1
ANNALES
UNI VERSI TATI S MARI AE CURI E- SKA
ODOWSKA
LUBLI N  POLONI A
VOL. LX SECTIO E 2005
Katedra A
ąkarstwa i Kształtowania Zieleni, Akademia Rolnicza w Lublinie,
ul. Akademicka 15, 20-950 Lublin 1 skr. poczt. 158, Poland
Ryszard Baryła
Ocena przydatności oczyszczonych ścieków do nawadniania
zbiorowisk trawiastych
Evaluation of the usefulness of purified sewage for irrigation of grass communities
ABSTRACT. Results of studies carried out in 1996-2000 were presented in the paper. They referred
to the influence of grass communities irrigation (two mixtures with different species compositions)
with purified sewage after previous mechanical and biological utilization of sewage wastes from
Purification Plant Hajdów near Lublin on the yielding and species composition of grass communi-
ties. Two irrigation levels were used (600 and 1200 mm) on the background of the control object
with no irrigation. In 1997-2000, irrigation was made in 10 proportional rates applying flooding
system. Every year, the yield of three sward cuts was harvested and species composition was
evaluated (from the 1st and 2nd cuts). Applied irrigation significantly affected the increase of mean
hay yields for 4-year period in relation to not irrigated plots. Neither the varied irrigation rates nor
the mixture species composition had any effects on proved yield differentiation. The irrigation
stimulated the development of grasses in wet habitats (meadow foxtail, reed-grass), and reduced
the share of optimum-wet-habitats species in the sward (meadow fescue, meadow-grass, meadow
fescue), that dominated in the sward of not irrigated plots.
KEY WORDS: purified sewage, irrigation, grass communities, yields, species composition.
Jednym ze sposobów oczyszczania ścieków jest ich wykorzystanie do inten-
sywnej produkcji roślinnej, czyli gruntowo-roślinna ich utylizacja [Kutera, Czy-
żyk 1992]. Do tego celu nadają się głównie rośliny charakteryzujące się ciągłym
wzrostem w okresie wegetacyjnym, co związane jest z dużym zapotrzebowa-
niem na wodę i składniki pokarmowe [ Rusak 1987]. W korzystnych warunkach
powietrzno-wodnych i pokarmowych znaczna część roślin zbieranych kilka razy
Annales UMCS, Sec. E, 2005, 60, 123 132.
124 R. Baryła
w sezonie wegetacyjnym może pobrać około 350 700 kg azotu, do 1000 kg
potasu oraz około 150-300 kg fosforu z powierzchni 1 ha [Siuta, Wasiak 1995].
Najbardziej przydatne są tu zbiorowiska trawiaste, zarówno pod względem bio-
logicznym, jak i ekonomicznym. Roślinność trawiasta wytwarza bardzo dobrze
rozwinięty system korzeniowy typu wiązkowego, który z glebą stanowi barierę
w przenikaniu do głębszych warstw związków biogennych, tworząc filtr biolo-
giczny chroniący przed przenikaniem różnych związków do wód gruntowych i
otwartych [Talik in. 1995; Kutera 1999; Baryła in. 2000]
Liczne badania przeprowadzone w Polsce potwierdziły dużą przydatność
zbiorowisk trawiastych do oczyszczania ścieków w środowisku glebowo-
roślinnym [Rusak 1967; Czyżyk 1968; Czyżyk 1985; Talik, 1985; Talik 1993;
Talik 1995; Talik i in. 1995]. Nie było natomiast badań dotyczących wpływu
nawadniania ściekami po ich mechaniczno-biologicznym oczyszczeniu (wodami
pościekowymi) na plonowanie zbiorowisk trawiastych. Z wodami pościekowy-
mi po mechaniczno-biologicznej utylizacji ścieków w oczyszczalni  Hajdów ,
która odbiera ścieki z Lublina i Świdnika, odpływa do rzeki Bystrzycy w skali
roku około 1 000 t azotu ogólnego i około 657 t fosforu fosforanowego oraz
innych w znacznej ilości makro- i mikroelementów, w tym również metali cięż-
kich [Kotowski 1998]. Stopień usunięcia składników biogennych w mechanicz-
no-biologicznym procesie oczyszczania ścieków w tej oczyszczalni wynosi od-
powiednio dla azotu około 63%, a fosforu tylko około 10% [Kotowski 1998].
Celem badań była ocena wpływu nawadniania oczyszczonymi ściekami z
oczyszczalni ścieków Hajdów k/ Lublina na plonowanie i skład gatunkowy zbio-
rowisk trawiastych.
METODY
W latach 1996-2000 prowadzono badania, w których oceniano wpływ na-
wadniania oczyszczonymi ściekami na plonowanie runi dwóch mieszanek tra-
wiastych i zmiany ich składu gatunkowego. Badania realizowano na polu do-
świadczalnym w dolinie rzeki Bystrzycy koło Lublina. Na polu oceniano wpływ
nawodnień oczyszczonymi ściekami z oczyszczalni ścieków Hajdów k/Lublina
na rozwój i plonowanie różnych roślin  III0 stopień oczyszczania ścieków
[Filipek 1998]. Pole doświadczalne o powierzchni około 8 ha podzielone było na
siedem parcel, a każda parcela na trzy kwatery (A, B i C) o różnej ilości wód
stosowanych do nawodnień.
Na dwóch parcelach prowadzono badania nad wpływem nawadniania na
plonowanie mieszanek trawiastych ( I  mieszanka na siedliska wilgotniejsze, II
 mieszanka na siedliska optymalnie uwilgotnione  tab. 1). Każdą z wymienio-
Ocena przydatności oczyszczonych ścieków...
125
nych mieszanek trawiastych objęto nawodnieniami: kwatera A  bez nawodnień
(kontrola), B  nawodnienia w dawce 600 mm i C  w dawce 1200 mm. Kwate-
ry B i C nawadniano corocznie w latach 1997 2000 systemem zalewowym,
stosując dziewięć nawodnień w okresie wegetacyjnym i jedno po zakończeniu
wegetacji. Oczyszczone ścieki (wody pościekowe) z oczyszczalni Hajdów w
dawce 600 mm dostarczały około 180 kg N, 30 kg P i 110 kg K ha-1 oraz pewne
ilości innych składników, a z dawką 1200 mm odpowiednio dwukrotnie wyższą
ilość wymienionych składników [Kotowski 1998].
Tabela 1. Skład mieszanek trawiastych użytych do obsiewu parcel objętych nawodnieniami (%)
Table 1. Composition of grass mixtures used for sowing on irrigated plots (%)
Mieszanka I Mieszanka II
Mixture I Mixture I
Alopecurus pratensis
30 30
odm. Polanowicki
Festuca pratensis
12 10
odm. Skra
Festuca arundinacea
8 0
odm. Terros
Phalaris arundinacea
20 0
odm. Motycka
Dactylis glomerata
0 20
odm. Berta
Phleum pratense
0 10
odm. Bartovia
Poa pratensis
10 10
odm. Skrzeszowicka
Poa palustris
10 10
odm. Skrzeszowicka
Agrostis alba
10 0
odm. Polanowicka
Lolium perenne
0 10
odm. Maja
Pole doświadczalne przygotowano jesienią 1995 roku i wiosną 1996 roku.
Wysiew mieszanek trawiastych przeprowadzono w sierpniu 1996 roku, z wyko-
rzystaniem siewnika do siewów bezpośrednich marki Hassia. Jesienią tego sa-
mego roku przeprowadzono dwukrotne nawodnienie. W latach 1997 2000 zbie-
rano plon z trzech odrostów runi w terminach optymalnych dla łąk trzykośnych.
Na każdej z wydzielonych kwater koszono ruń na losowo wybranych stałych
126 R. Baryła
poletkach o powierzchni 40 m2 (do zbioru 10 m2), w czterech powtórzeniach. W
trakcie koszenia pobierano po dwie próbki zielonej masy z każdego poletka do
określenia współczynnika podsuszania w celu wyliczenia plonów powietrznie
suchej masy (siana) i analiz botaniczno-wagowych. Próby do określenia składu
gatunkowego pobrano również z pierwszego odrostu w r. 2001, w którym sto-
sowano tylko nawadnianie wiosnÄ….
Tabela 2 Ilość i rozkład opadów atmosferycznych mm w poszczególnych miesiącach okresu
wegetacji w latach 1997 2000
Table 2. Amount and distribution of rainfall (mm) in particular months during vegetation periods
in 1997 2000
MiesiÄ…c Month 1997 1998 1999 2000
IV 45,1 66,4 68,6 64,4
V 58,7 50,3 51,4 45,4
VI 36,2 106,2 148,7 25,4
VII 200,0 96,0 135,3 188,4
VIII 33,3 98,7 42,3 53,0
IX 67,3 51,1 42,8 59,1
X 30,7 54,4 43,8 1,5
Suma Sum IV-X 471,3 523,1 532,9 437,2
Suma roczna
594,9 657,3 717,0 637,0
Annual sum
Badania z nawadnianiem zbiorowisk trawiastych przeprowadzono na glebie
zaliczanej do typu murszowego, podtyp gleba namurszowa, która zawierała oko-
ło 13,30 17,35% substancji organicznej i charakteryzowała się niską zasobno-
ścią w składniki pokarmowe ( P 8,1, K 3,3, Mg  12,5 mg 100g gleby), a war-
tość pH w 1 mol KCl /dm3 wahała się w granicach 6,9  7,1 [Olek, Filipek
1996].
Warunki klimatyczne, a zwłaszcza ilość i rozkład opadów w okresie wegeta-
cyjnym w poszczególnych latach badań były zróżnicowane. Najwyższą ilość
opadów zanotowano w latach 1998 1999 w porównaniu z pozostałymi latami
badań (tab. 2). Biorąc pod uwagę rozkład opadów w okresie badań, największe
ich sumy notowano w okresach letnich lipiec  sierpień. Stosunkowo wysoka
ilość opadów w okresie letnim w poszczególnych latach badań w pewnym stop-
niu niwelowała dodatni wpływ stosowanych nawodnień na plonowanie bada-
nych mieszanek trawiastych.
Ocena przydatności oczyszczonych ścieków...
127
WYNIKI
P l o n y s u c h e j m a s y (s i a n a). Åšrednie plony suchej masy za czte-
roletni okres badań (1997 2000) wahały się od 7,50 t ha-1 s. m. z kwater bez
nawodnień do 11,39 t ha-1 s. m. z kwater nawadnianych 600 mm i 12,09 t ha-1
s.m. dawką 1200 mm (tab. 3). Zastosowane nawodnienia spowodowały istotny
wzrost plonów badanych mieszanek trawiastych w stosunku do kwater niena-
wadnianych. Podobne zależności stwierdzono w poszczególnych latach prowa-
Tabela 3. Plony powietrznie suchej masy (t ha  1) mieszanek trawiastych w zależności od nawad-
niania oczyszczonymi ściekami (wodami pościekowymi)
Table 3. Yields of air-dry matter (t Å" ha 1) of grass mixtures depending on the irrigation with puri-
fied sewage
Dawka nawodnień (mm) Plon średni
1997 1998 1999 2000
Irrigation rate (mm) Yield mean
Mieszanka I Mixture I
A   0 6,78 9,94 5,18 6,82 7,18
B  600 8,33 14,44 10,43 12,57 11,44
C  1200 8,89 14,95 13,42 12,89 12,54
ÿ 8,00 13,11 9,68 10,76 10,39
Mieszanka II Mixture II
A   0 7,40 10,02 7,50 6,30 7,81
B  600 8,28 14,95 13,28 8,85 11,34
C  1200 6,85 15,41 14,28 9,97 11,63
ÿ 7,51 13,46 11,69 8,37 10,26
Plon średni (niezależnie od mieszanek) Mean yield (regardless of the mixture)
A   0 7,09 9,98 6,34 6,56 7,50
B  600 8,31 14,70 11,86 10,71 11,39
C  1200 7,87 15,18 13,85 11,43 12,09
NIR0,05 LSD0,05
Mieszanek Mixtures - - 1,49 2,15 -
Nawodnień Irrigations - 1,43 2,23 1,44 0,99
dzonych badań, z wyjątkiem pierwszego roku (1997). W tym bowiem roku za-
stosowane nawodnienia nie wpłynęły na uzyskanie potwierdzonych statystycz-
nie wyższych plonów w stosunku do kwater nienawadnianych. Należy przy-
puszczać, że drenowanie wykonane przed rozpoczęciem badań spowodowało
naruszenie struktury profilu glebowego na ciÄ…gach drenarskich i wprowadzana w
czasie nawodnień woda szybko wymienionymi ciągami przesączała się w głąb
128 R. Baryła
0 mm
100%
80%
60%
40%
20%
0%
wysiew
I II I II I II I II I
sowing
1997 1998 2000 2001
1999
lata - years
600 mm
100%
80%
60%
40%
20%
0%
wysiew
I II I II I II I II I
sowing
1997 1998 1999 2000 2001
lata - years
1200 mm
100%
80%
60%
40%
20%
0%
wysiew
I II I II I II I II I
sowing
2000 2001
1997 1998 1999
lata - years
Alopecurus pratensis Phalaris arundinacea
Festuca pratensis Poa pratensis
Trawy wysiane - Sown grasses Inne trawy - Other grasses
Zioła i chwasty - Herbs and weeds
Rycina 1. Zmiany składu gatunkowego runi mieszanki I w zależności od poziomu
nawadniania (% s.m.)
Figure 1. Changes of sward species composition in mixture I in relation to level
of irrigation (% D.M.)
Ocena przydatności oczyszczonych ścieków...
129
0 mm
100%
80%
60%
40%
20%
0%
wysiew
I II I II I II I II I
sowing 1998 1999
1997 2001
2000
lata - years
600 mm
100%
80%
60%
40%
20%
0%
wysiew
I II I II I II I II I
sowing 2001
1997 1998 1999
2000
lata - years
1200 mm
100%
80%
60%
40%
20%
0%
I II I II I II I II I
wysiew
sowing
1997 1998 1999 2000 2001
lata - years
Alopecurus pratensis Phleum pratense
Festuca pratensis Poa pratensis
Trawy wysiane - Sown grasses Inne trawy - Other grasses
Zioła i chwasty - Herbs and weeds
Rycina 2. Zmiany składu gatunkowego runi mieszanki II w zależności od poziomu nawadniania (% s.m.)
Figure 2. Changes of sward species composition in mixture II in relation to level of irrigation
(% D.M.)
130 R. Baryła
profilu nawadnianych gleb. W związku z tym nie miała ona wpływu na istotne
zróżnicowanie uzyskanych plonów. Wyższe plonowanie zbiorowisk trawiastych
po zastosowanych nawodnieniach było efektem nie tylko działania nawilżające-
go, ale również oddziaływania odżywnego zawartych w wodach pościekowych
składników pokarmowych [Kaczor 1998]. Nie udowodniono natomiast istotnego
zróżnicowania uzyskanych plonów w zależności od uwzględnionych w bada-
niach dawek wód pościekowych użytych do nawodnień. Dowodzi to, że za
optymalną dawkę oczyszczonych ścieków do nawodnienia zbiorowisk trawia-
stych należy przyjąć około 600 mm, co potwierdzają wyniki innych autorów
[Kutera i in. 1992; Talik i in. 1995; Harkot i in. 1997].
Uwzględnione w przeprowadzonych badaniach mieszanki trawiaste nie
wpłynęły istotnie na średnie plony suchej masy. Zróżnicowanie uzyskanych
plonów w zależności od mieszanek odnotowano tylko w latach 1999 2000. W
roku 1999 istotnie wyższym plonowaniem cechowała się ruń mieszanki II (na
siedliska suchsze) w warunkach braku nawodnień i po zastosowaniu niższej
dawki polewowej (600 mm). Natomiast w roku 2000 istotnie wyższym plono-
waniem wyróżniała się ruń mieszanki I (na siedliska wilgotniejsze), zwłaszcza w
warunkach zastosowanych nawodnień.
S k Å‚ a d g a t u n k o w y m i e s z a n e k t r a w i a s t y c h. Gatunkiem
przewodnim w wysianych mieszankach był wyczyniec łąkowy, jako gatunek
siedlisk wilgotnych, okresowo zalewanych, żyznych (łęgów właściwych). Gatu-
nek ten utrzymywał się w runi badanych mieszanek i był w nich dominantem
przez cały okres badań (ryc. 1, 2). Udział tego gatunku w runi uzależniony był
od dawki wód użytych do nawodnień, odrostów oraz obecności innych gatun-
ków (komponentów badanych mieszanek). Udział wyczyńca łąkowego w bada-
nych mieszankach trawiastych był wysoki od pierwszego roku badań (1997), bo
wahał się w pierwszym odroście w granicach 42,4 66,5% s.m. Znacznie wyższy
był w runi mieszanki I (na siedliska wilgotniejsze). W warunkach braku nawod-
nień gatunek ten systematycznie obniżał swój udział w runi na korzyść takich
gatunków, jak: kostrzewa łąkowa, kostrzewa trzcinowa i wiechlina łąkowa w
mieszance I oraz kostrzewy Å‚Ä…kowej, wiechliny Å‚Ä…kowej, tymotki Å‚Ä…kowej i kup-
kówki pospolitej w mieszance II. W warunkach stosowanych nawodnień udział
wyczyńca łąkowego w badanych zbiorowiskach był wysoki, na ogół z tendencją
wzrostową w kolejnych latach badań, zwłaszcza w mieszance II. Dużo wyższy
udział tego gatunku stwierdzono w runi pierwszych odrostów w poszczególnych
latach w porównaniu z odrostami drugimi (ryc. 1, 2). Uwarunkowane to było
szybkim tempem wzrostu wyczyńca łąkowego wiosną (gatunek bardzo wcze-
sny) w porównaniu z pozostałymi komponentami badanych mieszanek. Ponadto
gatunek ten w pierwszym odroście wytwarza dużo biomasy nadziemnej z prze-
wagą w niej pędów generatywnych, a tylko minimalną ich ilość w odrostach
Ocena przydatności oczyszczonych ścieków...
131
następnych. W związku z tym udział w plonie drugiego i trzeciego odrostu tego
gatunku był znacznie niższy. W tych odrostach większy udział miały inne ga-
tunki, a zwłaszcza mozga trzcinowata (gatunek póz
niejszy w porównaniu z wy-
czyńcem łąkowym) w mieszance I. Uzyskane wyniki potwierdzają dużą przy-
datność wyczyńca łąkowego do mieszanek trawiastych stosowanych do obsiewu
terenów objętych nawodnieniami, zarówno ściekami, jak i wodami pościeko-
wymi [Czyżyk 1985; Talik i Pławiński 1995; Grabowski i in. 1997].
Inne gatunki traw, które wchodziły w skład badanych mieszanek, ograniczały
swój udział w kolejnych latach użytkowania w warunkach stosowanych nawod-
nień. W runi mieszanki I jedynie mozga trzcinowata zwiększała swój udział w
runi i miała znaczny udział w pozyskiwanej biomasie, zwłaszcza drugich odro-
stów. Należy zaznaczyć, że udział ten był znacznie większy w warunkach sto-
sowania nawodnień w dawce 1200 mm. Pozostałe wysiane gatunki, kostrzewa
łąkowa i kostrzewa trzcinowa, utrzymywały się w mieszance I w runi przez cały
okres badań w przeciwieństwie do takich gatunków, jak wiechlina błotna i mie-
tlica biaława. W runi mieszanki II znaczny udział również miała kostrzewa łą-
kowa w warunkach stosowanych nawodnień oraz wiechlina łąkowa i tymotka
łąkowa. Gatunki te zalicza się do grupy traw o dużej przydatności do mieszanek
trawiastych na tereny nawadniane ściekami [Rusak 1962; Talik 1993; Grabow-
ski i in. 1997]. Udział gatunków z grupy ziół i chwastów był zróżnicowany,
uzależniony głównie od dawek stosowanych nawodnień. W warunkach braku
nawodnień udział tej grupy roślin systematycznie wzrastał w kolejnych latach
badań, osiągając wartość 11 i 19% s.m. w ostatnim roku. W runi kwater
nienawadnianych był on znacznie niższy (ryc. 1, 2).
WNIOSKI
1. Zastosowane w przeprowadzonych badaniach nawadnianie oczyszczonymi
ściekami (wodami pościekowymi) zbiorowisk trawiastych spowodowało istotny
wzrost ich plonowania oraz wpłynęło na zmiany składu gatunkowego runi te-
stowanych mieszanek trawiastych.
2. Uwzględnione nawadnianie spowodowało wzrost średnich plonów siana o
około 52 62% w stosunku do kwater nienawadnianych, a zastosowane dawki
nawodnieniowe (600 i 1200 mm) i mieszanki trawiaste nie wpłynęły istotnie na
plony siana.
3. Nawadnianie zbiorowisk trawiastych oczyszczonymi ściekami wpłynęło
na zmiany składu gatunkowego, ponieważ dominowały w runi wyczyniec łą-
kowy i mozga trzcinowata, natomiast w niewielkim udziale występowały: ko-
132 R. Baryła
strzewa łąkowa, kostrzewa trzcinowa i wiechlina łąkowa, które były dominujące
w runi kwater nienawadnianych.
4. Uzyskane wyniki wskazują na dużą przydatność oczyszczonych ścieków
do nawadniania zbiorowisk trawiastych, zwłaszcza typu wyczyńca łąkowego i
mozgi trzcinowatej.
PIÅšMIENNICTWO
Baryła R., Kotowski M. 1999. Ocena przydatności roślinności trawiastej do wykorzystania składni-
ków biogennych z wód ściekowych. Folia Universitatis Stetinensis, Agriculturae 75, 19 23.
Czyżyk F. 1968. Wpływ deszczowania ściekami miejskimi na plonowanie i skład botaniczny łąki.
Wiadomości IMUZ 7, 4, 42 56.
Czyżyk F. 1985. Plonowanie i trwałość niektórych gatunków traw w warunkach nawodnień zalewo-
wych łąki ściekami komunalnymi. Wiadomości IMUZ 15, 2, 16 30.
Filipek T. 1998. Gospodarka wodno  ściekowa Lublina. Sprawozdanie z realizacji projektu ba-
dawczego pt.:  III0 oczyszczania ścieków miejskich w agrocenozach . Wyd. AR Lublin, 7 12.
Grabowski K., Grzegorczyk S., Benedycki S., Bieniek B. 1997. The occurrence of plant communities
on the meadow irrigated with potato starch-tannery wastes. Management for grassland biodiver-
sity. Symposium of the Europen Grasland Federation. Warszawa-A
omża, 57 60.
Harkot W., Baryła R. 1997. Produkcyjność niektórych gatunków traw w roku siewu nawadnianych
wodami ściekowymi. Biul. Oceny Odmian 29, 235 240.
Kaczor A. 1998. Ocena wpływu wód pościekowych na zmiany właściwości chemicznych gleb i
roślin. III0 oczyszczenia ścieków miejskich w agrocenozach. Wyd. AR Lublin, 249 301.
Kotowski M. 1998. Dynamika przemian chemicznych w ściekach i wodach. III0 oczyszczania ście-
ków miejskich w agrocenozach. Wyd. AR Lublin, 21 49.
Kutera J. 1990. Stan i technologie wykorzystania ścieków i gnojowicy w rolnictwie oraz spodziewa-
ne efekty w ochronie wód. Bibl. Wiadomości IMUZ 76, ss. 95.
Kutera J., Czyżyk F. 1992. Wpływ nawodnienia ściekami z zakładów utylizacyjnych na plonowanie
łąk i roślin uprawnych. Wiadomości IMUZ 17, 2, 448 462.
Olek J., Filipek T. 1996. Ocena zawartości metali ciężkich w glebach organicznych nawadnianych
ściekami miejskimi Lublina. Zeszyty Probl. Post. Nauk Roln. 437, 298 303.
Rusak St. 1967. Dobór mieszanek na łąki i pastwiska nawadniane miejskimi wodami ściekowymi.
Wiad. Mel. i A
Ä…k. 8, 177 179.
Siuta J., Wasiak G. 1995. Gruntowo-roślinne oczyszczanie ścieków. Ekoinżynieria 4, 13 17.
Talik B. 1985. Dobór gatunków traw na użytki zielone nawadniane ściekami miejskimi. Wiadomości
IMUZ 15, 2, 33 53.
Talik B. 1993. Ocena mieszanek trawiastych w warunkach całorocznego nawodnienia łąk ściekami
miejskimi. Wiadomości IMUZ 17, 4, 160 172.
Talik B. 1995. Kształtowanie się składu florystycznego łąk pod wpływem nawodnień ściekami.
Annales UMCS, Sec. E, 50, suppl., 229 233.
Talik B., Pławiński R. 1995. Wpływ różnego sposobu użytkowania łąk nawadnianych ściekami
miejskimi na wielkość i jakość plonu oraz trwałość gatunków traw. Wiadomości IMUZ 17, 3,
167 177.