A talaj mikrobiális biomassza meghatározása fumigációs módszerekkel

Mikrobiális biomassza: a talaj szerves anyag tartalmának élő organizmusokból álló része meghatározó szerep a tápanyagok körforgásában fontos a szerepe a talaj képződésben, és stabilitásában meghatározása fontos lehet, mivel érzékeny indikátor a talaj nehézfém vagy peszticid szennyezésére

Fumigációs eljárások Lényege: A fumigálószert (kloroform) a talajhoz adva, majd ezt eltávolítva CO 2 és NH 4 + szabadul föl. Ezen anyagok az elpusztult mikroorganizmusok bomlásából származnak. Összevetve a fumigált és a kontroll talajok dekompozíciós szintjeit ugyanabban az időszakban és azonos körülmények között, az eltérésük felhasználható a mikrobiális biomassza indirekt becsléséhez Előnyük, hogy a mérések eredményeként közvetlenül a biomassza C-, N- vagy más elem tartalmát kapjuk meg, szemben más biomassza becslő eljárásokkal, melyeknél bonyolult és nehezen kalibrálható átszámítási eljárások szükségesek

Fumigációs inkubációs módszer Előkészítés: 100 g homogenizált, rostált talajmintát nedvesítünk (víztartó képességnek 40%-ára) Két részre osztjuk, kontroll mintára, valamint fumigálásra szánt részre A mintákat ezután fény kizárásával előinkubáljuk 7-10 napig, 25 °C-os hőmérsékleten

Fumigálás: Deszikkátorba helyezzük a fumigálásra szánt mintát, valamint főzőpohárban 25 ml etanol mentes kloroformot ( CHCl 3 ) A készüléket a kloroform 2 perces forrásáig működtetjük A mintát 24 órán keresztül 25 ⁰C-on állni hagyjuk anélkül, hogy felnyitnánk a készüléket A fumigáció után a mintában visszamaradt kloroformot ekszikkátorban történő hatszori vákumozással távolítjuk el.

Inkubálás Mind a kontroll, mind a fumigált mintákat lemérjük, és amennyiben szükséges újra nedvesítjük (víztartó képességük körülbelül 50%-ára) A mintákat zárható edényekbe helyezzük, amelyekbe a minta mellé főzőpohárban 20ml 1 M-os NaOH oldatot rakunk. Három további edénybe nem rakunk talajmintát (kontroll). A későbbiekben ezekben az oldatokban abszorbeálódott CO 2 mennyiséget határozzuk meg titrimetriásan A lezárt edényeket szobahőmérsékleten 10 napig inkubáljuk Az inkubálási idő letelte után a mintákat 200ml 2M-os KCl oldattal extraháljuk, majd szűrjük. 10 napos inkubáció során a mineralizált C- és N- mennyiséget a CO 2 termelés, ill. az NH 4 -N felszabadulás alapján határozzuk meg.

Nehézségek a módszer alkalmazásában pH < 5 talajoknál probléma jelentkezhet, ugyanis kis pH esetén az elpusztult mikroorganizmusok mineralizációja lassan megy végbe, ez a C meghatározásánál jelenthet gondokat Nagyobb mennyiségű növényi maradvány vagy más szerves anyag jelenléte a talajban. Ilyen esetben túlságosan alacsony, esetleg negatív biomassza eredmény adódhat, mivel a nem mikrobiális eredetű szerves anyag intenzív mineralizációja elfedheti a mikrobiális eredetűét Meszes talajoknál hibák jelentkezhetnek a bikarbonátok bomlása miatt Az inkubációs módszerrel kapcsolatos problémák miatt alkalmazása az 1990-es évektől kezdett háttérbe szorulni, és helyét egyre inkább a fumigációs extrakciós módszer vette át

A fumigációs extrakciós módszer Az eljárás legnagyobbrészt megegyezik a fumigációs inkubációs módszerével A módszer lényege, hogy a kloroform fumigációt követően itt 0,5 M-os K 2 SO 4 oldattal extraháljuk ki a talaj szervesanyag tartalmát. A kálium-szulfáttal extrahálható szerves C- tartalmat hagyományosan tömény kénsavas foszforsavas (2:1) kálium-bikromátos oxidációval, majd Mohr-sóoldattal történő redox visszatitrálással állapítjuk meg.

A fumigációs extrakciós módszer előnye: nem kell kivárni a 10 napos inkubációt, hanem a fumigációt követően azonnal lehet mérni, a savas, könnyen lebomló szerves anyagokat nagy mennyiségben tartalmazó vízzel átitatott és gyökerekkel átszőtt talajok esetén is alkalmazható.

A módszer nem alkalmas a biomassza meghatározáshoz nedves, nagy szerves anyag- tartalmú talajoknál, mivel a kloroform kismértékű vízoldékonysága miatt hatását nem fejti ki megfelelően. Míg savas talajoknál a biomassza C meghatározása inkubációs módszerrel problematikus, addig a biomassza N az inkubációs és extrakciós módszerrel egyaránt jól megegyező eredményt ad

Források: Alef K. and Nannipieri P. (Editors): Methods in Applied Soil Microbiology and Biochemistry, Academic Press Limited, London, 1995, R. Joergensen: The fumigation extraction/incubation method (Chapter 8.) Szili-Kovács Tibor és Tóth János Attila: A talaj mikrobiális biomassza meghatározása kloroform fumigációs módszerrel (Agrokémia és Talajtan 55.)