Terénní stanovení nasycené hydraulické vodivosti písčité regozemě v druhém roce po polní aplikaci biouhlu a hnoje

Michal Zelinka

Bachelor's thesis

Filed-saturated hydraulic conductivity of sandy Regosol during the second year after field application of biochar and manure

Abstract:

V písčitých půdách je kvůli jejich vysoké propustnosti a slabě vyvinuté struktuře obtížné zadržovat vodu. Vysoká propustnost těchto půd, která funkčně souvisí s vysokou hodnotou nasycené hydraulické vodivosti (Ks), způsobuje vysychání rychlým tokem srážkové vody a na ni navázaných živin do hlubších vrstev půdy a zkracuje dobu kontaktu kořenů rostlin se srážkovou vodou. Tato práce se zabývá využitelností aplikace směsi biouhlu a hnoje pro účely snížení nepříznivě vysoké hodnoty Ks u písčité regozemě v Polabí. Experimentální měření Ks bylo prováděno na zemědělském pozemku v těsné blízkosti obce Zvěřínek, nacházející se ve Středočeském kraji. Na tomto pozemku byly vyčleněny čtyři plochy a na třech z nich bylo aplikováno 40 tun/ha organických přídavků. Na těchto plochách byla v terénu měřena Ks ve dvou kampaních (duben 2023 a srpen 2023) za pomocí dvou Guelphských permeametrů. Plochy nesly označení podle způsobů ošetření půdy: BM10 je plocha s ošetřením směsí biouhlu a hnoje v poměru 1:10, BM50 byla ošetřena směsí biouhlu a hnoje v poměru 1:1, M byla ošetřena pouze hnojem, C je kontrola bez jakéhokoliv ošetření. Naměřené hodnoty Ks vykazovaly pouze nevýznamné rozdíly v průměrech mezi jednotlivými ošetřeními, i celkově mezi dvěma kampaněmi. Vyšší rozptyl a rozsah hodnot Ks byl zaznamenán na plochách s aplikací biouhlu, nejvyšší koeficient variace (176 %) byl pozorován na ošetření BM10 v srpnu 2023. Mírně vyšší průměrné hodnoty byly u většiny ošetření zaznamenány v srpnové oproti dubnové kampani. Celkově ošetření organickými přídavky nevykázala zlepšení, tedy snížení, hodnoty Ks. Hlavním důvodem je zřejmě malé množství aplikované směsi, velké rozměry částic biouhlu a jeho nerovnoměrná aplikace. Důvodem může být i přirozeně vysoká heterogenita testované půdy v blízkosti řeky. Práce ukazuje, že dosažení zlepšení hodnot Ks plošnou aplikací v reálných terénních podmínkách je složitější v porovnání s aplikací v idealizovaných laboratorních podmínkách.

Abstract:

In sandy soils, it is difficult to retain water due to their high permeability and poorly developed structure. The high permeability of these soils, which is functionally related to the high value of the saturated hydraulic conductivity (Ks), causes the rapid flow of rainwater and the nutrients bound to it to dry out in deeper soil layers and shortens the contact time of plant roots with rainwater. This work deals with the applicability of the application of a mixture of biochar and manure for the purpose of reducing the unfavorably high value of Ks in the sandy regozem in Polabí area. The experimental measurement of Ks was carried out on an agricultural plot in close proximity to the village of Zvěřínek, located in the Central Bohemian region. Four areas were set aside on this plot and 40 tons/ha of organic additives were applied to three of them. In these areas, Ks was measured in the field in two campaigns (April 2023 and August 2023) using two Guelph permeameters. The areas were labeled according to the soil treatment methods: BM10 is an area treated with a mixture of biochar and manure in a ratio of 1:10, BM50 was treated with a mixture of biochar and manure in a ratio of 1:1, M was treated only with manure, C is a control without any treatment. The measured values of Ks showed only insignificant differences in the averages between individual treatments, as well as overall between the two campaigns. A higher variance and range of Ks values was recorded in plots with biochar application, the highest coefficient of variation (176%) was observed for the BM10 treatment in August 2023. Slightly higher average values were recorded for most treatments in the August campaign compared to the April campaign. Overall, the treatment with organic additives did not show an improvement, i.e. a reduction, of Ks values. The main reason is apparently the small amount of the applied mixture, the large size of the biochar particles and its uneven application. The reason may also be the naturally high heterogeneity of the tested soil near the river. The work shows that achieving improvement in Ks values by surface application in real field conditions is more difficult compared to application in idealized laboratory conditions.

Keywords

organický přídavek, pyrolýza, biochar, vysychavá propustná půda, terénní aplikace

Keywords

drying permeable soil, organic additive, pyrolysis, biochar, field application

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 3. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 30. 5. 2024
• Supervisor: Ing. Lukáš Jačka, Ph.D.
• Reader: Martin Kovář, Ing.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Bachelor programme:
Water Management