Ocena możliwości wykorzystania traw odmian pozapaszowych w fitoremediacji gleb zanieczyszczonych

Transkrypt

1 Otwarte seminaria 2012 Ocena możliwości wykorzystania traw odmian pozapaszowych w fitoremediacji gleb zanieczyszczonych dr Marta Pogrzeba mgr Jacek Krzyżak Zespół Fitoremediacji

2 Plan seminarium Charakterystyka gatunków traw gazonowych i energetycznych Podstawy procesu fitoremediacji Wyniki badań własnych trawy gazonowe trawy energetyczne Podsumowanie

3 Trawy wykorzystanie zakładanie i utrzymanie trawników parkowych, rekreacyjnych i sportowych zazielenianie terenów trudnych (skarpy, nasypy drogowe, pasy zieleni wzdłuż dróg, tereny zdegradowane) plon energetyczny

4 Trawy pozapaszowe - odmiany gazonowe kostrzewa czerwona (Festuca rubra) kostrzewa owcza (Festuca ovina) kostrzewa trzcinowa (Festuca arundinacea) życica trwała (Lolium perenne)

5 kostrzewa owcza (Festuca ovina) bardzo niska trawa gęstokępkowa dobrze przystosowana do gleb suchych i piaszczystych mało oporna na wydeptywanie pionierski gatunek na nieużytkach i terenach zdegradowanych wysoko ceniona ze względu na rolę przeciwerozyjną stosowana do zakładania trawników, zadarniania terenów sportowych, poboczy dróg, lotnisk najpopularniejsze odmiany: BAREPPO, SIMA, MINI, NATALKA

6 kostrzewa czerwona (Festuca rubra) niska trawa o cienkich rozłogach wytrzymała na niekorzystne warunki siedliskowe dobrze znosi zacienienie i wydeptywanie pionierski gatunek na nieużytkach i terenach zdegradowanych wysoka przydatność do zakładania trawników sportowych, zadarniania skarp najpopularniejsze odmiany: DARK, REDA, LEO, PERNILLE, NAPOLI

7 kostrzewa trzcinowa (Festuca arundinacea) gatunek o silnie rozwiniętym systemie korzeniowym wysoce odporna na stres termiczny i wilgotnościowy niskie wymagania siedliskowe wysoko ceniona ze względu na rolę przeciwerozyjną stosowana do zadarniania, poboczy dróg, nieużytków najpopularniejsze odmiany: FELLINE, COCHISE, ASTERIX, CORA

8 życica trwała (rajgras angielski) (Lolium perenne) gatunek o silnie rozwiniętym systemie korzeniowym duża łatwość krzewienia i odporność na wydeptywanie wysokie wymagania świetlne wyspecjalizowane odmiany stosowane są do tworzenia trawników użytkowych, obiektów sportowych najpopularniejsze odmiany: STADION, NIRA, GAZON, GRAFFITI

9 Trawy pozapaszowe - plon energetyczny palczatka gerarda (Andropogon gerardi) miskant olbrzymi (Miscanthus giganteus) miskant cukrowy (Miscanthus sacchariflorus) miskant chiński (Miscanthus sinensis) proso rózgowate (Panicum virgatum) spartyna preriowa (Spartina pectinata)

10 palczatka Gerarda (Andropogon gerardi) pochodzi z Ameryki Północnej może być uprawiana na glebach o ph 5-8 późny okres wegetacji (zaczyna się od maja) wymaga corocznego odchwaszczania plon: gleba nie nawożona - 6 t s.m./ha, nawożona - 24 t s.m./ha

11 miskant olbrzymi (Miscanthus x giganteus) pochodzi z Azji Wschodniej naturalna, triploidalna hybryda pomiędzy M. sacchariflorus i M. sinensis łatwy w uprawie i zbiorze rozmnażany przez rizomy ( roślin/ha) daje wysoki plon suchej masy (25 30 t s.m./ha/rok) toleruje różne odczyny gleby jednoroczne sadzonki bardzo wrażliwe na niskie temperatury plantacja może być wykorzystywana przez lat może być uprawiany na różnych rodzajach gleby

12 miskant cukrowy (Miscanthus sacchariflorus) pochodzi z Azji południowowschodniej silny system korzeniowy preferuje gleby lekkie, stanowiska zarówno suche jak i wilgotne prosty w uprawie okres użytkowania plantacji lat bardziej odporny na zimno i suszę niż miskant olbrzymi małe potrzeby nawozowe odporność na choroby i szkodniki plony o 25% niższe w porównaniu z miskantem olbrzymim

13 miskant chiński (Miscanthus sinensis) pochodzi z Azji południowo wschodniej, głównie Chiny preferuje gleby gliniaste, umiarkowanie wilgotne lubi stanowiska słoneczne rośnie w charakterystycznych kępach dorastających do 2-3 metrów wykazuje znaczną tolerancję na duże zanieczyszczenia (zasolenie) gleb plon biomasy 8-21 t s.m./ha/rok

14 spartyna preriowa (Spartina pectinata) pochodzi z Ameryki Północnej dorasta do ok. 2 m, tworząc obszerne, luźne kępy mocny system korzeniowy umożliwia wykorzystanie przeciwerozyjne od drugiego sezonu wegetacyjnego korzystne jest zasilanie roślin nawozami mineralnymi

15 proso rózgowate (Panicum virgatum) pochodzi z Ameryki Północnej wytwarza okazałe, zielone lub szarozielone kępy, osiągające najczęściej 1-2 m wysokości wartość kaloryczna porównywalna do drewna, mniejsza zawartość wody dobra tolerancja na gleby umiarkowanie zasolone i alkaliczne 1 rok upraw t s.m./ha 2 rok upraw t s.m./ha 3 rok upraw t s.m./ha

16 wydmuchrzyca wydłużona (Elymus elongatus) naturalne stanowiska południowo - wschodniej Europy i Azji Mniejszej może być uprawiana na piaszczystych glebach dobrze znosi warunki klimatu suchego plon t s.m./ha/rok wysiew z nasion obniża koszty produkcji biomasy

17 Energia z biomasy Roślina Plon (t s.m./ha) Wartość opałowa (MJ/kg) Wartość energetyczna plonu (GJ/ha) palczatka gerarda , miskant olbrzymi , miskant cukrowy miskant chiński , proso rózgowe ,4 139 wydmuchrzyca wydłużona spartyna preriowa ,

18 Dopuszczalne stężenia metali ciężkich w glebie (Ministerstwo Środowiska, 2002) Pierwiastek Obszary specjalnej ochrony Grunty orne Tereny przemysłowe Arsen Chrom Cynk Kadm Miedź Ołów Rtęć 0,5 2 30

19 Tereny zanieczyszczone metalami ciężkimi stanowią źródło zagrożeń zdrowotnych, związanych z wtórną emisją pyłów unoszonych przez wiatr z powierzchni pozbawionych okrywy roślinnej rozpuszczalne formy metali są wymywane z gleb i migrują do wód powierzchniowych i podziemnych przeciwdziałanie: fitoekstrakcja fitostabilizacja 19

20 Schemat fitoekstrakcji

21 Fitoekstrakcja indukowana związki chelatujące EDTA, DTPA, GTPA, EDDS, CDTA, NTA kwasy organiczne kwas octowy, kwas cytrynowy, kwas szczawiowy, kwas jabłkowy aminokwasy histydyna, prolina, cysteina, glutaminian biosurfaktanty powierzchniowo czynne cząsteczki wytwarzane przez żywe komórki - bakterii (Acinetobacter, Pseudomonas, Bacillus, Corynebacterium), drożdży (Candida, Torulopsis, Saccharomyces) i grzybów strzępkowych (Penicillium spiculisporum, Curvularia lunata) dodatki nieorganiczne chlorek potasu, chlorek sodu, chlorek amonu, siarczany, siarka elementarna nawozy organiczne gnojowica nawozy mineralne azotowe, wapniowe kombinacje dodatków wszystkich powyższych

22 Schemat fitostabilizacji

23 Fitostabilizacja wspomagana związki fosforu wodorofosforan(v) amonu, fosforyty, diwodorofosforan (V) wapnia, apatyty, hydroksyapatyty, kwas fosforowy, nawozy fosforowe (głównie superfosfat potrójny-tsp), fosforan wapnia w postaci mączki kostnej związki alkalizujące wapno nawozowe, węglan wapnia, dolomit, popioły lotne po spalaniu węgla, bogate w wapno przemysłowe produkty odpadowe zeolity naturalne i syntetyczne uwodnione tlenki żelaza dodatek materii organicznej skompostowany osad ściekowy, skompostowane organiczne odpady, trociny, liście brzozy, biokompost, torf, humus, węgiel brunatny

24 Otwarte seminaria 2012 Dziękujemy za uwagę dr Marta Pogrzeba mgr Jacek Krzyżak