Obsah zinku v rostlinách pěstovaných na půdách hnojených čistírenskámi kaly

Bc. Michal Vopelák

Master's thesis

Zinc content in plants grown on sewage sludge amended soil

Abstract:

Čistírenské kaly jsou dnes již nevyhnutelnou součástí čištění odpadních vod. Kaly obsahují značné obsahy živin, organické hmoty, ale také rizikových prvků a jiných polutantů. Existuje mnoho možností, jak kaly využívat. Státy západní a severní Evropy většinu kalů spalují, což je v mnoha literárních zdrojích považováno za vysoce neefektivní a neudržitelné. V České republice stále převládá využití kalu jakožto hnojiva nad ostatními možnostmi. Teoretická část pojednává o problematice využití čistírenských kalů v zemědělství a jejich vlivu na chemické a biologické vlastnosti půdy a možná rizika spojená s jejich aplikací na zemědělskou půdu. Důraz je kladen na obsahy potenciálně rizikových prvků, zejména Zn. Popsán je vliv zinku na rostliny, organismy a lidské zdraví, dále také příjem Zn rostlinami (zejména polními plodinami) a konkrétní faktory ovlivňující mobilitu Zn v půdě a přístupnost pro rostliny. V experimentální části byl sledován obsah zinku v rostlinách bramboru, pšenice a kukuřice, které byly pěstovány na půdách hnojených čistírenskými kaly v dlouhodobých polních pokusech (katedry agroenvironmentální chemie a výživy rostlin). Data byla hodnocena mezi roky 2012-2014 na čtyřech lokalitách, které se liší půdními a klimatickými podmínkami. Vliv čistírenských kalů byl porovnán s kontrolním stanovištěm a stanovištěm hnojeným hnojem. U slámy pšenice, hlíz a natí brambor se v obsazích zinku neprokázaly statisticky významné rozdíly mezi jednotlivými typy hnojení. U obsahů zinku v pšenici se prokázala rozdílnost mezi hnojeními, a to mezi kontrolou a trojnásobnou dávkou kalu, hnojem a trojnásobnou dávkou kalu a mezi kalem a trojnásobnou dávkou kalu. U koncentrace zinku v kukuřici se potvrdila rozdílnost mezi typy hnojení, ale v porovnání mezi jednotlivými typy hnojení se odlišnosti nepotvrdily. Dále se prokázaly rozdíly mezi roky u hlíz, u zrna pšenice na lokalitě Hněvčeves a u slámy pšenice mezi roky 2012-2013 a 2013-2014. Rozdíly mezi lokalitami se potvrdily u zrna pšenice, a to mezi lokalitami Suchdol-Hněvčeves a Hněvčeves-Lukavec. U hodnot zinku slámy byly rozdíly mezi lokalitami Lukavec-Suchdol a Lukavec-Hněvčeves.

Abstract:

Sewage sludge is an inevitable part of wastewater treatment. Sludge contain many nutrients, organic matter, but also risk elements and other pollutants. There are many ways to use sludge. States of west and north Europe burn most of the sludge, but many articles consider, that this way of usage is highly inefficient and unsustainable. In the Czech Republic still predominate option of usage as manure. Theoretical part is focused on the usage of sewage sludge in agriculture and effects on the chemical and biological soil properties and potential risks associated with their application to farmland. Emphasis is focuse on the content of potentially hazardous elements, especialy Zn. The influence of zinc to plants, organisms and human healthis describe, as well as uptake of Zn to plants (mainly crops) and specific factors affecting the mobility of Zn in soil and accessibility for plants. In the experimental part was monitored zinc content in potato, wheat and maize, which were grown on soil fertilized with sewage sludge in long-term field experiments (of Department Agroenvironmental Chemistry and Plant Nutrition). Data were evaluated between years 2012-2014 at four locations, which have different soil and climatic conditions. Influence of sewage sludge was compared with the control field and the field fertilized with manure. Concentrations of zinc for wheat straw, haulms and tubers of potato did not show statistically significant differences between types of fertilization. Zinc content in wheat has proved difference between fertilization, between control and sludge3, manure and sludge3 and between sludge and sludge3. Difference in zinc concentration was confirmed in maize between the types of fertilizers, but comparison between the different types of fertilization did not confirmed. Differences between years were shown in tubers, in grain on the area Hněvčeves and in straw between the years 2012-2013 and 2013-2014. Differences between experimental sited were confirmed for wheat grain between locations Suchdol-Hnevceves and Hnevceves Lukavec. Values of zinc for straw differ between sites Lukavec-Suchdol ans Lukavec-Hnevceves.

Keywords

zinek, čistírenské kaly, zemědělské plodiny, dlouhodobý pokus

Keywords

sewage sludge, crops, long-term field experiment, zinc

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 4. 2017

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Jindřich Černý, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Care of Biosphere / Waste Use and Management