Inkubering av homogeniserade jordprov 2017-2019
Inkubering av homogeniserade jordprov 2017-2019
Målet med studien vara att utvärdera den geokemiska och mikrobiologiska effekten av ultrafinkornig kalksten (både Nordkalks C2 med partikeldiameter 2,5 µm och Nordkalks Enrich Bio med partikeldiameter 0,3 µm) och elektrondonatorer i form av organiskt material (såsom torv och torvens nedbrytningsprodukter) på sur sulfatjord i både syrerik och syrefri miljö.
Jorden som användes i experimenten togs i april 2017 från en obehandlad del av försöksfältet på Risöfladan genom att trycka ner 1,5 meter långa plaströr i marken med en grävskopa. I experimentet användes jord från det sura sulfatjordsskiktet på 75–90 cm under markytan.
Den sura sulfatjorden behandlades genom att manuellt blanda in 1) 1 % ultrafinkornig kalksten (Enrich Bio); 2) 1 % av en blandning av lika delar torv (H1 nivå*1) och ultrafinkornig kalksten (C2); 3) 1 % av en blandning av lika delar torv (H5 nivå) och ultrafinkornig kalksten (C2); 4) 0,1 % natriumacetat och 5) 0,1 % natriumlaktat i förhållande till jordens torrvikt. Obehandlad jord användes som kontrollprov. För att undersöka syrets inverkan på behandlingarna utfördes provbehandlingen både i en syrefri och en syrerik miljö. Varje behandling gjordes i tre replikat, d.v.s. tre olika jordprover togs flera meter ifrån varandra och olika uppsättningar av prov användes för de geokemiska och mikrobiologiska analyserna. Efter behandling inkuberades proverna vid 10 °C i mörker under 10 veckor.
Direkt efter inkuberingen mättes pH i proverna tagna för geokemisk analys varefter dessa frystes ner vid -20 °C. Efter upptining bestämdes förekomstformerna hos svavel och järn, liksom totalhalterna hos ett antal utvalda metaller. Intakta bakterieceller lakades ur jordproverna tagna för mikrobiologisk analys, och DNA isolerades från dessa. Bakterierna identifierades genom att först PCR-förstärka*2 16S rRNA-genen i det isolerade DNA-materialet. Efter PCR-förstärkningen skickades proverna för sekvensering av 16S rRNA-genen. En djupgående dataanalys av sekvenseringsresultaten gjordes för att identifiera bakteriepopulationerna i obehandlad och behandlad jord. De samlade resultaten från både de geokemiska och mikrobiologiska analyserna publicerades i tidskriften Soil Ecology Letters som artikeln Biodegraded peat and ultrafine calcium carbonate result in retained metals and higher microbial diversities in boreal acid sulfate soil.
De övergripande slutsatserna av studien var att tillsats av Enrich Bio-kalkstenspulver höjde pH i den sura sulfatjorden och verkade inaktivera de acidofila bakterierna, men en aktivering av järn- och svavelreducerande bakterier noterades inte. Tillsats av organiskt material tillsammans med ultrafinkornigt kalkstenspulver (C2) resulterade i högre bakteriell diversitet och metallbindning, även om syratoleranta och acidofila mikrober fortfarande dominerade. En låg andel järnreducerande mikrober kunde identifieras i behandlingar med tillsats av organiskt material, vilket indikerar att den torv som användes i studien kan användas för att reaktivera järnreducerande mikrober i sur sulfatjord. Resultaten från studien var av stort värde när mer storskaliga experiment planerades.
*1 H anger graden av biologisk nedbrytning hos ett torvmaterial enligt von Post-skalan där H1 är något nedbruten och H10 är fullt nedbruten.
*2 PCR står för polymerase chain reaction, en teknik för att skapa ett stort antal kopior av ett visst DNA-segment.
