Effect of stand species composition on the enzyme activity and organic matter stabilization in forest soil

Ewa Błońska

Abstract

Celem przeprowadzonych badań była ocena wpływu różnych gatunków drzew leśnych: sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris), dębu szypułkowego (Quercus robur), buka zwyczajnego (Fagus sylvatica), jesionu wyniosłego (Fraxinus excelsior), grabu zwyczajnego (Carpinus betulus) na właściwości biochemiczne, a zwłaszcza aktywność enzymatyczną dehydrogenaz, ureazy i β-glukozydazy. Dla określenia wpływu tych gatunków, poza aktywnością enzymatyczną, oznaczono respirację, mikrobiologiczną biomasę węgla oraz właściwości fizyczne i chemiczne. W pracy przedstawiono również przestrzenną zmienność aktywności dehydrogenaz i wybranych właściwości fizyko-chemicznych w glebach leśnych wykształconych na tym samym podłożu geologicznym pod drzewostanem świerkowym i mieszanym drzewostanem liściastym. Do oceny przestrzennej zmienności w małej skali wykorzystano narzędzia geostatystyczne, które stanowią uzupełnienie klasycznych metod statystycznych. Starano się ustalić, w jaki sposób skład opadu organicznego i rozmieszczenie drzew wpływają na przestrzenne zróżnicowanie aktywności enzymatycznej w powiązaniu z wybranymi właściwościami chemicznymi. W pracy podjęto próbę wyjaśnienia mechanizmów odpowiedzialnych za stabilizację materii organicznej w glebach leśnych pod drzewostanami bukowymi i grabowo-dębowymi. Glebową materię organiczną (SOM) można podzielić na: lekką frakcję niezwiązaną z koloidami mineralnymi (labilna frakcja materii organicznej) (fLF), frakcję lekką związaną z agregatami glebowymi (oLF) oraz frakcję silnie związaną z cząstkami mineralnymi (określaną „ciężką”, odporną na rozkład i przemiany mikrobiologiczne) (MAF). W badaniach testowano następujące hipotezy: 1) drzewostan grabowo-dębowy na porównywalnym siedlisku korzystniej niż drzewostan bukowy oddziałuje na procesy mikrobiologiczne i na stabilizację materii organicznej; 2) drzewostan grabowo-dębowy poprawia mineralizację w glebie, jednocześnie nie ograniczając stabilizacji materii organicznej. Uzyskane wyniki potwierdzają przydatność właściwości biochemicznych – zwłaszcza aktywności enzymatycznej – do oceny gleb pod wpływem zróżnicowanego składu gatunkowego drzewostanu. Aktywność dehydrogenaz i β-glukozydazy, związane z obiegiem glebowej materii organicznej, mogą być wykorzystywane jako miernik aktualnego stanu gleby. Aktywność ureazy słabiej reagowała na zmiany w glebach powodowane wpływem składu gatunkowego drzew. Gleby drzewostanów bukowych i grabowo-dębowych nie różniły się aktywnością tego enzymu. Dodatkowo przeprowadzone badania potwierdzają silny związek aktywności enzymatycznej z właściwościami fizycznymi i chemicznymi gleb. Spośród badanych w doświadczeniu gatunków drzew najkorzystniej na właściwości biochemiczne oraz biologiczne gleby oddziałuje jesion wyniosły, wpływ pozostałych gatunków (dębu szypułkowego, sosny pospolitej oraz buka zwyczajnego) na badane właściwości według wymienionej kolejności jest coraz mniej korzystny. Jesion wyniosły wyjątkowo korzystnie oddziałuje na strukturę gleby, stymulując aktywność biologiczną gleby, czego wyrazem jest wysoka aktywność enzymatyczna, poziom respiracji oraz ilość agregatów glebowych. Analiza frakcji glebowej materii organicznej pod drzewostanami bukowymi i grabowo-dębowymi wskazuje, że rodzaj akumulowanej materii organicznej zależy od składu gatunkowego drzewostanu, ale i cech utworów glebowych, na jakich te drzewostany wzrastają, zwłaszcza od uziarnienia i obecności lub braku węglanu wapnia. Drzewostany grabowo-dębowe dostarczają korzystniejszej dla rozkładu mikrobiologicznego materii organicznej, natomiast oddziaływanie buka jest zróżnicowane w zależności od zasobności skały macierzystej w wapń. Gleby zawierające więcej lekkiej frakcji (LF) charakteryzowały się wyższą aktywnością enzymatyczną. Aktywność dehydrogenaz była stymulowana przez lekką frakcję związaną (oLF), a aktywność ureazy przez wolną lekką frakcję (fLF). Dodatkowo stwierdzono, że przestrzenne zróżnicowanie właściwości biochemicznych uzależnione jest nie tylko od składu gatunkowego drzewostanu, ale także od homogeniczności poziomu akumulacji próchnicy. W przeprowadzonym doświadczeniu drzewostan świerkowy charakteryzował się silniejszym przestrzennym zróżnicowaniem aktywności badanych enzymów glebowych niż mieszany drzewostan liściasty, ze względu na dużą niejednorodność poziomów akumulacji próchnicy. Powodowała ją obecność licznych, rozkładających się pniaków, a także obecność mozaikowo rozmieszczonych miejsc nagromadzeń materii organicznej – prawdopodobnie powstałych przez dawne wykroty.
Other language title versionsWpływ składu gatunkowego drzewostanu na aktywność enzymatyczną i stabilizację materii organicznej w glebach leśnych
Book typeMonograph
Other categories ROZPRAWA_HABILITACYJNA
Author Ewa Błońska (FoF / IoEaS)
Ewa Błońska,,
- Institute of Forest Ecology and Silviculture
PublisherUniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, MNiSW [80]
Publishing place (Publisher address)Kraków
Issue year2015
Book series /Journal (in case of Journal special issue)Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Rolniczego im. Hugona Kołłątaja w Krakowie. Rozprawy, ISSN 1899-3486, (0 pkt)
Vol527
No404
Pages85
Publication size in sheets6.0
URL https://wydawnictwo.ur.krakow.pl/images/rozprawy/z_404_Blonska.pdf
Internal identifierWL/M/7/2014WL/1/115
Languageen angielski
LicenceRepository; author's original; Other open licence; after publication
File
Effect of stand species composition on the enzyme activity and organic matter stabilization in forest soil of 19-03-2019
7,86 MB
Effect of stand species composition on the enzyme activity and organic matter stabilization in forest soil
Score (nominal)25
Citation count*
Cite
Share Share

Get link to the record


* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back
Confirmation
Are you sure?