Vliv kontrastní zrnitosti biocharu na nasycenou hydraulickou vodivost laboratorně připravených půdních vzorků

Jitka Kubíková

Bachelor's thesis

Effect of contrasting texture of biochar on saturated hydraulic conductivity of laboratory prepared soil samples

Abstract:

Biochar je v poslední době testován jako přídavek v půdě, který by mohl pozitivně ovlivňovat její vlastnosti. Bakalářská práce se zabývá vlivem biocharu na nasycenou hydraulickou vodivost (Ks) nivní půdy a na další půdní fyzikální vlastnosti - objemovou hmotnost, objemovou vlhkost při odběru a objemovou vlhkost blízko nasycení. V experimentu byla použita nivní půda (fluvizem) z blízkosti řeky Litavky. Biochar, vyrobený pyrolýzou z měkkého dřeva, byl aplikován do půdy s podílem 1 % ve třech zrnitostech: jako nativní, dále s velikostí částic pod 2 mm a pod 0,5 mm. Půda byla poté stabilizována v bedničkách za stálé vlhkosti.Měřeny byly celkem čtyři druhy vzorků - kontrolní vzorky bez biocharu a tři druhy vzorků s biocharem o výše zmíněných zrnitostech. Měření Ks v laboratorním permeametru proběhlo ve dvou sériích, v každé sérii byly měřeny dva druhy připravené půdy po pěti vzorcích. Po stanovení Ks byly vzorky váženy pro zjištění hodnot dalších fyzikálních vlastností. Bylo zjištěno, že biochar má určitý vliv na Ks, ačkoliv ve většině případů nebyl statisticky významný. Jediný významný rozdíl byl pozorován u vzorků s nativním biocharem, u nichž průměrná hodnota Ks klesla oproti kontrolním vzorkům o 76,6 % (z 1,42E-5 na 3,32E-6 m/s). Pravděpodobně se jedná o kombinaci několika důvodů, zejména blokaci pórů částicemi biocharu a zvýšenou retenci v důsledku adsorpce vody na tyto částice. Dále byl pozorován nárůst hodnot objemové vlhkosti při odběru i blízko nasycení. Určitý vliv měl biochar i na objemovou hmotnost.Snížení hodnot Ks společně se zvýšením hodnot objemových vlhkostí by v praxi mělo velký význam v půdách, které jsou více propustné a náchylné na sucho, neboť by se zvýšila retence vody a došlo by ke zpomalení jejího odtoku.

Abstract:

Biochar is recently being examined as a soil amendment which could have some positive effects on the amended soil. The aim of this bachelor thesis is to investigate the impact of biochar applied to fluvisol on saturated hydraulic conductivity (Ks) and other soil characteristics - bulk density, volumetric water content by sampling and near-saturated volumetric water content. The soil comes from the vicinity of the river Litavka. Biochar produced by pyrolysis from softwood was applied to this soil at the rate of 1% and was used in three size classes: native biochar, particles of the size less than 2 mm and less than 0.5 mm. After that the soil was stabilized in boxes with constant moisture.Four types of samples were examined - control soil without biochar and three types of biochar-amended soil with the biochar particle sizes aforementioned. We used a laboratory permeameter to measure the values of Ks in two series. In one series, there were two types of amended soil, each at five samples. After that, the samples were weighted for the assessment of other physical soil properties. It was found out that biochar has an impact on Ks, although it was not statistically significant in most cases. The only significant difference was observed in samples with native biochar, where Ks decreased by 76.6 % (1.42E-5 to 3.32E-6 m/s). It is likely to be a result of numerous reasons, especially blocking of pores and increased retention, which is caused by the adsorption of water to the biochar particles. Also an effect on bulk density was observed.The observed decreases in Ks together with increases of volumetric water content could have a great significance in permeable soils which are inclinable to desiccation, because the retention would increase and the outfall of water would be slower.

Keywords

hydraulické vlastnosti půdy, vliv zrnitosti biocharu, aplikace biocharu, laboratorní měření, nivní půda

Keywords

aplication of biochar, soil hydraulic properties, impact of biochar´s texture, laboratory measurements, fluvisol

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 4. 2017

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Lukáš Jačka, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Bachelor programme / field:
Landscaping / Water management