Výzkum ÚCHP: Může biouhel z chaluh pomáhat půdě?
Jedním z cílů Strategie AV21 Akademie věd ČR je využití špičkového výzkumu pro udržitelné hospodaření s půdou. Mezi významná témata spadá i zajištění ochrany a obnovy půdy.
S podporou Strategie AV21 se vědci z Ústavu chemických procesů AV ČR ve spolupráci s Universitou Kwa-Zulu Natal, Durban, Jihoafrická republika zabývali možností využití přídavků biouhle z chaluh (mořských řas) pro zlepšení půdních vlastností.
V současné době se přídavky biouhle do půdy testují po celém světě. Pro jeho přípravu, která se provádí tepelným ohřevem na 500 – 800°C bez přístupu vzduchu tedy pyrolýzou, se využívá nejrůznější odpadní rostlinný materiál, ale i mikro řasy či mořské řasy. Zjišťuje se, že vliv biouhle na půdní vlastnosti závisí na použité pyrolýzní teplotě i na typu materiálu, který významně ovlivňuje jeho složení. Z tohoto hlediska jsou velmi zajímavé mořské řasy, které mimo uhlíku, dusíku a fosforu obsahují i různé prvky absorbované z mořské vody jako je draslík, vápník, hořčík, železo a další stopové prvky nezbytné pro růst rostlin.
Z tohoto důvodu byl výzkum zaměřen na makrořasu Ecklonia Maxima hojně rostoucí na jižním pobřeží Jihoafrické Republiky, která dosahuje délky až kolem 8 metrů. Tato hojně se vyskytující řasa po vyplavení na břeh nejen zamořuje pláže, ale podléhá i rychlému rozkladu, který provází nepříjemný zápach (viz. obr. 1). Z tohoto hlediska se jeví, jako velmi slibný odpadní materiál vyskytující se v dostatečném množství, pro přípravu biouhle za účelem zlepšení kvality půdy.
Obr. 1 Vyplavená Ecklonia Maxima
Při přípravě biouhlu byla makrořasa Ecklonia Maxima pyrolyzována při teplotě 500oC a 800°C. Výtězek biouhle byl 50.36% při nižší teplotě a 37.24% při vyšší teplotě pyrolýzy, přičemž při vyšší teplotě byl povrch částic zajišťující zachycení vláhy a nutrientů dvojnásobný. Elementární analýza také ukázala, že biouhel získaný při teplotě 800°C obsahuje více dusíku a síry ve srovnání s nízkoteplotním biouhlem při 500°C.
Jako testovaná plodina pro vliv biouhle na zahradní půdu byla zvolena rychle rostoucí zelenina “Microgreen”, a výsledky byly srovnány s účinkem zahradního hnojiva i s růstem plodiny na půdě bez přídavku hnojiva nebo biouhle. Biouhel byl smíchán se zahradní půdou v poměru doporučeným v literatuře, zatímco použité hnojivo bylo smícháno s půdou podle doporučení výrobce. Nádoby s plodinou pak byly umístěny na slunném místě po dobu 12 týdnů s každodenním zaléváním.
Obr. 2 půda bez přídavků, s biouhlem 500°C, s biouhlem 800°C, s hnojivem
Po 6 týdnech experimentů byl největší vliv na růst plodiny pozorován u plodiny pěstované na půdě s přídavkem hnojiva v těsném závěsu na půdě s přídavkem biouhle 500 a 800oC (obr. 2), přičemž dle očekávání nejmenší růst vykazovala plodina pěstovaná na půdě bez přídavků. Nicméně po 12 týdnech půda s přídavkem biouhle pyrolyzovaného při 800oC vykázala nejvyšší růstový přírůstek (10,5g/84dní), sledovanou půdami s přídavkem hnojiva (5,5g/84dní) a biouhle pyrolyzovaného při 500oC (3,8g/84dní) a půdou bez přídavku (2,2g/84dní).
Je zřejmé, že biouhel získaný pyrolýzou oceánské makrořasy má oproti hnojivu dlouhodobé účinky na kvalitu půdy a vykazuje i zádrž živit, takže se jeví jako levný a ekologicky šetrný doplněk při pěstování zemědělských plodin.