Dlouhodobý vliv biocharu na vybrané biologické vlastnosti půdy

Bc. Magdaléna Přikrylová

Diplomová práce

Long-term effect of biochar on selected soil biological parameters

Anotace:

Biologické vlastnosti půdy, především půdní mikroorganismy hrají klíčovou roli při udržování funkcí půdy včetně rozkladu a koloběhu živin. Činnost enzymů úzce souvisí s fyzikálně-chemickými a biologickými vlastnostmi půdy, přičemž právě mikroorganismy jsou jejich primárním zdrojem. Tato diplomová práce se zabývá tématem dlouhodobého vlivu biocharu na vybrané biologické vlastnosti půdy. Aplikace biocharu do půdy by mohla pomoci ke stabilizaci celého půdního ekosystému, čímž by se mohla zvýšit úrodnost a zdraví půdy. V této diplomové práci byla použita řada analytických metod k posouzení vlivu aplikace biocharu na základní biologické vlastnosti půdy klasifikované jako písčitohlinitá regozem. Biochar použitý pro tuto studii byl vyroben z dřevní štěpky. Půda byla ošetřena jak samotným hnojem, tak i směsí biocharu a chlévského hnoje, přičemž vzorky byly odebrány 18 měsíců po aplikaci. Směs biocharu a chlévského hnoje byla aplikována v různých poměrech (MB10 – hnůj + vysoko-teplotní biochar v poměru 90:10, MB50 – hnůj + vysoko-teplotní biochar v poměru 50:50, MBh50 – hnůj + středně-teplotní biochar v poměru 50:50). Vzorky půdy byly analyzovány na vybrané charakteristiky, včetně stanovení výměnného pH, kationtové výměnné kapacity a extrakce makro a mikroživin. Na závěr experimentu pak byly měřeny enzymatické aktivity na upravených i neupravených půdách. Následně byly vyhodnoceny rozdíly mezi jednotlivými variantami a kontrolou pomocí programu Microsoft Excel pro základní statistickou analýzu a programu Statistica 12 pro výpočet jednofaktorové ANOVY s Tukeyovým HSD testem. Výsledky byly prezentovány ve formě tabulek a grafů. Aplikace biocharu společně s chlévským hnojem vedla ke zvýšení hodnoty pH, KVK, vybraných dostupných množství mikro a makroživin jako K, Mg, Cu, Mn. Projevila se také schopnost biocharu v kombinaci s hnojem zvýšit aktivitu některých půdních enzymů. K nárůstu došlo u aktivity kyselé fosfatázy, sulfatázy, chitinázy a leucin aminopeptidázy, β-D-glukosidázy i alanin aminopeptidázy, která se s větším množstvím vysokoteplotního biocharu zvyšovala. Lze tedy konstatovat, že biochar vyrobený z dřevní štěpky v kombinaci s chlévským hnojem má pozitivní vliv na vybrané biologické vlastnosti půdy, a tedy i na aktivitu půdních mikroorganismů.

Abstract:

Soil biological properties, especially soil microorganisms, play a crucial role in maintaining soil functions, including nutrient decomposition and cycling. Enzyme activity is closely related to the physical, chemical, and biological properties of soil, with microorganisms being their primary source. This thesis examines the long-term impact of biochar on selected soil biological properties. Incorporating biochar into the soil could help stabilize the entire soil ecosystem, thereby increasing soil fertility and health. This thesis employed various analytical methods to assess the effect of biochar application on fundamental soil biological properties classified as sandy loam regosol. The biochar used in this study was made from wood chips. The soil was treated with both manure alone and a mixture of biochar and farmyard manure, with samples collected 18 months post-application. The biochar and manure mixture were applied in different proportions (MB10 – manure + high-temperature biochar in a ratio of 90:10, MB50 – manure + high-temperature biochar in a ratio of 50:50, MBh50 – manure + medium-temperature biochar in a ratio of 50:50). Soil samples were analyzed for selected characteristics, including exchangeable pH, cation exchange capacity, and extraction of macro and micronutrients. At the end of the experiment, enzymatic activities were measured on treated and untreated soils. Subsequently, differences between the various treatments and the control were evaluated using Microsoft Excel for basic statistical analysis and Statistica 12 for one-way ANOVA with Tukey's HSD test. The results were presented in the form of tables and graphs. The application of biochar along with farmyard manure led to an increase in pH, CEC, and selected available quantities of micro and macronutrients such as K, Mg, Cu, and Mn. Additionally, the ability of biochar in combination with manure to increase the activity of certain soil enzymes was demonstrated. An increase was observed in the activity of acid phosphatase, sulfatase, chitinase, leucine aminopeptidase, β-D-glucosidase, and alanine aminopeptidase, with the activity of the latter increasing with higher amounts of high-temperature biochar. It can therefore be concluded that biochar made from wood chips in combination with farmyard manure has a positive impact on selected soil biological properties, including the activity of soil microorganisms.

Klíčová slova

biochar, živiny, dlouhodobý účinek, mikrobiální aktivita

Keywords

biochar, nutrients, long-term effect, microbial activity

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 28. 4. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 21. 5. 2024
• Vedoucí: prof. Ing. Jiřina Száková, CSc.
• Oponent: Petr Ouředníček, Ing.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program:
Technologie odpadů