Assessment of the influence of sewage sludge fertilization on yield and content of nitrogen and sulphur in maize [Zea mays L.]

• Autorzy: Gondek K

Warianty tytułu

PL

Ocena oddzialywania nawozenia osadami sciekowymi na plonowanie oraz zawartosc azotu i siarki w kukurydzy [Zea mays L.]

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effect of sewage sludge fertilization on nitrogen and sulphur content in maize was assessed in a pot experiment conducted in 2003-2005. The experimental design comprised the following treatments in four replications on three soils: treatment without fertilizer — (0); mineral fertilization — (NPK); farmyard manure — (FYM); sewage sludge A — (SSA); a mixture of sewage sludge A with peat — (MSSA); sewage sludge B — (SSB) and a mixture of sewage sludge B with peat — (MSSB). The tests were conducted on weakly loamy sand (SI), sandy silt loam (SII) and medium silt loam (SIII), which were collected from the arable layer (0-20 cm) of ploughed land in the vicinity of Krakow. Sewage sludge which originated from two municipal mechanical and biological wastewater treatment plants, and their mixtures with peat (the materials were mixed in a 1:1 weight ratio in conversion to dry mass of organic matter) were used in the experiment. After wet mineralization of maize biomass in concentrated sulphuric acid, nitrogen was determined using Kjeldahl method in a Kjeltec II Plus apparatus. Sulphur was assessed after material mineralization in a concentrated nitric acid using the ICP—AES method in a JY 238 Ultrace apparatus. Fertilization with sewage sludge and sludge mixture with peat acted significantly better (as noted during the three-year experimental period) on maize yields than fertilization with mineral salts. In comparison with organic material and farmyard manure applied to soil, fertilization with mineral salts significantly increased nitrogen content in maize biomass. Sulphur content grew markedly in maize biomass fertilized with sewage sludge in comparison with the concentration of this element assessed in plants treated with farmyard manure. Values of the N:S ratio in aerial parts of maize from organic material treatments was within the optimal value range. The widest N:S ratio was assessed in the aerial parts and roots of maize receiving mineral fertilizers (NPK).

PL

Ocenę wpływu nawożenia osadami ściekowymi na zawartość azotu i siarki w kukurydzy przeprowadzono w doświadczeniu wazonowym w latach 2003-2005. Schemat doświadczenia, w czterech powtórzeniach, obejmował następujące obiekty na trzech glebach: obiekt bez nawożenia — (0); nawożenie mineralne — (NPK); obornik — (FYM); osad ściekowy A (SSA); mieszanina osadu ściekowego A z torfem — (MSSA); osad ściekowy B — (SSB) oraz mieszanina osadu ściekowego B z torfem — (MSSB). Do badań użyto piasek słabo gliniasty (SI), glinę piaszczystą pylastą (SII) i glinę średnią pylastą (SIII), które pobrano z warstwy ornej (0-20 cm) pól uprawnych z okolic Krakowa. W badaniach zastosowano osady ściekowe pochodzące z dwóch różnych komunalnych oczyszczalni mechaniczno-biologicznych oraz ich mieszaniny z torfem (materiały zmieszano w stosunku wagowym 1:1 w przeliczeniu na suchą masę materiałów organicznych). W biomasie kukurydzy — po mineralizacji na mokro w stężonym kwasie siarkowym — azot oznaczono metodą Kjeldahla na aparacie Kjeltec II Plus. Siarkę — po mineralizacji materiału w stężonym kwasie azotowym — oznaczono metodą ICP-AES na aparacie JY 238 Ultrace. Nawożenie osadami ściekowymi i mieszaninami osadów z torfem działało istotnie lepiej (w trzyletnim okresie badań) na plony kukurydzy niż nawożenie solami mineralnymi. W porównaniu z zastosowanymi doglebowo materiałami organicznymi i obornikiem, nawożenie solami mineralnymi istotnie zwiększyło zawartość azotu w biomasie kukurydzy. Istotnie zwiększyła się zawartość siarki w biomasie kukurydzy nawożonej osadami ściekowymi, w porównaniu z zawartością tego pierwiastka oznaczonego w roślinach nawożonych obornikiem. Wartości stosunku N : S w częściach nadziemnych kukurydzy z obiektów nawożonych materiałami organicznymi mieściły się w zakresie wartości optymalnych. Najszerszy stosunek N:S stwierdzono w częściach nadziemnych i korzeniach kukurydzy nawożonej mineralnie (NPK).

Słowa kluczowe

EN

sewage sludge; plant cultivation; plant fertilization; yielding; nitrogen content; sulphur content; maize; Zea mays; pot experiment

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Elementology
• Rocznik: 2010
• Tom: 15
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.65-79,fig.,ref.

Twórcy

autor

Gondek K

• University of Agriculture in Krakow, Al.Mickiewicza 21, 31-120 Krakow, Poland

Bibliografia

• Akdeniz H., Yilmaz I., Bozkurt M.A., Keskin B. 2006. The effects of sewage sludge and nitrogen applications on grain sorghum grown (Sorghum Vulgare L.) in Van — Turkey. Polish J. Environ. Stud., 15(1): 19-26.
• Akrivos J., Mamais D., Katsara K., Andreadakis A. 2000. Agricultural utilization of lime treated sewage sludge. Wat. Sci. Technol., 42(9): 203-210.
• Baran S., Oleszczuk P., Żukowska G. 2002. Zasoby i gospodarka odpadami organicznymi w Polsce [Organic waste supplies and management in Poland]. Acta Agroph., 73: 17-34 (in Polish).
• Barbarika A., Lawrence Jr., Sikora J., Colacicco D. 1985. Factors affecting the mineralization of nitrogen in sewage sludge applied to soils. J. Soil Sci. Soc. Am., 49: 1403-1406.
• Cardelli R., Cipolli S., Levi-Minzi R., Riffaldi R. 2006. Sulphur mineralization kinetics of cattle manure and green waste compost in soils. Waste Managem. Res., 24 (6): 545-551.
• Chatha T., Hakat H. R., Latif I. 2002. Influence of sewage sludge and organic manures application an wheat yield and heavy metal availability. Asian J. Plant Sci., 1 (2): 79-81.
• Christodulakis N., Margaris S. 1996. Growth of corn and sunflower plants as affected by water and sludge from a sewage treatment plant. Bull. Environ. Contamin. Toxicol., 57: 300-306.
• Czekała J. 2002. Wybrane właściwości osadów ściekowych z oczyszczalni regionu Wielkopolski. Cz. I. Odczyn, sucha masa, materia i węgiel organiczny oraz makroskładniki [Selected properties of sewage sludge from wastewater treatment plants in Wielkopolska. Part I. Reaction, dry mass, organic matter and carbon as well as macronutrients]. Acta Agroph., 70: 75-82 (in Polish).
• Dewil R., Baeyens J., Roels J., van de Steene B. 2008. Distribution of sulphur compounds in sewage sludge treatment. Environ. Engin. Sci., 25 (6): 879-886.
• Drab M., Derengowska D. 2003. Wpływ osadu ściekowego z oczyszczalni miasta Zgorzelec na plon zielonej masy gorczycy białej i fasoli oraz na ich skład chemiczny [Effect of sewage sludge from the wastewater treatment plant in Zgorzelec on green mass yield of white mustard and bean, and on their chemical compositionj. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 494: 105-111 (in Polish).
• Evanylo G. K. 1999. Agricultural land application of biosolids in Virginia: Managing biosolids for agricultural use. Virginia Cooperative Extension Publication, 452-303.
• Filipek-Mazur B., Gondek K., Mazur K. 2006. Wpływ nawożenia siarką na plonowanie oraz zawartość siarki i azotanów(V) w gorczycy białej [Effect of sulphur fertilization on yield and content of sulphur and nitrates (V) in white mustard]. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 513: 99-106 (in Polish).
• Fotyma M. 2003. Wpływ nawożenia siarką na wykorzystanie azotu z nawozów mineralnych przez rośliny uprawy polowej [Effect of sulphur fertilization on utilization of nitrogen from mineral fertilizers by field crops]. Nawozy i Nawożenie, 4 (17): 117-136 (in Polish).
• Gondek K., Chmiel M. 2006. Dynamics of nitrogen release and soil self-cleaning processes after applying farmyard manure and sewage sludge. Elect. J. Pol. Agric. Univ., Agron., 9(4), http://www.ejpau.media.pl/volume9/issue4/art-19.htmL
• Gondek K., Filipek-Mazur B. 2006. Ocena efektywności nawożenia osadami ściekowymi na podstawie plonowania roślin i wykorzystania składników pokarmowych [Evaluation of the effectiveness of sewage sludge fertilization based on crop yields and nutrient utilization]. Acta Scient. Pol. Ser. Format. Circum., 5 (1): 39-50 (in Polish).
• Jakubus M. 2006. Ocena przydatności osadów ściekowych w nawożeniu roślin [Evaluation of the suitability of sewage sludge for crop fertilization]. Woda Środ. Obsz. Wiejskie, 2 (18): 87-97 (in Polish).
• Jarausch-Wehrheim B., Mocquot B., Mench M. 2001. Effect of long-term sewage sludge application on the distribution of nutrients in maize (Zea mays L.). J. Plant Nutrit., 24 (9): 1347-1365.
• Kalembasa S., Pakuła K., Becher M. 1999. Zawartość makro i mikropierwiastków w osadach ściekowych produkowanych na wybranych oczyszczalniach regionu siedleckiego [Content of macro- and micronutrients in sewage sludge produced in some wastewater treatment plants in the region of Siedlce]. Fol. Univ. Agric. Stetin., 200, Agric., 77: 125-128 (in Polish).
• Kalembasa S., Kuziemska B. 2008. Wpływ nawożenia osadem ściekowym na tle zróżnicowanego wapnowania na plon oraz zawartość fosforu, potasu, wapnia, magnezu i siarki w kupkówce pospolitej [Effect of sewage sludge fertilization against differentiated liming on yield and content of phosphorus, potassium, calcium, magnesium and sulphur in cocksfoot grass ]. Zesz. Prob. Post. Nauk Rol., 526: 335-342 (in Polish).
• Kopeć M., Mazur K., Filipek-Mazur B. 1996. Zmiany zawartości N-NO3 w runi łąkowej w 10-letnim okresie zróżnicowanego nawożenia i wapnowania w doświadczeniu (Czarny Potok) [Changes in the content of N-NO3 in meadow sward in a ten-year experiment (Czarny Potok) under differentiated fertilization and liming]. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 440: 185-191 (in Polish).
• Lavado R. S. 2006. Effects of sewage sludge application on soils and sunflower yield: Quality and toxic element accumulation. J. Plant Nutrit., 29 (6): 975-984.
• Marska E., Wróbel J. 2000. Znaczenie siarki dla roślin uprawnych [Role of sulphur in crop cultivation]. Fol. Univ. Agric. Stetin. 204, Agric., 81: 61-67 (in Polish).
• Mazur T. 1996. Rozważania o wartości nawozowej osadów ściekowych [Thoughts on fertilizer value of sewage sludge]. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 437: 13-22 (in Polish).
• Ostrowska A., Gawliński A., Szczubiałka Z. 1991. Metody analizy i oceny gleby i roślin [Methods for analysis and evaluation of soil and crops]. Wyd. Inst. Ochr. Środ., Warszawa, ss. 325 (in Polish).
• Petersen J. 2003. Nitrogen fertiliser replacement value of sewage sludge, composted household waste and farmyard manure. J. Agric. Sci., 140: 169-182.
• Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 1 sierpnia 2002 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych. Dz.U. Nr 134, poz. 1140. [Ordinance of the Minister for the Natural Environment of 1 August 2002 on municipal sewage waste. Journal of Law No 134, item 1140] (in Polish)
• Scherer H. W. 2001. Sulphur in crop production — invited paper. Europ. J. Agron., 14: 81-111.
• Stanisz A. 1998. Przystępny kurs statystyki w oparciu o program Statistica PL na przykładach z medycyny [Basic statistics course based on Statistica PL software application; medicine cases). Wyd. Statsoft Polska, ss. 362 (in Polish).
• Stępień W., Szulc W., Mercik S. 2000. Ocena wartości nawozowej surowego i uzdatnionego osadu ściekowego [Evaluation of fertilizer value of raw and improved sewage sludge]. Fol. Univ. Agric., Stetin., 211, Agric., 84: 465-470 (in Polish).
• Togay N., Togay Y., Dogan Y. 2008. Effect of municipal sewage sludge doses on the yield, some yield components and heavy metal concentration of dry bean (Phaseolus vulgaris L.). Afr. J. Biotechnol., 7 (17): 3026-3030.
• Vasseur L., Fortin M. J., Cyr J. 1998. Clover and cress as indicator species of impact from limed sewage sludge and landfill wastewater land application. Sci. Total Environ., 217: 231-239.
• Wiater J., Furczak J., Łukowski A. 2004. Estimation of value of granulate with a municipal sewage sludge base. Part I. Yield, content and uptake of macroelements by maize. J. Elementol., 9 (3): 499-507.
• Wołoszyk Cz. 2003. Agrochemiczna ocena nawożenia kompostami z komunalnych osadów ściekowych i odpadami przemysłowymi [Agrichemical evaluation of composts from municipal sewage sludge and industrial waste]. Wyd. AR w Szczecinie, Rozpr. 217, ss. 120 (in Polish).