Použití biouhlu v zemědělských půdách získalo značnou pozornost kvůli jeho potenciálu zlepšit zdraví půdy, zlepšit výnosy plodin a snížit znečištění životního prostředí. Při produkci zeleniny ve skleníku je zvláště zajímavá schopnost biouhlu ovlivňovat degradaci pesticidů a společenstva půdních bakterií. Nedávná studie se ponořila do vlivu biouhlu na rychlost degradace tří pesticidů – CAP, HPM a IXB – napříč různými rostlinnými plodinami a jeho následných účinků na bakteriální bohatství a diverzitu půdy ve skleníkových podmínkách.
Biouhel, materiál bohatý na uhlík získaný pyrolýzou organické hmoty, byl uznáván pro svou schopnost adsorbovat pesticidy a další kontaminanty, což potenciálně snižuje jejich mobilitu a perzistenci v životním prostředí. Účinky biouhlu na degradaci pesticidů však nejsou jednotné a mohou být ovlivněny několika faktory, včetně typu biouhlu, dotyčného pesticidu, typu plodiny a specifických vlastností půdy.
Degradace biouhlu a pesticidů
Ve studii vědci zkoumali účinky biouhlu z rýžových slupek (RB) na degradaci tří pesticidů: CAP (vysoce rozpustný pesticid), HPM (další rozpustný pesticid) a IXB (se sníženou pohyblivostí). Studované plodiny zahrnovaly brokolici a pakchoi, dvě zeleniny běžně pěstované ve skleníkových podmínkách.
U brokolice výsledky prokázaly, že aplikace RB v dávce 25.00 t ha−1 významně urychlila degradaci CAP a HPM. To bylo přičítáno zvýšenému množství bakterií v rhizosféře, což podpořilo rozklad těchto pesticidů jak v rostlinách brokolice, tak v okolní půdě. Je zajímavé, že degradace IXB byla méně ovlivněna biouhlem, pravděpodobně kvůli jeho nižší rozpustnosti a snížené pohyblivosti v půdě.
Naproti tomu pakchoi vykazoval jinou reakci. Biomasa pakchoi značně vzrostla během pozdní fáze růstu, ale aplikace RB významně neovlivnila degradaci tří pesticidů. CAP a IXB však vykazovaly sníženou mobilitu v půdě, což naznačuje, že biouhel účinně adsorbuje tyto pesticidy a potenciálně zabraňuje jejich vyplavování do podzemních vod. HPM se díky své vysoké rozpustnosti dále snadněji rozkládá v přítomnosti biouhlu.
Dopad na společenstva půdních bakterií
Jedním z pozoruhodných zjištění studie byl dopad biouhlu na půdní bakteriální společenství. Přidání biouhlu změnilo jak bohatost, tak diverzitu bakteriální populace v půdě rhizosféry. Tento posun v bakteriální ekologii je významný, protože půdní bakterie hrají klíčovou roli při degradaci organických sloučenin, včetně pesticidů. Podporou rozmanitější a hojnější bakteriální komunity zvyšuje biouhel přirozenou schopnost půdy rozkládat pesticidy, čímž snižuje jejich dopad na životní prostředí.
Interakce mezi biouhlem, půdními bakteriemi a pesticidy je složitá, ale slibuje snížení plošného znečištění ze zemědělských činností. Schopnost biouhlu adsorbovat a imobilizovat pesticidy v kombinaci s jeho pozitivními účinky na půdní mikrobiální komunity naznačuje, že by mohl být účinným nástrojem pro zmírnění kontaminace pesticidy ve skleníkových prostředích.
Doporučení pro skleníkové zemědělství
Na základě zjištěných skutečností je pro produkci brokolice ve skleníkových podmínkách doporučena aplikace biouhlu v dávce 25.00 t ha−1, aby se zlepšila degradace pesticidů a podpořila bezpečnost potravin. Tato praxe by mohla pomoci snížit ekologickou stopu používání pesticidů tím, že urychlí rozklad rozpustných pesticidů, jako je CAP a HPM, a zároveň podpoří zdravější půdní ekosystémy. U plodin, jako je pakchoi, kde byly účinky biouhlu na degradaci pesticidů méně výrazné, může být zapotřebí dalšího výzkumu k optimalizaci aplikačních dávek a strategií.
Celkově biouhel představuje cenný doplněk k udržitelným zemědělským postupům, zejména v kontrolovaných skleníkových prostředích, kde je zvýšené riziko kontaminace pesticidy. Začleněním biouhlu do produkce zeleniny ve skleníku mohou zemědělci zlepšit výnosy plodin i dopady na životní prostředí.
Schopnost biouhlu ovlivňovat degradaci pesticidů a obohacovat půdní bakteriální komunity nabízí slibnou cestu pro udržitelné skleníkové zemědělství. U vysoce rozpustných pesticidů, jako jsou CAP a HPM, může biouhel významně urychlit degradaci, zvýšit bezpečnost potravin a snížit znečištění životního prostředí. Doporučená aplikační dávka 25.00 t ha−1 pro biouhel ve skleníkové produkci brokolice by mohla sloužit jako model pro jiné plodiny a regiony. Jak se zemědělské postupy neustále vyvíjejí, biouhel může hrát stále důležitější roli při vyvažování produktivity a péče o životní prostředí.
