ZMIANY ZAWARTOŒCI WAPNIA I MAGNEZU W POD O ACH WYKONANYCH NA BAZIE POPIO ÓW FLUIDALNYCH Z WÊGLA KAMIENNEGO I OSADÓW

Transkrypt

1 MARZENA GIBCZYÑSKA, HANNA SIWEK DOI 0./v ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE SOIL SCIENCE ANNUAL Vol. No /0: MARZENA GIBCZYÑSKA, HANNA SIWEK Zak³ad Chemii Ogólnej i Ekologicznej Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie ZMIANY ZAWARTOŒCI WAPNIA I MAGNEZU W POD O ACH WYKONANYCH NA BAZIE POPIO ÓW FLUIDALNYCH Z WÊGLA KAMIENNEGO I OSADÓW ŒCIEKOWYCH ORAZ W TRAWIE FESTULOLIUM BRAUNII CHANGES OF CALCIUM AND MAGNESIUM IN THE BEDDINGS MADE FROM SEWAGE SLUDGE AND FLUIDAL ASH FROM HARD COAL AND IN FESTULOLIUM BRAUNII GRASS Abstract: Based on the results of a three-year study with Festulolium braunii, Felopa variety, the influence of factors introduced in the experiment on the calcium and magnesium content and ratios of ions in the soil and grass was observed. The use of sewage sludge fertilization together with straw significantly increased the total content of calcium and magnesium in the soil beddings and lower surfaces of the ash in the coal beddings. The introduction of the preparation EM- was a factor in lowering the overall content and exchangeable forms of calcium and magnesium in the beddings. Adding to the bedding of sewage sludge caused a reduction in calcium and increases magnesium content in grass. S³owa kluczowe: wapñ, magnez, popio³y fluidalne, osady œciekowe, Festulolium braunii, efektywne mikroorganizmy Key words: calcium, magnesium, fluidal ashes, sewage sludge, Festulolium braunii, Effective Microorganisms WSTÊP Jednym ze sposobów zagospodarowania odpadów jest ich u ytkowanie przyrodnicze. Dyskusja nad rolniczym wykorzystaniem popio³ów z wêgla kamiennego lub brunatnego toczy siê od ponad piêædziesiêciu lat, a pogl¹dy nad ich przydatnoœci¹ ulegaj¹ zmianom. Wchodz¹ce w sk³ad popio³ów tlenki wapnia i magnezu s¹ s³abo spieczone, dlatego bardzo ³atwo reaguj¹ z wod¹, powoduj¹c du ¹ alkalizacjê popio³u (ph 9) [Gawlicki, Roszczynialski 000]. Odpady paleniskowe generalnie charakteryzuj¹ siê brakiem substancji organicznej i azotu, co wskazuje na koniecznoœæ stosowania ich do celów rolniczych w po- ³¹czeniu z materia³ami bogatymi w sk³adniki organiczne. Takim surowcem mog¹ byæ osady œciekowe i komposty z nich wytworzone. O wysokich wartoœciach plonotwórczych samego osadu œciekowego, jak i kompostów z jego znacznym udzia³em, œwiadcz¹ wyniki badañ wielu autorów [Bodzek i in. 99; Maækowiak 000; Czeka³a 00; Gondek, Filipek-Mazur 00; Wysokiñski, Kalembasa 00]. Ze wzglêdu na swoje w³aœciwoœci fizykochemiczne popio³y lotne mog¹ byæ jednak z powodzeniem wykorzystane jako komponent higienizuj¹cy i polepszaj¹cy w³aœciwoœci fizyczne osadów œciekowych. Oba komponenty uzupe³niaj¹ niedobory pierwiastków i zwi¹zków, stwarzaj¹c roœlinie odpowiednie warunki rozwoju. Ze wzglêdu na to, i osady maj¹ najczêœciej postaæ mazist¹ i posiadaj¹ nieprzyjemny zapach zaleca siê ich stosowanie w po³¹czeniu ze s³om¹ czy trocinami drzew iglastych. Ocenia siê, e wp³yw s³omy na plon roœlin odpowiada dzia³aniu obornika pod warunkiem, e jest dostateczna zasobnoœæ gleby w azot mineralny. Festulolium braunii to trawa bêd¹ca miêdzyrodzajowym mieszañcem uzyskana na drodze krzy owania kostrzewy ³¹kowej z ycic¹ wielokwiatow¹, który w polskim nazewnictwie otrzyma³ nazwê gatunkow¹ Festulolium. Wapñ dla roœlin jest podstawowym makrosk³adnikiem. Jego funkcja polega na regulacji aktywnoœci oraz Download Date // 0: PM

2 ZMIANY ZAWARTOŒCI WAPNIA I MAGNEZU W POD O ACH WYKONANYCH NA BAZIE POPIO ÓW FLUIDALNYCH... wielu enzymów, wp³ywa na procesy podzia³u i wzrostu komórki roœlinnej, wp³ywa na prawid³owe dzia- ³anie chloroplastów, mitochondriów i chromosomów, bierze udzia³ w gospodarce wodnej roœlin i utrzymaniu równowagi miêdzy kationami jedno- i dwuwartoœciowymi [Kopcewicz, Lewak ]. Za po ¹dan¹ zawartoœæ wapnia w roœlinach pastewnych przyjmuje siê 0,% Ca w s.m. Rozpiêtoœæ wystêpowania tego sk³adnika jest du a i wynosi od 0, do,% Ca w s.m. Jako œrednie iloœci dla gatunku jednoliœciennych podaje siê oko³o 0,9% Ca s.m. w masie naziemnej [Falkowski i in. 000]. Magnez jest niezbêdnym elementem sk³adowym chlorofilu, jego niedobór powoduje przede wszystkim pogorszenie plonowania roœlin. Dla normalnego wzrostu i rozwoju roœlin potrzebna jest obecnoœæ magnezu w iloœci co najmniej 0, do 0,% s.m. [Falkowski i in. 000]. O iloœciach, w jakich pobierane s¹ przez roœliny sk³adniki pokarmowe decyduj¹ wspó³zale noœci jonowe, jak: antagonizm, konkurencja, synergizm lub równowaga jonowo kationowa. W okreœlonych warunkach suma kationów w roœlinie jest stabilna. Zwiêkszenie pobrania jednego ze sk³adników powoduje zmniejszenie pobrania innych. Odpowiednia zawartoœæ wapnia i magnezu oraz ich wzajemne relacje w roœlinach maj¹ szczególne znaczenie w gospodarce na u ytkach zielonych. Celem prowadzonych badañ by³a ocena mo liwoœci wykorzystywania popio³ów fluidalnych z wêgla kamiennego poprzez po³¹czenie ich z przefermentowanym osadem œciekowym, s³om¹ pszenn¹ i preparatem Efektywne Mikroorganizmy (EM-). Na podstawie wyników z trzyletniego doœwiadczenia z Festulolium braunii odmiany Felopa analizowano wp³yw wymienionych wy ej czynników na kszta³towanie siê zawartoœci wapnia i magnezu oraz ich stosunków jonowych w zastosowanych pod³o ach oraz w Festulolium braunii odmiany Felopa. MATERIA I METODY Warunki prowadzenia doœwiadczenia wazonowego W latach przeprowadzono doœwiadczenie wazonowe z traw¹ (Festulolium braunii odmiany Felopa), które zlokalizowane zosta³o we wsi Dêbina (wsp. geogr., N i, E), oddalonej oko³o 0 km od Szczecina. Doœwiadczenie za³o ono metod¹ kompletnej randomizacji w powtórzeniach. Do doœwiadczenia u yto nastêpuj¹ce komponenty. Gleba zosta³a pobrana z pól Hodowli Roœlin Strzelce Krajeñskie oddzia³ Ma³yszyn i kwalifikowa³a siê do TABELA. Zawartoœæ wapnia i magnezu w zastosowanych sk³adnikach pod³o y i ich odczyn TABLE. Content of calcium and magnesium in the applied ingredients of beddings and their reaction gleb lekkich. Popió³ fluidalny z wêgla kamiennego pochodzi³ z Elektrociep³owni erañ. S³oma pochodzi³a z uprawy pszenicy z roku poprzedniego z gospodarstwa rolnego Pana Edwarda Kujawy. Osad œciekowy, po roku le akowania na œwie ym powietrzu, zosta³ pobrany z gminnej oczyszczalni œcieków z miasta Przelewice (do 000 RLM). Badanie osadu œciekowego zosta³o przeprowadzone na próbie œredniej. Nie stwierdzono w nim obecnoœci bakterii chorobotwórczych z rodzaju Salmonella oraz ywych jaj paso ytów jelitowych typu Ascaris sp., Trichuris sp., Toxocara sp. Zawartoœæ metali ciê kich w zastosowanym w doœwiadczeniu osadzie œciekowym nie przekracza³a dopuszczalnych wartoœci podanych w Rozporz¹dzeniu Ministra Œrodowiska w sprawie komunalnych osadów œciekowych [Dz.U r.]. Zastosowane w doœwiadczeniu komponenty charakteryzowa³y siê podanymi w tabeli parametrami. Jako substancje aktywuj¹ce procesy biochemiczne zastosowano: preparat Efektywne Mikroorganizmy (EM-) oraz Proszek Ceramiczny EM-X, które dostarczy³a firma Greenland z siedzib¹ w Janowcu nad Wis³¹. Preparat EM- zawieraj¹cy Efektywne Mikroorganizmy stanowi mieszaninê sk³adaj¹c¹ siê z g³ównych grup drobnoustrojów, tj.: bakterie kwasu mlekowego, bakterie fotosyntetyzuj¹ce, dro d e, promieniowce Actinomycetes oraz grzyby fermentyzuj¹ce. Efektywne Mikroorganizmy s¹ sprzedawane w Polsce pod nazw¹ EM-, czyli koncentratu zawieraj¹cego ponad 0 ró nych mikroorganizmów. W celu aktywacji koncentratu EM- i otrzymania formy namno onej i aktywnej, czyli EM-A zmieszano: wodê, preparat EM- oraz preparat A-Plus (melasa z trzciny cukrowej), który jest Ÿród³em po ywienia dla mikroorganizmów znajduj¹cych siê w EM-. Twórc¹ technologii Efektywnych Mikroorganizmów jest Teruo Higa z Akademii Rolniczej w Ryuksyu na Okinawie w Japonii. Efektywne Mikroorganizmy (EM) to biologiczna szczepionka pochodzenia naturalnego, która nie zawiera w swoim sk³adzie GMO, a mikro- Lp. Sk³adnikipod³o y Ingredients ofbeddings Popió³ fluidalny Fluidalash Gleba Soil Osad œciekowy Sewage sludge S³oma Straw Wapñ Calcium Ca kg g,0,,, Magnez Odczyn Magnesium ph w H gmg kg ph inh,0 0,,,,,,0 O O Download Date // 0: PM

3 MARZENA GIBCZYÑSKA, HANNA SIWEK organizmy wchodz¹ce w jej sk³ad wystêpuj¹ w naturalnym œrodowisku na ca³ym œwiecie. S¹ nie tylko nieszkodliwe dla ludzi, zwierz¹t i œrodowiska, lecz wrêcz niezbêdne do ich prawid³owego funkcjonowania. Mikroorganizmy dzia³aj¹ antyutleniaj¹co bezpoœrednio na glebê oraz poœrednio na roœlinê [Higa 00]. Preparat Efektywne Mikroorganizmy EM- stosowany by³ ³¹cznie z proszkiem ceramicznym stanowi¹cym lokum dla migruj¹cych efektywnych organizmów w glebie. Schemat badañ obejmowa³ wariantów nawozowych podzielonych na dwie czêœci, w której jedn¹ podstawê pod³o a stanowi³a gleba, a drug¹ bazuj¹c¹ na popiele fluidalnym z wêgla kamiennego (tab. ). Wiosn¹ roku (.0) wymieszano komponenty wed³ug schematu (tab. ) oraz wprowadzono nawozy mineralne (superfosfat potrójny granulowany 0%, P O, sól potasowa % K O, mocznik % N) w iloœci odpowiadaj¹cej 0 N, 0 P, 00 K kg ha, po ka dym pokosie zastosowano dawkê azotu w wysokoœci 0 N kg ha. Do wazonów o objêtoœci 0 dm i powierzchni 0, m wysiano czerwca roœlinê testow¹ z gatunku Festulolium odmiany Felopa w iloœci 00 nasion na wazon, co odpowiada iloœci 0 kg na hektar. Preparat EM- i proszek ceramiczny EM-X zastosowano podczas opadu deszczu w dniu czerwca w dawce,0 cm na wazon, koncentratu ( TABELA. Sk³ad pod³o y zastosowanych w doœwiadczeniu TABLE. Ingredients of beddings applied in experiment Zawartoœæ wapnia w glebach mieœci siê w szerokim przedziale 0,0,% [Krzywy i in. 99] i zale y od ska³y macierzystej, z której powsta³a gleba. Zwi¹zki wapnia w glebie mog¹ wystêpowaæ w ró - Sk³ad pod³o y The Composition of the beddings object Kontrola gleba; Control soil Gleba + osad œciekowy + s³oma (w stos. obj. ::) Soil+ sewage sludge + straw (relative vol. ::) Gleba+osadœciekowy+s³oma(wstos. obj. ::) +EM- Soil+ sewage sludge + straw (relative vol. ::) + EM- Gleba + osad œciekowy + s³oma (w stos. obj. ::) + EM-+EM-X Soil+sewagesludge+straw(relativevol. ::) +EM-+ EM-X Kontrola popió³ fluidalny; Control fluidalash Popió³ fluidalny + osad œciekowy + s³oma (w stos. obj. ::) Fluidalash+ sewage sludge + straw (relative vol. ::) Popió³ fluidalny+osad œciekowy+s³oma (w stos. obj. ::) + EM- Fluidalash+ sewage sludge + straw (relative vol. ::) + EM- Popió³ fluidalny+osad œciekowy+ s³oma (w stos. obj. ::) +EM- + EM-X Fluidalash+ sewage sludge + straw (relative vol. ::) + EM- + EM-X dm ha ) oraz proszek ceramiczny EM-X zastosowany w dawce 0, g na wazon, (0 dm ha ). W pierwszym roku okres wegetacyjny trwa³, a w dwóch nastêpnych po dni. W ka dym roku doœwiadczenia otrzymywano pokosy uprawianej trawy. W roku kolejne pokosy wykonano w dniach: V (9 dni od siewu), 9 IX i X. W drugim roku doœwiadczenia terminy pokosów by³y nastêpuj¹ce: V, VII, X. W roku pokosy trawy przeprowadzono: 0 V, V i X. Podczas realizacji doœwiadczenia prowadzone by³y podstawowe zabiegi pielêgnacyjne zgodnie z zasadami agrotechniki. W czasie prowadzenia doœwiadczenia, raz w tygodniu przez 0 minut, stosowano automatyczne zraszanie za pomoc¹ taœmy kropluj¹cej T-tape, z emiterami rozmieszczonymi co 0 cm, o wydatku godzinnym dwóch dm na jeden emiter. Metodyka analiz chemicznych Po zakoñczeniu ka dego okresu wegetacyjnego pobrano próbki pod³o a za pomoc¹ laski Egnera i wykonano analizê chemiczn¹ materia³u doœwiadczalnego. Próbki pod³o y po wysuszeniu i roztarciu przesiano przez sito o f =,0 mm [PN-ISO :999]. Zebrana trawa zosta³a poddana procesowi suszenia w temp. 0 0 C. Oznaczaj¹c w pod³o ach zawartoœæ wymiennego wapnia i magnezu zastosowano ekstrakcjê roztworem octanu amonu (CH COONH ) o stê- eniu jednomolowym o ph,0 [Karczewska, Kaba³a ]. W celu oznaczenia ogólnej zawartoœæ wapnia i magnezu, próbki pod³o y i trawy mineralizowano w mieszaninie kwasów azotowego(v) i chlorowego(vii) w proporcji :, a pomiary stê eñ wykonano przy u yciu spektrometru absorpcji atomowej SOLAAR S, [Ostrowska i in. 99]. W celu porównania uzyskanych wyników, dotycz¹cych zawartoœci wapnia i magnezu w trawie, obliczono ich œrednie wa one, a nastêpnie stosunki równowa nikowe. Do opracowania uzyskanych wyników wykorzystano wartoœci pó³przedzia³ów ufnoœci wyliczonych przy zastosowaniu testu Tukey a, przy poziomie istotnoœci a=0,0, stosuj¹c program FR-ANALWAR opracowany przez prof. dr. hab. Franciszka Rudnickiego. WYNIKI I DYSKUSJA Ogólna zawartoœæ wapnia i magnezu w pod³o ach Download Date // 0: PM

4 ZMIANY ZAWARTOŒCI WAPNIA I MAGNEZU W POD O ACH WYKONANYCH NA BAZIE POPIO ÓW FLUIDALNYCH... 9 nych formach, spotykamy je w postaci minera³ów: kalcyt, aragonit, plagioklazy, fosforyty, gips, sole rozpuszczalne, po³¹czenia próchniczno-mineralne oraz kationy zwi¹zane wymiennie przez kompleks sorpcyjny. Forma wêglanowa spotykana jest w postaci od³amków wapieni, kalcytu albo wytr¹ceñ i konkrecji powstaj¹cych w procesie karbonizacji. Pod³o a na bazie gleby zawiera³y wapnia ogólnego od, do,9 g Ca kg pod³o a. W pod³o ach z popio³em fluidalnym z wêgla kamiennego iloœæ wapnia ogólnego by³a kilkunastokrotnie wiêksza i wynosi³a od, do,9 g Ca kg pod³o a (tab. ). Zawartoœæ wapnia w osadzie œciekowym na poziomie g Ca kg by³a czynnikiem powoduj¹cym zwiêkszenie jego zawartoœci w pod³o ach z gleb¹ oraz zmniejszenie w pod³o ach z popio³em (tab. i ). Uzyskane zale noœci znajduj¹ potwierdzenie w podawanych danych literaturowych [Haneklaus i in. 99; Szwedziak, WoŸniak 00; Jakubus 00]. Wprowadzenie preparatu Efektywne Mikroorganizmy (EM-) by³o czynnikiem obni aj¹cym zawartoœæ wapnia ogólnego w pod³o ach zastosowanych w doœwiadczeniu, co ewentualnie mo e wskazywaæ na zwiêkszone pobranie wapnia przez trawê w wyniku zastosowanego preparatu mikrobiologicznego. Powy sza zale noœæ jest bardziej uwidoczniona je- eli porównamy wartoœci œrednie z trzech lat (tab. ). W Polsce iloœæ magnezu w glebie waha siê od 0,0 do 0,% [Kabata-Pendias, Pendias 999]. ród³em magnezu w glebach s¹ minera³y: magnezyt, augit, hornblenda, talk, biotyt, dolomit, oliwin oraz minera³y ilaste. Po zbiorze Festulolium braunii w wariantach kontrolnych z gleb¹ iloœæ magnezu ogólnego by³a poni ej g Mg kg, a w pod³o ach z popio³em tego makrosk³adnika by³o oko³o dziesiêciokrotnie wiêcej od jego maksymalnej zawartoœci w glebach (tab. ). Na podstawie wyników otrzymanych w kolejnych latach doœwiadczenia stwierdzono, e zastosowanie nawo enia osadem œciekowym ³¹cznie ze s³om¹ spowodowa³o istotny wzrost zawartoœci magnezu ogólnego w pod³o ach z gleb¹ w pierwszym roku (). W pozosta³ych latach by³a tylko tendencja wzrostu TABELA. Zawartoœæ wapnia ogólnego w pod³o ach wykonanych na bazie gleby i popio³ów fluidalnych (g Ca kg pod³o a) TABLE. The total calcium content in the beddings made on the basis of soil and fluidal ash (g Ca kg beddings) Beddings with the soil,,9,,,,,,0,,0,,,,,,9,,,9, Pod³o a z popio³em fluidalnym,9,9,00,0,9 9,9,,,,,, 9,,9,9,0,00,,9, LSD, 0,99 LSD,,0,9 TABELA. Zawartoœæ magnezu ogólnego w pod³o ach wykonanych na bazie gleby i popio³ów fluidalnych (g Mg kg pod³o a) TABLE. The total magnesium content in the beddings made on the basis of soil and fluidal ash (g Mg kg beddings) Beddings with the soil 0,, 0,90 0,9 0,,0 0,9 0, 0,9,,0, 0,, 0,9 0,99 0,9 0,90,09 0,9 Pod³o a z popio³em fluidalnym,,90,,0,,,0,,,,0,9 0,0,,9,9,,0,, LSD 0, LSD,0 0,9 0,0 Download Date // 0: PM

5 0 MARZENA GIBCZYÑSKA, HANNA SIWEK oraz obni enie w pod³o ach z popio³em. Powy sze stwierdzenie jest zgodne z przewa aj¹c¹ opini¹ w literaturze przedmiotu [Jakubus 00; Patorczyk-Pytlik, Gediga ; Chowaniak, Gondek ]. Jest to uzasadnione ze wzglêdu na charakter wprowadzonych materia³ów. Zastosowane w badaniach osady œciekowe i s³oma zawiera³y magnezu ogólnego na poziomie oko³o g Mg kg (tab. ). Wp³yw obecnoœci Preparatu Mikrobiologicznego EM- na zmiany zawartoœci w pod³o ach magnezu ogólnego wyrazi³ siê g³ównie przez istotne obni enie siê zawartoœci tego pierwiastka w pod³o ach na bazie popio³u, co mo e wskazywaæ na wiêksze pobieranie tego makrosk³adnika przez rosn¹c¹ trawê. W pod³o ach na bazie gleby wyst¹pi³a przewa nie tendencja do obni ania siê zawartoœci tego sk³adnika. Po up³ywie trzech lat doœwiadczenia pod³o a zawieraj¹ce popió³ fluidalny nadal charakteryzowa³y siê znacznie wy sz¹ zawartoœci¹ wapnia i magnezu w porównaniu do jego iloœci w glebie (tab. i ). Wapñ i magnez wymienny w pod³o ach Wapñ wystêpuje w glebie w formach: wymiennych w kompleksie sorpcyjnym, rozpuszczalnych w roztworze glebowym, trudno i ³atwo rozpuszczalnych w kwasach. Natomiast magnez obecny jest w glebie w trzech postaciach: jako jon Mg + w roztworze glebowym, jako jon Mg + adsorbowany wymiennie z kationami (próchnica lub minera³y ilaste) i jako sta³y element sieci krystalicznych krzemianów. Tylko dwie pierwsze formy wymienione powy ej s¹ przyswajalne przez roœliny. Poniewa wapñ i magnez w postaci wymiennej s¹ dostêpne dla roœlin, uzasadniona jest analiza zawartoœci tej formy w pod³o ach. Po zbiorze trawy w roku, w glebie z obiektu kontrolnego zawartoœæ wapnia wymiennego by³a najni sza i wynosi³a,9 mg Ca kg gleby. Dodanie do gleby s³omy, osadu œciekowego, a tak e preparatu EM- ³¹cznie z proszkiem ceramicznym EM-X spowodowa³o zwiêkszenie iloœci wapnia wymiennego w tych pod³o ach w porównaniu do kontroli. Popio³y zastosowane w doœwiadczeniu charakteryzowa³y siê du o wy sz¹ zawartoœci¹ wapnia wymiennego. W roku najwiêksz¹ iloœæ badanego pierwiastka (0,0 mg Ca kg ) oznaczono w pod³o u, w którym zastosowano tylko popió³ fluidalny. Zawartoœæ wapnia w osadzie œciekowym (oko³o %) by³a czynnikiem powoduj¹cym zwiêkszenie zawartoœci jego formy wymiennej w pod³o ach z gleb¹ oraz obni enie w pod³o ach z popio³em, lecz tylko w roku (tab. ). W drugim i trzecim roku doœwiadczenia zawartoœæ wapnia wymiennego w pod³o ach tylko z gleb¹ wynosi³a odpowiednio 9, i, mg Ca kg gleby. W tych latach badañ obecnoœæ materia³ów nawozowych zastosowanych w doœwiadczeniu nie spowodowa³a istotnych zmian iloœci wapnia wymiennego w pod³o ach w stosunku do gleby kontrolnej. Wprowadzenie do popio³u fluidalnego s³omy i osadu œciekowego, jak i dodanie do tego pod³o- a preparatu EM- ³¹cznie z EM-X spowodowa³o tendencjê obni ania siê iloœci wapnia wymiennego w tych pod³o ach. Porównuj¹c zawartoœæ wapnia wymiennego w pod³o ach, z poszczególnych lat badañ, nale y zauwa yæ jego zwiêkszenie w porównaniu do roku startowego doœwiadczenia, a to mo e wskazywaæ na uruchomienie i przemieszczanie siê tego pierwiastka z kompleksu sorpcyjnego do roztworu glebowego, bêd¹cego warstw¹ wody wokó³ korzeni roœlin i cz¹stek gruntu [Rehm 99]. W ka dym z trzech lat doœwiadczenia pod³o e zawieraj¹ce tylko popió³ fluidalny z wêgla kamiennego charakteryzowa³o siê najwiêksz¹ iloœci¹ wapnia wymiennego (tab. ). TABELA. Zawartoœæ wapnia wymiennego w pod³o ach wykonanych na bazie gleby i popio³ów fluidalnych (mg Ca kg pod³o a) TABLE. The exchangeable calcium content in the beddings made on the basis of soil and fluidal ash (mg Ca kg beddings) Beddings with the soil,9,9 0, 0, 9, 0,, 9,9, 9,9,0 0,,9,,0 9,,, 9 9,, Pod³o a z popio³em fluidalnym 0,0 9, 99,, 9, 90,0, 9, 9,,, 9, 9, 0,,,, 9,, 9, 0 LSD, 0 LSD, n. s Download Date // 0: PM

6 ZMIANY ZAWARTOŒCI WAPNIA I MAGNEZU W POD O ACH WYKONANYCH NA BAZIE POPIO ÓW FLUIDALNYCH... W roku najni sza zawartoœæ magnezu wymiennego by³a w glebie kontrolnej i wynosi³a,0 mg Mg kg gleby, a dodatek materia³ów nawozowych istotnie zwiêkszy³ jego zawartoœæ. Podobna zale noœæ wyst¹pi³a w pod³o u z popio³em. Najwiêksz¹ iloœæ magnezu wymiennego odnotowano w obiekcie, w którym zastosowano popió³ ³¹cznie z osadem œciekowym, s³om¹ i preparatem EM-; w tym pod³o u iloœæ magnezu wynosi³a,0 mg Mg kg (tab. ). W drugim i trzecim roku doœwiadczenia obecnoœæ osadu œciekowego i preparatu Efektywne Mikroorganizmy (EM-) w pod³o ach, w wiêkszoœci przypadków spowodowa³y tendencjê obni ania siê zawartoœci w nich magnezu wymiennego. W ka dym z trzech lat doœwiadczenia iloœæ magnezu wymiennego w pod³o ach z popio³em by³a nadal kilkakrotnie wiêksza w porównaniu z zawartoœci¹ w pod³o ach z gleb¹ (tab. ). Zbyt w¹ski stosunek jonowy Ca:Mg w glebie ma negatywny wp³yw na efektywnoœæ zastosowanych nawozów. Jony wapnia i magnezu wystêpuj¹ na plus drugim stopniu utlenienia, ale jony magnezu maj¹ mniejszy promieñ jonowy, st¹d mog¹ lepiej wbudowywaæ siê w koloidy glebowe. Stosunek jonowy Ca:Mg obliczony dla ogólnej zawartoœci tych makrosk³adników w pod³o ach z gleb¹ kszta³towa³ siê na poziomie,0, a wprowadzone dodatkowe elementy spowodowa³y jego wzrost do wartoœci,. Natomiast stosunek jonowy Ca:Mg w popiele fluidalnym z wêgla kamiennego wynosi³,, a dodanie odpadowej substancji organicznej i preparatu EM- spowodowa³o zwiêkszenie wartoœci stosunku jonowego Ca:Mg do poziomu ponad, a to wynika³o z mniejszej iloœci magnezu w osadzie œciekowym i s³omie w porównaniu z popio³em. TABELA. Zawartoœæ magnezu wymiennego w pod³o ach wykonanych na bazie gleby i popio³ów (mg Mg kg pod³o a) TABLE. The exchangeable magnesium content in the beddings made on the basis of soil and fluidal ash (mg Mg kg beddings) Beddings with the soil,0 9,0,0,0 0,,,,, 0,,, 90, 00, 0, 00,0,,, 9, Pod³o a z popio³em fluidalnym,0,0,0 9,0 0,,, 9, 9,, 9,,9,,,,,0, 0,, LSD 0,0 LSD 0, n. s Stosunki jonowe wapnia do magnezu w glebie W 90 roku w New Jersey zaczêto pos³ugiwaæ siê wartoœciami stosunku w glebie ca³kowitej zawartoœci wapnia do magnezu i potasu. Jednak szybko okaza³o siê, e ca³kowita iloœæ nie jest dobrym wskaÿnikiem dostêpnoœci sk³adników pokarmowych dla roœlin. Dlatego zaczêto operowaæ wielkoœciami wymiennymi wapnia, magnezu i potasu. Wymienny wapñ i magnez przyci¹gane s¹ do ujemnie na³adowanych miejsc w kompleksie sorpcyjnym gleby, jak i materii organicznej i nie s¹ ³atwo wyp³ukane z gleby, ale jednak s¹ dostêpne dla roœlin. Obecnie prawie wszystkie laboratoria badawcze w Stanach Zjednoczonym stosuj¹ testy z uwzglêdnieniem w glebie zawartoœci wymiennego wapnia i magnezu [Rehm 99]. Stosunek jonowy Ca:Mg w formach wymiennych w pod³o ach z gleb¹ wynosi³, i wprowadzone dodatkowe komponenty zasadniczo nie spowodowa³y zmian jego wartoœci. W popiele fluidalnym z wêgla kamiennego stosunek ten wynosi³ oko³o,, a dodanie osadu œciekowego i preparatu EM- spowodowa³o obni enie jego wartoœci do poziomu,0, co jest wynikiem mniejszej iloœci wapnia w osadzie œciekowym i s³omie w porównaniu z popio³em. Z analizy wartoœci stosunku jonowego Ca:Mg wynika, e pod³o a z gleb¹ by³y bardziej zasobne w wapñ wymienny w porównaniu do magnezu wymiennego ani eli pod³o a wykonane na bazie popio³ów (tab. ). Download Date // 0: PM

7 MARZENA GIBCZYÑSKA, HANNA SIWEK TABELA. Stosunki jonowe œrednich zawartoœci wapnia do magnezu w pod³o ach TABLE. Average ratios of equivalents of calcium to magnesium in the beddings The object Beddings with the soil Ca:Mg forma ogólna total form,00,,, forma wymienna exchangeable form,,,, The object Pod³o a z popio³em fluidalnym Ca:Mg forma ogólna total form,,,0,0 forma wymienna exchangeable form,,0 0,,0 Zawartoœæ wapnia w Festulolium braunii odmiany Felopa Zmiany wapnia wymiennego w poszczególnych pod³o ach znalaz³y odzwierciedlenie w zawartoœci wapnia w Festulolium (tab. ). Trawa uprawiana na samym popiele fluidalnym charakteryzowa³a siê najwiêksz¹ œredni¹ jego iloœci¹, lecz tylko w pierwszym roku doœwiadczenia (, g Ca kg s.m.). zawartoœæ wapnia w trawie rosn¹cej na popiele wzbogaconym osadem œciekowym i s³om¹ by³a ni sza w porównaniu do kontroli (, g Ca kg s.m.). Dodanie do pod³o y substancji organicznej spowodowa³o zmniejszenie iloœci wapnia w trawie. Gondek i Filipek-Mazur [00] podaj¹, e mniejsza zawartoœæ wapnia w biomasie kukurydzy wynika³a prawdopodobnie z trudnoœci w pobieraniu tego pierwiastka, który wystêpowa³ w osadach œciekowych g³ównie w po³¹czeniach organicznych. Najwiêksza zawartoœæ wapnia w roœlinach mo e te wynikaæ z jego koncentracji w stosunkowo ni szym plonie. Obecnoœæ preparatu Efektywne Mikroorganizmy EM-, jak i proszku ceramicznego nie mia³a istotnego wp³ywu na zawartoœæ wapnia w uprawianej trawie. W drugim roku doœwiadczenia stwierdzono wyraÿne (rzêdu 0%) zmniejszenie siê zawartoœci wapnia w trawie (tab. 9). zawartoœæ wapnia wynosi³a od,9 do,9 g Ca kg s.m. W trzecim roku doœwiadczenia uzyskano dalsze ujednolicenie zawartoœci wapnia w trawie, niezale nie od sk³adu pod³o- y (tab. i 9). Zmiany, jakie zaobserwowano w dwóch ostatnich latach doœwiadczenia, dotycz¹ce wapnia wymiennego w pod³o ach z popio³em (tab. ) nie by³y zwi¹zane ze zró nicowaniem iloœci wap- TABELA. Zawartoœæ wapnia w Festulolium braunii odmiany Felopa [g Ca kg s.m.] pod³o a z gleb¹ TABLE. The calcium content in a variety Felopa of Festulolium braunii [g Ca kg d.m.] beddings with the soil Œred. wa. Weig. aver. Lata doœwiadczenia Years of experiment p okosy swaths œred. wa. p okosy swaths œred. wa. p okosy swaths œred. wa. I II weig.aver.,0,00,9,0,9,,9,,00,,,00,9,,,,0,0,0,,0,9,,,9,,,,,,,,,0,,,9,,,,,,9,,,,,9,,0,,9,0 LSD 0, 0,09 0, TABELA 9. Zawartoœæ wapnia w Festulolium braunii odmiany Felopa [g Ca kg s.m.] pod³o a z popio³em fluidalnym TABLE 9. The calcium content in a variety Felopa of Festulolium braunii [g Ca kg d.m.] beddings with the fluidal ash Œred. wa. Weig. aver. Lata doœwiadczenia Years of experiment p okosy swaths œred. wa. p okosy swaths œred. wa. p okosy swaths œred. wa. I II weig.aver.,,,9,,,,,9,0,0,0,00,,,0, 0,,,,,99 0,9,,0,0,0,,,9,9,,0,,,,,,9,,9,,,,9,,,,0,09,0,9,,0 LSD 0, 0,09 0,,0,0,9,,0,0,0,0 Download Date // 0: PM

8 ZMIANY ZAWARTOŒCI WAPNIA I MAGNEZU W POD O ACH WYKONANYCH NA BAZIE POPIO ÓW FLUIDALNYCH... nia w Festulolium braunii (tab. 9). Zawartoœæ wapnia (tab. i 9) w trawie uprawianej w doœwiadczeniu, w adnym z obiektów nie przekroczy³a zakresu (0, do,% Ca w s.m) jaki podawany jest w literaturze przedmiotu [Falkowski i in. 000]. Zawartoœæ magnezu ogó³em w Festulolium braunii odmiany Felopa W pierwszym roku doœwiadczenia trawa rosn¹ca na pod³o u z popio³u fluidalnego oraz na pod³o ach z gleb¹ zawiera³a oko³o g kg s.m. magnezu (tab. 0 i ). Natomiast trawa rosn¹ca na pod³o ach sk³adaj¹cych siê z popio³u i substancji organicznej, jak i preparatu EM- zawiera³a wiêcej magnezu: od, do, g Mg kg s.m. Otrzymane wyniki nie by³y zwi¹zane z faktem wp³ywu nawo enia osadem œciekowym ze s³om¹ na istotne zwiêkszenie zawartoœci magnezu ogólnego w pod³o ach z gleb¹ oraz obni enie w pod³o ach z popio³em. Pewnym uzasadnieniem powy szych zale noœci mo e byæ stwierdzenie Brodowskiej i Kaczora [00], e roœliny nie pobieraj¹ magnezu w iloœciach, które przekracza³yby ich zapotrzebowanie na ten sk³adnik pokarmowy. W drugim roku badañ stwierdzono wyraÿne zmniejszenie i ujednolicenie siê zawartoœci magnezu w trawie z pod³o y z gleb¹. zawartoœæ magnezu wynosi³a od,0 do, g Ca kg s.m. i mieœci³a siê w granicach charakterystycznych dla traw. W ostatnim roku doœwiadczenia Festulolium rosn¹ce na pod³o ach z popio³u fluidalnego jak i z gleby, charakteryzowa³o siê zbli on¹ zawartoœci¹ magnezu na poziomie oko³o g Mg kg s.m. Nale y zaznaczyæ, e w kolejnych latach prowadzonych badañ, zawartoœæ magnezu w Festulolium braunii odmiany Felopa ulega³a stopniowemu zmniejszaniu siê z poziomu powy ej g do g Mg kg s.m. Zaznaczy³o siê to szczególnie wyraÿnie w trawie rosn¹cej na pod³o ach zawieraj¹cych popió³ i osad œciekowy oraz s³omê (tab. ). Podobne zmiany dotyczy³y trawy pochodz¹cej z pod³o y z gleb¹ wraz z dodatkami nawozowymi. Stosunki jonowe wapnia do magnezu w Festulolium braunii odmiany Felopa Wartoœæ stosunków jonowych podlega³a zró nicowaniu w kolejnych latach badañ. W pierwszym roku doœwiadczenia stosunek jonowy Ca:Mg w tra- TABELA 0. Zawartoœæ magnezu w Festulolium braunii odmiany Felopa [g Mg kg s.m.] pod³o a z gleb¹ TABLE 0. The magnesium content in a variety Felopa of Festulolium braunii [g Mg kg d.m.] beddings with the soil Œred. wa. Weig. aver. LSD Lata doœwiadczenia Years of experiment p okosy swaths œred. wa. p okosy swaths œred. wa. p okosy swaths œred. wa. I II weig.aver.,,,9,,,9,,9,0,,0,,9,9,0,0,,,,,,,,,,,,,0,,, 0, 0,,,0 0,9, 0, 0,9,,,0,,,,,,,0,00,00, n. s 0,09 0,,0,,0, TABELA. Zawartoœæ magnezu w Festulolium braunii odmiany Felopa [g Mg kg s.m.] pod³o a z popio³em TABLE. The magnesium content in a variety Felopa of Festulolium braunii [g Mg kg d.m.] beddings with the ash Œred. wa. Weig. aver. Lata doœwiadczenia Years of experiment p okosy swaths œred. wa. p okosy swaths œred. wa. p okosy swaths œred. wa. I II weig.aver.,,,,0,,,,0,,9,,0,00,,,,00,,9,0,,0,,,,0,0,,,0,,00, 0,9 0,9,0,0,00 0,9 0,0 9,90 0,0,9,,,,9,,9,9 0,99 0,9, LSD,,9 n. s,0 0,,, Download Date // 0: PM

9 MARZENA GIBCZYÑSKA, HANNA SIWEK wie rosn¹cej na pod³o ach z gleb¹ by³ na poziomie,, a dodatkowe elementy wprowadzone do pod³o- y nie mia³y wp³ywu na jego wartoœæ. Natomiast wprowadzenie do pod³o y z popio³em odpadowej substancji organicznej i preparatu EM- spowodowa³o obni enie wartoœci stosunku jonowego Ca:Mg do poziomu 0,, a to jest wynikiem zwiêkszenia zawartoœci magnezu w trawie rosn¹cej na tych pod³o- ach. W drugim roku doœwiadczenia nast¹pi³o wyraÿne ujednolicenie siê wartoœci stosunku jonowego Ca:Mg, który mieœci³ siê w granicach od 0, do 0, w pod³o ach glebowych z odpadow¹ substancj¹ organiczn¹ i od 0, do w pod³o ach wytworzonych na bazie popio³ów (z tymi samymi dodatkami). W trzecim roku badañ w wyniku wprowadzenia zastosowanych komponentów, równie wyst¹pi³a tendencja obni ania siê wartoœci stosunków jonowych Ca:Mg (tab. ). Festulolium braunii odmiany Felopa uprawiana w doœwiadczeniu charakteryzowa³a siê wiêksz¹ zawartoœci¹ wapnia w porównaniu do iloœci magnezu, a to znalaz³o odzwierciedlenie w wartoœci stosunku jonowego Ca:Mg, szczególnie w ostatnim roku doœwiadczenia. TABELA. Stosunki równowa nikowe œrednich wa onych zawartoœci wapnia do magnezu w Festulolium braunii odmiany Felopa TABLE. of Equivalents ratios of weighted average content of calcium to magnesium in a variety Felopa of Festulolium braunii The object Beddings with the soil Wariant The variant Pod³o a z popio³em fluidalnym,,,, 0, 0, 0, 0,,, 0,9 0,9 WNIOSKI, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,,,,,0. Zastosowanie nawo enia osadem œciekowym ³¹cznie ze s³om¹ spowodowa³o istotne zwiêkszenie zawartoœci ogólnego wapnia i magnezu w pod- ³o ach z gleb¹ oraz obni enie w pod³o ach z popio³em fluidalnym z wêgla kamiennego.. Wprowadzenie preparatu Efektywne Mikroorganizmy (EM-) by³o czynnikiem obni aj¹cym zawartoœæ ogólnych i wymiennych form wapnia i magnezu w pod³o ach, zastosowanych w doœwiadczeniu z Festulolium braunii odmiany Felopa. Mo e to wskazywaæ na wiêksze pobieranie tych makrosk³adników przez roœliny.. Zawartoœæ wapnia w osadzie œciekowym by³a czynnikiem powoduj¹cym zwiêkszenie zawartoœci jego formy wymiennej w pod³o ach z gleb¹ oraz obni- enie w pod³o ach z popio³em. Zale noœæ ta wyst¹pi³a szczególnie wyraÿnie w pierwszym roku doœwiadczenia.. Zastosowany w po³¹czeniu z popio³em fluidalnym z wêgla kamiennego osad œciekowy wp³yn¹³ na zwiêkszenie zasobnoœci pod³o y w magnez wymienny, lecz tylko w pierwszym roku badañ.. Z analizy wartoœci stosunków jonowych Ca:Mg wynika, e pod³o a z gleb¹ by³y bardziej zasobne w wapñ wymienny w porównaniu do magnezu wymiennego ani eli pod³o a wykonane na bazie popio³ów.. Dodanie do pod³o y osadu œciekowego spowodowa³o zmniejszenie zawartoœci wapnia w Festulolium braunii odmiany Felopa, szczególnie rosn¹cej na pod³o ach z popio³em.. Zastosowanie w pod³o ach preparatu Efektywne Mikroorganizmy jak i proszku ceramicznego nie mia³o istotnego wp³ywu na zawartoœæ w trawie (Festulolium braunii) wapnia i magnezu.. Zawartoœæ wapnia w trawie uprawianej w doœwiadczeniach nie przekroczy³o zakresu jaki podawany jest w literaturze przedmiotu. 9. Dodatek osadu œciekowego do pod³o y z popio- ³em fluidalnym z wêgla kamiennego spowodowa³ zwiêkszenie zawartoœci magnezu w Festulolium braunii odmiany Felopa. 0. Festulolium braunii odmiany Felopa, uprawiana w doœwiadczeniu charakteryzowa³a siê wiêksz¹ zawartoœci¹ wapnia w porównaniu do magnezu. Znalaz³o to odzwierciedlenie w wartoœci stosunku równowa nikowego Ca:Mg.. Wprowadzenie do pod³o y odpadowej substancji organicznej, jak¹ by³y osady œciekowe i s³oma pszeniczna oraz preparat Efektywne Mikroorganizmy spowodowa³o obni enie wartoœci stosunków jonowych Ca:Mg w Festulolium braunii odmiany Felopa, szczególnie w pierwszym roku doœwiadczenia. LITERATURA BODZEK D., JANOSZKA B., TYRPIEN K., WIELKOSZYN- SKA T. 99. Zawartoœæ zwiazków wapnia i magnezu w wybranych wodach i osadach œciekowych Górnego Œl¹ska. Ochrona Srodowiska, : 9. BRODOWSKA M.S., KACZOR A. 00. Wp³yw zró nicowanego zaopatrzenia gleby w magnez, wapñ i siarkê na zawartoœæ magnezu i wapnia w roœlinach. Czêœæ II. Rzepak jary. J. of Elementology 9, : 9. CHOWANIAK M., GONDEK K.. Changes in the available magnesium and zinc contents of soils after the application of sewage sludges and sewage sludge peat mixtures. J. Cent. Eur. Agric. 0,: 9. Download Date // 0: PM

10 ZMIANY ZAWARTOŒCI WAPNIA I MAGNEZU W POD O ACH WYKONANYCH NA BAZIE POPIO ÓW FLUIDALNYCH... CZEKA A J. 00. Wybrane w³aœciwoœci osadów œciekowych z oczyszczalni regionu Wielkopolski. Cz. I. Odczyn, sucha masa, materia organiczna i wêgiel organiczny oraz makrosk³adniki. Acta Agrophysica 0: 90. FALKOWSKI M., KUKU KA I., KOZ OWSKI S W³asnoœci chemiczne roœlin ³¹kowych. AR. Poznañ:. GAWLICKI M., ROSZCZYNIALSKI W. 000: Nowe elementy w gospodarce odpadami energetycznymi. Materia³y Szko³y Gospodarki Odpadami. Rytro, wrzeœnia: 900. GONDEK K., FILIPEK-MAZUR B. 00. Zawartoœæ wapnia, magnezu i sodu w roœlinach nawo onych osadami œciekowymi. Acta Agrophysica, : 9. HANEKLAUS S., HARMS H., KLASA A., NOWAK G.A., SCHUNF E., WIERZBOWSKA J. 99. Akumulacja makropierwiastków w roœlinach i glebie w warunkach rolniczej utylizacji osadów œciekowych z pó³nocno-wschodniej Polski i du- ych aglomeracji miejskich. Cz.. Chemiczna charakterystyka osadów œciekowych i gleby Ekologia i technika : 9. HIGA T. 00. Modelowe rozwi¹zanie? Ekoprofit : 0. JAKUBUS M. 00. Ocena przydatnoœci osadów œciekowych w nawo eniu roœlin. Woda-Œrodowisko-Obszary Wiejskie, (): 9. KABATA-PENDIAS A., PENDIAS H Biogeochemia pierwiastków œladowych. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa. KARCZEWSKA A., KABA A C.. Metodyka analiz laboratoryjnych gleb i roœlin. Wyd. AR Wroc³aw: 0. KOPCEWICZ J., LEWAK S.. Fizjologia roœlin. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa: 90. KRZYWY E., NOWAK W., WO OSZYK C. 99. Chemia rolna. Przewodnik do æwiczeñ. Wyd. AR Szczecin. MAÆKOWIAK C Sk³ad chemiczny osadów œciekowych i odpadów przemys³u spo ywczego o znaczeniu nawozowym. Nawozy i Nawo enie, II,,, a: 9. OSTROWSKA A., GAWLIÑSKI S., SZCZUBIA KA Z. 99. Metody analizy i oceny w³aœciwoœci gleb. Wyd. IOŒ, Warszawa. PATORCZYK-PYTLIK B., GEDIGA K.. Cz II. Wykorzystanie metody BRC do oceny przemian form Cu w glebach nawo onych kompostami z osadów œciekowych. PN-ISO :999. Jakoœæ gleby. Wstêpne przygotowanie próbek do badañ fizyczno-chemicznych. REHM G. 99. Soil Cation Ratios for Crop Production. Soil Science Departament University of Minnesota North Central Regional Extension Publication :. ROZPORZ DZENIE MINISTRA ŒRODOWISKA z dnia lipca 00 r. w sprawie komunalnych osadów œciekowych. Dz.U r. SZWEDZIAK K., WO NIAK A. 00. Wp³yw nawo enia osadem czynnym na przyrost biomasy grochu (pisum sativum). Infrastruktura i ekologia terenów wiejskich : 9. WYSOKIÑSKI A., KALEMBASA S. 00. Wybrane parametry fizykochemiczne œwie ych i kompostowanych osadów œciekowych oraz ich mieszanin z CaO lub popio³em z wêgla brunatnego. Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus ():. dr hab. Marzena Gibczyñska Zak³ad Chemii Ogólnej i Ekologicznej Wydzia³ Kszta³towanie Œrodowiska i Rolnictwa Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie ul. J. S³owackiego - Szczecin marzena.gibczynska@zut.edu.pl Download Date // 0: PM