Vliv aplikace biocharu do zahradnického substrátu na výnos cukety (Cucurbita pepo) a obsah přístupných živin v substrátu

Bc. Kateřina Šulcová

Diplomová práce

Influence of the biochar application into the horticultural substrate on the yield of zucchini (Cucurbita pepo) and the content of bioavailable nutrients in the substrate

Anotace:

Biochar je v současné době intenzivně studovaným materiálem zejména z hlediska sekvestrace uhlíku. Důležitý je ale i jeho vliv na půdní vlastnosti, kde jsou výsledky současných studií značně nejednotné. Je pravděpodobné, že biochar může sloužit jako sorbent živin zajišťující jejich postupné uvolňování. Tomuto procesu mohou napomoci mykorhizní houby (AMF) nebo bakterie. Cílem této práce bylo vyhodnotit vliv aplikace biocharu do substrátu na výnos cukety (Cucurbita pepo var. giromontiina), obsah přístupných živin v substrátu a odběr živin ze substrátů. Dalším cílem bylo posoudit vliv bakterií a arbuskulárně-mykorhizních hub na příjem živin cuketou a její výnos. Za tímto účelem byly založeny nádobové pokusy s cuketami s aplikací dřevního biocharu a biocharu z čistírenských kalů. Dále byl testován i vliv dodaných AMF (Rhizoctomus irreguralis) a konsorcia bakterií (Rhodococcus zopfii, Caenibius tardaugens, Nocardioides simplex a Altererythrobacter estronivorus). Byly založeny následující varianty: 1) kontrola, 2) biochar z kalů, 3) biochar ze dřeva, 4) bakterie, 5) biochar z kalů + bakterie, 6) biochar ze dřeva + bakterie, 7) AMF, 8) biochar z kalů + AMF, 9) biochar ze dřeva + AMF. Nádoby byly realizovány v pěti opakováních. Po sklizni cuket byly provedeny analýzy na obsah okamžitě přístupných vybraných živin a dalších prvků v substrátu. Dále byl hodnocen i odběr těchto živin plody cukety. Ačkoliv výsledky často nejsou statisticky průkazné, lze vyvodit zřejmé tendence vlivu aplikace biocharu, AMF i konsorcia bakterií. Nejvyšší obsahy přístupných prvků v substrátu se téměř vždy vyskytovaly u kontrolní varianty. Následovaly zpravidla varianty s oběma typy biocharů bez aplikovaných AMF nebo bakterií. Je tak velmi pravděpodobné, že aplikace biocharu znamenala omezení dostupnosti živin. Toto omezení dostupnosti ještě umocnil přídavek AMF a bakterií. Jedinou výjimku tvořila varianta 8 (biochar z kalů a AMF) kde byly zaznamenány vyšší obsahy Fe a P v substrátu na úrovni aplikace obou typů samotných biocharů. Výsledky substrátů byly potvrzeny rozbory plodů cuket, kde byly odběry prakticky všech sledovaných živin (P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn a B) nejvyšší u kontrolní varianty. Výjimku tvořila pouze síra a nikl, kde však hodnoty u kontroly byly druhé nejvyšší. Rovněž výnos plodů cuket představoval nejvyšší hodnoty u kontrolní varianty. Je pravděpodobné, že aplikace biocharu, AMF i bakterií vedla k inhibici dostupných živin v substrátu s negativním dopadem na výnosy cukety i odběr sledovaných živin.

Abstract:

Biochar is currently being intensively studied, particularly in terms of carbon sequestration. However, its impact on soil properties is also important, where the results of current studies are quite inconsistent. It is likely that biochar can act as a nutrient sorbent, ensuring their gradual release. This process may be enhanced by mycorrhizal fungi (AMF) or bacteria. The aim of this study was to evaluate the effect of biochar application to the substrate on the yield of zucchini (Cucurbita pepo var. giromontiina), the content of bioavailable nutrients in the substrate, and the nutrient uptake from the substrates. Another goal was to assess the influence of bacteria and arbuscular mycorrhizal fungi on nutrient uptake by zucchini and its yield. For this purpose, pot experiments with zucchini were set up, applying wood biochar and biochar from sewage sludge. The influence of added AMF (Rhizoctomus irregularis) and a consortium of bacteria (Rhodococcus zopfii, Caenibius tardaugens, Nocardioides simplex, and Altererythrobacter estronivorus) was also tested. The following variants were established: 1) control, 2) sludge biochar, 3) wood biochar, 4) bacteria, 5) sludge biochar + bacteria, 6) wood biochar + bacteria, 7) AMF, 8) sludge biochar + AMF, 9) wood biochar + AMF. The pots were conducted in five replicates. After harvesting the zucchini, analyses were conducted on the content of selected immediately available nutrients and other elements in the substrate. Additionally, the uptake of these nutrients by the zucchini fruits was evaluated. Although the results are often not statistically significant, apparent trends can be discerned regarding the effects of biochar, AMF, and the bacterial consortium. The highest contents of accessible elements in the substrate were almost always found in the control variant, typically followed by variants with both types of biochar without applied AMF or bacteria. It is very likely that the application of biochar limited nutrient availability. This limitation was further exacerbated by the addition of AMF and bacteria. The only exception was variant 8 (sludge biochar and AMF), where higher contents of Fe and P were recorded in the substrate at the level of application of both types of biochar alone. The results of the substrates were confirmed by the analyses of zucchini fruits, where the uptake of almost all monitored nutrients (P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn, and B) was highest in the control variant. The only exceptions were sulfur and nickel, where, however, the values in the control were the second highest. Likewise, the yield of zucchini fruits was highest in the control variant. It is obvious that the application of biochar, AMF, and bacteria led to the inhibition of available nutrients in the substrate with a negative impact on zucchini yields and the uptake of monitored nutrients.

Klíčová slova

Cuketa, Pěstební substráty, Biouhel, Přístupné živiny, Odběr živin

Keywords

Zucchini, Growing substrates, Biochar, Bioavailable nutrients, Nutrients uptake

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 28. 4. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 21. 5. 2024
• Vedoucí: doc. Ing. Martin Kulhánek, Ph.D.
• Oponent: Ondřej Sedlář, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program:
Zahradnictví