Změny obsahu fosforu v půdě v závislosti na různých systémech hnojení dlouhodobého polního pokusu

Bc. Jan Hladík

Master's thesis

The changes of phosphorus content in soil as a function of different fertilizing systems of long-term field experiment

Abstract:

Vzhledem ke snižování zásob neobnovitelných fosfátových hornin začíná reálně hrozit nedostatek minerálních fosforečných hnojiv. Fosfátové horniny se především pro evropské země stávají strategickou surovinou a zvyšující se ceny vedou k hledání alternativ recyklace fosforu. Ekonomicky nejlépe se jeví využití různých odpadních materiálů obsahujících fosfor ve využitelném množství, například čistírenských kalů, ovšem reálná aplikace může být omezena zatížením rizikovými látkami (těžkými kovy, farmaky, patogeny aj.). V dlouhodobých pokusech na stanovištích s rozdílnými půdními a klimatickými podmínkami (Humpolec, Hněvčeves a Suchdol) je na tříhonném osevním postupu (brambory, ozimá pšenice a jarní ječmen) zkoumán vliv tří systémů hnojení (chlévský hnůj, čistírenský kal a průmyslová hnojiva) proti nehnojené kontrole. Hodnoceny byly různé frakce fosforu v půdě od snadno přístupných až po reziduální P. Pozornost byla věnována i sorpčním charakteristikám fosforu. Na základě srovnání variant z hlediska okamžitě přístupného fosforu (PH2O) bylo zpravidla zjištěno, že i přes výrazně vyšší množství P dodaného čistírenskými kaly byly hodnoty srovnatelné s ostatními variantami hnojení. Je to pravděpodobně způsobeno srážením P v čistírenských kalech prostřednictvím železa a hliníku. Při sledování obtížněji dostupných forem P už jsou u varianty hnojené kaly zpravidla dosahovány výrazně vyšší hodnoty ve srovnání se všemi ostatními variantami. Aplikace čistírenských kalů vedla i k výraznému zvýšení stupně nasycení půdy fosforem. Jako hlavní závěry práce lze uvést následující. Varianta hnojená kaly vedla k výrazné akumulaci fosforu v půdě, avšak riziko vyplavení P je zde pravděpodobně menší než u varianty hnojené hnojem. V případě, že je fosfor limitující živinou, jeví se jako nejvhodnější z hlediska jeho doplnění varianta hnojená minerálním P ve variantě NPK. Z komplexnějšího pohledu je však vhodnější hnůj, jelikož jsou jeho prostřednictvím doplněny organické látky a další živiny.

Abstract:

As the supply of non-renewable phosphate rock diminishes, there is a real threat of a shortage of mineral phosphate fertilisers. Phosphate rock is becoming a strategic raw material for European countries in particular and rising prices are leading to a search for alternatives to phosphorus recycling. The economically best option seems to be the use of various waste materials containing phosphorus in usable quantities, such as sewage sludge, but the real application may be limited by the load of hazardous pollutants (heavy metals, drugs, pathogens, etc.). In long-term experiments on locations with different soil and climatic conditions (Humpolec, Hněvčeves and Suchdol), the effects of three fertilisation systems (farmyard manure, sewage sludge and mineral fertilisers) were compared to unfertilized control. Different fractions of phosphorus in the soil were evaluated, ranging from readily available to residual P. Attention was also paid to the sorption characteristics of phosphorus. Comparison of the variants in terms of readily available phosphorus (PH2O) generally showed that, despite the significantly higher amount of P supplied by the sewage sludge, the values were comparable to the other fertilization variants. This is probably due to the precipitation of P in the sewage sludge using iron and aluminum. When looking at the less available P forms, the sludge-fertilized variant usually had significantly higher values compared to all other variants. The application of sewage sludge also led to an increment of degree of phosphorus saturation. The main conclusions of the study are as follows. The sewage sludge-fertilized variant led to a significant accumulation of phosphorus in the soil, but the risk of P leaching is probably lower here than in the farmyard manure-fertilized variant. In the case where phosphorus is the limiting nutrient, the mineral P in the NPK variant appears to be the most suitable in terms of its replenishment. However, from a more holistic point of view, farmyard manure is preferable as it adds organic matter and other nutrients.

Keywords

Osevní postup, Hnojení fosforem, Extrakce Mehlich 3, Vodný výluh, Nepřístupné formy P

Keywords

Crop rotation, Phosphorus fertilization, Mehlich 3 extraction, Water extraction, Inaccessible P forms

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 23. 5. 2024
• Supervisor: doc. Ing. Martin Kulhánek, Ph.D.
• Reader: Ondřej Sedlář, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / specializace:
Plant Production / Plant Nutrition and Protection