Progress in Plant Protection

Mikroorganizmy jako narzędzie rewitalizacji gleb w środowisku miejskim
Microorganisms as a tool for soil revitalization in urban environment

Wiktoria Szczygieł, e-mail: 124109@student.upwr.edu.pl

Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, pl. Grunwaldzki 24a, 53-363 Wrocław, Polska

Katarzyna Patejuk, e-mail: katarzyna.patejuk@upwr.edu.pl

Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Katedra Ochrony Roślin, pl. Grunwaldzki 24a, 53-363 Wrocław, Polska
Abstract

Gleby antropogeniczne cechuje nieregularna miąższość i brak wykształconych poziomów genetycznych. Urbanizacja modyfikuje ich struk­turę, skład mikrobiologiczny i makrofaunę, a ugniatanie, metale ciężkie, nieregularne dostawy materii organicznej i efekt miejskiej wyspy ciepła zmieniają także ich mikrobiom. W glebach zurbanizowanych spada liczba grzybów mikoryzowych, dominują zaś Proteobacteria, Actinobacteria, Firmicutes i Bacteroidetes. Coraz większe znaczenie ma rewitalizacja i przywracanie naturalnego mikrobiomu glebom antropogenicznym. Na rynku dostępne są preparaty mikrobiologiczne m.in. grzyby z rodzaju Glomus i Trichoderma oraz bakterie Bacillus i Streptomyces, które według badań poprawiają właściwości gleby, wspomagają odżywianie roślin, zwiększają ich odporność na stres i pa­togeny oraz poprawiają strukturę podłoża. W artykule przedstawiono rolę mikroorganizmów w rewitalizacji gleb miejskich oraz przegląd komercyjnych preparatów dostępnych w Polsce.

 

Anthropogenic soils exhibit irregular thickness and lack well‐defined genetic horizons. Urbanization alters their structure, microbiological composition, and macrofauna, and compaction, heavy‐metal contamination, uneven organic‐matter inputs, and the urban-heat-island effect all reshape their microbiome. In such soils, mycorrhizal fungi decline while Proteobacteria, Actinobacteria, Firmicutes, and Bac­teroidetes prevail. Restoring the natural microbiome of urban soils is gaining importance. Commercial microbial formulations featuring fungi such as Glomus and Trichoderma and bacteria like Bacillus and Streptomyces have been shown to enhance soil properties, support plant nutrition, bolster stress and pathogen resistance, and improve substrate structure. The article presents the role of microorganisms in the revitalization of urban soils and an overview of commercial preparations available in Poland.

Key words
mikroorganizmy; rewitalizacja gleby; gleby miejskie; mikrobiom; mykoryza;  Bacillus; microorganisms; soil revitalization; urban soils; microbiome; mycorrhiza
References

Abbaszade G., Toumi M., Farkas R., Vajna B., Krett G., Dobosy P., Szabó C., Tóth E. 2023. Exploring the relationship between metal(loid) contamination rate, physicochemical conditions, and microbial community dynamics in industrially contaminated urban soils. Science of The Total Environment 897: 166094. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.166094

 

Aminov R. I. 2009. The role of antibiotics and antibiotic resistance in nature. Environmental Microbiology 11 (12): 2970–2988. DOI: 10.1111/j.1462-2920.2009.01972.x

 

Bainard L.D., Klironomos J.N., Gordon A.M. 2010. The mycorrhizal status and colonization of 26 tree species growing in urban and rural environments. Mycorrhiza 21 (2): 91–96. DOI: 10.1007/s00572-010-0314-6

 

Bérard A., Ben Sassi M., Kaisermann A., Renault P. 2015. Soil microbial community responses to heat wave components: drought and high temperature. Climate Research 66 (3): 243–264. DOI: 10.3354/cr01343

 

Borkowska B. 2011. Mikoryza. s. 224–250. W: Fizjologia roślin sadowniczych Tom 1 (L.S. Jankiewicz, J. Lipecki, red.). Wydaw­nictwo Naukowe PWN, Warszawa, 480 ss. ISBN 978-83-01-16685-4.

 

Christel A., Dequiedt S., Chemidlin-Prevost-Bouré N., Mercier F., Tripied J., Comment G., Djemiel C., Bargeot L., Matagne E., Fougeron A., Mina Passi J.-B., Ranjard L., Maron P.-A. 2023. Urban land uses shape soil microbial abundance and diversity. Science of The Total Environment 883: 163455. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.163455

 

Finley R.L., Collignon P., Larsson D.G., McEwen S.A., Li X.Z., Gaze W.H., Reid-Smith R., Timinouni M., Graham D.W., Topp E. 2013. The scourge of antibiotic resistance: the important role of the environment. Clinical Infectious Diseases 57 (5): 704–710. DOI: 10.1093/cid/cit355

 

Frene J.P., Pandey B.K., Castrillo G. 2024. Under pressure: elucidating soil compaction and its effect on soil functions. Plant and Soil 502: 267–278. DOI: 10.1007/s11104-024-06573-2

 

Furtak K., Gajda A.M. 2018. Biochemical methods for the evaluation of the functional and structural diversity of microorganisms in the soil environment. Postępy Mikrobiologii 57 (2): 194–202. DOI: 10.21307/PM-2018.57.2.194

 

Galus-Barchan A., Chmiel M.J. 2019. Rola drobnoustrojów w pozyskiwaniu przez rośliny składników pokarmowych. [The role of microorganisms in acqisition of nutrients by plants]. Kosmos Problemy Nauk Biologicznych 68 (1): 107–114.

 

Gałązka A., Ciepiel J., Marzec-Grządziel A., Kozieł M., Gawryjołek K., Janczarek A., Abramczyk B. 2023. Poradnik preparaty mi­krobiologiczne dla roślin rolniczych. Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy, Puławy, 56 ss. ISBN 978-83-7562-406-9. DOI: 10.26114/por.iung.2023.12.01

 

Gediga K., Matkowski K., Pląskowska E. 2000. Trichoderma harzianum Rifai jako kolonizator gleb skażonych niklem i ołowiem. [Trichoderma harzianum Rifai as a colonizer of soils polluted with nickel and lead]. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 471: 903–911.

 

Gębarowska E., Pietr S.J., Stankiewicz M., Kucińska J., Magnucka E. 2010. Wybrane zagadnienia i materiały do ćwiczeń z mikrobiologii. Wydanie II poprawione. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, 152 ss. ISBN 978-83- 60574-86-7.

 

Glushakova A.M., Kachalkin A.V., Umarova A.B., Ivanova A.E., Prokofeva T.V. 2022. Changes in urban soil yeast communi­ties after a reduction in household waste during the COVID-19 pandemic. Pedobiologia 93–94: 150822. DOI: 10.1016/j. pedobi.2022.150822

 

Krupa A. 2010. Mikoryzy i ich wielofunkcyjna rola w środowisku. [Mycorrhizas and their multifunctional role in the environment]. Chemistry, Environment, Biotechnology 14: 175–182.

 

Kuźniak A., Włodarczyk K., Gromadzka P., Siara A., Wolińska A. 2021. Aktualny stan wiedzy na temat biopreparatów stosowa­nych w rolnictwie. Wydawnictwo KUL, Lublin, 32 ss. ISBN 978-83-8061-964-7.

 

Lehtovirta-Morley L.E., Sayavedra-Soto L.A., Gallois N., Schouten S., Stein L.Y., Prosser J.I., Nicol G.W. 2016. Identifying po­tential mechanisms enabling acidophily in the ammonia-oxidizing archaeon „Candidatus Nitrosotalea devanaterra”. Applied and Environmental Microbiology 82 (9): 2608–2619. DOI: 10.1128/AEM.04031-15

 

Margesin R., Schinner F. 2001. Biodegradation and bioremediation of hydrocarbons in extreme environments. Applied Microbio­logy and Biotechnology 56 (5–6): 650–663. DOI: 10.1007/s002530100701

 

Marti E., Jofre J., Balcazar J.L. 2013. Prevalence of antibiotic resistance genes and bacterial community composition in a river influenced by a wastewater treatment plant. PLoS One 8 (10): e78906. DOI: 10.1371/journal.pone.0078906

 

Nowak A., Hawrot M. 2003. Wpływ zabiegów bioremediacyjnych na stopień rozkładu oleju napędowego w glebach o odmiennym składzie mechanicznym oraz różnej zawartości materii organicznej. [Effect of bioremediation treatments on diesel oil decomposition level in soils of different mechanical composition and organic matter content]. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 492: 211–216.

 

Paśmionka I. 2017. Mikrobiologiczne przemiany azotu glebowego. [Microbiological transformations of soil nitrogen]. Kosmos Problemy Nauk Biologicznych 66 (2): 185–192.

 

Systematyka gleb Polski 2019. Polskie Towarzystwo Gleboznawcze, Komisja Genezy Klasyfikacji i Kartografii Gleb. Wydawnic­two Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, Polskie Towarzystwo Gleboznawcze, Wrocław–Warszawa, 292 ss. ISBN 978-83-7717-321-3.

 

Qu R., Liu G., Yue M., Wang G., Peng C., Wang K., Gao X. 2023. Soil temperature, microbial biomass and enzyme activity are the critical factors affecting soil respiration in different soil layers in Ziwuling Mountains, China. Frontiers in Microbiology 14: 1105723. DOI: 10.3389/fmicb.2023.1105723

 

Rusterholz H.P., Studer M., Zwahlen V., Baur B. 2020. Plant-mycorrhiza association in urban forests: Effects of the degree of urba­nisation and forest size on the performance of sycamore (Acer pseudoplatanus) saplings. Urban Forestry & Urban Greening 56 (5): 126872. DOI: 10.1016/j.ufug.2020.126872

 

Siebielec G., Siebielec S., Podolska G. 2015. Porównanie mikrobiologicznej i chemicznej charakterystyki gleb po ponad 100 latach uprawy roślin zbożowych. [Comparison of microbial and chemical characteristics of soil types after over 100 years of cereal production]. Polish Journal of Agronomy 23: 88–100.

 

Strzelecka E. 2011. Rewitalizacja miast w kontekście zrównoważonego rozwoju. [Urban revitalization in the context of sustainable development]. Budownictwo i Inżynieria Środowiska 2 (4): 661–668.

 

Świtoniak M., Bednarek R., Mendyk Ł., Dzierzyk P. 2012. Wpływ denudacji antropogenicznej na pokrywę glebową zagłębienia bezodpływowego w rezerwacie Retno. Rozdział 2.3. s. 59–74. W: Postglacjalna historia zagłębienia bezodpływowego w re­zerwacie Retno (Pojezierze Brodnickie) Wydanie 1 ( M. Karasiewicz, P. Hulisz, M. Świtoniak, red.). Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, Toruń, 162 ss. ISBN 978-83-231-2843-4.

 

van Veen J.A., van Overbeek L.S., van Elsas J.D. 1997. Fate and activity of microorganisms introduced into soil. Microbiology and Molecular Biology Reviews 61 (2): 121–135. DOI: 10.1128/mmbr.61.2.121-135.1997

 

Verma K., Sharma G., Sinha P.G., Nishu, Mathur V. 2024. Identifying bacteria from urban soil for degrading soil organic contami­nants of emerging concern. Water, Air, & Soil Pollution 235 (12): 797. DOI: 10.1007/s11270-024-07586-4

 

Zhang S., Zuo X., Wei G., Wang H., Gao Y., Ling W. 2024. Immobilized Pseudomonas spp. for bioremediation of soils contamina­ted with emerging organic pollutants. Applied Soil Ecology 204: 105717. DOI: 10.1016/j.apsoil.2024.105717

Progress in Plant Protection (2025) : 0-0
First published on-line: 2025-09-01 11:18:49
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2025-017
Full text (.PDF) BibTeX Mendeley Back to list