Assessment of the Effect of Struvite on the Growth of Sinapis alba

• Autorzy: Worwąg M.

Warianty tytułu

PL

Ocena wpływu struwitu na wzrost gorczycy Sinapis alba

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Struvite is a hydrated ammonium magnesium phosphate of chemical formula MgNH₄PO₄·6 H₂O, discovered in 1845. Mineral is characterized by a transparent / translucent white color with a glossy gloss, a Mohs hardness of 2, a specific weight of 1700 kg·m^-3. Its crystalline form is formed at appropriate concentrations of magnesium, phosphate and ammonium. In the natural environment its presence was mainly found in decomposing organic matter. However, struvite crystals may also be formed on the equipment of sewage treatment plants (piping, pump impellers, etc.). This is done in an uncontrolled manner and carries with it technical problems in the treatment plant. The most frequent occurrence was found in sewage sludge after biological treatment and sewage sludge of animal origin after anaerobic digestion. However, due to the fact that a given compound is a source of phosphorus, the possibility of using struvite for fertilization has been noted. As the fertilizer granule has low solubility, it is considered to be more environmentally friendly. It slowly dissolves in the soil, which causes the plants themselves to dispense the amount that they take from the environment. The recovery technologies of this mineral are not yet widely used because they are economically demanding. There are still intensive researches on the struvite to optimize its precipitation process. This work focuses on comparing the effects of different doses (0.1, 0.5, 1.0 g/250 g of soil) of a synthetic struvite used as a fertilizer for growth and biomass of Sinapis alba. The experiment was vase-shaped and was carried out under controlled conditions of the phytotron chamber. It was found that the physical physico-chemical properties of soil such as: pH, acidity, content of biogenic elements (N, P), content of macro and microelements; they improved with the increasing dose of struvite. Based on the results obtained for each combination, it was found that a dose of 0.5 g is sufficient to obtain the maximum yield length. However, this did not correlate with the obtained fresh and dry biomass, where the highest value (10.87 g for fresh biomass and 9.22 g for dry biomass) was obtained for a dose of 1.0 g of struvite.

PL

Struwit to uwodniony fosforan amonowo-magnezowy o wzorze chemicznym MgNH₄PO₄·6 H₂O,odkryty w 1845 roku. Minerał charakteryzuje się barwą przejrzysta/półprzejrzysta biała o szklistym połysku, twardością według skali Mohsa wynoszącą 2, masą właściwą 1700 kg·m^-3. Jego krystaliczna forma tworzy się przy odpowiednich stężeniach jonów magnezowych, fosforanowych oraz amonowych. W środowisku naturalnym jego obecność stwierdzono głównie w rozkładające się materii organicznej. Jednak kryształy struwitu mogą się także tworzyć na oprzyrządowaniu instalacji do oczyszczania ścieków (w rurociągach, wirnikach pomp itp.). Odbywa się w to sposób niekontrolowany i niesie za sobą problemy techniczne w oczyszczalni. Najczęstsze występowanie stwierdzono w osadach ściekowych po oczyszczaniu metodami biologicznymi oraz osadach ściekowych pochodzenia zwierzęcego po fermentacji beztlenowej. Jednak z racji tego, że dany związek stanowi źródło fosforu, zauważono możliwość wykorzystania struwitu w celach nawozowych. Jako granulat nawozowy ma niską rozpuszczalność przez co uważany jest za bardziej przyjazny środowisku. Wolno rozpuszcza się w glebie co powoduje, że rośliny same mogą dozować jaką jego ilość pobiorą z otoczenia. Technologie odzysku tego minerału nie są jednak jeszcze powszechnie stosowane ponieważ są wymagające pod względem ekonomicznym. Nad struwitem prowadzone są ciągle intensywne badania mające na celu zoptymalizowanie jego procesu wytrącania. Niniejsza praca skupiała się na porównaniu wpływu różnych dawek (0,1; 0,5; 1,0 g/250 g gleby) struwitu syntetycznego zastosowanego jako nawozu na wzrost oraz biomasę gorczycy. Doświadczenie, miało charakter wazonowy i było prowadzone w kontrolowanych warunkach komory fitotronowej. Stwierdzono, że właściwości fizycznochemiczne gleby takie jak: pH, kwasowość, zawartość pierwiastków biogennych (N, P), zawartość makro i mikroelementów; poprawiały się wraz z wzrastającą dawką struwitu. Na podstawie uzyskanych wyników dla poszczególnych kombinacji, stwierdzono, że dawka 0,5 g jest wystarczająca, do uzyskania maksymalnej długości plonów. Jednakże, nie korelowało to z uzyskaną świeżą oraz suchą biomasą, gdzie najwyższą wartość (10,87 g dla świeżej biomasy oraz 9,22 g dla suchej biomasy ) uzyskano dla dawki 1,0 g struwitu.

Słowa kluczowe

EN

struvite; mineral fertilizers; plant biomass; soil; fertilization

PL

struwit; nawozy mineralne; biomasa roślinna; gleba; nawożenie

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2018
• Tom: Tom 20, cz. 1
• Strony: 837--856
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Worwąg M.

• Czestochowa University of Technology

Bibliografia

• 1. Ciesielczuk, T., Rosik-Dulewska, C., Wiśniewska E. (2015). Possibilities of coffee spent ground use as a slow action organo-mineral fertilizer. Rocznik Ochrona Środowiska, 17, 422-437.
• 2. Ciesielczuk, T., Rosik-Dulewska, C., Szewczyk, A., Poluszyńska J. (2016). Dynamic of Nitrogen Leachate from Slow-action Fertilizers in a Laboratory Experiment. Rocznik Ochrona Środowiska, 18, 506-517.
• 3. Czajkowska, J., Siwiec, T. (2011). Crystallization of struvite from synthetic wastewater in an experimental installation in flow conditions, Engineering and Environmental Sciences, 52, 130-139.
• 4. Czajkowska, J. (2015). Conditions for precipitating sediments with struvite content, Summary of the doctoral dissertation, University of Zielona Góra, Faculty of Civil Engineering, Architecture and Environmental Engineering, Institute of Environmental Engineering, Zielona Góra 2015.
• 5. Faucon, M., Houben, D., Reynoird, J.P., Dulaurent- Mercadal, A.M., Armand, R., Lambers, H. (2015). Advances and Perspectives to Improve the Phosphorus Availability in Cropping Systems for Agroecological Phosphorus Management, Advances in Agronomy,134, 51-79.
• 6. Gorazda, K., Wzorek, Z., Jodko, M., Nowak, A.K. (2004). Struvite- physicochemical properties and application, Science Technology Monthly Chemik, 57(1), 9-13.
• 7. Gorlach, E., Gambuś, F. (1991). Desorption and Phytotoxicity of Heavy Metals Dependent on Soil Properties, Yearbooks of Tuberculosis T. Xui, 3/4, Warsaw, 207-214.
• 8. Handzel, A., Królczyk, J.B., Latawiec, A.E., Pluta, K., Malina, D., Sobczak- Kupiec, A. (2017). Analysis of physicochemical properties of soils and determination of selected elements, Infrastructure and Ecology of Rural AreasInfrastructure And Ecology of Rural Areas, POLISH ACADEMY OF SCIENCES, Branch in Cracow, Technical Committee of Rural Infrastructure, I(2), 419-432.
• 9. Hudziak G., Gorazda K., Wzorek Z. (2012). Main directions in the application of ashes after thermal treatment of sewage sludge. Technical Transactions. Chemistry, Technical Journal, Chemistry, 16, 41-50.
• 10. Jodko M., Kowalski Z., Wzorek Z., The method of thermal utilization of sludges with a high content of iron compounds from urban wastewater treatment, Patent Office of the Republic of Poland, 2003.
• 11. Karczewska, A., Kabała, C. (2008). Method of laboratory analysis of soils about plants, Wroclaw, http://www.ar.wroc.pl/~kabala.
• 12. Mocek, A. (2015). Soil science, PWN Scientific Publisher.
• 13. Nowińska, K., Adamczyk, Z. (2013). Mobility of Elements Accompanying Waste in Zinc and Lead Metallurgy in the Environment, Mining and Geology, 8, 77-87.
• 14. Worwąg, M., Mędrala, M. (2017). Book of Abstracts, International Conferenceof Environmental Biotechnology, Czestochowa University of Technology, Faculty of Infrastructure and Environment, Institute of Environmental Engineering, 12.12.2017. 26.
• 15. Wzorek, Z. (2008). Reclamation of phosphorus compounds from thermally processed wastes and their use and their use as a substitute for natural phosphoric raw materials, Series of engineering and chemical technology, Cracow, 11(14-15), 25-28.
• 16. Wzorek, Z. (2008a). Alternative phosphorus raw materials, publishing house of the Cracow University of Technology, Cracow.
• 17. Zawadzki, S. (red). (1999). Soil science, PWRiL, Warsaw, 467-470.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).