The effect of sewage sludge on the growth and species composition of the sward and the content of heavy metals in plants and urban soil

Abstract

Abstract The effect of sewage sludge on the growth and species composition of the sward and the content of heavy metals in plants and urban soil. The determination of the sludge fertilising infl uence for the growth and composition of the urban grasslands’ swards and heavy metals concentration in above-ground parts of the plants was the aim of the study. The study was conducted on four research plots along the main roads in Białystok. The plots were seeded with two mixtures of lawn grasses (Eko and Roadside) and three doses of sludge were applied: 0 (control), 7.5 and 15 kg/m2. The study also included the determination of concentrations of Cd, Cr, Cu, Pb and Zn in soil and in the above-ground parts of lawn grasses and selected physical and chemical properties of soils fertilized with different doses of sludge. The dose of 7.5 kg/m2 increased the plant dry matter on average by 53%, the dose of 15 kg/m2 - on average by 90%. The largest effect of fertilization was found for lightest soil. Under these conditions, grass dry matter fertilized with 7.5 kg/m2 sludge was almost doubled, and fertilized with the dose of 15 kg/m2 was almost three times larger than in not fertilized areas. Perennial ryegrass (Lolium perenne L.) was the dominant species in the sward. Perennial ryegrass constituted on average 71% of all grass species in the areas fertilized with sewage sludge in the dose of 7.5 kg/m2, while on the areas fertilized with 15 kg/m2 - about 81%, and on not fertilized ones - 50% on average. Bioconcentration factor in the study allowed for estimating the plants ability to collect heavy metals present in the soil. Based on these results, it was found that the rate of bioconcentration of Cd, Cr, Cu and Pb was the highest in August, which may indicate the ease of downloading these metals by plants, particularly high mobility of metals during this period, and lower in October and June Streszczenie Wpływ osadu ściekowego na wzrost i skład gatunkowy runi oraz na zawartość metali ciężkich w roślinach i glebie. Celem badań było określenie wpływu nawożenia komunalnym osadem ściekowym z Miejskiej Oczyszczalni Ścieków w Sokółce na wzrost i skład gatunkowy runi trawników przyulicznych oraz zawartość metali w częściach nadziemnych tych roślin. Badania przeprowadzono na czterech powierzchniach badawczych, wzdłuż głównych ciągów komunikacyjnych na terenie Białegostoku. Zastosowano dwie mieszanki gazonowych odmian traw (Eko i Roadside) oraz trzy dawki osadu ściekowego: 0 (kontrola), 7,5 i 15 kg/m2. Dawka 7,5 kg/m2 zwiększyła masę części nadziemnych średnio o 53%, a dawka 15 kg/m2 - średnio o 90%. Największy efekt nawożenia stwierdzono na glebie najlżejszej. W tych warunkach siedliskowych masa runi nawożonej dawką 15 kg/m2 osadu była prawie dwukrotnie, a dawką 7,5 kg/m2 prawie 58% większa niż na powierzchniach nienawożonych. Gatunkiem dominującym w runi badanych powierzchni była życica trwała (Lolium perenne L.). Stanowiła ona w masie runi na powierzchniach nawożonych dawką 7,5 kg/m2 średnio 71%, dawką 15 kg/m2 - średnio 81%, a na powierzchniach nienawożonych - średnio 50%. Wartość wskaźnika biokoncentracji Cd, Cr, Cu i Pb była największa w sierpniu, co może świadczyć o łatwości pobierania tych metali przez rośliny i szczególnie dużej ruchliwości metali w tym okresie, najmniejsza natomiast w październiku oraz czerwcu