Successful outcome of phytostabilization in Cr(VI) contaminated soils amended with alkalizing additives

This study analysed the effect of three alkalizing soil amendments (limestone, dolomite chalcedonite) on aided phytostabilization with Festuca rubra L. depending on the hexavalent chromium (Cr(VI)) level in contaminated soil. Four different levels of Cr(VI) were added to the soil (0, 50, 100 and 150 mg/kg). The Cr contents in the plant roots and above-ground parts and the soil (total and extracted Cr by 0.01 M CaCl2) were determined with flame atomic absorption spectrometry. The phytotoxicity of the soil was also determined. Soil amended with chalcedonite significantly increased F. rubra biomass. Chalcedonite and limestone favored a considerable accumulation of Cr in the roots. The application of dolomite and limestone to soil contaminated with Cr(VI) contributed to a significant increase in pH values and was found to be the most effective in reducing total Cr and CaCl2-extracted Cr contents from the soil. F. rubra in combination with a chalcedonite amendment appears to be a promising solution for phytostabilization of Cr(VI)-contaminated areas. The use of this model can contribute to reducing human exposure to Cr(VI) and its associated health risks. © 2020 by the authors.Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego: MNiS

Tillage versus no-tillage. soil properties and hydrology in an organic persimmon farm in eastern Iberian Peninsula

There is an urgent need to implement environmentally friendly agriculture management practices to achieve the Sustainable Goals for Development (SDGs) of the United Nations by 2030. Mediterranean agriculture is characterized by intense and millennia-old tillage management and as a consequence degraded soil. No-Tillage has been widely examined as a solution for soil degradation but No-Tillage relies more on the application of herbicides that reduce plant cover, which in turn enhances soil erosion. However, No-Tillage with weed cover should be researched to promote organic farming and sustainable agriculture. Therefore, we compare Tillage against No-Tillage using weed cover as an alternative strategy to reduce soil losses in persimmon plantations, both of them under organic farming management. To achieve these goals, two plots were established at "La Canyadeta" experimental station on 25-years old Persimmon plantations, which are managed with Tillage and No-Tillage for 3 years. A survey of the soil cover, soil properties, runoff generation and initial soil losses using rainfall simulation experiments at 55 mm h-1 in 0.25 m2 plot was carried out. Soils under Tillage are bare (96.7%) in comparison to the No-Tillage (16.17% bare soil), with similar organic matter (1.71 vs. 1.88%) and with lower bulk densities (1.23 vs. 1.37 g cm3). Tillage induces faster ponding (60 vs. 92 s), runoff (90 vs. 320 s) and runoff outlet (200 vs. 70 s). The runoff discharge was 5.57 times higher in the Tillage plots, 8.64 for sediment concentration and 48.4 for soil losses. We conclude that No-tillage shifted the fate of the tilled field after 3 years with the use of weeds as a soil cover conservation strategy. This immediate effect of No-Tillage under organic farming conditions is very promising to achieve the SDGs

Wpływ niektórych substancji na zawartoość węgla organicznego i składników mineralnych w glebach zanieczyszczonych chromem

The aim of the study was to determine the effects of compost, zeolite and CaO used as neutralizing substances on the content of organic carbon and mineral components in soils contaminated with Cr(III) and Cr(VI). The content of organic carbon and mineral components varied depending on the form and the dose of chromium and neutralizing substances used. Increasing contamination of soil with Cr(III) and Cr(VI) resulted in the growth of the content of organic carbon and available forms of potassium and chromium(VI) resulted in a reduction of the content of available magnesium. Among the substances applied, compost and zeolite had larger effects than calcium oxide on the examined properties of soil, particularly in the case of organic carbon, phosphorus and magnesium. Compost and zeolite resulted in increasing the content of organic carbon and magnesium, and decreasing the content of phosphorus in the soil.Celem badań było określenie oddziaływania kompostu, zeolitu i CaO, stosowanych jako substancje neutralizujące, na zawartość węgla organicznego i składników mineralnych w glebach zanieczyszczonych Cr(III) i Cr(VI). Zawartość węgla organicznego i składników mineralnych wykazywała znaczne zróżnicowanie w zależności od formy i dawki chromu oraz użytych substancji neutralizujących. Wzrastające zanieczyszczenie gleby Cr(III) i Cr(VI) spowodowało wzrost zawartości węgla organicznego oraz przyswajalnych form potasu, a chrom(VI) obniżenie zawartości przyswajalnego magnezu. Spośród zastosowanych substancji kompost i zeolit miały większy niż tlenek wapnia wpływ na badane właściwości gleby, zwłaszcza w przypadku węgla organicznego, fosforu i magnezu. Kompost i zeolit spowodowały wzrost zawartości węgla organicznego i magnezu oraz zmniejszenie zawartości fosforu w glebie

Zawartość związków azotowych w glebie zanieczyszczonej chromem(III) i chromem(VI) po aplikacji kompostu, zeolitu i tlenku wapnia

The present study has been undertaken in order to determine the influence of tri- and hexavalent chromium compounds - 25, 50, 100 and 150 mg *kg-1 of soil on the concentration of nitrogen compounds in soil after crop harvest, and the effectiveness of neutralizing substances, such as compost, zeolite and calcium oxide, on alleviating results of chromium pollution. Soil contamination with chromium(III) and chromium(VI) significantly modified the content of nitrogen compounds in soil after plant harvests. Under the influence of trivalent chromium, in a series lacking any neutralising substances, the total nitrogen content decreased while the ammonia nitrogen level rose after plant harvest. Chromium(VI) had a similar influence on N-NH4 . The neutralising substances added to soil, such as compost, zeolite and calcium oxide had a significant effect on the content of total nitrogen in soil. Calcium oxide in the objects polluted with chromium(III) and chromium(VJ) caused a significant decrease in the content of N-total in soil. Compost, zeolite and calcium oxide caused an increase in the average content of N-NO3- in soil, with the effect being stronger in post polluted with chromium(VI) than with chromium(III). As for chromium(VI), the content of N-NO3- was most strongly affected by calcium oxide added as a soil amending substances. All the tested neutralising substances had a weaker influence on the content of N-NH4+ in soil.Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu wzrastającego zanieczyszczenia związkami chromu(III) i chromu(VI) - 25, 50, 100, 150 mg o kg-1 gleby oraz kompostu, zeolitu i tlenku wapnia na zawartość związków azotowych w glebie po zbiorze jęczmienia jarego i kukurydzy. Zanieczyszczenie chromem(III) i chromem(VI) znacząco modyfikowało zawartość związków azotowych w glebach po zbiorze roślin. Pod wpływem chromu trójwartościowego w serii bez dodatków łagodzących nastąpiło zmniejszenie zawartości N-ogólnego, natomiast zwiększenie stężenia N-amonowego w glebie po zbiorze roślin. Podobny wpływ miał chrom(VI) w przypadku N-NH4+. Zastosowane dodatki neutralizujące w postaci kompostu, zeolitu i tlenku wapnia miały znaczący wpływ na zawartość badanych form azotu w glebie. Tlenek wapnia w obiektach z chromem(III) i chromem(VI) wywołał znaczące zmniejszenie zawartości N-ogólnego w glebie. Kompost, zeolit i tlenek wapnia spowodował zwiększenie średniej zawartości N-NO3- w glebie, przy czym działanie to było większe w wazonach z chromem(VI) niż w obiektach z chromem(III). W przypadku chromu(VI) na zawartość N-NO3- najsilniej wpływał dodatek do gleby tlenku wapnia. Zastosowane substancje najsłabiej działały na zawartość N-NH4+ w glebie

Wpływ niektórych substancji na zawartość wybranych składników w glebach zanieczyszczonych chromem

The effect of soil contamination with increasing doses of tri- and hexavalent chromium (0, 25, 50, 100 and 150 mg Cr kg–1 of soil) was determined on various properties of soil after cultivation of plants and the neutralizing effect of compost (3 %), zeolite (3 %) and calcium oxide (1 HA) on the contamination. Triand hexavalent chromium in soil, as well as the substances added to it significantly modified its basic physicochemical properties. Contamination of soil with tri- and hexavalent chromium reduced soil acidity and increased total exchangeable base cations, cation exchange capacity and base saturation. Hexavalent chromium had a greater effect on pH and hydrolytic acidity (but not on the total exchangeable base cation or cation exchange capacity) than trivalent forms of the metal. An addition of calcium oxide to the soil effectively neutralized the effect of contamination on the tested properties as it significantly decreased hydrolytic acidity. However, it also reduced total exchangeable base cations and cation exchange capacity – only with chromium(III) as compared with the control series (with no additives). The effect of the other substances was weaker and more positive in the case of compost than zeolite, especially in the objects with hexavalent chromium.W doświadczeniu wazonowym badano wpływ zanieczyszczenia gleby wzrastającymi dawkami chromu trój- i sześciowartościowego (0, 25, 50, 100 i 150 [mg Cr kg-1 gleby]) na wybrane właściwości gleby po zbiorze roślin oraz oddziaływania kompostu (3 %), zeolitu (3 %) i tlenku wapnia (1 Hh) na łagodzenie skutków tego zanieczyszczenia. Zanieczyszczenie gleby chromem trój- i sześciowartościowym miało duży wpływ na pH, kwasowość hydrolityczną i pozostałe właściwości badanej gleby. Zanieczyszczenie gleby chromem trój- i sześciowartościowym spowodowało zmniejszenie zakwaszenia gleby oraz zwiększenie sumy wymiennych kationów zasadowych, całkowitej pojemności wymiennej i stopnia wysycenia kationami zasadowymi. Chrom sześciowartościowy w stosunku do trójwartościowego znacznie silniej oddziaływał na pH i kwasowość hydrolityczną, w odróżnieniu od sumy wymiennych kationów zasadowych i całkowitej pojemności wymiennej. Dodatek do gleby tlenku wapnia skutecznie łagodził oddziaływanie zanieczyszczenia gleby chromem na badane właściwości gleby, gdyż znacznie zmniejszył kwasowość hydrolityczną. Jednakże ograniczył także sumę wymiennych kationów zasadowych oraz pojemność wymienną - tylko w przypadku chromu(III), w porównaniu z serią kontrolną (bez dodatków). Wpływ pozostałych substancji był mniejszy i bardziej korzystny w przypadku kompostu niż zeolitu, szczególnie w obiektach z chromem sześciowartościowym

The influence of compost prepared from by-products of the fishing industry on the selected properties of soil

W pracy badano w warunkach doświadczenia wazonowego oddziaływanie kompostów otrzymanych z produktów ubocznych pochodzących z gospodarki rybackiej z różnymi substancjami na wybrane właściwości chemiczne gleby. W doświadczeniu stosowano kompost w dawce 1 g N kompostu na wazon i dodatkowo 0,5 g N w moczniku. Komposty użyte w doświadczeniu w swoim składzie zawierały: kompost C1: 80% odpady rybne + 20% trociny; kompost C2: 80% odpady rybne + 20% słoma; kompost C3: 80% odpady rybne + 20% kora; kompost C4: 79,3% odpady rybne + 19,7% trociny + 1% węgiel brunatny; kompost C5: 79,3% odpady rybne + 19,7% słoma + 1% węgiel brunatny; kompost C6: 79,3% odpady rybne + 19,7% kora + 1% węgiel brunatny. Największą zawartość węgla organicznego w glebie zanotowano w obiektach z kompostem z odpadami rybnymi, trocinami, słomą i węglem brunatnym. W obiektach z dodatkowym nawożeniem mocznikiem stwierdzono wzrost zawartości magnezu. Dodatek węgla brunatnego wpłynął na zwiększenie sumy wymiennych kationów zasadowych i zmniejszenie zawartości jonów wodorowych.A pot experiment was conducted to compare the effects of compost from by-products of the fi shing industry with mineral fertilization on the chemical composition of the soil. In the experiment used compost in 1 g N on the pot and compost with 0.5 g N of urea. The treatments were conducted on the following types of composts: C1: 80% fi sh waste + 20% sawdust; C2: 80% fi sh waste + 20% straw; C3: 80% fi sh waste + 20% bark; C4: 79.3% fi sh waste + 19.7% sawdust + 1% brown coal; C5: 79.3% fi sh waste + 19.7% straw + 1% brown coal; C6: 79.3% fi sh waste + 19.7% bark + 1% brown coal. The highest value on the content of organic carbon in soil was observed with mineral fertilizing and without N-min in variants with compost with by-products from the fi shing industry and sawdust, straw and brown coal. The highest content of magnesium was noted in the objects with additional fertilizing with urea. The addition of brown coal to the compost mass infl uenced on increasing of hydrolytic acidity and reducing the content of hydrogen ions

Wpływ kompostów z produktów ubocznych gospodarki rybackiej na zawartość makroskładników w rzodkiewce

Processing undesirable species of lake fish into compost can accompany the catching and removal of such fish, which aims to restrict the eutrophication of lakes. A pot experiment with radishes was conducted in order to assess composts containing caught fish from the Cyprinidae family (minnows), sawdust, straw, bark and brown coal. The experiment encompassed two series: I – composts at a dose of 1gN of compost per pot, II – composts and 0.5 g of urea. On average, the application of composts resulted in a 52.68 % increase in radish crop yield in the series without additional mineral fertilization and a 35.42 % increase in the series with additional mineral fertilization when compared to the control group. The average content of P, K, Ca, Na, and Mg in leaves was found to be higher in the series without mineral fertilization than in the control series. Radish roots of plants subjected to mineral fertilization contained, on average, more P, K, Ca, Na, and Mg as compared to the control. In the series with additional mineral fertilization, the average content of P, K, Ca, and Mg increased whilst Na decreased.Przetwarzanie małocennych gatunków ryb jeziorowych na komposty może towarzyszyć zabiegom ich odłowów stosowanych przy ograniczaniu eutrofizowacji jezior. W sposób mało kosztowny można uzyskać nawóz organiczny. W celu oceny kompostów, w których składzie znajdowały się odłowione ryby karpiowate, trociny, słoma, kora i węgiel brunatny założono doświadczenie wazonowe z rzodkiewką (Raphanus sativus L.). Doświadczenie obejmowało dwie serie: I – komposty w dawce 1 gN kompostu na wazon, II – komposty i 0,5 g mocznika. Stosowanie kompostów spowodowało średni wzrost plonu rzodkiewki o 52,68 % w obiektach bez dodatkowego nawożenia mineralnego, a w serii z dodatkowym nawożenie mineralnym o 35,42 % w stosunku do obiektów kontrolnych. Stwierdzono korzystne działanie węgla brunatnego w kompostach na plon zarówno części nadziemnych, jak i korzeni rzodkiewki. Liście zawierały średnio w stosunku do serii kontrolnej więcej P, K, Ca, Na i Mg w serii bez nawożenia mineralnego. W serii z mocznikiem wzrosła średnia zawartość P, K i Ca, a zmalała Na i Mg. Korzenie rzodkiewki zawierały średnio w stosunku do kontroli więcej P, K, Ca, Na i Mg w serii bez nawożenia mineralnego. W serii z dodatkowym nawożeniem mineralnym wzrosła średnia zawartość P, K, Ca i Mg, a zmalała Na

Zawartość makropierwiastków w plonie owsa (Avena sativa L.) uprawianego na glebach zanieczyszczonych miedzią, cynkiem, cyną, kobaltem i manganem

The aim of study was to compare the effect of contamination of soil with copper, zinc, tin, cobalt and manganese applied in the following doses: O (control), 20, 40, 80, 120, 240 and 480 mg o kg-1 of soil on macroelement content in the aboveground parts of oats (Avena sativa L.). The effect of heavy metals on macroelement content in oats depended both on the element and on its dose. The greatest changes were observed in calcium content. Copper increased the content of magnesium, nitrogen and, more than others, calcium, in the aboveground parts of oats. A similar relationship was observed for phosphorus, potassium and sodium, but only after relatively Iow doses of copper were applied; the effect of high doses was distinctly negative. Contamination of soil with high doses of zinc increased the content of phosphorus, but not nitrogen, sodium, magnesium, potassium or calcium, in oats. Tin favoured the accumulation of sodium and, when applied in low doses, also phosphorus, nitrogen and calcium, in plants; in addition, it reduced the content of magnesium and potassium in oats. Cobalt had a significantly negative effect on potassium content in the aboveground parts of oats and on the other hand positively affected the content of phosphorus, sodium, magnesium and, especially, calcium. Manganese generally increased the accumulation of the macroelements under study in plants, but its higher doses reduced the content of sodium and, partly, potassium and magnesium. A strong effect of soil contamination with heavy metals on content of some macroelements in oats was connected with toxic impact of copper, cobalt and, in a smaller degree, manganese on the growth and development of plants.Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu zanieczyszczenia gleby miedzią, cynkiem, cyną, kobaltem i manganem w dawkach O (kontrola), 20, 40, 80, 120, 240 i 480 mg o kg-1 gleby na zawartość makroelementów w częściach nadziemnych owsa (Avena sativa L.). Na zawartość makroelementów w roślinach, oprócz poziomu zanieczyszczenia, duży wpływ miał rodzaj metalu. Oddziaływanie metali ciężkich na zawartość makroelementów w owsie było związane z poszczególnymi pierwiastkami i ich dawkami. Największe zmiany zaobserwowano w zawartości wapnia. Miedź wywołała zwiększenie zawartości magnezu, azotu i w największym stopniu wapnia w częściach nadziemnych owsa. Podobną zależność wykazano w przypadku fosforu, potasu i sodu, ale tylko po zastosowaniu niewielkich dawek miedzi, podczas gdy duże dawki działały zdecydowanie ujemnie. Zanieczyszczenie gleby dużymi dawkami cynku spowodowało wzrost zawartości fosforu w owsie, w odróżnieniu od azotu, sodu, magnezu, potasu i wapnia. Cyna sprzyjała nagromadzaniu sodu, a w niewielkich dawkach także fosforu, azotu i wapnia w roślinach, jednocześnie ograniczała zawartość magnezu i potasu w owsie. Kobalt działał wyraźnie ujemnie na zawartość potasu w częściach nadziemnych owsa, a dodatnio na zawartość fosforu, sodu, magnezu i szczególnie wapnia. Mangan na ogół powodował zwiększenie nagromadzania w roślinach badanych makropierwiastków, jednakże większe jego dawki ograniczały zawartość sodu oraz częściowo potasu i magnezu. Silny wpływ zanieczyszczenia gleby metalami ciężkimi na zawartość niektórych makroelementów w owsie był skorelowany z toksycznym oddziaływaniem miedzi, kobaltu i, w mniejszym stopniu, manganu na wzrost i rozwój roślin