The pollution of soil by trace elements is a global problem. Conventional methods of soil remediation are often inapplicable, so it is necessary to search intensively for innovative and environment-friendly techniques for cleaning up ecosystems, such as phytoremediation. Basic research methods, their strengths and weaknesses, and the effects of microorganisms on metallophytes and plant endophytes resistant to trace elements (TEs) were summarised and described in this manuscript. Prospectively, bio-combined phytoremediation with microorganisms appears to be an ideal, economically viable and environmentally sound solution. The novelty of the work is the description of the potential of “green roofs” to contribute to the capture and accumulation of many metal-bearing and suspended dust and other toxic compounds resulting from anthropopressure. Attention was drawn to the great potential of using phytoremediation on less contaminated soils located along traffic routes and urban parks and green spaces. It also focused on the supportive treatments for phytoremediation using genetic engineering, sorbents, phytohormones, microbiota, microalgae or nanoparticles and highlighted the important role of energy crops in phytoremediation. Perceptions of phytoremediation on different continents are also presented, and new international perspectives are presented. Further development of phytoremediation requires much more funding and increased interdisciplinary research in this direction.
The usage of grassland significantly affects the microbial and biochemical parameters of soil epipedons. The use of grasslands (by mowing, grazing, and mowing and grazing) affects the dominance of bacteria in abundance relative to fungal populations. This was particularly noticeable when manual mowing was applied. In general, the highest number of microorganisms occurred during spring and summer, which should be associated with the intensity of growth of root systems of grass vegetation. It was noted that the grazing system caused an increase in the enzymatic activity of urease and slightly less dehydrogenases and acid and alkaline phosphatase. Therefore, microbial abundance and enzymatic activity are considered as indicator parameters to evaluate the biological soil environment. They are highly probable estimates of soil fertility and ecosystem biodiversity.
Celem pracy było przedstawienie struktury fitosocjologicznej wybranych zbiorowisk trawiastych na płytkich glebach torfowych podlegających procesowi murszenia (humifikacji i mineralizacji torfu). Obszar badań zlokalizowany był pomiędzy północnym, środkowym i południowym kanałem rzeki Obry (Nizina Wielkopolska, centralna Polska). Badania glebowe przeprowadzono w maju i wrześniu 2022 roku, a badania fitosocjologiczne w maju i wrześniu 2022–2023 roku. Próbki gleby do analiz laboratoryjnych pobrano z najwyższych poziomów glebowych na głębokości 0–20 cm w 20 punktach badawczych. Wykonano 76 zdjęć fitosocjologicznych. Wyróżniono pięć jednostek syntaksonomicznych roślinności: Molinietum caeruleae, zbiorowisko z Poa pratensis-Festuca rubra, Arrhenatheretum elatioris, Lolio-Cynosuretum i Alopecuretum pratensis. Zbiorowiskiem o najwyższych wartościach wskaźnika różnorodności i liczbie gatunków odnotowanych w zdjęciach fitosocjologicznych było Molinietum caeruleae, podczas gdy najuboższym w gatunki z najniższym wskaźnikiem było Lolio-Cynosuretum. Gleby zostały sklasyfikowane jako Umbric Gleysols, Mollic/Umbric Gleysols, Histic Gleysols, Histic Gleysols (Murshic). Najwyższe zawartości TOC i TN odnotowano dla zbiorowiska Poa pratensis-Festuca rubra, a najniższą dla Arrhenatheretum elatioris. Wartości pH wskazywały na gleby lekko kwaśne w przypadku następujących zbiorowisk: Alopecuretum pratensis, Molinietum caeruleae, Lolio-Cynosuretum, zb. Poa pratensis-Festuca rubra oraz gleby lekko zasadowe w przypadku Arrhenatheretum elatioris. Wyniki analizy dyskryminacyjnej wykazały, że najważniejszym statystycznie istotnym czynnikiem różnicującym zbiorowiska roślinne było pH gleby mierzone zarówno w H2O, jak i w KCl. Zbiorowisko Molinietum caeruleae występowało na glebach ubogich w składniki mineralne o stosunkowo wysokim stosunku C:N. Wskaźnik różnorodności Shannona-Wienera był istotnie ujemnie skorelowany z TOC i TN. Wskazane jest dalsze utrzymywanie badanych stanowisk jako roślinności łąkowej. Zbiorowiska użytków zielonych mają szanse na przetrwanie w procesie murszenia, pod warunkiem prawidłowego użytkowania (regularnego koszenia lub wypasania i nawożenia) i regulacji stosunków wodnych. Użytki zielone, oprócz wzbogacania gleb w składniki pokarmowe, stwarzają najlepsze warunki do ograniczenia procesu rozkładu materii organicznej w poziomach akumulacyjnych i próchnicznych o charakterze murszowym, co jest niezwykle istotne w obliczu zmian klimatycznych.
Grasslands are the most carbon-rich of all agricultural ecosystems, but are also the most endangered. The global area of grassland decreased during the 20th century, mainly due to conversion to arable land, improper management, and abandonment. Due to ongoing climate change, maintenance of an adequate level of soil organic matter is of primary importance, not only to maintain the productive function of the soils, but also to ensure their role as carbon stores. The main aim of this study was to assess the linkages between selected chemical and biochemical soil properties in alluvial grassland soils, characterized by a low water table. The area under study was located in the Koło Basin, central Poland. Soil parameters, such as total organic carbon, total nitrogen, pH, phosphorus, magnesium, and potassium contents, as well as enzymatic activity and soil microbial structure were studied. Positive correlations were observed between total organic carbon content and the following enzymatic activities: dehydrogenase (r = 0.63), acid phosphatase (r = 0.69), and alkaline phosphatase (r = 0.86). There was a significant correlation between fungi abundance and phosphorus and potassium contents, and between actinobacteria abundance and total organic carbon content.
The study examined seasonal variability in soil enzymatic activity and microbial abundance across five grassland vegetation units: Molinietum caeruleae, Alopecuretum pratensis, Arrhenatheretum elatioris, Lolio–Cynosuretum, and com. Poa pratensis–Festuca rubra. Soils under Molinietum caeruleae showed higher fungal abundance and greater plant diversity, while Lolio–Cynosuretum was notable for elevated Azotobacter spp. populations. Actinobacteria preferred soils with more organic matter, whereas Azotobacter spp. favored higher pH. A negative correlation was observed between the Shannon diversity index (H′) and heterotrophic bacterial abundance in Arrhenatheretum elatioris and with fungal abundance in com. Poa pratensis–Festuca rubra. Acid and alkaline phosphatase and catalase activities were also negatively correlated with H′. Redundancy analysis showed these enzymes were related to total nitrogen content, and enzyme activity decreased with rising soil pH. In autumn 2022, high fungal abundance coincided with a reduction in other microorganisms. Seasonal trends were evident: catalase and urease activities peaked in autumn 2023, while other enzymes were more active in spring 2022. The results emphasize the significance of seasonal shifts in shaping microbial and enzymatic soil processes, which are vital for nutrient cycling, carbon sequestration, and climate regulation. Further research is essential to guide sustainable grassland soil management.
Celem pracy była ocena zależności pomiędzy wybranymi związkami fenolowymi, a liczebnością mikroorganizmów w glebach użytków zielonych. Obiektem badań były wierzchnie warstwy gleby (0–20 cm) użytków zielonych położonych wzdłuż rzeki Obry (Nizina Wielkopolska, centralna Polska). Badania terenowe przeprowadzono we wrześniu 2022 roku. Na badanym obszarze wybrano pięć jednostek syntaksonomicznych roślinności: Molinietum caeruleae, Alopecuretum pratensis, Arrhenatheretum elatioris, Lolio-Cynosuretum oraz zbiorowisko Poa pratensis-Festuca rubra. Jednokierunkowy test ANOVA dla pH wykazał statystycznie istotne różnice między użytkami zielonymi (dla pHH2O p=0,000, a dla pHKCl p=0,000). Liczebność bakterii heterotroficznych (p=0,000), promieniowców (p=0,001) i grzybów (p=0,014) była również cechą istotnie różnicującą jednostki roślinności użytków zielonych. Jednokierunkowy test ANOVA wykazał, że spośród wszystkich analizowanych związków fenolowych tylko dwa były się istotne: kwas wanilinowy (p=0,003 i katechina (p=0,002). Nasze badania wskazują na dodatnią korelację promieniowców z kwasem cynamonowym i kawowym, bakterii heterotroficznych z kwasem p-kumarowym i ferulowym oraz katechiną, a grzybów z kwasem galusowym i katechiną. Ponadto, biorąc pod uwagę cechy istotne statystycznie, można stwierdzić, że Molinietum caeruleae wykazuje inną strukturę w porównaniu z innymi jednostkami wegetacyjnymi, Arrhenatheretum elatioris i Lolio-Cynosuretum są podobne, podczas gdy zbiorowiska Poa pratensis-Festuca rubra i Alopecuretum pratensis wykazują odmienną strukturę od pozostałych. Badania środowiskowe coraz częściej koncentrują się na potrzebie zwiększenia akumulacji węgla organicznego w glebie. Poznanie relacji między związkami fenolowymi i mikroorganizmami w glebach użytków zielonych jest niezwykle ważne w tym aspekcie. Właściwe zarządzanie użytkami zielonymi jest ważnym elementem ochrony środowiska.