Vliv hnojení čistírenskými kaly na bilanci fosforu v půdě

Ing. Petra Daťková

Master's thesis

The effect of sewage sludge application on phosphorus balance in soil

Abstract:

Fosfor (P) hraje zásadní roli v zemědělství i všech formách života. Fosfor je důležitou rostlinnou makroživinou, v půdě je však málo mobilní, což omezuje jeho dostupnost pro rostliny. Děje jako jsou dýchání, fotosyntéza nebo i rozklad odpadu vyžadují přiměřenou úroveň fosforu. Pro udržení vysoké rostlinné produkce kvůli rostoucí světové populaci jsou nutné významné vstupy P. Fosfor je většinou získáván z vytěženého horninového fosfátu a kombinován v minerálních hnojivech se sírou, dusíkem a draslíkem. Fosfor ve formě minerálních hnojiv je konečný a ubývající zdroj. Proto je třeba hledat udržitelnější alternativu i pro budoucí potravinovou bezpečnost. Možným řešením je využití i některých odpadních látek obsahující P, jako například čistírenské kaly.V experimentální části byla hodnocena bilance P u dlouhodobých pokusů na stanovištích Humpolec, Hněvčeves a Praha – Suchdol u pšenice ozimé (Triticum aestivum). Porovnávány byly čtyři varianty hnojení a varianta kontrolní nehnojená ve dvou letech 2013 a 2014. Jako hnojivo byly aplikovány čistírenské kaly ve dvou experimentálních dávkách. Kal 1 v průměrné dávce 201 kg P/ha a Kal 3 v průměrné dávce 603 kg P/ha za tříletý cyklus. Dalšími variantami bylo hnojení minerálním hnojivem NPK v průměrné dávce 90 kg P/ha za tříletý cyklus a minerálním dusíkem. Hodnocen byl odběr P zrnem a slámou, jeho obsah v zrnu a slámě a bilance P, při níž byl započítán vstup P a odběr P rostlinami. Odběr P byl vždy výrazně nižší pro nehnojenou variantu. Nejméně se lišily odběry P zrnem pšenice při porovnání obou let pro stanoviště Suchdol. Největší rozdíl v odběru fosforu mezi stanovišti byl zaznamenán pro hnojenou variantu Kal 1 a Kal 3. U varianty Kal 1 a Kal 3 byla zjištěna přímo úměrná závislost výnosu a odběru fosforu zrnem pšenice ozimé pro všechna zkoumaná stanoviště. Při aplikaci nadměrného množství P ve formě Kal 3 nebyl výnos pro tuto variantu hnojení u všech stanovišť vyšší než výnosy u ostatních hnojených variant. Z výsledků vyplývá, že hnojení čistírenskými kaly má pozitivní dopad na bilanci fosforu v půdě.

Abstract:

Phosphorus (P) plays a vital role in agriculture and all forms of life. P is an important plant macronutrient, but it is less mobile in soil, which limits its availability for plants. Processes like respiration, photosynthesis or even decomposition of waste require an adequate level of P. To maintain high crop production due to the growing world population, significant phosphorus inputs are required. P is mostly obtained from mined phosphate rock and is often combined in mineral fertilizers with sulphur, nitrogen and potassium. P in the form of mineral fertilizers is the ultimate source. It is therefore necessary to look for a more sustainable alternative for future food security. A possible solution is the use of some P-containing waste, such as sewage sludge. In the experimental part the P balance was evaluated in long-term experiments at Humpolec, Hněvčeves and Praha-Suchdol sites in winter wheat (Triticum aestivum). Four fertilization variants and a control variant were compared in two years 2013 and 2014. As a fertilizer, sewage sludge (SS) was applied in two experimental batches, SS 1 at an average dose of 201 kg P/ha and SS 3 at an average dose of 603 kg P/ha for a three-year cycle. Other variants were NPK fertilizer at an average dose of 90 kg P/ha over a three-year cycle and mineral nitrogen. The P uptake in grain and straw, the phosphorus content in grain and straw and the balance of P were evaluated, in which the P input and the P uptake were counted. The P uptake was significantly lower at all sites for the non-fertilized variant. The least varied P uptake in the wheat grain samples when comparing the two years was on the Suchdol site. The greatest difference in P uptake between the sites was registered for the fertilization variants of SS 1 and SS 3. For the SS 1 and SS 3 variants, the proportional dependence of yield and P uptake at winter wheat grain was found to be directly proportional to all the sites examined. With the application of an excessive amount of P in the form of variant SS 3, the yield for this fertilizer variant at all sites was not higher than that of the other fertilized variants. The results show that sludge fertilization has a positive impact on soil phosphorus balance.

Keywords

fosfor, bilance fosforu, efektivita využití fosforu, dlouhodobý polní pokus, čistírenské kaly

Keywords

phosphorus, phosphorus balance, phosphorus efficiency, long-term field trial, sewage sludge

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 4. 2018

Thesis defence

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

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Conservation and Use of Natural Resources / Conservation and Use of Natural Resources