Physiological and cell ultrastructure disturbances in wheat seedlings generated by Chenopodium murale hairy root exudate.

Chenopodium murale L. is an invasive weed species significantly interfering with wheat crop. However, the complete nature of its allelopathic influence on crops is not yet fully understood. In the present study, the focus is made on establishing the relation between plant morphophysiological changes and oxidative stress, induced by allelopathic extract. Phytotoxic medium of C. murale hairy root clone R5 reduced the germination rate (24% less than control value) of wheat cv. Nataša seeds, as well as seedling growth, diminishing shoot and root length significantly, decreased total chlorophyll content, and induced abnormal root gravitropism. The R5 treatment caused cellular structural abnormalities, reflecting on the root and leaf cell shape and organization. These abnormalities mostly included the increased number of mitochondria and reorganization of the vacuolar compartment, changes in nucleus shape, and chloroplast organization and distribution. The most significant structural changes were observed in cell wall in the form of amoeboid protrusions and folds leading to its irregular shape. These structural alterations were accompanied by an oxidative stress in tissues of treated wheat seedlings, reflected as increased level of H2O2 and other ROS molecules, an increase of radical scavenging capacity and total phenolic content. Accordingly, the retardation of wheat seedling growth by C. murale allelochemicals may represent a consequence of complex activity involving both cell structure alteration and physiological processes.This is a post-peer-review, pre-copyedit version of an article published in Protoplasma. The final authenticated version is available online at: [http://dx.doi.org/10.1007/s00709-018-1250-0

Wpływ systemu uprawy i odchwaszczania na plon i jakość włókna lnianego

Fibrous flax, despite its many different uses, is currently growing within a relatively small area, mainly because of the low production margin. This study shows possible approaches to the reduce production costs of flax fibre by 424 PLN per hectare as a result of no-tillage cultivation and direct sowing. No such research on flax fibre production has been conducted so far. The study (carried in 2011-2012) covered highly differentiated temperature and precipitation conditions. The yields of homomorphic fibre in a dry year were higher than in a year with optimum precipitation in the no-till system comparing to conventional tillage. The application of Chisel 75WG increased the yield of fibre regardless of the weather and cultivation system and was the result of both straw yield and fibre content increase. Tillage systems and herbicides differentiated the length and linear density of homomorphic fibre and impurity content, whereas the elongation at break and tenacity did not depend on the cultivation method.Len włóknisty mimo wielostronnych walorów użytkowych jest aktualnie uprawiany w Polsce na niewielkiej powierzchni. Wynika to z małej opłacalności jego produkcji. Omawiana praca wskazuje na możliwość obniżenia kosztów produkcji włókna lnianego oraz określa wpływ systemów uprawy i odchwaszczania na jego jakość. Obniżenie kosztów produkcji włókna upatruje się w zaniechaniu najbardziej energo i czasochłonnego zabiegu jakim jest orka i stosowanie systemów bezpośrednich, zwalczenie chwastów oraz zamianę przerobu słomy metodą mniej kosztowną z wytwarzaniem włókna jednopostaciowego zamiast dwupostaciowego. Dotychczas nie prowadzono takich badań przy produkcji włókna lnianego. Omawiane badania prowadzono w latach 2011-2012 przy dużym zróżnicowaniu przebiegu temperatury i opadów co pozwalało określić interakcję przebiegu pogody z czynnikami badawczymi na plon włókna. Plony włókna jednopostaciowego w roku suchym były wyższe a w roku o optymalnych opadach niższe w uprawie bezorkowej niż tradycyjnej. Stosowanie herbicydu Chisel 75W9 niezależnie od wysokości opadów i sposobu uprawy przyczyniło się do wzrostu plonu włókna. Wzrost ten wynikał zarówno ze wzrostu plonu słomy jak i procentowej zawartości włókna. Systemy uprawy oraz herbicydy różnicowały długość, masę liniową i podzielność włókna jednopostaciowego oraz jego zanieczyszczenie

Wpływ stresogennych czynników środowiskowych na tempo respiracji zalesionych gruntów kopalnianych

Funkcje gleb silnie zależą od aktywności mikroorganizmów i ich zdolności do przeciwstawiania się różnym stresom środowiskowym. Celem pracy było porównanie wpływu dwóch często występujących czynników stresowych – cykli susza-wilgoć i mrożenie-rozmrażanie – na respirację gleb industrioziemnych i gleb naturalnych. Próbki gleby (n = 18) zostały pobrane na zrekultywowanych terenach kopalni piasku w Szczakowej oraz w lasach naturalnych w jej sąsiedztwie. W próbkach oznaczono zawartość materii organicznej, tempo respiracji, pH i przewodność elektrolityczną. Badane próbki z gleb industroziemnych i naturalnych miały podobne uziarnienie i zostały sklasyfikowane jako piaski gliniaste. Gleby naturalne zawierały znacznie więcej OM [%] niż gleby industrioziemne, natomiast obie rozpatrywane kategorie gleb nie róż- niły się znacząco pod względem pH. Ponadto nie zaobserwowano istotnych różnic w zawartości materii organicznej, pH i uziarnienia gleb w próbkach pobranych pod różnymi drzewostanami (sosna, brzoza, modrzew). Gleby industroziemne wykazywały znacznie niższe początkowe wartości respiracji (1,34 μg C-CO2 g−1 24 h−1 ) niż gleby naturalne (3,13 μg C-CO2 g−1 24 h−1 ). Pięciocyklowy proces mrożenia-rozmrażania zredukował skumulowane wartości wydzielania CO2 zarówno w industrozimenych, jak i naturalnych glebach o odpowiednio 17,8% i 6,7%. Ponadto reakcja na wskaźnik respiracji w cyklu susza-wilgoć różniła się znacząco w przypadku gleb industroziemnych i naturalnych: w glebach naturalnych wszystkie cykle suszenia-nawadniania zwiększały wartość respiracji, przy czym wzrost ten był bardziej widoczny w ostatnich dwóch cyklach. Podsumowując, można stwierdzić, że okresy suszy w lecie i mrożenia-rozmrażania jesienią oraz wiosną mogą wywierać bardziej negatywny wpływ na leśne ekosystemy na ternach zrekultywowanych niż na obszarach występowania naturalnych drzewostanów.The functioning of soils strongly depends on the activity of the soil microbial communities and their ability to withstand different environmental stresses. The aim of this work is to compare the effect of two frequently occurring stressors (drought-rewet and freeze-thaw cycles) on the basal respiration rate of mine and natural soils. Soil samples (n = 18) were delivered from the Szczakowa open-cast sand quarry in Poland. The samples were measured for organic matter (OM) content, basal respiration, pH levels, and electric conductivity. The studied mine and natural soils had a similar texture and were classified as loamy sands. The natural soils contained significantly more OM than the mine soils but did not differ in terms of pH. There were no significant differences in the OM content, pH, and texture of the soils under the studied tree species (Pine, Birch, Larch). Mine soils exhibited significantly lower initial respiration rate (RESP value) than the natural soils (1.34 μg C-CO2 g−1 24 h−1 vs. 3.13 μg C-CO2 g−1 24 h−1 ). Five freeze-thaw cycles reduced cumulative CO2 evolution both in both the mine and the natural soils by 17.8% and 6.7%, respectively. Moreover, the reaction of the respiration rate to dry-rewet cycles differed distinctly between the mine and natural soils. In the natural soils, all dry-rewet cycles increased the respiration rate, wherein the increase was much more pronounced in the last two cycles. We conclude that periods of drought in the summer and freeze-thaw events in the autumn and spring may have a stronger negative effect on the functioning of forest ecosystems in the reclaimed lands than in natural stands

Spatial distribution of wood waste in Europe

Wood waste in Europe is produced on a large scale. Production from all 28 European Union countries accounts for around 50.2 Mt. In many countries, wood waste management does not fully utilize this potential, which is in part due to the lack of proper law and regulations. Currently there is no uniform policy on wood waste in the European Union. There is also a lack of accurate statistics on the production and use of this waste. The aim of the study was to estimate the spatial distribution of wood waste from three different sources in the NUTS−2 regions. The total potential of wood waste from i) municipal waste is 24.33 Mt, ii) from wood industry – 5.6 Mt, and iii) from demolition and construction – 19.17 Mt. The total potential of this waste is about 7,85% of estimated waste biomass and by−products of the European Union, which is a significant fraction that can be recycled or used in biofuel production. Proper use of this potential can have a significant impact on the development of the bio−economy sector in all associated countries, which directly translates into the achievement of climate change mitigation targets

Selected properties of biocomposites from biodegradable polymers with the addition of sewage sludge derived biochar

Biowęgiel z uwagi na swoje właściwości może znaleźć zastosowanie w produkcji kompozytów polimerowych jako napełniacz, który zmienia właściwości konwencjonalnych kompozytów oraz obniża koszty ich wytworzenia. Celem badań było określenie wpływu udziału biowęgla z komunalnych osadów ściekowych na wybrane właściwości biokompozytów na osnowie polimerów biodegradowalnych. Zakres badań obejmował wykonanie biokompozytów z masowym udziałem biowęgla 0, 10 i 20% na osnowie dwóch polimerów biodegradowalnych, tj. PLA (polilaktyd) i BIOPLAST GS2189 (tworzywo na bazie skrobi ziemniaczanej) oraz analizę wybranych właściwości fizycznych. Uzyskane wyniki wskazują, że biowęgiel jako dodatek (napełniacz) w biodegradowalnych tworzywach polimerowych powoduje modyfikację ich właściwości, a w szczególności mechanicznych.Biochar due to its numerous properties can be applied as an alternative filler in manufacturing of biocomposites. As an alternative filler biochar can modify the properties of composites and allow cost reduction. The overall goal of this study was to determine the effect of the addition of biochar obtained from sewage sludge on the selected properties of the composites produced from biodegradable plastics. The scope of the study included manufacturing of biocomposites from biodegradable plastics (PLA and BIOPLAST GS2189) with the addition of 0%, 10 and 20% of biochar and the analysis of the selected physical properties. The obtained results indicate that biochar as an additive (a filler) in plastics biodegradable polymer causes a significant modification of the investigated properties, in particular mechanical properties

Cultivation of industrial hemp accelerating reclamation of land degraded by open mining of lignite

Jednym z podstawowych surowców energetycznych w Polsce jest węgiel brunatny. Wydobycie węgla odbywa się metodą odkrywkową. Powoduje to ogromne negatywne zmiany w środowisku naturalnym. Po wydobyciu węgla pozostaje martwe wyrobisko, które w miarę posuwania się odkrywki za złożem wydobywanego węgla, zasypywane jest materiałem z nakładu. Powierzchnia po odkrywce zostaje wyrównana, lecz powstała w ten sposób wierzchnia warstwa terenu cechuje się znikomą zawartością próchnicy. Do rekultywacji obszarów poodkrywkowych można wykorzystać konopie włókniste, których uprawa, a następnie przyorywanie, przyspiesza procesy glebotwórcze. W 2012 r. Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich wspólnie ze Spółdzielnią Kółek Rolniczych w Kazimierzu Biskupim, rozpoczął realizację projektu pt. „Rekultywacja terenów zdegradowanych w rejonie KWB Konin z zastosowaniem uprawy konopi włóknistych”. Projekt współfinansowany jest przez Unię Europejską w ramach mechanizmu Life+ oraz przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.One of the main energy sources in Poland is lignite. Lignite is excavated by strip mining method. Unfortunately this method caused huge negative transformations in natural environment. When lignite seam is exhausted, a dead excavations site is left which is next filled with the material initially taken away when accessing the lignite seam – an overburden. In the result, the surface is levelled but the top layer is not normally formed soil, as it contains only trace amounts of humus. Remediation of such land can be done by cultivation of industrial hemp and ploughing the hemp plant matter down which leads to remediation of degraded land. In 2012, the Institute of Natural Fibres and Medicinal Plants, in cooperation with Farmers’ Cooperative in Kazimierz Biskupi initiated a project „Reclamation of Degraded Land in the Region of Lignite Mine in Konin by Cultivation of Industrial Hemp”. The Project is subsidized by the European Commission and the National Fund for Environmental Protection and Water Management. The objective of the Project is reclamation of land by cultivation of two crops in a crop rotation – hemp and alfalfa. At the end of vegetation period plants are ploughed down to supply organic matter and accelerate the formation of soil humus layer