Nutrient availability in the initial stages of surface mine spoil reclamation — Impact on plant growth

Abstract

The aim of this study was to characterise nutrient availability in the initial stages of reclamation and its impact on the growth of Secale multicaule L., the typical cover crop in newly established Pinus silvestris L. stands. A field experiment testing different levels of nutrient supply (N, P, K) was conducted on a carboniferous and a non-carboniferous sandy mine spoil representing typical mine spoils in the open-cast lignite mining district of Lower Lusatia. On both types of mine spoils, primarily N and P limited plant growth. On non-carboniferous mine spoil, low P availability to plants was alleviated by mineral fertiliser application while on carboniferous mine spoil, due to P immobilisation, P availability was still limiting plant growth after similar levels of P fertilisation. The elevated Nmin content in carboniferous mine spoil compared to non-carboniferous mine spoil is probably the result of less N leaching as the dominant N form in carboniferous mine spoil is NH4+ while the highly mobile NO3— is prevailing in the non-carboniferous mine spoil. N release from geogenic organic matter in carboniferous mine spoil as suggested by comparable Nt contents in pedogenetically formed soil organic matter is less likely. Nährstoffverfügbarkeit in Kippsubstraten in der Initialphase der Rekultivierung — Einfluß auf das Pflanzenwachstum Ziel der Untersuchungen war es, die Nährstoffverfügbarkeit im Anfangsstadium der Rekultivierung zu charakterisieren und ihre Bedeutung für das Wachstum von Secale multicaule L., das als Untersaat bei der Neuanlage von Kiefernaufforstungen (Pinus silvestris L.) verwendet wird, zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurde ein Feldversuch mit verschiedenen Nährstoffversorgungsstufen (N, P, K) auf kohlehaltigem und kohlefreiem sandigem Kippsubstrat, welche charakteristisch für das Niederlausitzer Braunkohlerevier sind, angelegt. Auf beiden Kippsubstrat-Typen war das Pflanzenwachstum durch N und P limitiert. Im kohlefreien Kippsubstrat wurde die geringe P-Verfügbarkeit durch Mineraldüngung verbessert. Im kohlehaltigen Kippsubstrat war das Pflanzenwachstum aufgrund der P-Festlegung jedoch weiterhin durch niedrige P-Verfügbarkeit limitiert. Die erhöhten Nmin Gehalte im Kipp-Kohlesand im Vergleich zum Kipp-Sand sind wahrscheinlich das Ergebnis verringerter N-Auswaschung auf dem Kipp-Kohlesand. Hier bildet NH4+ den dominanten Anteil der mineralischen N Fraktion, während auf dem Kipp-Sand das hoch mobile NO3— dominiert. Eine N-Freisetzung aus der geogenen organischen Substanz im Kipp-Kohlesand, wie es vergleichbare Nt-Gehalte in pedogen gebildeter organischer Substanz vermuten ließen, ist wenig wahrscheinlich.