Biouhel, biochar, prauhel, nebo dřevěné uhlí

Biouhel se stejně jako kompostování stává čím dál populárnější. A i když je v západním světě biouhel používám již více jak 150 let, k nám se dostává jeho popularita a s tím spojená osvěta až posledních cca deset let. A je to škoda, protože neexistuje tak významný a svým rozsahem využití pro životní prostředí jedinečný produkt, který dokáže velice významně obohatit a zlepšit kvalitu půdy jako právě biouhel.

Tak co je to ten biouhel a kam s ním?

Biouhel je získáván pyrolýzou biomasy za nepřístupu vzduchu. Biouhel (anglicky biochar) je biomasa zuhelnatělá za účelem v našem případě k aplikaci do půdy. Od dřevěného uhlí se liší tím, že je drobnozrnná, že uhelnatění není uplatněno jen na kusové dříví a že výsledný pevný produkt se nepoužívá jako palivo.

V zemědělství je v současné době biouhel využíván napříkld také jako aditivum do krmiv (krmná aditiva doplňují zvířatům potřebné živiny, příznivě ovlivňují kvalitu průmyslově vyráběných krmných směsí, usnadňují konzervaci krmiv, zvyšují jakost potravin živočišného původu a pomáhají chránit zvířata i životní prostředí.), používá se do půdy samostatně nebo v kombinaci s hnojivy a také jej lze využít jako příměs do podestýlky. Zároveň funguje jako čistič podzemních vod, výkonný aplikátor pro zadržování vody v půdě, zároveň do sebe dokáže vázat obrovské množství (ke svému objemu) nejen vody, ale i živin (bylinné jíchy, šťáva z kompostu, živočišné jíchy, hnůj apod.). A má spousty dalších super schopností.

Mimo jiné aplikací do půdy na sebe váže CO2, takže má pozitvní vliv na atmosféru. Pro představu: 1 kg jakkoli "vyrobeného" a do půdy uloženého biouhlu představuje odstranění až 3,6 kg CO2 z ovzduší. Výpočet vychází z atomové hmotnosti uhlíku (12,01), kyslíku (15,99) a molekuly oxidu uhličitého (43,99).

Biouhel je zkrátka supermateriál!

V článku na portálu české technologické platformy pro zemědělství, si autoři dali tu práci a prošli 26 metaanalýz shrnujících 1 500 vědeckých publikací na téma biouhel a jeho aplikace v zemědělství, a dospěli k níže uvedeným závěrům, které nyní shrnujeme pro ty  vás, kteří chtějí více informací, v tomto článku a přidáváme náš úhel pohledu z vlastních zkušeností.

Z výzkumů vyplývá, že aplikací biouhlu na zemědělskou půdu dochází k výraznému zvýšení výnosnosti (průměrně o 13-16 %) s tím, že výnosnost je vyšší na kyselých půdách (nárůst o 40 %) než na půdách s neutrálním nebo zásaditým pH.

Což vidíme i v soukromých zahradách, a to nejen v aplikaci pod stromy, keři, či trvalkovými záhony, ale na první pohled v záhonech se zeleninou. A musíme zdůraznit, že je viditelné i výrazně méně časté zalévání a rostliny se dobře a výrazněji zakořeňují. Jsou odolnější vůči stresu a tím pádem také lépe odolávají škůdcům a případnému suchu či naopak přemokření.

Vnímáme to velice výrazně v lesních kyselejších záhonech, například pod akáty či borovicemi, kde by některé rostliny měly velký problém s růstem a vitalitou z důvodu nedostatku vody a živin, kterou jim bere nejen umístění pod dešťovým stínem stromů, ale i kořeny stromů. Díky aplikaci biouhlu se stres z nedostatku vody a živin neděje a rostliny si nejspíše sáhnou pro vodu a živiny do uhlu a dobře prosperují a rostou i na takto exponovaných místech.

Dále bylo zjištěno, že biouhel vytvořený pyrolýzou posklizňových zbytků, hnoje, slámy nebo čistírenských kalů měl mnohonásobně větší vliv na zvýšení výnosů než biouhel vytvořený z dřevěné biomasy (to je způsobeno tím, že dřevěná biomasa má menší obsah živin).

S tímto zkušenosti zatím nemáme, ale můžeme říct, že biouhel po aplikaci do bylinné jíchy, či do kompostu, a aktivovaný větším množstvím vody má vliv na o něco ještě vyšší výnosy než biouhel "jen" zapravený do půdy, kterému to déle trvá. Jeho aktivace v půdě je rychlejší a již během sezóny jsou vidět první změny.

Biouhel samotný nelze považovat za hnojivo, v případě jeho aplikace na zemědělskou půdu je efektivnější kombinovat biouhel s organickými hnojivy. Hnojivo je absorbováno na biouhlu a nedochází k jeho vyplavování z půdy, ať už povrchovým odtokem či vymýváním hlouběji do půdy (např. dusičnany byly vyplavovány o 26-32 % méně). Dávkování fosforu s biouhlem zvýšil dostupný fosfor v ornici o 45 % a v biomase mikroorganismů došlo ke zvýšení obsahu fosforu o 48 %.

Biouhel má pozitivní stimulační vliv i na samotný kořenový systém rostlin. Aplikací biouhlu došlo ke zvýšení množství kořenové biomasy o 32 %, kořenová plocha se zvětšila o 39 %, kořeny byly delší o 52 % a hlízek fixujících dusík bylo o 25 % více. Stimulační vliv byl více patrný na jednoletých než víceletých rostlinách. Rostliny se silnějším a bohatším kořenovým systémem jsou pak schopné efektivněji čerpat živiny a vodu z půdy, jsou tedy méně náchylné vůči suchu a jiným extrémním projevům počasí.

Vidíme třeba v případě využití biouhlu do květináčů (pokojových rostlin, na terasu či parapety) jako drenáže, že rostliny lépe prosperují, nejsou přemokřené a ani nepodléhají suchu.

Aplikací biouhlu na zemědělskou půdu lze také výrazně zvýšit retenční (jednou z klíčových funkcí krajiny je její schopnost zadržet v sobě určité množství vody. Tato vlastnost se označuje jako retenční schopnost krajiny.) schopnost půd (průměrně o 15 %), je ale nutné aplikovat biouhel ve velkých množstvích přesahujících 10 t/ha.

Pro zvýšení retenční schopnosti půd je vhodné využívat biouhel vytvářený při vyšších teplotách, ten je více zásaditý, má méně živin, ale naopak má větší specifickou plochu a absorbuje větší množství vody.

To vidíme při aplikaci bylinné jíchy, kterou zaléváme vypálené uhlí, místo "jen" čistou vodou. Jíchu uhlí zcela pojme a my pak máme rovnou aktivované uhlí do záhonů či do kompostu, kde získává již velmi výživné vlastnosti.

Děláme to tak, že při pálení biouhlu jej hasíme nejen vodou, ale již namíchanou jíchou (bylinná zkvašená směs s vodou – například kopřivy, kostival, ale i plevel) či zkvašeným kompostem. Tím se do biouhlu dostanou živiny již za tepla.

Výzkumy dále ukazují, že aplikace biouhlu je jednou z nejefektivnějších metod pro zvyšování půdního organického uhlíku. Došlo ke zvýšení o 39 % v porovnání s ostatními metodami (<10 %).

Biouhel může také napomoci ke snižování bio akumulace těžkých kovů v rostlinách. Výzkumy ukazují, že biouhel snížil množství chromu o 64 %, olova o 49 % a kadmia a 32 % v biomase rostlin. I ostatní těžké kovy byly pro rostliny méně přístupnější, jejich nepřístupnost ale nebyla tak výrazně omezena jako u výše vyjmenovaných těžkých kovů. Biouhel do své matrix absorbuje těžké kovy, které následně nejsou pro rostliny dostupné. Účinnost absorpce těžkých kovů se zvyšuje se stoupajícím pH biouhlu.

Obrovská výhoda využívání biouhlu v zemědělství spočívá v tom, že dochází k dlouhodobější (biouhel může v půdě přetrvat až několik staletí) fixaci uhlíku obsaženého v atmosféře v kombinaci s výrazným zlepšením půdní úrodnosti a půdních vlastností. Výzkumy neprokázaly žádné negativní agronomické nebo environmentální dopady.

Data v článku zpracovali: Ing. Petra Oppeltová, Ph.D., Mendelova univerzita v Brně, Ing. Ondřej Ulrich, Mendelova univerzita v Brně

A jakým způsobem biouhel ovlivňuje půdní kvalitu a úrodnost?

Především je to změna fyzikálních vlastností. Díky svojí porézní struktuře zvyšuje provzdušnění půdy a její retenční schopnost a celkovou zpracovatelnost. Taktéž na povrchu biouhlu dochází k chemickému vázání minerálních látek, které jsou rozpuštěny v půdním roztoku.

Velký význam nese biouhel také skrze svoji členitou strukturu, která může sloužit pro mikrobiální osídlení. Jednak mohou póry biouhlu sloužit mikroorganismům jako účinné refugium proti predátorům, jednak biouhel obsahuje zbytkové množství lehce rozložitelných uhlíkatých látek, které nepodlehly pyrolytickým procesům. Mikrobiální aktivita po aplikaci biouhlu se tedy krátkodobě zvyšuje.

Vložení biouhlu do půdy ovlivňuje její:

• fyzikální vlastnosti jako schopnost zadržovat vodu, obsah kyslíku apod.
• chemické vlastnosti jako pH, imobilizaci polutantů, obsah a dostupnost živin
• biologické vlastnosti jako mikrobiální rozmanitost a aktivitu

To lze převést do těchto jednotlivých bodů, které shrnují dobré vlastnosti biouhlu:

• celkově zlepšuje podmínky pro půdní život
  
• provzdušňuje a celkově zlepšuje strukturu půdy
• zadržuje vodu díky svému velkému povrchu
• živiny se díky absorpční kapacitě biouhlu nevyplavují
• půdní život se díky biouhlu rozvíjí a úrodnost se nejen obnovuje, ale i zvyšuje
  
• patogeny nemají v půdě s biouhlem prostor k rozvoji
• tvorba humusu je v půdě s biouhlem rychlejší
• zapravování biouhle do půdy snižuje uhlíkovou stopu
• a spousty dalšího...

A co vy? Používáte biouhel na své zahradě? Jste proto, aby zemědělci začali více a plošně využívat biouhel místo hnojení? A vidíte budoucnost v používání biouhlu?