Rośliny rekultywacyjne, Szata roślinna
[ Pobierz całość w formacie 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
27
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.
28
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-
29
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
pH
w 1n
KCl
P
2
O
5
mg/100g
gleby
K
2
O
mg/100g
gleby
Mg
mg/100g
gleby
Substancja
organiczna
%
Kontrola
0
OA
7,19
16
26
17
7,7
Kostrzewa
trzcinowa
(
Festuca
arundinacea
Schreb.)
250
500
750
OA
OA
OA
7,30
7,29
7,24
129
86
358
53
46
72
21
21
33
25,3
30,2
50,4
Topinambur
(
Helianthus
tuberosus
L.)
250
500
750
OA
OA
OA
7,21
7,29
7,24
272
435
535
63
110
149
40
62
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
30
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
Nr
klonu
rozrost
od kępy
macie-
rzystej
cm
wyso-
kość
roślin
cm
rozrost
od kępy
macie-
rzystej
cm
wyso-
kość
roślin
cm
rozrost
od kępy
macie-
rzystej
cm
wyso-
kość
roślin
cm
rozrost
od kępy
macie-
rzystej
cm
wyso-
kość
roślin
cm
I
9
25
36
84
80
105
198
108
II
7
29
78
95
140
128
201
124
III
14
26
72
84
101
105
154
109
IV
11
31
71
85
106
109
141
111
V
8
24
60
84
139
122
154
120
VI
10
30
53
50
119
101
122
102
VII
13
31
70
67
105
108
127
105
VIII
14
29
53
64
98
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).
31
[ Pobierz całość w formacie PDF ]