Avarkezelések hatása a Síkfőkúti DIRT parcellák talajainak mikrobiális aktivitására és szerves anyag tartalmára

Absztrakt

A dolgozat a projekt általános célkitűzéseihez kapcsolódva a síkfőkúti cseres-tölgyesben beállított avarmanipulációs kísérletben a következő kérdéseket vizsgálja:

• a lombavar bomlási sebességét • néhány talajenzim aktivitásának az avarkezelések hatására bekövetkező változását, illetve a talaj nedvességtartalmával szemben tanúsított érzékenységét (arilszulfatáz, szacharáz, fenoloxidáz) • a talaj szén-dioxid termelésének alakulását • a humuszmennyiség változását • a mikrobiális aktivitást befolyásoló néhány fontosabb talajkémiai és -fizikai paramétert, így a talaj hőmérsékletét, nedvesség tartalmát, szén és nitrogén tartalmát, pH-ját. Vizsgálataink során azt tapasztaltuk, hogy a talajnedvesség fontos szerepet játszott a talajenzim aktivitások és a szén-dioxid kibocsátás alakulásában. Az évszakok szerinti különbségek is leginkább az eltérő nedvességtartalomhoz voltak köthetők, míg a hőmérséklet hatása – a módszerek jellegéből adódóan - kevéssé ütközött ki a vizsgálatok során. A talajnedvesség változását (különösen a jelentősebb ingadozásokat), mind a talajlégzés, mind az enzimaktivitási értékek követték, igaz eltérő mértékben. Az avarelvonásos parcellák mintáinál szerényebb volt ez a hatás (különösen a NR és NI kezeléseknél), míg DL, DW, C kezelések esetén erőteljesebb. Ezeket a megállapításokat, a korrelációszámítások is alátámasztották. A szén-dioxid kibocsátás, az arilszulfatáz, és a szacharáz enzim esetében a DL, C, és DW kezelések jóval erősebb korrelációt mutattak, mint a másik három (NL, NR, NI) (sőt a nedvességértékek és a szacharáz aktivitás között az avarelvonásos kezeléseknél szignifikáns kapcsolatot sem találtunk, így itt korrelációról sem beszélhetünk). A fentiek magyarázatát véleményem szerint részben abban kereshetjük, hogy az avarelvonással járó kezelések esetén a talaj szűkösebb tápanyagkészlettel rendelkezik, így kedvezőbb nedvességviszonyok esetén sem tud olyan mértékben nőni a talajban élő lebontó szervezetek enzimaktivitása és talajlégzése, mint a másik három kezelés esetén. Emellett a NR és a NI parcellák talajai jóval nedvesebbek, mint a többi négy kezelésé. Az egész éven át viszonylag magas nedvesség tartalom mellett az időszakos növekedés hatása jóval korlátozottabb, mint a nagy maximum - minimum érték különbséggel rendelkező másik négy kezelésnél. Az összes vizsgálat áttekintésekor szembetűnő, hogy az avarelvonásos kezelések (NL, NR, NI) és a többi (DL, C, DW) között jelentősek, gyakran szignifikánsak a különbségek, míg a többlet avart kapó kezelések (DW, DL), sohasem mutattak szignifikánsan magasabb értékeket a C-nál. A szacharáznál, az arilszulfatáznál, valamint a Krakomperger et al. (2008) által mért glükozidáznál a DL enzimaktivitása a kontrollé alatt maradt. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a felszíni, vagy felszín alatti avar kiesése sokkal drámaibb változásokat okoz a talaj-mikroorganizmusok aktivitása szempontjából, mint ha duplájára emeljük a lomb-, vagy faavar mennyiségét. Azoknál a vizsgálatoknál, melyeket röviddel a parcellák létesítése után kezdtünk, tehát három enzimnél és a talaj holt szerves anyag tartalmának mérésekor megfigyelhető volt a NR és kisebb mértékben a NI kezelések értékeinek kezdeti emelkedése. Ez a tendencia azonban egy – két évig érvényesült csupán, utána jelentős visszaesés történt (kivéve a fenoloxidázt, melynél a visszaesés kisebb mértékű és lassúbb volt). Vizsgálataink bizonyították, hogy az erdőterületeken bekövetkező biomassza mennyiség változásoknak érzékeny indikátorai a talajokban végbemenő biológiai folyamatok, ami a talaj és a rajta tenyésző vegetáció sokirányú kapcsolatát is jelzi. A kísérletek eredményei azt mutatták, hogy az emberi beavatkozások növényzetre gyakorolt hatásai gyorsan tovább gyűrűznek, és a talajok szerves anyag bontó, átalakító, illetve szénraktározó képességén, valamint szén-dioxid kibocsátásán keresztül nemcsak a termőképességre, de Földünk éghajlatára is befolyással lehetnek. In accordance with general purposes of the project and within the scope of a long-term experiment of leaf-litter manipulation in the oak-wood stand of Síkfőkút, the dissertation examines the following problems: Decomposition rates of leaf-litter; Changes in some soil enzyme activities (arylsulfatase, sacharase, phenol-oxidase) and the sensitivity of soil enzymes for the humidity of soil as an effect of litter treatments; Changes in carbon-dioxide production and humus content of the soil; Some important chemical and physical parameters of the soil (temperature, humidity, carbon and nitrogen content, pH), which influence the microbial activity. During our examinations, we explained that soil humidity plays an important role in fluctuations of soil enzyme activities and carbon dioxide emission. Seasonal differences also connected to the changes of humidity, while effects of temperature were less significant. Fluctuations of soil humidity (especially significant fluctuations), however, to different extent, correlated with values of both enzyme activities and soil respiration. This influence was less considerable in case of leaf-litter withdrawal treatments (especially NR and NI), while it has more remarkable effects on DL, DW and C treatments. These statements are also supported by the results of correlation analyses. In case of carbon dioxide emission, arylsulphatase and sacharase, treatments of DL, DW and C showed higher correlation than NR, NL and NI treatments. (Moreover, in case of leaf-litter withdrawal, there was not significant connection between humidity values and sacharase activity, so correlation could not be pointed out.) I explain it by the fact that in contrast with other treatments, stock of nutrients is smaller under leaf-litter withdrawal, which causes lower values of decomposing enzyme activities and soil respiration even when humidity conditions are favourable. Additionally, humidity of NR and NI soils is considerably higher than in the other four treatments. As humidity is relatively high during the whole year, effects of periodical growth are more limited, in comparison with the other four treatments, which can be characterized by high maximum and minimum values. Considering all of the measurements, there are apparent differences between leaf-litter withdrawal (NL, NR, NI) and the other treatments (DL, C, DW), while addition of double amount of leaf-litter never caused significant difference, comparing with the control samples (C). Moreover, in case of DL, enzyme activities of saccharase and arylsulphatase were lower than in the control. This result refers to the fact that leaf litter withdrawal has more drastic effects on microbial activity than the doubling of leaf-litter or wood-litter. Short after the construction of parcels, at first NR and NI values increased, regarding the dead organic matter content of soil and the three enzymes. (However, increase of NI values was smaller.) But this tendency existed only for two years, and then it was followed by a considerable regression (with the exception of phenoloxidase, the regression of which was slighter and more slowly).

Leírás
Kulcsszavak
talaj enzim aktivitások, soil enzyme activities, DIRT, talaj szerves anyag tartalma, soil organic matter content
Forrás