Vliv Aspergillus niger na dostupnost fosforu v půdě v závislosti na půdním typu

Bc. Rostislav Čermák

Master's thesis

Influence of Aspergillus niger on phosphorus availability in soil depending on soil type

Abstract:

Cílem práce bylo stanovit vliv mikroskopické vláknité houby Aspergillus niger na dostupnost fosforu v půdě a určit závislost tohoto procesu od půdního typu. Celkem bylo vybráno 6 půd z různých lokalit České republiky: 3 hnědozemě, 2 černozemě, a 1 kambizem. Tato houba byla naočkována do vybraných půd a vzorky se udržovaly v kultivačním boxu po dobu 12 týdnů. Po 6 a 12 týdnech bylo provedeno stanovení půdní reakce, obsah vodou mobilizovatelného fosforu, potenciálně dostupného fosforu metodou Mehlich III a kationtů Al3+, Fe3+ a Ca2+. U vzorků, kde byl kultivován A. niger, bylo naměřeno vyšší pH(H2O) oproti kontrole v 10 z 12 případů. Celkově byly tyto rozdíly relativně malé, u hnědozemí spíše <0,1, u černozemí <0,05 a u kambizemě <0,02. Množství vodou mobilizovatelného fosforu bylo v 8 z 12 případů zjištěno vyšší u použitého druhu houby než u kontroly. Ve většině případů šlo o zvýšení nebo výjimečně snížení do 0,5 mg.kg-1. Výjimkou byla hnědozem C, kde byl rozdíl v nárůstu o 1,7 mg.kg-1. Obsah potenciálně dostupného fosforu stanoveného metodou Mehlich III byl vyšší u námi kultivované houby oproti kontrole u většiny půd (9 z 12 případů). U černozemí byly naměřeny vyšší rozdíly v množství oproti hnědozemím a kambizemi. Pokud jsme ale porovnali procenta tohoto rozdílu, zaznamenáváme již menší rozdíly mezi typem půdy. Například největší nárůst měla černozem S o 10,7 mg.kg-1 v 6 týdnech kultivace a o 24,7 mg.kg-1 ve 12 týdnech. V porovnání s kambizem BR měla ve 12 týdnech o 3,4 mg.kg-1 a hnědozeměmi v průměru v 6 týdnech o 4,8 mg.kg-1. U černozemě S ve 12 týdnech tomu bylo téměř stejně procent (13,8 %), jako u kambizemě BR ve 12 týdnech (13,6 %), méně pak u hnědozemí v 6 týdnech v průměru (9,4 %). Byl ale zaznamenán i pokles, a to u dvou hnědozemí ve 12 týdnech v průměru přibližně o 4 mg.kg-1. Pozorovali jsme statisticky významné zvýšení Ca2+ u vzorků s A. niger v porovnání s kontrolou u hnědozemě V o 57 mg.kg-1 a černozemě BR o 85 mg.kg-1. Kambizem BR měla vyšší množství Al3+ u námi použitého druhu mikroskopické houby oproti kontrole o 7 mg.kg-1. U hnědozemí a černozemí jsme naměřili naopak nižší množství tohoto kationtu u vzorků s použitou houbou. Mikroskopická houba A. niger vykazovala schopnost ovlivňovat živiny, zejména mobilizovat fosfor ve všech vybraných typech půd, čímž ho potenciálně zpřístupnila ze sloučenin pro rostlinu dřív nedostupných.

Abstract:

The aim of this work was to determine the influence of the microscopic filamentous fungus Aspergillus niger on the availability of phosphorus in the soil and to determine the dependence of this process on the type of the soil. In total, 6 soils were chosen from different locations in the Czech Republic: 3 brown soil, 2 black soil, and 1 cambium. The fungus was inoculated into the selected soils and samples were maintained in the cultivation box for 12 weeks. After 6 and 12 weeks, a determination of the soil reaction was made, as well as the content of water-mobilized phosphorus, the potentially available phosphorus by the Mehlich III method and lastly Al3+, Fe3+ and Ca2+. In the samples where A. niger was cultivated, a higher pH(H2O) was measured compared to the control in 10 out of 12 cases. Overall, these differences were relatively small, <0.1 for brown soils, <0.05 for black soils and <0.02 for cambium. In 8 out of 12 cases, the amount of water-mobilizable phosphorus was found to be higher in the used fungus species than in the control. In most cases, it was an increase, exceptionally a decrease to 0.5 mg.kg-1 was noted. The exception was brown soil C, where the difference in the increase was 1.7 mg.kg-1. The content of potentially available phosphorus determined by the Mehlich III method was higher in our cultivated fungus than in the control in most soils (9 out of 12 cases). Higher differences in quantity compared to brown soils and cambium were measured. But if we compared the percentages of this difference, we already note smaller differences between the types of soil. For example, black soil S had the greatest increase by 10.7 mg.kg-1 in 6 weeks of cultivation and by 24.7 mg.kg-1 in 12 weeks. Compared to cambium BR, it had 3.4 mg.kg-1 in 12 weeks and brown soils in 6 weeks by 4.8 mg.kg-1. In black soil S at 12 weeks, it was almost the same percentage (13.8%) as in cambium BR at 12 weeks (13.6%), while it was less in brown soil at 6 weeks on average (9.4%). However, a decrease was also recorded, namely by approximately 4 mg.kg-1 in 12 weeks in two brown soils. We observed a statistically significant increase in Ca2+ in the samples with A. niger compared to the control in brown soil V by 57 mg.kg-1 and black soil BR by 85 mg.kg-1. Cambium BR had a higher amount of Al3+ in the species of microscopic fungus we used compared to the control by 7 mg.kg-1. On the other hand, we measured a lower amount of this cation in the brown soil and black soil in the samples with the sponge used. The microscopic fungus A. niger showed the ability to influence nutrients, especially to mobilize phosphorus in all selected soil types, thereby potentially making it available from compounds previously unavailable to the plant.

Keywords

Aspergillus niger, půda, fosfor, organické kyseliny, pH

Keywords

Aspergillus niger, soil, phosphorus, organic acids, pH

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 4. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Filip Polák, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Horticulture