Účinek kontinuální výroby bioplynu na klíčivost semen plevelů v biokalu při organickém hnojení řepy cukrové

ÚČINEK KONTINUÁLNÍ VÝROBY BIOPLYNU NA KLÍČIVOST SEMEN PLEVELŮ V BIOKALU PŘI ORGANICKÉM HNOJENÍ ŘEPY CUKROVÉ

Effect of continual biogas production on the weed seeds germination in bio-digested slurry used in sugar beet fertilization

R. Pospišil, E. Líška, R. Bušo

Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre, Fakulta agrobiológie a potravinových zdrojov

Summary: In year 2001 the field polyfactorial trial on experimental station of Slovak Agricultural University in Nitra - Kolíňany with four crops was established. The content of weed seeds and fruits in bio-digested slurry from continual biogas production and weed seed bank under sugar beet and spring barley was observed and compared. No important differences in the weed seed bank under sugar beet and spring barley was founded. The most frequent weed species was Amaranthus retroflexus. The bio-digested slurry contented a small number of weed seeds with ten weed species. The dominant weed species was Amaranthus retroflexus with 15,52% emergence after 14 days. The application doses quantity (50 t.ha-1, 100 t.ha-1) had no significant influence on sugar beet and spring barley stands weed infestation.

Key words: sugar beet, weed seeds, weed seed bank, bio-digested slurry

Souhrn: V příspěvku je hodnocen vliv kontinuální výroby bioplynu na obsah semen a plodů plevelů ve vyhnitém biokalu a v půde při organickém hnojení řepy cukrové. Ve vstupním substrátě byli zjištěny vyšší počty diaspor plevelů jako ve vyhnitém biokalu po metanogenezi. Dominantním druhem byl Amaranthus retroflexus. Vyhnívací proces způsobil rozklad osemení diaspor plevelů a tým podmínil ztrátu klíčivosti a životaschopnosti diaspor v půdě. Aplikace biokalu v dávkách 50 resp. 100 t.ha-1 neměla u sledovaných plodin (řepa cukrová a ječmen jarní) výraznější vliv na aktuální zaplevelenost sledovaných porostů. Byl zjištěn vyšší počet diaspor plevelů ve vrchní vrstvě půdy (0 – 50 mm) zejména v řepě cukrové jako i širší druhové spektrum v porovnání s ječmenem jarním.

Klíčová slova: řepa cukrová, semena plevelů, plody plevelů, potenciální zaplevelenost, biokal

Úvod

Bioplyn je zmes plynov, ktorá vzniká anaeróbnym odbúravaním organických látok (hlavne celulózy) mikroorganizmami. Obsahuje najmä metán a oxid uhličitý v pomere asi 60:40. Vyrába sa z organického poľnohospodárskeho odpadu. Ekonomicky predstavuje dobre využiteľný miestny zdroj energie. Po kontinuálnej výrobe bioplynu vzniká tzv. biokal. Je to organický substrát získaný anaeróbnym vyhnívaním hnojovice a exkrementov hovädzieho dobytka. Vplyvom zvýšenej teploty (40-50°C) a agresivity prostredia (pH 7,5 – 8) pri metanogenéze sa predpokladá pokles životaschopnosti semien a plodov burín v ňom (Pospišil, Bitter 2001). Organické hnojivá sú považované za významný zdroj organickej hmoty, ale sú aj potenciálnym zdrojom zaburinenosti (Kohout, Škoda 1993, Remešová 2000). Cieľom výskumu zaburinenosti bolo overiť tieto skutočnosti.

Materiál a metody

V roku 2001 boli na demonštračnej báze ŠPP SPU v Nitre (hospodárstvo Kolíňany ) založené poloprevádzkové poľné pokusy za účelom sledovania účinkov aplikácie biokalu na úrodu, kvalitu úrody a zaburinenosť porastov poľných plodín (jačmeň siaty, forma jarná, slnečnica ročná, kukurica siata na siláž a repa cukrová). Pokusná plocha každej plodiny je tvorená 4 variantami hnojenia organickými hnojivami a nehnojenou kontrolou. Každý variant hnojenia predstavuje plochu 188 m2. Organické hnojivo je aplikované len v prostrednom (6 m širokom) páse, odkiaľ sú aj odoberané vzorky. Rôzne varianty dávkovania organických hnojív sú oddelené od seba 12 m širokou izolačnou plochou (po 6 m z každého variantu). Výmera jednej plodiny je 0,9 ha, výmera celého pokusu je 3,6 ha. Varianty pokusu sú pri každej plodine diferencované rozdielnymi dávkami organických hnojív:

kontrola - nehnojená organickými hnojivami (len priemyselné hnojivá), maštaľný hnoj – dávka 25 t.ha-1, vyhnitý kal (biokal) - dávka 50 t.ha-1, maštaľný hnoj – dávka 50 t.ha-1, vyhnitý kal (biokal) - dávka 100 t.ha-1.

Všetky varianty boli hnojené základnou dávkou priemyselných hnojív a zaburinenosť bola regulovaná herbicídmi. Maštaľný hnoj bol aplikovaný na jeseň 2000 a 2003. Potenciálna zaburinenosť bola sledovaná v r. 2001 v substráte použitom na výrobu bioplynu (hnojovica hovězího dobytka predstavujúca vstupný materiál do stanice na výrobu bioplynu) v biokale (v organickom materiáli z fermentačnej nádrže po výrobe bioplynu) a v pôde, kde sa pestovala repa cukrová a jačmeň jarný.

Výsledky a diskuse

Tabulka 1: Celkový počet semien a plodov burín vo vzorke substrátu a vyhnitého biokalu v 1000 ml v r. 2001

Vysvetlivky: S 1, S 2 – substrát vstupujúci do fermentačnej nádrže, Kal 1, Kal 2 – vyhnitý biokal odobratý z dna fermentačnej nádrže, x – priemer, AMARE – Amaranthus retroflexus (láskavec ohnutý), CHEAL – Chenopodium album (mrlík biely), STEME – Stellaria media (hviezdica prostredná), CONAR – Convolvulus arvensis (pupenec roľný), DATST – Datura stramonium (durman obyčajný), SPRAR – Spergula arvensis (kolenec roľný), CIRAR – Cirsium arvense (pichliač roľný), IVAXA – Iva xanthiifolia (iva voškovníkovitá), ANGAR – Anagallis arvensis (drchnička roľná), Rumex spp. – (štiavy), iné – rozložené osemenia a oplodia burín, ktoré nebolo možné presne identifikovať

Druhové spektrum burín získané z pôdnej banky semien bolo chudobnejšie (7 druhov), než druhové spektrum získané zo substrátu a biokalu (10 druhov). Nebola zistená významná heterogenita pôdnej banky semien pod jednotlivými plodinami. Potenciálna zaburinenosť pod repou cukrovou a jačmeňom jarným bola približne rovnaká. Vo vstupnom substráte vstupujúcom do bioplynovej stanice boli zistené vyššie počty semien burín, ako vo vyhnitom biokale odobratého z dna fermentačnej nádrže po výrobe bioplynu. Najviac zastúpeným burinovým druhom bol Amaranthus retroflexus – láskavec ohnutý. Po 14 dňoch trvania skúšky klíčivosti semien láskavca ohnutého vyklíčilo z oboch vzoriek substrátu (spolu 265 semien) v priemere 15,52%.

Láskavec ohnutý, ako rastlina C4 typu fotosyntézy je tolerantnejšia voči vodnému stresu, preto môže láskavec predstavovať v podmienkach stupňujúceho sa vodného deficitu vážny problém v plodinách C3 typu fotosyntézy (repa cukrová, jačmeň jarný), kde sa konkurenčne významne presadzuje.

Závěr

Pri porovnaní obsahu semien a plodov burín vo vstupnom substráte oproti biokalu môžeme konštatovať:

Vyhnívací proces spôsobuje rozklad osemenia diaspór burín a znižuje ich klíčivosť, ako organické hnojivo nie je biokal významným zdrojom zaburinenosti pôdy, vyhnitý kal potenciálne vplýva na pokles semien a plodov burín v pôdnej zásobe, v riešení projektu sa ďalej pokračuje.

Použitá literatura

KOHOUT, V. – ŠKODA, V.: Regulace rozšíření polních plevelů nechemickými způsoby. In: Metodiky pro zavádění výsledků výzkumu do zemědělské praxe. Praha : ÚZPI, 1993, 36 s.

POSPIŠIL, R. – BITTER, J.: Vplyv použitia vyhnitého kalu po výrobe bioplynu na úrodnosť pôdy. Naše pole, 10, 2001, s. 35 – 37.

REMEŠOVÁ, I: Vliv statkových hnojiv na zaplevelení polí : Autoreferát doktorandské disertační práce. Brno : MZLU, 2000, 48 s.

Príspevok vznikol za podpory grantového projektu VEGA 1/8177/0 riešeného na Katedre rastlinnej výroby SPU v Nitre.