Zb. gozdarstva in lesarstva, L. 19, št. 1, s. 379 - 388, Ljubljana 1981 UDK 631.!i HEMIJSKI SASTAV PLODOVA NEKIH BILJAKA GAJENIH NA PEPELU TERMOELEKTRANA Dimitrije STOJANOVIC*, Melanija DJURDJEVIC** i Snežana NIKOLIC*** IZVOD Pepeo termoelektrana može da služi kao supstrat za gajenje nekih vrsta povrča i cveča, uz primenu odgovarajučih meliorativnih mera. Hemijska analiza plodova povrča dobijenog sa pepela, pokazuje da se nivo nekih metala (Zn, Cu, Mn, Cd i Pb) u ovom povrcu ne razli- kuje od nivoa istih metala u povrču sa normalnog zemljišta. ABSTRACT Fuel ash from power stations can be used asa substrate for growth of some kinds of vegetable crops and some kinds of flowers. Chemical analysis of vegetables grown on the ash showed that the level of some metals (Zn, Cu, Mn, Cd and Pb) was approximately the same as the level of the same metals in vegetables grown on soil. UVOD Naši raniji rezultati (Stojanovič et al. 1975) su pokazali da je pepeo termoelektrana nepodesan supstrat za gajenje biljaka, zbog niza nepovoljnih osobina, od kojih treba navesti sledeče: - alkalan supstrat sa visokom pH-vrednošču uvodi i 0,1 M. KCl; - pepeo, kao supstrat za gajenje biljaka, je kara:kterističan po nedostatku nekih osnovnih elemenata ishrane biljaka, a pre sve- ga po nedostatku azota i fosfora; - pepeo je supstrat bez organske materije, koja ulazi u sastav adsorptivnog kompleksa zemljišta; - u pepelu se, zavisno od sastava, mogu sresti toksični, odnosno fitotoksični elementi (bor) i teški metali (Pb, Cd idr.). Zbog ovih nepovoljnih osobina, pri koriščenju pepela kao supstrata za gajenje biljaka, treba voditi računa o odgovarajučim meliorati- vnim merama, odnosno o postupcima pomoču kojih se pepeo može pri- lagoditi za rasti razvoj odredjenih biljnih vrsta. *Viši naučni saradnik, dr hemijskih nauka, INEP-Zemun, Banatska 31b **Stručni saradnik, dipl. ing., INEP-Zemun, Banatska 31b ***Asistent, dipl. hemičar, Prirodnomatematički fakultet, Beograd. 379 U dosadašnjem radu na ispitivanju mogucnosti kori.šcenja pepela za rast biljaka pokazalo se da neke, pre svega, ratarske kulture, mo- gu da uspevaju na pepelu termoelektrana uz odgovarajuce meliorati- vne mere (Stojanovic et al. 1978). Pri započinjanju rada na gajenju ratarskih kultura, mi smo raspo- lagali sa odredjenim literaturnim podacima stranih autora (Hodgson D. R. 1961, Hodgson D. R. ahd Townsend W. N. 1973). Medjutim, pos- le uspešno savladane prve faze sa gajenjem ratarskih kultura, pos- tavilo se pitanje: može lise pepeo termoelektrana koristiti kao supstrat za gajenje povrca ili cveca u staklarama, obzirom da ter- moelektrane raspolažu viškom toplote, koja do sada nije racionalno iskorišcena? Ovo pitanje, ma koliko interesantno, činilo se u prvi mahi dosta složeno, obzirom da u literaturi o gajenju povrca i cveca na pepelu bez zemlje nismo našli odgovarajuce podatke. METOD RADA Tokom l~.80. godine u staklari našeg Instituta, u bazenima površine . oko 2 m, postavljeni su ogledi na pepelu, koji je neposredno izba- čen iz kotla, kao i na pepelu koji je prethodnih godina, na neki način, bio delimično meliorisan, gajenjem ratarskih kultura (ovas i uljana repica). U ogledu su od povrtarskih kultura bili zastupljeni: paradajz, grašak, spanac, salata, krastavac i mrkva. Cilj ovog eksperimenta u "malom" je bio da se najpre ispita mogucnost gajenja povrca na pepelu termoelektranp, bez upotrebe zemlje. Osim toga u ovom ogle- du smo želeli da ispitamo delovanje različitih doza i vrsta mine- ralnih djubriva na rasti razvice pojedinih povrtarskih kultura, a zatim da ispitamo hemijski sastav dobijenih plodova, odnosno sadr- žaj pojedinih metala u ovom povrcu. Ova poslednja etapa istraživa- nja je od posebnog interesa sa gledišta mogucnosti korišcenja po- vrca sa pepela za ljudsku i animalnu ishranu. Ogled je postavljen sa tri različite kombinacije mineralnih djub- riva: u prvoj kombinaciji, na pepelu direktno izbačenom iz kotla, korišceno je NPK - djubrivo 15:15:15 u količini od 1.500 kg/ha; u drugoj kombinaciji, sa delimično meliorisanim pepelom, korišceno je takodje NPK-djubrivo 15:15:15 u količini od 1.000 kg/ha; utre- coj kombinaciji, na delimično meliorisanom pepelu, korišcen je MAP i KAN u količini od 100 kg N/ha i 100 kg P o5/ha. U ovoj poslednjoj kombinaciji, prvi put je u našim ogledima ~orišcen mono-amonijum tosfat (MAP), zbog toga što to djubrivo deluje kiselo (pH-vrednost suspenzije djubriva uvodi, pri odnosu djubrivo : voda= 1 : 2 iznosi oko 4). Obzirom da je pepeo alkalan supstrat, sa dovoljnom količinam kali- juma, smatrali smo da ce biti od interesa da se ispita mogucnost korišcenja djubriva sa komponentama u kojima su zastupljeni osnov- ni elementi ishrane (Ni P), koji u pepelu nedostaju, a da se kali- jum uopšte ne dodaje. Ovaj pokušaj je ekonomski vrlo značajan, bu- duci da je poznate da su kalijumova djubriva veoma skupa. 380 Odredjene povrtars.ke kulture u ovom ogledu su gajene u periodu od l. aprila (kada je izvršena setva), do kraja jula (kada je završe- no ubiranje plodova). REZULTATI I DISKUSIJA Iz rezultata koji su prikazani u tabeli 1 može se zaključiti da po- jedine povrtarske kulture različito reaguju na pepeo kao supstrat za gajenje biljaka, čije su osobine promenjene upotrebom mineralnih i organskih djubriva. Treba posebno istaci da se paradajz i krasta- vac, a donekle i grašak, mogu uspešno gajiti kako na delimično me- liorisanom tako i na nemeliorisanom pepelu (pepeo direktno izbačen iz kotla). Dobijeni rezultati takodje ukazuju da se krastavac i grašak mogu uspešno gajiti na pepelu, čije su osobine prilagodjene potrebama ovih kultura, upotrebom MAP-a i KAN-a, odnosno upotrebom djubriva bez kalijurna. Ovu činjenicu treba posebno istaci obzirom na visoku cenu kalijumovih djubriva, kao i na činjenicu da je nivo kalijurna u pepelu sasvim dovoljan da zadovolji potrebe vecine biljnih vrsta. Tabela 1: Prinosi povrtarskih kultura (g/bazen) Table 1: Yield of vegetable crops (g/plot) =======================================---====-------==------====== VRSTA POVRCA Kind of vegetable KOMBINACIJA DJUBRIVA Cornbination of fertilizers NPK I NPK II MAP+KAN BROJ BILJAKA/BAZEN Nurnber of plants/plot =========================================-====-----=-=------------- Paradajz (svež) 3.258 1.888 3.125,5 27 Tomatoes (fresh) Krastavac (svež) 6.091 6.400 8.458 16 Cucurnber (fresh) Grašak (suv) 29,5 54 77 ,5 1 red Peas (dry) 1 row Spanac (suv) 35,5 55,5 37 Spinach (dry) 4 reda Spanac (svež) 458 625 411 4 rows Spinach (fresh) Salata (suva) 8,5 20,5 16,5 2 reda Lettuce (dry) 2 rows Salata (sveža) 145 479 287 Lettuce (fresh) Mrkva (sveža) 1.240 1.033 3 reda Carrots (fresh) 3 rows Rezultati u tabeli l. takodje ukazuju da spana6, salata i rnrkva daju nešto bolje rezultate u kombinaciji NPK II, mada se ove kultu- re mogu uspešno gajiti i na podlezi sa MAP-om i KAN-om. Tre~a J?Ose- bno naglasiti da rnrkva nije uopšte mogla da uspeva na nemel1or1sa- 381 nom pepelu sa kombinacijam NPK I. Dali je ovome razlog vrlo visoka koncentracija soli u nemeliorisanom pepelu, koja je povecana-upotre- bom vecih doza mineralnih djubriva, ili nepovoljna pH-vrednost za ovu kulturu, teško je reci? u svakom slučaju dobijerii rezultati, i ako relativni, bez sumnje ukazuju da se pepeo termoelektrana može uspešno koristiti za gajenje povrca, bez upotrebe zemlje. Po završenoj berbi, @aterijal je sušen najpre na vazduhu, a zatim u sušnici na 50 - 60 C do stalne mase. Materijal je zatim tretiran smešom HN03 i HClo4 , radi razlaganja organske materije, a u dobi- jenim rastvorima bdredjivani su Mn, Cu, Zn, Cd i Pb. Svi metali odredjeni su metodom atomsko-apsorpcione spektroskopije. Iz rezultata dobivenih ispitivanjem sadržaja pojedinih metala (tab. 2. i 3.) može se zaključiti da se nivo cinka, mangana i bakra u po- vrcu gajenom na pepelu, uglavnom, ne razlikuje od nivoa ovih meta- la u povrcu sa normalnog zemljišta (literaturni podaci u zagradama). Za nivo teških metala, za najveci broj povrtarskih kultura, nismo mogli da nadjemo literaturne podatkP-. Medjutim, poredjenjem nivoa olova u krastavcu sa pepela, sa nivoom istog metala u krastavcu ga- jenom na zemljištu, može se videti da je nivo ovog metala nešto ni- ži u plodovima sa pepela. 0vaj podatak je u saglasnosti sa podacima hemijske analize pepela, kbjom prilikom je utvrdjeno da pepeo sadr- ži izvesne količine olova, ali da je ovaj metal pristupačan u obli- ku teško rastvorljivih oksida. Kad se govori o sadržaju teških metala u povrcu, koje služi kao hrana, onda treba reci da prema propisima Svetske zdravstvene orga- nizacije (WH0) maksimalno dozvoljena količina olova iznosi 2 ppm, preračunata ria svežu masu, a kadmijuma 0,l ppm. Naša zemlja je pri- hyatila ove kriterijume. Vrednosti za olovo i kadmijum, prikazane u tabelama, preračunate su na suvu masu iz čisto analitičkih razloga. Medjutim, ako se uz- me u obzir sadržaj vode kod odgovarajucih povrtarskih kultura, la- ko se može doci do zaključka da se vrednosti za koncentraciju olo- va i kadmijuma nalaze ispod 2 ppm za Pb, odnosno ispod 0,l ppm za Cd, kada se koncentracija ovih metala preračuna na svežu masu. Na osnovu ovakvog razmatranja dobijenih rezultata, moglo bi se za- ključiti da se povrce sa pepela može upotrebiti za ljudsku i anima- lnu ishranu, pod uslovom da i neki drugi metali (Hg, As) čiju kon- centraciju nismo odredjivali, ne premašuju dozvoljeni maksimum. No ako u pogledu donošenja konačnog zaključka o mogucnosti korišc~- nja povrca sa pepela za ljudsku i animalnu ishranu postaje još ne- kakve dileme (iz razloga napred spomenutih), onda je sasvim sigurno da nema nikakvih dilema o mogucnosti korišcenja pepela za gajenje odredjenih vrsta cveca. Naime, u 1981. godini, je sa odredj~~i~ vrstama cveca, u staklari 'INEP-a, izveden ogled na pepelu koJi Je tokom 1980. godine korišcen za gajenje povrca. U ovom ogledu su bile zastupljene sledece vrste cveca: cinija, kadifa, salvija, . slez, petunija, neven, alisum, lepi dečko i dalija. Setva cveca Je obavljena 30.3.1981. godine. 382 Tabela 2: Količina nekih metala u povrcu gajenom na pepelu i na zemljištu Table 2: Content of some metals in vegetable crops grown on ash and soil ===============================================================================-=====---===----= Vrsta povrca Tretman Supstrat Kind of Zn Cu Mn Pb Cd Treatment Substrate vegetable ppm ===============================================================================-=====---===-- --- Salata NPK II doza pepeo 69,00 11,55 49,00 6,85 1,05 Lettuce dose ash II NPK I doza II 146,20 6,85 42,50 12,45 1,10 dose MAP II 70,40 11,85 27,10 9,35 0,70 II NPK I doza zemljište 115,85 9,35 84,05 9,95 2,50 dose soil Lit. podaci (20-130) (3-60) (l-169) Lit. data C., Grašak NPK II doza 49,65 5,90 9,60 3,70 o,5o 00 pepeo C., Peas dose ash II NPK I doza 25,25 3,75 9,05 5,00 0,10 dose II MAP II 46,20 6,25 9,35 3,75 0,50 Lit. podaci (14-56) (5,2-23,3) (7-25) Lit. data Spanac NPK II doza pepeo 167,75 11,20 56,00 11,20 0,85 Spinach dose ash NPK I doza II 107,40 11,50 41,70 7,45 0,85 dose MAP 145,60 10,50 58,80 13,70 1,20 II NPK II doza zemljište 183,45 13,70 116,60 7,45 2,15 dose soil II NPK I doza II 194,75 16,20 124,65 11,20 1,80 dose Lit.podaci (90-180) (l,8-24) (28-230) Lit. data Tabela 3: Količina nekih metala u povrcu gajenom na pepelu i na zemljištu Table 3: Content of some metals in vegetable crops grown on ash and soil ----=-----=-=-====-============================================================================= Vrsta povrca Tretrnan Supstrat Kind of Zn Cu Mn Pb Cd Treatrnent Substrate vegetable ppm ============================================================================================== Krastavac NPK II doza pepeo 44,50 7,15 12,45 6,86 0,55 Cucurnber dose ash NPK I doza 33,25 6,20 13,05 4,95 0,50 dose MAP 44,80 5,00 9,35 6,85 0,55 NPK II doza zernljište 71,15 13,65 24,25 7,45 1,10 dose soil II NPK I doza II 66,30 13,65 31,90 11,15 1,00 dose t.:> Lit. podaci (27-64) (16-32) (31-46,5) (18,5-46) 00 "'" Lit. data šargarepa NPK II doza pepeo 36,65 5,90 13,05 7,15 0,40 Carrots dose ash MAP 36,65 14,30 56,50 9,00 0,80 Lit. podaci (20-39) (5-18) Lit. data Paradajz NPK I doza pepeo 23,65 6,20 11,20 6,85 0,70 Tomatoes dose ash NPK II doza II 25,35 6,15 14,20 5,55 0,55 dose MAP II 24,20 5,90 10,55 7,45 0,40 II NPK I doza zemljište 32,95 11,20 14,30 6,85 0,75 dose soil Lit. podaci (15-25) (5-13) Lit. data Pepeo u bazenima je prethodno izmešan i "očišceri" od ostataka ko- rena zaos.talih od prethodno gajenog povrca. Nakon djubrenja sa or- ganskim djubrivi:rna (5 kg treseta na jedan bazen) i mineralnim djub- rivima (upotrebljene su iste doze i kombinacije kao i pri gajenju povrca), setva semena je obavljena direktno, postavljanjem semena u redove. Nicanje biljaka je otpočelo 9.4.1981. godine i bilo je dosta neujednačeno, odnosno rekli bi smo da je zavisilo od supstra- ta i od kvaliteta semena. Najteže su nicale biljke na pepelu koji je direktno izbačen iz kotla pa je u ovom bazenu izvršena dopunska setva sa nešto vecim količinama semena, obzirom da smo od nabavlja- ča semena ("Semenarna" - Ljubljana) doznali da je seme, usled du- žeg stajanja izgubilo nešto od sposobnosti klijanja. Inače, ogled je svakodnevno zalivan česmenskom vodom. Tokom razvo- ja biljne mase, zbog nešto gušce setve i proble:rna zasenčenja, ne- ke vrste cveca (petunija i salvija) su se slabije razvijale. Medju- ti:rn, sa povecanjem dužine dana, odnosno dužine sučnanog osvetlja- vanja, u kasnijern periodu ove vrste su zastoj nadoknadile i normal- no se razvijale. Surnirajuci rezultate ovog ogleda, moglo bi se reci da pepeo termo- elektrana može vrlo uspešno, uz odgovarajuce meliorativne mere, da se koristi i za gajenje različitih vrsta cveca. ZAKLJUČAK Pepeo iz Termoelektrane u Obrenovcu, kako delimično meliorisan ta- ko i nemeliorisan (direktno izbačen iz kotla), može se uspešno ko- ristiti za gajenje nekih vrsta povrca i cveca bez zemlje, primenom odgovarajucih mineralnih i organskih djubriva. Rezultati dvogodišnjih ispitivanja pokazuju da pored upotrebe kom- pleksnih i organskih djubriva, za ove svrhe se uspešno može koris- titi i kombinacija MAP-a i KAN-a, odnosno kombinacija mineralnih djubriva bez kalijurna. ovaj podatak je značajan zbog visoke cene kalijurnovih djubriva i zbog činjenice da je nivo kalijurna u pepelu dovoljan za vecinu biljnih vrsta. Ispitivanjem sadržaja odredjenih metala (Zn, Cu, Mn, Cd i Pb) u povrcu sa pepela, utvrdjeno je da nema značajnih razlika u nivou ovih elemenata u poredjenju sa povrcem gajenim na normalnem zem- ljištu. 385 THE CHEMICAL COMPOSITJ;ON OF TBE FlW:I:T OF SOME J;>LANTS GROWN ON THE ASH OF THERMOELECTRIC POWER PLANTS Dimitrije Stojanovi.6*, Melanija Djurdjevic* and Snežana Nikolic** *Institute for the ApI?lication of Nuclear Energy in Agriculture, Veterinary Medicine and Forestry, Zemun **Faculty of Science and Mathematics, Beograd Summary Ash from the The;t:'moelectric power plant in Obrenovac, both partly meliorated and unmeliorated (direct from the boiler}, can be suc- cessfully used ;l;or. the cultivation of some types of vegetables and flowers without the a,ddition of soil, but in the presence of certa- in mineral and organic. fertilizers. Results obtained over two years show that, apart from complex and organic fertilizers, the combination MAP and KAN, i.e. a combina- tion of mineral fertilizers without potassium, can be used just as successfully. This data is of importance when we consider the high prices of potassium fertilizers and the fact that the level of potassium in ash is sufficient for most plant species. Investigations of the content of certain metals (Zn, Cu, Mn, Cd and l?b) in vegetables grown on ash have chown that there are no significant differences between the levels of these elements in these vegetables and those grown on normal soil. 386 LITERATURA D. Stojanovic, Mila Bogdanovic and Andjelija Rastovic (1975): Deposits of the pulverized fuel ash asa substrate for plant growth; Zemljište i biljka 24, 3, 163. D. Stojanovic, Mila Bogdanovic and s. Simic (1978): Fixation of ash deposits with plant cover; Acta Biol. Med. Exp. 3, 53. Hodgson D. R. (1961): Investigation into the reclamation of lands covered with pulverized fuel ash; Ph. D. Thesis, Leeds University. Hodgson D. R. and Townsend W. N. (1973): The amelioration and revegetation of pulverized fuel ash. In the Ecology and Reclamation of Devasted Land II (Ed. by R. J. Hutnik and Davis), Gordon and Breach, London. 387