Vliv aplikovaného biouhlu na biologickou aktivitu půdy a růst vybrané zemědělské plodiny

Bc. David Řezníček

Master's thesis

Effects of applied biochar on soil biological activity and growth of selected agricultural crops

Abstract:

Biouhel je v posledních letech extenzivně zkoumán pro svůj potenciál významně zlepšit některé půdní charakteristiky a svou schopnost bojovat s důsledky probíhající klimatické změny sekvestrací oxidu uhličitého. Jedna z nejdiskutovanějších otázek týkajících se biouhlu, je jeho vliv na biologickou aktivitu půdy a růst zemědělských plodin. Pro ověření této otázky byl navržený nádobový pokus s modelovou plodinou ječmen setý (Hordeum vulgare). V průběhu experimentu byly odebrány vzorky půdy pro stanovení bazální a substrátem indukované produkce oxidu uhličitého (CO2) a produkci oxidu dusného (N2O). Tyto hodnoty indikují biologickou aktivitu půdy. Pod kultivační nádoby byly umístěny ionexové disky pro stanovení množství vyplavovaného minerálního dusíku. Dále byly vloženy síťky s modelovou celulózou pro stanovení aktivity dekompozitorů. Na konci experimentu byly stanoveny růstové parametry sledovaných rostlin.Pozitivní vliv biouhlu, který prošel procesem kompostování, se projevil pouze v případě variant se současně aplikovaným minerálním dusíkem. V případě variant bez aplikovaného minerálního N však k tomuto pozitivnímu efektu nedošlo a v některých případech bylo jeho působení negativní.Při vysokém obsahu minerálního dusíku (hnojení) došlo k jeho zvýšenému úniku ze systému. Dodání organické hmoty (kompost, biouhel) vedlo ke snížení těchto ztrát minerálního dusíku z agroekosystému.Měřením bazální a substrátem indukované respirace byl potvrzen předpoklad, kdy půdy s dostatečným obsahem organické hmoty mají stabilní a dobře rozvinuté aktivní společenstvo mikroorganismů, rovnoměrně zásobené hlavními biogenními živinami.

Abstract:

In recent years, biochar has been extensively studied for its potential to significantly increase some of the soil characteristics and its ability to mitigate the effects of ongo-ing climate change through carbon sequestration. One of the most discussed issues regarding biochar is its impact on soil biological activity and crop growth. Therefore, we conducted a pot experiment with a model crop of barley (Hordeum vulgare). Soil samples were taken during the experiment to determine basal respiration (BR), substrate-induced respiration (SIR) and nitrous oxide (N2O) production. These values indicate biological activity of the soil. Ion exchange discs were placed under the pots to determine the amount of mineral nitrogen leached. In addition, nets with model cellulose were placed to the soil to determine the activity of decomposers. At the end of the experiment, parameters of plants growth were determined.The positive effect of biochar, which underwent a composting process, was observed only in the case with simultaneously applied mineral nitrogen. However, without applied mineral N, this positive effect did not occur, and the effect of the biochar was in some cases negative.If mineral nitrogen was applied, we observed an increased leakage from the system. The supply of organic matter (compost, biochar) has led to a reduction in these losses of mineral nitrogen from the agroecosystem.Measurement of basal and substrate-induced respiration confirmed an assumption that soils with sufficient organic matter content has a stable and well-developed active community of microorganisms, evenly supplied with the main biogenic nutrients.

Keywords

kompost, půda, dusík, biouhel, mikrobiologická aktivita

Keywords

microbial activity, biochar, soil, nitrogen, compost

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 5. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Ivan Tůma, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Master programme / field:
Agricultural Specialization / Agroecology