The effect of bottom sediment supplement on changes of soil properties and on the chemical composition of plants
Main Article Content
Keywords
bottom sediment, agricultural utilization, soil proprieties, heavy metals
Abstract
The aim of the study was to assess the effect of bottom sediments on the selected properties of the light soil and the content of trace elements in the plant test. The bottom sediments collected from the Besko reservoir was added to the soil in the amount of 5, 10, 30 and 50% of air-dried sediment in relation to dry soil mass. The pot experiment was conducted on a light soil with weak loamy sand grain size composition and slightly acid reaction, which was enriched by a supplement of bottom sediment. The test plant was maize, Bora c.v. An applied bottom deposit revealed in its composition a considerable share of clay fractions, alkaline reaction and low total heavy metal content, therefore it may be applied as an admixture to light soils to improve their productivity. The addition of sediment to light soil resulted to the improvement of soil indicators of acidification: increased soil pH and reduced the value of hydrolytic acidity, improved sorption properties of the soil. A not uniform effect of bottom sediment admixture on trace elements contents in maize was determined. The sediment added to the soil increased the contents of copper, nickel, chromium and, whereas decreased the contents of zinc and cadmium in shoots. No excess of the permissible content of metals in plants used as animals forage were fund in the maize biomass.
Downloads
Download data is not yet available.
References
Badora A., 2002. Wpływ pH na mobilność pierwiastków w glebach. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 482, 21–36.
Baran A. & Tarnawski M., 2012. Zawartość metali ciężkich w wyciągach wodnych sporządzonych z osadów dennych zbiornika Rzeszów. Proceeding of ECOpole, 6, 2, 671–675.
Baran A., Jasiewicz Cz. & Tarnawski M., 2010. Effect of bottom deposit on trace element content in light soil. Ecological Chemistry and Engineering, 17, 12, 1553–1561.
Baran A., Tarnawski M. & Kaczmarski M., 2011. Assessment of agricultural utilization of bottom sediment from the Besko Reservoir. Technical Transact ion, 1-Ch, 8, 108, 3–11.
Baran A., Jasiewicz Cz. & Tarnawski M., 2012. Effect of bottom sediment supplement to light soil on the content and uptake of macroelements by maize. Ecological Chemistry and Engineering A, 19, 8, 863–872.
Du Laing G., Rinklebe J., Vandecasteele B., Meers E. & Tack F.M.G., 2009. Trace metal behaviour in estuarine and riverine floodplain soils and sediments: A review. Science of Total Environment, 407, 3972–3985.
Dziadek K. & Wacławek W., 2005. Metale w środowisku. Cz. 1. Metale ciężkie (Zn, Cu, Ni, Pb, Cd) w środowisku glebowym. Chemia, Dydaktyka, Ekologia i Metrologia, 10, 1–2, 33–44.
Fonseca R.M., Barriga F. & Fyfe W.S., 1998. Reversing desertification by using same reservoir sediments as agriculture soils. Episodes, 21, 4, 218–224.
Fonseca R.M., Barriga F. & Fyfe W.S., 2003. Dam Reservoir Sediment as Fertilizers and Artificial Soils. Case Studies from Portugal and Brazil. 4th International Symposium of Kanazawa University 21st Century COE Program, 1, 55–62.
Grzebisz W., Diatta J.B. & Barłóg P., 1998. Ekstrakcja metali ciężkich przez rośliny włókniste z gleb zanieczyszczonych emisjami huty miedzi. Cz. 2. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 460, 697–708.
Jasiewicz Cz., Baran A. & Tarnawski M., 2010. Effect of bottom sediment on content, bioaccumulation and translocation of heavy metals in maize biomass. Journal of Elementology, 15, 2, 281–291.
Jasiewicz Cz., MadeyskiM., TarnawskiM. & Baran A., 2011. The effect of bottom sediment supplement to soil on yield and chemical composition of maize. Ecological Chemistry and Engineering, 18, 11, 1505–1514.
Kabata-Pendias A. & Pendias H., 1999. Biogeochemia pierwiastków śladowych.Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
Kabata-Pendias A. et al., 1995. Podstawy oceny chemicznego zanieczyszczenia gleb: metale ciężkie, siarka i WWA. Series: Biblioteka Monitoringu Środowiska, Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska, Warszawa.
Kaczmarski M. & Jasiewicz Cz., 2013. Impact of bottom sediments on assimilability of copper and zinc in light soil. Ecological Chemistry and Engineering, 20, 10, 1185–1193.
Karczewska A. & Kabała C., 2008. Metodyka analiz laboratoryjnych gleb i roślin. Wyd. 4, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu [access: 25 November 2014], Wrocław, [on-line:] http://www.ar.wroc.pl/~kabala.
Kostecki M., 2003. Alokacja i przemiany wybranych zanieczyszczeń w zbiornikach zaporowych hydrowęzła rzeki Kłodnicy i kanale gliwickim. Instytut Podstawa Inżynierii Środowiska PAN, Zabrze.
Madeyski M. & Tarnawski M., 2007. Wstępna ocena ilości i jakości osadów dennych wydzielonej części zbiornika wodnego „Besko” na rzece Wisłok. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 4, 1, 111–119.
Mamindy-Pajany Y., Hamer B., Roméo M., Géret F., Galgani F., Durmisi E., Hurel C. & Marmier N., 2011. The toxicity of composted sediments from Mediterranean ports evaluated by several bioassays. Chemosphere, 83, 3, 362–369.
Ostrowska A., Gawliński S. & Szczubiałka Z. 1991. Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin: katalog. Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa.
Popenda A., Malina G. & Siedlicka E., 2007. Składowanie jako metoda unieszkodliwiania osadów dennych zanieczyszczonych metalami ciężkimi. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 32, 246–252.
Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 16 kwietnia 2002 r. w sprawie rodzaju oraz stężeń substancji, które powodują, że urobek jest zanieczyszczony. Dz. U. 2002, nr 55, poz. 498 [Journal of Laws 2002, no. 55, item 498].
Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 23 stycznia 2007 r. w sprawie dopuszczalnych zawartości substancji niepożądanych w paszach. Dz. U. 2007, nr 20, poz. 119 [Journal of Laws 2007, no. 20, item 119].
Shaheen S.M. & Rinklebe J., 2014. Geochemical fractions of chromium, copper, and zinc and their vertical distribution in floodplain soil profiles along the Central Elbe. Geoderma, 228–229, 152–159.
Wiśniowska-Kielian B. & Niemiec M., 2007a. Effect of bottom sediment addition to the substratum on the quality of produced maize biomass. Ecological Chemistry and Engineering, 14, 5–6, 581–589.
Wiśniowska-Kielian B. & Niemiec M., 2007b, Effect of increasing share of bottom sediment in the substratum on cadmium and lead uptake by the plants. Ecological Chemistry and Engineering, 14, 5–6, 591–599.
Baran A. & Tarnawski M., 2012. Zawartość metali ciężkich w wyciągach wodnych sporządzonych z osadów dennych zbiornika Rzeszów. Proceeding of ECOpole, 6, 2, 671–675.
Baran A., Jasiewicz Cz. & Tarnawski M., 2010. Effect of bottom deposit on trace element content in light soil. Ecological Chemistry and Engineering, 17, 12, 1553–1561.
Baran A., Tarnawski M. & Kaczmarski M., 2011. Assessment of agricultural utilization of bottom sediment from the Besko Reservoir. Technical Transact ion, 1-Ch, 8, 108, 3–11.
Baran A., Jasiewicz Cz. & Tarnawski M., 2012. Effect of bottom sediment supplement to light soil on the content and uptake of macroelements by maize. Ecological Chemistry and Engineering A, 19, 8, 863–872.
Du Laing G., Rinklebe J., Vandecasteele B., Meers E. & Tack F.M.G., 2009. Trace metal behaviour in estuarine and riverine floodplain soils and sediments: A review. Science of Total Environment, 407, 3972–3985.
Dziadek K. & Wacławek W., 2005. Metale w środowisku. Cz. 1. Metale ciężkie (Zn, Cu, Ni, Pb, Cd) w środowisku glebowym. Chemia, Dydaktyka, Ekologia i Metrologia, 10, 1–2, 33–44.
Fonseca R.M., Barriga F. & Fyfe W.S., 1998. Reversing desertification by using same reservoir sediments as agriculture soils. Episodes, 21, 4, 218–224.
Fonseca R.M., Barriga F. & Fyfe W.S., 2003. Dam Reservoir Sediment as Fertilizers and Artificial Soils. Case Studies from Portugal and Brazil. 4th International Symposium of Kanazawa University 21st Century COE Program, 1, 55–62.
Grzebisz W., Diatta J.B. & Barłóg P., 1998. Ekstrakcja metali ciężkich przez rośliny włókniste z gleb zanieczyszczonych emisjami huty miedzi. Cz. 2. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 460, 697–708.
Jasiewicz Cz., Baran A. & Tarnawski M., 2010. Effect of bottom sediment on content, bioaccumulation and translocation of heavy metals in maize biomass. Journal of Elementology, 15, 2, 281–291.
Jasiewicz Cz., MadeyskiM., TarnawskiM. & Baran A., 2011. The effect of bottom sediment supplement to soil on yield and chemical composition of maize. Ecological Chemistry and Engineering, 18, 11, 1505–1514.
Kabata-Pendias A. & Pendias H., 1999. Biogeochemia pierwiastków śladowych.Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
Kabata-Pendias A. et al., 1995. Podstawy oceny chemicznego zanieczyszczenia gleb: metale ciężkie, siarka i WWA. Series: Biblioteka Monitoringu Środowiska, Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska, Warszawa.
Kaczmarski M. & Jasiewicz Cz., 2013. Impact of bottom sediments on assimilability of copper and zinc in light soil. Ecological Chemistry and Engineering, 20, 10, 1185–1193.
Karczewska A. & Kabała C., 2008. Metodyka analiz laboratoryjnych gleb i roślin. Wyd. 4, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu [access: 25 November 2014], Wrocław, [on-line:] http://www.ar.wroc.pl/~kabala.
Kostecki M., 2003. Alokacja i przemiany wybranych zanieczyszczeń w zbiornikach zaporowych hydrowęzła rzeki Kłodnicy i kanale gliwickim. Instytut Podstawa Inżynierii Środowiska PAN, Zabrze.
Madeyski M. & Tarnawski M., 2007. Wstępna ocena ilości i jakości osadów dennych wydzielonej części zbiornika wodnego „Besko” na rzece Wisłok. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 4, 1, 111–119.
Mamindy-Pajany Y., Hamer B., Roméo M., Géret F., Galgani F., Durmisi E., Hurel C. & Marmier N., 2011. The toxicity of composted sediments from Mediterranean ports evaluated by several bioassays. Chemosphere, 83, 3, 362–369.
Ostrowska A., Gawliński S. & Szczubiałka Z. 1991. Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin: katalog. Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa.
Popenda A., Malina G. & Siedlicka E., 2007. Składowanie jako metoda unieszkodliwiania osadów dennych zanieczyszczonych metalami ciężkimi. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 32, 246–252.
Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 16 kwietnia 2002 r. w sprawie rodzaju oraz stężeń substancji, które powodują, że urobek jest zanieczyszczony. Dz. U. 2002, nr 55, poz. 498 [Journal of Laws 2002, no. 55, item 498].
Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 23 stycznia 2007 r. w sprawie dopuszczalnych zawartości substancji niepożądanych w paszach. Dz. U. 2007, nr 20, poz. 119 [Journal of Laws 2007, no. 20, item 119].
Shaheen S.M. & Rinklebe J., 2014. Geochemical fractions of chromium, copper, and zinc and their vertical distribution in floodplain soil profiles along the Central Elbe. Geoderma, 228–229, 152–159.
Wiśniowska-Kielian B. & Niemiec M., 2007a. Effect of bottom sediment addition to the substratum on the quality of produced maize biomass. Ecological Chemistry and Engineering, 14, 5–6, 581–589.
Wiśniowska-Kielian B. & Niemiec M., 2007b, Effect of increasing share of bottom sediment in the substratum on cadmium and lead uptake by the plants. Ecological Chemistry and Engineering, 14, 5–6, 591–599.
Article Sidebar
Published
Jan 21, 2016
Article Details
How to Cite
Tarnawski, M., Baran, A., & Koniarz, T. (2016). The effect of bottom sediment supplement on changes of soil properties and on the chemical composition of plants. Geology, Geophysics and Environment, 41(3), 285. https://doi.org/10.7494/geol.2015.41.3.285
Issue
Section
Articles
Authors have full copyright and property rights to their work. Their copyrights to store the work, duplicate it in printing (as well as in the form of a digital CD recording), to make it available in the digital form, on the Internet and putting into circulation multiplied copies of the work worldwide are unlimited.
The content of the journal is freely available according to the Creative Commons License Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)