Enzymological forskning i Tyskland
Schröder et al. (1985) undersøgte, fra fysiske, kemiske, mikrobiologiske, enzymological, og micromorphological synspunkter, syv profiler af menneskeskabte jord, der dannes under landbrugs-recultivation af byttet (løss pH-værdi på 0,01 M CaCl2 var 7.1-7.9), der resulterede fra the strip udvinding af brunkul i Rhin-regionen. De undersøgte jordbund var placeret i nærheden af Grefrath og Berrenrath., Den recultivation startede for omkring 20 år tidligere gennem redeposition af løss, der er gemt enten som tørt materiale, efterfulgt af nivellering (fem jord), eller som våde materiale (pumpning af vand-løss blandingen i depressioner, dvs gylle poldering), fulgt af delvis fordampning af vand (to jorde). Rekultivering førte til akkumulering af humus og K og til tab af Na og Mg, men på grund af jordbearbejdning blev jordlaget på 30-50 cm komprimeret og uigennemtrængeligt. I de jordarter, der blev dannet ved omplacering af tør løss, blev 50-120 cm-laget også ofte komprimeret.,
Dehydrogenaseaktivitet var generelt kun påviselig fra 0-30 cm-laget, men selv i dette lag nåede aktiviteten kun omkring 10% af den af de indfødte jordarter. Respiration (CO2 evolution) var mere intens i de øverste lag end i de dybere, idet de laveste værdier blev registreret i de komprimerede lag. I hvert lag af de indfødte jordarter var respirationshastigheden større sammenlignet med de tilsvarende lag af de syv teknologiske jordarter. Lignende resultater blev også opnået med hensyn til cellulosedbrydning., For at forbedre de komprimerede jordarter blev dyb løsning og dræning anbefalet.
I den samme kulmine regionen, men på en anden lokalitet (Gustorf nær Grevenbroich), Lessmann og Krämer (1985) fastsættes, i 1983, nogle enzymological og mikrobiologiske parametre i en rettet forkæle (løss) recultivated med lucerne til 2 år. Til sammenligning brugte de en indfødt, vegeteret loamy riverside jord. Dette undersøgelsessted var placeret i Kirchhoven (ca. 33 km fra Gustorf)., Gustorf-grunden blev aldrig befrugtet, og Kirchhoven-grunden blev ikke behandlet med mineralgødning i de sidste 2 år. Begge parceller tjener som kontrol for et eksperiment på organisk befrugtning. Undersøgelserne vil fortsætte i mange år, og de organisk befrugtede parceller vil også blive analyseret.
de ubefrugtede tomter adskiller sig fra hinanden i de en .ymologiske og mikrobiologiske parametre i deres 10-20 cm lag., I dette lag havde loess-plottet lavere dehydrogenase – og urease-aktiviteter, indeholdt mindre bakterier, respirerede mindre stærkt (produceret mindre CO2) og nedbrudte cellulosen langsommere end plottet af indfødt jord. I 35-45 cm-laget var der ingen signifikante forskelle mellem de to tomter. Profildifferentieringen som angivet ved en .ymologiske og mikrobiologiske data blev reduceret i loess-plottet.,
der Beskæftiger sig med problemer af jord vurdering i recultivated brun kulmine område, der ligger i “Niederrheinische Bucht”, Schröder (1986) i forhold til native jord, som er karakteristisk for dette område, med to repræsentative menneskeskabte jord på løss -, landbrugs-recultivation, som begyndte i 1970. Rekultivering af en af disse to jordarter blev betragtet som god og den anden dårlige. I hver horisont var bulkdensiteten således lavere end 1,65 g cm− 3 i den gode genkultiverede jord og havde en højere værdi i den dårlige genkultiverede jord., I 0-40 cm lag, dehydrogenase aktivitet, ligesom CO2-produktion og nedbrydning af cellulose viste følgende orden: native jord > god recultivated jord > dårlig recultivated jord.
Haubold et al. (1987) udførte en lignende sammenligning ved hjælp af 15 gode og 15 dårlige gendyrkede jordarter på loess, også fra brunkulsområdet i Rhin-regionen. De fandt, at dehydrogenaseaktivitet, mikrobiel biomasse og cellulosedbrydning i 0-40 cm-laget generelt var omkring 50-100% lavere i de genkultiverede jordarter end i de indfødte jordarter., Samtidig viste middelværdierne for disse mikrobielle parametre og værdierne for de analyserede kemiske parametre (C, N, Na, K, Mg og Ca-indhold og kationbytningskapacitet) ingen bemærkelsesværdige forskelle mellem de gode og dårlige gendyrkede jordarter. Vi mener, at dette fund, selvom det er gyldigt for dehydrogenaseaktivitet (en aktivitet afhængig af den øjeblikkelige spredning af mikroorganismer), ikke kan anvendes på de en .ymer, der er i stand til at akkumulere i jord og være i den akkumulerede tilstand uafhængig af den øjeblikkelige mikrobielle proliferation., Aktiviteten af sådanne en .ymer blev ikke analyseret af disse efterforskere.
i andre undersøgelser udført i samme kulstrimmelområde, Schrderder et al. (1987a) og Schröder (1988a, b) har besluttet, blandt andre ting, det dehydrogenase aktivitet i 0-40 cm lag af 13 menneskeskabte lerblandet-mudrede løs jord, som er dannet efter gylle poldering af byttet, efterfulgt af deres landbrugs recultivation for 6-25 år, og har fundet, at aktiviteten var betydeligt højere i de ældre jorde end i de yngre., C, N, K og Ca indholdet, kation-bytte kapacitet, og mikrobiel biomasse også steget betydeligt over tid, mens den tidsafhængige fald af karbonat, Na og Mg-indhold og øge nedbrydning af cellulose var ubetydelig. De signifikante korrelationer mellem alder og mikrobielle og kemiske parametre for de teknologiske jordarter havde følgende koefficienter. 0, 82 (dehydrogenaseaktivitet), 0, 72 (mikrobiel biomasse). 0.95 (C-indhold) 0.59 (N-indhold) 0.87 (K-indhold) 0.74 (Ca-indhold), og 0,70 (kation-bytte kapacitet).,
at Generalisere de resultater, der er opnået i en sammenlignende undersøgelse af 29 menneskeskabte jord, som er dannet efter redeposition af løss som tørt materiale (16 jord) eller som våde materiale (13 jord) og af de tilstødende native jord under kompakt plante dække, alle beliggende i brun kul område af Rhin-regionen, Schröder (1988b) drog den konklusion, at dehydrogenase aktivitet, mikrobiel biomasse, og nedbrydning af cellulose i de pløjede lag af den menneskeskabte jord, herunder de gamle, nåede kun op på omkring 30-50% af de værdier, der er registreret i tilsvarende lag af den oprindelige jord.,
m .ller et al. (1988) undersøgte i 1987 de biologiske egenskaber ud over de kemiske og fysiske egenskaber af 12 teknogene jordarter beliggende i K .ln-Bergheim-zoneonen (inden for brunkulområdet i Rhin-regionen). Disse jorde blev gendyrket efter omplacering af løss som tørt materiale 20 år tidligere. Siden dengang blev fire af dem brugt som ahorn-og hornbjælkeskov, fire som græsgange og fire som dyrkbare lande.,
Dehydrogenase aktivitet og mikrobiel biomasse var højest i 0-10 cm lag af græs, jord, formidler i samme lag af skovjord, og lavest i de pløjede lag (0-30 cm) af de dyrkbare jorde. Akkumulering af humus og N var også mere tydelig i 0-10 cm-laget af skoven og græsjordene end i 0-30 cm-laget af dyrkbar jord. Dehydrogenaseaktivitet og mikrobiel biomasse blev også bestemt i 10-30 cm-laget af græsgange og skovjord, og de opnåede værdier var lavere end dem, der blev registreret i 0-10 cm-laget., Humus-og n-indholdet faldt med prøveudtagningsdybde i alle jordarter. Det skal tilføjes, at der blev observeret adskillige regnormgraver i skoven og græsjordene, men kun få forekom i dyrkbar jord.
Selv om de biologiske og kemiske egenskaber 0-10 cm lag var bedre i græs, jord end i den dyrkelige jord, de fysiske egenskaber af græs, jord, var utilfredsstillende, fordi deres 30-40 cm lag blev komprimeret under sporet af græssende dyr som foderplanter dække endnu ikke var modstandsdygtige over for mekaniske forstyrrelser., Afslutningsvis anbefales de genudviklede jordarter i de første årtier ikke til brug som græsgange.
i fortsættelse af disse undersøgelser, Schumacher et al. (1993) udtages prøver af, i begyndelsen af Marts 1992, to unge (< 12 år) og fire gamle (> 25 år) recultivated forkæle (løss) plots. En af de unge parceller indeholdt agerjord og den anden var under skovplantage. De fire gamle parceller blev brugt som ikke-gærede og gård-gærede agerjord, skov og græsarealer, henholdsvis. En indfødt arable løss jord var kontrollen., Prøveudtagning dybder var 0-15 og 15-30 cm (agerjorde), Ah horisont (for det meste 5-10 cm dybde), og Y1 horisont (op til 30 cm dybde) (skov-og græsarealer jord). Dehydrogenase og invertase aktiviteter, og substrat-induceret respiration (CO2 evolution fra glucose-ændrede prøver) var altid højest i den gamle græsarealer jord, og lavest i den unge agerjord. Både unge og gamle skovjord var mere aktive end de gamle agerjord. Overraskende, farmyardforvaltning af den gamle dyrkbare jord resulterede ikke i øgede aktiviteter og åndedræt*., I overensstemmelse med disse resultater, organisk C-indholdet var lavt i agerjorde og viste vigtigt ansamlinger i følgende orden: gammel skov jord > gamle græsarealer jord > unge skov jord.
i en lignende undersøgelse, Schneider et al. (1995) sammenlignet omkring 10 – og 25-årige recultivation spoil (loess) parceller, der anvendes som agerjord eller skove. Der blev foretaget prøver i forårsmånederne i perioden 1988-1993. Dehydrogenaseaktivitet og substratinduceret respiration bestemt i begge heljordaggregater (> 1.,5 cm) og i deres ydre, mellem og indre dele fra 5-10 cm lag af 10 – og 25-årige dyrkede forkæle grunde ikke vise nogen betydelige forskelle afhængigt af plot alder og jord, samlede dele. Modsat, dehydrogenase aktivitet og respiration i 5-10 cm lag af skov jord var signifikant højere i den 25 – end i den 10-årige plots og steget, og jorden aggregater, fra de ydre dele mod den indre dem i afbildninger af begge aldre., Ved de 20-25 cm lag af de samme jordarter gav aktiviteten og respirationen lave værdier, var ikke aldersafhængige og viste ikke tydelige forskelle i de tre dele af jordaggregaterne. Organisk C-indhold blev fundet igen at akkumulere i skovbunden. Overflod af forskellige hvirvelløse dyr, herunder regnorme, var også større i skoven end i dyrkbar jord., Afslutningsvis blev det anbefalet, at landbrugsrekultivering af brunkulsbytte i den undersøgte region skulle begynde med skovkultivering; under sådanne forhold vil de dyrkbare jordarter nå et “modenhedsstadium” hurtigere.
Nogle af resultaterne af den komplekse jord undersøgelser, herunder enzymological dem, der udføres i Rhinen brun kul område og gennemgået ovenfor, blev gentaget af Schröder og Schneider (1992) og Schneider og Schröder (1995).,
I Halle-Leipzig zone, Machulla og Hickisch (1988) har analyseret, enzymologically og mikrobiologisk, byttet dynger (overvejende brun leret eller marly belaster), der resulterede fra the strip udvinding af brunkul på Espenhain. I 1987 blev der taget prøver fra 0-20 cm-laget af 1-, 9-, 18-og 27-årige dynger. Den 1-årige bunke blev ikke sået med afgrødeplanter. En af de 9 – årige dynger blev dyrket med lucerne, mens en anden 9-årig bunke og de 18-og 27-årige dynger blev befrugtet med fortyndet flydende gødning og beskåret til korn., En brak område på kanten af minedrift siteebsted og et plot venstre brak i en kornmark var kontrollerne.
Catalase-og dehydrogenase-aktiviteter samt antal bakterier, actinomyceter, mikrofungi, cellulolytiske og phosphat-mobiliserende mikroorganismer samt Pseudomonas-fluorescensceller blev bestemt. Tilstedeværelsen af proteolytiske mikroorganismer, overflod af A .otobacter chroococcum og intensitet af cellulosedbrydning blev også undersøgt.,
resultaterne viste, at en .ymaktiviteten steg, og mikrofloraen berigede både kvantitativt og kvalitativt parallelt med alderen på forkælet dynger. Efter 18-27 års rekultivering blev katalaseaktivitet og mikroflora i dynger ligner dem i kontroljordene. Modsat, dehydrogenase aktivitet forblev meget lavere selv i den 27-årige bunke i sammenligning med aktiviteten målt i kontrollen jord.,
I Wetterau brun kul strip mining region, nord for Frankfurt am Main, komplekse jord undersøgelser, der blev udført af Schröder og Schneider (1992) og Schneider og Schröder (1995). Til rekultivering af byttet (loess; pH 7,4-7,7) blev tøraflejringsmetoden anvendt. Unge (8-11 år) og gamle (20-25 år) ødelagte grunde og uforstyrrede jordarealer under landbrugsbrug blev undersøgt.
akkumulering af organisk C og total N gennem årene var meget langsom i 0-30 cm-laget og endda meget langsommere i de dybere lag af ødelagte plots., Men dehydrogenaseaktiviteten var markant højere i de gamle forkælelsesområder end hos de unge. Imidlertid blev aktivitetsniveauet for de uforstyrrede jordarter ikke nået.
For karakterisering af byttet i Niederlausitz (niederlausitz) brun kul strip mining område (Cottbus-regionen), Katzur og Haubold-Rosar (1996) og Kolk og Hüttl (1996) har anvendt enzymological metoder, også.
disse spoils er meget sure (pH 1,7-3.,5) på grund af deres jern-disulfid (pyrit, marcasite) indhold, som svovlsyre er genereret gennem kemiske og bakterielle (Thiobacillus ferrooxydans) forvitring; deres lossepladser fortsat er blottet for vegetation i årtier, hvis der ikke er dækket med et 100-cm tyk dyrkbare jord lag eller ikke udsat for forbedring. Til forbedring, byttet lossepladser er behandlet med kalk eller base-rig brun kul, aske (at øge pH til 5,0 i 0-45 cm lag, som er nødvendige for genplantning af skov) og mineralsk gødning (på priser på 100-150 kg N, 25-50 kg P, og 100-200 kg K ha− 1)., Kalk eller aske skal indarbejdes i forkælet til en dybde på 60 cm, bedre 100 cm. Gødningen er kun indarbejdet i det øverste spottelag. Derefter plantes de forbedrede ødelæggelses dumper med skovtræarter.
Katzur og Haubold-Rosar (1996) fandt, at katalase aktivitet og substrat (glukose)- induceret respiration fastlagt i den organiske overfladelag og topsoils på lindres og forestally recultivated forkæle lossepladser var højere i løvskov end i nåleskov står., For eksempel, i aske-behandlet forkæle lossepladser under forskellige bevoksninger af forskellige alder, værdier katalase aktivitet og øget respiration i følgende orden: Pinus sylvestris (22 år) < P. sylvestris (27 år) < Quercus rubra-Tilia cordata (31 år) < Populus nigra (29 år). Akkumulering af C og N var også den højeste under poppelstanden og den laveste under den 22-årige fyrretræ.,
Kolk og Hüttl (1996), bestemt alkalisk fosfatase aktivitet i 0-10 cm mineralske lag af unge (< 5 år) forkæle lossepladser, der er beplantet med hurtig-voksende poppel og pil kloner (i Welzow-Süd mine). Spoil plots ikke dækket med skovjord (ved Reich .alde minen) tjente til sammenligning. Disse, kontrol plots indeholdt ingen kul eller kun små mængder af kul pulver.,
Den rækkefølge af alkalisk fosfatase aktivitet i byttet udtaget i April 1996 blev følgende: kontrol plot, der ikke indeholder kul – < kontrol-plot, der indeholder små mængder af kul-pulver < poppel plot ≈ willow plot.
Det er også blevet konstateret, at alkalisk fosfatase aktivitet er en langt mere følsomme parameter til karakterisering af byttet end mikrobielle biomasse, fordi mikrobiel biomasse i de relativt meget fosfatase-aktiv 0-10 cm mineralske lag af poppel og pil parceller var ikke målbare, bliver meget lille.