Enzimológiai kutatás Németországban
Schröder et al. (1985) fizikai, kémiai, mikrobiológiai, Enzimológiai és mikromorfológiai szempontból a zsákmányok mezőgazdasági rekultivációja során kialakult technogén talajok hét profilja (lösz; pH 0,01 M-ben CaCl2 7,1-7,9 volt), amelyek a Rajna régióban a barnaszén csíkbányászatából származtak. A vizsgált talajok Grefrath és Berrenrath közelében helyezkedtek el., A rekultiváció körülbelül 20 évvel korábban kezdődött a tárolt lösz szárazanyagként történő újrakeverésével, majd szintezéssel (öt talaj), vagy nedves anyagként (víz-lösz keverék szivattyúzása mélyedésekbe, azaz hígtrágya polderingbe), majd a víz részleges elpárolgása (két talaj). A rekultiváció humusz-és K-felhalmozódáshoz, Na-és Mg-veszteséghez vezetett, de a talajművelés miatt a 30-50 cm-es talajréteg tömörödött és vízáteresztő lett. A száraz lösz redepozíciójával képződött talajokban az 50-120 cm-es réteg is gyakran tömörödött.,
A dehidrogenáz aktivitás általában csak a 0-30 cm-es rétegből volt kimutatható, de még ebben a rétegben is az aktivitás csak a natív talajok körülbelül 10% – át érte el. A légzés (CO2 evolúció) intenzívebb volt a felső rétegekben, mint a mélyebbekben, a legalacsonyabb értékeket a tömörített rétegekben rögzítették. A natív talajok minden rétegében a légzésszám nagyobb volt, mint a hét technogén talaj megfelelő rétegeihez képest. Hasonló eredményeket kaptunk a cellulóz bomlása tekintetében is., A tömörített talajok javítására mély lazítást és vízelvezetést javasoltak.
ugyanabban a szénbánya-régióban, de egy másik településen (Gustorf Grevenbroich közelében), Lessmann és Krämer (1985) 1983-ban meghatároztak néhány Enzimológiai és mikrobiológiai paramétert a lucernával rekultivált (loess) zsákokban 2 évig. Összehasonlításképpen natív, vegetált, agyagos folyóparti talajt használtak. Ez a vizsgálati hely Kirchhovenben található (körülbelül 33 km-re Gustorftól)., A Gustorf-telket soha nem trágyázták, a Kirchhoven-telket pedig az elmúlt 2 évben nem kezelték ásványi műtrágyákkal. Mindkét terület a szerves trágyázással kapcsolatos kísérlet kontrolljaként szolgál. A tanulmányok sok éven át folytatódnak, és az organikusan megtermékenyített telkeket is elemzik.
a kihasználatlan területek 10-20 cm-es rétegük Enzimológiai és mikrobiológiai paramétereiben különböztek egymástól., Ebben a rétegben a lösz-parcellának alacsonyabb dehidrogenáz-és ureázaktivitása volt, kevesebb baktériumot tartalmazott, kevésbé erősen (kevesebb CO2-t termelt), és lassabban lebontotta a cellulózt, mint az őshonos talaj. A 35-45 cm-es rétegben nem volt jelentős különbség a két telek között. Az Enzimológiai és mikrobiológiai adatok által jelzett profildifferenciálás a lösz-telken csökkent.,
a “Niederrheinische Bucht”, Schröder (1986) rekultivált barnaszénbánya területén a talajértékelés problémáinak kezelése összehasonlította az erre a területre jellemző natív talajt, két reprezentatív technogén talajjal loess-en, amelynek mezőgazdasági rekultivációja 1970-ben kezdődött. E két talaj egyikének rekultivációját jónak, a másiknak rossznak tekintették. Így minden horizonton az ömlesztett sűrűség alacsonyabb volt, mint 1,65 g cm− 3 a jó rekultivált talajban, és magasabb értéket mutatott a rossz rekultivált talajban., A 0-40 cm-es rétegben a dehidrogenáz aktivitás, mint a CO2-termelés és a cellulóz bomlása a következő sorrendet mutatta: natív talaj > jó rekultivált talaj > rossz rekultivált talaj.
Haubold et al. (1987) hasonló összehasonlítást végzett 15 jó és 15 rossz rekultivált talaj felhasználásával loess-en, a Rajna régió barnaszénterületéről is. Megállapították, hogy a dehidrogenáz aktivitás, a mikrobiális biomassza és a cellulóz lebomlása a 0-40 cm-es rétegben általában körülbelül 50-100% – kal alacsonyabb volt a rekultivált talajban, mint a natív talajokban., Ugyanakkor ezeknek a mikrobiális paramétereknek és az elemzett kémiai paramétereknek (C, N, Na, K, Mg és Ca tartalom, valamint kationcserélő kapacitás) az átlagértékei nem mutattak jelentős különbséget a jó és a rossz rekultivált talajok között. Úgy gondoljuk, hogy ez a megállapítás, bár érvényes a dehidrogenáz aktivitásra (a mikroorganizmusok pillanatnyi proliferációjától függően), nem alkalmazható azokra az enzimekre, amelyek képesek felhalmozódni a talajban, és felhalmozódott állapotban függetlenek a pillanatnyi mikrobiális proliferációtól., Az ilyen enzimek aktivitását ezek a nyomozók nem vizsgálták.
más, ugyanazon szénszalagos bányászati területen végzett vizsgálatokban, Schröder et al. (1987A) és Schroder (1988a, b) többek között meghatározta a 13 technogén agyagos-iszapos talaj 0-40 cm-es rétegében a dehidrogenáz aktivitást, amelyet a zsákmányok hígtrágya polírozása után alakítottak ki, majd 6-25 évig mezőgazdasági rekultivációjukat követték, és azt találták, hogy a tevékenység szignifikánsan magasabb volt az idősebb talajokban, mint a fiatalabbaknál., A C, N, K és Ca tartalom, kationcserélő kapacitás és mikrobiális biomassza is jelentősen nőtt az idő múlásával, míg a karbonát, Na és Mg tartalom időfüggő csökkenése és a cellulóz bomlás növekedése jelentéktelen volt. A technogén talajok kor és mikrobiális és kémiai paraméterei közötti jelentős korrelációk a következő együtthatókkal rendelkeztek. 0,82 (dehidrogenáz aktivitás), 0,72 (mikrobiális biomassza). 0,95 (C tartalom), 0,59 (n tartalom), 0,87 (k tartalom), 0,74 (Ca tartalom) és 0,70 (kation-exchange kapacitás).,
Altalaban a kapott eredmények összehasonlító vizsgálat 29 technogenic talajok után alakult redeposition a lösz, mint száraz anyag (16 talajok), vagy nedves anyag (13 talajok), valamint a szomszédos natív talaj alatt kompakt növény takarja, minden lény található, a barnakőszén terület a Rajna régió, Schröder (1988b) felhívta a következtetést, hogy a dehidrogenáz aktivitás, a mikrobiális biomassza, valamint a cellulóz bomlási a szántott réteg a technogenic talajok, beleértve a régieket, elérte csak mintegy 30-50% a rögzített értékeket a megfelelő réteg a natív talajok.,
Müller et al. (1988) 1987-ben tanulmányozta a Köln-Bergheim zónában (a Rajna-vidék barnaszén területén) található 12 technogén talaj biológiai tulajdonságait, a kémiai és fizikai tulajdonságok mellett. Ezeket a talajokat újrakultiválták a lösznek 20 évvel korábban száraz anyagként való áthelyezése után. Azóta négyet juhar-és gyertyánerdőként, négyet legelőként, négyet szántóföldként használtak.,
A dehidrogenáz aktivitás és a mikrobiális biomassza a legelő talajok 0-10 cm-es rétegében volt a legmagasabb, az erdei talajok ugyanazon rétegében, a szántóföldi talajok szántott rétegében pedig a legalacsonyabb (0-30 cm). A humusz és az N felhalmozódása az erdő és a legelő talaj 0-10 cm-es rétegében is nyilvánvalóbb volt, mint a szántóföldi talajok 0-30 cm-es rétegében. A legelő és erdei talajok 10-30 cm-es rétegében meghatározták a dehidrogenáz aktivitást és a mikrobiális biomasszát is, és a kapott értékek alacsonyabbak voltak, mint a 0-10 cm-es rétegben., A humusz és az N tartalom a mintavételi mélységgel csökkent minden talajban. Hozzá kell tenni, hogy az erdei és legelő talajokon számos földigilisztát figyeltek meg, de a szántóföldi talajokon csak néhány volt.
Bár a biológiai, kémiai tulajdonságai a 0-10 cm-es rétegben jobb volt a legelőn talajok, mint a szántóföldi talajok fizikai tulajdonságai legelő talajok nem kielégítő, mert a 30-40 cm-es réteg volt tömörített alatt a pályán a legelésző állatok, mint a takarmánynövény-fedezze még nem volt ellenáll a mechanikai zavar., Összefoglalva, az első évtizedekben a rekultivált talajok nem ajánlottak legelőként való felhasználásra.
a vizsgálatok folytatásaként Schumacher et al. (1993) 1992.március elején két fiatal (< 12 év) és négy idős (> 25 év) rekultivált (loess) parcellát vett fel. Az egyik fiatal telek szántóföldet tartalmazott, a másik pedig erdei növényzet alatt volt. A négy régi telkek használták, mint a nem-trágyázással, illetve parasztgazdaság-trágyázással szántó földeket, erdő -, legelő, ill. A natív szántóföldi talaj volt az ellenőrzés., A mintavételi mélységek 0-15 és 15-30 cm (szántóföld), Ah horizont (többnyire 5-10 cm mélység) és Y1 horizont (legfeljebb 30 cm Mélység) (erdei és gyepes talajok) voltak. A dehidrogenáz-és invertázaktivitás, valamint a szubsztrát által kiváltott légzés (a glükóz-módosított mintákból származó CO2-evolúció) mindig a legmagasabb volt a régi füves talajban, a legalacsonyabb pedig a fiatal szántóföldön. Mind a fiatal, mind a régi erdei talajok aktívabbak voltak, mint a régi szántóföldi talajok. Meglepő módon a régi szántóföldek gazdálkodása nem eredményezett fokozott aktivitást és légzést*., Ezekkel az eredményekkel összhangban a szántóföldi talajokban alacsony volt a szerves C-tartalom, és fontos felhalmozódást mutatott a sorrendben: régi erdei talaj > régi füves talaj > fiatal erdei talaj.
egy hasonló vizsgálatban, Schneider et al. (1995) a szántóföldként vagy erdőként használt 10 és 25 éves rekultivációs (loess) telkekhez képest. A mintavételeket az 1988-1993-as időszak tavaszi hónapjaiban készítették. A dehidrogenáz aktivitását és a szubsztrát által kiváltott légzést mindkét teljes talaj aggregátumban meghatározták (> 1.,5 cm) és külső, középső és belső részeiben a 10 és 25 éves szántóföldek 5-10 cm – es rétegei nem mutattak szignifikáns különbséget a telkek korától és a talaj aggregált részeitől függően. Ezzel szemben az erdei talajok 5-10 cm-es rétegeiben a dehidrogenáz aktivitás és a légzés szignifikánsan magasabb volt a 25 – nél, mint a 10 éves telkeknél, és a talaj aggregátumain belül a külső részektől a belső részekig nőtt mindkét korú parcellákban., Ugyanazon talajok 20-25 cm-es rétegeiben az aktivitás és a légzés alacsony értékeket adott, nem volt életkorfüggő, és nem mutatott nyilvánvaló különbségeket a talaj aggregátumainak három részében. A szerves C-tartalom ismét felhalmozódott az erdei talajokban. A különböző Gerinctelenek, köztük a földigiliszták bősége is nagyobb volt az erdőben, mint a szántóföldi talajokban., Végül javasolta, hogy a mezőgazdasági rekultivációt a barna szén rontja a vizsgált régióban kell kezdeni erdő rekultivációt; ilyen körülmények között, a szántóföldi talajok eléri az “érettség szakaszában” gyorsabban.
a Rajna-barnaszén területén végzett és a fentiekben felülvizsgált összetett talajvizsgálatok néhány eredményét, köztük az enzimeket, Schröder és Schneider (1992), valamint Schneider és Schröder (1995) megismételték.,
A Halle-Leipzig zónában, Machulla és Hickisch (1988) enzimológiailag és mikrobiológiai szempontból elemezte azokat a zsákmányt (túlnyomórészt barna agyagos vagy marly overburdens), amelyek az Espenhain-I barnaszén-bányászatból származtak. 1987-ben mintákat vettek az 1, 9, 18 és 27 éves halmok 0-20 cm-es rétegéből. Az 1 éves kupacot nem vetették növényi növényekkel. Az egyik 9 éves halmot lucernával termesztették, míg egy másik 9 éves halomot és a 18 és 27 éves halmokat hígított folyékony trágyával trágyázták és gabonafélékre vetették., A bányatelep peremén egy parlagon heverő terület és egy gabonamezőn hagyott parlagon hagyott telek volt az ellenőrzés.
kataláz-és dehidrogenázaktivitást, valamint baktériumok, aktinomycetes, microfungi, cellulolitikus és foszfát-mobilizáló mikroorganizmusok és Pseudomonas fluoreszcens sejtek számát határozták meg. A proteolitikus mikroorganizmusok jelenlétét, az Azotobacter chroococcum bőségét, valamint a cellulóz bomlás intenzitását is tanulmányozták.,
Az eredmények azt mutatták,hogy az enzimaktivitás növekedett, és a mikroflóra mind mennyiségileg, mind minőségileg dúsított a korral párhuzamosan. 18-27 év rekultiváció után a katalázaktivitás és a mikroflóra halmokban hasonló lett a kontroll talajokéhoz. Ezzel szemben a dehidrogenáz aktivitás még a 27 éves halomban is sokkal alacsonyabb maradt, mint a kontroll talajokban mért aktivitás.,
A Frankfurt am Maintól északra fekvő Wetterau-I barnaszénbányászati régióban komplex talajvizsgálatokat végeztek Schröder és Schneider (1992) és Schneider és Schroder (1995). A zsákmányok rekultiválásához (lösz; pH 7,4-7,7) a száraz lerakódási módszert alkalmazták. A fiatal (8-11 éves) és idős (20-25 éves) parcellákat, valamint a mezőgazdasági felhasználás alatt álló, zavartalan talajterületeket tanulmányozták.
a szerves C és a teljes N felhalmozódása az évek során nagyon lassú volt a 0-30 cm-es rétegben, és még sokkal lassabb volt a mélyebb rétegekben., De a dehidrogenáz aktivitás jelentősen magasabb volt a régi elrontási parcellákban, mint a fiatalokban. A zavartalan talajok aktivitási szintjét azonban nem sikerült elérni.
a Niederlausitz (alsó-Lusatia) barnaszénbányászati területen (Cottbus régió), Katzur és Haubold-Rosar (1996), valamint Kolk és Hüttl (1996) zsákmányok jellemzésére Enzimológiai módszereket is alkalmaztak.
ezek a zsákmányok nagyon savasak (pH 1,7-3.,5) mivel a vas-diszulfid (pirit, marcasite) tartalom, amely kénsav keletkezik, kémiai, illetve bakteriális (a thiobacillus ferrooxydans) időjárás; a guba továbbra is meddő a növényzet évtizedekig, ha nem borított 100-cm vastag megművelhető talaj réteg, vagy nincs kitéve enyhítésére. Az amelioráció érdekében a hulladéklerakókat mésszel vagy bázisban gazdag barnaszén hamuval (az újraerdősítéshez szükséges 0-45 cm-es rétegben 5,0 pH-ra) és ásványi műtrágyákkal (100-150 kg N, 25-50 kg P és 100-200 kg k ha− 1) kezelik., A mészet vagy a hamut 60 cm-es mélységbe kell építeni, jobb 100 cm-re. A műtrágyák csupán a felső rétegbe vannak beépítve. Ezután a finomított zsákmányt erdei fafajokkal ültetik.
Katzur and Haubold-Rosar (1996) megállapította, hogy a katalázaktivitás és a szubsztrát (glükóz) által kiváltott légzés, amelyet a szerves felszíni rétegekben és a felső rétegekben határoztak meg, a lombhullató lombhullatókban magasabb volt, mint a tűlevelű erdei állványok., Például, a kőris-kezelt elrontani guba alatt különböző erdő áll a különböző korú, értékek a kataláz aktivitás, illetve a légzés nőtt, a következő sorrendben: Pinus sylvestris (22 év) < P. sylvestris (27 év) < Quercus rubra-Tilia cordata (31 éves) < Populus nigra (29 éves). A nyárfaállvány alatt a legmagasabb volt a C és N felhalmozódása,a 22 éves fenyőállvány alatt pedig a legalacsonyabb.,
Kolk and Hüttl (1996) a fiatalok 0-10 cm-es ásványrétegében meghatározta az alkalikus foszfatáz aktivitást (< 5 év). A reichwalde bányában (a Reichwalde bányában) nem fedett parcellák összehasonlításra szolgáltak. Ezek az ellenőrző területek nem tartalmaztak szenet vagy csak kis mennyiségű szénport.,
az alkalikus foszfatáz aktivitás sorrendje az 1996 áprilisában mintavételezett zsákokban a következő volt: szén nélküli ellenőrző terület< kis mennyiségű szénport tartalmazó ellenőrző terület< poplar plot ≈ plot ≈ plot.
azt is megállapították, hogy az alkalikus foszfatáz aktivitás összehasonlíthatatlanul érzékenyebb paraméter a zsákmányok jellemzésére, mint a mikrobiális biomassza, mivel a mikrobiális biomassza a nyár és fűzfa parcellák viszonylag erősen foszfatáz-aktív 0-10 cm ásványi rétegében nem volt mérhető, mivel nagyon kicsi.