Vliv dlouhodobého hnojení travního porostu na obsah rizikových prvků v půdě

Ing. Michaela Jungová, DiS.

Master's thesis

Effect of long-term fertilizer application on content of risk elements in grassland soil

Abstract:

Dlouhodobý travní pokus ve Steinachu (SGE), je pravděpodobně jeden z nejstarších dlouhodobě hnojených travních pokusů v kontinentální Evropě, který stále probíhá. Byl založen na aluviální louce Alopecurus pratensis v jihovýchodním Německu v roce 1933. Louka byla rozdělena na 75 ploch a hnojena minerálními a organickými hnojivy různého složení a množství. Cílem této práce bylo poskytnout podrobnější informace o vlivu dlouhodobého hnojení N, P, K na obsah rizikových prvků v půdě. Vliv dlouhodobého hnojení byl sledován v extrakcích a) rostlinám dostupných prvků (extrakce CaCl2), b) snadno mobilizovatelných prvků (extrakce EDTA), c) potenciálně mobilizovatelných prvků (extrakce HNO3), d) v celkové koncentraci prvků (extrakce Aqua regia). Koncentrace rizikových prvků As, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni a Zn v půdním profilu se vlivem fosforečného hnojení podstatně zvýšila, nicméně mezní hodnoty pro celkovou koncentraci stopových prvků v půdě povolené českou národní legislativou byly překročeny pouze dvakrát a to v případě As a Cd. Totální koncentrace As (AsT) byla překročena pouze jednou a to na ploše hnojené pouze dusíkem. Předpokladem tedy je, že navýšení AsT frakcí v půdě bylo pravděpodobně způsobeno v minulosti používaným hnojením Thomasovou moučkou, o níž je známo, že obsahuje zvýšené koncentrace As. Hnojení fosforečným hnojivem mělo však opačný vliv na koncentrace rostlinám snadno dostupného Mn, Ni a Zn, koncentrace těchto prvků v půdním roztoku byly podstatně vyšší. Přestože celkové koncentrace Cd byly ve srovnání s českými legislativními limity nižší, výsledky prokázaly na několika plochách hnojených minerálními i organickými N, P, K hnojivy vyšší koncentrace Cd a v jednom případě bylo dosaženo i limitní hodnoty. Vyšší hodnoty celkové koncentrace Cr byly nejčastěji zaznamenány na plochách hnojených minerálním hnojením N160P44K174 (NH4)2SO4. Celkově lze tedy říci, že v rámci různých variant hnojení, nebyly v SGE zjištěny výrazné vlivy dlouhodobě aplikovaných hnojiv na vyšší obsah rizikových prvků v půdě. Pouze dvě plochy překročily limit dle vyhlášky 13/1994 Sb., v jednom případě to byla totální koncentrace As a ve druhém totální koncentrace Cd.

Abstract:

The long-term Steinach Grassland Experiment is probably one of the oldest still-running fertilised grass experiments in continental Europe. The experiment was established on an alluvial meadow Alopecurus pratensis in southeastern Germany in 1933. The meadow was divided into 75 plots and fertilised with both mineral and organic fertilisers of differing compositions and amounts. The aim of this study was to provide more detailed information about the effects of long-term fertilisation by natrium (N), phosphorus (P) and potassium (K) on the contents of risk elements in soil. The effects of long-term fertilisation were investigated in the extracts of a) plant-available elements (extraction of CaCl2), b) easily mobilised elements (extraction of EDTA), c) potentially mobilisable elements (extraction of HNO3), the total concentration of elements (extraction of Aqua regia). Concentrations of risk elements As, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni and Zn in the soil profile has increased substantially due to the phosphorus fertilisation; however, the limits for total trace elements concentration as set by the Czech legislation have been exceeded only twice, namely in the case of As and Cd. The total concentration of As (AsT) has been exceeded only once, on the plot fertilised only by nitrogen. The assumption is that that the increased level of AsT fraction in soil was probably caused in the past by fertilising with Thomas slag which is known to contain elevated concentrations of As. However, fertilising with the phosphorus-containing fertilisers has had the opposite effect on concentrations of Mn, Ni and Zn that are easily available to plants; concentrations of these elements in the soil extraction were substantially higher. In spite of the overall concentrations of Cd being lower than the Czech legislative standards, the results on several plots fertilised by mineral and organic fertilisers containing N, P and K showed higher concentrations of Cd and in one case reached the limit value. Plots fertilised by mineral fertilisers N160P44K174 (NH4)2SO4 recorded higher Cr concentrations. In overview, it could be stated that under various types of fertilising no substantial effects of long-term fertiliser applications on a higher content of risk elements in soil has been detected. Only two plots have exceeded the limits set by Notice 13/1994 Sb., in one case it was a total concentration of As and in another one that of Cd.

Keywords

Arsen, Kadmium, Zinek, Hnojení N, P, K, Mobilita a akumulace

Keywords

Arsenic, Cadmium, Zinc, Fertilization with N, P, K, Mobility and accumulation

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 4. 2017

Thesis defence

• Supervisor: prof. RNDr. Michal Hejcman, Ph.D. Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Master programme / field:
Engineering Ecology / Nature Conservation