The Influence of Soil Fertilization with Struvite on Water Efficiency – Lysymetric Columns

• Autorzy: Worwąg Małgorzata , Sobik-Szołtysek Jolanta

Warianty tytułu

PL

Wpływ nawożenia gleby struwitem na jakość wód odciekowych – kolumny lizymetryczne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The rapid physical and chemical degradation of the soil affected the physiological condition of the plants, resulting in a decrease in yields and their quality. Soil additives, consisting of specific mixtures of mineral compounds, should affect the activation of cellular metabolism processes, soil microflora, best adapted to the environment. An important element in the application of fertilizers is their dose, which is closely related to the previously determined soil parameters. This work focuses on the analysis of the impact of struvite soil fertilization on the quality of seepage water, the experiment was carried out in lysimeter columns. Different doses (0.1; 0.5; 1.0 g) of struvite obtained under laboratory conditions by chemical synthesis were used in the study. Three levels of soil wash (10, 20, 30 cm) were analyzed for each dose. For washing, distilled water was used in the amount corresponding to the average annual rainfall for the areas from which the soil was taken for testing. The experiment simulated the monthly precipitation each day, and the resulting effluents analyzed: phosphorus content, pH, conductivity, resistance and sum of dissolved substances Total Dissolved Solids (TDS). Based on the obtained results, it was found that the amount of phosphorus leached is directly related to the dose of struvite in the mixture. The dependence between the amount of phosphorus in the leachate and the pH value was confirmed. Analyzing the effect of struvite fertilization on the soil, an increase in the content of biogenic elements with increasing doses, especially of available forms of phosphorus, has been noted. Despite the soil flushing, the phosphorus content in the soil was still high at the end of the experiment, confirming the low solubility of struvite and the slow release of the constituents.

PL

Postępująca szybko degradacja fizyczna i chemiczna gleby, wpłynęła na stan fizjologiczny roślin skutkując spadkiem plonów i ich jakości. Dodatki doglebowe, składające się z specyficznych mieszanin związków mineralnych powinny wpływać na aktywację procesów metabolizmu komórkowego, mikroflory gleby, najlepiej przystosowanej do środowiska. Istotnym elementem przy stosowaniu nawozów jest ich dawka, która ściśle powiązana jest z określonymi wcześniej parametrami gleby. Niniejsza praca skupiała się na analizie wpływu nawożenia gleby struwitem na jakość wód odciekowych, doświadczenie przeprowadzono w kolumnach lizymetrycznych. W badaniach zastosowano różne dawki (0.1; 0.5; 1.0 g) struwitu uzyskanego w warunkach laboratoryjnych na drodze syntezy chemicznej. Dla każdej dawki analizowano trzy poziomy przemywania gleby (10, 20, 30 cm). Do przemywania zastosowano wodę destylowaną w ilości odpowiadającej średnim rocznym opadom dla terenów z których pobrano glebę do badań. W eksperymencie symulowano miesięczny opad każdego dnia, a w powstających odciekach analizowano: zawartości fosforu, pH, przewodnictwo, oporność i suma substancji rozpuszczonych Total Dissolved Solids (TDS). Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że ilość wyługowanego fosforu jest bezpośrednio związana z dawką struwitu w mieszaninie. Potwierdzono również zależność między ilością otrzymanego fosforu w odcieku a wartością pH. Analizując wpływ nawożenia struwitem na glebę, odnotowano wzrost zawartości pierwiastków biogennych wraz ze wzrostem dawki, zwłaszcza dostępnych form fosforu. Mimo przepłukiwania gleby, po zakończeniu doświadczenia zawartość fosforu w glebie była wciąż na wysokim poziomie, potwierdzając niską rozpuszczalność struwitu i powolne uwalnianie składników.

Słowa kluczowe

EN

struvite; soil; leachate waters; lysimeter; leaching

PL

struwit; gleba; wody odciekowe; lizymetr; ługowanie

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2019
• Tom: Tom 21, cz. 2
• Strony: 894--905
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Worwąg Małgorzata

• Czestochowa University of Technology, Poland

autor

Sobik-Szołtysek Jolanta

• Czestochowa University of Technology, Poland

Bibliografia

• 1. Balemil, T., Negisho, K. (2012). Management of soil phosphorus and plant adaptation mechanisms to phosphorus stress for sustainable crop production: a review. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 12(3) 547-561.
• 2. Busman, L., Lamb, J., Randall, G., Rehm, G., Schmitt, M. (2009). The nature of phosphorus in soils. In: Phosphorus in the Agricultural Environment. Reviewed July. University of Minesota Extension, http://www.extension.umn.edu./distribution/cropsystems/dc6795.html
• 3. de-Bashan, L.E. & Bashan, Y. (2004). Recent advances in removing phosphorus from wastewater and its future use as fertilizer (1997-2003). Water Research, 38(19) 4222-4246.
• 4. Doyle, J.D. & Parsons, S.A. (2002). Struvite formation, control and recovery. Water Research, 36, 392-3940.
• 5. 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 Areas – Infrastructure And Ecology of Rural Areas, Polish Academy of Sciences, Branch in Cracow, Technical Committee of Rural Infrastructure, No. I / 2, 419-432.
• 6. Hornec, D.A., Miller, R.O. (1998). Determination of total nitrogen in plant tissue. In: Handbook of Reference Methods for Plant Analysis. Ed. Yash P. Kalra, CRC Press, Taylor & Francis Group.
• 7. Karczewska, A. & Kabała, C. (2005). Methods of laboratory analyses of soil and plants, Version 4, University of Agriculture in Wroclaw, Wroclaw.
• 8. Mocek, A. (2015). Soil science, PWN Scientific Publisher.
• 9. Riehm, H. (1958). Die Ammonium laktatessigsure – Methode zur Bestimmung der leichtlslichen Phosphorsaure in Karbonathaltigen Boden. Agrochimica, 3, 49-65.
• 10. Roy, E.D. (2017). Phosphorus recovery and recycling with ecological engineering: A review. Ecological Engineering, 98, 213-227.
• 11. Worwąg, M. (2018). Assessment of the Effect of Struvite on the Growth of Sinapis alba, Rocznik Ochrona Środowiska, 20, 837-856.
• 12. Worwąg, M. (2018). Recovery of Phosphorus as Struvite from Sewage Sludge and Sewage Sludge Ash, Desalination and Water Treatment, 134, 121-127.
• 13. Worwąg, M. & Kałwak, A. (2018). Precipitation of Sediments Containing Struvite from Supernatant Liquid, Engineering and Protection of Environment, 21(2), 183-190.
• 14. Zawadzki, S. (ed.). (1999). Soil science, PWRiL, Warsaw, 467-470.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).