Nitrogen fractions in spent mushroom substrate

• Autorzy: Becher M. , Pakula K.

Warianty tytułu

PL

Frakcje azotu w podłożu popieczarkowym

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ostatniej dekadzie Polska stała się liderem produkcji pieczarek w Europie. Podczas uprawy powstaje duża ilość zużytego podłoża, które jako odpad musi podlegać utylizacji. Znaczna zawartość makroelementów, w tym azotu, zachęca do wykorzystania tego organicznego materiału odpadowego do nawożenia gleb. Celem pracy była ocena udziału różnych form azotu wydzielonych z podłoża po uprawie pieczarki. Badania prowadzono uwzględniając perspektywę racjonalnego wykorzystania zużytego podłoża do nawożenia gleb. Do sekwencyjnego wydzielenia związków azotu zastosowano roztwory 0,25 M KCl (do wyekstrahowania mineralnych oraz najbardziej labilnych organicznych form azotu) oraz 0,25 M i 2,5 M H2SO4 (hydroliza na gorąco − do wydzielenia organicznych połączeń azotu, łatwo i trudno ulegających hydrolizie). W uzyskanych roztworach oznaczono ogólną zawartość azotu metodą Kjeldahla, a węgla – metodą oksydacyjno-miareczkową. W pobranych próbkach wykonano także ekstrakcję azotu związanego z substancjami humusowymi. Stwierdzono duży potencjał podłoża popieczarkowego do wzbogacania nawożonych gleb w związki organiczne azotu, w znacznym stopniu potencjalnie podatnych na procesy rozkładu. W sumie, za pomocą ekstrakcji sekwencyjnej z wykorzystaniem roztworu soli obojętnej oraz w wyniku hydrolizy kwaśnej o różnym stężeniu jonów wodorowych wydzielono ok. 2/3 całkowitych zasobów azotu w połączeniach organicznych oraz ok. 1/3 zasobów węgla. Obliczone wartości C/N sugerują podatność na procesy rozkładu wydzielonych związków organicznych oraz odporność związków w poekstrakcyjnej pozostałości. Podczas frakcjonowania materii organicznej stwierdzono relatywnie dużą ilość azotu wydzielonego na etapie dekalcytacji próbek, a udział azotu substancji humusowych wynosił ok. 1/5 całkowitej zawartości tego pierwiastka.

EN

In the last decade, Poland has become the leader in mushroom production in Europe. Mushroom cultivation generates large amounts of spent substrate, which is a waste material and must be recycled. The substantial content of macroelements, including nitrogen, prompts using this organic material as a soil fertilizer. The objective of the paper was to determine the proportion of nitrogen in different forms extracted from spent mushroom substrates. The studies were aimed at determining the potential for the rational use of spent mushroom substrate in soil fertilization. The sequential extraction of nitrogen compounds was performed with a 0.25 M KCl solution (for the extraction of mineral nitrogen forms and the most labile organic nitrogen compounds) and with 0.25 M and 0.25 M H2SO4 (hot hydrolysis for sequencing of organic nitrogen linkage that are easily hydrolysing and difficult to hydrolyse). The prepared solutions were tested for the total content of nitrogen with the method by Kjeldahl and for carbon with the oxidative-potentiometric method. The samples were also subjected to extraction of nitrogen bound to humic substances. It was found that spent mushroom substrate had a substantial potential for enriching fertilized soil with organic nitrogen compounds, which are, to a large extent, potentially liable to degradation. In summary, approximately 2/3 of the total nitrogen pool in the organic complexes and about 1/3 of the carbon pool were extracted using sequential extraction with a neutral salt solution and acid hydrolysis at different concentrations of hydrogen ions. The calculated C/N values suggest that the extracted organic compounds are vulnerable to degradation and indicate the resistance of compounds present in post-extraction residues. While fractioning organic matter, it was found that a relatively large amount of nitrogen was sequenced at the stage of decalcification of the samples, and the proportion of humic substances equalled about 1/5 of the total content of this element.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Elementology
• Rocznik: 2014
• Tom: 19
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.947-958,fig.,ref.

Twórcy

autor

Becher M.

• Chair of Soil Science and Plant Nutrition, Siedlce University of Natural Science and Humanities, Prusa 14, 08-110 Siedlce, Poland

autor

Pakula K.

• Chair of Soil Science and Plant Nutrition, Siedlce University of Natural Science and Humanities, Prusa 14, 08-110 Siedlce, Poland

Bibliografia

• Becher M. 2013. Properties of organic matter of soil fertilised with spent mushroom (Agaricus L.) substrate. Acta Agroph., 20(2): 241-252.
• Becher M., Kalembasa D. 2011. Fractions of nitrogen and carbon in humic layers of brown earth arable fields in Siedlecka Upland. Acta Agroph., 18(1): 7-16. (in Polish)
• Code of Good Agricultural Practice. 2004. MRiRW i MŚ, Warszawa.
• Dębska B. Properties of humic substances in soil fertilized with slurry. 2004. Rozprawy ATR Bydgoszcz, 110: 112 pp.
• Dziadowiec H., Guidebook on the methodology on soil organic matter research. Gonet S.S. 1999. Wyd. Pr. Kom. Nauk., PTG, 120, Warszawa.
• Jordan S. N., Mullen G. J., Murphy M.C. 2008. Composition variability of spent mushroom compost In Ireland. Biores. Technol., 99: 411-418.
• Kalembasa D., Becher M. 2009a. Fractions of nitrogen in peat muck soils in the upper Liwiec River valley. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie 9, 2 (26): 73-82.
• Kalembasa D., Becher M. 2009b. Properties of organic matter in chosen soils fertilized with sewage sludge. Environ. Protect. Engine., 35(2): 165-171.
• Kalembasa D., Becher M. 2011. Nitrogen and carbon extracted by acid hydrolysis from spent mushroom substrate. Inż. Ekol., 27: 26-32. (in Polish)
• Kalembasa D., Becher M. 2012. Speciation of carbon and selected metals in spent mushroom substrates. J. Elem., 17, 3: 409-419.
• Kalembasa D., Majchrowska-Safaryan A. 2009. Nutrient abundance of spent mushroom substrate. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 535: 195-200.
• Kalembasa S. 1991. Quick method of determination of organic carbon in soil. Pol. J. Soil Sci., 24(1), 17-22.
• Kalembasa S. 1995. Use of 15N and 13N isotopes in soil research and chemical and agricultural studies. WNT, Warszawa, 251 ss.
• Knicker H., Almendros G., Gonz ales-Vila F. J., Luedemann H. D., Martin F. 1995. 13-C and 15-N NMR analysis of some fungal melanins in comparison to soil organic matter. Org. Geochem., 23: 1023-1028.
• Mazur Z., Mokra O. 2009. Content of macronutrients in natural fertilizers in Poland, in 2003-2005. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 537: 243-248.
• McDowell W. H. 2003. Dissolved organic matter in soils – future directions and unanswered questions. Geoderma, 113: 179-186.
• Medina E., Paredes C., Perez-Muria M.D., Bustamante M.A., Moral R. 2009. Spent mushrum substrates as component of growing media for germination and growth of horticultural plants. Biores. Technol., 100: 4227-4232.
• Pakuła K., Kalembasa D. 2012. Macronutrients in arable lands in Siedlecka Upland. Acta Agroph., 19(4): 803-814. (in Polish)
• Paul J. P., Williams B. L. 2005. Contribution of α-amin N to extractable organic nitrogen (DON) in three soil types the Scottish uplands. Soil Biol. Biochem., 37: 801-803.
• Regulation of the Minister for the Envrionment of 27 September 2001, on the catalogue of waste. Dz. U. Nr 112, poz. 1206.
• Rutkowska B., Szulc W., Stępień W., Jobda J. 2009. Possibilities of agricultural utilization of spent mushroom substrate. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 535: 349-356. (in Polish)
• Schulten H.R., Schnitzer M. 1998. The chemistry of soil organic nitrogen: a review. Biology and Fertility of Soils, 26: 1-15.
• Sowden F.J., Chen Y., Schnitzer M. 1977. The nitrogen distribution in soils formed under widely differing climatic conditions. Geochim. Cosmochim. Acta, 41: 1524-1526.
• Stevens on F.J. 1985. Geochemistry of soil humic substances. In: Humic substances in soil, sediment and waste. John Wiley and Sons, New York, 13-53.
• Stewart D.P.C., Cameron K.C., Confort I.S. 1998. Effect of spent mushroom substrate on soil chemical conditions and plant growth in an intensive horticultural system: a comparison with inorganic fertiliser. Austral., J. Soil Res., 36, 2: 75-83.
• Zmora-Nahum S., Hadar Y., Chen Y. 2007. Physico-chemical properties of commercial composts varying in their source materials and country of origin. Soil Biol. Biochem., 39: 1263-1276.

Identyfikatory

DOI

10.5601/jelem.2014.19.2.330