Je hnedé uhlie vhodné na zúrodňovanie pôdy?

OBSAH

• • Úvod
  • Je akékoľvek hnedé uhlie vhodné na zúrodňovanie pôdy?
    • Charakter ložísk hnedého uhlia
    • Znečistenie hnedého uhlia
    • Parolýza - Stupeň skarbonizovania a termického spracovania organickej hmoty
  • Čo rozhoduje o tom, že hnedé uhlie je cenné pre regeneráciu pôd
    • Dostupnosť dusíka a fosforu
    • Zásoba makro- a mikroelementov
    • Obrovská sorbčná kapacita výmenných iónov
    • Pufrovanie pH pôdy
    • Schopnosť zadržiavať vodu
    • Zlepšenie štruktúry pôdy
    • Zlepšenie celkových biologických vlastností
  • Nákup v eshope

Úvod

V tomto článku sa dozviete, či je hnedé uhlie vhodné na zúrodňovanie pôdy, ktoré typy sú najcennejšie a ktoré konkrétne vlastnosti rozhodujú o jeho vysokej využiteľnosti.

Proces degradácie poľnohospodárskej pôdy na Zemi postupuje od 60. rokov minulého storočia hrozivo rýchlo.

Prispieva k tomu znečistenie zo spaľovania fosílnych palív, masívne používanie syntetických hnojív, najmä dusíkatých, a nesprávne postupy v poľnohospodárstve.

Komplex týchto faktorov ovplyvňuje atmosféru Zeme a vyvoláva celý rad klimatických zmien, čo dodatočne urýchľuje degradáciu poľnohospodárskej pôdy.

Odvrátenie tohto procesu, a najmä zvýšenie obsahu organickej hmoty, ktorá zmizla z pôd prechodom do atmosféry vo forme oxidu uhličitého a metánu, si vyžaduje veľmi dlhý čas, počítaný aj v desiatkach rokov.

Dnes už však vieme, že na zlepšenie kvality pôdy môžeme využiť aj starú organickú hmotu, ktorá sa nahromadila desiatky a stovky tisíc rokov pod povrchom zeme, teda hnedé uhlie.

To umožňuje rýchlu obnovu úrodnosti a urýchlenie ďalšieho efektívneho zlepšovania, ktoré sa už vykonáva čisto agronomickými metódami.

Je akékoľvek hnedé uhlie vhodné na zúrodňovanie pôdy?

Hnedé uhlie, alebo skôr rôznorodé hnedé uhlia, sú usadené horniny organického pôvodu.

Vznikli z predtým nahromadenej rastlinnej hmoty v dôsledku zmien, ktoré prebiehali pod vplyvom biologických, geologických a geochemických faktorov. Predstavujú medzičlánok medzi rašelinou a čiernym uhlím.

Hnedé uhlia sú zaraďované medzi primárne a neobnoviteľné materiály, ktoré vykazujú veľmi vysokú variabilitu geologických parametrov, ako aj chemických a technologických vlastností.

Sú prevažne krehké, majú farbu od hnedej po čiernu a spravidla obsahujú veľa síry (do 6,0 %) a netekutých minerálov (do 50 %).

Najstaršie ložiská hnedého uhlia na Slovensku pochádzajú spred 20 a viac miliónov rokov a sú už silne skarbonizované. Existujú však aj mladšie ložiská, ktoré sú vhodnejšie na poľnohospodárske účely.

Charakter ložísk hnedého uhlia

Charakter uhoľných ložísk závisí od mnohýchfaktorov: od druhu rastlinného materiálu, času, teploty, tlaku, vlhkosti a druhu mikroorganizmov, ktoré ich spracovali.

Zložky rastlín (bielkoviny, sacharidy, celulóza, lignín, kôra, živice), spracované baktériami a hubami, vytvárali hmotu zbavenú prchavých prvkov a oveľa bohatšiu na uhlík.

Takáto hmota, zaliata vodou alebo pokrytá usadeninami (najčastejšie bridlicami), podliehala ďalším geochemickým procesom v dôsledku tlaku a teploty.

Preto druh rastlinnej látky, z ktorej hnedé uhlie vzniklo, ako aj podmienky jeho tvorby, vo veľkej miere ovplyvnili jeho charakteristiku a vlastnosti.

Najväčšiu hodnotu pre poľnohospodárstvo má humusové hnedé uhlie (vytvorené zo zvyškov pevninskej flóry), o niečo horšie sú uhlia vytvorené zo zvyškov vodnej flóry (sapropelové uhlie) alebo zo živicovo-voskových zložiek rastlín (liptobiolitové uhlie).

Znečistenie hnedého uhlia

Niektoré ložiská hnedého uhlia obsahujú znečisťujúce látky, ktoré môžu mať význam pre rastliny, ako aj pre spotrebiteľov potravín, ktoré z týchto rastlín pochádzajú. Najčastejšie ide o ťažké kovy a iné stopové prvky.

Obsah ortuti, olova, arzénu a kadmia v slovenskom hnedom uhlí je nízky a ich koncentrácie sú veľmi malé v porovnaní s hraničnými hodnotami povolenými v pôdach. 

Obsah iných stopových prvkov (cín, zinok, mangán a meď) v slovenskom hnedom uhlí je tiež nízky a nepredstavuje hrozbu pre životné prostredie, pričom je zároveň potenciálne hodnotným zdrojom týchto mikroelementov pre pestované plodiny.

Podobne aj všeobecné a pomerne vysoké znečistenie hnedého uhlia sírou môže byť naopak pre poľnohospodárstvo cenné, najmä v reáliách nedostatku tohto prvku v pôde.

Parolýza - Stupeň skarbonizovania a termického spracovania organickej hmoty 

Hnedé uhlie obsahuje 58 až 78 % uhlíka. Zvyšovanie obsahu uhlíka postupuje v čase v dôsledku spájania sa uhlíkových kruhov a úniku iných atómov, hlavne vodíka a kyslíka.

Prirodzená pyrolýza hnedého uhlia je proces rozkladu organickej hmoty pod vplyvom tlaku a vysokej teploty, ktorý prebieha vo vrstvách zemskej kôry a je geologickým procesom genézy uhlia a usadených hornín.

Počas pyrolýzy prebiehajú procesy odparovania organických látok, tvorby a uvoľňovania plynov, ktoré vedú k vytvoreniu pyrolitického uhlíka. Intenzívne emisie zo zohriateho materiálu (200 – 350 °C) neumožňujú prívod plynov z okolia.

Bez prístupu kyslíka intenzívny rozklad organických zlúčenín ustáva a vytvorený pyrolitický uhlík dodatočne zlepšuje využiteľnosť takéhoto materiálu na poľnohospodárske účely.

Čo rozhoduje o tom, že hnedé uhlie je cenné pre regeneráciu pôd?

Obsah a charakter organickej hmoty

Rôznorodé chemické zloženie a odlišné vlastnosti hnedých uhlí vyplývajú z ich rôzneho pôvodu a zo stupňa skarbonizovania (zuhoľnatenia), ktorý sa pohybuje od 58 do 78 %.

Zjednodušene sa dá povedať, že 1 m³ hnedého uhlia vzniká až z približne 8 m³ prekvášanej rastlinnej hmoty, napríklad rašeliny.

Najhodnotnejšie sú mladé hnedé uhlia (lignity) vytvorené z pevninskej vegetácie. Po ich zapracovaní do pôdy sa v nej správajú ako starý pôdny humus.

Uvoľňovanie humínových látok zo starej organickej hmoty

Uvoľňovanie humínových kyselín z pôdneho humusu nastáva počas jeho rozkladu vďaka pôsobeniu fyzikálnych faktorov a mikroorganizmov.

Ten istý proces vedie k uvoľňovaniu humínových kyselín z mladého hnedého uhlia v pôdnych podmienkach.

Rozpad chemicky veľmi zložitých uhlíkových štruktúr vedie k vzniku menších fragmentov, ktoré sú už rozpustné, okrem iného, vo vode, a stávajú sa tak pre rastliny prijateľné. To sú práve humínové kyseliny.

Zjednodušene látky tvoriace sa v procese rozkladu pôdneho humusu alebo hnedého uhlia  môžeme predstaviť takto:

Výhody vyplývajúce z prítomnosti humínových látok v pôde, pochádzajúcich z pôdneho humusu alebo uhoľných kondicionérov, sú nespochybniteľné. Patria sem, okrem iného:

• zlepšenie štruktúry pôdy a jej schopnosti hromadiť vodu,

• zvýšenie asimilovateľnosti živín pre rastliny,

• biostimulácia vývoja tak koreňového systému rastlín, ako aj ich zelených častí,

• zvýšenie odolnosti rastlín voči stresom zo sucha, mrazu a dokonca aj chemickým stresom.

Dostupnosť dusíka a fosforu

Obsah dusíka v hnedom uhlí je rôznorodý a pohybuje sa od približne 0,45 % do 2,4 %, v závislosti od miesta ťažby a špecifických vlastností daného ložiska. Tento dusík pochádza hlavne z premenených rastlinných bielkovín a mikroorganizmov, ktoré sa nachádzali v pôvodnej rastlinnej hmote, z ktorej hnedé uhlie vzniklo.

Pre zásobovanie rastlín dusíkom môže byť oveľa dôležitejší fakt, že štruktúry hnedého uhlia, ktoré obsahuje aj pyrolitický uhlík, sú miestom, ktoré dokonale osídľujú voľne žijúce dusíkaté baktérie.

Tie sú schopné naviazať zo vzduchu dokonca aj viac ako 30 kg dusíka na hektár (N/ha), dostupného pre rastliny, počas jedného roka.

Hnedé uhlie samé o sebe nie je bohatým zdrojom fosforu. Vzniká z rastlinnej hmoty, ktorá prirodzene obsahuje rôzne prvky, vrátane fosforu, avšak jeho koncentrácia v konečnom produkte je nízka.

Kvapalné kondicionéry z lignitu, najmä zo série CarboHUMIC, využívané ako prídavok do pôdy, zvyšujú prijateľnosť fosforu obsiahnutého v pôde prostredníctvom stimulácie biologických procesov, avšak samy nie sú zásadným zdrojom tohto prvku.

Zásoba makro- a mikroelementov

V hnedom uhlí sa vyskytujú mnohé mikroelementy a makroelementy.

Organická hmota, ktorú obsahuje, je bohatá na tieto prvky a jej využitie v poľnohospodárstve zlepšuje výživu rastlín a pôdnych mikroorganizmov, čím ovplyvňuje rast úrodnosti pôdy.

Celkovo sa v hnedom uhlí môže nachádzať dokonca viac než 80 rôznych mikroelementov, čo z neho robí veľmi cenný zdroj týchto prvkov pre pestované plodiny.

Navyše, rozvetvené chemické štruktúry humínov a humínových kyselín sú najprirodzenejšími a najefektívnejšími chelátmi viažucimi najmä katióny; prenikajúc do rastlinných pletív cez koreňové vlásky alebo zelené pletivá, dodávajú im celú škálu mikroelementov a chemických štruktúr s charakterom vitamínov a rastlinných hormónov.

Obrovská sorpčná kapacita výmenných iónov

Chemické štruktúry organickej látky hnedého uhlia sú veľmi zložité a ich molekulová hmotnosť sa môže počítať dokonca v miliónoch jednotiek.

Táto rôznorodosť chemických štruktúr spôsobuje, že sa v nich nachádza obrovské množstvo aktívnych karboxylových, ketónových skupín, esterových väzieb a iných, ktoré sú schopné prechodne alebo trvalo viazať mnohé prvky, najmä katióny.

To dáva uhliu a látkam, ktoré sa z neho dajú získať (humínovým kyselinám), schopnosť viazať a uvoľňovať výmenné ióny, čo je základom fungovania sorpčného komplexu každej pôdy.

Odhaduje sa, že stará, humusová organická látka má sorpčnú kapacitu dokonca až 800-krát väčšiu ako ílovité látky pôdy.

Obohatenie pôdy hnedým uhlím alebo jeho derivátmi skokovo zvyšuje jej sorpčný komplex, zlepšuje úrodnosť a produktivituna mnoho rokov a uľahčuje regeneráciu pôdy v prirodzených humifikačných procesoch.

Pufrovanie pH pôdy

Množstvo chemických štruktúr v hnedom uhlí a jeho derivátoch spôsobuje, že si katióny, ako aj niektoré anióny nachádzajú svoje väzbové miesto, čím sa prechodne „vytrácajú“ z pôdneho prostredia.

Výsledkom je veľmi efektívne pufrovanie (tlmenie) pH pôdy, a to aj v prípade významných vplyvov, ktoré by mohli radikálne zmeniť jeho hodnotu.

Schopnosť zadržiavať vodu

Hnedé uhlia a produkty z nich získané sa vyznačujú rozvinutým pórovitým systémom molekúl, vďaka čomu môžu akumulovať značné množstvo vody, a to až do 70 % pôvodnej hmotnosti, zatiaľ čo čerstvá biomasa len do 58 %.

Prepočítané na možnosti retencie vody v pôde v poľnohospodárskych podmienkach, každý percentuálny podiel obsahu starej organickej hmoty v pôde dokáže zadržať až 160 ton zrážkovej vody na 1 hektári.

Zlepšenie štruktúry pôdy

Štruktúry tvoriace hnedé uhlie majú pórovitý a priam špongiovitý charakter. To umožňuje nielen hromadenie veľkého množstva vody, ale aj vzduchu.

Počas nasiaknutia uhlie zväčšuje svoj objem, napučiava, a pri strate vody sa zmršťuje, čo spôsobuje neustále zmeny v objeme pôdneho materiálu.

Tie zmeny objemu vedú k zvýšenej prítomnosti rôzne veľkých pôdnych priestorov, ktoré sú nevyhnutné pre vsakovanie a vzlínanie vody, výmenu plynov, ako aj pre pohyb pôdnych živočíchov a koreňov rastlín.

Zlepšenie celkových biologických vlastností

Pôdne kondicionéry (čiže zlepšovače), vyrobené z mladého, humusového hnedého uhlia (lignitu), zásadne menia celkové vlastnosti takto ošetrenej pôdy.

Okrem výrazného zlepšenia jej zásoby makro- a mikroelementov, uľahčenia prístupu k dusíku a fosforu, stabilizácie pH, zvýšenia potenciálu výmenných katiónov, nápravy vodno-vzdušných pomerov, a teda aj štruktúry pôdy a jej vodného hospodárstva, majú priamy vplyv na všetky živé organizmy prítomné v pôde:

Všetky údaje naznačujú, že hnedé uhlia, najmä mladé, humusové, správne spracované do pôdnych kondicionérov a správne aplikované, sú schopné rýchlo a účinne zvýšiť úrodnosť pôdy, čím regenerujú jej biologické a produkčné funkcie.

Potvrdzujú to desiatky vedeckých a poľných výskumov uskutočnených v Európe a Spojených štátoch za posledných 30 rokov.

_{Zdroj :  CarboHort Sp. z oo}