Activitatea respiraţiei din comunităţile microbiene ale cernoziomului arat din Republica Moldova

  • Nina FRUNZE Institutul de Microbiologie si Biotehnologie al Academiei de Stiinte a Moldovei

Abstract

 The respiration activity of the microbial communities in the plowed chernozem was evaluated in fractions of the values of basal respiration (BR), substrate-induced respiration (SIR), as well as of specific respiration (qCO2), in relation to the soil of the natural biocenosis (standard). For study a carbonate chernozem from a field cultivated with maize in a seven-course crop rotation system was used. The investigations were carried out on the following experimental variants: 1) control (no fertilizing); 2) N60P45K45; 3) N160P120K90; 4) farmyard manure 12 t/ha+P15; 5) farmyard manure 24 t/ha+P30; 6) farmyard manure 12 t/ha+N60P45K45. The uncultivated soil from a natural biocenosis situated in the vicinity of experimenttal plots served as reference background. It was established that agricultural use of soil not only modified the values of BR and SIR but their ratio as well. The average absolute values of basal respiration and substrate-induced respiration were 0,71–1,16 μg C - CO2/g sol/h in the plowed soils and 10,3–25,9 μg C - CO2/g sol/h in the uncultivated soil. Absolute indices of BR from the plowed soil variants were less than SIR values. At the same time the relative values of BR (against uncultivated soil) exceeded the relative values of SIR by 10-21%. The specific respiration indices (qCO2) (1.99-3.07 μg C-CO2/mg Cmic/h) generally reflected the steady state of the microbial communities in the studied variants, but also indicated that between BR/microbial biomass ratios of the plowed variants and BR/microbial biomass ratio of the soil of natural biocenosis a difference was formed that was conditioned by the prolonged influence of anthropic factors. This difference characterizes as stressful the state of the microbial communities, and its amplitude (13–54%) denotes the degree of stress.


Key words: Plowed chernozem; Basal respirationl; Substrate-induced respiration; Specific respiration; Micro­bial communities; Fertilizing.


Rezumat. A fost evaluată activitatea respirației comunităților microbiene din cernoziomul arat în fracțiuni ale valorilor respirației bazale (RB), respirației induse de substrat (RIS), precum și ale respirației specifice (qCO2), în raport cu solul biocenozei naturale. Drept obiect de studiu a servit cernoziomul carbonatic de pe un teren folosit pentru cultivarea porumbului într-un asolament cu 7 sole. Investigaţiile s-au desfăşurat pe 5 variante experimentale: 1) control (fără fertilizare); 2) N60P45K45; 3) N160P120K90; 4) gunoi de grajd 12 t/ha+P15; 5) gunoi de grajd 24 t/ha+P30; 6) gunoi de grajd 12 t/ha+N60P45K45. Pârloaga din apropierea parcelelor experimentale (la circa 50 m) a servit ca fundal de referință. S-a stabilit, că utilizarea agricolă a solurilor a modificat nu numai valorile RB și RIS, ci și raportul acestora. Valorile medii absolute ale respirației bazale și ale celei induse de substrat au fost de 0,71–1,16 μg C - CO2/g sol/h în solurile arate și, respectiv, 10,3–25,9 μg C - CO2/g sol/h în solul de pârloagă. Indicii absoluţi ai RB din variantele solului arat au fost mai mici ca ai RIS. În același timp, valorile relative (față de pârloagă) ale respiraţiei bazale depăşesc valorile relative ale RIS în medie cu 10-21%. Indicii respirației specifice (qCO2) (1,99-3,07 μg C-CO2/mg Cmic/h) au reflectat, în general, starea de echilibru a comunităților microbiene din variantele studiate, dar au indicat deasemenea, că între raporturile RB/biomasa microbiană ale variantelor arate și raportul RB/biomasa microbiană al solului biocenozei naturale s-a format o diferență condiţionată de influența prelungită a factorilor antropici. Această diferență caracterizează drept stresantă starea comunităților microbiene, iar amplitudinea (13–54%) a indicat gradul de stres.


Cuvinte-cheie: Cernoziom arat; Respiraţie bazală; Respiraţie indusă de substrat; Respiraţie specifică; Comunități microbiene; Fertilizare.

References

1. ANDERSON, J.P.E., DOMSCH, K.H. (1978). A physiological method for the quantitative measurement of microbial biomass in soils. In: Soil Biology and Biochemistry, vol.10 (3), p. 215-221. ISSN 0038-0717.
2. BLAGODATSKY, S.A., HEINEYER, O., RICHTER, J. (2000). Estimating the active and total soil microbial biomass by kinetic respiration analysis. In: Biology and Fertility of Soils, vol. 32(1), pp. 73-81.
3. HUND, К., SCHENK, В. (1994). The microbial respiration quotient as indicator for bioremediation processes.
In: Chemosphere, vol. 28, no 3, рp. 477-490.
4. SENICOVSCAIA, I. (2012). Microbial biomass in soils of the Republic of Moldova: estimation and restoration.
In: Lucrări ştiințifice. USAMV Iaşi, seria: Agronomie, vol. 55, pp. 90-98. ISSN 1454-7414.
5. АНАНЬЕВА, Н.Д. (2003). Микробиологические аспекты самоочищения и устойчивости почв. Москва: Наука, 226 с. ISBN 5-02-006451-3.
6. БЛАГОДАТСКИЙ, С.А. (2012). Микробная биомасса и моделирование цикла азота в почве: aвтореф. дисс. Пущино, 42 с.
7. БЛАГОДАТСКИЙ, С.А., БОГОМОЛОВА, И.Н., БЛАГОДАТСКАЯ, Е.В. (2008). Микробная биомасса и rинетика роста микроорганизмов в черноземах при различном сельскохозяйственном использовании. В: Микробиология, т. 77, № 1, с.113-120. ISSN 0026-3656.
8. БОГОМОЛОВА, И.Н. (2005). Дыхательная активность и ростовые характеристики микробных сообществ в почвах разных биогеоценозов: aвтореф. дисс. Воронеж, 32 с.
9. ГОРШКОВ, В.Г., КОНДРАТЬЕВ, К.Я., ШЕРМАН, С.Г. (1990). Принцип Ле-Шателье в реакции биоты на антропогенное возмущение углеродного цикла. В: Доклады Академии наук СССР, т. 311 (4), c. 1007–1022. ISSN 0869-5652.
10. ДЕМКИНА, Т.С., АНАНЬЕВА, Н.Д. (1998). Влияние длительного применения удобрений на дыхательную активность и устойчивость микробных сообществ почвы. В: Почвоведение, № 11, с. 1382-1389.
11. ДОБРОВОЛЬСКИЙ, Г.В. (1999). Структурно-функциональная роль почвы в биосфере. Москва: ГЕОС,
278 с.
12. ДОСПЕХОВ, Б.А. (1979). Методика полевого опыта. Москва: Колос, 416 с.
13. ЗАВАРЗИН, Г.А., КУДЕЯРОВ, В.Н., ред. (1993). Дыхание почв. В: Научные труды. ПНЦ РАН. Пущино, 130 с.
14. МЕРЕНЮК, Г.В., ИЩЕНКО, Н.Ф., ИЛЬИНСКАЯ, С.П. и др. (1988). Биогенность почв и пути ее повышения. Кишинев: Штиинца, 142 с.
15. НАУМОВ, Н.С. (2009). Дыхание почвы. Новосибирск: Из-во СО РАН, 208 с.
16. НИЦЭ, ЛАЗЭР. (1995). Микробиологическая активность почвы в условиях адаптивного земледелия: aвтореф. дисс. Москва, 38 с.
17. ОДУМ, Ю. (1975). Основы экологии. Москва: Мир, 740 с.
18. ПАНИКОВ, Н.С. (1992). Кинетика роста микроорганизмов: общие закономерности и экологические приложения. Москва: Наука, 311 с.
19. ПОЛЯНСКАЯ, Л.М., ЛУКИН, С.М. ЗВЯГИНЦЕВ, Д.Г. (1997). Изменение состава микробной биомассы
в почве при окультуривании. В: Почвоведение, № 2, c. 206-212.
20. СORCIMARU, S. (2014). Soil microorganisms as indicators of changes in thе quality of arable soils. In: 2nd
International Conference on Microbial Biotechnology, October 9-10, 2014 Chisinau, Republic of Moldova,
pp. 29- 33.
21. СУСЬЯН, Е.А., АНАНЬЕВА, Н.Д., ГАВРИЛЕНКО, Е.Г., ЧЕРНОВА, О.В., БОБРОВСКИЙ, М.В. (2009). Углерод микробной биомассы в профиле лесных почв южной тайги. В: Почвоведение, № 10, с. 1233-1240.
22. ФРУНЗЕ, Н.И. (2007). Интенсивность выделения диоксида углерода из чернозема карбонатного при внесении удобрений. В: Агрохимия, № 2, с. 43-48.
23. ФРУНЗЕ, Н.И. (2013). Суммарная микробная биомасса и метаболическое состояние микроорганизмов в черноземе типичном Молдовы. В: Почвоведение, № 4, с. 454-458. ISSN 0032-180X.
Published
2020-08-09
How to Cite
FRUNZE, Nina. Activitatea respiraţiei din comunităţile microbiene ale cernoziomului arat din Republica Moldova. Stiinta agricola, [S.l.], n. 1, p. 12-18, aug. 2020. ISSN 2587-3202. Available at: <https://sa.uasm.md/index.php?journal=sa&page=article&op=view&path%5B%5D=684>. Date accessed: 18 sep. 2020.
Section
Table of contents