Enzymological research in Germany
Schröder et al. (1985) studied, from physical, chemical, microbiological, enzymological, and micromorphological viewpoints, seven profiles of technogenic soils formed during the agricultural recultivation of spoils (loess; pH in 0,01 M CaCl2 was 7.1-7.9) that resulted from the strip mining of brown coal in the Rhine region. Os solos estudados estavam localizados perto de Grefrath e Berrenrath., O recultivation começou há cerca de 20 anos antes, através de redeposition de loess, quer como material seco, seguido de nivelamento (cinco solos), ou como material úmido (bombeamento de água-loess mistura em depressões, i.e. de polpa poldering), seguido por evaporação parcial da água (dois solos). A recultivação levou à acumulação de húmus e K e à perda de Na E Mg, mas devido à lavoura, a camada de 30-50 cm dos solos tornou-se compactada e impermeável. Nos solos formados através da recolocação de loess seco, a camada de 50-120 cm também frequentemente se compactou.,
desidrogenase activity was detectable, in general, only from the 0-30-cm layer, but even in this layer, the activity reached only about 10% of that of the native soils. A respiração (evolução do CO2) foi mais intensa nas camadas superiores do que nas mais profundas, registrando-se os valores mais baixos nas camadas compactadas. Em cada camada dos solos nativos, a taxa de respiração foi maior em comparação com as camadas correspondentes dos sete solos tecnogênicos. Foram também obtidos resultados semelhantes no que respeita à decomposição da celulose., Para melhorar os solos compactados, foi recomendado o afrouxamento profundo e drenagem.
na mesma região da Mina de carvão, mas noutra localidade (Gustorf perto de Grevenbroich), Lessmann e Krämer (1985) determinaram, em 1983, alguns parâmetros enzimológicos e microbiológicos numa deterioração nivelada (loess) recultivada com alfafa durante 2 anos. Para comparação, eles usaram um solo nativo e vegetado à beira do rio loamy. Este local de estudo estava localizado em Kirchhoven (a aproximadamente 33 km de Gustorf)., A parcela de Gustorf nunca foi fertilizada e a parcela de Kirchhoven não foi tratada com fertilizantes minerais nos últimos dois anos. Ambas as parcelas servem de controlo para uma experiência de fertilização orgânica. Os estudos prosseguirão durante muitos anos e as parcelas fertilizadas organicamente serão também analisadas.as parcelas não esterilizadas diferiam entre si nos parâmetros enzimológicos e microbiológicos da sua camada de 10-20 cm., Nesta camada, a parcela de loess tinha atividades mais baixas de desidrogenase e urease, continha menos bactérias, respirava menos fortemente (produzia menos CO2), e degradava a celulose mais lentamente do que a parcela de solo nativo. Na camada de 35-45 cm, não houve diferenças significativas entre as duas parcelas. A diferenciação do perfil indicada por dados enzimológicos e microbiológicos foi reduzida na parcela de loess.,
Lidar com os problemas de avaliação do solo no recultivated marrom mina de carvão de área localizada no “Niederrheinische Bucht”, Schröder (1986) em comparação com o solo nativo, característicos para esta área, com duas representante technogenic solos no loess, agrícola recultivation do que começou em 1970. A recultivação de um destes dois solos foi considerada boa e a do outro mau. Assim, em cada horizonte, a densidade global era inferior a 1,65 g cm− 3 no bom solo recultivado e tinha um valor mais elevado no mau Solo recultivado., Na camada de 0-40-cm, a atividade desidrogenase, como a produção de CO2 e decomposição da celulose, mostrou a seguinte ordem: solo nativo > bom solo recultivado > mau Solo recultivado.
Haubold et al. (1987) realizou uma comparação semelhante usando 15 solos bons e 15 maus recultivados em loess, também da área de lenhite na região do Reno. Eles descobriram que a atividade desidrogenase, biomassa microbiana e decomposição de celulose na camada de 0-40-cm eram, em geral, cerca de 50-100% mais baixos nos solos recultivados do que nos solos nativos., Ao mesmo tempo, os valores médios destes parâmetros microbianos e os valores dos parâmetros químicos analisados (teor de C, N, Na, K, Mg e Ca, e capacidade de troca cation-exchange) não indicaram diferenças notáveis entre os solos bons e os maus, recultivados. Pensamos que este achado, embora válido para a atividade desidrogenase (uma atividade que depende da proliferação momentânea de microorganismos), não pode ser aplicado às enzimas que são capazes de se acumular no solo e de ser, no estado acumulado, independente da proliferação microbiana momentânea., A actividade de tais enzimas não foi avaliada por estes investigadores.em outros estudos realizados na mesma área de mineração de carvão, Schröder et al. (1987a) e Schroder (1988a, b) determinou, entre outras coisas, a atividade de desidrogenase no 0-40 cm de camada de 13 de technogenic argiloso-silty loess solos formados depois de polpa poldering de despojos seguido por seus agrícola recultivation para 6-25 anos, e descobriram que a atividade foi significativamente maior nos solos mais velhos do que nos mais jovens., Os teores de C, N, K e Ca, a capacidade de troca de catiões e a biomassa microbiana também aumentaram significativamente ao longo do tempo, enquanto a diminuição dependente do tempo dos teores de carbonato, Na e Mg e o aumento da decomposição da celulose foram insignificantes. As correlações significativas entre a idade e os parâmetros microbianos e químicos dos solos tecnogénicos tiveram os seguintes coeficientes. 0, 82 (actividade desidrogenase), 0, 72 (biomassa microbiana). 0,95 (c), 0,59 (N), 0,87 (K), 0,74 (Ca) e 0,70 (cation-exchange capacity).,
Generalizar os resultados obtidos em um estudo comparativo, de 29 de technogenic solos formados após redeposition de loess como o material seco (16 solos) ou como material úmido (13 solos) e da adjacentes nativo solos sob compacto cobertura vegetal, sendo todos localizados no carvão marrom área da região do Reno, Schröder (1988b) chamou a conclusão de que desidrogenase atividade microbiana a biomassa e decomposição de celulose no arado camada de technogenic solos, incluindo os antigos, atingiu apenas cerca de 30% a 50% dos valores registados na camada correspondente do nativo solos.,
Müller et al. (1988) estudou, em 1987, as propriedades biológicas, além das Químicas e físicas, de 12 solos tecnogénicos localizados na zona Köln-Bergheim (dentro da zona de lenhite da região do Reno). Estes solos foram recultivados após recolocação de loess como matéria seca 20 anos antes. Desde então, quatro deles foram usados como floresta de maple e hornbeam, quatro como pastagens e quatro como terras aráveis.,a actividade desidrogenase e a biomassa microbiana foram mais elevadas na camada de 0-10 cm dos solos de pastagem, intermediárias na mesma camada dos solos florestais e mais baixas na camada arável (0-30 cm) dos solos aráveis. A acumulação de húmus e N foi também mais evidente na camada de 0-10 cm dos solos florestais e de pastagem do que na camada de 0-30 cm dos solos aráveis. A atividade desidrogenase e a biomassa microbiana foram também determinadas na camada de 10-30 cm dos solos de pastagem e floresta e os valores obtidos foram inferiores aos registados na camada de 0-10 cm., O teor de húmus e de azoto diminuiu com a profundidade de amostragem em todos os solos. Deve-se acrescentar que foram observados numerosos buracos de minhocas nos solos de floresta e pastagem, mas apenas alguns ocorreram nos solos aráveis.embora as propriedades biológicas e químicas da camada de 0-10 cm fossem melhores nos solos de pastagem do que nos solos aráveis, as propriedades físicas dos solos de pastagem eram insatisfatórias, porque a sua camada de 30-40 cm foi compactada sob a trilha dos animais de pastagem, uma vez que a cobertura herbácea ainda não era resistente a perturbações mecânicas., Em conclusão, durante as primeiras décadas os solos recultivados não são recomendados para uso como pastagens.na continuação destas investigações, Schumacher et al. (1993) sampled, at the beginning of March 1992, two young (< 12 years) and four old (> 25 years) recultivated spoil (loess) plots. Uma das parcelas jovens continha solo arável e a outra estava sob vegetação florestal. As quatro parcelas antigas foram utilizadas como terras aráveis, florestas e prados não-cultivados e agrícolas, respectivamente. Um solo nativo arável loess era o controle., As profundidades de amostragem foram de 0-15 e 15-30 cm (solos aráveis), Ah horizon (principalmente de 5-10 cm de profundidade) e Y1 horizon (até 30 cm de profundidade) (solos florestais e prados). As actividades desidrogenase e invertase e a respiração induzida pelo substrato (evolução do CO2 a partir de amostras alteradas pela glucose) foram sempre mais elevadas no solo dos prados antigos e mais baixas no solo arável jovem. Tanto os solos florestais jovens como os antigos eram mais ativos do que os solos aráveis antigos. Surpreendentemente, a manutenção das explorações agrícolas do antigo solo arável não resultou num aumento das actividades e da respiração*., Em concordância com estes achados, o teor de C orgânico foi baixo nos solos aráveis e mostrou importantes acumulações na ordem: solo florestal antigo > solo de prados antigos > solo florestal jovem.num estudo semelhante, Schneider et al. (1995) em comparação com cerca de 10 e 25 anos de idade, as parcelas de recuperação (loess) utilizadas como terras aráveis ou florestas. As amostras foram feitas nos meses da primavera do período 1988-1993. Actividade desidrogenase e respiração induzida pelo substrato determinada em ambos os agregados do solo inteiros (> 1.,5 cm) e nas suas partes exteriores, médias e interiores das camadas de 5-10 cm das parcelas aráveis com 10 e 25 anos de idade, não se verificaram diferenças significativas em função da Idade da parcela e das partes agregadas do solo. Em contrapartida, a actividade e a respiração desidrogenase nas camadas de 5-10 cm dos solos florestais foram significativamente mais elevadas nas parcelas com 25 anos do que nas parcelas com 10 anos de idade e aumentaram, dentro dos agregados do solo, das partes externas para as interiores, em parcelas de ambas as idades., Nas camadas de 20-25 cm dos mesmos solos, a actividade e a respiração deram valores baixos, não eram dependentes da idade e não apresentavam diferenças evidentes nas três partes dos agregados do solo. O conteúdo orgânico C foi encontrado novamente para acumular nos solos florestais. A abundância de diferentes invertebrados, incluindo minhocas, também foi maior na floresta do que nos solos aráveis., Em conclusão, recomenda-se que a recultivação agrícola dos despojos de lenhite na região estudada comece com a recultivação florestal; nessas condições, os solos aráveis atingirão uma “fase de maturidade” mais rapidamente.
Alguns dos resultados do complexo solo investigações, incluindo o enzymological queridos, realizada no Reno de carvão marrom área e acima analisados, foram reiterados por Schröder e Schneider (1992) e Schneider e Schröder (1995).,na zona de Halle-Leipzig, Machulla e Hickisch (1988) analisaram, enzimaticamente e microbiologicamente, os montes de espólio (predominantemente loamy ou overburden marly) que resultaram da extracção de lenhite em Espenhain. Em 1987, foram colhidas amostras da camada de 0-20 cm de 1-, 9-, 18-e 27-anos de idade. O heap de 1 ano não foi semeado com plantas vegetais. Um dos montes de 9 anos de idade foi cultivado com alfafa, enquanto outro monte de 9 anos de idade e os montes de 18 e 27 anos de idade foram fertilizados com estrume líquido diluído e cortados em cereais., Uma área de pousio na margem do local de mineração e uma parcela deixada em pousio em um campo de cereais foram os controles.foram determinadas as actividades da Catalase e da desidrogenase e o número de bactérias, actinomicetes, microfungos, microrganismos mobilizadores de celulolíticos e fosfatos e células fluorescentes de Pseudomonas. A presença de microrganismos proteolíticos, abundância de chroococcum Azotobacter e intensidade de decomposição de celulose também foram estudadas.,os resultados mostraram que as actividades enzimáticas aumentaram e que a microflora enriqueceu quantitativa e qualitativamente, em paralelo com a idade da desmancha. Após 18-27 anos de recultivação, a actividade catalásica e a microflora em cabeçotes tornaram-se semelhantes às dos solos de controlo. Contrariamente, a actividade da desidrogenase manteve-se muito mais baixa mesmo no heap de 27 anos em comparação com a actividade medida nos solos de controlo.,na região mineira da faixa de lignite de Wetterau, ao norte de Frankfurt am Main, foram realizadas investigações complexas do solo por Schröder e Schneider (1992) e Schneider e Schroder (1995). Para a recultivação dos despojos (loess; pH 7.4-7.7), foi aplicado o método da deposição em seco. Foram estudadas parcelas jovens (8-11 anos) e velhas (20-25 anos) de espólio e parcelas de solo não perturbadas sob uso agrícola.
a acumulação de C orgânico e N total ao longo dos anos foi muito lenta na camada 0-30-cm e ainda muito mais lenta nas camadas mais profundas das parcelas de despojo., Mas a actividade da desidrogenase foi nitidamente mais elevada nas antigas parcelas de despojo do que nas mais novas. No entanto, o nível de actividade dos solos não perturbados não foi atingido.
para a caracterização dos despojos na área mineira de lenhite da Niederlausitz (baixa Lusácia) (Região de Cottbus), Katzur e Haubold-Rosar (1996) e Kolk e Hüttl (1996) também aplicaram métodos enzimológicos.estes despojos são muito ácidos (pH 1, 7-3.,5) devido ao seu teor de dissulfureto de ferro (pirite, marcasite), a partir do qual o ácido sulfúrico é produzido através da meteorização química e bacteriana (Tiobacillus ferrooxydans); as suas lixeiras permanecem áridas de vegetação durante décadas, se não estiverem cobertas com uma camada de solo cultivável de 100 cm de espessura ou não forem submetidas a uma melhoria. Para melhorar, os despejos são tratados com cal ou cinzas de lenhite ricas em base (para aumentar o pH para 5,0 na camada de 0-45 cm necessária para reflorestação) e com fertilizantes minerais (a uma taxa de 100-150 kg de N, 25-50 kg de P e 100-200 kg de K ha-1)., A cal ou as cinzas devem ser incorporadas na deterioração a uma profundidade de 60 cm, ou melhor, 100 cm. Os adubos são apenas incorporados na camada superior de deterioração. Depois, os despojos de despojo são plantados com espécies de árvores florestais.
Katzur e Haubold-Rosar (1996) constatou que a atividade da catalase e do substrato (glicose) induzida pela respiração determinado no orgânicos de superfície e as camadas de solo no amenizada e forestally recultivated estragar despejos foram maiores nos decíduos, que em coníferas florestais., Por exemplo, em cinzas tratadas estragar despeja em diferentes povoamentos florestais de diferentes faixas etárias, os valores da atividade da catalase e a respiração aumentou na seguinte ordem: Pinus sylvestris (22 anos) < P. sylvestris (27 anos) < Quercus rubra-Tilia cordata (31 anos) < Populus nigra (29 anos). A acumulação de C E N foi também a mais alta sob o estande de choupo e a mais baixa sob o estande de pinho de 22 anos.,Kolk e Hüttl (1996) determinaram a atividade da fosfatase alcalina na camada mineral de 0-10 cm de jovens (< 5 anos) despojos plantados com clones de choupo e salgueiro de crescimento rápido (na mina Welzow-Süd). Parcelas de despojo não cobertas de solo florestal (na mina Reichwalde) serviram para comparação. Estas parcelas de controlo não continham carvão ou apenas pequenas quantidades de carvão em pó.,
a ordem da actividade da fosfatase alcalina em espólios amostrados em abril de 1996 foi a seguinte: parcela de controlo sem carvão< parcela de controlo contendo pequenas quantidades de carvão em pó< poplar parcela ≈ willow plot.verificou-se também que a actividade da fosfatase alcalina é um parâmetro incomparavelmente mais sensível para a caracterização dos despojos do que a biomassa microbiana, uma vez que a biomassa microbiana na camada mineral de 0-10 cm, relativamente activa, da fosfatase, das parcelas de choupo e salgueiro não foi mensurável, sendo muito pequena.