Wpływ dodatku pyłu z węgla brunatnego na podstawowe właściwości fizyczne i wodne poziomu uprawnego gleby powstającej z gruntów pogórniczych PWB Konin

• Autorzy: Otremba K. , Kaczmarek Z. , Gajewski P.

Warianty tytułu

EN

Impact of addition of silt from brown coal on basic physical and water properties of the topsoil developed from post-mining land of Konin brown coal mine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

Post-mining land created as a result of the deposition of the strippings from Konin Brown Coal Mine (Konin BCM) is being rehabilitated in accordance with principles of the target species concept developed by Bender. The rehabilitation technology realised in accordance with this concept is based on the enhancement of soil chemism and improvement of physical properties supporting the development of vegetation cover and stimulating biogeochemical processes. The basic soil-forming factor in this concept is the anthropogenic factor integrating the action of biotic and abiotic factors into a consistent, mutually supporting system of rehabilitation actions and activities whose aim is to transform, within the period of 10 years, this specific maternal material into soil. One of the forms of integration of the anthropogenic factor into the composition of the solid phase of the developing soils was the addition of brown coal dust - a by-product created in the production of briquettes. The usefulness of brow coal for fertilisation purposes stems from the composition of its organic matter as well as specific physical, physico-chemical and chemical properties. The objective of the research project was to determine the effect of the addition of brown coal on major physical and water properties of anthropogenic topsoil 18 years after application. The research object was situated on the experimental plot of the Department of Soil Science and Restoration established in 1978 on post-mining land of Patnow Mine internal dumping ground. The experiment comprised two variants. Variant A control comprised the area on which, from 1978, the applied treatments were consistent with Bender's concept of target species. In the case of variant B, on an experimental area subjected to restoration treatments for 14 years, fertilisation with brown coal dust in the amount of 1000 t.ha(-1) was applied in 1992. The following four fertiliser combinations were employed in this variant: 0 NPK (1); 100 kg N, 80 kg K₂O, 40 kg P₂O₅ (2); 200 kg N, 80 kg K₂O, 40 kg P₂O₅ (3); 300 kg N, 80 kg K₂O, 40 kg P₂O₅ (4). In both experimental variants, winter cereals were cultivated. Straw and other plant residues were ploughed under every year. In 2010, soil samples of intact and broken structure (V=100 cm³) were collected from the topsoil of individual plots for laboratory exanimations. The following parameters were determined: total carbon and nitrogen, texture composition, solid phase density, soil density, total, drainage and differential porosity, hygroscopic moisture content, maximal hygroscopic capacity, filtration, soil water binding potentials, potential and effective useful retention. It was concluded, among others, that the selected major physical, chemical and water properties of the arable layer of the agriculturally rehabilitated soils in accordance with principles of the concept of target plants were at the typical level characteristic for cultivated soils of similar texture and total carbon content. The addition of brown coal to the top layer of soil developing from post-mining land caused: a decrease in the soil density as well as the density of its solid phase, increase of total porosity, increase in proportions of mezo- and micropores, enhancement in the value of hygroscopic moisture content as well as maximal hygroscopic capacity. In the examined soils, together with the increase of the applied nitrogen fertilizer doses, the content of total carbon as well as C:N ratio narrowed. This was probably due to a faster rate of organic matter mineralisation. Long-term nitrogen fertilisation comprising four combinations failed to affect diversification of the total nitrogen content. In the case of soils with the addition of brown coal, the availability of production water was extremely low. On the other hand, the content of water available for plants but bonded with strong forces was high.

Słowa kluczowe

PL

grunty pogórnicze; KWB Konin; węgiel brunatny; pył węglowy

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2012
• Tom: Tom 14
• Strony: 741--751
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., tab.

Twórcy

autor

Otremba K.

• Uniwersytet Przyrodniczy, Poznań

autor

Kaczmarek Z.

• Uniwersytet Przyrodniczy, Poznań

autor

Gajewski P.

• Uniwersytet Przyrodniczy, Poznań

Bibliografia

• 1. Bender J.: Rekultywacja terenów pogórniczych w Polsce. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 418, 75–86 (1995).
• 2. Bender J., Gilewska M.: The influence of organic-mineral fertilizer on productivity of dump soils and low class bonitation. Rocz. AR w Poznaniu, 310, Melior. Inż. Środ. 20, cz.II, 113–123 (1999).
• 3. Dębska B., Maciejewska A. Kwiatkowska J.: The effect of fertilization with brown coal on Haplic Luvisol humic acids. Rostlinná Výroba, 48, 1, 33–39 (2002)
• 4. Fong S.S., Seng L., Chong W.N., Asing J., Md Nor M.F., Mohd Pauzan A.S.: Characterization of the coal derived humic acids from Mukah, Sarawak as soil conditioner. J. Braz. Chem. Soc., 17, 582–587 (2006).
• 5. Gajewski P., Kaczmarek Z., Grzelak M., Owczarzak W.: Zdolności filtracyjne gleb płowych wytworzonych z glin zwałowych równiny dennomorenowej. Rocz. Gleb. 58,1/2, 45–52 (2007)
• 6. Gilewska M.: Rekultywacja biologiczna gruntów pogórniczych na przykładzie KWB Konin. Rocz. AR w Poznaniu, Rozp. Naukowe, 211, 59, 1991.
• 7. Gilewska M., Otremba K., Owczarzak W.: Wpływ dodatku wełny mineralnej na cechy struktury gleby rozwijającej się ze spoistych materiałów pogórniczych. Rocz. Gleb. 62, 2, 115–123 (2011).
• 8. Kaczmarek Z.: Zdolności filtracyjne gleb płowych i czarnych ziem wytworzonych
• z glin morenowych w rejonach oddziaływania Konińskiego Zagłębia węglowego. Rocz. AR w Poznaniu, 355, Roln., 61, 63–76 (2001).
• 9. Kaczmarek Z.: Wybrane właściwości fizyczne i wodne mineralnych gleb uprawnych w zasięgu prognozowanego leja depresji odkrywki węgla brunatnego „Tomisławice”. Rocz. Gleboz. 62, 2, 154–163 (2011).
• 10. Kaczmarek Z., Owczarzak W., Mocek A.: Właściwości fizyczne i wodne gleb płowych i czarnych ziem położonych w bezpośrednim sąsiedztwie odkrywki Kazimierz KWB KONIN. Roczniki AR w Poznaniu 317, Roln. 56, 265–276 (2000)
• 11. Kaczmarek Z., Spychalski M., Gajewski P.: Możliwości oraz dokładność pośredniego oszacowania współczynnika filtracji w wybranych glebach mineralnych Wielkopolski. PIMR Poznań. Wybrane zagadnienia ekologiczne we współczesnym rolnictwie. Monografia, t. 4, 181–188 (2000).
• 12. Kalembasa S., Tengler S.: Wykorzystanie węgla brunatnego w nawożeniu i ochronie środowiska. Monografie Akad. Podl., Siedlce: 52, 1–175 (2004).
• 13. Klute A.: Water retention: Laboratory Methods. in: Klute A. (ED.). Methods of soil analysis, Part 1:Physical and mineralogical methods. 2ND edn.Agron. Monogr. 9 ASA and SSSA, Madison, WI. 1986.
• 14. Klute A., Dirksen C.: Hydraulic conductivity and diffusivity: laboratory methods. [In:] Klute A. (Ed.). Methods of Soil Analysis , Part 1: Physical and Mineralogical Methods . 2nd edn. Agron. Monogr. 9 ASA and SSSA, Madison, Wi. 1986.
• 15. Kurbanli R., Gür K., Pehlivan E., Bayramov D., Kurbanli S., Zengin M., Ozcan S., Yilmaz Z.: A case study on the production of humic acid substances from the low grade lignites and their effects upon the improvement of some physical conditions of a coarse sandy loam soil. Intern. Conf. on Sustainable Land Use and Management, Çanakkale, Turkey. 2002.
• 16. Kwiatkowska J., Sokołowska Z., Maciejewska A.: Selected physical and chemical properties for evaluating brown coals used for soil reclamation. Int. Agroph., 20, 121–128 (2006).
• 17. Maciejewska A.: Wpływ „Kompletu R” na niektóre właściwości fizykochemiczne gleby bardzo lekkiej. Acta Acad. Agricult. Tech. Olst., Agricultura, 56, 131–138 (1993).
• 18. Maciejewska A.: Badanie właściwości i żyzności gleby piaszczystej po zastosowaniu niekonwencjonalnego nawozu otrzymanego z węgla brunatnego. Acta Acad. Agricult. Tech. Olst., Agricultura, 56, D, 1–67 (1994).
• 19. Maciejewska A., Kwiatkowska J.: Wpływ nawozu organiczno-mineralnego na właściwości powietrzno-wodne gleby. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 455, 17–22 (1998).
• 20. Maciejewska A., Kwiatkowska J.: Przydatność preparatów z węgla brunatnego do rekultywacji gruntów pogórniczych. Inż. Ochr. Środ., 5, 1,55–66 (2002).
• 21. Mocek A., Drzymała S.: Geneza analiza i klasyfikacja gleb Polski. Wyd.Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, 416 ss, 2010.
• 22. Polska Norma PN-R-04032: Gleby i utwory mineralne. Pobieranie próbek i oznaczenie składu granulometrycznego. 1998.
• 23. Klasyfikacja uziarnienia gleb i gruntów mineralnych, PTG 2008, Polskie Towarzystwo Gleboznawcze, Rocz. Gleb., 60, 2, 5–16 (2009).
• 24. Rząsa S., Owczarzak W., Mocek A.: Problemy odwodnieniowej degradacji
• gleb uprawnych w rejonach kopalnictwa odkrywkowego na Niżu Środkowopolskim. Wyd. Akademii Rolniczej im. A. Cieszkowskiego w Poznaniu, 394 ss, 1999.
• 25. Soil Conservation Service: Soil Survey laboratory methods manual. Soil Survey. Invest. Raport, 42, U.S. Dept. Agric., Washington , DC 1992.