Authors

Abstract

Post-mining substrates are spatially heterogeneous and require site-specific diagnosis before biomass cultivation. This study documents the establishment and three-year monitoring of a 4,500 m² field platform on a coal-mining waste dump in Petrila, Romania. Nine 500 m² plots were used: three fixed-crop reference plots (designated as controls in the original project records) and six plots under a balanced cyclic rotation of maize (Zea mays), soybean (Glycine max) and sweet sorghum (Sorghum bicolor). Amendment treatments formed part of the wider experimental layout but are not evaluated in the present manuscript. Baseline measurements at eight points in June 2023 included instrument-reported volumetric water content (VWC), temperature, penetration resistance, field pH and semi-quantitative N-P-K screening, complemented by preliminary potentially toxic element screening. Mean VWC was 26.6 ± 4.2% at 5 cm and 20.0 ± 4.3% at 15 cm; mean temperatures were 18.2 ± 1.3 and 16.7 ± 1.1°C. Mean penetration resistance across seven complete profiles was 1.05 ± 0.28 MPa and increased with depth. Field pH averaged 7.1 ± 0.1, and the available laboratory summary prioritised Cu and Ni for follow-up. All crops reached reproductive development. Preliminary operational harvest totals were 85, 263 and 487 kg in 2023, 2024 and 2025, respectively; these values are reported descriptively only and are not interpreted as crop yield because harvested area, crop-specific contributions and moisture basis were not documented consistently. The nine crop-year elemental records are likewise treated as single descriptive observations displaying apparent crop-year differences in the reported Cu, Ni, Zn and Pb values; no inferential comparison among crops or years and no conclusion on soil-to-plant transfer or bioaccumulation is made.

Abstract in Romanian

Substraturile post-miniere sunt eterogene spațial și necesită diagnoză specifică înaintea cultivării biomasei. Studiul documentează înființarea și monitorizarea pe trei ani a unei platforme de 4.500 m² pe halda Petrila. Au fost utilizate nouă parcele de 500 m²: trei parcele de referință cu cultură fixă (desemnate drept martor în documentația inițială a proiectului) și șase cu rotație echilibrată de porumb (Zea mays), soia (Glycine max) și sorg zaharat (Sorghum bicolor). Tratamentele cu amendamente au făcut parte din configurația experimentală extinsă, dar nu sunt evaluate în prezentul manuscris. Caracterizarea inițială din iunie 2023, în opt puncte, a inclus umiditatea volumetrică raportată de instrument, temperatura, rezistența la penetrare, pH-ul de teren și screeningul N-P-K, completate de screeningul preliminar al elementelor potențial toxice. Umiditatea medie a fost 26,6 ± 4,2% la 5 cm și 20,0 ± 4,3% la 15 cm, iar temperaturile 18,2 ± 1,3 și 16,7 ± 1,1°C. Rezistența medie la penetrare pentru șapte profile complete a fost 1,05 ± 0,28 MPa și a crescut cu adâncimea. pH-ul mediu a fost 7,1 ± 0,1, iar sinteza de laborator a prioritizat Cu și Ni pentru monitorizare. Toate culturile au ajuns la dezvoltare reproductivă. Totalurile operaționale preliminare ale biomasei recoltate au fost de 85, 263 și 487 kg în 2023, 2024 și, respectiv, 2025; aceste valori sunt raportate exclusiv descriptiv și nu sunt interpretate ca producții agricole, deoarece suprafața recoltată, contribuțiile specifice fiecărei culturi și baza de umiditate nu au fost documentate consecvent. Cele nouă înregistrări cultură-an privind compoziția elementală sunt, de asemenea, tratate ca observații descriptive individuale, evidențiind diferențe aparente între combinațiile cultură-an în valorile raportate pentru Cu, Ni, Zn și Pb; nu se realizează comparații inferențiale între culturi sau ani și nu se formulează concluzii privind transferul sol-plantă ori bioacumularea.