By-products as an amendment of a mine soil: effects on microbial biomass determined using phospholipid fatty acids

Abstract

In the present work, the effect of two by-products (pine bark and crushed mussel shell) on microbial biomass and community structure was studied in a soil from a mine tailing located in a copper mine. In a laboratory experiment, different doses (0, 12, 24, 48, 96 and 192 Mg ha-1) of pine bark, crushed mussel shell or mixtures of both by-products were added to the soil. The amended soil samples were incubated for one year at 60% of water holding capacity, and then 33 phospholipid fatty acids (PLFAs) were extracted from these samples and quantified. The PLFAs concentrations were used for different microbial biomass estimations: total biomass, bacterial biomass, fungal biomass, gram-positive (G+) biomass and gram-negative (G-) biomass. The addition of crushed mussel had no significant effects on the total soil microbial biomass, either bacterial of fungal biomass. However, the addition of pine bark increased the total microbial biomass in the soil (up to 40%), mainly due to increases in the fungal biomass (it increased 1600%). No synergistic effects were observed when the soil was amended with both, pine bark and crushed mussel shell. The main community structure changes were due to the addition of pine bark to the soil, and were also due to modifications in fungal communities. Our results suggest that the microbial biomass was mainly limited in the mine soil by low organic matter concentrations, and therefore, practices increasing the amount of soil organic matter should be priorities for soil reclamation.

En el presente trabajo se estudió el efecto de dos subproductos (corteza de pino y concha de mejillón triturada) sobre la biomasa y estructura microbiana de un suelo procedente de una escombrera localizada en una mina de cobre. En un experimento realizado en laboratorio fueron añadidas al suelo diferentes dosis (0, 12, 24, 48, 96 and 192 Mg ha-1) de corteza de pino, concha de mejillón triturada y mezclas de ambos subproductos. Las muestras de suelo enmendado fueron incubadas durante un año al 60% de la capacidad de campo, y posteriormente 33 ácidos grasos de los fosfolípidos (PLFAs) fueron extraídos de estas muestras y cuantificados. La concentración de PLFAs fue utilizada para realizar distintas estimaciones de la biomasa microbiana: biomasa total, biomasa bacteriana, biomasa fúngica, biomasa de bacterias gram + y biomasa de bacterias gram -. La adición de concha de mejillón triturada no tuvo efectos significativos sobre la biomasa total ni sobre la biomasa bacteriana o fúngica. Sin embargo, la adición de corteza de pino al suelo incrementó la biomasa total del suelo (hasta un 40%), debido mayormente al incremento de la biomasa fúngica (se incrementó un 1600%). Tampoco se observaron efectos sinérgicos cuando el suelo fue enmendado con una mezcla de corteza de pino y concha de mejillón triturada. Los mayores cambios en la estructura de las comunidades microbianas fueron debidos a la adición de corteza de pino al suelo, y fueron además debidas a cambios en las comunidades fúngicas. Nuestros resultados sugieren que la biomasa microbiana del suelo de mina está mayormente limitada por la concentración de materia orgánica y, por tanto, deben ser priorizadas prácticas de manejo que contribuyan a incrementarla para la rehabilitación de este tipo de suelos.

Neste trabalho foi estudado o efeito de dois subprodutos (casca de pinheiro e concha de mexilhão triturada) na biomassa e estrutura microbiana de um solo procedente de uma escombreira localizada numa mina de cobre. Numa experiência de laboratório, doses diferentes (0, 12, 24, 48, 96 e 192 Mg ha-1) de casca de pinheiro, concha de mexilhão triturada e misturas de ambos os subprodutos foram adicionados ao solo. Amostras de solo corrigido com os resíduos foram incubadas durante um ano a 60% da sua capacidade de retenção de água, e subsequentemente, 33 ácidos gordos dos fosfolípidos (PLFAs) foram extraídos a partir destas amostras e quantificados. A concentração de PLFAs foi usada para estimar vários tipos de biomassa microbiana: biomassa total, biomassa bacteriana, biomassa fúngica, biomassa de bactérias gram positivas e biomassa de bactérias gram negativas. A adição de concha de mexilhão triturada não teve nenhum efeito significativo na biomassa total ou na biomassa bacteriana ou fúngica. Porém, a adição de casca de pinheiro aumentou a biomassa microbiana do solo (até 40%), principalmente devido ao aumento da biomassa fúngica (a qual aumentou de 1600%). Não foi observado nenhum efeito de sinergismo quando o solo foi corrigido com uma mistura de casca de pinheiro e concha de mexilhão triturada. As maiores alterações na estrutura das comunidades microbianas foram produzidas pela adição de casca de pinheiro ao solo, as quais resultaram em alterações nas comunidades fúngicas. Os resultados sugerem que a biomassa microbiana do solo de mina é, maioritariamente limitada pela concentração de matéria orgânica. Assim, práticas que contribuam para o seu aumento devem ser prioritárias para a reabilitação deste tipo de solos.