Post-Effect of Bottom Sediment Addition to the Substratum on Chemical Composition of White Mustard (Sinapis alba L.) Biomass. Part 2. Quantitative Ratios between Macroelements

• Autorzy: Wiśniowska-Kielian B. , Arasimowicz M. , Niemiec M.

Warianty tytułu

PL

Następczy wpływ dodatku osadu dennego do podłoża na skład chemiczny biomasy gorczycy białej (Sinapis alba L.). Cz. 2. Stosunki ilościowe między makroelementami

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the work was an assessment of a bottom sediment supplement to the substratum on the composition of plant biomass determined on the basis of quantitative relationships between macroelements. The experiment was a continuation of previous research conducted in 2005 and 2006, when the test plants were: Italian ryegrass (Lolium multiflorum L.) and maize (Zea mays L.), respectively. The quality of white mustard (Sinapis alba L.) shoot biomass cultivated in the third year after the application of bottom sediment dredged from the Roznow Reservoir was assessed. The sediment was added to the soil in quantities constituting between 1 and 20 % of the substratum mass. Macroelement content was determined in the obtained material and subsequently weight ratios Ca : P, Ca : Mg, K : Ca, K : Mg and K : Na, as well as K : (Ca + Mg) ionic ratio were computed. A considerable diversification of relationships between macroelements was revealed in mustard shoot biomass growing on substrata with diverse share of bottom sediment. In white mustard biomass from the control treatment (soil without sediment addition) K:Ca ratio assumed a value close to optimal, Ca : P, K : Mg and K : Na ratios were about 3-fold higher, Ca : Mg was 4-fold higher than optimal, whereas K : (Ca + Mg) ratio was over twice lower than optimal. Increasing share of the sediment in the substratum generally caused a widening of Ca : P ratio and narrowing of K : Ca, K : Mg, K : Na, Ca : Mg and K : (Ca + Mg) ratios in mustard biomass. The changes led to a serious worsening of Ca : P, K : Ca and K : (Ca + Mg) ratios in mustard biomass but caused a marked improvement of K : Mg and K : Na ratios bringing them close to the optimum. They also bettered Ca : Mg ratio but did not lead it to the optimal value. The reason of worsening Ca : P, K : Ca and K : (Ca + Mg) ratios was a large Ca content in plant biomass resulting from a relatively high its content in bottom sediment despite applied NPK mineral fertilization and the antagonism among the elements. The cause of modification of the relationships between the elements may be changes of the substratum pH resulting from bottom sediment addition to the soil, particularly in the range of between 3 to 20 % which induced a raise in pH value, proportional to the sediment share in the substratum. The highest sediment admixtures led the substratum pH to approximate neutral. Bottom sediment dredged from the Roznow Reservoir may be used for improvement of light acid soil properties, but it may cause a worsening of the weight ratios between calcium and other macroelements, particularly P and K.

PL

Celem pracy była ocena oddziaływania dodatku osadu dennego do podłoża na skład biomasy roślinnej ocenianej na podstawie stosunków ilościowych między makroelementami. Badania były kontynuacją doświadczeń prowadzonych w latach 2005 i 2006, w których roślinami testowymi były kolejno życica wielokwiatowa (Lolium multiflorum L.) i kukurydza (Zea mays L.). Oceniano jakość nadziemnej biomasy gorczycy białej (Sinapis alba L.), uprawianej w trzecim roku po zastosowaniu osadu dennego bagrowanego ze Zbiornika Rożnowskiego. Osad dodawano do gleby w ilości od 1 do 20% masy podłoża. W uzyskanym materiale roślinnym oznaczono zawartość makroelementów, a następnie obliczono stosunki masowe Ca : P, Ca : Mg, K : Ca, K : Mg i K : Na oraz stosunek jonowy K : (Ca + Mg). Wykazano znaczne zróżnicowanie stosunków między makrślementami w nadziemnej biomasie gorczycy rosnącej na podłożach ze zwiększającym się udziałem osadu dennego. W biomasie gorczycy białej z obiektu kontrolnego (gleba bez dodatku osadu dennego) stosunek K : Ca przyjmował wartość bliską optymalnej, stosunki Ca : P, K : Mg i K : Na - około 3-krotnie wyższe, a Ca : Mg - 4-krotnie wyższy niż optymalne, natomiast stosunek K : (Ca + Mg) miał wartość ponad 2-krotnie niższą od optymalnej. Wzrastający udział osadu w podłożu powodował na ogół rozszerzenie stosunku Ca : P oraz zacieśnienie stosunków K : Ca, K : Mg, K : Na, Ca : Mg i K : (Ca + Mg) w biomasie gorczycy. Zmiany te prowadziły do znacznego pogorszenia stosunków Ca : P, K : Ca i K : (Ca + Mg) w biomasie gorczycy oraz wyraźnej poprawy stosunków K : Mg i K : Na, których wartość zbliżała się do optimum, a także Ca : Mg, jednak nie doprowadzając tej relacji do wartości optymalnej. Przyczyną pogorszenia stosunków Ca : P, K : Ca i K : (Ca + Mg) jest duża zawartość Ca w biomasie roślin wynikająca ze względnie dużej zawartości Ca w osadzie dennym, mimo zastosowanego nawożenia mineralnego NPK oraz antagonizm między pierwiastkami. Przyczyną modyfikacji relacji między makroelementami mogą być zmiany odczynu podłoża w następstwie dodatku osadu dennego do gleby, zwłaszcza wynoszącego (3-20) % masy podłoża, które powodowały wzrost wartości pH proporcjonalny do udziału osadu. Największe dodatki osadu doprowadzały odczyn podłoże do zbliżonego do obojętnego. Osad denny bagrowany ze Zbiornika Rożnowskiego może być użyty do poprawy właściwości gleb lekkich kwaśnych, może jednak powodować pogorszenie się stosunków masowych między wapniem a pozostałymi makroelementami, zwłaszcza P i K.

Słowa kluczowe

EN

bottom sediment; macroelements; N; P; K; Ca; Mg; Na; quantitative relationships

PL

osad denny; makroelementy; N; P; K; Ca; Mg; Na; relacje ilościowe

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 19, nr 4-5
• Strony: 387--393
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wiśniowska-Kielian B.

autor

Arasimowicz M.

autor

Niemiec M.

• Department of Agricultural and Environmental Chemistry, University of Agriculture in Krakow, al. A. Mickiewicza 21, 31–120 Kraków, Poland, phone: [phone], fax [phone],

Bibliografia

• [1] Falkowski M, Kukułka I, Kozłowski S. Właściwości chemiczne roślin łąkowych. Poznań: Wyd AR; 2000.
• [2] Czuba R, Mazur T. Wpływ nawożenie na jakość plonów. Warszawa: PWN; 1988.
• [3] Gorlach E, Mazur T. Chemia rolna. Warszawa: Wyd Nauk PWN; 2001.
• [4] Arasimowicz M, Wiśniowska-Kielian B, Niemiec M. Ecol Chem Eng A. 2011;(9-10):1175-1184.
• [5] Filipek T, Badora A, Kaczor A, Krawiec Z. Podstawy i skutki chemizacji agroekosystemów. Lublin: Wyd AR; 2002.
• [6] Preś J, Kinal S. Zesz Probl Post Nauk Roln. 1996;434:1043-1061.
• [7] Ligęza S, Smal H. Acta Agrophys. 2003;1(2):271-277.
• [8] Pelletier M, Lepage S. Spatial and Temporal Evolution of the Geochemistry and Sedimentary Processes of Lake Saint-François in the 20th Century. Scientific and Technical Report ST-225E. Environment Canada – Quebec Region, Environmental Conservation Branch, St Lawrence Centre 2003, 142 p.
• [9] Senze M, Kowalska-Góralska M, Polechoński R, Pokorny P, Dobicki W. Teka Kom Ochr Kszt OErod Przyr. – OL PAN 2008;5A:126-132.
• [10] Gąbka M, Owsianny PM, Sobczyński T. Limnol Rev. 2004;4:81-88.
• [11] Niemiec M. Możliwość rolniczego zagospodarowania osadu bagrowanego ze Zbiornika Rożnowskiego. Praca doktorska, maszynopis, AR Kraków; 2006.