Materiál a metodika. Vladimír Šimanský, Ján Horák. agrochemistry

Similar documents
Kumulácia ťažkých kovov v pôdach po aplikácii čistiarenských kalov

Ing. Tomasz Kanik. doc. RNDr. Štefan Peško, CSc.

Od zmiešavacieho kalorimetra k ultra citlivej modulovanej kalorimetrii. Jozef Kačmarčík

ENZYMATICKÉ AKTIVITY MIKROORGANIZMOV V PÔDNOM PROFILE ENZYMATIC ACTIVITIES OF MICROORGANISMS IN THE SOIL PROFILE

Kapitola S5. Skrutkovica na rotačnej ploche

Adsorption of ions Ion exchange CEC& AEC Factors influencing ion

PROPERTIES OF SOIL AND ELEMENTAL COMPISITION OF HUMIC ACIDS AFTER TREATMENT WITH BROWN COAL AND COW MANURE

Sorpcia selénu na syntetický goethit

Nutrient Cycling in Land Vegetation and Soils

EFFECT OF PARTICLE SIZES OF CHARCOAL ON THE DESORPTION CAPACITY OF POTASSIUM BY USING DIFFERENT CONCENTRATIONS OF KCL SOLUTION

Partitioning the contributions of biochar properties to enhanced biological nitrogen

INFLUENCE OF PARENT MATERIAL ON ORGANO-MINERAL ASSOCIATION AND SORPTION CAPACITY OF SOILS OF AKWA IBOM STATE, NIGERIA

HUMUS CHEMISTRY. Genesis, Composition, Reactions. Second Edition. F. J. STEVENSON Department of Agronomy University of Illinois

Lecture 13 More Surface Reactions on Mineral Surfaces. & Intro to Soil Formation and Chemistry

MAIZE PRODUCTION AND CATION CONTENT IN BIOMASS DEPENDING ON SOIL ACIDITY NEUTRALIZATION AND MINERAL NUTRITION

Concentric Gradients within Stable Soil Aggregates Gradients concentriques à l intérieur d agrégats stables de sols

SLOVENSKÁ PONOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA V NITRE FAKULTA AGROBIOLÓGIE A POTRAVINOVÝCH ZDROJOV

Transactions of the VŠB Technical University of Ostrava, Mechanical Series No. 2, 2010, vol. LVI article No. 1776

Sorptive treatment of explosives and heavy metals in water using biochar

The Role of Soil Organic Matter in Potassium Fixation Nathan Smith

ANALYSIS OF PRECIPITATION CHANGES IN DANUBIAN LOWLAND Ján Čimo 1, Lucia Maderková 1, Lenka Szomorová 2, Jaroslav Antal 1, Dušan Igaz 1, Ján Horák 1

Complexation Behavior of Humic and Fulvic Acids with Metal Ions and their Assessment by Stability Constants

Soils. Source: Schroeder and Blum, 1992

Effect of diazotrophs on the mineralization of organic nitrogen in the rhizosphere soils of rice (Oryza sativa)

Nutrient Cycling in Land Vegetation and Soils

Chemical Alterations Occurring During Biomass Charring and their Impact on Char Recalcitrance

SELECTED NUTRITIONAL PARAMETERS OF BROCCOLI AND SUMMER RADISH IN ORGANIC AND CONVENTIONAL FARMING SYSTEM

Mycorrhizal Fungi. Symbiotic relationship with plants -- form sheath around fine roots and extend hyphae into soil and sometimes into root cells

Microorganisms. Dissolved inorganics. Native vs. Introduced; Oligotrophic vs. Eutrophic Millions to billions per ml or g Complex consortia

Regulation of soil adsorbent properties in copper polluted acid soils Régulation des propriétés d'adsorption de sols acides pollués par du cuivre

P a g e 5 1 of R e p o r t P B 4 / 0 9

Experimental study on biochar modified characteristics

THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF BIOLOGICAL MATERIALS IN THE FOOD PROCESSING

PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES OF A RANGE OF LABORATORY- PRODUCED FRESH AND AGED BIOCHARS

Vplyv testosterónu na prežívanie lásky v romantických vzťahoch u mladých mužov

The Impact of Humic Substances as Remediation Agents to the Speciation Forms of Metals in Soil

Aromaticity and humification of dissolved organic matter (lysimetric experiment)

RISK ASSESSMENT OF GROUNDWATER CONTAMINATION BY MCPA HERBICIDE AT LABOREC RIVER CATCHEMENT

EXTREME SEVERAL-DAY PRECIPITATION TOTALS AT HURBANOVO DURING THE TWENTIETH CENTURY

Study on form distribution of soil iron in western Jilin and its correlation with soil properties

CLASS EXERCISE 5.1 List processes occurring in soils that cause changes in the levels of ions.

Soil ph: Review of Concepts

VYHLÁSENIE O PARAMETROCH. č SK. Predpoklada é použitie. stave ý h častí ako o kladov a stropov, pozri prílohu, najmä prílohy B 1 - B 8

Husein Ajwa, Emeritus Department of Plant Sciences UC Davis

The Stability of Individual Macroaggregate Size Fractions of Ultisol and Oxisol Soils

Weathering and Soils

Distribution of radionuclides in soils modelling the dependence on soil parameters

Lidia Sas Paszt The Rhizosphere Laboratory, Research Institute of Horticulture, Skierniewice, Poland,

A L A BA M A L A W R E V IE W

University of Presov, Faculty of Humanities and Natural Sciences, Presov, Slovak Republic 2

Alleviating Soil Acidity through Organic Matter Management. Malcolm E. Sumner, University of Georgia Marcos A Pavan IAPAR

The Effects of Natural Zeolite on Ions Adsorption and Reducing Solution Electrical Conductivity I) Na and K Solutions. Iran,

Long-term temporal changes of precipitation quality in the mountainous region of Chopok (Low Tatras, Slovakia)

Particles in aqueous environments

Vedecké práce Výskumného ústavu pôdoznalectva a ochrany pôdy č. 32

Catalytically Facilitated Sequestration and Transformation of Persistent Organic Pollutants in Soils and Sediments. Walter J. Weber, Jr.

Topic 2 WRB MINERAL SOILS CONDITIONED BY (SUB-) ) HUMID CLIMATE. Albeluvisols, Luvisols and Umbrisols

SUGAR BEET SENSITIVITY TO WEATHER CONDITIONS ACCORDING STAND NURISHMENT

List of Equipment, Tools, Supplies, and Facilities:

Spectroscopic Characteristics of Humates Isolated from Different Soils

VYHLÁSENIE O PARAMETROCH. č SK. Predpokladané použitie. stave ý h častí ako o kladov a stropov, pozri prílohu, najmä prílohy B 1 - B 3

The influence of input data design on terrain morphometric parameters quality and accuracy

Vplyv ročníka, odrody a biopreparátov Alga 300 P a K a Alga 600 na úrodu buliev, cukornatosť a úrodu polarizačného cukru repy cukrovej

Effect of Humic Acid on the Selenite Adsorption onto Hematite

Soil Health Monitoring

Correlation between Soil Test Phosphorus of Kaolinitic and Smectitic Soils with Phosphorus Uptake of Lowland Rice

Supporting Information

Soil - the battery of your business

Water Extractable Organic Carbon in Fresh and Treated Biochars

Impact of Gypsum and Sulfuric Acid Application on Cotton Yield under Saline Sodic Soil Condition in Melka Sadi Irrigated Farm

FOR Soil Quality Report 2017

THE BINDING OF ORGANIC CONTAMINANTS TO HUMIN

Distribution of radionuclides in soils dependence on soil parameters

Isolation and purification treatments change the metal-binding properties of humic acids: effect of HF/HCl treatment

Priestorové a časové zmeny pôdnych procesov a parametrov Procesy ovplyvňuj. ujúce funkcie a kvalitu pôdy

GLOBAL SYMPOSIUM ON SOIL ORGANIC CARBON, Rome, Italy, March 2017

FIRE PROTECTION & SAFETY Scientific Journal 12(1): 17 32, 2018 ISSN:

Spectroscopy Applications

Agricultural Fertilizer Applicator Soil Test Results What the heck do they mean?

D'ACQUI Luigi P. (1), SANTI Carolina A. (1), SPARVOLI Enzo (1), CHURCHMAN, Jock G. (2), RISTORI Giuseppe G. (1)

SOIL ORGANIC COLLOIDS

LIFE Project code: LIFE+10 ENV/IT/ Action 8b Parco Delta - Deliverable

Effect of Heat Treatment on Phosphate Sorption by Soils from Different Ecologies

Scientific registration n o : 1939 Symposium n o : 7 Presentation : poster. MOLINA Jean-Alex E. (1), NICOLARDOT, Bernard (2), CHENG, H. H.

Weathering and Soils

Saline and Sodic Soils: Characteristics and Properties

Biochar changes the concentration and characteristics of dissolved organic matter in soil

Teória grafov. RNDr. Milan Stacho, PhD.

Kaolinite Enhances the Stability of the Dissolvable and Undissolvable Fractions

Effect of Soil Available Calcium on N P K Contents and Uptake of Flue-cured Tobacco

The characteristics of phosphorus adsorption and desorption in gray desert soil of Xinjiang, China

Only healthy soil can grow a nutrient dense food. You are what you eat!

Atomic Structure & Interatomic Bonding

3. Horninové prostredie / Rocks

ph and Liming Practices Kent Martin Stafford County 1/5/2010

DETECT FLOW OF STEAM IN AIR BY ELECTRICAL CAPACITANCE TOMOGRAPHY

! " "1 1 4D P1 ' $3K, ' G:1 & 1 GV1 &4< C9GU -%' 4/ W #, 4;3'.J.G' -%' ' # 3 4;X 2 3;" $3K,

:,,.. ;,..,.,. 90 :.. :, , «-»,, -. : -,,, -, -., ,, -, -. - «-»:,,, ,.,.

SOIL POLLUTION OF SELECTED PAHS AS A FACTOR AFFECTING THE PROPERTIES OF HUMIC ACIDS

Supporting Information

Transcription:

Pôdna reakcia a parametre sorpèného komplexu po aplikácii biouhlia a biouhlia s dusíkatým hnojením Soil ph and sorptive parameters after additions of biochar and biochar with nitrogen Vladimír Šimanský, Ján Horák Application of biochar to the soil could improve soil parameters such as: soil ph or sorptive parameters. A fi eld experiment investigating effects of different biochar application rates combined with nitrogen fertilizer was conducted at the locality Dolna Malanta on a Haplic Luvisol in 2014. The aim of this study was to study the effects of biochar and biochar combined with fertilization on soil ph and sorptive parameters. Soil samples were collected from plots exposed to the following treatments: 1. B0N0 no biochar, no N fertilization, 2. B10N0 biochar (10 t ha 1 ), 3. B20N0 biochar (20 t ha 1 ), 4. B10N40 biochar (10 t ha 1 ) + fertilizer (40 kg ha 1 N), 5. B20N40 biochar (20 t ha 1 ) + fertilizer (40 kg ha 1 N), 6. B10N80 biochar (10 t ha 1 ) + fertilizer (80 kg ha 1 N), 7. B20N80 biochar (20 t ha 1 ) + fertilizer (80 kg ha 1 N). The results showed that applied biochar to the soil increased the soil ph and improved the sorption parameters of the studied Haplic Luvisol. These effects were most intensive after application of biochar at the rate of 10 t ha 1 combined with 40 kg ha 1 of nitrogen. If the biochar was applied separately, a more favorable effects were observed at the dose of 20 t ha 1 compared to the lower dose (10 t ha 1 ). Our results highlighted the fact that after the application of biochar and biochar in combination with N fertilization, the sorption complex became fully saturated. biochar, nitrogen fertilization, soil ph, hydrolytic acidity, sum of basic cations, cation exchange capacity Počas posledného desaťročia si biouhlie najmä vďaka svojim pozitívnym účinkom zasluhuje pozornosť poľnohospodárskej praxe. Inšpirácia aplikovať biouhlie do pôdy prišla zo strednej Amazónie, kde je zmapovaných až do 350 ha umelo (človekom) vytvorených čiernych pôd pochádzajúcich ešte z pred Kolumbovského obdobia známych ako tzv. terra preta (de Indio), ktoré sa vyznačujú vysokou úrodnosťou. Tieto pôdy vznikli práve vďaka obrovským vstupom zuhoľnatených organických materiálov (biouhlia) a vyznačujú sa vysokým obsahom organickej hmoty a živín ako N, P a Ca (5). Aplikácia biouhlia do pôdy má agronomické výhody, ako je neutralizácia ph kyslých pôd (8, 10, 26). Jednou z najvýznamnejších vlastností biouhlia je jeho veľká povrchová plocha a prítomnosť mikropórov (9, 14). Liang et al. (12) uviedli, že po zapracovaní biouhlia do pôdy sa celkovo jej povrchová plocha zvýšila 4,8 násobne v porovnaní s pôdou, kde biouhlie nebolo zapracované. Sorpčná schopnosť biouhlia je v niektorých prípadoch vyššia ako samotnej organickej hmoty nachádzajúcej sa v pôde (3). To či bude sorpčná schopnosť biouhlia väčšia resp. menšia ovplyvňuje množstvo faktorov ako napríklad, druh organických zvyškov, ktoré podliehajú pyrolýze (18), samotná teplota spaľovania (1), či dĺžka spaľovania. Keďže je biouhlie považované za pôdny prípravok, ktorý môže potenciálne zvýšiť pôdnu reakciu a zlepšiť sorpčnú schopnosť pôd, tak zámerom tejto práce bolo kvantifi kovať zmeny pôdneho ph a parametre sorpcie po aplikácii rozdielnych dávok samostatného biouhlia a biouhlia pri rôznych úrovniach dusíkatého hnojenia. Materiál a metodika V roku 2014 bol v lokalite Dolná Malanta (experimentálna báza SPU Nitra) na hlinitej hnedozemi kultizemnej so slabo kyslou pôdnou reakciou (ph KCl = 5,71) a s nízkym obsahom celkového organického uhlíka (9,13 g kg 1 ) založený pokus s biouhlím. Územie patrí do agroklimatickej oblasti veľmi teplej s priemernou ročnou teplotou vzduchu 10 C a priemerným ročným úhrnom zrážok 550 mm. Počas roku 2014 bola priemerná ročná teplota 10,3 C a ročný úhrn zrážok predstavoval 640 mm. Experiment pozostával z nasledovných variantov: 1. B0N0 bez hnojenia (kontrola), 2. B10N0 biouhlie v dávke 10 t ha 1, 3. B20N0 biouhlie v dávke 20 t ha 1, 4. B10N40 biouhlie v dávke 10 t ha 1 + 40 kg ha 1 N, 5. B20N40 20 Agrochémia 2 / 2017

Tabuľka 1: Základné chemické a fyzikálne vlastnosti biouhlia Table 1: Basic chemical and physical properties of the biochar ph (KCl) 8,8 Ca g kg 1 57 Mg g kg 1 3,9 K g kg 1 15 Na g kg 1 0,7 celkový C (1) % 53,1 celkový N (2) % 1,4 C/N 37,9 Merný povrch (3) m 2 g 1 21,7 Popol (4) % 38,3 (1) total C, (2) total N, (3) specifi c surface, (4) ash biouhlie v dávke 20 t ha 1 + 40 kg ha 1 N, 6. B10N80 biouhlie v dávke 10 t ha 1 + 80 kg ha 1 N, 7. B20N80 biouhlie v dávke 20 t ha 1 + 80 kg ha 1 N. Biouhlie bolo vyrobené pyrolýzou obilných pliev a odpadového kalu pri výrobe papiera v pomere hmoty 1:1, pri teplote 550 C po dobu 30 minút. Základné chemické a fyzikálne parametre vyrobeného biouhlia sú uvedené v tabuľke 1. Dusík vo variantoch s N hnojením bol dodaný vo forme LAD 27. Pôdne vzorky pre stanovenie ph, ukazovateľov sorpcie a parametrov organickej hmoty pôdy boli odobrané počas vegetačného obdobia jarného jačmeňa, ktorý sa tu v roku 2014 pestoval na všetkých variantoch pokusu. Vzorky pôdy boli odobrané z hĺbky 0 0,2 m: 19. marca, 17. apríla, 15. mája, 16. júna a 13. júla. Po ich zhomogenizovaní a vysušení sa v nich stanovili nasledovné parametre: obsah celkového organického uhlíka (SOC) (4), obsah labilného uhlíka (C L ) (13), obsah rozdrobenej organickej hmoty (2) vyjadrenej ako celkový (POC) a labilný uhlík (POC L ) rozdrobenej (partikulárnej) organickej hmoty, skupinové zloženie humusových látok a optické vlastnosti humusových látok (4), aktívna a výmenná pôdna reakcia a napokon parametre sorpčného komplexu (6). agrochemistry Výsledky boli vyhodnotené jednofaktorovou analýzou rozptylu. Priemerné hodnoty medzi variantmi hnojenia boli posúdené LSD testom s minimálnou hladinou významnosti P < 0,05. Na zistenie vzájomných vzťahov medzi parametrami pôdnej organickej hmoty a parametrami sorpcie pôdy bola použitá korelačná analýza. Výsledky a diskusia Pôdna reakcia sa štatisticky významne zmenila po aplikácii samotného biouhlia, ale aj biouhlia s dusíkatým (N) hnojením. Hodnoty aktívneho ph sa štatisticky významne zvýšili iba po aplikácii 20 t ha 1 biouhlia, kým u dávky 10 t ha 1 bolo síce zaznamenané zvýšenie ph H2O, avšak bez štatistickej významnosti. Celkovo najvýraznejšie zvýšenie aktívneho ph bolo zaznamenané po aplikácii biouhlia v dávke 10 t ha 1 spolu so 40 kg ha 1 dusíka. Hodnoty výmenného ph kopírovali hodnoty aktívneho ph, avšak iba z tým rozdielom, že hodnoty ph KCl sa štatisticky významne zvýšili ako po aplikácii oboch dávok samostatne aplikovaného biouhlia, tak i v prípadoch, keď bolo biouhlie aplikované s obomi dávkami dusíka. Ako uviedli viacerí autori (10, 11, 26), biouhlie aplikované do pôdy má rôzne agronomické benefi ty, pričom jedným z najvýraznejších je práve neutralizačný efekt. Horák (8) na základe svojich výsledkov uviedol, že biouhlie môže byť považované za cenný agronomický nástroj, ktorý významným spôsobom zlepšuje pôdne vlastnosti a efektívne zvyšuje ph najmä kyslých pôd. Tieto poznatky boli potvrdené aj našimi zisteniami (obr. 1 a, b). Parametre charakterizujúce sorpčnú schopnosť pôdy v závislosti od aplikácie samotného biouhlia, ale i v kombinácii s hnojením dusíkom sú uvedené na obrázku 2 a, b, c, d. Aplikácia samotného biouhlia, ale i v kombinácii s N hnojením pôsobila významne depresívne na hodnoty hydrolytickej kyslosti (H). Získané výsledky iba potvrdzujú vyššie uvedené poznatky o neutralizačnom efekte biouhlia (8, 11, 16). Hodnoty sumy výmenných bázických katiónov (S) a celkovej sorpčnej kapacity (T) sa štatisticky významne zvýšili o 49% a 38% po aplikácii 20 t ha 1 biouhlia. Naj- Tabuľka 2: Hodnoty korelačných koefi cientov (celkovo) medzi vybranými parametrami organickej hmoty pôdy a ph a ukazovateľmi sorpcie Table 2: Correlation coeffi cients (overall) between selected parameters of soil organic matter and soil ph and sorptive parameters H (11) S (12) T (13) V (14) ph H2O ph KCl SOC (1) 0,421* 0,481** 0,463** n.s. n.s. 0,358* C L (2) n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. HL (3) 0,478** 0,445** 0,417* 0,347* 0,414* 0,439** HK (4) 0,446** 0,540*** 0,525** 0,417* 0,522** 0,523** FK (5) 0,409* n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. HK : FK (6) n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. Q HL (7) n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. Q HK (8) n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. POC (9) n.s. 0,611*** 0,618*** 0,363* 0,351* 0,370* POC L (10) n.s. 0,469** 0,482** n.s. n.s. n.s. SOC obsah organického uhlíka, C L obsah labilného uhlíka, HL obsah humusových látok, HK obsah humínových kyselín, FK obsah fulvokyselín, HK : FK pomer humínových kyselín k fulvokyselinám, POC celkový uhlík rozdrobenej organickej hmoty, POC L labilný uhlík rozdrobenej organickej hmoty, H hydrolytická kyslosť, S suma bázických kationov, T celkova sorpčná schopnosť, V stupeň nasýtenia sorpčného komplexu bázickými katiónmi. (1) content of organic carbon, (2) content of labile carbon, (3) content of humus substances, (4) content of humic acids, (5) contents of fulvic acids, (6) humic acids to fulvic acids ratio, (7) colour quotient of humus substances, (8) colour quotient of humic acids, (9) total carbon of particulate organic matter, (10) labile carbon of particulate organic matter, (11) hydrolytic acidity, (12) sum of basic cations, (13) cation exchange capacity, (14) base saturation, *P 0,05; ** P 0,01; *** P 0,001. Agrochémia 2 / 2017 21

Obr. 1: Štatistické vyhodnotenie pôdnej reakcie A) aktívnej a B) výmennej Fig 1: Statistical evaluation of soil ph A) ph H2O, B) ph KCl B0N0 bez hnojenia (kontrola), B10N0 biouhlie v dávke 10 t ha 1, B20N0 biouhlie v dávke 20 t ha 1, B10N40 biouhlie v dávke 10 t ha 1 + 40 kg ha 1 N, B20N40 biouhlie v dávke 20 t ha 1 + 40 kg ha 1 N, B10N80 biouhlie v dávke 10 t ha 1 + 80 kg ha 1 N, B20N80 biouhlie v dávke 20 t ha 1 + 80 kg ha 1 N. Rozdielne písmená medzi stĺpcami (priemerné hodnoty) signalizujú štatisticky významný rozdiel LSD test. B0N0 no biochar, no N fertilization, B10N0 biochar (10 t ha 1 ), B20N0 biochar (20 t ha 1 ), B10N40 biochar (10 t ha 1 ) + fertilizer (40 kg ha 1 N), B20N40 biochar (20 t ha 1 ) + fertilizer (40 kg ha 1 N), B10N80 biochar (10 t ha 1 ) + fertilizer (80 kg ha 1 N), B20N80 biochar (20 t ha 1 ) + fertilizer (80 kg ha 1 N) Different letters between columns (a, b, c, d) indicate that treatment means are signifi cantly different at P < 0.05 according to LSD multiple range test. (1) fertilization výraznejšie sa hodnoty S a T zvýšili vo variantoch B10N40 a B10N80. Z uvedeného vyplýva, že nižšia dávka biouhlia v kombinácií s dusíkom v dávke 40 a 80 kg ha 1 mala priaznivejší efekt na hodnoty S a T ako vyššia dávka, či už samostatne aplikovaného biouhlia, resp. v kombinácií s N hnojením. Neff et al. (15), ale i Šimanský a Tobiašová (20) uviedli, že hnojenie vo všeobecnosti môže spôsobovať zmenu ph, čo sa následne odráža aj na parametroch sorpcie pôdy (25). Vo variante B0N0 bol sorpčný komplex (V) nasýtený, avšak po aplikácií samotného biouhlia a biouhlia v kombinácii s N hnojením sa sorpčný komplex stal plne nasýteným. V popole biouhlia ako to uviedol Rajkovich et al. (17) sa nachádzajú živiny vrátane bázických katiónov ako Ca a Mg, čo spôsobilo jeho priaznivé pôsobenie aj na hodnoty stupňa nasýtenia sorpčného komplexu bázickými katiónmi (obr. 2 d). Ako sa správa resp. ako ovplyvňuje samostatne aplikované biouhlie, ale i v kombinácií s N hnojením v rovnakých dávkach parametre organickej hmoty v pôde v tomto experimente už bolo publikované (7, 21, 22, 24) a tak sme v tejto štúdií iba vyhodnotili korelačné koefi cienty medzi parametrami organickej hmoty pôdy a ph a sorpčnou schopnosťou (tabuľka 2). Celkovo medzi obsahom celkového organického uhlíka (SOC) a S, ale i T boli zistené pozitívne korelačné závislosti a naopak negatívne medzi SOC a H. Szombathová (19) uviedla, že pôdy s vyšším obsahom organickej hmoty majú aj vyššiu sorpčnú schopnosť a keďže po aplikácií biouhlia do pôdy bolo pozorované významné zvýšenie SOC (7, 21, 24) predpokladáme, že tento pozitívny efekt biouhlia voči sorpcii možno prisúdiť práve nárastu SOC v pôde. Uvedenú skutočnosť potvrdzujú i pozitívne korelácie medzi rozdrobenou organickou hmotou a sumou bázických katiónov a celkovou sorpčnou kapacitou (POC a S, r = 0,611, P 0,001; POC a T, r = 0,618, P 0,001; POC L a S, r = 0,469, P 0,01; POC L a T, r = 0,482, P 0,01) a tieto vzťahy sú silnejšie ako vyššie uvedené medzi SOC a parametrami sorpcie v pôde (SOC a S, r = 0,481, P 0,01; SOC a T, r = 0,463, P 0,01). POC a POC L sú formy uhlíka z tzv. partikulárnej (rozdrobenej) organickej hmoty, ktorá je defi novaná veľkosťou 53 2 000 μm a je tvorená rastlinným materiálom v rôznom stupni rozkladu, ktorý vlastne predstavuje aktívne frakcie uhlíka (2). Biouhlie, ktoré bolo aplikované do pôdy bolo defi nované veľkosťou častíc od 1 5 mm, čiže sa po aplikácii do pôdy stalo aj súčasťou tzv. partikulárnej organickej hmoty. Na druhej strane v prípade HL a HK boli zistené pozitívne korelácie s H a negatívne s S, T a V. Pozitívna korelácia bola pozorovaná iba medzi FK a H, avšak žiadny významný korelačný vzťah medzi FK a ostatnými parametrami sorpcie nebol zistený (tabuľka 2). Taktiež kvalita organickej hmoty nemala významný vplyv na parametre sorpcie. Z uvedených vzťahov je zrejme, že nie všetky komponenty organickej hmoty sa rovnako podieľajú na sorpcií pôdy, čo potvrdzuje už zistenia Šimanský a Polláková (23). Záver Zvýšený obsah celkového organického uhlíka prostredníctvom dodaného biouhlia sa pozitívne prejavil na zlepšení ukazovateľov soprcie v hnedozemi, avšak nie všetky komponenty organickej hmoty sa rovnako podieľali na 22 Agrochémia 2 / 2017

Obr. 2: Štatistické vyhodnotenie parametrov sorpcie: A) hydrolytická kyslosť, B) suma výmenných bázických katiónov, C) celková sorpčná kapacita, D) stupeň nasýtenia sorpčného komplexu bázickými katiónmi Fig. 2: Statistical evaluation of soil sorptive parameters: A) hydrolytic acidity, B) sum of basic cations, C) cation exchange capacity, D) base saturation B0N0 bez hnojenia (kontrola), B10N0 biouhlie v dávke 10 t ha 1, B20N0 biouhlie v dávke 20 t ha 1, B10N40 biouhlie v dávke 10 t ha 1 + 40 kg ha 1 N, B20N40 biouhlie v dávke 20 t ha 1 + 40 kg ha 1 N, B10N80 biouhlie v dávke 10 t ha 1 + 80 kg ha 1 N, B20N80 biouhlie v dávke 20 t ha 1 + 80 kg ha 1 N Rozdielne písmená medzi stĺpcami (priemerné hodnoty) signalizujú štatisticky významný rozdiel LSD test. B0N0 no biochar, no N fertilization, B10N0 biochar (10 t ha 1 ), B20N0 biochar (20 t ha 1 ), B10N40 biochar (10 t ha 1 ) + fertilizer (40 kg ha 1 N), B20N40 biochar (20 t ha 1 ) + fertilizer (40 kg ha 1 N), B10N80 biochar (10 t ha 1 ) + fertilizer (80 kg ha 1 N), B20N80 biochar (20 t ha 1 ) + fertilizer (80 kg ha 1 N) Different letters between columns (a, b, c, d) indicate that treatment means are signifi cantly different at P < 0.05 according to LSD multiple range test. (1) hydrolytic acidity, (2) fertilization, (3) sum of basic cations, (4) cation exchange capacity, (5) base saturation zlepšovaní sorpcie pôdy. Biouhlie je pôdny prídavok, ktorý významným spôsobom zvyšuje ph a zlepšuje sorpčné vlastnosti skúmanej hnedozeme. Tento efekt je najintenzívnejší po aplikácii biouhlia v dávke 10 t ha 1 v kombinácii so 40 kg ha 1 dusíka. Ak sa biouhlie aplikovalo samostatne, tak jeho priaznivejší účinok bol zistený pri dávke 20 t ha 1 v porovnaní s nižšou dávkou (10 t ha 1 ). Naše výsledky poukázali na fakt, že po aplikácií samotného biouhlia a biouhlia v kombinácii s N hnojením sa sorpčný komplex stal plne nasýteným. Biouhlie získavané pyrolýzou obilných pliev a odpadového kalu po výrobe papiera malo priaznivý vplyv na pôdnu reakciu a sorpčné vlastnosti hnedozeme, čo do značnej miery prispieva k zvyšovaniu pôdnej úrodnosti a k podpore trvalo udržateľného hospodárenia na pôde. Z hľadiska vyprodukovania dostatočnej a zdraviu nezávadnej rastlinnej produkcie je nesmierne dôležité pred jeho konečným odporúčaním a zavedeným do bežnej poľnohospodárskej praxe zistiť jeho ďalšie pozitívne resp. negatívne účinky a oboznámiť s nimi farmárov a širšiu verejnosť. Agrochémia 2 / 2017 23

Literatúra (1) ANTAL, M.J. GRONLI, M. 2003. The art, science, and technology of charcoal production. In Ind. Eng. Chem. Res., 42, s. 1619 1640. (2) CAMBARDELLA, C. A. ELLIOT, E. T. 1992. Particulate organic matter changes across a grassland cultivation sequence. In Soil Sci. Soc. Am. J., 56, 1992, s. 777 783. (3) CORNELISSEN, G. GUSTAFSSON, O. BUCHELI, T.D. JONKER, M.T.O. KOELMANS, A.A. VAN NOORT, P.C.M. 2005. Extensive sorption of organic compounds to black carbon, coal, and kerogen in sediments and soils: mechanisms and consequences for distribution, bioaccumulation, and biodegradation. In Environ. Sci. Technol., 39, s. 6881 6895. (4) DZIADOWIEC, H. GONET, S. S. 1999. Przewodnik metodyczny do badań materii organicznej gleb. Prace komisji naukowych Polskiego towarystwa gleboznaczego. Warszawa, 1999, s. 65. (5) GLASER, B. BIRK, J.J. 2011. State of the scientific knowledge on properties and genesis of Anthropogenic Dark Earths in Central Amazonia (terra preta de Índio). In Geochimica Et Cosmochimica Acta, 82, s. 39 51. (6) HANES, J. 1999. Analýza sorpčných vlastností pôd. Bratislava : VÚPOP, 1999. 138 s. ISBN 80 85361 47 7. (7) HORÁK, J. ŠIMANSKÝ, V. 2016. Effect of biochar and biochar combined with N fertilizer on soil organic carbon content. In Agriculture, v tlači. (8) HORÁK, J. 2015. Testing biochar as a possible way to ameliorate slightly acidic soil at the research field located in the Danubian lowland. In Ac. Horti. Reg., 18, s. 20 24. (9) CHINTALA, R. SCHUMACHER, T.E. KUMAR, S. MALO, D.D. RICE, J. BLEAKLEY, B. CHILOM, G. PA- PIERNIK, S. JULSON, J.L. CLAY, D.E. GU, Z.R. 2014. Molecular characterization of biochar materials and their influence on microbiological properties of soil. In J Hazard Mater., 279, s. 244 256. (10) JEFFERY, S. VERHEIJEN, F.G.A. VAN DER VELDE, M. BASTOS, A.C. 2011. A quantitative review of the effects of biochar application to soils on crop productivity using meta analysis. In Agr. Ecosyst. Environ., 144, s. 175 187. (11) KIM, H.S. KIM, K.R. KIM, H.J. KIM K.H. YANG, J.E. OK, Y.S. OWENS, G. 2015. Effect of biochar on heavy metal immobilization and uptake by lettuce (Lactuca sativa L.) in agricultural soil. In Environ. Earth Sci., 74, s. 1 11. (12) LIANG, B. LEHMANN, J. SOLOMON, D. KINYAN- GI, J. GROSSMAN, J. O NEILL, B. SKJEMSTAD, J.O. THIES, J. LUIZAO, F.J. PETERSEN, J. NEVES, E.G. 2006. Black carbon increases cation exchange capacity in soils. In Soil Sci. Soc. Am. J., 70, s. 1719 1730. (13) LOGINOW, W. WISNIEWSKI, W. GONET, S. S. CIESCINSKA, B. 1987. Fractionation of organic carbon based on susceptibility to oxidation. In Pol. J. Soil Sci., 20, s. 47 52. (14) MUKHERJEE, A. ZIMMERMAN, A.R. HARRIS, W. 2011. Surface chemistry variations among a series of laboratory produced biochars. In Geoderma, 163, s. 247 255. (15) NEFF, J.C. TOWNSEND, A.R. GLEIXNER, G. et al. 2002. Variable effects of nitrogen additions on the stability and turnover of soil carbon. In Nature, 419, s. 915 917. (16) PURAKAYASTHA, T.J. KUMARI, S. PATHAK, H. 2015. Characterisation, stability, and microbial effects of four biochars produced from crop residues. Geoderma, 239 240, s. 293 303. (17) RAJKOVICH, S. ENDERS, A. HANLEY, K. HYLAND, C. ZIMMERMAN, A.R. LEHMANN, J. 2012. Corn growth and nitrogen nutrition after additions of biochars with varying properties to a temperate soil. In Biol. Fertil. Soils, 48, s. 271 284. (18) SOUCÉMARIANADIN, L.N. QUIDEAU, S.A. MAC- KENZIE, M.D. BERNARD, G.M. WASYLISHEN, R.E. 2013. Laboratory charring conditions affect black carbon properties: a case study from Quebec black spruce forests. In Org. Geochem., 62, s. 46 55. (19) SZOMBATHOVÁ, N. 2010. Chemické a fyzikálno chemické vlastnosti humusových látok pôd ako ukazovateľ antropogénnych zmien v ekosystémoch (lokality Báb a Dolná Malanta). Nitra : SPU, 96 s. ISBN 978 80 552 0329 4. (20) ŠIMANSKÝ, V. TOBIAŠOVÁ, E. 2010. Impact of tillage, fertilization and previous crop on chemical properties of Luvisol under barley farming system. In Journal of Central European Agriculture, 11 (3), s. 245 254. (21) ŠIMANSKÝ, V. HORÁK, J. IGAZ, D. JONCZAK, J. MARKIEWICZ, M. FELBER, R. RIZHIYA, E.Y. LUKAC, M. 2016. How dose of biochar and biochar with nitrogen can improve the parameters of soil organic matter and soil structure? In Biologia, 71, s. 989 995. (22) ŠIMANSKÝ, V. HORÁK, J. KOVÁČIK, P. BAJČAN, D. 2017. Carbon sequestration in water stable aggregates under biochar and biochar with nitrogen fertilization. In Bulgarian Journal of Agricultural Science, (23)3, s. 429 435. (23) ŠIMANSKÝ, V. POLLÁKOVÁ, N. 2014. Soil organic matter and sorption capacity under different soil management practices in a productive vineyard. In Archives of Agronomy and Soil Science, 60, s. 1145 1154. (24) ŠIMANSKÝ, V. 2016. Effects of biochar and biochar with nitrogen on soil organic matter and soil structure in Haplic Luvisol. In Acta fytotechnica et zootechnica, 19, s. 129 138. (25) THOMAS, G.A. DALAL, R.C. STANDLEY, J. 2007. No till effects on organic matter, ph, cation exchange capacity and nutrient distribution in a Luvisol in the semi arid subtropics. In Soil Tillage Res., 94, s. 295 304. (26) YUAN, J.H. XU, R.K. WANG, N. LI, J.Y. 2011. Amendment of acid soils with crop residues and biochars. In Pedosphere, 21, s. 302 308. doc. Ing. Vladimír Šimanský, PhD., Katedra pedológie a geológie, FAPZ, SPU, Tr. A. Hlinku 2, 949 76 Nitra, Vladimir.Simansky@uniag.sk Poďakovanie Práca bola riešená v rámci projektov VEGA 1/0604/16 a 1/0136/17 a APVV 15 0160. 24 Agrochémia 2 / 2017