Environmentální aspekty pěstování vybraných energetických rostlin

Ing. Marek KOPECKÝ

Doctoral thesis

Environmental aspects of the cultivation of selected energy crops

Abstract:

Cílem disertační práce bylo v první řadě determinovat energetický zisk, kterého je možno dosáhnout při pěstování vybraných druhů energetických rostlin (v různých režimech hnojení a sečení) na experimentální lokalitě Zemědělské fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích. Jednou ze zvolených rostlin byla Zea mays L., která je v současné době v České republice pěstována na relativně velké výměře. Jako další rostliny byly zvoleny vytrvalé druhyPhalaris arundinacea L., Elymus elongatus subsp. ponticus cv. Szarvasi-1 a Miscanthus × giganteus. V návaznosti na zjištěná data byla pomocí metody USLE vyjádřena erozní ohroženost půd při pěstování těchto rostlin. Dále byl proveden rozbor půd ze zmiňovaných porostů. Analýzy byly zaměřeny na hodnocení organické hmoty pomocí nově zaváděné metody. Posledním aspektem, který byl v porostech hodnocen, byl výskyt střevlíkovitých broukůjakožto bioindikátorů stavu životního prostředí. Výsledky výzkumu ukázaly, že jednoznačně nejvýnosnějším druhem je Zea mays L. Naopak porost Phalaris arundinacea L.nemůže být z tohoto hlediska hodnocen kladně. V jeho nejvýnosnější variantě nedosáhl ani poloviny energetického zisku, jež byl zaznamenán u Zea mays L. Travní druhy Phalaris arundinacea L. a Elymus elongatus však, na rozdíl od Zea mays L., vynikaly ve schopnosti protierozní ochrany půdy. Výzkum v oblasti množství primární půdní organické hmoty odhalil téměř dvojnásobný obsah této složky v půdě porostůMiscanthus × giganteus aZea mays L. oproti dvěma zbývajícím rostlinám. V důsledku sledování reakční kinetiky oxidace primární půdní organické hmoty bylo možno vypočítat rychlostní konstantu k této oxidace. Zde bylo možné pozorovat relativně vysoké rozdíly mezi jednotlivými půdními vzorky. Pro vyvození obecného závěru je však datový soubor příliš komplikovaný. Naopak při hodnocení environmentální hodnoty porostů můžeme na základě vyhodnocení dat získaných odchytem střevlíkovitých brouků konstatovat, že porosty nejsou z přírodního hlediska zvlášť hodnotné. Přesto byla prokázána vynikající protierozní schopnost zkoumaných vytrvalých rostlin. Zejména porosty Miscanthus × giganteusaElymus elongatus lze doporučit jako alternativu k pěstování kukuřice, a to především do erozně ohrožených lokalit.

Abstract:

This dissertation aims primarily at determining the energy yield that can be produced, if certain species of energy crops are grown (under various regimes of fertilizing and sowing) by the Faculty of Agriculture, the University of South Bohemia, on a university's trial parcel. Zea mays L. is one of the energy crops chosen for the experiment; it is grown on a large area in the Czech Republic nowadays. Perennial crops of Phalaris arundinacea L., Elymus elongatus subsp. ponticus cv. Szarvasi-1 andMiscanthus × giganteus were also chosen for this experiment. Based on the collected data, a risk of erosion provoked by the above-mentioned crops has been determined by using USLE method. The crop stands and the soil have been analysed too. This analysis has focused on the organic matter evaluation, by using a brand new method. Last but not least, occurrence of Carabidae beetles has been studied and evaluated within the research; they are considered bio indicators of the environmental conditions. Our experiment has shown that Zea mays L. is the most high-yielding species. On the other hand, Phalaris arundinacea L. has not produced positive results; the most high-yielding variation of it only made a half yield of Zea mays L. In contrast to Zea mays L., grass species of Phalaris arundinacea L. andElymus elongatus have had an extraordinary anti-erosion capacity. Studying the amount of primary organic matter in the soil, we have found almost double amount of it in Miscanthus × giganteus andZea mays L. crop stands, compared to another two species. Monitoring oxidation reaction kinetics of the primary organic matter, we could count the oxidation speed constant of k. There have been dramatic differences between the individual soil samples. However, the data file is too complicated to draw the general conclusion from. On the other hand, evaluating the data gathered by studying Carabidae beetles and the environmental values of the crops stands, we have found out the crop stands are not too valuable from the environmental point of view. We have found out the perennial species have got an extraordinary anti-erosion capacity. We recommend Miscanthus × giganteus and Elymus elongatus, in particular, as an alternative to corn, especially to regions highly endangered by erosion.

Keywords

biodiverzita, energetika, eroze, půdní organická hmota, výnosy

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 6. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 24. 9. 2018

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Agriculture

Doctoral programme / field:
Fytotechnics / Specialized plant production