Sekvestrace uhlíku do půdy prostřednictvím pěstování meziplodin

Eliška Mlejnková

Bachelor's thesis

Soil carbon sequestration through cultivation of catch crops

Abstract:

Bakalářská práce je zaměřena na vypracování literární rešerše o principech a poznatcích sekvestrování uhlíku na orné půdě a možnostech jejího zvyšování pomocí pěstování meziplodin. Půda má veliký potenciál vázat uhlík a jeví se tedy jako vhodné řešení pro jeho ukládání. Nejde přitom o složité technologické postupy, ale pouze změny v zemědělské činnosti na půdě. Při přeměně přirozených ekosystémů v agroekosystémy dochází k uvolnění značného množství uhlíku do atmosféry a ve světovém měřítku orné půdy jde společně s emisemi, které produkuje obhospodařování půdy, o velké množství skleníkových plynů. Snaha o navrácení uhlíku do půdy je tedy na místě. Světové půdy zároveň trpí erozí, nedostatkem organické hmoty a dostupných živin. Snaha o navrácení uhlíku do půdy je tedy na místě i kvůli zdraví půd. Živá půdní organická hmota v podobě rostlin je velkým činitelem ovlivňování obsahu uhlíku v půdě, a právě obdělávání půdy rozhoduje o emisích CO2 či ponechání uhlíku v podobě humusové hmoty v půdě. Zvýšení míry sekvestrace lidskou činností by tedy nemělo vliv pouze na odebrání skleníkových plynů z atmosféry, ale i zmíněné benefity ze zvýšeného obsahu půdní organické hmoty. Děje vedoucí k sekvestraci jako je rhizodepozice, činnost mikroorganismů a půdní mykorhizy lze podpořit lidskou činností pro zadržení i následném udržení uhlíku v půdě. Klíčovým faktorem jsou zde agrotechnické postupy, především zpracování půdy a pěstování meziplodin. Mnoho zdrojů se shoduje, že zpracování půdy negativně ovlivňuje půdní strukturu, způsobuje erozi půdy a degradaci půdní organické hmoty. Tedy změny, které podporují emise oxidu uhličitého do atmosféry. Zařazení meziplodin do osevního postupu se jeví jako vhodné řešení pro rekarbonizaci půdy po zemědělské činnosti. Meziplodiny mají mnoho produkčních i mimoprodukčních benefitů, mezi které se řadí: omezení eroze a zhutnění půdy půdy, zlepšení vodního hospodářství, zlepšení využívání energetických vstupů, podpora biodiverzity a bezobratlých a zelené hnojení. Dokážou nejen stabilizovat organické sloučeniny do více kvalitních humusových molekul, ale i zadržet přebytečný dusík v půdě a fixovat ho zde po delší dobu a předejít tak vyplavování dusíku z půdy. Prostřednictvím pěstování meziplodin čeledi bobovitých lze dosáhnout fixace nejen atmosférického uhlíku, ale i dusíku a zmenšit tak vstupy dusíkatých hnojiv. Odhady míry sekvestrace meziplodinami v globálním měřítku jsou uváděny 0,6 Gt CO2 za rok. Pro představu množství odpovídá zhruba 10 % z 5 až 6 Gt CO2.rok-1, které podle odhadů pocházejí ze zemědělství.

Abstract:

The bachelor thesis is focused on the literature research on the principles and knowledge of carbon sequestration on arable land and the possibilities of its increase by intercropping. Soil has a great potential to sequester carbon and therefore appears to be a suitable solution for carbon storage. This does not involve complex technological practices, but only changes in agricultural practices on the land. The conversion of natural ecosystems into agroecosystems releases a significant amount of carbon into the atmosphere and on a global scale, arable land, together with emissions from land management, accounts for a large amount of greenhouse gases. Effort to return carbon to the soil is therefore a logical step. At the same time, the world's soils are suffering from erosion, a lack of organic matter and available nutrients. So efforts to return carbon to the soil are also appropriate for the sake of soil health. Living soil organic matter in the form of plants is a major factor in influencing the carbon content of the soil, and it is the cultivation of the soil that determines the CO2 emissions or the retention of carbon in the form of humus in the soil. Thus, an increase in the rate of sequestration by human activity would not only affect the removal of greenhouse gases from the atmosphere, but also the aforementioned benefits from increased soil organic matter. Processes leading to sequestration such as rhizodeposition, microorganism activity and soil mycorrhizae can be enhanced by human activity for the retention and subsequent storage of soil carbon. Agronomic practices, especially tillage and intercropping, are a key factor. Many sources agree that tillage negatively affects soil structure, causing soil erosion and degradation of soil organic matter. These changes promote the emission of carbon dioxide into the atmosphere. Incorporating intercropping into crop rotation seems to be a suitable solution for soil recarbonisation after agricultural activity. Intercropping has many production and non-production benefits, including: reducing soil erosion and soil compaction, improving water management, improving the use of energy inputs, promoting biodiversity and invertebrates, and green manuring. They can not only stabilise organic compounds into more high-quality humus molecules, but also retain excess nitrogen in the soil and fix it there for longer periods of time, preventing nitrogen leaching from the soil. Through the cultivation of legume intercrops, fixation of not only atmospheric carbon but also of nitrogen can be achieved, which causes for reducing nitrogen fertiliser inputs. Estimates of the global sequestration rate of intercrops are given as 0.6 Gt CO2 per year. To give an idea, the amount corresponds to about 10 % of the 5 to 6 Gt CO2.yr-1 estimated to come from agriculture.

Keywords

organický uhlík v půdě, biomasa, kořenový systém, půdní ekosystém, agrotechnika

Keywords

soil organic carbon, biomass, root system, soil ecosystem, agrotechnology

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 28. 5. 2024
• Supervisor: Ing. Pavel Fuksa, Ph.D.
• Reader: Martin Pisarčik, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / specializace:
Agriculture and Rural Development / Public Administration in Agriculture, Rural Development and Landscape