WPŁYW NAWOZU NA BAZIE ODPADOWEGO WĘGLA

mgr inż. Mateusz Paweł Niedbała
WPŁYW NAWOZU NA BAZIE ODPADOWEGO WĘGLA
BRUNATNEGO NA TRANSLOKACJĘ METALI
CIĘŻKICH W KUKURYDZY (Zea mays)
Doświadczenie polowe założono w Rolniczej Stacji Doświadczalnej w Zawadach,
należącej do Uniwersytetu Przyrodniczo – Humanistycznego w Siedlcach (52°03′N; 22°33′E).
W badaniach uwzględniono trzy czynniki: I czynnik – pięć obiektów nawozowych: obiekt
kontrolny (0) - bez nawożenia, NPK, Ob + NPK, Nom1 + N, Nom5 + N., II czynnik – trzy
odmiany kukurydzy: wczesna, średnio wczesna, średnio późna, III czynnik – trzy lata badań:
2013, 2014, 2015 rok.
Rośliną testową była kukurydza (Zea mays) z przeznaczeniem na kiszonkę. Wiosną
każdego roku na wybrane obiekty nawozowe stosowano obornik w dawce 30 t.ha-1 i NPK,
które było uzupełnieniem do dawki przedsiewnej (100 kg N, 35 kg P, 125 kg K) . Nawóz
organicznomineralny na bazie odpadowego węgla brunatnego z Konina, wyprodukowany przez
firmę INCO sp. z o.o. stosowany był w dawkach 1 i 5 t.ha-1 (oznaczony dalej jako Nom1
i Nom5) zawierał w swoim składzie 100 kg N, 35 kg P i 125 kg K. Nawozy mineralne
stosowano przedsiewnie w dawkach: azot (N) – 100 kg.ha-1, fosfor (P) – 35 kg.ha-1, potas (K)
– 125 kg.ha-1 w dwóch dawkach. Pogłównie na obiekty nawozowe 2, 3, 4 i 5 stosowano 60 kg
N.
Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu prototypowego nawozu
organiczno-mineralnego na bazie odpadowego węgla brunatnego (stosowanego w dwóch
dawkach) na proces translokacji metali ciężkich i pierwiastków śladowych podczas uprawy
kukurydzy na kiszonkę. Przyjęto hipotezę badawczą, że wprowadzenie do gleby nawozu
organiczno-mineralnego wyprodukowanego na bazie odpadowego węgla brunatnego może
wpłynąć na stabilizację metali ciężkich i pierwiastków śladowych w glebie, co uniemożliwi ich
translokowanie do części nadziemnych roślin.
W zebranym materiale roślinnym kukurydzy (część nadziemna i korzenie) oznaczono: plon
świeżej masy rośliny testowej, zawartość suchej masy, plon suchej masy, zawartość popiołu
surowego, zawartość N, P, K, Cd, Pb, Cr, Ni, Zn i Cu, obliczono współczynniki bioakumulacji
i translokacji wybranych metali ciężkich. Uzyskane wyniki opracowano statystycznie
wykorzystując analizę wariancji dla doświadczenia trzyczynnikowego. Istotne różnice (NIR)
wyznaczano za pomocą testu Tukeya przy poziomie istotności p ≤ 0,05.
Wyznaczono równania regresji prostej oraz współczynniki korelacji pomiędzy wybranymi
cechami.
W próbkach z materiału glebowego oznaczono: skład granulometryczny, pH , Ct, Nt, całkowitą
zawartość P, K, Cd, Pb, Cr, Ni, Zn i Cu w glebie oraz przyswajalne formy fosforu, potasu
i magnezu. Oznaczono również aktywność wybranych enzymów glebowych.
Po zakończonych badaniach stwierdzono, że najmniejsze współczynniki bioakumulacji
w korzeniach kukurydzy dla ołowiu (Pb), kadmu (Cd) i miedzi (Cu) wyznaczono dla obiektu
Nom1+N, a dla chromu (Cr), cynku (Zn) i niklu (Ni) dla obiektu Nom5+N. Najniższe
współczynniki bioakumulacji kadmu (Cd) i cynku (Zn) w roślinach kukurydzy obliczono dla
obiektu Nom1+N; miedzi (Cu) i niklu (Ni) dla obiektu Nom5+N; natomiast ołowiu (Pb)
i chromu (Cr) były one identyczne dla obiektów Nom1+N i Nom5+N. Najniższe współczynniki
translokacji Cd, Pb, Cu, Ni w kukurydzy oznaczono na obiekcie Nom5+N; Zn na obiekcie
Nom1+N i Cr na obiekcie Nom1+N i Nom5+N. Gleba nawożona Nom5+N, na której
uprawiano odmianę średnio późną charakteryzowała się największą zawartością węgla
organicznego i najwyższym indeksem biochemicznej żyzności gleby.
Na podstawie prowadzonych trzyletnich badań z wykorzystaniem nawozu organicznomineralnego na bazie odpadowego węgla brunatnego z Konina, stosowanego w dawkach 1 i 5
t.ha-1, można stwierdzić, że jego zastosowanie obniżyło współczynniki bioakumulacji metali
ciężkich w korzeniach i roślinach kukurydzy, a także współczynniki translokacji w roślinie
testowej, co prowadzi do poprawy jakości kukurydzy uprawianej na kiszonkę.
The impact of fertilizer based on waste brown coals on translocation of heavy
metals in maize (Zea mays)
The field experiment was set up in the Agricultural Experimental Station in Zawady,
belonging to the University of Natural Sciences - Humanities in Siedlce (52 ° 03'N, 22 ° 33'E).
The study takes into account three factors: I factor - the five objects of the fertilizing
control object (0) - without fertilization, NPK, Ob + NPK, Nom1 + N and Nom5+N, factor II –
three varieties of corn: early, medium early, medium late, the third factor - three years
of research: 2013, 2014, 2015 years. Test plant was maize (Zea mays) for silage. In the spring
of each year to selected objects manure fertilizer applied at 30 t.ha-1 and NPK, which was
complementary to pre-dose (100 kg N, 35 kg P, 125 kg K). Organic-mineral fertilizer based on
waste coal from Konin, produced by INCO z.o.o was used in doses of 1 and 5 t.ha-1 (referred
to hereinafter as Nom1+N and Nom5+N) contained in its composition to 100 kg N, 35 kg 125
kg P and K fertilizers used sowing doses of nitrogen (N) - 100 kg.ha-1, phosphorus (P) - 35
kg.ha-1 potassium (K) - 125 kg.ha-1 in two doses. Top dressing fertilizer objects 2, 3, 4 and 5
were used 60 kg N.
The aim of this study was to determine the effect of a prototype organic fertilizer-based
mineral waste coal (used in two doses) on the process of translocation of heavy metals and trace
elements in the cultivation of corn for silage. It adopted a research hypothesis that the
introduction of the soil organic-mineral fertilizer produced on the basis of waste coal may affect
the stabilization of heavy metals and trace elements in the soil, rendering it translocated to the
aerial parts of the plant.
In the collected plant material of maize (ground part and roots) were determined: the yield
of fresh weight of the test plant, the dry weight of dry matter yield, the content of crude ash
content of N, P, K, Cd, Pb, Cr, Ni, Zn and Cu, coefficients calculated bioaccumulation and
translocation of selected heavy metals. The results were statistically analyzed using analysis of
variance for the experience of three factors . Significant differences (NIR) was determined using
Tukey's test at p ≤ 0.05. The regression equations simple regression and correlation coefficients
between selected features.
In samples of soil material were determined: granulometric composition, pH, Ct, Nt, the total
content of P, K, Cd, Pb, Cr, Ni, Zn and Cu in the soil and available forms of phosphorus,
potassium and magnesium. It marked the activity of selected soil enzymes. After finishing
studies found that the lowest rates of bioaccumulation in the roots of corn for lead (Pb),
cadmium (Cd) and copper (Cu) were determined for the object Nom1 + N, and for chromium
(Cr), zinc (Zn) and nickel (Ni) object Nom5 + N. The lowest rates of bioaccumulation
of cadmium (Cd) and zinc (Zn) in corn plants are calculated for the object Nom1 + N; copper
(Cu) and nickel (Ni) for the object Nom5 + N; while the lead (Pb), chromium (Cr) were identical
objects Nom1 + N and Nom5+N. The best rates of translocation of Cd, Pb, Cu, Ni corn
determined on the object Nom5 + N; Zn object Nom1+ N and Cr on the object Nom1 + N and
Nom5+N. Soil fertilized with Nom5 + N, which cultivated a variation average of late
characterized by the highest content of organic carbon and the highest index of biochemical soil
fertility.
Based on the three-year study conducted with the use of organic fertilizer-based mineral
waste coal from Konin, used in doses of 1 and 5 t.ha-1 , we can conclude that the use of reduced
rates of bioaccumulation of heavy metals and in the roots of maize plants, as well as the
translocation factor in a plant test which leads to improving the quality of maize grown for
silage.