BO LE SŁA W JA N O W SK I
BIOLOGICZNE UM OCNIENIE SK A R P N A SY PÓW UTW ORZONYCH ZE SZLAM ÓW I PO PIO ŁÓ W KOM BINATU HUTY IM. LEN IN A
In sty tu t M elioracji R oln ych i L eśn ych A R w K rak ow ie
S kładow iska szlam ów i popiołów H u ty im. L en in a zajm u ją coraz w ię ksze pow ierzchnie uży tków roln y ch położonych w niższej terasie doliny W isły. P ow stałe szkody nie o g ran iczają się tylko do u tra ty ponad 100 ha pow ierzchni o dużej w artości rolniczej. R ozrastające się składow iska od działują bow iem rów nież niek o rzy stn ie na te re n y położone w ich są siedztw ie. S tw ierdzono [4], że w raz ze w zrostem miąższości i pow ierzchni ty ch składow isk zw iększał się zasięg p o d tap ian ia p rzy ległych użytków rolniczych, pow odujący zanieczyszczenie zw iązkam i toksycznym i wód g ru n to w y ch i gleby. Ze zgrupow anych w o sadnikach szlam ów i popio łów w ia tr unosi tu m a n y k u rzu , szczególnie in ten sy w n ie ze sk arp nasy pów. P y le n ie składow isk w p ływ a nie ty lk o n a pogarszanie w a ru n k ó w sa n ita rn y ch , ale także obniża p lo n y i ich w artość użytkow ą.
W p ersp ek ty w ie najbliższych lat, z uw agi na ograniczone m ożliwości pozyskania pod składow iska dalszych tere n ó w w sąsiedztw ie K o m b in atu oraz w zrastające w raz z odległością koszty tra n s p o rtu szlam ów i popio łów, m iąższość ty ch składow isk, a ty m sam ym wysokość sk a rp będzie w zrastała. Spow oduje to zw iększenie zasięgu niekorzy stnego ich oddzia ły w an ia na n a tu ra ln e środow isko p rzyrodnicze p rzy leg ły ch teren ów . Po m im o że to nieko rzystne oddziaływ anie zm niejsza się w raz z upływ em czasu, to jed n ak na pow ierzchniach nie zasiedlonych przez roślinność jest bard zo duże, m im o że w n iek tó ry ch m iejscach od zakończenia sk ła dow ania szlam ów i popiołów up ły n ęło n aw et 15 lat. P rz ed py len iem b a r dzo skutecznie zabezpieczają składow iska zasiedlające je ro ślin y czy to przez sam osiew , czy w ysiew odpow iednio d obranych gatu n k ó w tra w i roślin m otylkow atych, a także przez sadzenie drzew i krzew ów .
N a sk arp ach nasypów u tw o rzen ie zabudow y biologicznej przez sam o siew jest niem ożliw e, nie w y ro sły na nich bow iem n aw et pojedyncze ro ś
liny, choć n iek tó re n asy p y utw orzone zostały p rze d 12 laty . W ynika to z fitotoksycznych w łaściw ości popiołów [1, 2, 6, 7, 11 i 12], n asilający ch się w raz z obniżeniem ich w ilgotności [5]. P o n ad to m ała szorstkość sk arp nie sp rz y ja zatrzy m y w an iu się na nich nasion przenoszonych przez w ia tr oraz u łatw ia sp łu kiw an ie ich przez deszcze ze stro m y ch pow ierzchni.
C elem b ad ań było opracow anie sposobu pozw alającego n a w y tw o rze nie trw ałe j zabudow y biologicznej zabezpieczającej przed pyleniem sk a rp y nasypów utw o rzon y ch na składow iskach szlam ów i popiołów po chodzących z H u ty im. L enina.
O G Ó LN A C H A R A K T E R Y ST Y K A SK Ł A D O W ISK I S K A R P N A SY PÓ W
S kładow iska szlam ów i popiołów K o m bin atu zajm u ją p onad 100 h a d aw n iej użytko w an ych rolniczo, położonych w niższej tera sie doliny W isły. P ow ierzchn ia ich od stro n y północnej i zachodniej p rzyleg a do basenu portow ego H uty, z południow ej ogranicza je w ał przeciw pow o dziow y W isły, a od w schodniej w ał ziem ny u sy pany w zdłuż drogi P le - szów -Przew óz.
B adania nad biologicznym um ocnieniem sk a rp nasy p u szlam ów i po piołów (o wysokości około 10 m), utw orzonego za pom ocą sp rz ę tu tech nicznego, przeprow adzono w lata ch 1972-1974.
W yniki analiz m a te ria łu p o branego z różnych wysokości i poziom ów sk a rp u zyskane m etodą Bouyoucosa w m odyfikacji C asag ran d e’a i P ró szyńskiego w skazują, że procen to w y udział poszczególnych fra k c ji w aha się w n astę p u jąc y c h granicach: p iask u od 6 do 19%, p y łu grubego 5 do 27%, pyłu drobnego 10 do 33%, iłu pyłow ego grubego 12 do 78%, iłu p y łowego drobnego 3 do 8% i iłu koloidalnego ok. 1%.
J a k w y n ik a z poprzednich b ad ań [5], skład szlam ów i popiołów , z k tó ry c h utw orzono nasyp, k sz ta łtu je się odm iennie niż na większości po w ierzchni składow iska. W sto su n k u do popiołów z elek tro w n i badan ych przez K o ł a k o w s k i e g o i T y s z k ę [7] różnice w składzie g ra n u - lom etry czn y m są m niejsze. B rak części szkieletow ych, a niższe zaw ar tości piask u o raz w iększy udział iłu pyłow ego niż na składow isku jest w ynikiem u tw o rzen ia nasy p u na obrzeżu składow iska, gdzie w sk u te k w iększej odległości od w ylotów r u r tra n sp o rtu ją c y c h osadzały się fra k cje o m n iejszych śred nicach (rys. 1).
C iężar w łaściw y i objętościow y o raz inne w łaściw ości fizyczne m a te ria łu pobranego na sk arp ie k s z ta łtu ją się b ardzo różnorodnie (tab. 1). W yniki analiz chem icznych szlam ów i popiołów H u ty im. L enin a [5] w ykazały, że odpady te są znacznie zasobniejsze od popiołów elek tro w n i w tle n k i w apnia, sodu i potasu, a zw łaszcza w zw iązki żelaza. Zasobność ich w P 20 5, oznaczona m etodą E gnera, w ah ała się od 2,4 do 3,8 mg,
R ys. 1. O sadzanie i p rzem ieszczan ie się szla m ó w i p o p io łó w pod w y lo ta m i rury tra n sp ortu jącej. Fot. B. J a n o w s k i
S ed im en ta tio n and d isp la cem en t o f m uds and a sh es u n der th e tran sp ort p ip elin e ou tlets
K 20 od 14,7 do 35,9 mg/100 g. Poza ty m odznaczały się bard zo wyso kim pH , w ahającym się od 8,2 do 12,0. Z aw artość boru w większości po b ran y ch p róbek nie p rze k ra cz a ła 20 ppm , tj. zaw artości, k tó ra w
e-T a b e l a 1 N ie k tó re w ła śc iw o ś c i fiz y c z n e salamów i popiołów Kombinatu Huty im .L en in a
Some p h y s ic a l p r o p e r t i e s o f muds and a sh e s o f th e L enin M e ta llu r g ie Works
C ię ż a r w łaściw y G'/cm3 S p e e if io g r a v i t y ■G/стЭ C ię ż a r o b ję to ścio w y g/cm3 B ulk d e n s it y g/о т З Porow atość o g ó ln a T o t a l p o r o s ity Pojemność wodna - % o b j .
W ater c a p a c ity i n v o l . % Pojemnośćp o w ie trz n a % A ir c a p a c ity l n % W spółczynnik ro z p u s z c z a l n o ś c i , cm/s P e r m e a b ility c o e f f i c i e n t cm /seo k a p ila r n a c a p i l l a r y maksymalnaгад-ri гттта 2 ,5 5 -3 ,4 0 0 ,7 1 - 1 ,7 4 4 7 ,7 -7 2 ,3 3 1 ,7 -6 0 ,1 4 2 ,0 - 6 2 ,3 1 6 ,0 -1 2 ,1 0 ,0 0 0 2 4 6 --0 ,0 0 0 5 1 9
dług G r e s z t y i M o r a w s k i e g o [3] uw ażan a jest za b ard zo toksycz ną dla roślin.
M ETO DA B A D A Ń
P o oznaczeniu w la b o ra to riu m n iek tó ry ch w łaściw ości fizycznych i chem icznych szlam ów i popiołów p o b ran y c h w różnych częściach i głę bokościach sk a rp nasypu, założono w p ierw szej dekadzie m a ja 1972 r.
dośw iadczenie m etodą losow anych bloków na sk arp ach o w ystaw ie po łudniow ej i północnej. Z astosow ano w dw u w a ria n tac h następ u jące za biegi:
W a r i a n t 1 — nie n aw ad n ian y
a — d arn iow an ie n a płask; d a rń pozyskiw ano na koronie w ału ziem nego położonego ok. 50 m cd nasy p u szlam ów i popiołów ;
b — darniow anie w szachow nicę z częściow ym przybiciem d a rn i p a likam i w ykonanym i z w ierzby w iciow ej (d arń jak w yżej);
с — darn iow an ie na płask (d arń w ytw orzona przez obsianie m ieszan ką tra w i roślin m o ty lko w aty ch n r 4 (tab. 2) n a to rfie rozścielonym w arstw ą ok. 2 cm na drodze o n aw ierzchn i bitum icznej lub na folii poli etylenow ej);
d — d arn io w an ie w szachow nicę z częściow ym przybiciem d arn i palikam i (d arń jak w yżej);
e — obsiew m ieszankam i nasion tra w i roślin m otylkow atych oraz rzep akiem ja ry m (m ieszanka n r 1 kom bin acja e, n r 2 — ei, n r 3 — e2
i n r 4 — е з ) . N asiona roślin m o ty lk o w atych szczepiono glebą pozyskaną
na pow ierzchniach ich up raw y ;
f — obsiew m ieszanką nasion n r 3 — f i n r 4 — fj oraz stabilizacja szlam ów i popiołów m elasą z tro cin am i na pow ierzchni poletek,
g — obsiew m ieszankam i nasion n r 3 — g i n r 4 — gi oraz sta b ili zacja szlam ów i popiołów em ulsją asfaltow ą na pow ierzchni poletek;
h — obsiew m ieszanką n r 4 i stabilizacja szlam ów i popiołów szkłem w odnym na pow ierzchni poletek;
i — obsiew m ieszanką n r 4 oraz zastosow anie o k ry w y z roślinności ru d e ra ln e j koszonej na nieuży tk u.
W a r i a n t 2 — n aw adnian y , różnił się od w a ria n tu 1 jedynie desz czow aniem o m ałym natężeniu.
W w ysiew anych m ieszankach nasion tra w i ro ślin m otylkow aty ch za stosow ano g atu nk i, k tó re w edług w cześniejszych b ad a ń [5] są n a jb a r dziej p rz y d a tn e do biologicznej zabudow y składow isk szlam ów i popio łów. W ybór rzep aku na roślinę ochronną m ieszanek traw iasto -m o ty lk o - w atych był także uzasadniony jego bardzo dobrym w zrostem i rozw o jem na b ad an y ch składow iskach. Na w arian cie deszczow anym użyto n a sion rzep ak u uprzednio podkiełkow anego, aby skrócić okres ukorzenie nia się roślin.
M elasę, em u lsję asfaltow ą i szkło w odne na pow ierzchni poletek roz prow adzano p asem o szerokości około 10 cm po obwodzie kół o śred n icy około 50 cm. P rz y ję ty sposób stabilizacji szlam ów i popiołów m iał zm n iej szać procesy erozyjne na sk a rp a c h o raz w jak n ajm n iejszy m stopniu ograniczać rete n cję w odną i w ym ianę gazową.
t a b e l a '4 M ieszanki n a s io n tra w i r o ś l i n m otylkow atych stosow ane do obsiew u p o le te k
na sk arp ach nasypów szlamów i popiołów
G ra s s -c lo v e r m ix tu re used f o r sowing up p l o t s on s lo p e s o f th e mud and ash dumps
G a t u n k i r o ś l i n I l o ś c i n a s i o n w k g / h a w m i e s z a n k a c h S o w i n g r a t e i n k g / h a i n t h e m i x t u r e s P l a n t s p e c i e s n r 1 n r 2 n r 3X h r 4 K o s t r z e w a c z e r w o n a F e s t u c a r u b r a L . R e d f e s c u e F e s t u c a r u b r a L . 2 1 , 0 7 , 0 1 3 , 5 1 3 , 5 K o s t r z e w a ł ą k o w a F e s t u c a p r a t e n s i s H u d e . Meadow f e s c u e F e s t u c a p r a t e n s i s K u d s . 3 , 0 3 , 0 9 , 0 3 , 0 K o s t r z e w a t r z c i n o w a F e s t u c a a r u n d i n a c e a L . T a l l f e s c u e F e s t u c a a r u n d i n a c e a L . 4 . 0 4 , 0 4 , 0 Kup kó wk a p o s p o l i t a D a c t y l i s g l o m e r a t a L . Meadow c o c k s f o o t D a c t y l i s g l o m e r a t a L . 3 , 0 3 , 0 4 , 5 3 . 0 S t o k ł o s a b e z o s t n a Br omus i n e r m i s L e y s s . A w n l e s s b r o m e g r a s s Br om us i n e r m i s L e y s s . 5 , 0 5 , 0 1 5 . 0 10 ,0 W i e c h l i n a ł ą k o w a P o a p r a t e n s i s L . Meadow b l u e g r a s s P oa p r a t e n s i s L . (>,0 9 , 0 9 , 0 8 , 0 Ż y c i c a t r w a ł a L o l i u m p e r e n n e L „ E n g l i s h r e y g r a a s L o l i u m p e r e n n e L . 6 , 0 1 8 , 0 1 2 , 0 K o m o n i c a z w y c z a j n a L o t u s c o r n i c u l a t u s L . Common b i r d з - f o o t t r e f o i l L o t u s c o r n i c u l a t u s 4 , 5 K o n i c z y n a b i a ł a T r i f o l i u m r e p e n s L . W h i t e c l o v e r T r i f o l i u m r e p e n s I.. 3 , 0 3 , 0 1 , 5 3 .0 L u c e r n a n e r k o w a t a M e d i c a g o f a l c a t a L . S i c k l e - p o d d e d m e d i c k M e d i c a g o f a l c a t a L . 4 , 5 N o s t r z y k b i a ł y M e l i l o t u o a l b u s Me d. W h i t e m e l i l o t M e l i l o t u s a l b u s Me d. 1 0 ,0 1 0 , 0 10 ,0 M i e s z a n k a n r 1 9 - n a g l e b y l e k k i e / w e d ł u g D e p a r t a m e n t u M e l i o r a c j i Wo dny ch R o l n i c t w a i L e ś n i c t w a / , k t ó r e j w y s i e w z w i ę k s z o n o o 50% x S o w i n g r a t e o f t h e m i x t u r e N o . 1 9 o n l i g h t s o i l s w as i n c r e a s e d b y 50% / a c c o r d i n g t o t h e r e g u l a t i o n s o f t h e D e p a r t m e n t o f L a n d R e c l a m a t i o n , M i n i s t r y o f A g r i c u l t u r e a n d F o r e s t r y / I
Na w szystkich po letk ach zastosow ano jednakow e naw ożenie w ilości po 60 kg N, P 2O5 i K 20 /h a . Połow ę te j d aw ki w ysiew ano w okresie wio sennym , d ru g ą w czerw cu. M ając na uw adze w ysoki stopień w ysycenia
w form ie m ocznika, su p erfo sfatu p o tró jn ego i 50-procentow ej soli p o ta sowej, k tó re w edług L i t y ń s k i e g o [9] odznaczają się niskim i w skaź nikam i zasolenia.
Na pow ierzch niach poletek nie deszczow anych, na k tó ry c h w czerw cu 1973 r. (podczas d łu g o trw ałej suszy) roślinność obum arła, w p ie rw szej dekadzie lipca zastosow ano d arn io w an ie. Na sk a rp ie o w ystaw ie południow ej d a rń (w ytw orzoną przez zasianie m ieszanki nasion tra w i ro ślin m o tylk o w atych n r 4 na torfie rozścielonym w arstw ą około 2 cm na folii polietylenow ej) u kładano p asam i p ro sto pad łym i do spadku s k a r py, n ato m iast na północnej — kępam i (rys. 2). P rz y ję ty sposób d arn io w ania m iał na celu objęcie b ad an iam i m ożliw ie ja k najw ięk szej po w ierzchni sk arp y , p rzy ograniczonej ilości p osiadanej d a rn i (produkcję
R ys. 2. R ozw ój ro ślin n o ści w p row ad zon ej z darnią w y tw o rzo n ą na p oletk ach , na k tórych zasian e ro ślin y podczas d łu g o trw a łej su szy (w czerw cu 1973 r.)
n a jw cześn iej obum arły. Fot. A. G a lk a
G row th of p la n ts b rou gh t in w ith th e form ed sod onto plots, w h ere th e p lan ts so w n d u rin g a p rolon ged drou gh t (in J u n e 1973) died o ff a t the e a r lie st
w aru n k o w ała p o w ierzch n ia posiadanej folii). Na dw u poletkach wyko nano także ponow ny zasiew zw iększoną o 30% ilością nasion m ieszanki n r 4 oraz podkiełkow anym i nasionam i rzepaku. N a części pow ierzchni poletek, aby przeciw działać przem ieszczaniu nasion w raz ze w zruszonym i szlam am i i popiołam i, zastosow ano w stęgow ą stabilizację em ulsją asfal tow ą. P o letk a te naw ad n ian o ściekam i k o m un alny m i Now ej H uty. Po
w ierzch n ia ty ch poletek, podobnie jak założonych w 1972 r., w ynosiła 35 m 2 (14 m X 2 ,5 m).
Na p o letk ach prow adzono b ad an ia fitosocjologiczne i o b serw acje nad w zrostem i rozw ojem w prow adzonych z d a rn ią o raz zasianych g atu n k ó w tra w i ro ślin m otylk ow atych . P o słu g u jąc się koziołkiem L e v y ’ego bada no rów nież p ro ce n t pow ierzchni zadarn io n ej.
W rok u 1974 badano także system korzeniow y. W w y b ran y ch od k ry w k a c h „glebow ych” oceniano inten sy w no ść przebiegu procesu glebo- tw órczego. W ty m też celu pob rano z poziom u darniow ego i niżej zale gających w a rstw p róbki szlam ów i popiołów do analiz lab o rato ry jn y ch . W ykonane od k ry w k i w y k o rzy stan o także do b a d a n ia akty w ności biolo gicznej m etodą rozkładu błonnika i[8].
W Y N IK I B A D A Ń I ICH OM ÓW IENIE
W ysiane na poletk ach nasiona tra w i roślin m otylkow atych skiełko w ały rów nom iernie. W y ją tek stan o w iły poletka, n a k tó ry c h szlam y i po pioły stabilizow ano m elasą z trocinam i. Na roślinach tych p o letek w y stą p iły objaw y w skazujące na szkodliw e oddziaływ anie m elasy. W tym czasie zbiorow iska roślin ne w prow adzone na p oletka z d a rn ią n a tu ra ln ą i „sztu czn ą” odznaczały się b u jn y m w zrostem , zarów no na w arian cie naw adn iany m , ja k i nie naw adn ian ym . „S ztu czną” nazw ano d a rń uzys k an ą przez zasianie m ieszanki tra w i ro ślin m otylkow atych n r 4 na to r fie rozścielonym w a rstw ą około 2 cm n a drodze o n aw ierzch ni b itu m icznej albo na folii polietylenow ej.
W m iesiącach letn ich , w k tó ry c h przebieg w a ru n k ó w pogody był m niej k o rzy stn y dla w zrostu i rozw oju roślin, na p o letkach w a ria n tu nie naw adn ianeg o stw ierdzono zaham ow anie w zrostu, żółknięcie i za m ieran ie roślin. N a po letkach w yłożonych d a rn ią pozyskaną na w ale ziem nym zaobserw ow ano, że zam ierały g a tu n k i takie, jak ty m o tk a łąk o w a P h le u m p ra ten se, w yczyniec łąkow y A lo p ecuru s pratensis L., w iech lin a zw yczajna Poa trivialis L., ra jg ra s w yniosły A rrh e n a th e ru m elatius L., koniczyna czerw ona T rifo liu m pratense L., i inne. Isto tn y ch różnic w rozw oju ro ślin m iędzy w a ria n te m nie n aw ad n ian y m i deszczow anym nie stw ierdzono na p o letkach p o k ry ty c h d a rn ią sztuczną.
Z am ieran ie ro ślin w ystępow ało najw cześniej n a poletk ach położo nych na sk arp ie południow ej. M niej k orzy stn e w a ru n k i w zrostu i roz w oju na tej sk arp ie pow odow ane b y ły n a d m iern y m nagrzew aniem jej pow ierzchni, k tó re j te m p e ra tu ra w godzinach południow ych p rz e k ra czała n aw et 50°C. T ak w ysokie te m p e ra tu ry nie ty lk o pow odow ały wzm ożone paro w an ie w ody z pow ierzchni sk arp y, obniżając jej w ilgot ność, ale także w zm agały fitotoksyczność szlam ów i popiołów. O bjaw y
toksyczności w y stą p iły n ajw cześniej n a roślinach poletek stabilizo w anych szkłem w odnym i em u lsją asfaltow ą. N a poletkach tych re te n c ja w odna została zm niejszona przez utw orzone na ich pow ierzchni za cieki su b stan cji u żyty ch do stabilizacji. W skazuje na to zaw artość wody (oznaczona m etodą suszarkow ą) niższa o 4 do 12% niż w p ró bk ach po b iera n y ch z poletek, na k tó ry c h stab ilizacji szlam ów i popiołów nie w y konano. W yższą zaw artość w ody o raz w olniejsze tem po jej u tra ty stw ie r dzono na poletkach, na k tó ry c h rzep ak stanow ił roślinę ochronną dla w ysianych m ieszanek. K o rzy stn iejszy b ilan s w odny na tych poletk ach był praw dopodobnie w ynikiem w iększej re te n c ji w odnej oraz m n iejsze go n iep ro d uktyw n ego p aro w an ia z pow ierzchni sk arp y, n a k tó re j tra w y i b u jn ie rosnący rzepak u tw o rzy ły zw artą ru ń .
Łagodzący w pływ d o statk u w ody na u jem n e oddziaływ anie p ierw ia stków fitotoksycznych udow adnia dobry rozw ój roślin na po letk ach deszczow anych oraz znacznie k o rzy stn iejszy na sk arpie o w ystaw ie pół nocnej niż na południow ej. K orzy stn y w pływ deszczow ania na zm n iej szenie toksycznego oddziaływ ania n a ro śliny n a d m iern y ch ilości żelaza, glinu, boru, m anganu, siark i, m agnezu oraz bardzo w ysokiego pH szla m u i popiołów stw ierdzono także we w cześniejszych b ad an iach [5]. Za sadnicze różnice w rozw oju roślin m iędzy rek u lty w o w an y m przez H utę tzw. składow iskiem now ym i poletk am i w a ria n tu n aw adnianeg o na s k a r pie o raz na po letkach deszczow anych na składow iskach (stare i nowe) p rzekon ały kierow n ictw o H u ty o celowości przysto sow ania bezużytecz nych rurociągów tra n sp o rtu ją c y c h szlam y i popioły do- deszczow ania ro ś lin (rys. 3, 4).
B ardzo k o rzy stn y p rzebieg w aru n k ó w pogody w okresie jesieni 1972 i w iosną 1973 r. oraz stosow ane naw ożenie spow odow ały b u jn y rozw ój i w zrost zw artości ru n i. D obry rozw ój ro ślin obserw ow ano do czerw ca. W m iesiącu tym w sk u tek suszy na p o letk ach nie n aw ad n ian y ch zaobser w ow ano zam ieranie roślin. O bjaw y toksyczności szlam ów i popiołów po dobnie jak w 1972 r. w y stąp iły także najw cześniej n a poletkach położo nych na sk arpie o w ystaw ie południow ej, n a k tó ry c h zastosow ano sta b i lizację szlam ów i popiołów. W dziesiątym d n iu trw a n ia suszy n a p o let kach tych p rzy życiu pozostały pojedyncze rośliny. Na sk arp ach o w y staw ie północnej te n n iek o rzy stn y o k res p rz e trw a ły rośliny mocno przerzedzone i to ty lk o tam , gdzie nachy len ie sk a rp y nie przek raczało 20%. W ty m o kresie n a po letk ach w yłożonych d arn ią, pozyskaną na koronie w ału ziem nego, roślinność zam ierała p łata m i (rys. 5). W ynikało to z dużego udziału w ru n i tak ic h gatunków , jak ty m o tk a łąkow a P hle-
u m pratense L., w yczyniec łąkow y A lo p ecurus pratensis L., w iechlina
zw yczajna Poa tricialis L., k ostrzew a łąkow a Festuca pratensis Huds., koniczyna łąkow a T rifo liu m pratense L., i innych, k tó re we w
cześniej-R ys. 3. P rzy g o to w a n e do d eszczow an ia rurociągi, k tórym i tran sp ortow an o na sk ła d o w isk a szlam y i popioły. Fot. В . J a n o w s k i
S p rin k ler irrigation m ade from p ip elin es, by w h ich m uds and ash es w ere transported to dum ps
R ys. 4. O gólny w id o k na d eszczow an e p oletk a na sk ła d o w isk u . Fot. Z. B o b o w s k i G en eral v ie w on th e sp rin k led p lots on th e dum p
szych b ad an iach [5] zaliczono do g ru p y roślin w rażliw ych i bardzo w raż liw ych na składow isko szlam ów i popiołów.
Na po letkach w yłożonych d a rn ią w ytw orzoną w ty m okresie o b ser wowano zaham ow anie rozw oju ro ślin o raz sporadyczne obu m ieran ie sto kłosy bezostnej B rom us in erm is L eyss. i k o strzew y łąkow ej Festuca pra
ten sis H uds. W ynikało to nie ty lk o z m n iejszej w rażliw ości zasianych
w m ieszance g atu n k ó w na toksyczność szlam ów i popiołów , ale rów nież z k orzy stn iejszy ch w łaściw ości fizycznych i chem icznych torfu. W ystępo w anie m niejszych spływ ów pow ierzchniow ych na p o letk ach w yłożonych d a rn ią w ytw orzoną aniżeli pozyskiw aną n a w ale ziem nym dowodzi w ięk szej w ilgotności podłoża.
Po opadach deszczu w pró b k ach szlam ów i popiołów p o brany ch na ty ch p o letk ach zaw artość w ody w poziom ie 0-20 cm by ła n a w e t o 2 0 % w yższa niż na po letk ach pozostałych k om binacji dośw iadczenia. W yższa zaw artość w ody oraz duża pojem ność so rp cy jn a i niskie pH to rfu ob ni żały toksyczność szlam ów i popiołów oraz polepszały w a ru n k i w zrostu
R ys. 5. P ła ty n ie ob u m arłych ro ślin na p oletk u w y ło żo n y m darnią n atu raln ą oraz p o jed yn cze roślin y na p o letk ach n ie d eszczow an ych , o b sian ych b ad an ym i m ieszan k am i n asion traw i roślin m o ty lk o w y ch (skarpa o w y s ta w ie p ołu d n iow ej).
Fot. Z. B o b o w s k i
P a tch es of liv in g p la n ts on th e p lot lin ed w ith n a tu ra l sod and sin g le p la n ts on n o n -sp rin k led plots so w n w ith th e g r a ss-c lo v e r m ix tu res in v e stig a te d (slop s w ith
i rozw oju roślin. W skazuje n a to m ięd zy in ny m i p ierw o tn y k sz ta łt lite r ułożonych z d a rn i w ytw orzonej na poletk ach, na k tó ry c h w okresie czerw ca 1973 r. ro ślin y w y gin ęły (rys. 2). D odatni w p ływ to rfu na roz wój i plonow anie roślin n a składow isku popiołów elektrow niany ch stw ierd zili rów nież M a c i a k , L i w s k i i P r o ń c z u k [10].
W następ n y ch m iesiącach o k resu w egetacyjn ego 1973 r., jak rów nież w 1974 r., w k tó ry m rozkład opadów był bardzo k orzystny , rośliny po zostałe p rz y życiu ro zw ijały się dobrze. Szczególnie k o rzy stn y rozw ój ro ślin obserw ow ano na p o letkach w yłożonych sztuczną i n a tu ra ln ą d a r nią, k tó re w ubiegłych lata ch naw adniano. W ro ku ty m w y stąpił w zrost zw arcia d a rn i i ru n i. K o rzy stn e zad arn ien ie m iało m iejsce ty lk o na w a rian cie naw ad nian ym , n ato m iast na nie n aw ad n ian y m ty lk o na n iek tó ry ch p o letk ach u podnóża skarp , na k tó ry c h spadek nie p rzek raczał 20%. W tej części skarp y , a szczególnie na sk arp ie o w ystaw ie północnej dob ry m w zrostem i rozw ojem w yró żniały się zbiorow iska roślinne utw orzo ne przez w ysianie m ieszanki nasion n r 4 w raz z rośliną ochronną. N aj b ardziej rów nom ierne zw arcie roślin w obrębie poletek stw ierdzono na p o letkach w yłożonych d a rn ią w ytw orzoną oraz obsianych zw iększoną o 30% ilością nasion m ieszanki n r 4 i podkiełkow anym i nasionam i rze paku, n aw ad n ian y m i ściekam i kom unalnym i. P u ste m iejsce na p oletkach w yłożonych d a rn ią sztuczną nie p rze k ra cz a ły 10%, a na pozostałych ko m binacjach dośw iadczenia w n ajk o rzy stn iejszy ch w a ru n k a ch było ich 2- do 4 -k ro tn ie w ięcej.
Z aletą „sztu czn ej” d a rn i jest rów nież to, że jest ona elastyczna, łatw a w tran sp o rcie (w rulonach) oraz 5-kro tn ie lżejsza od pozyskiw anej na pow ierzchniach zadarnionych. D latego też p rz y jej u k ład an iu w ydajność p racy je s t 3 -5 -k ro tn ie w iększa.
W bad an iach w ykonanych w 1974 r. nad rozm ieszczeniem korzeni w p ro filu „glebow ym ” stw ierdzono, że n ajp ły cej (do 12 cm) korzenią się w iechlina łąkow a i życica trw ała. G łębszy system korzeniow y w y tw o rzy ły stokłosa bezostna, kupkó w ka pospolita, kostrzew a trzcinow a, łą kow a i czerw ona. K orzenie roślin m otylkow atych, zwłaszcza n o strzyk a białego, stw ierd zo no n a głębokości 1 m. Na p oletkach deszczow anych oraz położonych u podnóża sk a rp te sam e g a tu n k i w y tw orzyły m niej in ten sy w n y sy stem korzeniow y aniżeli na p oletk ach nie n aw adn iany ch 0 w ystaw ie południow ej. N ajgłębszy zasięg korzen i w ysian ych tra w 1 roślin m o ty lk ow aty ch stw ierd zo no na poletk ach, n a k tó ry c h rzepak sta now ił roślinę o chron n ą d la w sianych m ieszanek. Na poletk ach tych w trzecim ro ku p ro w adzen ia dośw iadczeń korzenie tra w w ra sta ły w k a n aliki po obu m arły ch k o rzeniach rzepaku.
W o d k ry w k ach w ykonanych na poszczególnych po letkach dośw iad czenia stw ierdzono, że poziom darn io w y różnił się od niżej położonych
w a rstw szlam ów i popiołów m niej lu b b a rd z iej inten sy w n iejszy m odcie niem . N ajw iększą m iąższość tego poziom u oraz znacznie ciem niejsze jego zabarw ienie stw ierd zo n o na p o letk ach deszczow anych w yłożonych d a r nią w ytw orzoną i n a tu ra ln ą oraz n aw ad n ian y ch ściekam i kom unalnym i. B ardziej w yraźn a g ran ica m iędzy poziom em darn io w y m i niżej zale gającym i w arstw am i szlam ów i popiołów na p o letk ach w a ria n tu nie
naw adnianego w skazyw ałaby, że deszczow anie w y p łu k u je su b stan cję
organiczną z d a rn i i pow oduje jej in filtra c ję. Dowodzi tego znacznie in ten sy w n iejszy rozkład błonnika, a więc w iększej ich aktyw ności biolo gicznej niż n a p o letk ach nie n aw ad n ian y ch .
W N IO SK I
Z b ad a ń przeprow adzonych n ad biologicznym um ocnieniem skarp
składow isk szlam ów i popiołów K om b in atu H u ty im. L enina w y n ik ają n astęp u jące w nioski.
1. Na sk arp ach o w ystaw ie północnej i o spadku nie p rzekraczającym 20% zabudow ę biologiczną m ożna utw orzyć przez obsianie ich m ieszanką nasion o składzie g atun k ow ym (w ilości na ha): k o strzew a czerw ona (13,5 kg), w iechlina łąkow a (8 kg), stokłosa bezostna (10 kg), życica trw a ła (12 kg), ko strzew a trzcinow a (4 kg), kostrzew a łąkow a (3 kg), kupk ów k a pospolita (3 kg), koniczyna biała (3 kg), n o strzy k b iały (10 kg), oraz rz e paku, k tó ry w ty ch specyficznych w a ru n k a ch stanow i dobrą roślinę och ro n n ą dla w ysianej m ieszanki traw iasto -m o ty lk o w atej. N atom iast na skarp ach o w ystaw ie południow ej, szczególnie w lata ch o niek o rzy stn y m rozkładzie opadów, z w a rtą zabudow ę biologiczną m ożna utw orzyć, gdy dodatkow o zastosuje się deszczow anie o m ałym natężeniu.
2. Do w y tw o rzenia obudow y biologicznej na sk arp ach o spadku w ięk szym niż 20% nieodzow ne jest zw iększenie ilości nasion tra w i roślin m otylko w atych oraz w ysiew anie ich w raz z p odkiełkow anym i nasionam i rzepaku, jak rów nież w stęgow a stabilizacja szlam ów i popiołów oraz naw ad nian ie zraszające o m ałym n atężen iu .
3. N aw adnianie ściekam i kom u naln y m i p rzyspiesza przebieg procesu glebotwórczego, a szczególnie aktyw ność biologiczną poziom u d a rn io wego.
4. Na sk a rp a c h o w ystaw ie południow ej i o sp adkach w iększych niż 30% n ajm n iej zaw odne (bez deszczowania) je st darniow anie. N ajbardziej p rz y d a tn a jest „sztuczna” d arń , w ytw orzona przez obsianie to rfu (roz ścielonego w arstw ą około 2 cm na drodze o n aw ierzchn i bitum icznej lub na folii p olietylenow ej) m ieszanką nasion sk ładającą się z gatu n k ó w nie w rażliw ych na składow iska szlam ów i popiołów. M ały ciężar i elastycz
ność tej d a rn i pow oduje, że w p o ró w n an iu z u kład an iem d a rn i n a tu ra l nej w ydajność p ra c y w z ra sta 3- do 5-krotnie.
5. N aw ożenie stosow ane n a w iosnę i w lecie w w ysokości po 30 kg
N, P 2O5 i K 20 /h a , w postaci naw ozów odznaczających się niskim w skaź n ikiem zasolenia, w y w iera k o rzy stn y w p ły w na rozw ój roślin.
LIT E R A T U R A
[1] H o l i d a y R., H o d g s o n D. R., T o w n s e n d W. N. , W o o d J. W.: P la n t g row th on “F ly a sh ”. N a tu re 1958.
[2] H o l i d a y R., T o w n s e n d W. N. , H o d g s o n D. R.: P la n grow th on „F ly a sh ”. N atu re 176, 1955.
[3] G r e s z t a J., M o r a w s k i S.: R ek u lty w a cja n ieu ży tk ó w . PW RiL, 1971. [4] J a n o w s k i В.: S tu d iu m teren o w e nad u reg u lo w a n iem stosu n k ó w w o d n y ch
w rejo n ie K u jaw , C h ału p ek i H olen d rów . M aszynopis, 1972, Inst. M el. R oi. i L eśn. A R K raków .
[5] J a n o w s k i B.: W yniki bad ań nad rek u lty w a cją sk ła d o w isk szlam ów i p op io łó w K om b in atu H u ty im . L en in a. Zesz. nauk. A R K raków , M el. 8, 1975. [6] J o n e s L. H.: A lu m in iu m u p ta k e and tix ic ity in p lan ts. P la n t and S o il 13,
1961.
[7] K o ł a k o w s k i J., T y s z k a K.: W ła ściw o ści pop iołów lo tn y ch w ę g la k a m ien nego. P op ioły lotn e. ITB, PW N, W arszaw a 1970.
[8] K u ź n i a r K.: E nergia rozk ład u b łon n ik a w str e fie sty k u p ola u p raw n ego z lasem . E kologia poi. 1953, 3.
[9] L i t y ń s k i T.: Ż yzność g leb y i n aw ożen ie. PW N, W arszaw a 1970.
[10] M a c i a k F., L i w s k i S., P r o ń c z u k J.: R ek u lty w a cja roln icza sk ła d o w isk p a len isk o w y ch (popiołów ) w ę g la b ru n atn ego i k am ien n ego. R ocz, gleb ozn . 27, 1976, 4.
[11] M e l y V. a k o lek tiv : M oźnosti p ou źiti odpadu z elek to ren a tep laren . V ëd eck e P ra ce V y sk u m n eg o U sta v n i M eliorace I MZVZ, P raha 1967.
[12] P e t r i k o v a V.: P orochy zem ëd elsk y ch p lod in v liv e n elek trô v en k éh a p o p ili- ku. A groch em ia 10, 1970. Б . Я Н О В С К И Р Е ЗУ Л Ь Т А Т Ы И С СЛ ЕД ОВАН И Й ПО БИО ЛОГИ ЧЕСКО М У УК РЕП Л ЕН И Ю ОТКО СОВ НА С Ы П ЕЙ О Б Р А ЗО В А Н Н Ы Х И З Ш Л А М О В И ЗО Л Ы М ЕТАЛЛУРГИ ЧЕСКОГО К О М Б И Н А Т А ИМ. Л ЕН И Н А И нститут агро- и лесом елиорации, С ельск охозяй ствен н ая академ ия в К рак ов е Р е з ю м е П редставлено результаты 3-летнего обследовани я пригодности разли чн ы х методов рекультивирования для ук р еп л ен и я откосов насы пи сл ож ен н ой и з ш л а- мов и зол ы — пром ы ш ленны х отходов М еталлургического К ом бината им. Л е нина. И з п ров еден н ы х и сследован ий вы текает, что на от к осах с ю ж н ы м склоном 10 — R o c z n ik i G le b o z n a w c z e ...
и с наклоном вы ш е 30% обр азов ан и е биологического ук реп л ен и я гар ан ти р ую щ е го н а д еж н у ю противоэрозионную защ и ту возм ож н о получить единственно п у тем задерновы вания. Н ай более пригодной дл я такой цели ок азалась дернина ф орм ированн ая при вы севе на слое т ор ф а толщ иной 2-3 см ул ож ен н ого на би тумном настиле или на полиэтиленовой ф ольге см еси семян: овсяницы красной (F estu ca ru b r a L.), мятлика лугового (Роа p r a t e n s is Ł.) костра безостного (B ro m u s in e r m is L.), овсяницы простниковидной (F estu ca a r u n d in a c e a Scłireb.), овсяницы луговой (F estu ca p r a t e n s is Huds.), е ж и сборной (D a c ty li s g lo m e r a t a L.), клевера белого (T r if o li u m r e p e n s L.), и донни ка белого (M elilo tu s a lb u s Med.). На отк осах с наклоном м еньш е 20% плотмю сомкнуты й растительны й покров получали т о ж е если к вы ш е приведенной смеси семян прибавляли нак лю н ув ш иеся сем ена рапса (B rassic a n a p u s v ar. o le i fe r a ) и эту смесь вы севали н еп о средственно на откосе применяя д о ж д ев а н и е ум еренной интенсивности. На от к осах с наклоном выш е 20% лучш ая сомкнутость покрова была п олучен а при повы ш ении нормы вы сева семян на 30% и прим енении ленточной стабилизации ш ламов и зол асф альтовой эм ульсией. Н езависи м о от способа рекультивирован ия х о р о ш е разв ити е травостоя о б у славливает удобр ен и е вносимое весной и летом в д о за х по 30 кг н а га N, Р205 и К 20 в виде соединен ий х ар ак т ер и зую щ и хся низким п оказателем за с о ления. О рош ение коммунальны ми сточны ми водами оказы вало благоприятное влия ние на рост и развити е растений и на повы ш ение биологической активности дернового горизонта. В . J A N O W S K I
R ESU L TS OF IN V E ST IG A T IO N S ON THE BIO LO G IC A L C O N SO L ID A T IO N OF SL O PE S OF E M BA N K M E N T S FORM ED FROM M U D S A N D A SH E S
OF THE L E N IN M ETA LLU R G IC W ORKS
In stitu te of L and and F o rest R ecla m a tio n s A g ricu ltu ra l U n iv e r sity of C racow
S u m m a r y
R esu lts of th ree-y ea r in v e stig a tio n s on th e u se fu ln e ss of d ifferen t recu ltiv a tio n m eth od s for con solid ation of slo p es of th e em b a n k m en t form ed from m uds and a sh es of th e L en in M etallu rgie W orks are p resented.
T he in v e stig a tio n s h a v e proved th at on slop es w ith th e sou th ern e x p o sitio n and in clin a tio n s of over 30%, form ation of th e b io lo g ica l co n so lid a tio n s p rotectin g a g a in st th e occu rren ce of erosion p h en om en a occu rren ce is p o ssib le b y sod d in g only. T he m ost su ita b le proved to be th e sod form ed a fter so w in g up a 2-3 cm thick p ea t layer, laid on a road w ith b itu m en su rface or on p o ly e th y le n e fo il, w ith the fo llo w in g g ra ss-seed m ixtu re: red fe sc u e (F estu ca ru b r a L.), m ead ow b lu egrass (Poa p r a t e n s is L.), a w n le ss b rom egrass (B r o m u s in e r m i s L.), ta ll fe sc u e (F estu ca
a ru n d in a c e a Schreb.), m ead ow fe s c u e (F estu ca p r a t e n s is H uds.), m ead ow cock sfoot (D a c ty lis g lo m e r a t a L.), w h ite clo v er (T r if o li u m r e p e n s L.) and w h ite m elilo t (M e l i lo tu s a lb u s Med.).
On slop es w ith an in clin a tio n of le s s th an 20% th e com p act b io lo g ica l co n so li d ation has b een reach ed a fter so w in g th e a b o g ra ss-seed m ix tu r e jo in tly w ith g er m in ated rap eseed (B ra ss ica n a p u s var. ole ifera) d irectly o ver th e slop e or a fter sp rin k ler irrigation of a lo w in ten sity . On th e slop es, h o w ev er, w ith an in clin a tio n
e x c e e d in g 10% such co n so lid a tio n h as b een reach ed after ap p lica tio n of th e so w in g rate b y 20 kg h igh er of th e a b o v e g r a ss-se e d m ix tu r e and th e ribbon stab ilization o f m uds and ash es w ith th e a sp h a lt em u lsion .
Irresp ectiv e of th e re c u ltiv a tio n m ethod, a good grow th of grasses and leg u m es ban b e en su red by th e fe r tiliz a tio n ap p lied in spring and sum m er a t th e rate of 30 kg of each e le m e n t (N, P205 and K20 ) per h ectare in th e form of fertilizers w ith a lo w sa lin a tio n in d ex .
T he irrigation w ith m u n icip a l w a ste w a ters a ffected p o sitiv e ly th e grow th and d ev elo p m en t of p la n ts as w e ll as in creased th e b io lo g ica l a c tiv ity of th e sod h ori zon.
D r B o le s ła w J a n o w s k i I n s t y t u t M e li o r a c ji R o ln y c h i L e ś n y c h A R K r a k ó w , a l. M ic k i e w ic z a 24/28
