Pro studenty

Potenciál karbonizovaných čistírenských kalů v zemědělství

Studentka bude pracovat na vlastním úkolu v rámci projektu, který řeší agronomický potenciál karbonizovaných čistírenských kalů. Karbonizát bude poskytnout firmou HTS a jde o produkt pilotního provozu první pyrolizní linky u nás (Trutnov).

Studentka bude zapojena do celého procesu vědecké práce, především se bude účastnit:

• Odběru experimentální půdy
• Odběru karbonizátu spojeného s prohlídkou pyrolizní linky
• Založení nádobového experimentu ve fytotronu
• Následná péče o pokus (zalévání, kontrola stavu pokusných rostlin)
• Ukončení experimentu a příprava analýz (předpříprava půdních vzorků, roztoků, sušení rostlin)
• Hlavním úkolem studentky bude analyzovat vliv karbonizátu na kolonizaci kořenů pokusných rostlin arbuskulárními houbami. Analýza bude probíhat dle metodiky Koshke a Gema (1967) za použití mikroskopu při 200 x zvětšení. Výsledky tohoto měření budou dány do kontextu všech měřených parametrů a studentka se zapojí do následné diskuse o potenciálu karbonizátu v zemědělské praxi
• Výsledky práce budou tvořit podklad, pro práci zemědělských poradců ministerstva zemědělství

Odůvodnění potřeby tématu

Karbonizovaný kal splňuje podmínky definice biouhlu, tedy je produkován pyrolýzou z odpadních materiálů, proto o něm v následujícím textu bude hovořeno jako o biouhlu.

Jak uvádí Šimek et al. (2019) biouhel je materiál, který má potenciál v zemědělském využití. Autoři uvádějí řadu pozitiv, která může biouhel půdě přinést. Krom toho ovšem byly publikovány práce, které upozorňují na limity či dokonce rizika spojená s použitím biouhlu v zemědělství (Nidrangu et al., 2019, El-Naggar et al., 2019, Lian a Xing 2017). Autoři uvádějí především rizika spojená s obsahem polyaromatických látek, těžkých kovů ale také problémy, které přináší možná inhibice půdního života. Biouhel je totiž velmi heterogenní materiál a predikce jeho vlivu na půdních život není snadná. Právě této otázce se bude studentka věnovat. Biouhel prokazatelně podporuje přítomnost mykorrhizních hub v půdě, ovšem i zde záleží na jeho kvalitě. Je otázkou, zda biouhel z takového materiálu, jakým je čistírenský kal, který obsahuje těžké kovy, rezidua léčiv atd, bude umocňovat kolonizaci kořenů mykorrhizními houbami či naopak. Arbuskulární mykorrhizní houby (AMF) jsou nesmírně důležitou součástí půdního života, doká

ží propojit půdní mikroprostředí, zpřístupňovat živiny a samotná jejich biomasa je významným zdrojem půdní organické hmoty. Tyto houby žijí v oboustranně prospěšné symbióze s většinou rostlin, přičemž rostlina poskytuje houbám fotosyntézou získané energetické látky a houba na oplátku nabízí zpřístupňování živin či možnost dosáhnout na vzdálenější zdroje vláhy. Zde je nutné zmínit že současné konvenční zemědělství způsobilo významné sníženi obsahu mykorrhizních hub ve svrchních částech půdy. Navrácení tohoto organismu do půdy je důležitou součástí tzv. regeneračního zemědělství.

 

NDIRANGU, Shem M., et al. Risk evaluation of pyrolyzed biochar from multiple wastes. Journal of Chemistry, 2019, 2019.

EL-NAGGAR, Ali, et al. Biochar composition-dependent impacts on soil nutrient release, carbon mineralization, and potential environmental risk: a review. Journal of environmental management, 2019, 241: 458-467.

LIAN, Fei; XING, Baoshan. Black carbon (biochar) in water/soil environments: molecular structure, sorption, stability, and potential risk. Environmental science & technology, 2017, 51.23: 13517-13532.

Šimek a kol. Živá půda, 2019, ISBN 978-80-200-2976-8