Effect of Sewage Sludge on Biomass Production and Content of Macronutrients and Chlorophyll in Grass Mixtures

• Autorzy: Wydro U. , Wołejko E. , Butarewicz A. , Łoboda T.

Warianty tytułu

PL

Wpływ osadu ściekowego na produkcję biomasy I zawartość makroskładników oraz chlorofilu w mieszankach traw

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this study was to determine the effect of various doses of municipal sewage sludge on the growth of biomass of aboveground parts of lawn grass mixtures and their macronutrients and chlorophyll content. Four experiments on the lawns along the main roads of Bialystok (at Popieluszki, Hetmanska, Piastowska and Raginisa Strs.) were founded. Three doses of sewage sludge (0.0 – control; 7.5 and 15.0 kg m–2) and two grass mixtures: Eko and Roadside were factors in experiment. Samples of aboveground part of grasses were collected 3 times: in June, August and October 2011, after that dry matter of the aboveground part of grasses from 1 m2, the total nitrogen content, total phosphorus content, total potassium content and chlorophyll a and b content were determined. The dose of sewage sludge significantly influenced N and K accumulation in the grasses. The maximum average nitrogen content (2.82 % of d.m.) was observed in grass from plots with the highest dose of sewage sludge, while the potassium from plots with sewage sludge dose 7.5 kg m–2. The accumulation of biomass of grasses in the study period was mainly differentiated by the sewage sludge dose and the sampling time. The average summary yield for the three months study (June, August and October) was from 229.83 to 430.70 g m–2. The highest results were obtained at a dose of sewage sludge 15.0 kg m–2. The sampling time and dose of sewage sludge significantly influenced chlorophyll a and b content. The average chlorophyll a content in June, August and October was: 0.60; 0.64 and 0.54 mg g–1 of f.m. respectively, while chlorophyll b: 1.00; 0.94; 0.39 mg g–1 of f.m. It was found a low average ratio of chlorophyll a to b in mixtures of grasses, which ranged from 0.54 in June to 1.82 in October to mixture Eco and 0.57 in June to 1.68 in October to mixture Roadside. Plants of the control plots showed higher average ratio of chlorophyll a to b in comparison with plants from plots with sewage sludge amendment.

PL

Celem podjętych badań było określenie wpływu różnych dawek komunalnego osadu ściekowego na przyrost biomasy części nadziemnych, a także na zawartość makroskładników oraz chlorofilu w mieszankach traw gazonowych. Założono cztery doświadczenia na trawnikach wzdłuż głównych ciągów komunikacyjnych Białegostoku: przy ul. Popiełuszki, Hetmańskiej, Raginisa i Piastowskiej. Czynnikami w doświadczeniu były trzy dawki osadu ściekowego: 0 (kontrola), 7,5 i 15 kg m-2 oraz dwie mieszanki traw gazonowych: Eko i Roadside. Próbki części nadziemnych traw pobrano w trzech terminach: w czerwcu, sierpniu i październiku 2011 r., po czym oznaczono w nich: ilość biomasy części nadziemnych traw z 1 m2, ogólne formy azotu, fosforu i potasu oraz określono zawartość chlorofilu a i b. Osad ściekowy wpłynął istotnie na akumulację N i K w trawach. Maksymalną średnią zawartość azotu (2,82 % s.m.) zaobserwowano w trawach z poletek z największą dawką osadu, z kolei potasu - w trawach z poletek z dawką osadu wynoszącą 7,5 kg m-2. Gromadzenie biomasy traw w okresie badań było różnicowane głównie przez ilość dawek osadu ściekowego oraz termin pobierania próbek. Średni sumaryczny plon suchej masy roślin dla trzech miesięcy badań (czerwiec, sierpień i październik) wynosił od 229,83 do 430,70 g m-2. Najlepsze efekty uzyskano przy zastosowaniu dawki osadu ściekowego wynoszącego 15 kg m-2. Termin zbioru oraz dawka osadu wpłynęły istotnie na zawartość chlorofilu a i b w badanych trawach. Średnie zawartości chlorofilu a w czerwcu, sierpniu i październiku wynosiły odpowiednio: 0,60; 0,64 i 0,54 mg g-1 ś.m., z kolei chlorofilu b: 1,00; 0,94; 0,39 mg g-1 ś.m. Stwierdzono niski średni stosunek chlorofilu a do b w badanych mieszankach traw, który wynosił od 0,54 w czerwcu do 1,82 w październiku dla mieszanki Eko oraz od 0,57 w czerwcu do 1,68 w październiku dla mieszanki Roadside. Rośliny z poletek kontrolnych wykazywały wyższy średni stosunek chlorofilu a do b w porównaniu do roślin z poletek użyźnionych osadem.

Słowa kluczowe

EN

biomass; lawn grasses; macronutrients; chlorophyll; sewage sludge

PL

biomasa; trawy gazonowe; makroskładniki; chlorofil; osady ściekowe

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 19, nr 9
• Strony: 1015--1028
• Opis fizyczny: Bibliogr. 44 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wydro U.

autor

Wołejko E.

autor

Butarewicz A.

autor

Łoboda T.

• Division of Sanitary Biology and Biotechnology, Bialystok University of Technology, ul. Wiejska 45E, 15–351 Białystok, Poland,

Bibliografia

• [1] Uchwała Rady Ministrów Nr 233 z dnia 29 grudnia 2006 r w sprawie „Krajowego Planu Gospodarki Odpadami 2010”. Załącznik „Krajowy Plan Gospodarki Odpadami 2010”.
• [2] Instytut Inżynierii Środowiska. Określenie kryteriów stosowania osadów ściekowych poza rolnictwem. Częstochowa: Politechnika Częstochowska; 2004.
• [3] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 2010 r w sprawie komunalnych osadów ściekowych (DzU 2010, Nr 137, poz 924).
• [4] Siuta J. Uwarunkowania i sposoby przyrodniczego użytkowania osadów ściekowych. Inż Ekol. 2003;9:7-42.
• [5] Wieczorek J, Gambuś J. Porównanie działania obornika i komunalnych osadów ściekowych na plonowanie i skład chemiczny słonecznika w doświadczeniu lizymetrycznym. Zesz Probl Post Nauk Roln. 2009;537:359-368.
• [6] Czekała J, Mielnik L. Zmiany ilościowe i jakościowe związków próchnicznych zachodzące podczas kompostowania osadów ściekowych z udziałem kory sosnowej i trocin. Zesz Probl Post Nauk Roln. 2009;537:57-66.
• [7] Singh RP, Agrawal M. Potential benefits and risks of land application of sewage sludge. Waste Manage. 2008;28:347-358. DOI: 10.1016/j.wasman.2006.12.010.
• [8] Pathak A, Dastidar MG, Sreekrishnan TR. Bioleaching of heavy metals from sewage sludge: A review. J Environ Manage. 2009;90:2342-2353. DOI: 10.1016/j.jenvman.2008.11.005.
• [9] Wong JWC, Lai KM, Fang M, Ma KK. Effect of sewage sludge amendment on soil microbial activity and nutrient mineralization. Environ Int. 1998;24(8):935-943.
• [10] Greinert A. Gleby i grunty miejskie. In: Stan środowiska w Zielonej Górze w 1999 roku. Zielona Góra: Woj Inspekt Ochrony Środow. 2000;107-117. ISBN 83-7217-096-7.
• [11] Greinert A. Ochrona i rekultywacja terenów zurbanizowanych. Monografia nr 97. Zielona Góra: Wyd Politech Zielonogórskiej; 2000. ISBN 83-85911-12-X.
• [12] Gawroński SW. Fitoremediacja a tereny zieleni. Zieleń Miejska. 2009;10:28-29.
• [13] Macek T, Uhlik O, Jecna K, Novakova M, Lovecka P, Rezek J, Dudkova V, Stursa P, Vrchtova B, Pavlikova D, Demnerova K, Mackova M. Advances in Phytoremediation and Rhizoremediation. In: Singh A, Kuhad RC, Ward OP, editors. Advances in Applied Bioremediation, Soil Biology. 2009;17:257-277. DOI 10.1007/978-3-540-89621-0_14.
• [14] Kiryluk A. Mieszanki traw i osad ściekowy w procesie rekultywacji wysypiska odpadów komunalnych. Lublin: AR Lublin PTG; 2002:85-86.
• [15] Ostrowska A, Gawliński S, Szczubiałka Z. Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin. Katalog. Warszawa: Wyd. IOŚ; 1991.
• [16] Jakubus M. Ocena przydatności osadów ściekowych w nawożeniu roślin. Woda – Środowisko – Obszary Wiejskie. 2006;6,2(18):87-97.
• [17] Kalembasa D, Malinowska E. Zmiany zawartości metali ciężkich w Miscantus sacchariflorus (Maxim) Hack pod wpływem nawożenia osadem ściekowym. Łąkarstwo w Polsce. 2007;10:99-110.
• [18] Adamczyk B, Godlewski M. Różnorodność strategii pozyskiwania azotu przez rośliny. Kosmos. Problemy Nauk Biologicznych. 2010;59,1-2(286-287):211-222.
• [19] Gondek K. Wpływ nawożenia nawozami mineralnymi, obornikiem od trzody chlewnej i komunalnymi osadami ściekowymi na plon i niektóre wskaźniki jakości ziarna pszenicy jarej (Triticum aestivum L). Acta Agrophys. 2012;19(2):289-302.
• [20] Gondek K, Filipek-Mazur B. Ocena efektywności nawożenia osadami ściekowymi na podstawie plonowania roślin i wykorzystania składników pokarmowych. Acta Sci Pol Formatio Circumiectus. 2006;5(1):39-50.
• [21] Jama A, Nowak W. Pobieranie makroskładników z osadów ściekowych przez wierzbę krzewiastą (Salix viminalis L) i jej mieszańce. Nauka Przyr Technol. 2011;5(6):123-130.
• [22] Maćkowiak Cz. Wartość nawozowa osadów ściekowych. Inż Ekol. 2011;3:135-145.
• [23] Joniec J, Furczak J. Liczebność wybranych grup drobnoustrojów w glebie bielicowej pod uprawą wierzby użyźnionej osadem ściekowym w drugim roku jego działania. Annales UMCS Sec E. 2007;LXII(1):93-104.
• [24] Oleszczuk P. Zanieczyszczenia organiczne w glebach użyźnianych osadami ściekowymi. Część II. Losy zanieczyszczeń w glebie. Ecol Chem Eng. 2007;14(S2):186-198.
• [25] Skowron P, Filipek T, Fidecki M. Wpływ osadu ściekowego z oczyszczalni na plonowanie buraka cukrowego. Acta Agrophys. 2007;10(1):193-198.
• [26] Czarnowska K. Akumulacja metali ciężkich w glebach, roślinach i niektórych zwierzętach na terenie Warszawy. Rocz Glebozn. 1980;31(1):77-115.
• [27] Czekała J. Wybrane właściwości osadów ściekowych z oczyszczalni regionu Wielkopolski. Cz 2. Zawartość węgla i azotu we frakcjach związków próchnicznych. Acta Agrophys. 2002;70: 83-90.
• [28] Ciećko Z, Harnisz M. Wpływ kompostów z osadów ściekowych na zawartość potasu, wapnia i magnezu w wybranych roślinach uprawnych. Cz I. Nawożenie w kształtowaniu środowiska. Zesz Probl Post Nauk Roln. 2002;484:77-86.
• [29] Tujaka A. Ocena możliwości przyrodniczego wykorzystania osadów ściekowych z wybranych oczyszczalni ścieków. Zesz Probl Post Nauk Roln. 2009;525:445-452.
• [30] Kiryluk A. Ocena przydatności mieszanek traw i osadu ściekowego do biologicznej rekultywacji wysypiska odpadów komunalnych. II Międzynar Konfer Nauk-Tech: Rekultywacja terenów zdegradowanych. Szczecin: Wyd AR Szczecin; 2003:161-168.
• [31] Kutik J, Cincerova A, Dvorak M. Chloroplast ultrastructural development during the ontogeny of the second leaf of wheat under nitrogen deficiency. Photosynthetica (Prague). 1993;28:447-453.
• [32] Starck Z. Różnorodne funkcje węgla i azotu w roślinach. Kosmos. Probl Nauk Biol. 2006;55,2-3(271-272):243-257.
• [33] Olszewska M, Grzegorczyk S, Bałuch-Małecka A. Wymiana gazowa i indeks zieloności liści Trifolium repens uprawianej w mieszankach z Festfolium braunii i Lolium perenne w zależności od zróżnicowanego nawożenia azotem. Łąkarstwo w Polsce. 2008;11:147-156.
• [34] Ciećko Z, Grzegorzewski K, Żołnowski A, Najmowicz T. Oddziaływanie nawożenia mineralnego na plonowanie i zawartość cukru w korzeniach oraz zawartość chlorofilu w liściach buraka cukrowego. Biuletyn Inst Hodowli i Aklimatyzacji Roślin. 2004;234:137-143.
• [35] Gębczyński P. Zmiany ilościowe wybranych składników chemicznych w procesie mrożenia i zamrażalniczego składowania głównych i bocznych róż brokuła. Acta Sci Pol Tech Alimentaria. 2003;2(1):31-39.
• [36] Maciorowski R, Wołoszyk C. Bezpośredni i następczy wpływ kompostów sporządzonych na bazie komunalnego osadu ściekowego na fotosyntezę rzepaku jarego i pszenicy ozimej. Cz I. Nawożenie w kształtowaniu środowiska. Zesz Probl Post Nauk Roln. 2003;494:273-286.
• [37] Kachel-Jakubowska M. Zawartość chlorofilu w nasionach rzepaku poddanych procesowi suszenia. Inż Roln. 2009;8(117):39-45.
• [38] Swędrzyńska D, Niewiadomska A, Klama J. Koncentracja chlorofilu w blaszkach liściowych kukurydzy i owsa jako wskaźnik żywotności roślin inokulowanych bakteriami z rodzaju Azospirillum. Ekol Tech. 2008;4:165-170.
• [39] Ciećko Z, Żołnowski A, Wyszkowski M. Plonowanie i zawartość skrobi w bulwach ziemniaka w zależności od nawożenia NPK. Annales UMCS, Sec E. 2004;LIX (1):399-406.
• [40] Starck Z. Mechanizmy integracji procesów fotosyntezy i dystrybucji biomasy w niekorzystnych warunkach środowiska. Zesz Probl Post Nauk Roln. 2002;481:113-123.
• [41] Bielińska EJ. Charakterystyka ekologiczna gleb ogrodów działkowych z terenów zurbanizowanych. J Research and Aplication in Agricultural Engineering. 2006;51(2):13-16.
• [42] Sikorski ZE, editor. Chemiczne i funkcjonalne właściwości składników żywności. Warszawa: WNT; 1994:399-424.
• [43] Stankiewicz M, Wawrzyniak-Kulczyk M. Poznaj – zbadaj – chroń środowisko, w którym żyjesz. Warszawa: Wyd WSiP; 1997:16-26.
• [44] Olszewska M. Wpływ niedoboru magnezu na wskaźniki wymiany gazowej, indeks zieloności liści (SPAD) i plonowanie Lolium perenne i Dactylis glomerata. Łąkarstwo w Polsce. 2005;8:141-148.