Effect of Lasius niger and long-term heavy metals contaminations of environmental on activity, biomass and functional diversity of soil microorganisms.

Mikroorganizmy glebowe odpowiadają za tworzenie struktury gleby, utrzymywanie jej żyzności oraz biorą udział w obiegu pierwiastków w przyrodzie. Metale ciężkie wpływają negatywnie na mikroorganizmy glebowe, ale ich wpływ może być modyfikowany przez rożne czynniki środowiskowe, w tym biologiczne. Celem pracy było określenie, czy i jak obecność mrówek z gatunku Lasius niger na terenach długotrwale skażonych metalami ciężkimi wpływa na mikroorganizmy glebowe. Próby gleby pobrano późną jesienią z kopców mrówek oraz spoza kopców na 14 stanowiskach na dwóch transektach badawczych (rejon Olkusza i Miasteczka Śląskiego). Materiał pobrany z kopców mrówek był bardziej suchy (p=0,005) i charakteryzował się mniejszą zawartością materii organicznej (p=0,033), węgla (p=0,044), a także form dostępnych kadmu (p=0,004), ołowiu (p=0,005) i cynku (p=0,011) niż gleba spoza kopców. Gleby w transekcie w rejonie Olkusza charakteryzowały się wyższym pH (p=0,009), większą zawartością wapnia (p=0,031), cynku (p=0,043) oraz wskaźnika indeksu toksyczności (p=0,044) niż gleby z transektu w rejonie Miasteczka Śląskiego. Nie wykazano różnic pomiędzy materiałem z kopców a glebą spoza kopców w tempie respiracji gleby (p=0,146), biomasie mikroorganizmów (p=0,596), a także w aktywności bakterii (AUC) mierzonej na płytkach Biolog® ECO (p=0,566), jak i wskaźników różnorodności funkcjonalnej bakterii H’ i Rs (p=0,858, p=0,804, odpowiednio). Porównanie prostych regresji wykazało, że obecność mrówek nie różnicuje oddziaływania metali ciężkich na mikroorganizmy glebowe, gdyż wpływ metali ciężkich był podobny dla tempa respiracji (p=0,028). biomasy mikroorganizmów (p=0,010) i pozostałych zmiennych, mierzonych na płytkach Biolog®: AUC (p=0,597), H’ (p=0,060), Rs (p=0,238). Wykazano natomiast (regresje wieloczynnikowe), że tempo respiracji jest dodatnio skorelowane z pH gleby (p=0,001) oraz negatywnie z indeksem toksyczności metali ciężkich (TI) (p=0,010), a AUC było dodatnio skorelowane z zawartością węgla w glebie (p=0,007). Brak wpływu mrówek na oddziaływanie metali ciężkich na mikroorganizmy glebowe mogło być spowodowane przystosowaniem mrówek do środowiska, a także ich niską aktywnością podczas chłodniejszych miesięcy w roku.Soil microorganisms are responsible for the soil structure formation, maintaining its fertility and the elements cycling in nature. Heavy metals adversely affect soil microorganisms, but their effects can be modified by a variety of environmental factors, including biological ones. The purpose of the study was to determine whether and how the presence of Lasius niger ants in regions long-term contaminated by heavy metals affects soil microorganisms. Soil samples were taken from the mounds of ants and from outside the mounds at 14 sites on two research transects (Olkusz and Miasteczko Śląskie). The material collected from the ant mounds was more dry (p=0,005) and was characterized by a lower content of organic matter (p=0,033), carbon (p=0,044), available cadmium forms (p=0,004), lead (p=0,005) and zinc (p=0,011) than non-mound soil. Soils in transect in the Olkusz area were characterized by higher pH (p=0,009), higher calcium content (p=0,031), zinc (p=0,043) and toxicity index (p=0,044) than soils in Miasteczko Śląskie transect. There were no differences between mound and non-mound soil in the rate of soil respiration (p=0,146), microbial biomass (p=0,596) and bacterial activity (AUC) measured on Biolog® ECO plates (p=0,566) as well as functional diversity indices, H 'and Rs (p=0,858, p=0,804, respectively). Comparison of regression lines showed that the presence of ants does not differentiate heavy metals effect on soil microorganisms, because the effect of heavy metals was similar on the respiration rate (p=0,028), microbial biomass (p=0,010) and other variables, measured on Biolog® plates: AUC (p=0,597), H '(p=0,060) and Rs (p=0,238). It has been shown, however, that the rate of respiration is positively correlated with the soil pH (p=0,001) and negatively with the heavy metals toxicity index (TI) (p=0,010) and that AUC was positively correlated with the soil carbon content (p=0,007). The lack of influence of ants on heavy metals toxic effect on soil microorganisms could be due to the adaptation of ants to the environment and their low activity during colder months of year