KULCZYCKI G., PLĄSKOWSKA E., MATKOWSKI K

KULCZYCKI G., PLĄSKOWSKA E., MATKOWSKI K

ZESZYTY PROBLEMOWE POSTĘPÓW NAUK ROLNICZYCH 2007 z. 520: 525-530
WPŁYW NAWOśENIA SIARKĄ SIARCZANOWĄ
I ELEMENTARNĄ NA LICZEBNOŚĆ I SKŁAD
GATUNKOWY ZBIOROWISK GRZYBÓW W GLEBIE
Grzegorz Kulczycki 1, ElŜbieta Pląskowska 2, Krzysztof Matkowski 2,
Ewa Moszczyńska 2
1
2
Katedra śywienia Roślin, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Katedra Ochrony Roślin, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Wstęp
W ostatnich latach emisja siarki do atmosfery wyraźnie zmalała i stąd w uprawie
wielu roślin obserwuje są objawy jej niedoboru. Siarki brakuje nie tylko na glebach
lekkich, ale równieŜ na glebach cięŜkich, gdzie prowadzona jest intensywna produkcja
rolnicza. Spośród roślin uprawnych największe zapotrzebowanie na siarkę wykazuje
rzepak oraz inne rośliny krzyŜowe, np. gorczyca biała [PODLEŚNA 2003].
W nawoŜeniu roślin jako źródło siarki najczęściej wykorzystuje się nawozy
zawierające formę siarczanową (SO4-2). Przy stosowaniu siarki elementarnej (S0), jako
nawozu w glebie zachodzą najpierw procesy biologicznego jej utlenienia do formy
siarczanowej, dostępnej dla roślin [WEN i in. 2001].
Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu nawoŜenia siarką
siarczanową i elementarną na liczebność i skład gatunkowy zbiorowisk grzybów
w glebie.
Materiał i metodyka
Doświadczenie przeprowadzono w wazonach o pojemności 5 kg w Hali
Wegetacyjnej Katedry śywienia Roślin Akademii Rolniczej we Wrocławiu. PodłoŜem
uŜytym w doświadczeniu była gleba o składzie granulometrycznym gliny lekkiej.
Rośliną uprawianą była gorczyca biała. Gorczycę nawoŜono siarką w dawce 0,5 g (S1) i
1,5 g (S2) na wazon w formie siarki siarczanowej i elementarnej. Siarkę siarczanową
stosowano przedsiewnie w postaci siarczanu wapnia, a elementarną w postaci nawozu
Wigor S. Nawóz ten zawierał 90% siarki elementarnej i 10% bentonitu. Bentonit w
nawozie dzięki swoim właściwościom pęczniejącym w kontakcie z wodą ułatwia
rozdrobnienie siarki. Obiektami kontrolnymi była gleba bez roślin oraz gleba z
gorczycą, bez nawoŜenia siarką. Doświadczenie prowadzono w czterech powtórzeniach.
W materiale glebowym oznaczono: skład granulometryczny metodą Casagrande´a w modyfikacji Prószyńskiego [SKOWROŃSKI i in. 1969], pH w 1 mol KCl⋅dm-3
potencjometrycznie [SKOWROŃSKI i in. 1969], siarkę ogółem metodą BUTTERSA i
CHENERYEGO [1959] utleniając organiczne związki siarki roztworem azotanu magnezu i
G. Kulczycki i inni
526
siarkę siarczanową (S-SO4) metodą BARDSLEYA i LANCASTERA [1960] ekstrahując glebę
buforem octanowym.
Izolację grzybów z gleby wykonano metodą MAŃKI [1974], pobierając z kaŜdego
wazonu, z głębokości około 15 cm, próbkę gleby. Glebę w ilości 1 g wymieszano ze
149 g sterylnego piasku i całość roztarto. Z uzyskanych mieszanin pobrano
mikroczerpakiem (o objętości 2⋅10-8 m3) jednakowe porcje (10 szalek na kaŜdy wazon),
które wysypano na szalki Petriego i zalano poŜywką Martina [MARTIN 1950].
Zbiór gorczycy przeprowadzono w fazie kwitnienia. Materiał roślinny mineralizowano na mokro i oznaczono w nim azot ogółem metoda Kjeldahla [KAMIŃSKA i
in. 1972] i siarkę ogółem oznaczono metodą BUTTERSA i CHENERYEGO [1959]. Siarkę w
analizowanych materiale roślinnym i glebowym oznaczono metodą nefelometryczną.
Wyniki i dyskusja
NawoŜenie siarką w formie siarczanowej i elementarnej w dawce S1 nie wpłynęło
na wielkość plonu gorczycy (tab. 1). Większa dawka siarki S2 zastosowana zarówno w
formie siarczanowej i elementarnej wpłynęła na obniŜenie wielkości plonu rośliny
testowej. GOŹLIŃSKI [1970] na glebie bardzo lekkiej stwierdził istotny wpływ nawoŜenia
siarką siarczanową na plon nasion i słomy gorczycy w powiązaniu z wyŜszymi
dawkami azotu.
Tabela 1; Table 1
Wpływ nawoŜenia róŜnymi formami i dawkami siarki na plon
i pobranie S i N przez gorczycę
Effect of fertilization with different kind and dose of sulphur on yield and S
and N uptake by the mustard
I czynnik - II czynnik Plon
dawka
forma siarki
g s.m.
siarki
II factor - form z wazonu
I factor of sulphur
Yields
dose of
g DM per
sulphur
pot
0 - bez siarki
0 - whitout sulphur
S1
S2
Zawartość azotu ogólnego i siarki całkowitej
(g⋅kg-1 s.m.)
Total nitrogen and
total sulphur contents
(g⋅kg-1 DM)
Pobranie azotu i siarki oraz stosunek
tych pierwiastków w gorczycy
(mg⋅wazon-1); Nitrogen and sulphur
uptake, ratio of these elements in mustard (mg⋅pot-1)
N
S
N
S
N:S
36,3
30,0
5,4
1089
196
5,6
S1
S2
S-SO4
(CaSO4⋅2H2O)
36,3
35,3
32,6
32,5
8,4
8,8
1183
1147
305
311
3,9
3,7
S1
S2
S-elementarna
S-elementary
36,1
35,5
34,3
32,8
6,9
8,3
1238
1164
249
245
5,0
4,0
0,1 g S⋅kg-1 gleby; soil
0,3 g S⋅kg-1 gleby; soil
Zawartość oraz pobranie siarki przez gorczycę (tab. 1) wzrastało w porównaniu
do roślin uprawianych na obiekcie kontrolnym. Gorczyca nawoŜona siarką siarczanową
pobierała więcej siarki jonowej w porównaniu do odŜywianej siarką elementarną.
Stosunek N : S w gorczycy nawoŜonej siarką uległ zawęŜeniu. STARZYŃSKI i in. [1974]
stwierdzają, Ŝe stosunek N : S moŜe być wskaźnikiem zaopatrzenia roślin w siarkę, gdy
działanie azotu jest ograniczone przez siarkę.
W glebach na obiektach nawoŜonych siarką elementarną stwierdzono znacznie
wyŜsze zawartości siarczanów, niŜ po zastosowaniu formy jonowej (tab. 2). Pod
wpływem zastosowanej siarki zarówno w formie siarczanowej i elementarnej obniŜeniu
WPŁYW NAWOśENIA SIARKĄ SIARCZANOWĄ I ELEMENTARNĄ ...
527
ulegał równieŜ odczyn gleby. KRÓL i in. [1986] podają, Ŝe wprowadzenie siarki
elementarnej do gleby powoduje wzrost jej zakwaszenia.
Tabela 2; Table 2
Odczyn gleby oraz zawartości siarki ogólnej i siarczanowej w glebie
po zakończeniu doświadczenia
Soil reaction and content of total sulphur and sulphate sulphur in soil
after completing the experiment
I czynnik - dawka siarki
I factor - doses of sulphur
II czynnik - forma siarki
II factor - form of sulphur
pH
1 mol
KCl⋅dm-3
S ogólna
Total S
S-SO4
(mg⋅kg-1 gleby; mg⋅kg-1 soil)
0 - obiekt kontrolny
control object
6,0
270
13,8
S1
S2
S-SO4
(CaSO4⋅2H2O)
5,9
5,7
352
517
14,9
32,8
S1
S2
S-elementarna
S-elementary
5,8
5,6
320
458
38,9
67,7
S1, S2 objaśnienia jak w tab. 1; explanations see Table 1
S1, S2 objaśnienia jak w tab. 1; explanations see Table 1
Rys. 1.Grzyby wyizolowane z gleby nawoŜonej róŜnymi dawkami siarki siarczanowej
i elementarnej
Fig. 1.
Fungi isolated from soil fertilized with different doses of sulphate and elementary
sulphur
Gleby nawoŜone róŜnymi dawkami siarki siarczanowej i elementarnej róŜniły się
między sobą liczebnością i składem gatunkowym grzybów (rys. 1). W glebie nawoŜonej
siarczanem wapnia (obydwie dawki), na której uprawiano gorczycę, stwierdzono
wyraźny spadek liczebności grzybów w stosunku do pozostałych wariantów
doświadczenia, za wyjątkiem gleby kontrolnej (bez roślin i bez dodatku siarki).
Zmniejszyła się równieŜ liczba wyosobnianych gatunków. Siarczany występujące w
podłoŜu są najczęstszym źródłem siarki dla grzybów. Negatywny wpływ formy jonowej
(SO4-2), łatwo przyswajalnej dla grzybów, mógł być spowodowany nadmierną
akumulacją tego pierwiastka w strzępkach grzybni lub teŜ toksycznym oddziaływaniem
siarki na grzybnię przy jednorazowym wprowadzeniu tej formy siarki do gleby
[WAINWRIGHT, KILHAM 1980].
528
G. Kulczycki i inni
Siarka w formie elementarnej, w obydwu badanych dawkach nie powodowała
zuboŜenia gleby w grzyby. WEN i in. [2001] podają, Ŝe na proces przekształcenia S0 do
SO4-2 wpływa wiele czynników, między innymi wielkość i aktywność populacji
mikroorganizmów w glebie, stopień rozdrobnienia siarki, temperatura i wilgotność
gleby. Stosowanie nawozów z siarką elementarną przyczyniło się do powolnego
uwalniania siarczanów, a tym samym do bezpiecznego pobierania siarki przez strzępki
grzybni. Obecność gorczycy, w porównaniu do kontroli (bez tej rośliny), sprzyjała
rozwojowi grzybów w glebie.
We wszystkich badanych glebach dominowały grzyby z rodzajów: Penicillium,
Fusarium, Alternaria, Trichoderma oraz z rodziny Mucoraceae. Gleba bez gorczycy
wykazywała dwukrotnie większą liczbę Penicillium spp. w porównaniu do gleby z tą
rośliną. W glebie z gorczycą spadła ich liczebność, a wzrosła Fusarium spp. i
Trichoderma spp. NawoŜenie niŜszą dawką siarczanu wapnia zmniejszyło procentowy
udział Penicillium spp. na korzyść grzybów z rodzaju Fusarium, Trichoderma oraz
rodziny Mucoraceae. Siarczan wapnia w wyŜszym stęŜeniu ograniczał rozwój
Fusarium spp. i sprzyjał rozwojowi antagonistycznych w stosunku do tych patogenów,
gatunków z rodzaju Trichoderma spp. Takiej zaleŜności nie obserwowano w wazonach
nawoŜonych siarką elementarną.
Wnioski
1.
NawoŜenie siarką siarczanową ograniczało liczebność grzybów w glebie,
natomiast siarka elementarna sprzyjała ich rozwojowi.
2.
NiŜsza dawka siarki siarczanowej wpływała na zmniejszenie liczebności Penicillium spp., a sprzyjała Fusarium spp. oraz gatunkom z rodziny Mucoraceae.
3.
W glebach nawoŜonych siarką elementarną stwierdzono znacznie wyŜsze
zawartości siarczanów, niŜ po zastosowaniu formy jonowej.
4.
NawoŜenie siarką siarczanową i elementarną w dawce S1 (0,1 g⋅kg-1 gleby) nie
wpłynęło na wielkość plonu gorczycy. Dawka większa S2 (0,3 g⋅kg-1 gleby)
spowodowała obniŜenie plonu tej rośliny.
Literatura
BARDSLEY C.E., LANCASTER J.D. 1960. Determination of reserve sulphur and soluble
sulphate in soils. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 24: 265-268.
BUTTERS B., CHENERY E.M. 1959. A rapid method for determination of the total sulphur
in soils and plants. Analist. 84: 239–245.
-2
GOŹLIŃSKI H. 1970. Działanie nawozowe siarki (SO4 ) przy róŜnych poziomach nawoŜenia roślin azotem. Część II. Badania nad peluszką, bobem, koniczyną, gorczycą i
ziemniakami. Rocz. Nauk Rol. Ser. A 97(1): 95-111.
KAMIŃSKA W., KARDASZ T., STRAHL A., BUŁKA T., WALCZAK K. 1972. Metody badań
laboratoryjnych w stacjach chemiczno-rolniczych. Cz. II. Badania materiału roślinnego. Wyd. IUNG (R 44), Puławy: 97 ss.
KRÓL M., KOBUS J., MAZIARCZYK B. 1986. Zmiany biologiczne i chemiczne zachodzące w
róŜnych glebach pod wpływem stosowania siarki elementarnej. Pam. Puł. – Prace IUNG
88: 39-55.
MAŃKA K. 1974. Zbiorowiska grzybów jako kryterium oceny wpływu środowiska na
choroby roślin. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 160: 9-23.
WPŁYW NAWOśENIA SIARKĄ SIARCZANOWĄ I ELEMENTARNĄ ...
529
MARTIN J.P. 1950. Use of rose bengal, and streptomycin in the plate method of aestimating soil fungi. Soil Sci. 96: 215-232.
PODLEŚNA A. 2003. Wstępna ocena potrzeb nawoŜenia siarką rzepaku ozimego. Rośliny
Oleiste 24(2): 641-549.
SKOWROŃSKI S., ANDRUSZCZAK E., KARDASZ T., KAMIŃSKA W., STRAHL A. 1969. Metody
badań laboratoryjnych w stacjach chemiczno-rolniczych. Cz. I. Badania gleby. Wyd.
PWRiL, Wrocław: 100 ss.
STARZYŃSKI K., STERNIK J., KURKUS E. 1974. Próba oceny poziomu zaopatrzenia w siarkę
niektórych roślin uprawnych na podstawie procentowej zawartości S i stosunku N : S w
plonach. Zesz. Nauk. AR w Warszawie, Roln. 15: 73-88.
WAINWRIGHT M., KILHAM K. 1980. Sulphur oxidation by Fusarium solani. Soil Biol.
Biochem. 12: 555-558.
WEN G., SCHOENAU J.J., YAMAMOTO T., INOUE M. 2001. A model of oxidation of an
elemental sulfur fertilizer in soil. Soil Sci. 166: 607-613.
Słowa kluczowe:
grzyby glebowe, siarka, nawoŜenie
Streszczenie
W doświadczeniu wazonowym badano wpływ nawoŜenia siarką siarczanową i
elementarną na liczebność i skład gatunkowy zbiorowisk grzybów w glebie. Rośliną
uprawianą była gorczyca biała. Gorczycę nawoŜono siarką siarczanową i elementarną w
dawce S1 (0,1 g⋅kg-1 gleby) i S2 (0,3 g⋅kg-1 gleby). Siarkę siarczanową stosowano
przedsiewnie w postaci siarczanu wapnia, a elementarną w postaci nawozu Wigor S.
Nawóz ten zawierał 90% siarki elementarnej i 10% bentonitu. Obiektami kontrolnymi
była gleba bez roślin oraz gleba z gorczycą, bez nawoŜenia siarką. NawoŜenie siarką
siarczanową i elementarną w dawce S1 (0,1 g⋅kg-1 gleby) nie wpłynęło na wielkość
plonu gorczycy, dawka większa S2 (0,3 g⋅kg-1 gleby) spowodowała obniŜenie plonu tej
rośliny. W glebach nawoŜonych siarką elementarną stwierdzono znacznie wyŜsze
zawartości siarczanów, niŜ po zastosowaniu formy jonowej. NawoŜenie siarką
siarczanową ograniczało liczebność grzybów w glebie, natomiast elementarną sprzyjało
ich rozwojowi. NiŜsza dawka siarki siarczanowej wpływała na zmniejszenie liczebności
Penicillium spp., a sprzyja Fusarium spp. oraz gatunkom z rodziny Mucoraceae.
INFLUENCE OF SULPHUR SULPHATE AND ELEMENTARY SULPHUR
FERTILIZATION ON THE QUANTITY AND SPECIFIC
COMPOSITION OF FUNGI COMMUNITIES IN THE SOIL
Grzegorz Kulczycki 1, ElŜbieta Pląskowska 2, Krzysztof Matkowski 2,
Ewa Moszczyńska 2
1
Department of Plant Nutrition,
University of Environmental and Life Sciences, Wrocław
2
Department of Plant Protection, Plant Pathology Division,
University of Environmental and Life Sciences, Wrocław
Key words:
soil fungi, sulphur, fertilization
530
G. Kulczycki i inni
Summary
In pot experiment the influence of sulphate and elementary sulphur fertilization
on the quantity and species composition of soil fungi was investigated. White mustard
was an experimental plant and sulphate and elementary sulphur fertilization was applied
in doses S1 (0.1 g⋅kg-1 soil) and S2 (0.3 g⋅kg-1 soil). Sulphate sulphur was applied in
form of CaSO4 and elementary sulphur as the Wigor S-90 fertilizer, contained of 90%
elementary sulphur and 10% bentonite. The control objects were: soil without any
plants and soil with cultivated mustard without sulphur fertilization. Sulphate and
elementary sulphur fertilization at first dose S1 (0.1 g⋅kg-1 soil) did not affect the quantity of mustard yield, whereas the highest dose S2 (0.3 g⋅kg-1 soil) significantly reduced
the yield. In soil where elementary sulphur was applied higher content of sulphates was
found, than in the soil where sulphate form was applied. Sulphate sulphur fertilization
limited fungi number in soils, while elementary sulphur was conducive to fungi growth.
The lower dose of sulphate sulphur reduced the Penicillium spp. and increased the number of Fusarium spp. and species from Mucoraceae family.
Dr Grzegorz Kulczycki
Katedra śywienia Roślin
Uniwersytet Przyrodniczy
ul. Grunwaldzka 53
50-375 WROCŁAW
e-mail: [email protected]