Wpływ nawożenia azotem na plon i zawartość suchej masy, azotu ogólnego oraz popiołu w drugiej 4-letniej rotacji uprawy wierzby wiciowej

Styszko, L.; Dąbrowski, J.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Wpływ nawożenia azotem na plon i zawartość suchej masy, azotu ogólnego oraz popiołu w drugiej 4-letniej rotacji uprawy wierzby wiciowej

Autorzy

Styszko L. , Dąbrowski J.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Impact of the Nitrogen Fertilization on Yield, Dry Matter, Ash and Total Nitrogen Content in the Second 4-year Rotation of Basket Willow Cultivation

Języki publikacji

Abstrakty

Celem pracy była ocena wpływu zróżnicowanego nawożenia azotem mineralnym i wariantów koszenia pędów w pierwszym 4-letnim cyklu na plon biomasy 10 genotypów wierzby wiciowej (Salix viminalis) oraz na zawartość w niej suchej masy, azotu ogólnego i popiołu w drugim 4-letnim cyklu uprawy. Doświadczenie polowe, w czterech powtórzeniach, wykonano w latach 2012-2015 w Kościernicy, gmina Polanów (16°24´N i 54°8´E). Gleba pod doświadczeniem była lekka, klasy bonitacyjnej RIVa-IVb, kompleksu żytniego dobrego, bielicowa właściwa – pseudobielicowa o składzie piasku gliniastego lekkiego do głębokości 100 cm, a głębiej – gliny lekkiej. Zawartość próchnicy w warstwie 0-30 cm gleby wyniosła 1,41%. Pierwszy 4-letni okres odrastania pędów był realizowany w latach 2008-2011, a drugi – w latach 2012-2015. W ramach doświadczenia, rozlosowano na dużych poletkach cztery dawki azotu mineralnego: 0 kg N·ha^-1, 60 kg N·ha^-1, 120 kg N·ha^-1 i 180 kg N·ha^-1. Natomiast w zakresie dawek azotu na małych poletkach, rozlosowano 10 genotypów wierzby wiciowej (Salix viminalis L.): 1047, 1054, 1047D, Start, Sprint, Turbo, Ekotur, Olof, Jorr i Tordis. Corocznie w kwietniu w latach 2008-2015 stosowano nawożenie azotem mineralnym. W 2007 roku na poletku o powierzchni 25,3 m² wysadzono łącznie po 56 zrzezów wierzby w dwóch rzędach tj. 22134 szt.·ha^-1. Podczas zbioru w latach 2011 i 2015 koszono oddzielnie odrastające pędy wierzby na poszczególnych rzędach poletka. W pierwszej 4-letniej rotacji na pierwszym rzędzie koszono 2-krotnie (po 3 latach i po 1-rocznym odrastaniu), a na drugim rzędzie – jednokrotnie (po 4 roku odrastania). Plon świeżej masy oceniono po ścięciu wszystkich pędów wierzby oddzielnie na każdym rzędzie poletka oraz pobrano próby biomasy do analiz laboratoryjnych (suchej masy w świeżej masie, popiołu oraz azotu ogólnego). W badaniach wykazano, że plony biomasy w drugiej 4-letniej rotacji najsilniej zależały od wariantu koszenia pędów w poprzedniej rotacji, genotypu wierzby, a w mniejszym stopniu od zastosowanej dawki azotu mineralnego. Dwukrotne koszenie pędów w pierwszej 4-letniej rotacji obniżyło w następnej rotacji plon suchej masy i roczny przyrost tego plonu o 71,3%, zmniejszyło zawartość suchej masy w pędach o 1,7%, a powiększyło zawartość azotu ogólnego w pędach o 0,019%. Genotypy wierzby reagowały w plonie biomasy w zróżnicowany sposób na warianty koszenia. Coroczne nawożenie azotem podwyższyło plon suchej masy wierzby przeciętnie o 66,2%, ale ten efekt bardzo silnie zależał od wariantu koszenia pędów w pierwszej 4-letniej rotacji oraz genotypu wierzby. Genotypy 1047, 1047D, Start, Sprint i Turbo nie reagowały w plonie biomasy pędów na wzrastające dawki nawożenia azotem, a u pozostałych genotypów reakcja była zróżnicowana. Uszeregowanie genotypów reagujących na nawożenie azotem, od największego do najmniejszego przeciętnego rocznego przyrostu plonu suchej masy, było następujące: Ekotur – 11,32 t·ha^-1, Olof – 7,19 t·ha^-1, Tordis – 4,73 t·ha^-1, klon 1054 – 3,54 t·ha^-1 i Jorr – 3,03 t·ha^-1. Coroczne nawożenie azotem zwiększyło zawartość azotu ogólnego w pędach wierzby przeciętnie o 0,017%, ale nie miało to wpływu na zawartość w nich popiołu surowego.

The purpose of the present paper was an assessment of impact of the mineral nitrogen fertilization and variants of shoots mowing in the first 4-year cycle on the yield of 10 genotypes of basket willow (Salix viminalis L.) and dry matter, ash and total nitrogen content in the second 4-year cycle of cultivation. The field experiment, in four repetitions, was realized in 2012-2015 in Kościernica, (16°24´N and 54°8´E). The soil used in the experiment was light, RIVa-IVb soil quality class, a good rye soil complex, appropriate podsolic – pseudopodsolic with a composition of light loamy sand up to the depth of 100 cm, and deeper: light loam. The humus content in the layer of 0-30 cm of soil was 1.41%. The first 4-year cycle of the regrowth of the shoots was in 2008-2011, the second – in 2012-2015. As part of the experiment, four doses of mineral nitrogen were randomized on large plots: 0 kg N·ha^-1, 60 kg N·ha^-1, 120 kg N·ha^-1 and 180 kg N·ha^-1, and within these doses on small plots – 10 genotypes of basket willow (Salix viminalis L.): 1047, 1054, 1047D, Start, Sprint, Turbo, Ekotur, Olof, Jorr and Tordis. Nitrogen fertilization was applied in 2008-2015 each year in April. In 2007, on the plot sized 25.3 m², in two rows 56 willow cuttings were planted per row, that is 22,134 pcs.·ha^-1. During the harvest in 2011 and 2015, growing willow shoots on individual rows of the plot were mowed separately. In the first 4-year rotation, the first row was mowed twice (after 3 years and after annual regrowth), and the second row was mowed once (after 4 years of regrowth). The yield of fresh matter was assessed after cutting all the willow shoots separately on each plot row and biomass samples for laboratory analyzes were taken (dry matter in fresh matter, ash and total nitrogen). The research showed that biomass yield in the second 4-year rotation most depended on variants of shoots mowing in previous rotation, willow genotype and less depended on adopted mineral nitrogen doses. Twice shoots mowing in the first 4-year rotation was the reason of dry matter yield reduction and annual regrowth of this yield by 71,3% in the next rotation and dry matter content reduction in the shoots by 1,7% and increasing total nitrogen in the shoots by 0,019%. The reaction of willow genotypes to the variant of shoots mowing, in biomass yield, was varied. Annual nitrogen fertilization was the reason increase in dry matter yield of willow, average by 66,2% but that effect depended very strongly on variants of shoots mowing in the first 4-year rotation and willow genotype. Genotypes 1047, 1047D, Start, Sprint and Turbo, in biomass yield, did not react to the increasing doses of nitrogen fertilization, and the reaction in the other genotypes was varied. The arrangement of the genotypes reacting to nitrogen fertilization, from the largest to the smallest average annual increase in yield of dry matter was as follows: Ekotur – 11,32 t·ha^-1, Olof – 7,19 t·ha^-1, Tordis – 4,73 t·ha^-1, 1054 – 3,54 t·ha^-1 and Jorr – 3,03 t·ha^-1. Annual nitrogen fertilization was the reason increase in content of total nitrogen in the willow shoots, average by 0,017%, but that effect had not an impact on the raw ash content.

Słowa kluczowe

wierzba wiciowa Salix viminalis genotyp nawożenie azotem mineralnym warianty koszenia pędów plon świeża masa sucha masa zawartość azotu ogólnego zawartość popiołu surowego

basket willow Salix viminalis genotype mineral nitrogen fertilization variants of shoots mowing yield fresh matter dry matter total nitrogen content raw ash content

Wydawca

Politechnika Koszalińska

Czasopismo

Rocznik Ochrona Środowiska

Rocznik

2018

Tom

Tom 20, cz. 2

Strony

1234--1251

Opis fizyczny

Bibliogr. 30 poz., tab.

Twórcy

autor

Styszko L.

Politechnika Koszalińska

autor

Dąbrowski J.

Politechnika Koszalińska

Bibliografia

1. Adegbidi, H., Volk, T.A., White, E.H., Abrahamson, L.P., Briggs, R.D., Bickelhaupt D.H. (2001). Biomass and nutrient removal by willow clones in experimental bioenergy plantations in New York State. Biomass Bioenerg, 20, 399-411.
2. Dawson, M. (2010). Willow Best Practice Guidelines. Agri-Food and Bioscences Institute (AFBI) North Ireland, Belfast, 66.
3. Dubas, J.W., Grzybek, A., Kotowski, W., Tomczyk, A. (2004). Wierzba energetyczna - uprawa i technologie przetwarzania. Praca zbiorowa pod redakcją Anny Grzybek. Wydawnictwo Wyższej Szkoły Ekonomii i Administracji w Bytomiu, 126.
4. Fijałkowska, D., Styszko, L. (2017). Regrowth of willow shoots in the second 4-year rotation at various fertilization with nitrogen. E3S Web of Conferences 17, 00022, 1-8.
5. GUS 2017. Energia ze źródeł odnawialnych w 2016 r. GUS Warszawa.
6. Guidi, W., Pitre, F.E., Labresque, M. (2013). Short-rotation coppice of willow for production of biomass in Eastern Canada. Biomass Now - Suistainnable Growth and Use. INTECH: 421-448. http://dx.doi.org./10.5772/51111 dostęp 2016.12.15.
7. Kocik, A., Truchan, M., Rozen, A. (2007). Application of willows (Salix viminalis) and earthworms (Eisenia fetida) in sewage sludge treatment. European Journal of Soil Biology, 43, 327-331.
8. Krutysz-Hus, E., Chmura, K. (2008). Próby wykorzystania osadów ściekowych w uprawie wierzby krzewiastej dla potrzeb energetycznych. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 526, 397-403.
9. Labresque, M., Teodorescu, T.I. (2001). Influence of plantation site and waster sludge fertilization on the performance and foliar nutrient status of two willow species grown under SRIC in southern Quebec (Canada). Forest Ecology andManagament, 150, 223-239.
10. Labrecque, M., Teodorescu, T. (2003). High biomass field achieved by Salix clones In SRIC following two 3-year coppice rotations on anandoned farmland in southern Quebec, Canada. Biomas and Bioenergy 25, 135-146.
11. Larson, S., Dobrzaniecki, P. (2004). Agrobransle ab - the worlds leading authority on commercial short rotation willow (salix) coppice (src). [W:] Rozwój energii odnawialnej na Pomorzu Zachodnim. Praca zbiorowa pod redakcją Piotra Lewandowskiego i Władysława Nowaka. Koszalin, 233-240.
12. Łabędowicz, J., Stępień, W. (2010). Nawożenie roślin energetycznych (wierzb, miskant, ślazowiec). [W:] Nowoczesne technologie pozyskiwania i energetycznego wykorzystywania biomasy. Monografia. Instytut Energetyki Warszawa, 89-100.
13. Macpherson, G. (1995). Home-grown Energy from Short-rotation Coppice. Farming Press. United Kingdom, 214.
14. Majtkowski, W., Majtkowska, G., Tomaszewski, B. (2010). Wartość energetyczna biomasy, skład chemiczny spalin i zawartość popiołu. [W:] Modelowanie energetycznego wykorzystania biomasy. Wydawnictwo ITP Fa- lenty-Warszawa, 76-82.
15. Nissim, W. G., Pitre, F. E., Teodorescu, T. I., Labrecque, M. (2013), Long-term biomass productivity of willow bioenergii plantatyions maintained in southern Quebec, Canada. Biomass Bioenergy 56, 361-369.
16. Nowak, W., Sowiński, J., Jama, A. (2011). Wpływ częstotliwości zbioru i zróżnicowanego nawożenia azotem na plonowanie wybranych klonów wierzby krzewiastej (Salix viminalis L.). Fragm. Agron. 28(2), 55-62.
17. Obarska-Pempkowiak, H., Kołecka, K. (2005). Doświadczenia związane z wykorzystaniem wikliny Salix viminalis w usuwaniu zanieczyszczeń z wód i ścieków. Rocznik Ochrona Środowiska, 7, 56-69.
18. Sobczyk, W., Sternik, K., Sobczyk, E.J., Noga, H. (2015). Ocena plonowania wierzby nawożonej osadami ściekowymi. Rocznik Ochrona Środowiska, 17, 1113-1124.
19. Staffa, K. (1965). Studia nad szybko rosnącymi wierzbami jako surowcem dla przemysłu celulozowo-papierniczego. Hodowla Rosl., Aklim. i Nas., 9(2,3), 180-224, 320-338.
20. Stolarski, M. (2009). Agrotechniczne i ekonomiczne aspekty produkcji biomasy wierzby krzewiastej (Salix spp.) jako surowca energetycznego. Wyd. UW- M, Olsztyn.
21. Stolarski, M., Szczukowski, S., Tworkowski, J. (2007). Ocena produktywności wierzby (Salix spp.) pozyskanej z krótkich rotacjach w dolinie dolnej Wisły. [W:] Biomasa dla elektroenergetyki i ciepłownictwa szanse i problemy. Wydawnictwo „Wieś Jutra" Warszawa, 93-99.
22. Styszko, L., Fijałkowska, D., Sztyma, M. (2010). Shrubby willow crop in the four-year cycle of cultivation in light soil in Pomerania. [In:] Regional and local biomass potential edited by Michał Jasiulewicz. Polish Economics Association Koszalin University of Technology, 159-190.
23. Styszko, L., Fijałkowska, D., Sztyma-Horwat, M. (2012). Ocena potrzeb nawozowych wybranych klonów wierzby energetycznej przy nawożeniu upraw kompostem z osadów komunalnych. PAN Komitet Inżynierii Środowiska. Polska Inżynieria Środowiska Prace pod redakcją Marzenna R. Dudzińska, Artur Pawłowski, Monografia, 99, 279-288.
24. Styszko, L., Fijałkowska, D., Ignatowicz, M. (2017). Wpływ nawożenia azotem i liczby lat odrastania pędów na plon biomasy wierzby. Fragm. Agron. 34(2), 84-93.
25. Szczukowski, S., Tworkowski, J., Stolarski, M., Fortuna, W. (2009). Plon biomasy wierzby pozyskanej w krótkich rotacjach zbioru na plantacji przemysłowej. Fragm. Agron, 26(3), 146-155.
26. Szczukowski, S. (2012a). Wierzba. [W:] Wieloletnie rośliny energetyczne. Monografia. Multico Oficyna Wydawnicza Warszawa, 11-38.
27. Szczukowski, S. (2012b). Wierzba Salix L. [W:] Odnawialne źródła energii. Rolnicze surowce energetyczne pod redakcją Barbary Kołodziej i Mariusza Matyki. PWRiL Poznań, 343-253.
28. Szostek, M., Kaniuczak, J., Hajduk, E., Stanek-Tarkowska, J., Jasiński, T., Niemiec, W., Smusz R. (2018). Effect of sewage sludge on the field and energy value of the aboveground biomass of Jerusalem artichoke (Helian- thus tuberosus L.). Archives of Environmental Protection, 44(3), 42-50.
29. Tworkowski, J., Szczukowski, S., Stolarski, M. (2007). Charakterystyka biomasy wierzby jako paliwa. [W:] Biomasa dla elektroenergetyki i ciepłownictwa szanse i problemy. Wydawnictwo „Wieś Jutra" Warszawa, 82-92.
30. Weih, M., Nordh, N-E. (2002). Characterising willows for biomass and phytoremediation: growth, nitrogen and water use of 14 willow clones under different irrigation and fertilisation regimes. Biomass Bioenergy 23, 397-413.

Uwagi

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

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-a7d4cecb-b266-4744-ac31-01253b6a50ba