Granulaty wytworzone z biowęgla, obornika i dodatków mineralnych inkubowano w glebie przez 100-dni przeprowadzone w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych, w celu wyjaśnienia dynamiki uwalniania azotu oraz buforujących właściwości chemicznych gleby. W glebie płowej (Luvisol) inkubowano osiem różnych granulatów wytworzonych z biowęgli, obornika drobiowego, gipsu, wapna oraz dodatków organicznych, zaprojektowanych tak, aby reprezentowały odmienne właściwości chemiczne. Wykazano iż, inkubacja granulatów zawierających wapno bądź gips wywołała wzrost pH gleby do 6,7, następnie wystąpił spadek wartości pH gleby, dla granulatów zawierających podłoże popieczarkowe i biowęgiel z pestek owoców wykazano niemal neutralną reakcję gleby (pH >6,0) pod koniec inkubacji. Inkubacja granulatów zawierających obornik i gips spowodowała przyrost przewodności elektrycznej z 102 do 1100-1180 µS cm-1 przez stopniowe uwalnianie jonów, bez ryzyka wystąpienia stresu solnego. Dla granulatów G1-G3 zmierzono stężenie jonu amonowego w glebie wynoszące blisko 250 mg N kg-1 (G1-G3), który następnie przekształcił się w formę azotanową, osiągając stężenie powyżej 200 mg N kg-1 w dniu 100 inkubacji. Tempo uwolnienia azotu Kjeldahla z granulatów było umiarkowane, na koniec inkubacji wykazano 62–92% początkowej zawartości. Uzyskane wyniki ujawniają dwufazową kinetykę przemian związków azotu: akumulację azotanów w glebie, a następnie przyrost stężenia azotanów wewnątrz granulatów, spowodowane dyfuzją tlenu i nitryfikacją zależną od pH. Połączenie biowęgla, gipsu i wapna umożliwia uzyskanie trzech synergicznych efektów buforujące: czasowego (opóźniona nitryfikacja), chemicznego (stabilizacja pH) i hydrojonowego (stopniowa ewolucja ECe). Wyniki te stanowią podstawę do projektowania granulatów nawozowych organiczno-mineralnych, które umożliwiają synchronizację uwalniania azotu z aktywnością mikroorganizmów glebowych jednocześnie minimalizując zakwaszenie i straty składników odżywczych.
Peruvian highland ecosystems cover approximately 22 million hectares and provide key ecosystem services that support human well-being and food security. Soil functioning in these ecosystems largely depends on the activity of microbial communities. This study evaluated the effects of Pseudomonas sp. and Bacillus sp. inoculation on soil chemical properties, aerial biomass production, and nutritional quality of Festuca dolichophylla, Jarava ichu and Cinnagrostis vicunarum. A field experiment was conducted at 4379 m a.s.l. in the central Peruvian highlands. Bacterial inoculation increased soil organic matter and nitrogen availability in plots dominated by J. ichu and F. dolichophylla inoculated with Bacillus sp., compared to non-inoculated controls. Higher soil phosphorus content was observed in C. vicunarum pastures inoculated with Pseudomonas sp. In terms of biomass production, significant increases were recorded in C. vicunarum under both bacterial inoculations and in F. dolichophylla associated with Bacillus sp., while J. ichu showed higher yields with Pseudomonas sp. In addition, bacterial inoculation improved forage nutritional quality, particularly total protein, calcium, and phosphorus contents in J. ichu, highlighting species-specific plant–microorganism interactions. Overall, the inoculation of beneficial bacteria represents a promising and environmentally sustainable strategy to improve soil quality, forage productivity, and nutritional value in native highland grasslands, contributing to more resilient rangeland systems and the conservation of ecosystem services.
Soils in the Botevgrad Valley, Western Bulgaria, have been exposed to long-term anthropogenic pressure arising from industrial emissions of the Kremikovtsi metallurgical complex, intensive agriculture, and expanding urbanisation. These drivers have contributed to the accumulation of heavy metals and the alteration of soil fertility, raising concerns about the long-term ecological stability of the valley ecosystem. Despite the significance of the region, information on the microbiological and enzymatic characteristics of these soils as sensitive bioindicators remains limited. The present study aimed to examine how key physicochemical factors influence these enzymes and to evaluate their potential for assessing soil quality and resilience under anthropogenic impact. Representative soil samples were taken following a spatial grid covering agricultural, forest, and semi-urban sites, with agricultural soil dominating. Basic soil parameters (pH, humus, moisture, nutrients) and trace elements (Pb, Mn, Cu, Fe, Zn, Cd) were determined, while microbial composition and the activities of cellulase and catalase were analysed by conventional microbiological and enzymatic methods. Correlation and multiple regression analyses were applied to identify the main dependencies and independent predictors. Lead concentrations exceeded the permissible levels at two sites, while cadmium and copper were elevated at one. Cellulase activity was generally high, indicating active microbial decomposition, and correlated positively with soil moisture, total nitrogen, potassium, and microbial abundance, whereas Pb and Mn exerted pronounced inhibitory effects. Catalase activity reached maximum values in the Eutric Fluvisols and minimum values in the Pb- and Cu-enriched Skeletic Phaeozems. It correlated positively with iron, humus, and available phosphorus, showing weaker positive relationships with microbial indicators. Regression analysis confirmed Pb as the strongest negative predictor of both enzymes, while humus, phosphorus, and pH showed significant positive effects on catalase. Iron played an indirect stimulatory role by associating with organic matter and nutrients. The integration of correlation and regression analyses identified Pb and Mn as the main inhibitors of enzymatic activity, while soil nutrients, pH, and moisture stimulated microbial processes. The persistence of relatively high catalase and cellulase activities, even under contamination, indicated the presence of resilient microbial communities and a potential for natural self-purification. Overall, the findings confirm that cellulase and catalase are reliable bioindicators for evaluating soil quality, fertility, and resilience in valley ecosystems under anthropogenic stress, providing a scientific basis for sustainable land-use management and environmental restoration strategies.
Gleby Karpat Zewnętrznych, w tym Gorców, rozwijają się ze zwietrzeliny fliszu lub pokryw stokowych pochodzenia fliszowego, które w przeważającej mierze tworzą gleby brunatne. Jednak w tych obszarach występują również lokalnie gleby bielicowe. Ich powstawanie przypisywano dotąd albo obecności gruboziarnistego materiału macierzystego na niższych wysokościach, albo czynnikom bioklimatycznym na wyższych wysokościach, które sprzyjają silnemu zakwaszeniu gleby i inicjują bielicowanie. Celem niniejszego badania było określenie, w jaki sposób właściwości gleb brunatnych i bielicowych odnoszą się do współczesnych warunków bioklimatycznych w najwyższych partiach Gorców. Wyniki kompleksowych badań, obejmujących pomiary temperatury i wilgotności gleby, badania roślinności i analizy właściwości gleby, wykazały, że chociaż ogólnie wilgotny i chłodny klimat jest niezbędnym warunkiem bielicowania, właściwości materiału macierzystego odgrywają decydującą rolę w występowaniu gleb bielicowych. Gleby bielicowe są konsekwentnie związane z gruboziarnistymi materiałami macierzystymi pochodzenia piaskowcowego, ubogimi we frakcję iłową i żelazo. Sąsiednie gleby rozwinięte na drobnoziarnistych mułowcach, mimo że wykazują słabe cechy odgórnego oglejenia, przypominajace efekty procesu eluwiacji w górnych poziomach, nie wykazują wyraźnych śladów procesów iluwiacyjnych, i posiadają właściwości, które wspierają funkcjonowanie znacznie bogatszych zespołów gatunków roślin naczyniowych w piętrze runa leśnego. Uzyskane wyniki podważają pogląd, że czynniki bioklimatyczne są głównym czynnikiem powodującym bielicowanie w górnoreglowej strefie Karpat fliszowych, i podkreślają kluczowe znaczenie zmienności litologicznej materiału macierzystego w rozwoju gleb na dużych wysokościach.
The objective of this study was to investigate changes in soil enzymatic activities within the carbon (C), nitrogen (N), phosphorus (P), and sulfur (S) cycles following the conversion of forest to pasture. Soil samples classified as Acrisols were collected from seven pasture paddocks and one native forest area (as a reference). The experimental design employed a randomized block arrangement with eight land-use systems: five with Brachiaria brizantha (BB), two with Brachiaria humidicola (BH), and one with Native Forest (FN), evaluated at two soil depths: 0-10 cm and 10-20 cm. Soil chemical and biological variables were analyzed in conjunction with hydrolase enzyme activities associated with the C, N, P, and S cycles. Statistical analysis data were processed using R Studio (v. 4.2.2). The FN system exhibited the highest beta-glucosidase and acid phosphatase activities. The BBQR system (BB on burned and mountainous areas) exhibited elevated activities of arylsulfatase, cellulase, urease, and protease. The BHQC system (BH on burned and limed areas) also showed high cellulase and invertase activities. Overall, conversion to pasture significantly altered enzymatic activities, although BBQR maintained enzymatic activities comparable to those of FN in certain nutrient cycles. These findings underscore the importance of management strategies that preserve soil biological function and quality in savanna-forest transition regions.
