Changes in the content of sulphate sulphur and arylsulphatase activity in soil under potato caused by fertilization

Biological processes which shape soil fertility are affected by microorganisms and enzymes they produce as well as the rate of biogeochemical transformations in the cycling ofelements. One of the enzymes is arylsulphatase (EC 3.1.6.1.), which hydrolyses sulphate esters with aromatic radical, releasing sulphate ions according to the equation: R-C-O-SO3- + H2O R-C-OH + SO42- + H+. The enzyme plays an essential role in the sulphur cycle in soil and it can be an indicator of sulphur mineralization in soil. For his study, soil was sampled from a field under potato fertilized with different doses of farmyard manure (0, 20, 40, 60 and 80 t·ha-1) and mineral nitrogen (0, 45, 90, 135 kg N·ha-1). The activity of arylsulphatase was assayed according to Tabatabai and Bremner, while sulphate (VI) sulphur was determined as described by Bardsley and Lancaster. The content of organic carbon in the soil ranged from 8.168 to 10.96 g·kg-1 and depended on FYM fertilization, while the content of total nitrogen ranged from 0.889 to 1.012 g·kg-1 with an average of 0.960 g·kg-1 for FYM and mineral nitrogen doses. The effect of fertilisation on changes in the amount of sulphate sulphur and the activity of arylsulphatase in the soil was noted. The content of sulphate sulphur throughout the research ranged from 21.49 to 24.83 g·kg-1. The higher the FYM doses, the higher the content of the fraction of sulphur available to plants. The soil provided a good supply of sulphur to plants. The activity of the enzyme ranged from 0.010 to 0.024 µM pNP g-1 ·h-1. Its highest activity (an average 0.018 pM pNP g-1·h-1) was recorded in the samples fertilised with nitrogen at the amount of 45 kg·ha-1. Both parameters changed during the potato vegetation period.

Procesy biologiczne kształtujące żyzność gleby są związane m.in. z drobnoustrojami i wydzielanymi przez nie enzymami oraz tempem przemian biogeochemicznych w krążeniu pierwiastków. Arylosulfataza (EC 3.1.6.1.) jest enzymem, który hydrolizuje estry siarczanowe z rodnikiem aromatycznym, uwalniając jony siarczanowe, zgodnie z reakcją: R-C-O-SO3- + H2OR-C-OH + SO42- + H+. Odgrywa on istotną rolę w obiegu siarki i może być wskaźnikiem mineralizacji jej związków w glebie. Celem pracy było zbadanie wpływu zróżnicowanych dawek obornika (0, 20, 40, 60 i 80 t·ha-1) i azotu mineralnego (0, 45, 90, 135 kg N·ha-1) na aktywność arylosulfatazy i zawartość siarki siarczanowej (VI) w glebie podczas uprawy ziemniaka. Aktywność arylosulfatazy oznaczono wg metody Tabatabai i Bremnera, a zawartości siarki siarczanowej (VI) wg metody Bardsleya-Lancastera. Zawartość węgla organicznego w badanej glebie mieściła się w zakresie 8,168-10,96 g·kg-1 i zależała od nawożenia obornikiem. Zawartość azotu ogółem wynosiła 0,889-1,012 g·kg-1, średnio 0,960 g- kg-1, dla dawek obornika i azotu mineralnego. Stwierdzono wpływ nawożenia na zmiany ilości siarki siarczanowej oraz aktywność arylosulfatazy w badanej glebie. Aktywność badanego enzymu wynosiła 0,010-0,024 µM pNP g-1·h-1. Najwyższą aktywność arylosulfatazy (średnio 0,018 pM pNP g-1-h-1) stwierdzono w próbkach nawożonych azotem w ilości 45 kg·ha-1. Zawartość siarki siarczanowej w glebie w okresie wegetacyjnym ziemniaka wynosiła 21,49-24,83 g·kg-1. Zwiększające się dawki obornika powodowały wzrost koncentracji frakcji siarki przyswajalnej dla roślin. Badaną glebę cechuje dobre zaopatrzenie roślin w siarkę. Aktywność arylosulfatazy i zawartość siarki siarczanowej (VI) w glebie zmieniały się w sezonie wegetacyjnym ziemniaka.