Vývoj forem fosforu v půdní chronosekvenci ledovce Nordenskioldbreen (Svalbard)

Bc. Adel Allaberdina

Master's thesis

Development of phosphorus forms in soil chronosequence of Nordenskioldbreen glacier (Svalbard)

Abstract:

Výzkum v oblasti ekologie je v současné době velmi aktuální, obzvlášť témata globálního oteplování. Dopady klimatických změn na ekologické systémy jsou obrovské, jejich vliv způsobuje ztráty rozlohy ledovců v Arktidě. Pro optimální studium změn v krajině se využívají přirozené půdní chronosekvence. Fosfor je základním makrobiogenním prvkem přítomným ve všech živých organismech. P v půdě může být přítomen v různých podobách: volný nebo vázaný v organismech, organický a anorganický, rozpuštěný a nerozpuštěný. Tyto formy se navzájem dynamicky přeměňují, jejich poměr není stálý. Cílem dané práce je zjistit, jestli existuje určitá korelace mezi stářím půdy a vývojem forem fosforu v ní. V praktické části diplomové práce byla provedena frakcionace fosforu na základě Tiessen a Moir (1993) různými extrakčními činidly, byl stanoven pseudototální obsah vybraných prvků extrakcí lučavkou královskou. Pomocí metod McKeague a Day (1966), Courchesne a Turmel (2008) dle posouzení distribuce vybraných prvků (Al, Fe, Mn) v půdě byla rovněž provedena extrakce kyselým oxalátem a citrátem. Ukázalo se, že obsah oxalátových forem Al a Fe je vyšší než obsah citrátových forem. V případě Mn je situace byla odlišná.Obsah různých sloučenin fosforu ve 4 chronosekvenčních zónách ledovce Nordenskioldbreen na Špicberkách podle věku půdy (0-25, 25-44, 45-107, >107 let) byl stanoven metodou ICP-OES. Výsledky byly vyhodnoceny pomocí programu STATISTICA 12.Byla provedena frakcionace fosforu za použití postupné extrakce vzorku: extrakce s aniontovou membránou (stanovení P), extrakce s NaHCO3, extrakce s NaOH (OH-extrakce P), extrakce s HCl (HCl-extrakce P), a nejvíce fosforu bylo uvolněno při frakcionaci HCl-P. Důležitým nálezem bylo, že množství fosforu výrazně klesá s rostoucím věkem půdy. Nejmenší obsah fosforu byl stanoven v nejstarší zóně, což potvrzuje navrženou hypotézu, že půdní vlastnosti po ústupu ledovce Nordenskioldbreen se mění se stářím půdy a množství přístupného P klesá se stářím půdy. Co se tyče obsahu organickeho fosforu, jeho obsah taky byl výrazný při frakcionaci HCl.

Abstract:

Nowadays, ecological research is very actual, Particulary, global warming subject. Climatic changes impact on ecological systems are huge, its influence causes glacier losses in the Arctic. For the optimal study of landscape changes natural soil chronosequences are used.Phosphorus is a basic macronutrient present in all living organisms. Soil phosphorus can be present in different forms: free or bound, organic or inorganic, diluted or undiluted. These forms undergo mutual dynamic transformation, their relative rate is not constant. The goal of this study is to find out if there is a certain correlation between soil age and phosphorus forms development. Soil phosphorus was fractionated based on Tiessen a Moir (1993) in the experimental part of the diploma using different extractive reagents. The pseudototal content of chosen elements was determined with aqua regia extraction, also extraction with oxalic acid and citric acid was made according to distribution of chosen elements (Al, Fe, Mn). It was found that oxalate forms of Al and Fe dominated over citric forms. The situation in the case of Mn is different.The quantity of different phosphorus compounds was determined using ICP-OES in samples from 4 chronosequence zones of Nordenskioldbreen Svalbard glacier corresponding to soil age (0-25, 25-44, 45-107, >107 years). The results were calculated using STATISTICA 12 software.The phosphorus was fractionated using gradual sample extraction: extraction with anion membrane (P evaluation), extraction with NaHCO3, extraction with NaOH (OH-extraction of P), extraction with HCl (HCl-extraction P). The most quantity of phosphorus was released during HCl-extraction. The important discovery was the decrease of phosphorus with growing soil age. The smallest P quantity was found in the oldest zone which confirms the suggested hypothesis that soil properties after Nordenskioldbreen glacier retreat are changed and available P is decreased with growing soil age. Considering organic phosphorus content, it was also significant at HCl-fractionation.

Keywords

půdní chronosekvence, formy Fe, formy P, půdy vysoké Arktidy

Keywords

soil chronosequence, form of Fe, form of P, arctic soils

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 4. 2019

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Václav Tejnecký, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Rural Development and Agriculture / Development of Rural Areas