Determinarea Indicatorilor Microbiologici Ai Solului

Determinarea indicatorilor microbiologici ai solului

Elev: Vaipan Vasilica

Profesor îndrumător: Nuna Cora Mihaela

Grup Școlar Simion Bărnuțiu Carei

2010-2011


Vaipan Vasilica

2010-2011

2

CUPRINS

1. Introducere .................................................................................................. 3

2. Pregătirea instrumentelor şi echipamentelor specifice în vederea recoltării

probelor şi analizelor microbiologice ................................................................. 5

3. Recoltarea probelor de sol cu instrumentele specifice ................................. 7

4. Întocmirea fişei de recoltare a probelor ..................................................... 19

5. Determinarea microorganismelor din sol ................................................... 20

6. Concluzii ..................................................................................................... 23

Anexe: .............................................................................................................. 27

Bibliografie: ...................................................................................................... 39


Vaipan Vasilica

2010-2011

3

1. Introducere

Solul este un sistem dinamic vital pentru activităţile umane şi pentru

menţinerea ecosistemelor.Ca interfaţă dintre scoarţa terestră, atmosferă şi

hidrosferă, solul este o resursă neregenerabilă care îndeplineşte numeroase

funcţii vitale: producerea de biomasă; depozitarea, filtrarea şi transformarea

unor substanţe organice şi minerale; sursă de biodiversitate, habitate, specii şi

gene; mediu fizic pentru oameni şi activităţile umane; sursă de materii prime.

În sens evoluţional, microorganismele (în primul rând microorganismele

heterotrofe) sunt agenţi reciclatori responsabili cu menţinerea biosferei. Aceşti

agenţi valorifică termodinamic, favorabil, reacţiile chimice obţinând carbon şi

energie din biomasa moartă. Ca rezultat al procesele microbiene de degradare,

nutrienţii esenţiali prezenţi în biomasa unei generaţii de organisme sunt

disponibile pentru următoarea generaţie. Impactul activităţilor umane asupra

calităţii solului s-a intensificat de-a lungul ultimelor decenii datorită creşterii

populaţiei şi exploatării extensive a resurselor naturale, inclusiv a solurilor.

Următoarele procese pot fi menţionate ca principale surse de impact asupra

calităţii solurilor: emisiile în atmosferă provenite în principal din industrie şi

trafic; tehnicile agricole – în special utilizarea fertilizanţilor organici sau minerali

şi a pesticidelor; deşeurile depozitate pe sol.

Ritmul de producere şi dispersie a poluanţilor a depăşit, în prezent,

procesele naturale de biodegradare. În căutarea remediilor tehnologice a

poluării mediului, procesele fizice şi chimice pot fi esenţiale, dar şi procesele

microbiologice oferă importante perspective.

Microorganismele şi comunităţile microbiene pot constitui o unitate de

măsură integrată a calităţii solului, un aspect care nu poate fi obţinut prin

determinări fizice sau chimice şi/sau analize ale organismelor mari. Pentru

prevenirea consecinţelor ecologice ireversibile, parametrii bacterieni care s-au


Vaipan Vasilica

2010-2011

4

dovedit a fi sensibili la poluarea cu metale grele vor putea fi incluşi în studiile

de evaluare şi în strategiile de monitorizare a solurilor poluate.


Vaipan Vasilica

2010-2011

5

2. Pregătirea instrumentelor şi echipamentelor specifice

în vederea recoltării probelor şi analizelor

microbiologice

Pentru recoltarea solului în structură artificială se folosesc fise de diferite

tipuri în funcţie de adâncimea la care dorim să efectuăm recoltarea şi de natura

solului, fie casmale sau lopeţi cu care se sapă un şanţ până la adâncimea dorită

de unde se recoltează apoi proba de sol.

Pentru recoltarea solului de la suprafaţă, se folosesc spatule de metal cu

ajutorul cărora se raclează suprafaţa solului.

Solul se recoltează în recipiente de sticlă sau polietilenă cu gâtul larg şi

închidere ermetică, spălate în prealabil cu amestec sulfocromic (cele din sticlă)

sau cu detergenţi (cele din polietilenă).Se clătesc bine cu apă de robinet, apă

distilată şi bidistilată şi apoi se usucă. Recipientele se sterilizează în autoclav

(sterilizare umedă) la 120 grade timp de două ore sau în etuvă (sterilizare

uscată) la 120 grade timp de două ore.


Vaipan Vasilica

2010-2011

6

Prelevarea şi analizarea probelor de sol se va face în conformitate cu următoarele prevederi:

a) prelevarea de probe de sol în scopul estimării nivelului de poluare se va face în conformitate cu prevederile Ordinului ministrului apelor, pădurilor şi protecţiei mediului nr. 184/1997 privind Procedura de realizare a bilanţurilor de mediu;

b) laboratoarele care execută analize de poluanţi din soluri vor utiliza probe de referinţă pentru a confirma acurateţea şi precizia tehnicilor analitice folosite.Aceste probe de referinţă trebuie analizate împreună cu probe prelevate din fiecare zonă a terenului şi toate probele vor fi analizate cu metodologia adecvată, conform standardelor în vigoare;

c)în situaţiile în care pentru anumiţi poluanţi nu există metode standard de analiză, se vor folosi metodele analitice agreate la nivel internaţional, care vor fi difuzate autorităţilor competente de către autoritatea centrală pentru protecţia mediului;

d)răspunderea pentru acurateţea şi precizia rezultatelor analizelor privind concentraţiile agenţilor poluanţi în soluri va reveni părţii care execută prelevarea probelor şi laboratoarelor care execută analizele.


Vaipan Vasilica

2010-2011

7

3. Recoltarea probelor de sol cu instrumentele specifice

Recoltarea probelor de sol destinate analizelor fizico-chimice şi biologice se

realizează conform normelor metodologice prevǎzute în STAS 7184/1-84

“Soluri. Recoltarea probelor pentru studii pedologice şi agrochimice”

şi au fost prelucrate în conformitate cu normele standardelor SR ISO 10381-

6:1997:

“Calitatea solului. Linii directoare pentru colectarea, manipularea şi

conservarea solurilor destinate unui studiu în laborator a proceselor

microbiene aerobe”

şi SR ISO 11464:1998:

“Calitatea solului. Pretratamentul eşantioanelor pentru analizele fizico-

chimice”.

Pentru analiza fizico-chimică a solurilor proba se recoltează la adâncimea

0-20 cm, în condiţii sterile. Probele individuale se recoltează cu ajutorul unui

prelevator de probe de sol tip MOLE din 3 puncte diferite şi amestecate

împreună pentru obţinerea unei probe compuse pentru fiecare zonă analizată.

Probele compuse obţinute se utilizează pentru toate analizele ulterioare.

Fiecare eşantion se etichetează, fiind precizat locul prelevării, data şi

adâncimea de la care s-a efectuat prelevarea.Probele se păstrează în frigider, la

o temperatură de 4°C, până la prelucrare.

Probele de sol se recoltează în structură naturală şi în structură artificială.

Recoltarea solului în structură naturală, aşa cum este solul aşezat în natură,

interesează în special pe agrotehnicieni, în timp ce recoltarea probei de sol în

structură artificială se foloseşte în cercetările de laborator şi se poate realiza

mai uşor. Vezi Anexa 1


Vaipan Vasilica

2010-2011

8

Suprafaţa de sol care trebuie cercetată se stabileşte prin delimitarea unei

parcele surprinse între 25-250 m pe care se fixează punctul de recoltare.

Probele individuale de sol se recoltează foarte rar deoarece este greu de

stabilit gradul de preluare prin analiza unei singure probe.

Recoltările de sol se fac prin probe medii obţinute din mai multe preluări

individuale omogenizate bine.

Recoltarea solului de la suprafaţă se efectuează după o prealabilă

îndepărtare a prafului, rădăcinilor, frunzelor sau a altor reziduuri ce se găsesc

pe suprafaţa solului. Adâncimile care se recomandă pentru recoltarea solului

sunt :

pentru islazuri în contact cu ape reziduale, 50 cm

pentru suprafeţe arabile legumicole tratate cu ape reziduale, 20 cm

pentru soluri cu puncte contaminate când există bănuiala unei

impurificări, 1 m.

Prelevări la adâncimi mai mari sunt necesare la contaminările masive sau la

solurile extrem de permeabile.


Vaipan Vasilica

2010-2011

9

Prelevarea probelor de sol agricol

Prelevarea probelor de sol utilizat în agricultură ridică două probleme

majore: -aplicarea de nutrienţi în cantităţi potrivite pentru culturile dezvoltate; -evitarea surplusului de nutrienţi în agricultură şi astfel evitarea contaminării

terenurilor şi a apelor subterane prin migrarea nutrienţilor mobili în adâncime.

Astfel, un program adecvat de probare contribuie la un management

eficient al fertilizatorilor şi la protecţia mediului.

Perioada optimă pentru probare

Concentraţiile nutrienţilor din sol variază cu anotimpul şi, din acest motiv,

probarea se va efectua aproape de momentul plantării/însămânţării sau aproape

de momentul necesar aplicării fertilizatorilor. În mod ideal, se vor lua probe de

sol cu 2-4 săptămâni înainte de plantare/ însămânţare sau fertilizarea terenului

agricol. De obicei, sunt necesare 1-3 săptămâni pentru probarea solurilor,

transportul lor la laborator şi efectuarea analizelor, respectiv obţinerea

rezultatelor. Probarea solului foarte ud sau îngheţat nu va afecta rezultatele

analizelor, dar colectarea propriu-zisă a probelor este dificilă. În schimb, nu se

vor proba terenuri acoperite de zapadă deoarece nu se recunosc caracteristicile

lor şi nu se vor putea preleva probe reprezentative. Frecvenţa prelevării probelor

Pentru un management adecvat privind fertilitatea solului şi obţinerea unei

recolte bune, se va proba în fiecare an, mai ales în ceea ce priveşte nutrienţii

mobili. Analizele anuale ale fiecărui nutrient nu sunt neapărat necesare, dar

acest lucru depinde de mobilitatea lui în sol şi de necesarul fiecărui teren în

parte. Păstrarea informaţiilor anuale ale analizelor de sol va putea conduce la

evaluări pe termen lung ale concentraţiilor nutrienţilor.


Vaipan Vasilica

2010-2011

10

Proceduri de prelevare a probelor

Pentru obţinerea unei probe reprezentative, se respectă următorii paşi ai

prelevării probelor: Documentarea privind terenul ce urmează a fi probat şi procurarea

echipamentului de probare adecvat. Utilizarea unei sonde sau a unui burghiu spiralat sunt cele mai convenabile, dar

nu se exclude şi utilizarea hârleţului sau a lopeţii pentru probe de suprafaţă. Se

vor utiliza găleţi de plastic pentru colectarea probelor sau alte recipiente care

permit amestecul probelor si obţinerea de probe compuse; asiguraţi-vă că

echipamentul este curat, mai ales fără urme de fertilizatori, pentru că erorile sunt

frecvente şi foarte mari, chiar la prezenţa unei mici cantităţi de praf cu

fertilizatori pe echipament; nu se vor utiliza găleţi galvanizate dacă se urmăreşte

conţinutul de zinc şi nici lopeţi ruginite dacă se urmăreşte conţinutul de fier;

pentru analize de fier sau mangan, nu se va usca proba de sol înainte de a fi

transportată; stabilirea terenului de probat presupune evitarea zonelor mai

neobişnuite cum ar fi secţiuni de sol erodat, canale/şanţuri, garduri, care

presupun o probare specială; dacă terenul este întins pe o suprafaţă mare, cu o

topografie variată, el va fi împărţit în unităţi de probare simple. Probarea subdiviziunilor terenului; subdiviziunile de probare prea mici

pot fi omise deoarece nu pot fi separat fertilizate. Fiecare unitate trebuie probată în mai multe locaţii diferite, probele urmând apoi

să fie amestecate într-o probă compusă. Obţinerea unei probe compuse depinde

de uniformitatea şi mărimea unităţii de probare. Un minim de 10 probe este

necesar pentru fiecare unitate pentru obţinerea unei probe reprezentative, deşi,

cu cât numărul de probe este mai mare, cu atât rezultatele vor fi mai precise.

Aceste probe se vor recolta aleator, dar având grijă să acoperim întreaga arie de

probare. Aliniamentele de probare pot fi meandrate sau în zig-zag. Probele sunt

apoi amestecate, obţinându-se de regulă o cantitate mai mare decât este necesar.

Se separă o cantitate care trebuie să fie de minim 500 g sau un volum de 0.5 l.

Adâncimea de probare

Adâncimea de probare este critică deoarece cultivarea/aratul şi

mobilitatea nutrienţilor în sol pot influenţa foarte mult conţinutul lor în diferite

zone ale solului. Adâncimea de probare depinde de teren, de practicile de

cultivare, adâncimea la care se ară şi tipurile de nutrienţi analizaţi. Cea mai mare

parte a rădăcinilor plantelor, cea mai mare activitate biologică şi cel mai ridicat

conţinut de nutrienţi sunt la suprafaţă, aşa încât se probează şi analizează primii

30 cm de sol. Se vor analiza pH-ul, P, K, materia organică, S, B, Zn şi alţi

micronutrienţi.


Vaipan Vasilica

2010-2011

11

Adâncimea de probare este în mod special critică pentru nutrienţii care nu

sunt mobili, ca P si K. Adâncimea recomandată pentru aceştia este de 30 cm. Zona cultivată/arată are o adâncime tipică de 15-20 cm şi conţine de

obicei o concentraţie mare, relativ uniformă, de nutrienţi mai puţin mobili. Sub

această adâncime, concentraţia de regulă scade. Aşadar, prelevarea de probe în

intervalul de 1-25 cm adâncime poate conduce la concluzii eronate.

Probarea în adâncime

Probarea pentru determinarea concentraţiei nutrienţilor mobili ca N, B şi S

implică prelevarea de probe la fiecare interval de 30 cm până la o adâncime de

1.5-2 m, cu condiţia că stratul de sol nu este mai subţire şi se ajunge la roca

parentală. Fiecare interval de 30 cm este probat cu câte 10 probe sau mai multe,

prelevate aleator în unitatea de probare. Dacă se intenţionează să se probeze la mai puţin de un an de la aplicarea

fertilizatorilor, trebuie să se ţină seama de faptul că irigaţiile sau ploile au

dispersat nutrienţii mobili de-a lungul anului respectiv. Probarea de adâncime, la 70-80 cm, reprezintă un mod de a monitoriza

migrarea nutrienţilor sub suprafaţă. P este mai de interes pentru că se

acumulează în sol dacă a fost aplicat în cantitate prea mare şi este spălat în apa

subterană, absorbit de văi sau legat de particulele de sol şi transportat de

corpurile de apă când solul este spălat. Probarea de adâncime nu este foarte

uzuală şi necesită mare atenţie. Contaminarea cu sol de suprafaţă care conţine

concentraţii mai mari de nutrienţi poate conduce la concluzii eronate.

Echipamentele, printre care sondele hidraulice, sunt scumpe şi greu de accesat în

teren, dar există şi sonde manuale şi burghie cu lungimi diferite. Proba care se analizează este o probă compusă, obţinută prin amestecul

eficient a cel puţin 5 carote prelevate de la adâncimi diferite pentru

reprezentativitate. Pentru confirmarea conţinuturilor ridicate din adâncime, se

preleveaza o proba de la suprafaţă ca referinţă, din aceeaşi locaţie din care s-a

prelevat proba din adâncime.

Manipularea probelor

Manipularea probelor trebuie să asigure rezultate corecte şi să minimizeze

modificările în concentraţia de nutrienţi datorită activităţii biologice. Probele de

sol umed trebuie păstrate la rece pe toată perioada de după probare. Ele pot fi

îngheţate sau păstrate la frigider pe perioade îndelungate, fără efecte adverse. Dacă probele nu pot fi păstrate în frigider sau îngheţa la scurt timp de la

colectare, ele trebuie uscate la aer sau duse rapid la laboratorul de analiză.

Uscarea la aer se realizează prin împrăştierea probei ca un strat subţire pe o folie

de plastic. Se sparg bulgării de sol şi se întinde solul ca un strat de o jumătate de


Vaipan Vasilica

2010-2011

12

centimetru grosime. Se usucă la temperatura camerei şi cât mai rapid. Se

recomandă evitarea contaminării în timpul uscării şi evitarea surselor artificiale

de uscare. Când solul este uscat, se amestecă intens spărgând bulgării. Se iau

cam 500 g de sol bine amestecat şi se introduc într-o pungă de plastic, după care

se etichetează, se notează numele persoanei care a probat, numărul probei,

adâncimea de probare şi numele/numărul terenului. Numele/numărul terenului

se regăseşte pe o hartă. Acestea ajută la înregistrarea şi păstrarea datelor despre

teren, contribuind la istoria terenului alături de culturi, recoltă, fertilizatori.

Probarea specială

Probarea specială se referă la terenurile în trepte pentru irigat, terenuri

care şi-au pierdut o mare parte din solul de suprafaţă datorită eroziunii, terenuri

cu şanţuri/canale datorită irigaţiilor, terenuri cu benzi de fertilizatori aplicaţi şi

terenuri care nu au fost intens arate. Terenurile terasate şi erodate au puţin sol original la suprafaţă, expunând

sol de sub suprafaţă. Aceste arii se probează separat dacă sunt destul de întinse

si pot fi cultivate. Solul expus este de regulă mai sărac în substanţă organică şi

mai bogat în argilă şi carbonat de calciu. Pentru obţinerea unei probe reprezentative, se probează canalele de

irigaţie înainte ca ele să existe, iar daca ele există deja, se urmăreşte procedura.

Mişcarea apei şi a nutrienţilor dizolvaţi poate crea un mod special de distribuţie

a nutrienţilor pe zonele ridicate dintre canale. Pentru o probă reprezentativă se

iau probe apropiate, dispuse perpendicular pe canal. Sunt necesare aproximativ

20 de locuri de probare cu câte 3 probe pe locaţie pentru obţinerea unei probe

compuse reprezentative de sol. În fiecare loc de probare se prelevează o probă

de pe vârful dealului (ridicătura dintre canale), de la mijlocul distanţei dintre

vârf şi fundul canalului si de pe fundul canalului. Adâncimea de probare din

punctul median este de 30 cm, în timp ce la vârf va fi peste 30 cm iar pe fundul

canalului sub 30 cm, pentru obţinerea de probe de la aproximativ aceeaşi

adâncime. Cele trei probe se amestecă obţinându-se câte o probă compusă din

fiecare locaţie. Se amestecă apoi probele din diversele locaţii, obţinând o probă

compusă reprezentativă ce urmează a fi analizată pentru nutrienţi nemobili (K,

P, micronutrienţi). Pentru nutrienţi mobili (N, S), se recomandă profile de

probare mai adânci. Probarea ariilor pe care au fost aplicaţi fertilizatori după o dispunere în

benzi şi a fost efectuat aratul, se realizează după procedurile obişnuite. Proba

reprezintă o felie cu grosimea de 2.5-5.0 cm şi este prelevata de la 30 cm

adâncime, dinspre centrul unei benzi spre centrul următoarei. Probarea poate fi

sistematică, controlată sau aleatoare.


Vaipan Vasilica

2010-2011

13

Probarea sistematică se aplică ştiind direcţia, adâncimea şi distanţa dintre

benzile de aplicare a fertilizatorilor. Se prelevează 5-10 probe de sol orientate

perpendicular pe bandă, de la marginea ei până la marginea următoarei. Se

păstrează acelaşi stil, probându-se în minim 20 de locaţii ale fiecărui teren. Se

amestecă apoi probele din fiecare locaţie, obţinându-se o probă compusă

reprezentativă.

Probarea controlată presupune aceleaşi date, dar se prelevează 20-30

probe de pe teren, având grijă să acoperim toată suprafaţa cu probe şi să evităm

benzile cu fertilizatori. Valorile testelor probelor vor fi ceva mai mici pentru

nutrienţi nemobili (P, K, micronutrienţi) decât în cazul celorlalte stiluri de

probare.

Probarea aleatoare se aplică atunci când nu se cunosc benzile de

fertilizatori din aplicarea precedentă. Se prelevează 40-60 de probe pe arie şi se

amestecă pentru o probă compusă. Probarea solului puţin sau deloc arat ţine seama de faptul că fertilizatorii

aplicaţi nu s-au amestecat cu solul prin arat. Se înlătură astfel 2.5 cm de sol de

suprafaţă pentru a evita nutrienţii. Se probează la intervale de 7.5 cm pe primii

30 cm, la 3 ani sau 5 ani pentru determinarea pH-ului care afectează capacitatea

fertilizatorilor.

Probarea în reţea regulată în terenuri neuniforme implică separarea unui

grid cu distanţe scurte între locaţiile de probare, care permite o hartă precisă a

solurilor şi stabilirea de necesităţi diferite în ceea ce priveşte fertilizatorii.

Terenurile irigate folosesc reţele de 6-9 km distanţă între locaţiile de probare sau

8 km, în funcţie de culturi.


Vaipan Vasilica

2010-2011

14

Metodologia de prelevare a probelor de sol pentru determinarea fertilităţii solului propusă în România

Unul dintre cei mai importanţi factori ce influenţează rezultatul analizei de laborator şi, respectiv, elaborarea programelor de fertilizare, este prelevarea corectă a probelor de sol.

Instrumentele necesare

Pentru a obţine rezultate cât mai exacte, se recomandă prelevarea probelor de sol cu ajutorul unui burghiu. Nu se recomandă prelevarea probelor cu ajutorul uneltelor agricole (lopată, sapă), deoarece aceste unelte nu permit prelevarea unor cantităţi egale de sol pentru fiecare probă.

Adâncimea de prelevare a probelor

Adâncimea de prelevare a probelor este determinată de elementul chimic care urmează a fi analizat. Azotul se dizolvă complet în apă şi migrează în straturile de sol. Pe timp de secetă, cele mai mari concentraţii de azotat de amoniu se acumulează în straturile de suprafaţă ale solului. După precipitaţii abundente, cea mai mare parte a azotatului de amoniu migrează la o adâncime de 45—60 cm sau mai adânc. Iată de ce, pentru a analiza conţinutul de azotat de amoniu, se recomandă prelevarea probelor de sol de la o adâncime de 0—60 cm. Având în vedere că fosforul şi kaliul sunt greu solubile în apă şi practic nu migrează, precum şi faptul că adâncimea brazdei pe majoritatea câmpurilor constituie 20—25 cm, adâncimea de colectare a probelor pentru fosfor şi kaliu va constitui 0—20 cm.


Vaipan Vasilica

2010-2011

15

Când se prelevează probele de sol?

Pentru a efectua analiza conţinutului de azotat de amoniu, se recomandă prelevarea probelor la temperaturi ce nu depăşesc 10°C. La această temperatură, procesul de mineralizare a substanţelor organice din sol se desfăşoară foarte lent. În această perioadă, precum şi primăvara înainte de semănat, conţinutul de azotat de amoniu este acelaşi. Probele de sol pentru analiza oricărui alt element chimic pot fi prelevate în orice perioadă a anului.

Cum se prelevează o probă reprezentativă de sol?

Cu cât este mai mare numărul de sub-probe colectate, cu atât mai reprezentativă va fi proba finală. Procesul de prelevare a probelor, în rezultatul căruia sunt obţinute sub-probe reprezentative, asigură o probă finală care reflectă conţinutul real de elemente nutritive în sol. Probabilitatea obţinerii unei probe finale reprezentative creşte cu fiecare sub-probă. Dimensiunea câmpului nu influenţează numărul de sub-probe necesare pentru proba finală. Pentru a colecta o probă finală cât mai relevantă, se recomandă prelevarea a 20 de sub-probe de pe fiecare câmp. Sub-probele se colectează sub formă de şah. Pentru a obţine probe relevante este necesar să se evite porţiunile neuniforme ale câmpului sau acelea care au fost prelucrate în mod diferit cu erbicide sau îngrăşăminte. Iată câteva exemple de porţiuni neuniforme: brazde moarte, marginile câmpului, depresiuni, gropi, suprafeţele care diferă după culoare şi textură. Asemenea porţiuni vor fi evitate doar dacă ele ocupă o suprafaţă nesemnificativă. În cazul în care aceste porţiuni constituie o parte însemnată din suprafaţa totală a câmpului, se recomandă prelevarea unei probe separate de pe fiecare asemenea porţiune.


Vaipan Vasilica

2010-2011

16

Pregătirea şi păstrarea probei de sol

Păstrarea îndelungată a probei de sol poate influenţa rezultatul analizei de laborator. De aceea, toate sub-probele colectate trebuie turnate într-un vas din plastic (căldare), amestecate minuţios, după care, din amestecul obţinut, se va lua o probă medie de 0.5 kg, care va fi trimisă la examenul agro-chimic de laborator. Proba finală trebuie bine uscată în aer liber. Pentru aceasta, presăraţi solul într-un strat de 1 cm pe o suprafaţă din polietilenă sau aluminiu. Se interzice uscarea solului în cuptoare cu microunde sau alt tip de cuptoare. Sarcina de bază a uscării solului este stoparea activităţii microbiologice şi formării azotatului de amoniu înainte de analiza de laborator.

Notă: Nu admiteţi contaminarea probelor în timpul prelevării lor! Fumatul în timpul manipulării probelor de sol este strict interzis!

Recomandări

Pentru prelevarea probelor de sol, folosiţi burghiul. Pentru analiza conţinutului de azot, prelevaţi probe de la o adâncime de

0—60 cm. Pentru analiza altor elemente, prelevaţi probe de la o adâncime de 0—

20 cm. Probele de sol pentru analiza conţinutului de azot, fosfor şi kaliu se

prelevează separat. Pentru analiza conţinutului de azot, prelevarea probelor se efectuează la

temperaturi ce nu depăşesc 10°C . Pentru analiza conţinutului de celelalte elemente, prelevarea probelor se

efectuează în orice perioadă a anului. Pentru obţinerea unui rezultat exact, prelevaţi câte 25 de sub-probe de

pe fiecare câmp. Evitaţi porţiunile neuniforme ale câmpului. Prelevaţi o probă separată de pe fiecare porţiune neuniformă dacă

aceasta ocupă o suprafaţă însemnată a câmpului. Pentru aceste porţiuni


Vaipan Vasilica

2010-2011

17

vor fi emise recomandări de fertilizare separate. Folosiţi recipiente din plastic; amestecaţi minuţios probele de sol.

Greutatea probei finale care urmează a fi trimisă la laborator nu trebuie să depăşească 0.5 kg.

Uscaţi probele de sol în aer liber: presăraţi solul într-un strat de 1 cm pe o suprafaţă din polietilenă sau aluminiu.

Probarea solurilor contaminate cu metale (plumb, cadmiu, arsen)

Probarea se axează pe zonele de joacă ale copiilor (cei mai vulnerabili la aceste metale pe care le ingerează din sol). Din aceste zone se prelevează câteva probe de suprafaţă (primii 5 cm de sol) cu o lingură curată, se înlătură toate componentele străine solului, după care se combină probele din cel puţin 8 locaţii. Se curăţă uneltele de probare şi se repetă în altă zonă. Probarea grădinilor este asemănătoare, dar se prelevează probe din primii 15-20 cm de sol, care conţin rădăcinile plantelor. Sunt necesare cel puţin 3 probe din fiecare grădină. Terenurile contaminate, care presupun o mare variaţie a compoziţiei contaminanţilor necesită 10-20 de probe pentru obţinerea unei probe compuse reprezentative. Acolo unde se cunoaşte o contaminare excesivă, se probează la rădăcina copacilor, la înălţimi cât mai mari. Probele nu se amestecă şi sunt necesare 2-3 ca număr. Echipamente utilizate:

Pentru o probare corectă se foloseşte o trusă pedologică de teren alcătuită dintr-o lădiţă care conţine:

- o sticluţă picurătoare de HCl 1/3 concentraţie pentru identificarea carbonaţilor

- clorură de Ba n/10 pentru identificarea sulfaţilor

- azotat de Ag n/10 pentru identificarea clorurilor

- fenolftaleină 1% în alcool pentru identificarea carbonatului de Na


Vaipan Vasilica

2010-2011

18

- fericianură de K 5% pentru identificarea Fe bivalent (pentru fenomene de gleizare şi psedogleizare)

- salicilat de Na 5% pentru determinarea pH -ului

- pH-metru de teren

- eprubete

- pâlnie de sticlă

- hârtie de filtru

- cuţit

- şpaclu

- ruletă sau metru de lemn de 2 m

- pungi

- cilindri

- bidoane

- etichete

În plus se foloseşte o lopată, sondă pedologică, ciocanul geologic, lădiţe, cutii de carton sau plastic, altimetru şi clinometru.


Vaipan Vasilica

2010-2011

19

4. Întocmirea fişei de recoltare a probelor

Probele de sol recoltate trebuie să fie însoţite de o fişă de recoltare, care

trebuie să cuprindă :

- data când s-a făcut recoltarea ; - localitatea şi denumirea locului de unde s-a recoltat ; - adâncimea la care s-a făcut recoltarea; - precipitaţiile atmosferice în ziua recoltării; - scopul analizei; - numele şi calitatea celui care a făcut recoltarea ; - felul poluării la care a fost supus solul.

Probele recoltate trebuie ferite de acţiunea razelor solare în timpul

transportului şi păstrate la frigider cel mult 24 h pentru unii indicatori care se

modifică în timp cum ar fi : azotul, amoniacul, nitraţii, nitriţii, umiditatea etc.

Pentru poluanţii anorganici sau de altă natură care au o persisitenţă mai

mare în sol, analiza se efectuează pe probe de sol uscat la temperatura

camerei.

Pentru uscarea solului la temperatura camerei, se întind foi de material

plastic pe suporturi sau mese şi apoi se pune solul fărâmiţat pe cât e posibil

într-un strat nu prea gros într-o încăpere ferită de poluări suplimentare.


Vaipan Vasilica

2010-2011

20

5. Determinarea microorganismelor din sol

Recunoaşterea nivelului de poluare a solului se efectuează ca şi pentru

ceilalţi factori de mediu cu ajutorul investigaţiilor microbiologice şi chimice ale

solului. După Lucia Alexa, indicatorii microbiologici sunt grupaţi în

microorganisme cu ajutorul cărora se poate evalua atât mărimea riscului

epidemiologic, cât şi valoarea procesului de autoepurare telurică. Pentru

aprecierea contaminării solului cu floră patogenă şi convenţional patogenă cei

mai frecvenţi indicatori folosiţi sunt:

a . Numărul total de germeni calculaţi la 1 g sol uscat la 105°C. Este un

indicator nespecific, orientativ, care arată numai intensitatea de impurificare,

dar nu şi natura ei. Deşi nu există norme, se recomandă următoarea

interpretare a valorilor lor:

sol curat - sub 10000 germeni/g sol;

slab poluat - 10 000 germeni/g sol;

poluat - 100 000 germeni/g sol;

foarte poluat -1 000 000 germeni/g sol.

b. Numărul bacteriilor coliforme este un indicator pentru aprecierea

contaminării solului cu bacterii intestinale. Se consideră solul curat când titrul

bacteriilor coliforme este de 1 şi mai mult, slab poluat - 1-0,1, poluat - 0,1-

0,001 şi foarte poluat - sub 0,001.

c. Bacteriile sulfito-reducătoare (Cl. perfringens) sunt, de asemenea,

indicatori ai poluării cu fecale. În solurile curate titrul CI. perfringens este mai

mare de 0,1, în cele slab poluate - 0,1-0,001, în solurile poluate - 0,001-0,0001,

iar în cele foarte poluate - mai mic de 0,0001.

d. Bacteriile termofile se dezvoltă în solurile poluate numai după ce flora

mezofilă, prin activitatea sa, a ridicat temperatura până la 40-45°C. La aceste

temperaturi flora mezofilă dispare şi se înmulţesc intens bacteriile termofile.

Prezenţa bacteriilor termofile în sol indică o poluare organică intensă a solului


Vaipan Vasilica

2010-2011

21

şi posibilitatea existenţei bacteriilor patogene sporulate (b. antracis, b. tetanic,

clostridii), precum şi a agenţilor zoonozelor: leptospira, brucela, pasteurela. e.

Depistarea altor microorganisme serveşte la aprecierea proceselor de

autopurificare din sol. De obicei, se depistează bacterii de nitrificare şi

denitrificare , care, dacă sunt prezente în număr mare, arată poluarea organică

intensă a solului. Poluarea biologică a solului se apreciază şi prin indicatori

parazitologici. Solurile curate nu conţin ouă de geohelminţi, cele slab poluate

conţin mai puţin de 10/g sol, cele poluate - 10-100/g, iar cele foarte poluate -

mai mult de 100/g sol.

a. Determinarea Numărului total de germeni (NTG)

Principiul metodei: prin determinarea NTG se pot observa populaţiile

microbiene din sol.

Material necesar:

cutii Petri,

pipete sterile,

eprubete sterile,

balanţă,

mediu specific,

etuva reglabila.

Vezi Anexa 2

Modul de lucru: se cântăreşte 1 g de sol la balanţa analitică, se diluează

cu diluţie 10-1 se agită, apoi se ia 1 ml şi se pune într-o cutie Petri peste care se

adaugă mediul specific NTG preparat şi sterilizat, apoi se amestecă analiza prin

rotirea cutiei Petri într-o direcţie circulară orizontală paralelă cu masa. Daca se

doreşte se poate face şi o diluţie 10-2 până la 10-n diluţii. Cutiile Petri se lasă


Vaipan Vasilica

2010-2011

22

timp de 10 minute pentru uscarea mediului, după care se întorc cu fundul în

sus şi se pun la termostat la 37 grade timp de 3 zile.

Interpretarea rezultatelor : se numără coloniile apărute, iar rezultatul se

înmulţeşte în funcţie de diluţie. (cu 10 , 100, 1000, etc)

b. Determinarea Bacteriilor Coliforme

Principiul metodei: prin determinarea Bacteriilor Coliforme se pot

observa populaţiile microbiene din sol.

Material necesar:

cutii Petri,

pipete sterile,

eprubete sterile,

balanţă,

mediu specific,

etuvă reglabilă.

Vezi Anexa 2

Modul de lucru: se cântăreşte 1 g de sol la balanţa analitică, se diluează cu

diluţie 10-1 , se agită apoi se ia 1 ml şi se pune într-o cutie Petri peste care se

adaugă mediul specific Bacteriilor Coliforme preparat şi sterilizat, apoi se

amestecă analiza prin rotirea cutiei Petri într-o direcţie circulară orizontală

paralelă cu masa. Daca se doreşte se poate face şi o diluţie 10-2 până la 10-n

diluţii. Cutiile Petri se lasă timp de 10 minute pentru uscarea mediului, după

care se întorc cu fundul în sus şi se pun la termostat la 30 grade timp de 1 zi.

Interpretarea rezultatelor : se numără coloniile apărute, iar rezultatul se

înmulţeşte în funcţie de diluţie. (cu 10 , 100, 1000, etc)


Vaipan Vasilica

2010-2011

23

6. Concluzii

Studiul distribuţiei populaţiilor microbiene în solurile poluate

Materiale şi metode

Acest studiu realizează pentru prima dată o biomonitorizare complexă a

calităţii solului, pe baza studierii dinamicii populaţiilor microbiene şi a

abundenţei a şapte grupe ecofiziologice de bacterii, care pot constitui indicatori

sensibili ai calităţii solului: bacteriile heterotrofe aerobe (Atlas, 2004), bacteriile

amonificatoare (mediu de cultură cu apă peptonată), bacteriile nitrificatoare

(Drăgan-Bularda, 2000), bacteriile denitrificatoare (Pochon, 1954), bacteriile

fier-reducătoare (Pârvu şi colab., 1977) şi bacteriile desulfoficatoare (Allen,

1957).

Cu excepţia bacteriilor aerobe heterotrofe (în cazul cărora s-a utilizat

metoda culturilor în plăci), determinarea numărului celui mai probabil de

bacterii (NCP) s-a realizat utilizând tehnica diluţiilor zecimale, rezultatele fiind

prelucrate cu ajutorul tabelului statistic al lui Alexander (1965). Pentru

evaluarea potenţialului microbian general al solurilor analizate, pe baza

numărului de bacterii din diferitele grupe ecofiziologice analizate s-a calculat

indicatorul bacterian al calităţii solurilor (Muntean, 1995-1996). Datele obţinute

au fost analizate statistic utilizând programul SPSS Statistics 17, prin calcularea

coeficientului de corelaţie Pearson la două praguri de semnificaţie: 0,05 şi 0,01.


Vaipan Vasilica

2010-2011

24

Concluzii generale

A. Evaluarea microbiologică a solurilor poluate:

Numărul de bacterii şi intensitatea activităţilor enzimatice au prezentat

oscilaţii în funcţie de sezon şi de punctul de prelevare al probelor.

În ordinea abundenţei, bacteriile heterotrofe aerobe au fost urmate de

către bacteriile amonificatoare, nitritbacterii, bacteriile denitrificatoare,

nitratbacterii, bacteriile fierreducătoare şi bacteriile desulfoficatoare.

Numărul de bacterii şi intensitatea activităţilor enzimatice în zonele

poluate sunt sensibil mai reduse decât în zona martor. Totuşi prezenţa

bacteriilor în solurile poluate denotă dezvoltarea, în mod natural, a

toleranţei la prezenţa metalelor.

S-au stabilit corelaţii negative, statistic semnificative între concentraţia

metalelor, pe de o parte şi numărul de bacterii, respectiv intensitatea

activităţilor enzimatice, pe de altă parte.

În ierarhia solurilor poluate, bazată pe valorile indicatorilor bacterieni,

solul din zonele protejate s-a situat pe prima din cele 8 poziţii, ceea ce

sugerează existenţa unei comunităţi bacteriene activă şi echilibrată iar pe

ultima poziţie s-a situat solul din zona depozitului de hexaclorciclohexan,

zonă parţial acoperită cu vegetaţie, din cauza concentraţiei ridicate de

pesticide şi metale grele.


Vaipan Vasilica

2010-2011

25

B. Evaluarea impactului poluării cu Zn, Pb şi Cd asupra populaţiilor microbiene

din sol:

Densitatea bacteriilor şi intensitatea activităţilor enzimatice au prezentat

variaţii cantitative în funcţie de tipul şi concentraţia metalului.

Cele mai sensibile la poluare s-au dovedit a fi bacteriile nitrificatoare şi

activităţile dehidrogenazice.

Prezenţa metalelor în concentraţii crescute a avut un efect inhibitor

puternic asupra speciilor rezistent şi a determinat moartea celor sensibile

la poluare. Aceste efecte toxice dovedesc faptul că mecanismele de

rezistenţă nu oferă protecţie la nivele crescute ale metalelor.

C. Efectele metalelor grele asupra viabilităţii celulare la A. chroococcum şi P.

putida

Viabilitatea celulară, cuantificată prin testul cu albastru tripan, a variat în

funcţie de microorganism, tipul de metal şi de concentraţia metalului

aplicat.

Viabilitatea celulară nu a atins 100% în niciuna dintre probe, evoluţia

fiind descendentă la A. chroococcum şi P. putida, pe măsura creşterii

concentraţiei metalelor, consecinţă a efectului inhibitor exercitat de

metalele grele prezente în mediul de cultură. Viabilitatea celulară a fost

mai ridicată la P. putida decât la A. chroococcum, astfel că Azotobacter

poate fi considerată un indicator al nivelului de poluare mai sensibil,

inclusiv la concentraţii mici ale metalelor.

Dinamica comparativă a arătat că ambele specii de microorganisme şi-au

păstrat viabilitatea în prezenţa tuturor metalelor, la toate concentraţiile,

fără să coboare sub nivelul de 104 celule/ml. Acest lucru este consecinţa

dezvoltării unor mecanisme de rezistenţă la toate metalele analizate,

care permit supravieţuirea microorganismelor în medii poluate.


Vaipan Vasilica

2010-2011

26

D. Efectele metalelor grele asupra creşterii la P. putida:

% inhibiţiei creşterii la P. putida a avut o evoluţie ascendentă, pe măsura

creşterii concentraţiilor de metale.

În ordinea toxicităţii, stabilită în funcţie de valorile concentraţiilor

metalelor care au determinat inhibiţia creşterii P. putida în proporţie de

10% (EC10) şi respectiv 50% (EC50), după 16 ore de incubare, cadmiul a

fost cel mai toxic metal, urmat de plumb şi de zinc.

Pentru toate cele trei metale analizate EC50 a fost înregistrată la

concentraţii mai mari decât valorile normale prevăzute de Ordinul

756/1997, ceea ce arată că P. putida a răspuns la excesul de Zn2+ sau la

prezenţa Cd2+ şi Pb2+ prin mecanisme de rezistenţă.

În concluzie, datorită numeroaselor capacităţi, utilizarea

microorganismelor în programele de evaluare şi monitorizare sunt

necesare, schimbările în microflora unui sit specific indicând schimbări în

calitatea mediului.

Pentru a surprinde cât mai fidel modificările determinate de impactul

antropic trebuie utilizaţi mai mulţi indicatori (măsurători ale biomasei

microbiene, respiraţiei, microorganisme cheie, activităţi enzimatice etc.).

Activităţile enzimelor din sol se modifică mai devreme decât alţi

parametri. De aceea, determinarea activităţilor enzimatice sunt mai

adecvate, acestea oferind date sugestive într-un timp mult mai scurt

decât analizele microbiologice, privind procesele biodegradative din sol.


Vaipan Vasilica

2010-2011

27

Anexe:

Anexa 1: Modul cum se recoltează probele de sol

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0


Vaipan Vasilica

2010-2011

28

0

0

0 0

0

0 0

0 0


Vaipan Vasilica

2010-2011

29

Anexa 2: Instrumente de laborator

Etuva


Vaipan Vasilica

2010-2011

30

Etuva

Balanţa analitică


Vaipan Vasilica

2010-2011

31

Pipete, pH-metru, hârtie indicatoare de pH, substanţe chimice, pahar

Berzelius, Biureta cu stativ


Vaipan Vasilica

2010-2011

32

Lame, Lamele Cutie Petri

Cutii Petri


Vaipan Vasilica

2010-2011

33


Vaipan Vasilica

2010-2011

34

Spirtiera


Vaipan Vasilica

2010-2011

35

Eprubete


Vaipan Vasilica

2010-2011

36

Anexa 3: Echipamente de prelevare a probelor de sol:


Vaipan Vasilica

2010-2011

37


Vaipan Vasilica

2010-2011

38


Vaipan Vasilica

2010-2011

39

BIBLIOGRAFIE:

a) Chimia sanitara a mediului, S.Manescu editura Titulescu Bucuresti 1974

b) Igiena mediului, Cadariu Gh., Manescu S. Bucuresti 1974

c) Igiena, Barnea M. si colaboratori, Bucuresti 1971

d) Igiena mediului, Andronache Elena, Bucuresti 1978

Determinarea Indicatorilor Microbiologici Ai Solului

Documents

Transcript of Determinarea Indicatorilor Microbiologici Ai Solului