Zastoupení nízkomolekulárních organických kyselin v lesních půdách

Veronika Šabková

Master's thesis

The content of low molecular mass organic acids in forest soils

Abstract:

Při zkoumání půd menších oblastí, kterými jsou Krkonoše, je nutno brát v potaz jejich specifika geografická a pedologická. Převládajícím geologickým podložím Krkonoš je krystalinikum, které zapříčiňuje poměrnou kyselost a minerální chudost půdy. V zájmové oblasti je možno rozeznávat diverzitu půd obzvláště v závislosti na druhu mateční horniny. Vzhledem k nadmořské výšce 1000 m n. m. lze určit specifické klimatické podmínky a odpovídající vegetaci s dominancí smrkového porostu. Cílem diplomové práce bylo vybrat a stanovit obsahy hlavních nízkomolekulárních organických kyselin v lesních půdách s rozdílným půdomatečným substrátem. Vzorky ze šesti půdních sond byly odebrány ke konci května 2011 na Horní Malé Úpě v Krkonoších v chráněné zóně KRNAP. Místa odběru byla stanovena na základě známé geologické mapy podloží. Byly vzorkovány celé půdní profily na hornině pararula a erlán. U všech odebraných vzorků z půdních horizontů R bylo pomocí práškové rentgenové difrakce zjištěno mineralogické složení. U 40 odebraných vzorků byly stanoveny základní půdní vlastnosti - kationtová výměnná kapacita, aktivní pH, obsah bazických kationtů, rozpuštěného organického uhlíku, anorganických aniontů a nízkomolekulárních organických kyselin. Výsledky ukázaly, že půda na mateční hornině pararule vykazovala kyselejší pHH2O, nižší koncentrace DOC, anorganických aniontů a nízkomolekulárních organických kyselin a v neposlední řadě horší sorpční vlastnosti. Přestože obě mateční horniny měly velmi podobné mineralogické složení, vykazovala hornina erlán celkově lepší půdní vlastnosti (např. pH a obsah živin) což může být způsobeno přítomností minerálu laumontitu (CaAl2Si4O12 . 4H2O) a zvětráváním uhličitanů, které erlán obsahuje. Laumontit dokáže v půdě zvyšovat sorpční komplex, a má tím tedy pozitivní vliv na půdní prostředí. V celém půdním profilu byly detekovány anionty kyseliny mléčné, šťavelové, mravenčí a octové, některé se objevovaly jen v organických horizontech (citronová, propionová, máselná, chinová, jablečná, fumarová, pyrohroznová, valerová).

Abstract:

When examining the soil of smaller area like the Krkonoše Mountains it is necessary to take into account their geographical and soil specifics. The predominant bedrock of Krkonoše Mountains is Crystalline which causes the relative acidity and soil poor in minerals. In the region of interest the diversity of soils can be recognized especially depending on the type of the parent rock. Due to the altitude of 1000 m above sea level, specific climatic conditions and corresponding vegetation - majority of spruce stand - is determined. The aim of the thesis was to select and determine contents of the main low molecular mass organic acids in forest soils with different parent rock substrate. Samples from six soil pits were harvested in the village of Horní Malá Úpa in Krkonoše Mountains within protected zone of the national park in late May of 2011. The sampling sites determination was based on known geological maps of bedrock. The whole soil profiles on rocks paragneiss and erlan were sampled. For all collected samples in the R soil horizon the mineralogical composition was verified by powder X-ray diffraction. From 40 collected samples the basic soil properties were determined: cation exchange capacity, active pH, base cations, dissolved organic carbon, inorganic anions and low molecular mass organic acids. The results demonstrate that the soil on the parent rock paragneiss has acidic pH H2O, lower concentrations of dissolved organic carbon, inorganic anions and low molecular mass organic acids, and last but not least, poorer sorption properties. Although both parent rocks have very similar mineralogical composition, rock erlan showed overall better soil properties (e.g., pH and content of nutrients), which may be caused by the presence of mineral laumontite (CaAl2Si4O12 . 4H2O) as well as by weathering of carbonates present in erlan parent rock. Laumontite can increase the soil sorption complex, and thus has a positive effect on the soil. In the whole soil profile anions of lactic acid, oxalic, formic and acetic acids were detected, some appeared only in organic horizons (citric acid, propionic acid, butyric acid, quinic acid, malic acid, fumaric acid, pyruvic acid, valeric acid).

Keywords

nízkomolekulární organické kyseliny, lesní půdy, mateční hornina, vegetační pokryv

Keywords

low molecular mass organic acids, vegetation cover, bedrock, forest soils

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 4. 2017

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Václav Tejnecký, Ph.D.
• Reader: Přemysl Fiala, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Care of Biosphere / Sustainable Biosphere Development