Vliv historické výroby dřevěného uhlí (biocharu) na vývoj půd milířišť Českého lesa

Bc. Michaela Jiráčková

Diplomová práce

Influence of historic charcoal (biochar) production on the development of charcoal hearth soils in the Upper Palatine Forest

Anotace:

Diplomová práce Vliv historické výroby dřevěného uhlí (biocharu) na vývoj půd milířišť Českého lesa navazuje na bakalářskou práci Michaely Jiráčkové z roku 2020. První část diplomové práce pojednává obecně o biocharu, především o jeho historii v České republice při pálení milířů, o výrobě dřevěného uhlí procesem pomalé pyrolýzy, o historii půd Terra Preta a jeho využití v dnešní době. Dále se diplomová práce věnuje půdní organické hmotě a jejím vlastnostem, organickému uhlíku, enzymatickým činnostem a jejich původu, významu a jejich interakci s biocharem v půdě. Infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR) byla uvedena jako možnost analýzy půdní organické hmoty. Metoda nám umožnila získat informace o půdní stabilitě a o rozkladných procesech v jednotlivých horizontech. Druhá část diplomové práce je praktická, kde byly vyhodnoceny výsledky z laboratorních analýz. V metodice byla popsána zkoumaná lokalita a přiblíženy horizonty v milířištích i v okolních půdách. Půdní vzorky byly odebrány z 11 milířišť v Českém lese a celkem bylo odebráno 75 půdních vzorků, které byly v terénu popsány a následně v laboratořích analyzovány. Dále byly vytvořeny mikroskopické snímky výbrusů půd, kterými byly charakterizovány mikromorfologické části v přechodu mezi organickým horizontem FH a uhelným horizontem U. Cílem této práce bylo porovnat půdní vlastnosti mezi půdou obohacenou o uhlí a okolní půdou, stručná charakteristika biocharu a vymezení základních pojmů. Byly porovnávány mezi sebou jednotlivé půdní horizonty FH; A a U; B. Výsledky potvrdily, že milířištní půdy jsou stabilnější než okolní půdy a uhelná složka ovlivňuje rozklad organických látek. U milířištního půdního profilu byla potvrzena vyšší enzymatickou činnost, především fosfatáz jak v acetátovém prostředí, tak i v alkalickém. Významný rozdíl se nacházel pouze při porovnání enzymu lipáza v B horizontech a enzymu fosfatáza v alkalickém prostředí. Půdní organická hmota byla stanovena titrací po reakci chromsírovou směsí a ztrátou žíháním a byla obsažena nejvíce v milířištích ve svrchních organických vrstvách a s hloubkou její zastoupení klesalo. Studium biocharu v půdě by mohlo pomoci v souvislosti s koloběhem C v půdě a se zvýšením stability ohrožených lesních porostů.

Abstract:

This thesis Influence of historic charcoal (biochar) production on the development of charcoal hearth soils in the Upper Palatine Forest is the continuation of the bachelor thesis written in 2020 by Michaela Jiráčková. The first part of the thesis is focused on biochar in general, primarily a history of burning kilns in the Czech Republic, charcoal production from slow pyrolysis, a history of Terra Preta soils and how they're used in the present. Furthermore, the thesis discusses soil organic matter and its properties, organic carbon, enzymatic activities and their origin, importance and interaction with biochar in soils. The thesis also describes the principle of Fourier-transform infrared spectroscopy, which made it possible to obtain information about soil stability and decomposition processes in individual horizons. The second part of the thesis is a practical part, where the results of laboratory analyses were evaluated. The methodology introduced the researched location and detailed the horizons in charcoal kiln sites and neighboring soils. Soil samples were taken from 11 locations in Upper Palatine Forest and in total 75 samples were taken, which were then labeled in the field and analyzed in the laboratory. Next, the microscope images were created and used to characterize the micromorphological transitional part between the FH horizon and U horizon. The objective of this work was to compare soil properties between biochar amended soil and the surrounding soils, provide a brief description of biochar, and define basic terminology. The soil horizons FH, A and U, B were compared. The results confirmed that soils containing residual biochar produced from kiln burning are more stable than surrounding soils and the charcoal component affected the decomposition of organic matter. The charcoal component almost never affected enzymatic activity. The only significant difference was found when comparing Lipase enzyme in B horizons and Phosphatase enzyme in an alkaline environment. Soil organic matter was determined by Cox method and loss on ignition method, and the biggest amount was found in the uppermost layer of organic soils and with the increasing depth the quantity decreased. Learning about the biochar in soils could help with the issues related to the C cycle and increasing the stability of endangered forest stands.

Klíčová slova

enzymatická aktivita, mikromorfologie, rozklad, půdní organická hmota

Keywords

soil organic matter, enzymatic activity, decompostion, micromorphology

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 14. 4. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: RNDr. Václav Tejnecký, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program:
Hodnocení a ochrana půdy