Obsah zinku v rostlinách jarního ječmene po aplikaci čistírenských kalů

Obsah zinku v rostlinách jarního ječmene po aplikaci čistírenských kalů

The Content of Zinc in Grain and Straw of Spring Barley Growing at Soils Amended by Sewage Sludge

Doc. Ing. Jiří Balík, CSc.

Ing. Pavel Tlustoš, CSc.

Ing. Daniela Pavlíková, CSc.

Ing. Jiřina Száková, CSc.

Čistírenské kaly jsou velice specifické látky, které obsahují organickou hmotu, množství živin, ale také celé spektrum rizikových prvků a organických polutantů. V České republice zaznamenáváme v současnosti významný nárůst jejich produkce. Zcelé řady námi sledovaných rizikových prvků zde uvádíme část výsledků se zinkem.

Zinek patří k nenahraditelným prvkům při výživě rostlin, zvířat i lidí. Při velmi vysokých obsazích zinku v půdě však působí toxicky na rostliny a půdní mikroorganismy. Nejsou však známy případy toxického působení zinku u lidí, a to ani při extrémně vysokých dávkách. V nezatížených půdách činí obsah celkového zinku 10 - 80 mg.kg-1. Voblastech s antropogenně zatíženými půdami mohou dosáhnout hodnoty až 5000 mg.kg-1 (Scheffer a Schachtschabel 1992). Fytotoxické působení zinku nastává převážně při obsazích Zn v rostlinách 200 mg.kg-1 sušiny (Rauno et al. 1998, Sauerbeck 1989, Birke a Werner 1991). Pro významnější depresivní působení Zn na mikroorganismy je udávána koncentrace půdního roztoku cca 1 mg Zn.l-1. Proto by maximální obsah zinku neměl překročit u půd s neutrální a slabě kyselou půdní reakcí 300 mg Zn.kg-1 a u půd s pH 5-6 150 mg.kg-1 (Scheffer a Schachtschabel 1992).

Materiál a metody

Čistírenský kal byl testován v nádobových pokusech s jarním ječmenem (odrůda Akcent). Celkový obsah zinku v kalu činil 1580 mg Zn/kg sušiny. Použity byly tři zeminy z lokalit Suchdol (černozem), Červený Újezd (hnědozem) a Přerov n. Labem (fluvizem) (tab. 1). Navážka suché zeminy činila 5 kg na nádobu. U všech variant byla použita jednotná dávka 1 g dusíku na nádobu ve formě NH4NO3. Kal byl dodán v čerstvém stavu a v množství odpovídající v přepočtu : 10 t sušiny/ha, 20t sušiny /ha, 50t sušiny /ha a 100t sušiny/ha (10 t odpovídá dávce 16,65g sušiny na nádobu). Nádoby byly zavlažovány deionizovanou vodou. Vlhkost zeminy byla udržována na 60% MVK. Rostlinná hmota byla po homogenizaci rozložena suchou cestou. Ke stanovení zinku bylo použito atomové absorpční spektrometrie (přístroj Varian SpectrAA-40). Analytická přesnost a spolehlivost měření byla zajištěna použitím certifikovaných referenčních materiálů ( RM 12-02-03 Lucerne, RM 12-02-05 Rye Bread Flour).

Tab. 1: Agrochemická charakteristika půd - main soil parameters

Referenční materiál: RM Slity Clay Loam (Analytika Co., Ltd.)

certifikováno: 81,0 ± 7,6 mg Zn.kg-1

nalezeno: 78,2 ± 4,8 mg Zn.kg-1

Graf 1: Obsah Zn v zrně jarního ječmene (mg.kg-1) - The content of Zn in the grain of spring barley

Graf 2: Obsah Zn ve slámě jarního ječmene (mg.kg-1) - The content of Zn in the straw of spring barley

Výsledky a diskuse

Z hlediska obsahu zinku odpovídal použitý čistírenský kal průměrné kvalitě. Ve sdělení ÚKZÚZ (Anonym 1997) se uvádí, že průměrný obsah kalů ČOV v rámci České republiky byl 1704 mg Zn.kg-1 sušiny kalu. S ohledem na velmi přísnou ČSN 46 5735 by však nebylo možné aplikovat tento kal přímo na zemědělskou půdu, ale pouze jej využít jako suroviny pro výrobu kompostů. Obsahy zinku u sledovaných zemin splňovaly podmínky Vyhl. č. 13/1994 Sb. Dle této normy je maximální obsah Zn u lehkých půd 130 mg.kg-1 a u ostatních půd 200 mg.kg-1.

Největší výnosový efekt po aplikaci kalů byl dosažen na zemině Čer. Újezd a nejmenší na zemině Suchdol. Z hlediska použité dávky bylo největších výnosů dosahováno při dávce 20 a 50 t sušiny kalu.

Obsahy zinku v zrně a ve slámě jsou uvedeny v grafech 1 a 2. U variant s kaly je zřejmý statisticky významný nárůst v obsahu Zn v rostlinách se stupňovanou dávkou kalu. Je patrno, že zvýšený příjem zinku rostlinami je dominantním faktorem a není potlačen působením zřeďovacího efektu v důsledku nárůstu biomasy rostlin. Obdobné výsledky uvádějí také Tlustoš et al.(1997), kteří stanovili v souboru 9 zemin po aplikaci kalů největší nárůst obsahu zinku v rostlinách špenátu ze všech osmi sledovaných rizikových prvků. Zvýšený obsah zinku v rostlinách při současně vyšším nárůstu biomasy rostlin je také příčinou výrazně vyššího odběru zinku biomasou rostlin u variant s kaly. Přitom je zinek ve srovnání skadmiem podstatně více transportován do generativních orgánů.

V souboru těchto pokusů byly dále stanoveny obsahy zinku v zeminách po sklizni ječmene. Jako extrakční činidla byla použita 2M HNO3, 0,1 M CaCl2 a 0,01 M CaCl2 .U všech extraktantů byl stanoven zvýšený obsah zinku v zeminách úměrně aplikované dávce. Přitom uslabších extrakčních činidel byl větší rozptyl dosažených výsledků neboť stanovené hodnoty byly významně ovlivněny půdními podmínkami při odběru vzorků. Zároveň však chlorid vápenatý lépe reagoval na zvýšený obsah "přijatelného zinku" u variant s kaly. Relativně vyšší podíl mobilního zinku na zemině Přerov je důsledkem nízkého obsahu jílnaté frakce, nízkého obsahu organických látek i nižší hodnoty pH . Jak uvádějí Scheffer a Schachtaschabel (1992) je u půd spH 6 nízký podíl výměnně sorbovaného zinku. Ze srovnání našich výsledků získaných s půdními výluhy u kadmia a zinku (Balík et al. 1998 ) vyplývá podstatně snažší extrahovatelnost kadmia. Menší podíl mobilního a potenciálně mobilizovatelného zinku z celkového Zntot. v půdě ve srovnání s kadmiem je také předpokladem většího uplatnění Zn z kalu ve výživě rostlin.

Tato publikace vznikla na základě finančních prostředků GA/ČR - projektu 526/97/0845.

Literatura

Balík J. et al.: Rost. Výr. 44, 1998, 457 - 462

Birke C., Werner W.: Auswirkungen von Siedlungsabfällen auf Böden, Bodenorganismen und Pflanzen. Forschungzentrum Jülich GmbH, 1991, 127-179

Rauno A., Poschenrieder C., Barcel J.: Journal of Plant Nutrition, 11, 1988, 577-588

Sauerbeck D.: Beurteilung von Schwermetallkontaminationen im Boden. DECHMA Franfurkt/M 1989, 281-316

Tlustoš P. et al.:. ČZU Praha, 1997, 16 s.

Scheffer F., Schachtschabel P.: Lehrbuch der Bodenkunde, Enke, Stuttgart 1992, 491s.

Souhrn

V nádobových vegetačních pokusech byl sledován vliv aplikace čistírenských kalů na výnos a obsah zinku

ve slámě a v zrně jarního ječmene. Byl použit čistírenský kal v čerstvém stavu a stupňované dávky odpovídaly po přepočtu 10t sušiny/ha, 20t sušiny/ha, 50t sušiny /ha, 100t sušiny/ha. Obsah Zn v čistírenském kalu činil 1580 mg Zn/kg sušiny. Pokusy probíhaly na 3 zeminách (černozem, hnědozem, fluvizem) s různými agrochemickými vlastnostmi. U variant s kalem bylo stanoveno statisticky významné zvýšení obsahu Zn ve slámě i v zrně jarního ječmene. Zvýšený příjem zinku rostlinami byl dominantním faktorem a nebyl potlačen zřeďovacím efektem v důsledku nárůstu bomasy rostlin.

Summary

The effect of sewage sludge application on the yield and the zinc content in grain and straw of spring barley was investigated in pot experiment. The fresh sewage sludge was applied at the four rates 10, 20, 50, and 100 tons of dry matter per ha. Sewage sludge contains 1580 mg Zn.kg-1. Three soils (Chernozems, Luvisols, Fluvisols) were differ in texture and soil test were used in that experiment. The application of sludge led to an increase of Zn content in grain and straw of barley. Higher plant Zn content exceeded a higher biomass yield at treated soils and led to higher Zn uptake at soils amended by sewage sludge.

Možnosti praktické ochrany proti strupovitosti brambor

The Possible Practical Protection of Potato against Common Scab

Ing. Jiří Diviš, CSc.

ZF JU České Budějovice

Ing. Václav Krištůfek, CSc.

AV ČR, Ústav půdní biologie, České Budějovice

Strupovitost brambor způsobená Streptomyces scabies je rozšířená choroba a odrůdy brambor mají rozdílnou citlivost ktomuto onemocnění. Choroba nesnižuje výnos, ale znehodnocuje vzhled i kvalitu hlíz, zvyšuje odpad při loupání, což je významné především u konzumních hlíz. Vpřípadě silného výskytu může negativně ovlivnit skladovatelnost a klíčení sadbových hlíz. Praktická ochrana proti strupovitosti je založena na doporučení úpravy faktorů prostředí, které mohou vyvolat její výskyt u odrůd snízkou citlivostí ktomuto onemocnění.

Bakterie Streptomyces scabies je běžnou součástí půdní mikroflóry (MINX, DIVIŠ, 1994). Zvýšený výskyt je především na lehčích, písčitých a sušších půdách, svyšším pH. Výskyt je podporován nízkým obsahem humusu a zaorávkou vysokých dávek slamnatého hnoje (Čača a kol. 1990). Ztohoto pohledu je nevhodné i vápnění přímo kbramborům (Rybáček, 1988).

LAPWOOD (1973), KEINATH (1989), KRIŠTůfek, HAUSVATER (1993) uvádí, že ovlivnění půdních podmínek a tím antagonistů Streptomyces scabies může být cesta, která může snížit výskyt.