Doktorské studium

Studijní obor Ekotoxikologie

Název práce: Vliv aplikace biouhlu na osud a biodostupnost konazolové fungicidů v půdě

Školitel: doc. RNDr. Jakub Hofman, Ph.D.

Předběžné zadání:

Pesticidy jsou neoddělitelnou součástí moderního zemědělského hospodaření a pomáhají zabezpečit dostatečnou kvantitu a kvalitu potravin. Požadované a nežádoucí účinky pesticidů jsou podmíněny jejich komplexním osudem v půdním prostředí (průsak, rozklad, sekvestrace, příjem půdní biotou apod.), který je do velké míry determinován vlastnostmi půd. Biouhel je produkt tepelného rozkladu biomasy v podmínkách nedostatku kyslíku s vysokým potenciálem využití v zemědělství a environmentálním managementu. Jeho aplikace na zemědělskou půdu zvyšuje její kvalitu a úrodnost, zejména díky zvýšení dostupnosti uhlíku a dalších živin, podporou mikrobiálního oživení, zlepšením vodního režimu a navázáním potenciálně toxických kontaminantů. Zajímavou otázkou je, jaká bude interakce biouhlu aplikovaného do zemědělské půdy a pesticidů. Bude biouhel snižovat jejich biodostupnost a účinnost vůči škůdcům? Bude vázat jejich rezidua a snižovat potenciální ekotoxicitu? Bude vůbec nějak měnit osud a biodostupnost pesticidů při reálných dávkách 1-5% na zemědělské půdě? Jako modelové pesticidy pro tento výzkum jsou vybrány konazolové fungicidy, velice problematická skupina pesticidů (perzistence, bioakumulace, toxicita ...). Hlavním cílem výzkumu je zjistit, jak se jejich osud, chování, biodostupnost a bioakumulace změní při aplikaci biouhlu. Budou zkoumány kombinace mnoha půd a mnoha biouhlů a tím pádem i vliv různých vlastností na jmenované procesy. Problematika bude zkoumána od úrovně molekulárních interakcí (rozdělování, sorpce) pesticidů, půd a biouhlů, až po úroveň jejich manifestace jako změna osudu a biodostupnosti pro rostliny a půdní živočichy v mikrokosmech. Dílčí cíle jsou: 1) identifikovat fyzikálně-chemické vlastnosti biouhlu a půd, které predikují sorpci a desorpci konazolových fungicidů; 2) kvantifikovat změny v osudu, chování a biodostupnosti konazolových fungicidů v půdách ošetřených biouhlem. Výsledky výzkumu pomohou lépe nastavit způsoby aplikace biouhlu do půdy, aby přinášela maximální pozitiva a minimální negativa.

See note for the English annotation


Poznámka:
Pesticides are an indispensable part of modern agriculture and help to keep sufficient food quantity and quality. Desirable and undesirable effects of pesticides are driven by their complex fate in the soil environment (leaching, degradation, sequestration, uptake by soil biota, etc.), which is largely determined by soil properties. Biochar is a product of thermal decomposition of biomass under conditions of oxygen deficiency with high potential for use in agriculture and environmental management. Its application to agricultural soil improves its quality and fertility, in particular by increasing the availability of carbon and other nutrients, promoting microbial life, improving the water regime, and binding potentially toxic contaminants. An interesting question and knowledge gap therefore arise on whether and how biochar applied to agricultural soils interacts with soil-applied pesticides. Will biochar reduce pesticide bioavailability and efficiency against pests? Will biochar bind pesticides residues and reduce their potential non-target ecotoxicity? Will biochar change the fate and bioavailability of pesticides in agricultural soils? As model pesticides for this research, conazole fungicides have been selected as they present a potentially risky group of pesticides due to their wide use, persistence, bioaccumulation, and toxicity. The main objective of the project is to find out how the fate, behavior, bioavailability and bioaccumulation of conazole fungicides change following biochar application to agricultural soils. A broad set of soils and biochars will be investigated and therefore the influence of different soils and biochars properties on the above mentioned processes will be revealed. The issue will be studied at different levels spanning from the molecular interactions (partitioning, sorption) between pesticides, soils and biochars to the interactions on the level of a microcosms where the fate and bioavailability of pesticides for plants and soil animals will be investigated. Specific goals are: 1) to identify the physico-chemical properties of biochars and soils that influence the sorption and desorption of conazole fungicides; 2) to quantify changes in the fate, behavior and bioavailability of conazole fungicides in soils treated with biochars. The research results will help to better adjust the biochar applications on soil to bring maximum positives and minimal negatives.


login
© 2011 Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity. tel: +420 549 49 1111, e-mail:
Všechna práva vyhrazena.
Webmaster: Alan Kuběna,
Grafický design: © 2011 Mgr. Pavel Brabec,
Obsahová struktura: © 2011 Mgr. Zuzana Kobíková
Počet přístupů: 884806 od 2.8.2011