Mateusz Frąc, Lidia Sas-Paszt, Jacek Dyśko Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach

Transkrypt

1 Możliwości wykorzystania biowęgla w uprawach ogrodniczych Mateusz Frąc, Lidia Sas-Paszt, Jacek Dyśko Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach mateusz.frac@inhort.pl

2 Aspekty decydujące o wyborze biowęgla do upraw ogrodniczych Cena Dawkowanie Aplikacja Świadomość kupującego Możliwość zakupu

3 CENA Cena jest ściśle uzależniona od dawkowania Koszt biowęgiela to ok zł/t (2 m³ w zależności od jego wilgotności).

4 DAWKOWANIE Dawkowanie od 10 do 40 t/ha. Badania powinny iść w kierunku nie tylko efektywności zastosowania biowęgla, ale również optymalizacji dawki. Akceptowalna dawka biowęgla dla producenta to 1-2 t/ha. Pod warunkiem, że zainwestowane pieniądze zwrócą się poprzez zwiększenie plonu lub jakości materiału roślinnego.

5 APLIKACJA Prosta, łatwa i nie wymagająca zakupu dodatkowych maszyn rolniczych. Najbardziej efektywna poprzez aplikację w strefie systemu korzeniowego. Jako komponent do kompostów i podłoży. Forma aplikowanego biowęgla: suchy (forma stała) lub mokry (forma płynna), zróżnicowana wielkość ziaren. W uprawach wieloletnich aplikacja biowęgla może poprawić właściwości gleby na kilkanaście lub kilkadziesiąt lat.

6 ŚWIADOMOŚĆ Duża dostępność na rynku środków stymulujących wzrost roślin oraz poprawiających właściwości gleby. powoduje, że.. producenci rolni podchodzą do nowych produktów bardzo ostrożnie.? Z tego powodu oraz z uwagi na niski stan wiedzy na temat biowęgla jest on rzadko wykorzystywany w produkcji rolniczej w Polsce.

7 GDZIE KUPIĆ?

8 Opis doświadczeń Doświadczenia polowe brzoskwinia i jabłoń ( ) Doświadczenie szklarniowe truskawka odmiany Elsanta (2016) Uprawa bezglebowa pomidora na matach uprawowych (2016) Doświadczenia szklarniowe truskawka, pomidor (maj 2017)

9 DOŚWIADCZENIA - BRZOSKWINIA I JABŁOŃ Wpływ biowęgla na wzrost i plonowanie drzew brzoskwini odmiany Meredith i jabłoni odmiany Ariwa (wiosna 2014) Kontrola (Florovit NPK 200 g/drzewo) Biowęgiel 1,6 kg/drzewo Biowęgiel 1,6 kg/drzewo + Mikroorganizmy (Pseudomonas fluorescens Ps1/2 i Pantoea sp. N52AD) Biowęgiel 1,6 kg/drzewo + Florovit NPK (200 g/drzewo) Zastosowano biowęgiel ze zrębek drzew iglastych (Fluid S.A.) w dawce 1,6 kg na drzewo (drzewa brzoskwini posadzone zostały wiosną 2013 roku). Biowęgiel rozsypano na powierzchni 1 m² w formie pierścienia i wymieszano z wierzchnią warstwą gleby. Każda kombinacja składała się z czterech powtórzeń, a powtórzenie z trzech drzew. Florovit NPK: N - 5%, P 2 O 5-3%, K 2 O - 2%, SO - 30%. Aplikacja biowęgla w sadzie

10 WYNIKI Wzrost wegetatywny brzoskwini odmiany Meredith Kombinacje Kontrola Florovit NPK Świeża masa liścia [g] Pole powierzchni liścia [cm²] ,65 a 0,82 ab 47,1 a 44,0 a Biowęgiel 0,71 ab 0,79 a 50,8 ab 51,4 a Biowęgiel + mikroorganizmy Biowęgiel + Florovit NPK 0,74 ab 0,91 bc 56,3 b 61,2 b 0,81 b 0,94 c 61,7 c 60,3 b

11 WYNIKI Owoce brzoskwini odmiany Meredith Kombinacje Liczba owoców [szt./drzewo] Plon całkowity owoców [kg/drzewo] Średnia masa owocu [g] Kontrola Florovit NPK 212 ab 245 bc 14,1 a 25,7 ab 65 a 105 a Biowęgiel 267 b 220,8 a-c 18,7 b 25,3 ab 70 ab 117 a Biowęgiel + mikroorganizmy 259 b 222,2 a-c 17,5 b 24,6 ab 67 a 113 a Biowęgiel + Florovit NPK 157 a 264,4 c 13,1 a 26,7 b 85 b 102 a Liczba owoców była mniej zróżnicowana w 2016 roku w porównaniu do roku poprzedniego. Najwięcej owoców zebrano z drzew traktowanych biowęglem i Florovit NPK. Plon owoców w 2016 roku był bardziej zbliżony we wszystkich kombinacjach. Wielkość owoców w 2016 roku była podobna we wszystkich kombinacjach Owocujące drzewo brzoskwini odm. Meredith

12 WYNIKI Korzenie brzoskwini Meredith Kontrola Biowęgiel Biowęgiel + Florovit NPK Aplikacja biowęgla - system korzeniowy bardziej rozbudowany, z większym udziałem korzeni młodych i drobnych.

13 WYNIKI Obecność skrobi w komórkach korzeni brzoskwini Meredith po aplikacji biowęgla ksylem ziarna skrobi Przekroje korzeni brzoskwini w normalnym i spolaryzowanym świetle W porównaniu do kontroli, korzenie drzew brzoskwini traktowane biowęglem miały komórki kory pierwotnej wypełnione ziarnami skrobi.

14 WYNIKI Wzrost wegetatywny jabłoni odmiany Ariwa Kombinacje Kontrola Florovit NPK Świeża masa liścia [g] Pole powierzchni liścia [cm²] ,09 a 1,03 bc 52,6 a 47,1 b Biowęgiel 1,28 ab 1,12 c 73,1 b 55,9 c Biowęgiel + mikroorganizmy Biowęgiel + Florovit NPK 1,44 b 0,72 a 84,3 c 37,1 a 1,42 b 0,95 b 84,9 c 50,1 b Wyniki świeżej masy liści i pola powierzchni w kombinacjach z biowęglem były znacznie niższe w 2016 roku w porównaniu do roku 2015.

15 Kombinacje Kontrola Florovit NPK Liczba owoców, plon oraz wielkość owoców jabłoni Ariwa Liczba owoców [szt./drzewo] Plon całkowity owoców [kg/drzewo] Średnia masa owocu [g] ,2 a 37,8 a 7,2 a 7,0 a 127 ab 185 b Biowęgiel 79,4 ab 45,7 ab 8,8 ab 7,2 a 110 a 157 a Biowęgiel + mikroorganizmy Biowęgiel + Florovit NPK WYNIKI 86,9 b 46,8 ab 10,5 b 7,7 ab 121 ab 165 ab 52,7 a 65,4 b 8,6 ab 10,9 b 163 b 167 ab W 2016 roku najwięcej owoców i największy plon zebrano z drzew po zastosowaniu biowęgla z Florovit NPK. W 2016 najmniej owoców zebrano z drzew po zastosowaniu Florovit NPK, ale owoce z tej kombinacji były największe.

16 WYNIKI Korzenie jabłoni Ariwa Kontrola Biowęgiel Biowęgiel +Mikroorganizmy Korzenie drzew jabłoni traktowane biowęglem były lepiej uformowane, dłuższe i bardziej zagęszczone niż korzenie roślin kontrolnych.

17 WYNIKI Wpływ biowęgla na strukturę komórek korzeni jabłoni Ariwa korek kora łyko ksylem ksylem kryształy związków wapniowych KONTROLA ziarna skrobi BIOWĘGIEL Korzenie drzew jabłoni traktowane biowęglem, podobnie jak brzoskwini, miały komórki kory wypełnione skrobią.

18 DOŚWIADCZENIE SZKLARNIOWE TRUSKAWKA ODMIANY ELSANTA (wiosna 2016 r.) Kontrola NPK Biowęgiel 5 g/roślinę Biowęgiel 10 g/roślinę Biowęgiel 5 g/roślinę + NPK Biowęgiel 10 g/ roślinę + NPK zastosowano sadzonki typu frigo, które ważono przed posadzeniem. rośliny zostały posadzone w doniczkach o objętości (1 litra) w mieszaninie torfu, ziemi i piasku w stosunku 3:1:1. dodatek biowęgla 5 g (1%) i 10 g (2%). doświadczenie składało się z 5 kombinacji, a kombinacja składała się z 10 roślin. rośliny nawożono co 10 dni poprzez podlanie roślin.

19 POMIARY I OBSERWACJE Ocena wzrostu wegetatywnego: liczba liści [szt.] świeża masa liści [g] przyrost systemu korzeniowego [g, %] objętość systemu korzeniowego [cm 3 ] średnia masa 1 liścia [g] intensywność zielonej barwy liści

20 WYNIKI Kombinacje Kontrola NPK Biowęgiel 5 g/roślinę Biowęgiel 10 g/roślinę Biowęgiel 5 g/roślinę + NPK Biowęgiel 10 g/roślinę + NPK Startowa świeża masa rośliny [g] Końcowa świeża masa korzenia [g] Przyrost świeżej masy korzenia [g] Procentowy przyrost świeżej masy korzenia [%] 10,01 b 26,06 a 16,05 a 260 9,41ab 32,75 ab 23,34 b 348 (+88) 10,52 b 35,94 ab 25,42 b 341 (+81) 8,13 a 35,07 ab 26,94 b 431 (+171) 9,30 ab 32,40 ab 23,10 b 348 (+88) Startowa waga sadzonek truskawki była różna w poszczególnych kombinacjach. Dodatek 5 g i 10 g biowęgla istotnie wpłynął na zwiększenie świeżej masy systemu korzeniowego. Łączna aplikacja biowęgla z nawożeniem NPK nie wpłynęła istotnie na wzrost systemu korzeniowego.

21 WYNIKI Kombinacje Liczba liści [szt.] Świeża masa liści [g] Średnia masa 1 liścia [g] Zielona barwa liści Kontrola NPK 12,6 a 35,4 a 2,93 a 35,93 a Biowęgiel 5 g/roślinę Biowęgiel 10 g/roślinę Biowęgiel 5 g/roślinę + NPK Biowęgiel 10 g/ roślinę + NPK 12,0 a 34,3 a 2,88 a 40,35 a 12,0 a 34,7 a 2,93 a 37,40 a 10,6 a 34,1 a 3,30 a 38,66 a 9,9 a 31,6 a 3,31 a 40,25 a Liczba i masa liści w kontroli i po zastosowania biowęgla 5 i 10 g na doniczkę bez nawożenia była bardzo zbliżona. Zastosowanie biowęgla oraz biowęgla z nawożeniem NPK wpłynęło na zwiększenie intensywności zielonej barwy liści.

22 WYNIKI Kombinacje Świeża masa roślin [g] Objętość świeżej masy korzeni [cm³] Objętość świeżej masy korzeni [%] Kontrola NPK 61,5 a 26,0 a 100 Biowęgiel 5 g/roślinę 67,1 ab 29,7 ab 114 Biowęgiel 10 g/roślinę Biowęgiel 5 g/roślinę + NPK Biowęgiel 10 g/ roślinę + NPK 70,6 b 32,7 b ,2 b 31,5 b ,0 ab 29,4 ab 113 Aplikacja biowęgla wpłynęła na zwiększenie masy roślin i objętości systemu korzeniowego.

23 WNIOSKI Zastosowanie biowęgla wpłynęło na zwiększenie objętości systemu korzeniowego roślin truskawki. Biowęgiel miał korzystny wpływał na intensywność zielonej barwy liści.

24 Uprawa bezglebowa pomidora na matach uprawowych

25 CEL BADAŃ Celem badań było opracowanie podłoża uprawowego na bazie węgla brunatnego i biowęgla o określonych dobrych właściwościach fizycznych, chemicznych i biologicznych charakterystycznych dla uprawy bezglebowej. Opracowanie podłoża uprawowego z rodzimych surowców, które mogłoby konkurować zarówno z podłożem mineralnym (wełna mineralna) jak i organicznym (włókno kokosowe).

26 Charakterystyka surowców, z których zostały wykonane maty uprawowe Węgiel brunatny - kopalnia Sieniawa Nisko uwęglony (miękki) Bogate źródło substancji humusowych Trwała i jednorodna struktura Wysoce skondensowana substancja organiczna Bardzo wolno ulega rozkładowi mikrobiologicznemu Wolny od czynników chorobotwórczych Nie zawiera substancji szkodliwych dla roślin Odznacza się porowatością i chłonie wodę

27 Charakterystyka surowców, z których zostały wykonane maty uprawowe cd. Węgiel brunatny Ustabilizowany skład chemiczny ( tzw. standardowość) Niskie zasolenie (0,2 g. dm -3 ) Odczyn kwaśny - ph 4,0 Nie występuje biologiczna sorpcja azotu Nie następuje alkalizacja roztworu nawozowego Wysoki ciężar objętościowy Trudność w nasączaniu wodą po jego wysuszeniu

28 Charakterystyka surowców, z których zostały wykonane maty uprawowe Biowęgiel (ang. biochar, biocarbon) Biowęgiel jest otrzymywany w procesie pirolizy biomasy roślinnej oraz odpadów organicznych Drobnoziarnisty materiał o wysokiej zawartości węgla Niska podatność na degradację i rozkład mikrobiologiczny Struktura porowata i dobrze rozwinięta powierzchnia właściwa Duża wodochłonność i zdolności sorpcyjne Niska gęstość objętościowa uwarunkowana wielkością cząsteczek i rodzajem surowca użytego do produkcji biowęgla Niska zawartość składników pokarmowych Zasadowy odczyn (ph 7-12 w zależności od materiału i temperatury pirolizy) Do produkcji mat uprawowych wykorzystano biowęgiel o o frakcji cząsteczek cząstek mm

29 Wykonanie mat uprawowych Maty uprawowe zostały wykonane poprzez napełnienie worków PE mieszaniną węgla brunatnego i biowęgla w stosunku 3:1. Worki te po napełnieniu oraz ich zamknięciu poprzez ich zgrzanie i odessanie wolnego powietrza utworzyły strukturę przestrzenną w formie płyty o wymiarach 7x20x100 cm. Ilość biowęgla, która została dodana do węgla brunatnego została ustalona na podstawie tzw. krzywej neutralizacji (do ph 5,5) dodatek biowegla do maty wynosił ok. 25%.

30 Opis doświadczenia Odmiana pomidora Altadena F 1 Uprawa w cyklu przedłużonym (15 luty 15 listopad) Pożywka o standardowym stężeniu składników pokarmowych (mg. dm -3 ): N , P 40 60, K , Mg 60 80, Ca , Fe 2,0 2,5, Mn 0,6 0,8, Cu 0,15, Zn 0,10, B 0,20, Mo 0,05. ph 5,5 EC 2,6-3,5 ms. cm -1

31 Wpływ rodzaju podłoża na plonowanie pomidora w uprawie bezglebowej (Skierniewice 2016) Podłoże Plon kg. m -2 Węgiel brunatny + biowęgiel wczesny handlowy ogólny 15,90 58,79 60,18 Biowęgiel 11,45 44,43 45,26 Grodan- Grotop (wełna mineralna) 15,02 56,25 56,99

32 WNIOSKI (na podstawie jednorocznych wstępnych badań) Podłoże wykonane z węgla brunatnego i biowęgla charakteryzowało się wyższym (optymalnym) ph, mniejszym ciężarem objętościowym, łatwiejszym nasączaniem oraz większą pojemnością wodną, w stosunku do podłoża z samego węgla brunatnego Najwyższy plon pomidorów odmiany Altadena F 1 uzyskano na podłożu z węgla brunatnego z dodatkiem biowęgla, natomiast najniższy na podłożu z samym biowęglem Maty wykonane z samego biowęgla ze względu na zbyt wysokie ph przez cały okres uprawy nie nadają się do bezglebowej uprawy pomidora.

33 DOŚWIADCZENIE SZKLARNIOWE TRUSKAWKA ODMIANY ELSANTA (wiosna 2017) Sadzonki typu frigo truskawki odmiany Elsanta zostały posadzone w doniczkach 1,5 litrowych na dwóch rodzajach podłoża: o Podłoże pierwsze składało się z torfu, ziemi, piasku w stosunku 3:1:1. o Drugie podłoże składało się z piasku i torfu w stosunku 3:1. Doświadczenie obejmuje 4 kombinacje, a każda kombinacja 12 roślin. Wszystkie kombinacje są nawożone nawozem płynnym Florovit NPK co 7 dni. Do doświadczenia wytypowano następujące kombinacje: 1. Kontrola 2. Korzenie roślin moczone w papce (biowęgla, woda, ziemia) o dużej gęstości 3. Biowęgiel rozdrobniony w zawiesinie wodnej (25% biowęgla) wlany w dołek bezpośrednio przed sadzeniem 10 ml 4. Biowęgiel rozdrobniony w zawiesinie wodnej (25% biowęgla) wlany w dołek bezpośrednio przed sadzeniem 20 ml

34 Sadzonki truskawki przygotowane do ważenia i sadzenia Moczenie sadzonek w mieszaninie biowęgla, wody i ziemi Aplikacja biowęgla w dołek bezpośrednio przed sadzeniem

35 Cel badań Porównanie wpływu zastosowania dwóch sposobów aplikacji biowęgla i typu na wzrost i rozwój roślin truskawki. Określenie wpływu podłoża zawierającego biowęgiel na wielkość systemu korzeniowego.

36 DOŚWIADCZENIE SZKLARNIOWE MIKROPOMIDOR ODMIANY TYNY TIN (wiosna 2017 r.) Do doświadczenia wybrano wyrównany materiał roślinny (własna rozsada), każda roślina przed posadzeniem została zważona. Rośliny zostały posadzone w 3,5 litrowe doniczki w torfie zmieszanym z piaskiem w stosunku 1:1. Doświadczenie składa się z 4 kombinacji, a każda kombinacja z 8 roślin. Wszystkie kombinacje są nawożone nawozem płynnym Florovit NPK co 7 dni. Do doświadczenia wytypowano następujące kombinacje: 1. Kontrola 2. Korzenie roślin moczone w papce (biowęgla, woda, ziemia) o dużej gęstości 3. Biowęgiel rozdrobniony w zawiesinie wodnej (25% biowęgla) wlany w dołek bezpośrednio przed sadzeniem 10 ml 4. Biowęgiel rozdrobniony w zawiesinie wodnej (25% biowęgla) wlany w dołek bezpośrednio przed sadzeniem 20 ml

37 Sadzenie roślin Moczenie roślin przed sadzeniem Ważenie roślin przed sadzeniem

38 Cel badań Porównanie wpływu zastosowania dwóch sposobów aplikacji biowęgla na efektywność stymulacji wzrostu roślin. Wpływ biowęgla w formie płynnej na zawiązywanie owoców i plonowanie roślin.

39 Dziękuję za uwagę