0 ,1 0 ,1 - 0 ,0 5 0 ,0 5 - 0 ,0 2 < 0 , 0 2 % * p ia s e k s ł a b o - g l i n i a s t y na p ia sk u luźnym s l i g h t l y loamy sand on lo o s e sand 1 ,9 0 8 ,9 3 2 6 ,3 3 4 3 ,7 4 12 6 3 p ia s e k 6 ł a b o - g l i n i a s t y na p ia sk u luźnym s l i g h t l y loamy sand on lo o s e sand ' 2 ,6 2 6 ,4 1 2 9 ,4 3 3 9 ,1 5 10 5 7 g le b a ś r e d n ia wytworzona z g l i n y zw a ło w ej-ca łk o w ita medium s o i l from bou ld er

loam s, com plete

2 ,4 3 3 ,9 7 1 2 ,2 8 3 5 ,7 5 18 15 15

g le b a c ię ż k a wytworzona z g l i n y zwałowej ś r e d n ie j na i l e

heavy s o i l from medium bou lder loams on c la y

0 ,8 5 1 ,4 0 5 ,5 3 2 0 ,0 7 13 8 52

g le b a lek k a wytworzona z utworów pyłow ych zw ykłych l i g h t s o i l from ord in a ry du st fo rm a tio n s 0 ,60 2 ,9 8 9 ,8 2 1 6 ,2 0 7 15 49 g le b a mułowo p ró ch n icza s i l t humus s o i l s 0 ,8 5 1 ,6 6 7 ,0 1 3 2 ,3 3 15 7 37 T a b l i c a 2 N ie k tó r e w ła s n o śc i chem iczne badanych g le b

Some ch em ica l c h a r a c t e r i s t i c s o f th e i n v e s t ig a t e d s o i l s Hr g le b y Nr. s o i l С N С : N N azotanów w jug/lO g g le b y ’ N o f n i t r a t e s P2° 5 K2° pH % m g/100 g g le b y * 1 0 ,3 4 0 ,0 3 1 1 : 11 132 1 2 ,6 7 ,1 5 ,7 2 0 ,5 5 0 ,0 5 0 1 : 11 104 1 0 ,8 4 ,0 6 ,1 3 1 ,1 9 0 ,0 9 1 1 : 13 490 3 7 ,3 2 1 ,4 6 ,7 4 0 ,2 4 0 ,0 2 2 1 : 11 64 7 ,5 1 3 ,3 6 ,0 5 3 ,4 5 0 ,3 6 2 1 : 9 ,5 724 1 ,0 3 ,5 7 ,2 6 1 1 ,0 2 1 ,1 3 4 1 : 9 ,7 1104 1 ,6 2 ,7 7 ,3 * M et. Egnera

(4)

150 M. Kater, T. Mazur

O pis i zasada działania a p aratu . B udow a a p a ra tu przed staw io n a je st

n a ry s. 1.

W dw a nieró w n e ram io n a ru rk i w kształcie U o śred n icy 1 cm w m on  to w an e są elek trod y. W ra m ie n iu X o długości 18 cm w m onto w an a je s t e le k tro d a p laty n o w a A , k tó re j koniec tk w i w zw ężeniu C. K atoda m

ie-Rys. 1. Schem at aparatu do pom iarów oddychania gleby m etodą elektrolizy

X , У — r a m i o n a £ / - r u r k i , С — z w ę ż e n ie 0 0,2 c m , A — a n o d a p l a t y n o w a , К — k a t o d a m ie d z io w a , S — z a c is k , D — n a s y c o n y r o z t w ó r C uSo-i w 2 n H2S O4, M — ru ir k a ł ą c z n i k o w a , R — r u r k a d o w y r ó w n a n i a c i ś n i e n i a , W — k a p t u r e k ig e l i t o w y , O — p o j e m n i k , N — n a c z y ń k o z g le b ą ,

P — u c h w y t d o n a c z y ń k a z g le b ą , Ł — r o z t w ó r B a(O H )o , i, j — e l e k t r o d y , В — b i u r e t a

25 m l, H — z b i o r n i k w o d o r u , E — 2n H0S O4

S chem atic representation of a m easuring device of soil respiration by electrolytic m ethod X , У — a r m s U - t u b e , С — n e c k 0 0.2 c m , A — p l a t i n u m a n o d e , К — c o p p e r c a t h o d e , S — l o c k i n g c a p , D — s a t u r a t e d C U S O4 s a l u t i o n in 2n H2S O4, M — c o n n e c t i n g t u b e , R — p r e s s u r e e q u a l i z i n g t u b e , W — i g e l i t e c a p , О — ö o n t a i n e r , N — s m a l l s o il c o n t a i n e r , P — h a n d l e o f s o il c o n t a i n e r , Ł — B a ( O H)2 s o l u t i o n , i, j — e l e c t r o d e s , В — 25 m l b u r e itte , H — h y d r o g e n c o n t a i n e r , E — 2n H2S O4 ■H L.

(5)

dziow a К w m o n tow an a je st w ram ien iu Y i sięga do jego doln ej części. W U -ru rce z n a jd u je się nasy co n y ro ztw ó r sia rc za n u m iedzi w 2 n H 2S 0 4. E le k tro d y A i К połączone są szeregow o z elek tro d am i p laty n o w y m i o raz ze źródłem p rąd u . K atoda i oraz anoda j w topione są w dużą probów kę, w k tó re j z n a jd u je się odw rócona b iu re ta В z zatopionym końcem . B iu re ta słu ży jako zbiornik w odoru. R u rk a U połączona je st z pojem n ikam i gle bow ym i k om pensacyjnym . Na zgięciu łączników M z n a jd u ją się ru rk i R 0 śred n icy 0,2 cm, n a k tó re nałożone są k a p tu rk i igelitow e. W śro d k u

pojem ników um ieszczone są naczy ńk a N oraz na dnie o kreślo na ilość za sad y do adsorpcji d w u tle n k u w ęgla. W ielkość naczy nek glebow ych N może być różna i zależy od w ielkości próbki i ciężaru objętościow ego gleby.

G dy tle n zostaje zasorbow any przez glebę, poziom siarczan u m iedzi podnosi się i k o n ta k tu je z anodą p laty n o w ą A. W ówczas w w y n ik u elek  tro liz y siarczan u m iedzi na anodzie w ydziela się tlen, n a katodzie zaś К — m iedź. E lek troliza zachodzi do m o m en tu w y ró w n an ia ciśnień w U -ru rce (roztw ór siarczanu m iedzi w lew ym ram ien iu cofa się do początkow ego położenia). W ty m sam ym czasie w b iu recie В grom adzi się w odór po w sta ły z elek tro lizy k w asu siarkow ego, tle n zaś uchodzi. O bjętość w odoru je s t d w a razy w iększa niż objętość tle n u zasorbow anego przez glebę. A p a ra t zasilano p rąd em p o b ieran y m z sieci za po średnictw em p ro sto w nika selenow ego o napięciu 18 V.

T ech nika postępowania. R u rk ę U n ap ełn ia się nasycon ym ro ztw orem

siarczan u m iedzi w 2 n H 2S 0 4, tak aby jej g ó rn y poziom był w b ezp ośred n im sąsiedztw ie z elek tro d ą p laty n o w ą A i zakręca się zacisk S. N astęp n ie zakłada się po jem nik i k a p tu rk i igelitow e. Poziom p ły n u w ram io nach r u rk i U pow inien być jednakow y. Za pom ocą strzy k aw k i lek arsk iej w y ciąga się p rzez k a p tu re k ig elitow y 5 m l po w ietrza i czeka k ilk a godzin. Je śli różnica poziom ów spow odow ana zm niejszonym ciśnieniem n ie u le

gnie zm ianie, św iadczy to, że a p a ra t je s t do statecznie szczelny. A p a ra tu rę spraw d za się jeszcze raz za pom ocą dodatkow ego ciśnienia w ytw orzonego w ram ien iu X. G dy a p a ra t je st spraw dzony, n ap ełn ia się b iu r etę 2 n H 2S 0 4 1 rozpoczyna dośw iadczenia.

Do odw ażonej próbki gleby dod aje się b a d an ą su b stan cję (roztw ór glikozy), d ok ład nie m iesza i n ap ełn ia n ią naczyńko glebow e. Do drug iego naczy ń k a glebowego, kontrolnego, d a je się o k reślo n ą ilość wody, a n a stęp n ie odm ierza do kolb po 10 m l 1 n Ba(OH)2. P rzy g o to w an e naczy ń k a glebow e zaw ieszam y w p o jem nik ach n a uch w y tach P. C ały proces p rz y gotow ania próbki do chw ili podłączenia a p a ra tu do sieci elek try czn ej trw a n ie dłużej niż 10 m in u t.

B adania przeprow adzono w la b o ra to riu m w te m p e ra tu rz e 20— 22°C. C iężar pró bek gleb n r 1, 2, 3 i 4 w ynosił po 10 g, n r 5 i 6 zaś po 7,5 g

(6)

suchej m asy ze w zględu na znacznie m n ie jsz y ciężar objętościow y. G li- kozę cz.d.a. po rozpuszczeniu dodaw ano do gleby. W ilgotność gleby wy-* nosiła 50% m ak sy m aln ej pojem ności w odnej. W jed n y m p rzy p a d k u g leb y lekko* k w aśne (nr 2 i 4) zobojętniono do pH > 7 w ęglanem w apnia.

A n a lizy chemiczne. W yciąg glebow y sporządzono w edług S chillaka [15]

stosując 10% K 2S 0 4 i wodę d esty lo w aną. W e k stra k cie oznaczono azot sa le trz a n y za pom ocą k w asu fenolo-dw usulfonow ego.

Azot ogólny w glebie oznaczono m etodą K jeld ah la, w ęgiel zaś w e d łu g m etody L ich terfeld e w m ody fik acji A ltena, pH gleby oznaczono p o ten  cjo m e try cznie w zaw iesinie w odnej.

OMÓWIENIE WYNIKÓW

K rzy w e u tle n ia n ia glikozy w trz e c h ty p ach gleb w zależności od stężenia ro ztw o ru p rzedstaw io n e są n a ry s. 2, 3, 4.

R ozkład glikozy i w yw ołane ty m procesy zależą od jej stężen ia i ty p u gleby. N a jin te n sy w n iejszy p rzebieg procesu m in e raliz a c ji stw ierdzono w glebie n r 6, n ajw o ln ie jsz y zaś w glebie n r 4. C ałkow ity jej rozkład je st szybszy p rzy stężeniu 0,06% niż p rz y 0,22%.

W glebie n r 2 o m ałej zaw artości zw iązków próchnicznych i o słaby m p o tencjale biologicznym rozk ład glikozy p rz y daw ce 0,06% n a stą p ił po 60 godz., podczas gdy p rzy d aw k ach 0,12 i 0,22% po 80 godz. P o u p ływ ie tego czasu dalsze pow olne p o b ieranie tle n u odbyw ało się jed y n ie w p ró b ce zaw ierającej 0,22% glikozy. W ciągu n a stę p n y c h 100 godz. p ró bk a ta p obrała jeszcze 1,6 m l 0 2, pozostałe zaś pró b ki tylko po 0,4 m l 0 2.

R ozkład glikozy w glebie n r 4 p rzy stężen iu 0,06% je st bardzo zbli żony do przeb iegu ro zk ład u w glebie n r 2. N ato m iast w próbkach zaw ie rają cy c h w iększe stężenie 0,12°/o i 0,22% proces jej m in e raliz a c ji był dłuższy.

W glebie n r 6 ponad 50%i ogólnej ilości pobranego tle n u zostało zuży te po 40 godz. niezależnie od k o n c e n trac ji glikozy. W późniejszych o k re sach proces m in eralizacji zachodził n ad al w e w szystkich próbkach, lecz b ył b a rd z iej in te n sy w n y p rzy w iększym stężeniu glikozy. Po u p ły w ie 160 godz. zasorbow anie tle n u przez pró bk i gleby było praw ie tak ie sam o ja k w p ró bk ach kontro lny ch .

Ilość tle n u p rzy p a d a ją c ą n a jed no stkę glikozy oraz ilość zaasym ilo- w anego azotu saletrzaneg o w czasie trw a n ia dośw iadczenia ilu s tru ją liczby zam ieszczone w tabl. 3.

N ajm niejsze zużycie tle n u n a m in eralizację 1 m g glikozy było w gle bie n r 2, n ajw iększe zaś w glebie n r 6.

(7)

U tlenianie glikozy w kilku typach gleb 15$

T a b l i c e > I lo ś ć zu ży teg o t le n u i zaasym iłowanego a zo tu s a le tr z a n e g o w c z a s i e m in e r a liz a c j i g lik o z y

w tr z e c h typ ach g le b

Amount o f u t i l i z e d oxygen and a s s im ila t e d d iu r in g m in e r a liz a tio n in th ree s o i l typ ee

Glebe - S o il 2 4 6 рн 7 .1 7 ,7 7 ,8 S tę ż e n ie g lik o z y _ ^ G lucose c o n c e n tr a tio n C,C6 0,12 0,22 0,06 0 ,12 0 ,22 0.06 0,12 0,22 ml O2 2ИС 4 ,? 9 .3 3 ,2 5 ,7 1 2 ,3 3 ,8 7 ,6 • 1 3 ,1 ml (>2: “ê g lik o z y 0 ,4 0 0 ,3 9 0 ,4 2 0 ,5 3 0 ,4 8 0,56 0 ,6 3 0 ,6 3 0,60 /ug NO3 asym. 65 12 76 9 10 1 4 ,0 120 216 430 jig HQ3 asym.rmg fc' l i k o2,y 10,8 12,0 12,? 1 r5 1 ,7 2 ,3 20 3 6 ,0 717 T a b l i c a 4 I l o ś ć zu ży teg o t le n u i zaasym iłow anego a zo tu s a le tr z a n e g o

w c z a s ie m in e r a liz a c j i g lik o z y w badanych typ ach g le b Amount o f oxygen u t i l i z e d and n it r o g e n a s sy m ila te d in the in v e s t ig a t e d

s o i l ty p es during m in e r a liz a t io n o f g lu c o s e Gleba - S o i l 1 2 3 4 5 6 pH 5 ,7 6 ,1 6 ,7 6 ,0 7 ,2 7 ,3 ml 02 2 ,1 2 ,5 3 ,4 3 ,4 4 ,1 3 ,8 ml Op : mg g lik o z y 0 ,2 5 0 ,3 1 0 ,4 2 0 ,4 2 0 ,5 1 0 ,4 8 ^ug ИО3 eeym. 78 84 430 35 - 138 f i g eey m .: mg g lik o z y 9 ,8 1 0 ,5 5 3 ,8 4 , 4 - 1 7 ,2

W artości obliczone ze sto su n k u m l 0 2 do m g glikozy n ie u w zg lęd n iają tem p a m in eralizacji. Jeżeli jed n a k p o ró w n am y je z ilością po braneg o tle n u po o k reślo n y m czasie, to n a le ż y stw ierdzić, że zależność ta dla każdego ty p u g leby jest inna. W glebie n r 2 tem po m in eralizacji glikozy było stosunkow o szybkie, zużycie tle n u je st jed n a k m niejsze. Rów nież w glebie n r 6 czas jej ro zk ład u b y ł szybki, lecz zużycie tle n u n a 1 m g glikozy było najw iększe. W glebie n r 4 m in e raliz a c ja glikozy p rzeb ie gała najszybciej, a ilość zużytego tle n u je st pośredn ią m iędzy glebam i n r 2 i n r 6.

(8)

Rys. 2. U tleniania glukozy przy różnych stężeniach w 10 g próbkach gleby nr 2

1 — g le b y b e ? d o d a t k u g l ik o z y , 2 — 0,06% g l i k o z y . 3 — 0,12% g lik o z y , 4 — 0,22% g lik o z y

Oxidation of glucose of different con centrations in 10 g sam ples of soil Nr 2

1 — s o il w i t h n o a d d i t i o n o f g lu c o s e , 2 — 0,06% g lu c o s e , 3 — 0.12% g lu c o s e , 4 — 0.22% g lu c o s e

Rys. 3. U tlenianie glukozy przy różnych koncentracjach w 10 g próbkach gleby

nr 4

1 — g l e b y b e z d o d a t k u g lik o z y , 2 — 0,06% g l i k o z y , 3 — 0,12% g li k o z y , 4 — 0.22% g l i k o z y

O xidation of glucose of different con centrations in 10 g sam ples of soil Nr 4

1 — s o il w i t h n o a d d i t i o n o f g lu c o s e , 2 — 0.06% g lu c o s e , 3 — 0.12% g lu c o s e , 4 — 0.22% g l u c o s e

Rys. 4. U tlenianie glikozy przy różnych stężeniach w 7,5 g próbkach gleby nr 6

1 — g le b a b e z d o d a t k u g lik o z y , 2 — 0,04% g l i k o z y , 3 - - 0,16% g lik o z y , 4 — 0,294% g lik o z y

Oxidation of glucose of d ifferent con centration in 7.5 g sam ples of soil Nr 6

1 — s o i l W ith n o a d d i t i o n o f g lu c o s e , 2 — O.C3% g lu c o s e , 3 — 0.16% g lu c o s e , 4 — 0.201% g l u c o s e

Rys. 5. U tlenianie glikozy w próbkach gleb różnych typów. Ciężar próbek w y  nosił po 10 g, zaś w glebach 5 i 6 po 7,5 g,

zaw artość glikozy 8 mg w próbce

1, 2, 3, 4, 5 i 6 — n u m e r y g le b

O xidation of glucose in soil sam ples of differen t types. Sample w eight w as 10 g, in soils 5 and 6 7.5 g; glucose content of

sample 8 mg

(9)

Proceso m ro zk ład u w ęglow odanów w* glebie tow arzyszyło' zawsze zbiałczanie azotanów . Ilość po b ran eg o azotu saletrzan ego (tabl. 3) podczas m in e raliz a c ji glikozy zależy od jego zaw artości w b ad an y ch p ró b k ach gleb. W glebach o w iększej zaw artości azotanów w iększa ich ilość została zw iązana przez d ro b n o u stro je . Zależność ta nie je s t jed n ak w p ro st p ro porcjonaln a, gleba n r 2 zaw ierała bow iem d w a raz y w ięcej azotanów niż gleba n r 4, p o b ran ie w p ierw szy m p rzy p a d k u było jed n a k sześć raz y w iększe niż w drugim . N ajw iększą ilość p o branego azotu saletrzanego stw ierdzono w glebie n r 6.

K o n c e n tra c ja glikozy w p ły w a d o d atn io na asy m ilację azotanów , zwłaszcza w glebach o d u ż e j ich zaw artości. W glebie n r 6 p rzy d o d atk u glikozy w ilości 0,22% p o b ran ie azotanów b y ło 3,5 raza w iększe niż w pró b k ach zaw ierający ch 0,06%. W pozostałych ty p ach gleb n r 2 i n r 4 zbiałczenie azotanów było nieznacznie w iększe p rz y w iększej k o n c e n tra cji glikozy.

P rzeb ieg m in eralizacji glikozy w sześciu ty p ac h gleb o n a tu ra ln e j w artości pH ilu s tru je rys. 5.

N ajszybsze tem po m in eralizacji glikozy oraz najw ięk szą ilość p o b ra nego tle n u stw ierdzono w glebach n r 5 i n r 6. G leby te posiad ają odczyn lek ko zasadow y i dużą zaw artość zw iązków organicznych. W glebach n r 1 i n r 2 o w artości pH 5,7 i 6,1 oraz m ałej zaw artości zw iązków o rg a  nicznych ilość p obranego tle n u b yła n ajm n iejsza. Rów nież tem p o m in e ralizacji było w olniejsze i trw a ło dłużej. G leba n r 3 o pH 6,7 i śred niej zaw artości zw iązków organicznych w yk azała stosunkow o d u ż y po ten cjał enzym atyczno-biologiczny, gdyż tem p o m in eralizacji było nieco w o ln iej sze niż w glebach n r 5 i nir 6. N ato m iast w glebie n r 4 o pH 6,0 rozkład glikozy b ył w olniejszy niż w tej sam ej glebie o pH 7,7.

Z białczanie azotu saletrzan eg o w b ad an y ch p róbkach gleb było n a j w iększe w glebie n r 3, m n iejsze zaś w glebie n r 4.

DYSK USJA

G leby u ży te, do bad ań różn iły się składem m echanicznym i chem icz nym . S kład m echaniczny oraz zaw artość zw iązków chem icznych w spo sób d ecy d u jący w p ły n ę ły na w łaściw ości fizyczne p róbek poddanych e k s p erym en tom , a głów nie n a p rze n ik an ie tlenu. G leba ciężka o dużej ilości części sp ław ialn ych po d o d an iu w ody do 50% m ak sy m aln ej pojem ności w odnej tw orzy ła obok nielicznych dużych gruzełk ów jed n o litą „zbitą” m asę. W przeciw ieństw ie do gleby ciężkiej w glebie lekkiej nie p o w stały gruzełki, a znaczna część grubego p iask u zapew niała dostateczn ą w y

(10)

m ianę gazów. Rów nież w glebie m uło w o -to rfow ej d y fu z ja gazów b yła dobra.

Z aw artość składników m in e raln y c h w poszczególnych ty p ach gleb była różna. G leba piaszczysta n r 1 i n r 2 z a w iera ły w ięcej p rzy sw ajaln eg o fosforu i m n iej p o tasu niż gleba ciężka n r 4. N ajw iększą zasobność w te sk ład n ik i w y kazała gleb a śre d n ia n r 3, gleba zaś lekka, w ytw orzon a z u tw oró w pyłow ych n r 5 i m ułow o-torfow a n r 6 by ły stosunkow o ubogie. N atom iast zaw artość azotu saletrzan eg o b y ła n ajw ię k sz a w gle bie m ułow o-torfow ej n r 6, n ajm n ie jsza zaś w glebie ciężkiej n r 4.

W b ad an y ch glebach nie oznaczono ilości m ikroorganizm ów , niem niej należy sądzić n a podstaw ie d an y ch z lite ra tu ry , że p o ten cjał biologiczny takich typ ów gleb b y ł w yraźn ie zróżnicow any. K om pleksow e d ziałania czynników enzym atyczno-biologicznych i fizyko-chem icznych zdecydo w ały, że m in eralizacja glikozy p rzebiegała o dm iennie w poszczególnych ty p ac h gleb.

U zyskane w yn ik i dotyczące trz e ch ty p ów gleby, m ających pH po w yżej 7 o ró żn ym stężeniu glikozy, pozw oliły ustalić, że proces m in e ra lizacji je st dłuższy p rz y w iększym stężen iu cu kru. Tem po u tle n ia n ia było n ajw iększe w glebie m u ło w o -torfo w ej n r 6 o d u żej zaw artości zw iązków organicznych, azotu ogólnego i saletrzanego oraz m ałej ilości p rzy sw ajaln eg o fosforu i potasu. M in eralizacja przeb iegała n ajw o ln iej w glebie ciężkiej n r 4 o dużej zaw artości części spław ialnych, a zatem i o gorszych w łaściw ościach fizycznych, o m ałej zaw artości p róchnicy i azotu saletrzanego.

D uży w p ły w na procesy m in eralizacji m a odczyn środow iska. W yniki uzyskan e z glebam i n r 2 i 4 p rz y p H w H 20 6,1 i 6,0 oraz 7,1 i 7,7 w y  kazały, że zużycie tle n u jest nieco w olniejsze w glebach słabo kw aśnych, Podobne w y n ik i o trz y m ał rów nież B a r r o w [3].

Ilość zużytego tle n u do m in eralizacji 1 m g glikozy w glebach zasa dow ych w ah ała się od 0,39 do 0,63 m l 0 2, w glebach kw aśn ych zaś od 0,25 do 0,42 m l 0 2. Różnice w sorbow aniu tle n u przez poszczególne p ró b ki gleby są spow odow ane głów nie jakością su b stan cji organicznej, z n a j d u jąc e j się w glebach oraz działan iem enzym ów i m ikroorganizm ów . N ależy sądzić, że obecność glikozy w ró żn y m stopniu w p ły n ę ła n a p ro cesy zachodzące w glebach. W skazują na to p race D r o b n i k a [5, 6], H a l l a m a i B a r t h o l o m e w a [9] o raz M a r s z e w s k i e j - Z i e - m i ę c k i e j [13]. M ikroorganizm y ro zkład ające glikozę p o trz e b u ją do swego działan ia w ielu skład n ik ó w pokarm o w ych w form ie m in e raln e j, szczególnie azotu i fosforu. W p rz y p a d k u gdy gleba nie posiada ich w do stateczn ej ilości, m ik ro o rg an izm y u z y sk u ją te składniki przez roz kład m a te rii organicznej gleb. M ając to na uw adze zbadano, w jak im

(11)

sto p n iu m ik ro o rg anizm y k o rz y sta ły z azotu saletrzan eg o w czasie u tle n ian ia glikozy. W edług M a r s z e w s k i e j - Z i e m i ę c k i e j [13] n a 1 g c u k ru utlenio neg o b a k te rie m ogą zaasym ilow ać 10— 30 m g N z azo tanów . W naszych bad an iach w arto ści te w a h a ły się od 15 do 17,17 ^g N 0 3 n a 1 m g glikozy. Ilość azotu saletrzan eg o pobranego przez b a k te rie gle bow e może być w p ew nym sto pn iu w sk aźn ik iem procesów sy n te z y zw iąz ków azotow ych, zachodzących w czasie eksp erym entów . D uża zaw artość zw iązków organiczny ch o raz azotu saletrzanego (gleba n r 6) p o tęg u je te procesy. O dczyn zasadow y gleb n r 2 i 4 w p ły w ał u jem n ie na ich przebieg, gdyż ilość zużytego azotu saletrzan eg o była m niejsza niż w tej sarriej g lebie o odczynie lekko kw aśnym . W glebach zasadow ych zw iązki o rg a niczne gleb u leg ają w w iększym sto p n iu rozkładow i.

O pisane w yżej w yniki m ają c h a ra k te r w stęp ny ch prac nad rozkładem m a te rii organicznej w glebach i dlatego nie w y czerp u ją w ielu isto tn y ch i w ażnych zagadnień, k tó re będą przed m io tem dalszych studiów . W ydaje się jed n ak , że prow adzenie w ty m k ie ru n k u badań może w yjaśn ić w iele sp ra w zw iązanych z m in eralizacją naw ozów organicznych i resztek ro ś lin n y ch w glebach oraz nag ro m adzan iem próchnicy w w a ru n k a ch k li m a ty czno-!glebo w y ch Polski.

LITERATURA

[1] B a l i c k a N., S o c h a c k a Z.: Zagadnienie aktyw ności biologicznej gleb lekkich. Zeszyty Probl. Post. Nauk Roln., z. 21, 1959, s. 257—265.

[2] B a l i c k a N., T r z e b i ń s k a M.: A ktyw ność enzym atyczna i obecność w itam in y B2 w glebie. Acta Microbiol. Polonica, 5/3—4, 1956, s. 377—384. [3] B a r r o w N. J.: Stim ulated decom position of soil organic m atter during the

decom position of added organic m aterials. Austral. J. Agric. Res., t. 2, z, 3, 1960, s. 331—337.

[4] B a r r o w N. J.: The effects of varying the nitrogen, sulphur, and phosphorus content of organic m atter on its decom position. Austral. J. Agric. Res,, t. 2, z. 3, 1960, s. 315—330.

15] D r o b n i k J.: Prim ary oxidaition of organic m atter in the soil. I. The form respiration curves w ith glukozę as the substrate. Plant and Soil, t. 12, nr 3, 1960, s. 199—211.

16] D r o b n i k J.: Prim ary oxidation of organic m atter in the soil. II. Influence of various kinds of preincubation. Plant and Soil, t. 1 2, nr 3, 1960, s. 28—212. 17] G r e e n w o o d D. J., L e e s H.: Studies of the decom position of am inoacid

in soil. I. A prelim inary survey of techniques. Plant and Soil, t. 7, z. 3, 1956, s. 268. II. The anacrobie m etabolizm . Plant and Soil, t. 12, 1960, s. 69—80. [8] G r e e n w o o d D. J., L e e s H.: An electrolytic rocking percolator. Plant

(12)

M. Koter, Т. Mazur

[9] . H a 11 a m M. J., B a r t h о 1 o m e w W. V.: Influence of rate of plant residue addition inacelerating the decom position of soil organic m atter. Soil Sei, Soc. Am. Proc., 17, 1953, s. 365—368.

[10] K o t e r M.: O w łaściw ych sposobach przyoryw ania nawozów zielonych. N ow e Rolnictwo, 1 0, 1952.

[11] L a w s W. D.: R etention of organie m atter and nitrogen by the soil clay fracions and by the w hole soil as affectes by lim e and organic residues. Soil Sei. Am. Proc., 22, 1958, s. 9— 12.

[12] L e e s H., P o r t e o u s J. W.: The release of carbon dioxide grom soils percolated w ith various organic materials. Plant and Soil, t. 2, 1950, s. 231—241. [13] M a r s z e w s k a - Z i e m i ę c k a J.: M ikrobiologia gleby i nawozów orga

nicznych. Warszawa, 1958, PWRiL.

[14] M u s i e r o w i c z A.: Próchnica gleb. W arszawa 1960, PWRiL.

[15] S c h i l l a k R.: Oznaczanie azotu m ineralnego w glebie. Roczn. Glebozn., t. 8, 1959, s. 185— 189.

[16] W i e r g i n a K. T,, K e r k h o f M o g o t M. F.: An apparatus for the determ ination of the respiration process in soil samples. Plant and Soil, t. 8,. z. 4, 1957, s. 395—396.

[17] Ż ó ł c i ń s k i I.: O znacznych stratach azotu przy butw ieniu i h um ifikacji m ateriałów roślinnych zasobnych w zw iązki azotowe. Roczn. Nauk Roln. i Leśn., t. 17, 1927, s. 349.

{18] Ż ó ł c i ń s k i I., M u s i e r o w i c z A.: O znacznych stratach azotu przy but w ien iu i hum ifikacji m ateriałów roślinnych, zasobnych w związki azotowe. Roczn. Nauk Roln. i Leśn., t. 17, 1927, s. 377.

М. K O T E P , т . М А З У Р ОКИСЛЕНИЕ ГЛЮКОЗЫ В НЕСКОЛЬКИХ ПОЧВАХ И з т р у д о в К а ф е д р ы А г р о х и м и и В ы с ш е й С е л ь с к о х о з я й с т в е н н о й Ш к о л ы , О л ы и т ы н Р е з ю м е Исследовались путем опытов как расход кислорода в течение разлож ения глюкозы в шести типах почв, как и количество усвоенного азота селитры. Обна ружено, что наибольшею скоростью минерализации глюкозы при pH = 7 отлича ются иловато-торфяная почва и легкая почва, образовавшаяся из пылеватых отложений, а всего медленнее она протекает в тяж елой почве. В образцах почв со слегка кислой реакцией обнаруж ен наибольший расход кислорода в тяж елой и средней почвах, а меньше всего он в легкой почве. Количество кислорода израсходованного для минерализации глюкозы было меньше в слегка кислых почвах, чем в тех ж е почвах, доведенных до щелочной реакции. Количество усвоенного азота селитры было больше в почвах с большим его содержанием. При высшей концентрации глюкозы содерж ание протеинового азота было больше.

(13)

M . K O T E R , T . M A Z U R

OXIDATION OF GLUCOSE IN SOME SOIL TYPES

C h a i r o f A g r o c h e m i s t r y , C o lle g e o f A g r i c u l t u r e , O ls z ty n

S u m m a r y

The oxygen consumed in glucose decom position and the nitrogen amount assim ilated in the form of N 03 w ere investigated in six soil types. The fastet rate of glucose m ineralization at pH 7 w as observed in hum us-peat soil and in light soil from silt form ations, the slow est rate in h eavy soil. In soil sam ples w ith slightly acid reaction oxygen consumption w as highest w ith h eavy and m edium soils, low est w ith light soils. The oxygen amount used in glucose m ineralization w as sm aller in slightly acid soils than in the same soils brought to alkaline re action. The amount of assim ilated NO3 nitrogen w as higher in soils containing larger quantities of it. With higher glucose concentration the amount of protein- bound nitrogen w as greater.

(14)