Szennyezett talajok mikrobiológiai jellemzése és monitorozása foszfolipid-zsírsavak analízisével
Title in English
Microbial characterization and monitoring of polluted soils by phospholipid fatty acid (PLFA) analysis
Panel
Complex agricultural sciences
Department or equivalent
Research Institute for Soil Science and Agricultural Chemistry of HAS
Participants
Halbritter, András Albert Szili Kovács, Tibor
Starting date
2002-01-01
Closing date
2006-12-31
Funding (in million HUF)
7.520
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
A foszfolipidzsírsav- (PLFA-) analízis metodikáját sikeresen adaptáltuk.
Kimutattuk, hogy a vizek tisztulásában hatékonyan működő lápi talajokban a mikrobiális biomassza – és így az öntisztulási funkció is – jelentős mértékben a rhizoszférához köthető, ahol kimutattuk az öntisztulásban fontos szerepet játszó metanotróf illetve szulfátredukáló szervezeteket is. A PLFA módszert elsőként alkalmaztuk a teljes rhizoszféra vizsgálatára.
Kémiai stabilizálóanyag vizsgálatára beállított talaj-inkubációs kísérleti rendszerben vizsgáltuk három nehézfém megkötődését. Az adagolt lignit leginkább a króm megkötődését növelte, az ólom esetében csak a vizes kivonatban volt igazolható a mobilitáscsökkenés, míg a cinkre nem gyakorolt szignifikáns stabilizáló hatást. A nehézfémek mobilis frakciói által a mikrobiális közösségek méretében és anyagcsere-intenzitásában okozott változások csökkenő sorrendben alkalmas mutatóinak bizonyultak: a talaj foszfolipid-zsírsav-összetétele és szacharáz-enzimaktivitása; a fumigációs és észteráz-aktivitási (FDA) értékek. A foszfolipid-zsírsav-spektrumok statisztikai elemzése nyomán 11 zsírsavat és 4 zsírsav-csoportot találtunk, melyek jó indikátorai az egyes nehézfémek talajszennyező hatásának. A foszfolipid-zsírsav-analízis eredményei alapján a lignit jelenlétében a nehézfémek nem csak nehezebben felvehetők a növények számára, de a talajéletre gyakorolt toxikus hatásuk is kisebb.
A projekthez kapcsolódva kialakítottunk egy korszerű szerves kémiai analitikai laboratóriumot a kutatóhelyen.
Results in English
The methodology of phospholipid fatty acid (PLFA-) analysis was adapted in our laboratory.
It was demonstrated, that microbial biomass, so as the purification function in peatland soils are connected to the rhizosphere, where methanotrophic and sulfate reducing bacteria were also present. PLFA analysis was first applied on the whole rhizosphere.
A soil incubation model experiment was set up to test soil stabilization effects, where, in combination with various levels of lignite, Cr, Zn and Pb were added in wide concentration range. Lignite significantly reduced the mobile fraction of Cr. In case of Pb immobilization was significant only in the aquaeous extract, while Zn was not stabilized significantly. The effects of mobile fractions on the biomass and metabolic activity of soil biota, could be indicated by the following: phospholipid fatty acid patterns; saccharase and esterase (FDA) enzymatic activities, chloroform fumigation extraction method. Statistical evaluation of PLFA patterns showed that 11 PLFAs and 4 PLFA groups were good indicators of heavy metal pollution. PLFA analysis demonstrated that lignite had reduced not only the plant uptakeable fractions of heavy metals, but also the toxicity on the soil biota.
In connection with the project, a modern gas-chromatography/mass spectrometry laboratory was installed in the institute.
Halbritter A., Csontos P., Tamás J. & Anton A.: Dolomitsziklagyepek és feketefenyvesek talajainak összehasonlító vizsgálata., Természetvédelmi Közlemények, 2002
Halbritter A., Mogyoróssy T.: Phospholipid fatty acid (PLFA) analysis of rhizosphere bacterial communities in a peat soil., Agrokémia és Talajtan 51:123-128, 2002
Uzinger Nikolett, Szili-Kovács Tibor, Anton Attila, Török Katalin: Homokpusztagyepek természetvédelmi restaurációjának értékelése PLFA analízissel, Magyar Tudományos Akadémia Szabolcs-Szatmár Bereg megyei Tudományos Testületének és a Magyar Professzorok Világtanács 13. Tudományos Ülése, Nyíregyháza, 2004 okóber 2., 2004
Chroòáková A., Elhottová D., Halbritter A., Kri¹tùfek V., Biró B.: Analyses (box-PCR, FAME) of heterotrophic bacterial communities from different stages of primary succession process., 23rd Congress of Czechoslovak Society for Microbiology, Brno, 6.-9.9.2004. Book of Abstracts p. 181, 2004
Halbritter A., Mogyoróssy T.: Rhizosphere effect in a Peat Soil demonstrated via Phospholipid Fatty Acid (PLFA) Indication, COST 831 konferencia, Budapest, 2002. szeptember 10-12., 2002
Mogyoróssy T., Halbritter A., Kovács G.: Lápi növények rhizoszférájából izolált, nitrogénkötő és oligonitrofil baktériumtörzsek azonosítása zsírsavspektrum, box-PCR-mintázat és 16S rDNS szekvencia alapján., Magyar Mikrobiológiai Társaság kongresszusa; Balatonfüred, 2002. október 8-10., 2002
Uzinger N., Halbritter A.: A talaj-mikrobióta vizsgálata foszfolipidek alapján (2):A foszfolipidek kémiai analízise, Agrokémia és Talajtan 55: 531-538, 2006
Halbritter A., Uzinger N.: A talaj-mikrobióta vizsgálata foszfolipidek alapján (1): Szükségesség és alkalmazási lehetőségek, Agrokémia és Talajtan 54:517-534, 2006
Halbritter András, Csontos Péter, Tamás Júlia és Anton Attila: Van-e a feketefenyves-telepítésnek hatása a dolomit-váztalajok minőségére?, Talajvédelem különszáma, 2005. pp. 250-258., 2005
Halbritter A., Tamás J., Anton A., Uzinger N.: Mikroelemtartalom-vizsgálatok dolomitsziklagyep és feketefenyves talaján, Tájökológiai Lapok, 3(1). (2005): 63-73., 2005
B. Oldal, G. Máthé-Gáspár, N. Uzinger, A. Anton: Impact of metalloferrous ore on seed emergence: a preliminary phytoremediation study, e-Proceedings of Third European Bioremediation Conference. 4-7 July 2005. Chania, Crete. Greece. Paper No. P-110., 2005
G. Máthé-Gáspár, P. Máthé, L. Szabó, B. Orgoványi, N. Uzinger, A. Anton: After-effect of heavy metal pollution in a brown forest soil, Acta Biologica Szegediensis 2005. 49(1-2):71-72., 2005
B. Oldal, E. Maloschik, N. Uzinger, A. Anton, A. Székács: Pesticide residues in Hungarian soils, Geoderma 135: 163–178., 2006
Anton A.; Uzinger N.; Szili-Kovács T.; Halbritter A.: Kémiai nehézfém-stabilizációs eljárás hatásainak vizsgálata laboratóriumi modellkísérletben, Talajvédelem, 2007 évi közlésre elfogadva, 2007
