Ověření vlivu agrouhlí na růst a výnos polních plodin a změny půdních vlastností

Bc. Silvie Jančíková

Master's thesis

The evaluation of biochar effect on growth and yield of field crops and on changes of soil properties

Abstract:

Diplomová práce se zabývá možností využití biocharu v zemědělské praxi. Jedná se o zuhelnatělou organickou hmotu, která v půdě může plnit podobné žádoucí funkce jako běžně aplikovaná organická hmota (provzdušnění půdy, zlepšení vláhových poměrů, do jisté míry i zdroj živin), jeho specifickou vlastností je však velký specifický povrch, pórovitá struktura a především odolnost k degradaci v půdě, v důsledku čehož setrvává v půdě stovky až tisíce let. Pro jeho produkci může být využito odpadní biomasy.Literární přehled se zabývá výskytem biocharu v přírodních podmínkách, průmyslovou výrobou biocharu, jeho strukturou a možnostmi pro využití v praxi. Jsou zmiňována i možná rizika spojená s jeho aplikací do půdy. Dále je zmíněna současná situace jeho reálného využívání v praxi.Část experimentální popisuje vliv agrouhlí na obsah živin v půdě, pH a KVK, na obsah těchto živin v rostlinách a na výnos plodin. Nádobový pokus byl založen jako čtyřletý, prezentovaná data však pochází pouze z prvních dvou let zkoušky, pokus bude pokračovat v následujících letech. V pokusu byly použity dva typy půd, méně úrodná a úrodná pro srovnání možného rozdílného účinku biocharu na těchto půdách, sledovány byly 3 dávky biocharu (0,5 t/ha; 3 t/ha a 30 t/ha) a zkoumány byly varianty nehnojené, tedy pouze s aplikací biocharu oproti nehnojené kontrole (bez biocharu) a varianty hnojené (agrouhlí s digestátem) oproti hnojené kontrole (bez biocharu). V prvním roce zkoušky byla pěstovanou plodinou kukuřice (Zea mays), ve druhém pšenice (Triticum aestivum). V prvních dvou letech se výnos plodin vlivem biocharu snižoval, a to v obou letech v podobném rozsahu (do 10 %), podobně se snižoval i obsah většiny živin v sušině rostlin. Odlišný vliv biocharu na rozdílných typech půd nebyl patrný. V půdě byla patrná tendence zvyšování pH a KVK.I přes pozitivní ovlivnění agrochemických vlastností (pH a KVK) se v prvních dvou letech účinek agrouhlí na rostliny projevil negativně. V následujících dvou letech budou data pokusu dále vyhodnocována.

Abstract:

The objective of this work is to evaluate agronomic values of biochar as a soil amendment. Biochar is the charred biomass created by pyrolysis. Various improvements in soil quality are detected in the biochar-amended soils. Some benefits are similar to that provided by organic matter (higher field capacity of water content, enhancement soil fertility by adding nutrients to the soil, aeration of the soil). Biochar has high specific surface area and porous structure and it is resistant to the degradation in soil in contrast to other organic matter in soil. Many studies have found that biochar remains in soil for centuries to millennia. All forms of biomass can be converted to biochar, including waste biomass.The review of published studies has focused on natural occurrence of biochar, technology for the production of biochar, on its structure and on agronomic benefits. Some negative consequence of biochar use are disscused. The goal of the experimental part of this work is to evaluate the effect of biochar application on the nutrient content in soil and in plants, on the soil pH and CEC value and on the biomass yield. The multiyear effect of biochar application on crop and soil quality was tested in pot experiment. Maize (Zea mays) in the first year and wheat (Triticum aestivum) in the second year were cultivated. Three different levels of biochar amendment were used (0,5 t/ha; 3 t/ha and 30 t/ha). The experiment was conducted on two different soil types with different fertility (for determination of the variation of biochar effect on different soil properties). The effects of fertilisation in the presence or absence of biochar and the effects of biochar only were investigated. Biochar amendment increases soil pH and CEC. The response of cultivated crops over the two years was very similar. The results showed that the addition of biochar had a negative effect on plant growth. The plant yield was decreased significantly (up to 10 %). Biochar affected plant nutrient uptake by decreasing of the most nutrients in plant tissues. There was no impact of biochar in different soil types obvious.Although an increase in pH and CEC was seen by biochar application , the addition of biochar to the soil resulted in negative influence on plant growth in the first two years of this study. The next two agricultural seasons will be considered for evaluating biochar effects over a longer period.

Keywords

agrouhlí, kukuřice, pH, půdní úrodnost

Keywords

biochar, maize, pH, soil fertility

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 4. 2018

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Daniela Pavlíková, CSc.
• Reader: Kateřina Pračke, Ing.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Crop Science / Crop Science