Inkubering av homogeniserade jordprov 2016-2017

Inkubering av homogeniserade jordprov

För att snabbare kunna utvärdera de geokemiska och mikrobiologiska effekterna av inblandning av ultrafinkornigt kalkstenspulver (2.5 μm i diameter, Nordkalk C2), mycket finkornig torv (4–8 μm i diameter, Vapo Oy) och en kombination av dessa i sur sulfatjord utfördes ett screeningsförsök i laboratorieskala i både syrerik och syrefri miljö. Kalkstenspulvrets roll var att höja pH värdet i jorden och torvens roll var att agera som antioxidant samt som energikälla för bakterierna i jorden.

Jorden som användes i försöket togs i april 2016 från ett fält intill Risöfladans försöksfält genom att pressa ner 1,5 m långa rör i marken med en grävmaskin. I försöket användes det sura sulfatjordsskiktet vid 75–90 cm.

De olika behandlingarna av den finfördelade sura sulfatjorden var manuell inblandning av 1) 1% ultrafinkornigt kalkstenspulver 2) 1% finkornig torv och 3) 1% blandning av lika delar kalkstenspulver och torv per torrvikt jord. Som kontroll användes obehandlad finfördelad jord. För att kontrollera syrets påverkan av behandlingarna preparerades samtliga prov i både syrefri och syrerik miljö. Samtliga behandlingar utfördes även i tre replikat, d.v.s. tre olika jordprover tagna flera meter från varandra, och olika set prov for de geokemiska och mikrobiologiska analyserna användes. Efter behandlingen inkuberades jordproverna i 10 veckor vid 10 °C i mörker.

Efter inkubationen mättes pH från de geokemiska proven och frystes sedan ner vid -20 °C. Från de upptinade proven utfördes svavel och järn specieringar samt en analys av utvalda metaller.

För de mikrobiologiska analyserna isolerades DNA från intakta bakterieceller som lakats från jordenproven. Från det isolerade DNA PCR-amplifierades 16S rRNA genen som används för att identifiera bakterier. Efter PCR-amplifieringen skickades proverna för sekvensering, varefter ingående dataanalyser av sekvensmaterialet utfördes för att identifiera bakteriepopulationerna i de obehandlade och behandlade jordproverna. Det sammanställda sekvenserings- och geokemiska data publicerades 2018 i journalen Science of the Total Environment i artikeln Chemical and microbiological evaluation of novel chemical treatment methods for acid sulfate soils.

De övergripande slutsatserna från studien var att de syrerika inkubationerna efterliknade en torr sommar då acidofilerna i den sura sulfatjorden sannolikt är som mest aktiva och det låga pH-värdet i kontrolljordarna gjorde det möjligt för acidofilerna att katalysera oxidationen av järndisulfider. De syrefria inkubationerna däremot efterliknade höst till vårförhållanden när sprickorna i jorden är fyllda med vatten, mikroorganismerna har låg aktivitet och ingen oxidation av järndisulfider sker.

I jorden som behandlats med ultrafinkornigt kalkstenspulver och lika delar ultrafinkornigt kalkstenspulver och torv var acidofilpopulationer också närvarande, men de var mest sannolikt inaktiva eftersom metall- och syrautlakningen var låg. Behandlingen med enbart torv hade ingen effekt på metall- och syrautlakningen. Baserat på resultaten från denna studie måste en behandling av sur sulfatjord både höja pH-värdet och öka innehållet av organiskt material i jorden (t.ex. med torv) för att ändra sammansättningen av den mikrobiella populationen.