Influence of the root layer on the content of cadmium and lead in soils and vegetable plants in regions with diverse anthropogenic impact

Celem pracy było określenie zawartości kadmu i ołowiu w warzywach uprawianych w ogródkach działkowych zlokalizowanych na terenach o zróżnicowanej intensywności antropopresji oraz zbadanie wpływu ryzosfery tych roślin (seler, burak ćwikłowy, marchew) na zawartość metali ciężkich i aktywność enzymatyczną gleb. Badaniami objęto ogródki działkowe zlokalizowane na obszarze Górnego Śląska (Bytom, Miasteczko Śląskie, Zabrze) i miast wschodniej Polski (Lublin, Stalowa Wola, Zamość). Obiektami badań były warzywa uprawiane w tych ogródkach (seler, burak ćwikłowy i marchew) oraz gleby strefy ryzosferowej i pozaryzosferowej tych roślin. Zawartość kadmu i ołowiu w analizowanych warzywach była ścisłe uzależniona od stopnia zanieczyszczenia gleb tymi metalami i gatunku rośliny. Spośród badanych warzyw seler gromadził największe ilości Cd i Pb. Przekroczenie dopuszczalnej normy zawartości Cd i Pb stwierdzono w próbkach warzyw pochodzących z obszaru Górnego Śląska. Istotny wpływ ryzosfery na pozytywne zmiany ekochemicznego stanu gleb stwierdzono wyłącznie w przypadku ogrodów działkowych z terenu miast wschodniej Polski. Brak efektu ryzosfery w glebach z obszaru Górnego Śląska wskazuje na zakłócenie równowagi biologicznej w tym środowisku.The dissertation aimed to determine the content of cadmium and lead in vegetables grown in allotments situated in regions with direrse anthropogenic impact as well as to examine the influence of the root layer of these plants (celery, red beet, car-rot) on the content of heavy metals and an enzymatic activity of soils. The research comprised the allotments located in the Upper Silesian region (Bytom, Miasteczko Śląskie, Zabrze) and in the towns in eastern Poland (Lublin, Stalowa Wola, Zamość). The objects of the research were vegetables grown in allotments (celery, red beet and carrot) and soils within and beyond the root layer of these plants. The content of cadmium and lead in the analyzed vegetables depended strictly on plant species and the extent to which the soils were polluted with these metals. Among the analyzed yegetables, the highest amounts of Cd and Pb were accumulated in the celery. The exceedance of the admissible limit for the content of Cd and Pb was observed in the vegetable samples from the Upper Silesian region. A significant influence of the root layer on the favourable changes of the ecochemical condition of the soils was observed only for the allotments situated in the towns of eastern Poland. The lack of the effect of the root layer in the soils in the Upper Silesian region indicates a disturbance in the biological equilibrium in this environment

Soil enzymes activity in the rhizosphere of the dandelion as an indicator of the ecochemical condition of urban soils

Mniszek lekarski (Taraxacum officinale Web.) zaliczany jest do najważniejszych ziół stosowanych w biomonitoringu środowiska przyrodniczego. Celem pracy było określenie wpływu ryzosfery mniszka lekarskiego na zawartość metali ciężkich i aktywność enzymatyczną gleb z terenów miejskich o różnym oddziaływaniu antropopresji. Badania prowadzono na terenie Górnego Śląska i miast wschodniej Polski. Próbki gleby ryzosferowej i pozaryzosferowej pobierano w strefach śródmiejskich oraz na obszarach peryferyjnych miast. Zawartość metali ciężkich i aktywność enzymów wykazywała duże zróżnicowanie w glebie strefy ryzosferowej i pozaryzosferowej, jak również w poszczególnych obiektach badawczych, jednak wyraźnie zależała od intensywności presji antropogenicznej. Obserwowana stymulacja aktywności enzymatycznej gleby w bezpośrednim sąsiedztwie korzeni mniszka wskazuje, że strefa ryzosferowa stanowi naturalny filtr czyszczący środowisko glebowe z zanieczyszczeń dopływających z obszarów miasta.The dandelion (Taraxacum officinale Web.) is rated among the most important herbs used to biomonitor the natural environment. The paper was aimed at determining the impact of the dandelion's rhizosphere on the heavy metal content and the enzymatic activity of soils in urban lands with different anthropopressure impacts. The research was carried out in the Upper Silesia region and in towns of eastern Poland. Samples of rhizosphere and non-rhizosphere soils were collected in central sectors of the towns and in suburbia. The heavy metal content and the enzymatic activity showed a considerable differentiation in both rhizosphere and non-rhizosphere soils; however, they were distinctly related to the anthropogenic pressure intensity. The observed enzymatic activity stimulation of soil in the direct vicinity of the dandelion's roots indicates that the rhizosphere zone is a natural filter cleaning the soil environment from impurities infiltrating from urban areas. Changes in the soil enzyme activity in the dandelion's rhizosphere zone allow the assessment of the environmental hazards resulting from the presence of heavy metals in urban soils

The mineral nitrogen content in the soil of an apple orchard in relation to the soil treatment applied

Przeprowadzono trzyletnie badania (2000–2002) w młodym sadzie jabłoniowym, założonym w roku 1997 na glebie płowej typowej. W badaniach uwzględniono następujące metody pielęgnacji gleby w rzędach drzew: ugór herbicydowy utrzymywany za pomocą glifosatu; ściółkowanie czarną folią polietylenową; ściółkowanie słomą pszenną warstwą o grubości około 15 cm i ugór mechaniczny utrzymywany za pomocą ręcznego gracowania. Celem przeprowadzonych badań była ocena wpływu różnych metod pielęgnacji gleby w młodym sadzie jabłoniowym na zawartość mineralnych form azotu N-NH₄⁺ i N-NO₃⁻ w glebie. Wykazano, że sposób utrzymania gleby był decydującym czynnikiem kształtującym zawartość mineralnych form azotu w glebie. Gleba utrzymywana w ugorach herbicydowym i mechanicznym zawierała istotnie więcej N-NH₄⁺ i N-NO₃⁻ niż gleba przykryta ściółkami. O zawartości mineralnych form azotu w glebie decydowały w dużej mierze reakcje biochemiczne katalizowane przez enzymy.A three-year research study (2000–2002) was carried out in a young apple orchard originally founded on typical podzolic soil in 1997. The following methods for treating the soil among the rows of trees were considered: herbicide fallow maintained with glifosat; mulching with black polyethylene foil; mulching with a layer of wheat straw with a thickness of about 15 cm and mechanical fallow maintained by means of mechanical hoeing. The aim of the study was to evaluate the influence of the various methods applied in treating the soil in the young apple orchard on the content of the mineral nitrogen forms, i.e. N-NH₄⁺ and N-NO₃⁻ within the soil various methods of soil treatment applied in the young apple orchard on the content of mineral nitrogen forms, i.e. N-NH₄⁺ and N-NO₃⁻ in the soil. It was shown that the method of treating the soil was a decisive factor in influencing the content of the mineral nitrogen forms in the soil. The soil maintained as herbicidal or mechanical fallow contained significantly more N-NH₄⁺ and N-NO₃⁻ than did the soil covered with the mulch. The biochemical reactions catalysed by enzymes were, to a high extent, decisive for the content of the mineral nitrogen forms in the soil

Aktywność enzymów glebowych w ryzosferze sosny zwyczajnej jako wskaźnik jakości zalesionych gleb porolnych

The purpose of this paper is the assessment of the influence of rhizosphere on the enzymatic activity of formerly arable soils afforested with Scots Pine (Pinus sylvestris L.). A comparison was made between the enzyme activity of formerly arable soils under 15-year-old and 51-year-old stands, and the enzyme activity of forest soils under 4-year-old cultivation and 104-year-old stands. It has been shown that the rhizosphere in formerly arable soils has considerable influence on the increase of enzyme activity cata-lysing the most important processes of organic substance change.Celem pracy jest ocena wpływu ryzosfery na aktywność enzymatyczną gleb porolnych zalesionych sosną zwyczajną (Pinus sylvestris L.). W pracy porównywano aktywność enzymów gleb porolnych pod drzewostanami 15-letnimi oraz 51-letnimi z aktywnością enzymów gleb leśnych pod 4-letnią uprawą i pod drzewostanami 104-letnimi. Wykazano, że w glebach porolnych ryzosfera w istotny sposób wpływa na wzrost aktywności enzymów katalizujących najważniejsze procesy przemiany substancji organicznej

Sorption properties and enzymatic activity of municipal park soils in regions of varying impact of anthropologic pressure

Badaniami objęto gleby 12 ogrodów parkowych usytuowanych w strefie podmiejskiej oraz w centrach miast, na terenach o podobnych warunkach fizjograficznych, lecz będących pod bezpośrednią presją skażeń antropogenicznych. Prace badawcze prowadzono w granicach administracyjnych następujących miast: Kraków, Lublin, Miasteczko Śląskie, Szczecin, Zabrze, Zamość. Właściwości sorpcyjne i poziom aktywności enzymatycznej gleb badanych ogrodów parkowych wahał się w szerokich granicach, jednak wyraźnie zależał od ich lokalizacji. W glebach ogrodów usytuowanych w strefach podmiejskich wartości pojemności sorpcyjnej i stopnia wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami były kilkakrotnie niższe, natomiast aktywność badanych enzymów (dehydrogenaz, fosfatazy kwaśnej, fosfatazy alkalicznej, ureazy i proteazy) była kilkakrotnie większa niż w glebach położonych w centrach miast, co świadczy o zróżnicowaniu układów ekologicznych na terenach zurbanizowanych w części centralnej i peryferyjnej.Experiments were carried out on soils derived from 12 park gardens situated in suburban zones or in city centres in areas of similar physiographic conditions exposed to direct anthropogenic influence. Investigations were performed within administrative boundaries of the following towns and cities: Kraków, Lublin, Miasteczko Śląskie, Szczecin, Zabrze and Zamość. Soil sorption properties and levels of enzymatic activities in the examined park gardens fluctuated widely and distinctly depended on their location. In soils of park gardens situated in suburban areas, values of sorption capacity and level of saturation of sorption complexes with bases were several times lower, whereas the activity of the examined enzymes (dehydrogenase, acid phosphatase, alkaline phosphatase, urease and protease) was several times higher in comparison with the soils situated in town centres indicating a differentiation in the ecological systems in central and suburban city areas

Biochemiczne i chemiczne wskaźniki przeobrażeń gleb na terenie ferm gęsi w latach 1998–2011

The paper presents characterisation of the eco-chemical condition and potential threats to soils of goose farms on the basis of recent monitoring of a 15-year measuring cycle. It was demonstrated that the observed soil enzymatic inactivation progressing with years of investigations on the examined farms was significantly associated with a very high content of mineral nitrogen and available forms of phosphorus. A distinct tendency towards increased content of heavy metals in soils derived from these farms as well as in their direct neighbourhood observed with the passage of time poses a serious hazard to the environment.W pracy przedstawiono charakterystykę ekochemicznego stanu i potencjału zagrożenia gleb na terenie ferm gęsi, na podstawie monitoringu obejmującego dotychczasowy, 15-letni cykl pomiarowy. Wykazano, że postępująca z upływem lat badań inaktywacja enzymatyczna gleb na fermach wiązała się istotnie z bardzo wysoką zawartością azotu mineralnego i przyswajalnych form fosforu. Obserwowana z upływem czasu wyraźna tendencja do wzrostu zawartości metali ciężkich w glebach na fermach i w ich bezpośrednim sąsiedztwie stanowi poważne zagrożenie dla środowiska

The impact of agrotechnical operations on the functioning of agricultural landscape

W pracy zbadano wpływ zadrzewień śródpolnych na strukturę i funkcjonowanie krajobrazu rolniczego na podstawie określenia aktywności wybranych enzymów glebowych: dehydrogenaz, fosfataz, ureazy i proteazy. Badania prowadzono na glebie płowej typowej (Haplic Luvisol) w rejonie trzech odcinków zadrzewień rzędowych z robinii akacjowej (Robinia pseudacacia L.) zlokalizowanych w obrębie jednego pola, na którym uprawiano pszenicę ozimą. Zadrzewienia śródpolne w istotny sposób stymulowały aktywność enzymatyczną badanej gleby, co wskazuje na ich korzystny wpływ na zasobowo-użytkowy potencjał krajobrazu (substancjonalny, magazynowy, transportowy).The paper examines the impact of tree plantings in fields on the structure and functioning of farm landscape on the basis of determining the activity of selected soil enzymes: dehydrogenases, phosphatases, urease and protease. The research was carried out for typical fawn soil (Haplic Luvisol) in the area of three sections of false acacia (Robinia pseudoacacia L.) line plantings, located within one field used for winter wheat growing. Tree plantings in fields significantly stimulate enzymatic activity of examined soil, which indicates their positive impact on resource-usable landscape potential (substantial, storage-, and carrying)