Original title: Vliv mikrobiální degradace biouhlu v půdě na jeho fyzikálně-chemické charakteristiky
Translated title: The Influence of Microbial Degradation of Biochar in Soil on its Physico-chemical Properties
Authors: Kurková, Marie ; Weidlich, Tomáš (referee) ; Kalina, Michal (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2022
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [cze] [eng]
Tato diplomová práce studuje jednotlivé činitele, které mohou působit na biouhel v půdě a působit jeho degradaci. Mezi tyto činitele patří závlaha, kořenové exsudáty a působení mikroorganismů. V experimentální části byla degradace biouhlu v půdním prostředí studována dvojím způsobem, nejprve bez působení mikroorganismů, kdy vliv závlahy byl simulován výluhy biouhlů v ultračisté destilované vodě a modelové dešťové vodě, a vliv kořenových exsudátů byl simulován extrakcemi biouhlů v kyselině citronové, jakožto modelového kořenového exsudátu kukuřice seté. Extrahované roztoky biouhlů bez předchozí kultivace v půdě byly charakterizovány pomocí pH, vodivosti, UV-VIS analýzy a prvkové analýzy. U zbytků biouhlů po extrakcích byla charakterizována morfologie pomocí SEM, strukturní změny pomocí FTIR a obsah organiky a minerální části pomocí TGA analýzy. Na vzorcích biouhlů po kultivaci v půdě byly provedeny extrakce za stejných podmínek a byly provedeny tytéž analýzy. Vlivem kultivace v půdě u biouhlů došlo ke změně prvkového složení, poklesu alkality biouhlu a byly pozorovány změny poměru organické hmoty a minerální složky. Pokles pH a vodivosti biouhlů souvisí zejména s vyluhováním draslíku. Strukturní a morfologická analýza naznačila, že vlivem promývání ani kultivací v půdě nedochází k výraznější degradaci jeho struktury, ale dochází k částečnému zanášení pórů biouhlů nízkomolekulárními nečistotami z půdy. Tyto výsledky naznačují krátkodobé působení biouhlů v půdách jakožto zdroj živin (draslík, fosfor) a naopak dlouhodobé působení jakožto půdní kondicionér. This master‘s thesis studies the different factors that can affect biochar in soil and cause its degradation. These factors include irrigation, root exudates and the action of microorganisms. In the experimental part, the degradation of biochar in the soil environment was studied in two ways, firstly without the action of microorganisms, where the effect of irrigation was simulated by leaching biochar in ultrapure distilled water and model rainwater, and the effect of root exudates was simulated by extracting of biochar in citric acid as a model root exudate of maize sown. The extracted biochar solutions without prior cultivation in soil were characterized by pH, conductivity, UV-VIS analysis and elemental analysis. The biochar residues after extractions were characterized for morphology by SEM, structural differences by FTIR, and organic and mineral content by TGA analysis. The biochar samples after cultivation in soil were subjected to extractions under the same conditions and the same analyses were performed. The effect of cultivation in soil on biochar resulted in a change in elemental composition, a decrease in biochar alkalinity and changes in the ratio of organic matter and mineral fraction were observed. The decrease in pH and conductivity of biochar was mainly related to potassium leaching. The structural and morphological analysis indicated that there is no significant degradation of the structure of the biochar due to washing or cultivation in soil, but there is a partial fouling of the biochar pores by low molecular weight impurities from the soil. These results suggest a short-term action of biochar in soils as a source of nutrients (potassium, phosphorus) and, conversely, a long-term action as a soil conditioner.
Keywords: Biochar; extraction; microorganisms; organic matter.; root exudates; Biouhel; extrakce; kořenové exsudáty; mikroorganismy; organická hmota.

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/204589

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-501932


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses