Rośliny rekultywacyjne.pdf

Problemy Inżynierii Rolniczej nr 2/2007

Krzysztof Klimont

Krajowe Centrum Roślinnych Zasobów Genowych

Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie

OCENA PRZYDATNOŚCI WYBRANYCH GATUNKÓW

ROŚLIN UŻYTKOWYCH DO REKULTYWACJI TERENÓW

ZDEWASTOWANYCH PRZEZ PRZEMYSŁ

I GOSPODARKĘ KOMUNALNĄ

Streszczenie

Badania dotyczyły rekultywacji bezglebowego podłoża wapna

poflotacyjnego Kopalni Siarki „Jeziórko”, wzbogaconego zróż-

nicowanymi dawkami osadów ścieków komunalnych. Stwier-

dzono przydatność topinamburu ze względu na zapas wody i asy-

milatów w bulwach oraz kostrzewy trzcinowej ze względu na

bardzo silny system korzeniowy. Rośliny trzcinnika piaskowego

również bardzo dobrze rozwijały się na bezglebowym podłożu,

wykazując wielką ekspansję od kępy głównej. Z innych roślin

bardzo dobrze rosła sylfia przerośnięta ( Sylphium perfoliatum L.),

spartina sercowata ( Spartina pectinata Link) i miskant cukrowy

[ Miscanthus sacchariflorus (Maxim) Hack]. Rutwica lekarska

( Galega officinalis L.) i miskant olbrzymi ( Miscanthus gigan-

theus J. M. Greet & Deuter) wypadły z runi ze względu na ni-

ską zimotrwałość. Wierzba ( Salix sp .) bardzo dobrze rośnie na

bezglebowym gruncie wapna poflotacyjnego. Odnotowano wy-

raźne różnice w udatności nasadzeń i wysokości roślin bada-

nych form.

Słowa kluczowe: tereny zdewastowane, rekultywacja, rośliny

do rekultywacji, bezglebowy grunt, osady ściekowe

Wstęp

W ostatnich latach odnotowano zwiększanie się w Polsce powierzchni grun-

tów zdewastowanych przez przemysł i gospodarkę komunalną. Tereny te

wymagają koniecznie rekultywacji przez inicjację procesów glebotwórczych

i życia biologicznego w podłożu, a przede wszystkim odtworzenia szaty ro-

ślinnej. Dlatego pierwszorzędnego znaczenia nabiera dobór odpowiednich

gatunków roślin użytkowych na te tereny [Góral 2001]. Powinien on

uwzględniać ich cechy pozwalające w miarę szybko odtwarzać szatę roślin-

ną i cały ekosystem na terenach zdewastowanych. Rośliny przydatne do

rekultywacji gruntów bezglebowych powinny spełniać surowe warunki, które

umożliwiają ich uprawę na stanowiskach zróżnicowanych pod względem

Krzysztof Klimont

uwilgotnienia, kwasowości, zwięzłości podłoża i zasobności w składniki po-

karmowe oraz zawartości substancji toksycznych.

Rekultywacja terenów pokopalnianych po eksploatacji siarki metodą pod-

ziemnego wytopu w okolicach Tarnobrzegu przyczyniła się do dewastacji

dużych obszarów gruntów użytkowanych uprzednio rolniczo [Siuta 2001]. Na

ternie Kopalni Siarki „Jeziorko” pH gleby sięgało nawet 4,0 [Motowicka-

Terlak, Dudka 1991]. Rekultywacja tak zdewastowanych gruntów polegała

na neutralizacji ich kwasowości przez wapnowanie, w następnej kolejności

ich użyźnianie i wprowadzenie odpowiednich roślin [Łącka-Pilaszek, Siuta

1991]. Wapno poflotacyjne (szlamy poflotacyjne), będące odpadem w proce-

sie uzdatniania rudy siarkowej wydobywanej metodą odkrywkową, jest wy-

korzystywane do odkwaszania terenów poeksploatacyjnych siarki wydoby-

wanej metodą otworową i jest pozbawione życia biologicznego.

Celem zainicjowania procesów glebotwórczych w martwym podłożu wapna

poflotacyjnego wprowadzono do niego osady ścieków komunalnych [Siuta,

Jońca 1997; Jońca 2000]. Wyniki badań prowadzonych przez Siutę i in.

[1996] wykazały, że kupkówka pospolita i lucerna należą do gatunków naj-

bardziej przydatnych do rekultywacji bezglebowych gruntów wapna poflota-

cyjnego. Prace Klimonta i Górala [2001], Klimonta i in. [2002] oraz Klimont

[2004] wykazują, że do tych roślin należą również kostrzewa trzcinowa, topi-

nambur oraz wybrane gatunki roślin miododajnych.

Badania miały na celu określenie przydatności wybranych gatunków roślin

użytkowych do rekultywacji bezglebowego podłoża wapna poflotacyjnego na

terenie poeksploatacyjnym Kopalni Siarki „Jeziorko”, wzbogaconego zróżni-

cowanymi dawkami osadów ścieków komunalnych.

Materiał i metody

Badania prowadzono na terenie poeksploatacyjnym Kopalni Siarki „Jeziorko”

niedaleko Tarnobrzegu, pokrytym wapnem poflotacyjnym wzbogaconym

zróżnicowanymi dawkami osadów ścieków komunalnych. Wiosną 1995 r.

bezglebowe grunty wapna poflotacyjnego nawieziono powierzchniowo osa-

dem ściekowym w ilościach 250, 500 i 750 m 3 /ha (wariant kontrolny bez

osadów), wymieszano z podłożem broną talerzową i wysiano nawozy mine-

ralne N, P, K w ilości 68, 39, 39 kg/ha, które w podanej wielkości wnoszono

corocznie wiosną. Następnie wysiano na powierzchni 1ha nasiona kostrze-

wy trzcinowej ( Festuca arundinacea Shreb.) i wysadzono bulwy topinamburu

( Helianthus tuberosus L.) i sadzonki rdestowca ostrokończystego ( Polygo-

num cuspidatum Sieb. et Zucc.). Corocznie ruń kostrzewy trzcinowej wyka-

szano lub wypasano bydłem, natomiast pędy topinamburu i rdestowca wio-

sną ścinano i rozdrabniano.

Ocena przydatności wybranych...

Wiosną 1995 r. na podłożu wzbogaconym dawką 250 m 3 /ha wysadzono

8 klonów trzcinnika piaskowego [ Calamagrostis epigios (L.) Roth.], a w roku

następnym wysadzono sadzonki następujących gatunków roślin: spartina

sercowata ( Spartina pectinata Link.), sylfia przerośnięta ( Sylphium perfolia-

tum L.), łubin trwały ( Lupinus polyphyllus Ldl.), miscant cukrowy [ Miscanthus

sacchariflorus (Maxim) Huck], rutwica lekarska ( Galega officinalis L.), traga-

nek pęcherzykowaty ( Asrtragalus cicer L.) i szerokolistny ( Astragalus glycy-

phyllos L.) oraz dwa gatunki buraków wieloletnich ( Beta trigyna Waldst.& Kit)

i ( Beta corolliflora Zosimovic ex K. P. Butlle). W 2001 r. posadzono miskant

olbrzymi( Miscanthus gigantheus J.M. Greet & Deuter).

W przypadku trzcinnika badano rozrost pędów od kępy macierzystej i wyso-

kość roślin, przeżywalność i rozrost kęp traganków, określano wartość siew-

ną nasion, przeżywalność roślin i wschody polowe łubinu trwałego, wyso-

kość roślin spartiny sercowatej, sylfii przerośniętej, miskanta cukrowego,

rdestowca ostrokończystego jak również przeżywalność rutwicy lekarskiej,

buraków wieloletnich i miskanta olbrzymiego. Wiosną 2001 r. posadzono

zrazy 11 gatunków i mieszańców wierzby ( Salix sp.) na wapnie poflotacyj-

nym wzbogaconym dawką 500 m 3 /ha. W pracy przedstawiono wyniki pięcio-

letnich badań nad wierzbą, oceniając udatność nasadzeń i wysokość roślin

w aspekcie wykorzystania ich do rekultywacji terenów poeksploatacyjnych

siarki w Kopalni „Jeziórko”.

Wyniki i dyskusja

W pracy przedstawiono wyniki badań uzyskane w latach 2004-2006. Obser-

wacje wykazały, że topinambur bardzo dobrze rozwijał się na bezglebowym

gruncie wapna poflotacyjnego, reagując przyrostem wysokości na wzrasta-

jące dawki osadu ściekowego, wnoszonego do podłoża. Rośliny osiągały

120 cm wysokości po zastosowaniu dawki 250 m 3 /ha, 144,4 cm przy dawce

500 m 3 /ha i 154,3 cm przy dawce 750 m 3 /ha (kontrola 80,2 cm). Badania

wykazały, że wytworzona masa organiczna roślin topinamburu zainicjowała

tworzenie się na bezglebowym gruncie wapna poflotacyjnego poziomu or-

ganiczno-próchnicznego na wszystkich trzech obiektach nawożonych osa-

dami ściekowymi (tab.1).

Zawartość substancji organicznej w poziomie organiczno-próchnicznym wzra-

stała prawie 6 i ponad 7 razy przy dawkach odpowiednio 250 i 500 m 3 /ha, do

15 razy przy dawce 750 m 3 /ha. Na obiektach nawożonych najwyższymi

dawkami osadu zawartość fosforu wzrosła 33 razy, magnezu 8 razy, a pota-

su 6 razy. Również kostrzewa trzcinowa znakomicie się rozwijała na wapnie

poflotacyjnym tworząc gęstą równomierną ruń. Osiągnęła średnio wysokość

53,2 cm przy dawce 250 m 3 /ha, 54,2 cm przy dawce 500 m 3 /ha, 59,7 cm

przy dawce 750 m 3 /ha. Przyrost substancji organicznej w podłożu, na którym

rosła kostrzewa był 3,4 i 6,5 krotny odpowiednio do wzrastających dawek

osadu ściekowego (250, 500 i 750 m 3 /ha), czyli niższy niż w przypadku topi-

Krzysztof Klimont

namburu. Można to tłumaczyć niższą masą organiczną wytwarzaną corocz-

nie przez ten gatunek i tym, że część masy roślinnej tej rośliny była wypro-

wadzana podczas wykaszania i wypasania (tab. 1).

Tabela 1. Zawartość fosforu, potasu, magnezu i materii organicznej w podłożu wap-

na poflotacyjnego oraz jego kwasowość w zależności od gatunku rośliny

rekultywacyjnej i dawki osadów ściekowych. (2004-2006)

Table 1. Contents of assimilable P, K, Mg and organic matter in post-flotation lime

substrate and its acidity, depending on plant species used for soil reclama-

tion and on the dose of municipal sewage sludge

Dawki

osadów

ście-

kowych

m 3 /ha

Poziom

glebowy

Cechy

Gatunek

rośliny

w 1n

KCl

P 2 O 5

mg/100g

gleby

K 2 O

mg/100g

gleby

mg/100g

gleby

Substancja

organiczna

Kontrola

7,19

7,7

Kostrzewa

trzcinowa

( Festuca

arundinacea

Schreb.)

250

500

750

7,30

7,29

7,24

129

358

25,3

30,2

50,4

Topinambur

( Helianthus

tuberosus L.)

250

500

750

7,21

7,29

7,24

272

435

535

110

149

135

43,3

57,4

114,7

OA – poziom organiczno – próchniczny – organic humus level

Również przyrost zawartości P, K i Mg w podłożu, na którym rosła kostrze-

wa był zdecydowanie niższy w porównaniu z topinamburem. Wyniki badań

(w latach 1996-2000) Klimonta i Górala [2001] oraz Klimonta i in. [2002]

z topinamburem i kostrzewą trzcinową na gruncie wapna poflotacyjnego

wykazały wyższy przyrost w porównaniu z kontrolą substancji organicznej

w podłożu, zarówno na tym, na którym rosła kostrzewa, jak i porośniętym

topinamburem, czyli podobnie jak w niniejszej pracy. Odnotowano również,

że przyrost zawartości fosforu i magnezu był wówczas wyższy w przypad-

ku topinamburu, a niższy w przypadku kostrzewy trzcinowej.

Natomiast w porównaniu z ostatnimi wynikami dwuletniego (2002-2003) cy-

klu badań [Klimont 2004] w zasadzie nie obserwuje się zmiany zawartości

substancji organicznej w podłożu pod topinamburem z tendencją w kierunku

wzrostu jej zawartości w gruncie pod kostrzewą, natomiast zdecydowanie

wzrosła zawartość fosforu w przypadku kostrzewy trzcinowej, a ilość fosforu

i magnezu zmalała. Rośliny trzcinnika piaskowego bardzo dobrze rozwijały

się na bezglebowym gruncie wapna poflotacyjnego wzbogaconego osadami

ściekowymi. Klony posadzone wiosną 1995 r. już w pierwszym roku wytwo-

rzyły odrosty sięgające 7-14 cm długości (tab. 2), w drugim roku wegetacji

penetrowały już podłoże w odległości 36-78 cm, w zależności od klonu

w tym roku rośliny zakwitły i osiągnęły wysokość 50-95 cm. W trzecim roku

Ocena przydatności wybranych...

nastąpił dalszy rozrost pędów od kępy macierzystej i przyrost wysokości ro-

ślin, a w czwartym rozrost od kępy był tak duży, że nastąpiło zwarcie rzędów

badanych klonów. Zauważono wyraźne różnice w ekspansywności, wysokości

i pokroju roślin, barwie i kształcie liści oraz wiech badanych klonów.

Tabela 2. Rozrost od kępy macierzystej i wysokość roślin ośmiu klonów trzcinnika

piaskowego [Calamagrostics epigeios (L.) Roth.] w latach 1995-1998

Table 2. Expansion from maternal tuft and height of eight reed grass (Calamagrostis

epigeios) clones within 1995-1998

Badane cechy

1995

1996

1997

1998

klonu

rozrost

od kępy

macie-

rzystej

wyso-

kość

roślin

rozrost

od kępy

macie-

rzystej

wyso-

kość

roślin

rozrost

od kępy

macie-

rzystej

wyso-

kość

roślin

rozrost

od kępy

macie-

rzystej

wyso-

kość

roślin

105

198

108

140

128

201

124

III

101

105

154

109

106

109

141

111

139

122

154

120

119

101

122

102

VII

105

108

127

105

VIII

110

120

117

Według danych literaturowych rośliny trzcinnika piaskowego w naturalnych

warunkach osiągają 60-200 cm wysokości. Ze względu na bardzo dobrze

rozbudowany system korzeniowy, gatunek ten jest uznawany za roślinę pio-

nierską, na terenie kopalni siarki w Grzybowie rozwijał się nawet na stanowi-

skach o pH<3. Gatunek ten może być z powodzeniem wykorzystywany jako

roślina przydatna do rekultywacji terenów zdewastowanych [Majkowski i in

1996], podobnie jak w przypadku niniejszych badań.

Z innych gatunków roślin wysadzonych na omawianym gruncie i rekultywo-

wanym osadami ściekowymi bardzo dobrze rosła sylfia przerośnięta, osiąga-

jąc za wyjątkiem pierwszych i ostatnich dwóch lat wegetacji 130-150 cm,

średnio za 11 lat 127,5 cm (tab. 3). Co roku tworzyła nowe pędy, kwitła in-

tensywnie i wiązała nasiona. Doniesienie Wożniaka i Górala [1998] sugeru-

je, że gatunek ten jest zdolny do wieloletniej wegetacji na gruntach ubogich

w składniki pokarmowe, przy tym uważany jest za gatunek o dużej plastycz-

ności ekologicznej. Spartina sercowata bardzo dobrze rośnie na bezglebo-

wym podłożu wapna poflotacyjnego. Posadzona wiosną 1997 r. osiągała

corocznie 71-183 cm, każdego roku zakwitały pojedyncze rośliny (tab. 3).

Rośliny miskanta cukrowego po posadzeniu w 1994 r. szybko rozwijały się

i zapełniły międzyrzędzia, osiągając wysokość 56-136,9 cm (średnio 99,7 cm).

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: