Zvyšování retenční schopnosti zemědělských půd včetně účinné sekvestrace uhlíku pomocí aplikace biocharu

Lucie Blažková

Bachelor's thesis

Increasing the retention capacity of agricultural soils, including efficient carbon sequestration through the application of biochar

Abstract:

Předložená bakalářská práce se věnuje problematice využití biocharu do zemědělské půdy, vykazující nejen nízký obsah organické hmoty, ale také nízkou schopnost zadržení vody a živin. Vzhledem k jeho pozitivním vlastnostem je biocharu v současné době věnována velká pozornost, jelikož je schopen kladně ovlivnit kvalitu půdy i změny klimatu. V teoretické části jsou shrnuty základní poznatky o cukrové řepě a biocharu. Práce popisuje jeho relevantní fyzikálně-chemické vlastnosti s důrazem na kvalitativní parametry, jakými jsou stabilita biocharu, vodní kapacita a retence živin. Na teoretickou část navazuje praktické provedení nádobového experimentu. Zde je pozornost věnována optimalizaci dávky vybraného biocharu v kombinaci s aplikací statkových hnojiv pro účely maximální produkce sledované cukrové řepy (beta vulgaris) za simulovaného sucha. Rostliny cukrové řepy byly pěstovány v podmínkách skleníku, kdy litrové nádoby byly naplněny připravenými půdními směsmi. Pro účely experimentu byla použita Regozem a schéma pokusu zahrnovalo sedm variant, tedy neošetřená kontrola (C) (Regozem – půda s nízkým obsahem organické hmoty a malou retenční schopností), Regozem ošetřená aplikací 2% respektive 5% biocharu (B2%, B5%), Regozem ošetřená aplikací 2% respektive 5% hnoje (M2%, M5%) a Regozem do které byl přimíchán biochar v kombinaci s hnojem v poměru 1:10 v/v (MB2%, MB5%). Všechny vstupní materiály byly analyzovány za účelem základních charakteristik včetně obsahu základních živin. Ze vstupních charakteristik je patrné, že v případě čistého biocharu se přibližně z 82 % jedná o organický uhlík se zásaditým pH. Z těchto a dalších výstupů vyplývá, že je mnohem vhodnější biochar použít do konvenčních organických hnojiv jako aditivum, než je biocharem zcela nahradit. Z celého experimentu vyplývá, že použití biocharu bude mít významný vliv na zmírnění dopadu klimatických změn v půdě. Dále bude příznivě ovlivňovat produkci účinnosti a výnos rostlin.

Abstract:

The submitted Bachelor Thesis is devoted to the utilization of biochar in agricultural land that has a low content of organic matter, but also a low capacity for water and nutrients retention. There’s a lot of attention paid to biochar thanks to its properties that can have a positive effect on the quality of soil and climate changes. In the theoretical part, there is basic knowledge about sugar beet and biochar summed up. The work describes its relevant physico-chemical properties with emphasis on the qualitative parameters, such as biochar’s stability, as well as water capacity and nutrients retention. Practical execution of the pot experiment follows up on the theoretical part. Here, the attention goes towards dose optimization of the selected biochar in combination with application of manure for the purposes of maximum production of the monitored sugar beet (Beta vulgaris) in simulated drought. The beets were grown in greenhouse conditions where one-liter containers were filled with prepared soil mixtures. Regosol was used for the experiment purposes and so the scheme experiment involved seven variants – untreated control (C) (Regosol – soil with low content of organic matter and low retention ability), Regosol treated with application of 2% respectively 5% biochar (B2%, B5%), Regosol treated with application 2% respectively 5% of manure (M2%, M5%) and Regosol into which biochar was mixed, in combination with manure, in 1:10 v/v ratio (MB2%, MB5%). All input materials were analyzed with the purpose of basic characteristics including the content of essential nutrients. Based on the input characteristics, it’s apparent that in case of pure biochar, approximately 82 % of it is organic carbon with alkaline pH. This implies that it’s much better to use biochar in conventional organic fertilizer as an additive in comparison to completely replacing them with biochar. The entire experiment suggests that the use of biochar will have a considerable impact on mitigating the impact of climate change in the soil. Additionally, it will have a positive effect on production efficiency and plant yield.

Keywords

biochar, retence vody v půdě, živiny, sekvestrace uhlíku

Keywords

carbon sequestration, nutrients, biochar, soil water retention

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: doc. Mgr. Lukáš Trakal, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Bachelor programme / field:
Landscaping / Landscape Technical and Administration Services