Laboratoř půdní organické hmoty
Zabýváme se rozkladem organické hmoty, ukládáním uhlíku do půdy a toky živin v ekosystémech a faktory, které tyto procesy ovlivňují.
Výzkum provádíme především v lesních ekosystémech, ale i na zemědělských půdách nebo v extrémních prostředích jako jsou jeskyně nebo arktické půdy.
Provádíme tyto analýzy:
- fyzikální - sušina, zrnitost, objemová hmotnost, polní vodní kapacita
- chemické - obsah organické hmoty, frakcionace půdního uhlíku, obsahy dostupných a celkových živin (C, N, P), pH, konduktivita, obsah neutrálních cukrů
- mikrobiologické - respirace půdy, obsah C a N mikrobiální biomasy, glomalin (GRSP), fosfolipidické mastné kyseliny (PLFA)
Ceník servisních analýz (soubor pdf)
Podílíme se na výzkumu ve veřejném zájmu v rámci programu Strategie AV21 Potraviny pro budoucnost (2020-2024) a programu Strategie AV21 Udržitelná produkce a spotřeba potravin (2025-2029).
Do výzkumu zapojujeme studenty ze středních škol (Otevřená věda, Středoškolská odborná činnost) a vysokých škol (diplomové a dizertační práce).
Otevřená věda
Role půdní fauny při ukládání pyrogenního uhlíku do půdy (Eliška Příleská, Gymnázium Františka Palackého Valašské Meziříčí, 2025)
Stabilizace půdního uhlíku v agregátech pomocí půdních doplňků (Anna Laurynová, Biskupské gymnázium J. N. Neumanna, České Budějovice, 2025)
Ukončené stáže:
Vliv travních společenstev na produkci glomalinu a stabilizaci půdního uhlíku (Tereza Jelínková, Gymnázium Prachatice, 2024)
Lesní požár: přítel nebo nepřítel půdního uhlíku? (Dan Hanzalík, Gymnázium Český Krumlov, 2024)
Prospěšnost lyzátu z peří pro produkci zemědělských plodin (Monika Soudková, Církevní gymnázium, Plzeň, 2023)
Prospěšnost lyzátu z peří pro zemědělské půdy (Adam Jech, Gymnázium Soběslav, 2022)
Meziplodiny - záchranáři zemědělských půd? (Klára Chmeňová, Gymnázium Trhové Sviny, 2022)
Prospěšnost půdních aditiv pro chemické složení a zádrž vody v půdě (Adam Jech, Gymnázium Soběslav, 2021)
Využití vermikompostu jako hnojiva (Michal Tuna, Karlínské gymnázium, Praha, 2021)
Středoškolská odborná činnost
Ukončené stáže:
Prospěšnost lyzátu z peří pro produkci zemědělských plodin (Monika Soudková, Církevní gymnázium, Plzeň, 2024)
Prospěšnost půdních aditiv pro chemické složení a zádrž vody v půdě (Adam Jech, Gymnázium Soběslav, 2022)
Porovnání účinků kompostu a biouhlu na zemědělskou půdu (Štěpán Nečil, Gymnázium Česká, České Budějovice, 2020)
Vliv přídavku listnatého opadu na mikrobiální komunitu v půdách jehličnatého, smíšeného a listnatého lesa (Lenka Vávrová, Gymnázium Česká, České Budějovice, 2019)
Rozklad listnatého opadu v půdách jehličnatého, smíšeného a listnatého lesa (Anna Kellerová, Gymnázium Česká, České Budějovice, 2018)
Diplomové práce
Nabízené práce:
Význam půdních aditiv pro ukládání a stabilizaci uhlíku v půdě
Ukládání uhlíku v půdě je v dnešní době velkým tématem, protože by mohlo pomoci při zmírnění probíhající změny klimatu. Uhlík však může být v půdě vázán v různých frakcích lišících se svou dostupností, a to jako volný uhlík, uhlík vázaný v půdních agregátech nebo uhlík vázaný na minerálních částicích. Aktuálně jsou pro zvýšení obsahu uhlíku především v zemědělských půdách testovány přídavky různých půdních aditiv, které mají usnadnit stabilizaci uhlíku v půdě. Během laboratorního mikrokosmového pokusu jsme proto testovali přídavek biouhlu (zuhelnatělé rostlinné biomasy), exopolysacharidů (mimobunečných produktů půdních mikroorganismů) a hydrolyzátu (hydrolyzovaných zbytků z živočišné produkce) do zemědělské půdy. Po ukončení 6-ti měsíční inkubace je nyní potřeba zjistit, které z aditiv působilo nejpříznivěji na ukládání a stabilizaci uhlíku v půdě a tedy je nejvhodnějším pomocníkem v boji s klimatickou změnou.
Vliv travních společenstev na produkci glomalinu a stabilizaci půdního uhlíku
Ukládání uhlíku v půdě je v dnešní době velkým tématem, protože by mohlo pomoci při zmírnění probíhající změny klimatu. Zakládání trvalých travních porostů se ukázalo být účinným opatřením z hlediska ukládání uhlíku do půdy, proto jsou v současnosti osívány plochy orné země, a to především v chráněných zájmových oblastech. Ukládání uhlíku do půdy může být podpořeno produkcí glomalinu (proteinu produkovaného arbuskulárními mykorhizními houbami), který napomáhá tvorbě půdních agregátů a tedy stabilizaci půdního uhlíku. Množství produkce a kvality glomalinu ale souvisí s druhem rostliny a stále není zcela jasné, které druhy rostlin v travních společenstvech jsou pro produkci glomalinu nejvhodnější a tedy jaká osiva by měla být z hlediska ukládání uhlíku do půdy při zatravňování používána. Cílem rešerše tedy bude z dostupné literatury získat přehled o produkci glomalinu u různých druhů rostlin travních společenstev, o tom jak množství a kvalita glomalinu ovlivňuje ukládání a stabilizaci uhlíku v půdě, a pokusit se tak navrhnout vhodné složení osevních směsí pro zvýšení ukládání uhlíku do půdy.
Právě běžící práce:
Vliv makrofauny a mesofauny na rozklad opadu a stabilizaci uhlíku v lesních půdách (Anna Kellerová, magisterská práce, Jihočeská univerzita, 2023-2025)
Vliv změny druhového složení lesa na množství, chemické složení a stabilitu hustotních frakcí půdní organické hmoty (Věra Roblíková, magisterská práce, Univerzita Karlova, 2023-2026)
Lesní požár - přítel nebo nepřítel půdního uhlíku? (Aneta Joščáková, magisterská práce, Univerzita Karlova, 2023-2025)
Sekvestrace uhlíku v půdách jehličnatých a listnatých lesů ovlivněná přísunem kořenových exudátů a výluhů z opadu (Alice Ohrádková, bakalářská práce, Univerzita Karlova, 2024-2025)
Z ohně do půdy: Sekvestrace pyrogenní organické hmoty v lesních půdách ovlivněná klimatickou změnou (Yun Zhao, dizertační práce, Univerzita Karlova, 2024-2028)
Ukončené práce:
Role žížal v rozkladu a stabilizaci kukuřičné biomasy v půdě (Anna Kellerová, bakalářská práce, Jihočeská univerzita, 2020-2022)
Adaptabilita lesních půd mírného pásma na požáry (Bára Švábová, bakalářská práce, Univerzita Karlova, 2022-2023)
Řešené výzkumné projekty
Dva v jednom: Může být biodiverzita luk obnovena pomocí sekvestrace uhlíku?
Grantová agentura České republiky (GA ČR), spoluřešitel, 2025-2027
Louky mírného pásma hostí obrovskou druhovou bohatost rostlin a jejich půda je důležitým zásobníkem uhlíku (C). Louky ale byly v minulosti často rozorány, jejich druhová rozmanitost zničena a půdní C uvolněn do ovzduší. Zásoba půdního C i druhová rozmanitost zůstávají nízké i pokud je na orné půdě louka opět obnovena. Půda a rostliny spolu citlivě interagují a výsev vhodné směsi rostlin může být zásadní pro nastartování obnovných procesů, jejichž mechanizmy jsou ale nejasné. V projektu se proto zaměříme na vliv funkčních skupin rostlin a jejich jednotlivých druhů na mechanismy sekvestrace C v půdě narušené předchozí kultivací. Plánujeme rozklíčovat druhově specifické interakce, kterými rostliny sekvestraci C ovlivňují. Zaměříme se na vlivy nadzemní i podzemní biomasy rostlin a exudátů kořenů a rhizobiomu na půdní faunu a mikrobiální společenstva, tedy na důležité činitele sekvestrace C. Projekt se bude skládat z terénních pozorování, jednoho skleníkového a dvou laboratorních experimentů, kde budou toky C sledovány pomocí značení stabilními izotopy.
AlgaRePo: Revitalizace fytotoxických půd pomocí sinic a řas
Technologická agentura České republiky (TA ČR), spoluřešitel, 2024-2026
 |
 |
Projekt SS07020063 Revitalizace fytotoxických půd pomocí sinic a řas je spolufinancován se státní podporou Technologické agentury ČR a Ministerstva životního prostředí ČR v rámci Programu Prostředí pro život. Tento projekt je financován v rámci Národního plánu obnovy z evropského Nástroje pro oživení a odolnost. |
Cílem projektu je navrhnout a aplikovat inovativní biotechnologii pro oživení fytotoxických půd (např. výsypek po těžbě uhlí) založenou na použití specifických sinic a mikroskopických řas, resp. jejich konsorcií. Při výběru kmenů sinic a řas je kladen důraz zejména na přirozené extrémotolerantní zástupce. Takto vybrané kmeny jsou aplikovány v zájmové lokalitě, kde vytvoří biokrustu a tím zlepší fyzikální, chemickou i biologickou kvalitu půdy. Poslouží také k zadržování vody v lokalitě, čímž umožní další osídlení a oživení původně fytotoxické půdy. Tyto odolné kmeny rostoucí na půdě budou zároveň schopné růst ve vodném prostředí, a proto budou aplikovány při remediaci vody z čističek odpadních vod a vodných biotopů.
Výstupy projektu, uvedené níže, budou vytvořeny se státní podporou Technologické agentury ČR v rámci Programu Prostředí pro život 7.
- Funkční vzorek - Kmen sinic nebo řas rostoucí na fytotoxických substrátech a vodě
- Ověřená technologie - Inovativní příprava inokula sinic
- Ověřená technologie - Aplikace kmene sinic nebo řas do znečištěné vody
- Ověřená technologie - Aplikace kmenů/konsorcií sinic a řas na fytotoxické substráty
Řešiteli projektu jsou:
- Botanický ústav AV ČR, v. v. i.
- Biologické centrum AV ČR, v. v. i.
Pyroseq: Sekvestrace pyrogenní organické hmoty v lesních půdách ovlivněná klimatickou změnou
Grantová agentura České republiky (GA ČR), řešitel, 2024-2026
Lesní požáry vedou k produkci chemicky pozměněných zbytků biomasy známých jako pyrogenní organická hmota (pyOH), která je považována za vysoce rezistentní, čímž přispívá k sekvestraci půdního organického uhlíku (POC). Významná část pyOH však může být využita půdní biotou a může tak být fragmentována, strávena a uvolněna do ovzduší jako oxid uhličitý nebo stabilizována v půdě. Sukcese půdy po požáru a klimatická změna navíc mohou významně ovlivňovat všechny biotické procesy. V tomto projektu sledujeme sukcesní změny v půdních vlastnostech na 100-leté chronosekvenci po požáru, a to v borových lesích v Mediteránním, temperátním a boreálním pásmu a podél půdního profilu. Zaměříme se především na vliv zvýšené teploty na transformaci a stabilizaci pyOH společenstvy půdní fauny a mikroorganismů. Navrhovaný projekt sestává z terénních odběrů a pozorování, produkce 13C značeného opadu borovic a pyOH, lehce manipulovaného terénního experimentu a silně manipulovaného laboratorního experimentu.
HYDROLYZE: Inovativní využití hydrolyzátu z živočišných odpadů pro zvýšení kvality zemědělské půdy
Technologická agentura České republiky (TA ČR), řešitel, 2023-2025
|
|
Projekt SS06020267 Inovativní využití hydrolyzátu z živočišných odpadů pro zvýšení kvality zemědělské půdy je spolufinancován se státní podporou Technologické agentury ČR a Ministerstva životního prostředí ČR v rámci Programu Prostředí pro život. Tento projekt je financován v rámci Národního plánu obnovy z evropského Nástroje pro oživení a odolnost. |
Cílem projektu je testování nového typu bioaditiva, hydrolyzátu z živočišných odpadů, za účelem ochrany fyzikálních, chemických a biologických vlastností zemědělské půdy a snižování emisí skleníkových plynů. Hlavním cílem je ověřit efektivitu a dlouhodobost efektu látkového skupenství a dávky hydrolyzátu při zlepšení kvality a zdraví půdy. Vedlejším cílem je ověřit efektivitu hydrolyzátu při stabilizaci rostlinné biomasy z posklizňových zbytků v půdě a tedy při snižování emisí skleníkových plynů z půdy. To vše je testováno s ohledem na druhy půd a plodiny zajišťující jejich udržitelnost, maximální zádrž vody, dostatek živin a rozvoj žádoucích společenstev půdního mikrobiálního společenstva.
Výstupy projektu, uvedené níže, byly vytvořeny se státní podporou Technologické agentury ČR v rámci Programu Prostředí pro život 6.
-
Ověřená technologie optimální aplikace kapalného hydrolyzátu v průběhu roku
-
Ověřená technologie optimální aplikace pevného hydrolyzátu v průběhu roku
-
Užitný vzor nového typu bioaditiva, hydrolyzátu v pevné formě
Řešiteli projektu jsou:
- Biologické centrum AV ČR, v. v. i.
- Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
- Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i.
- RABBIT Trhový Štěpánov a. s.
SOMForClim: Frakce půdní organické hmoty a ukládání uhlíku ovlivněné typem lesa a klimatickou změnou
Grantová agentura České republiky (GA ČR), řešitel, 2022-2024
Lesy mírného pásma mají velký potenciál uchovávat půdní organický uhlík (POC). Celkový POC se ale skládá z frakcí půdní organické hmoty (POH), které se liší svým vznikem, stálostí a funkcí v půdě a jako takové proto mohou být různě citlivé ke změnám v chemickém složení (kvalitě) přísunu uhlíku (C) či změnám klimatu. Porovnáváme zde proto množství POC ve frakcích POH mezi půdami listnatých, jehličnatých a smíšených lesů podél půdního profilu. Stanovujeme také vliv přísunu C o různé kvalitě (t.j., výluhů z opadu a kořenových exudátů), vzrůstající teploty a půdní fauny a mikroorganismů na vznik a stálost frakcí. Navrhovaný projekt sestává z terénních odběrů a pozorování, lehce manipulovaného terénního pokusu, který vysvětlí pouze malou část procesu, a dvou silně manipulovaných laboratorních pokusů, které vysvětlí proces do detailu. Následně budou získaná data použita k vylepšení a validaci vybraných půdních modelů C.
Vliv půdní fauny na sekvestraci uhlíku v extrémním prostředí
Vědecká spolupráce ve vědeckém a technickém výzkumu (COST), člen týmu, 2017-2019
Půdní fauna se významně podílí na vývoji půdy. Známa je především její role v promíchávání půdních horizontů a ve fragmentaci rostlinného opadu, který je hlavním zdrojem živin a energie pro edafon. V extrémních ekosystémech jsou často v různé míře vyloučeny jednotlivé funkční skupiny půdní fauny, což ovlivňuje vývoj půdy a může vést k jeho zablokování v určité fázi. Cílem navrhovaného projektu bylo s pomocí terénních a laboratorních manipulací určit vliv hlavních funkčních skupin půdní fauny na půdní organickou hmotu; ptali jsme se na možný vývoj půd extrémních ekosystémů s různým (novým) zastoupením funkčních skupin půdní fauny a to jak makro a mesofauny, tak i zřídka studované mikrofauny.
Spojení funkčních vlastností tří úrovní organismů jako indikátory ekosystémových funkcí v Arktidě
Grantová agentura České republiky (GA ČR), člen týmu, 2017-2019
Je známo, že funkční vlastnosti organizmů významně souvisejí s ekosystémovými službami. Řada prací se již zabývala jednotlivými podíly organizmů různých trofických úrovní na formování ekosystémových služeb, ale o propojení funkčních vlastností organizmů napříč úrovněmi se mnoho neví. V tomto projektu jsme pomocí manipulativních experimentů propojili funkční vlastnosti tří úrovní (rostlin, půdní fauny a půdních mikroorganizmů) a ekosystémové funkce relevantní pro ekosystémové služby arktické tundry (jako relativně jednoduchého modelového systému). Experimentálně byly kvantifikovány vybrané ekosystémové funkce (sekvestrace uhlíku, stabilita, fertilita a retence vody v půdě). Předpokládali jsme, že propojení vybraných funkčních vlastností organizmů různých úrovní do „multitrofických“ souborů funkčních vlastností nám umožní určit rozhodující funkční vlastnosti pro ekosystémové funkce.
Dekompozice organické hmoty a sekvestrace uhlíku na přirozeném gradientu zdrojů labilního uhlíku v půdách temperátních jehličnatých lesů
Grantová agentura České republiky (GA ČR), řešitel, 2017-2019
Tento projekt se zabýval vlivem labilního uhlíku (C) z různých zdrojů (opad, kořenové exudáty, medovice) na dekompozici půdní organické hmoty (POH) a sekvestraci C v půdách temperátních jehličnatých lesů, které jsou z globálního hlediska zásadní pro uchovávání organického C. Navrhovaný projekt zabýval především: (i) rychlostí dekompozice POH a sekvestrace C na přirozeném gradientu zdrojů labilního C; (ii) potenciálem zvýšení rychlosti dekompozice a sekvestrace C při zvýšeném přísunu labilního C; (iii) ovlivněním toku labilního C mikrobiální komunitou a faunou; a (iv) rolí jednotlivých zdrojů labilního C v tocích C půdou. Odběry vzorků a pozorování v terénu bylo doplněno terénními a laboratorními manipulativními pokusy, obojí bylo následováno laboratorními analýzami.
