УТИЦАЈ ПРИМЕНЕ БИОУГЉА НА СВОЈСТВА ЗЕМЉИШТА И ПРИНОС ПШЕНИЦЕ И СУНЦОКРЕТА

УНИВЕРЗИТЕТ У НОВОМ САДУ ПОЉОПРИВРЕДНИ ФАКУЛТЕТ Департман за ратарство и повртарство Милорад Живанов УТИЦАЈ ПРИМЕНЕ БИОУГЉА НА СВОЈСТВА ЗЕМЉИШТА И ПРИНОС ПШЕНИЦЕ И СУНЦОКРЕТА Мастер рад Нови Сад, 2015.

УНИВЕРЗИТЕТ У НОВОМ САДУ ПОЉОПРИВРЕДНИ ФАКУЛТЕТ Департман за ратарство и повртарство Кандидат: Милорад Живанов Ментор: Доц. др Срђан Шеремешић УТИЦАЈ ПРИМЕНЕ БИОУГЉA НА СВОЈСТВА ЗЕМЉИШТА И ПРИНОС ПШЕНИЦЕ И СУНЦОКРЕТА Мастер рад Нови Сад, 2015.

Комисија за оцену и одбрану мастер рада др Дaринкa Бoгдaнoвић, рeдoвни прoфeсoр зa ужу н.o. Aгрoхeмиja и пeдoлoгиja, Пoљoприврeдни фaкултeт Нoви Сaд - прeдсeдник др Срђaн Шeрeмeшић, дoцeнт зa ужу н.o. Рaтaрствo и пoвртaрствo, Пoљoприврeдни фaкултeт Нoви Сaд - мeнтoр др Joвицa Вaсин, гoстуjући прoфeсoр зa ужу н.o. Пeдoлoгиja и упрaвљaњe зeмљиштeм, Унивeрзитeт Гoцe Дeлчeв, Пoљoприврeдни фaкултeт Штип, Maкeдoниja члaн

УТИЦАЈ ПРИМЕНЕ БИОУГЉA НА СВОЈСТВА ЗЕМЉИШТА И ПРИНОС ПШЕНИЦЕ И СУНЦОКРЕТА Резиме Биоугаљ (biochar) је чврст материјал који се добија у процесу карбонизације, пиролизе биомасе, најчешће биљних остатака. Процес производње је сличан процесу добијања дрвеног угља ћумура са разликом у употребљеној сировини. Основна идеја овог рада је да се утврди ефакат примене различите дозе биоугља на својства земљишта и принос две биљне врсте, пшенице и сунцокрета. Oглед је постављен у полуконтролисаним условима у вегетационој кући која се налази у ботаничкој башти Пољопривредног факултета у Новом Саду. Типови земљишта који су коришћени су: чернозем (подтип на лесу и подтип на алувијалном наносу), еутрични камбисол (гајњача), флувисол (алувијално земљиште) и ритска црница (хумоглеј). Земљиште је распоређено у Mitscherlich-ове судове, истовремено са применом биоугља. У производној 2013. години гајила се пшеница, а у 2014. сунцокрет. F-тестови анализе варијансе испитиваних својстава на укупну варијабилност масе 1000 зрна и принос пшенице, реакцију средине, садржај калцијум-карбоната, садржај лакоприступачног калијума, садржај хумуса, укупног и органског угљеника, показали су високу статистичку значајност након примене третмана. Варијабилност масе 1000 зрна сунцокрета била је статистички значајна, док варијабилност приноса сунцокрета, садржаја лакоприсупачног фосфора и укупног азота није била статистички значајна. Кључне речи: биоугаљ, пшеница, сунцокрет, хемијска својства земљишта

EFFECTS OF BIOCHAR APPLICATION ON SOIL PROPERTIES AND WHEAT AND SUNFLOWER YIELD Summary Biochar (biocoal) is solid material obtained in the process of carbonization - pyrolysis of biomass consisting mainly of plant residues. Biochar production and charcoal production are similar processes, varying by the raw materials used. This research paper aims to determine the effect of applying different doses of biochar on soil properties and yields of two crop species wheat and sunflower. The trial was set in semi-controlled conditions in a vegetation house within the botanical garden, at the Faculty of Agriculture, Novi Sad. Soil types used in the research were: chernozem (subtype on loess and subtype on alluvial sediment), Eutric Cambisol, Fluvisol, and Calcaric Gleysol. Soil was placed in Mitscherlich pots with the application of biochar. Wheat was grown in 2013, and sunflower in 2014. F-tests for the analysis of variance showed that total variability of 1,000 grain weight and yield, ph value, CaCO3 content, content of readily available potassium, humus, and total and organic carbon content in wheat, reached a high level of statistical significance after treatment. Variability of 1,000 grain weight of sunflower reached statistical significance, whereas variability of yield, content of readily available phosphorus and total nitrogen were not statistically significant. Key words: biochar, soil chemical properties, sunflower, wheat

САДРЖАЈ САДРЖАЈ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ - 1. УВОД -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 1.1 БИОУГАЉ ---------------------------------------------------------------------------------------------- 1 1.1.1 Историјат --------------------------------------------------------------------------------------------- 1 1.1.2 Производња ------------------------------------------------------------------------------------------ 2 1.1.3 Биоугаљ и земљиште ------------------------------------------------------------------------------- 3 1.1.4 Утицај биоугља на ефекат стаклене баште ---------------------------------------------------- 7 1.2 ТИПОВИ ЗЕМЉИШТА ----------------------------------------------------------------------------- 8 1.2.1 Чернозем ---------------------------------------------------------------------------------------------- 9 1.2.2 Еутрични камбисол --------------------------------------------------------------------------------- 9 1.2.3 Флувисол (Алувијално земљиште) ------------------------------------------------------------ 10 1.2.4 Ритска црница (Хумоглеј) ----------------------------------------------------------------------- 10 2. ЗАДАТАК И ЦИЉ РАДА --------------------------------------------------------------------------- 11 3. МАТЕРИЈАЛ И МЕТОД РАДА ------------------------------------------------------------------ 12 3.1 МЕСТО ЕКСПЕРИМЕНТАЛНОГ ИСТРАЖИВАЊА ----------------------------------- 12 3.2 МЕТОДОЛОГИЈА РАДА -------------------------------------------------------------------------- 13 3.2.1 Хемијска својства земљишта -------------------------------------------------------------------- 16 3.3 ФИЗИЧКО-ХЕМИЈСКЕ КАРАКТЕРИСТИКЕ И ПРИМЕНА БИОУГЉА ------- 16 4. РЕЗУЛТАТИ ИСТРАЖИВАЊА СА ДИСКУСИЈОМ ------------------------------------- 19 4.1 МАСА 1000 ЗРНА ПШЕНИЦЕ -------------------------------------------------------------------- 19 4.2 ПРИНОС ПШЕНИЦЕ ПО m 2 ------------------------------------------------------------------- 21 4.3 МАСА 1000 ЗРНА СУНЦОКРЕТА ------------------------------------------------------------- 23 4.4 ПРИНОС СУНЦОКРЕТА ПО m 2 -------------------------------------------------------------- 25 4.5 РЕАКЦИЈА СРЕДИНЕ ----------------------------------------------------------------------------- 27 4.5.1 ph у раствору KCl -------------------------------------------------------------------------------- 27 4.5.2 ph у раствору H 2 O -------------------------------------------------------------------------------- 29 4.6 САДРЖАЈ CaCO 3 ------------------------------------------------------------------------------------- 32

4.7 САДРЖАЈ ЛАКОПРИСТУПАЧНОГ ФОСФОРА ----------------------------------------- 34 4.8 САДРЖАЈ ЛАКОПРИСТУПАЧНОГ КАЛИЈУМА --------------------------------------- 36 4.9 САДРЖАЈ ХУМУСА -------------------------------------------------------------------------------- 38 4.10 САДРЖАЈ УКУПНОГ АЗОТА ------------------------------------------------------------------ 40 4.11 САДРЖАЈ УКУПНОГ УГЉЕНИКА ---------------------------------------------------------- 42 4.12 САДРЖАЈ ОРГАНСКОГ УГЉЕНИКА ------------------------------------------------------ 44 5. ЗАКЉУЧАК ---------------------------------------------------------------------------------------------- 47 6. ЛИТЕРАТУРА ------------------------------------------------------------------------------------------- 49

Милорад Живанов Мастер рад УВОД 1. УВОД 1.1 БИОУГАЉ 1.1.1 Историјат Хиљадама година стара технологија за повећање плодности земљишта применом биоугља у новије време све више добија на значају. Сматра се да су међу првима ову технологију примењивали становници долине реке Амазон у данашњем Бразилу, па је из тог разлога ова технологија позната као Амазонска црница или као Индијанска црница или на изворном језику Terra Preta de Indio. Она се заснива на уношењу у земљиште непотпуно сагорелог дрвета у пећима без присуства кисеоника, слично нашем дрвеном угљу ћумуру. Услед великих киша долази до спирања земљишта које је временом постало жуто и глиновито, тако да је природно земљиште у Амазонији сиромашно. Међутим, тек у скорије време научници су тамо открили разбацане, углавном мање парцеле изузетно плодног земљишта, које је другачијег састава и боје од околног земљишта (слика 1.). Анализом је утврђено да је реч о антропогеном земљишту које садржи остатке дрвеног угља. И поред процењене старости која се мери хиљадама година, то земљиште још увек поседује изузетну плодност. У настојању да се пронађе додатак земљишту који је сличних карактеристика, научници су установили да се осим дрвета у пећима за пиролизу може користити и други непотребан органски материјал са њива (жетвени остаци, љуске кикирикија, пиринча, отпаци прераде шећерне трске и сл.) чиме се формира земљиште сличних карактеристика вештачка Terra Preta која се још зове Terra Preta Nova (Каролић, 2008, Lehmann and Joseph, 2009b). 1

Милорад Живанов Мастер рад УВОД Слика 1. Разлика у профилу третираног и нетретираног земљишта биоугљем у Амазонији (Извор: http://www.biochar.info/biochar.terra-preta.cfml) 1.1.2 Производња Оригинална Terra Preta технологија не представља спаљивање биљних остатака на њиви на отвореном пламену који биљни материјал претвара у пепео, већ се користи метод спорог и непотпуног сагоревања органског материјала у пећима без присуства кисеоника. Овај процес се назива процес пиролизе чиме се задржава 50 % угљеника који је био уграђен у биљни материјал пре сагоревања, уместо да се он испушта у атмосферу. Тиме се добија и топлотна енергија која може да се користи за загревање (Каролић, 2008). У данашње време биоугаљ (biochar-енг.) се може производити на једноставан и примитиван начин са импровизованом опремом, али и у великим комплексима као што су модерне биорафинерије. Оба начина базирају се на једном основном процесу, пиролизи. Пиролиза представља хемијску разградњу органске материје при високој температури и високом притиску, без присуства кисеоника и воде. Одсуство кисеоника спречава сагоревање, тј. појаву пламена. Као продукти пиролизе издвајају се биоугаљ, биоуље и биогас. Удео ових производа зависи од висине температуре на којој се обавља пиролиза, па тако постоји брза пиролиза на температури преко 700 C са кратким временом трајања и спора пиролиза на температури од 400 500 C која траје дуже. Поједини стручњаци сматрају гасификацију као још један вид пиролизе која се одвија на још вишој температури, али са том разликом што овде постоји присуство кисеоника. Из тог разлога у гасификацији је најмањи удео биоугаља, а највећи биогаса. Што је температура нижа и 2

Милорад Живанов Мастер рад УВОД мање присуство кисеоника, од исте сировине, више ће се произвести биоугља. Просечне вредности продуката пиролизе су дате у табели 1. Биоуље и биогас имају широку примену. Биоуље се може користити у већини случајева као и лож уље, а уз адекватну прераду и као биодизел. Биогас може директно да се спаљује за потребе загревања, се користи као гориво за гасне моторе, а може бити искоришћен и као сировина за производњу метанола и водоника. Табела 1. Зависност температуре и дужине трајања пиролизе од удела њених продуката (Verheijen et. al. 2009) Начин Течни Услови Биоугаљ Гас производње продукти Брза пиролиза Спора пиролиза Гасификација Умерена температуре, кратко време задржавања Ниска температуре, врло дуго време задржавања Висока температуре, дуго време задржавања 75% 12% 13% 30% 35% 35% 5% 10% 85% Табела 2. Хемијски састав биоугља (Verheijen et. al., 2009) Вредност Компоненте 50-90% (масених) Угљеник 0-40% (масених) Испарљиве материје 1-15% (масених) Влага 0,5-5% (масених) Пепео минералне материје 6,2 9,6 ph 7 400 C:N 1.1.3 Биоугаљ и земљиште У последњих неколико година написано је и објављено много чланака, али и научних радова на тему примене биоугља као оплемењивача земљишта, где се превасходно говори о побољшању хемијских, физичких и микробиолошких својстава земљишта, али и о 3

Милорад Живанов Мастер рад УВОД повећањима приноса пољопривредних производа. Највише су вршена испитивања на земљиштима тропских и хумидних климатских услова, која су због високих температура и велике количине падавина деградирана, поготово кад је у питању садржај органске материје. Разлог за то није случајан јер је управо идеја за обнављањем ове, хиљадама година старе технологије потекла управо у пределима где је она и настала. На првом месту је свакако Бразил са својом Амазонском прашумом, међутим многа истраживања су спровођена у Јапану, Шри Ланки, Филипинима, Малезији, Костарики, Хавајима и др. Биоугаљ пружа јединствену прилику да се побољша плодност земљишта за дужи временски период употребом материјала које већ свакако поседујемо. Да би остварио жељене резултате биоугаљ може да се примењује појединачно или у комбинацији са компостом, стајским и/или минералним ђубривом у прописаним дозама сваке године. Биоугаљ има важну улогу не само да повећа ниво плодности земљишта, него и да спречава губитак нутријената испирањем у процедне воде, јер има велику апсорпциону моћ (Lehmann and Joseph, 2009а). Слика 2. Утицај биоугља на животну средину (Извор: http://www.biocharinternational.org/sites/default/files/chartree2.jpg) 4

Милорад Живанов Мастер рад УВОД Поред наведених особина, производњa и примена биоугља може имати за последицу: - смањење емисије метана - смањење емисије азот-субоксида (просечно 50%) - смањује потребе за ђубрењем (просечно 10%) - дугорочно складишти угљеник - смањује киселост земљишта: подиже ph - смањује токсичност алуминијума - подиже садржај лакоприступачног Ca, Mg, P i K - повећава капацитет адсорпције катјона (CEC) - побољшава способност земљишта за држање воде - побољшава формирање структурних агрегата уз помоћ хифа гљива - побољшава дисање земљишних микроорганизама - повећава број земљишних микроорганизама - стимулише симбиозну азотофиксацију код легуминоза - повећава арбускуларну микоризу код гљива Као резултат свега наведеног биоугаљ побољшава раст и развој биљака, подиже принос и квалитет производа и зато се са правом може сматрати оплемењивачем земљишта (www.biochar.pbworks.com). Садржај хранива у биоугљу није висок и значајан. Међутим, постоји изузетно висок афинитет хранљивих материја према биоугљу (задржавају се на његовој површини) и због мањих губитака потреба за ђубривима је мања. Биоугаљ подиже ph вредност земљишта што смањује потребу за калцизацијом. На честицама биоугља развија се негативно наелектрисање које делује као пуфер, по истом принципу као и органска материја у земљишту. Највише истраживања је рађено на киселим земљиштима где је примена биоугља имала значајан ефекат, за разлику од алкалних земљишта где је ефекат био миноран. У једном истраживању испољило се штетно дејство биоугља где је повећана ph вредност изазвала лошију приступачност микрохранљивих елемената. У оваквим случајевима се мора водити рачуна о садржају кречњака у примењеном биоугљу. Капацитет адсорпције катјона (CEC) је важан чинилац плодности земљишта. Храњиви елементи у облику катјона су нарочито важни у исхрани биљака, јер их биљке усвајају у том облику преко корена. Као најважнији се издвајају Ca 2+, Mg 2+, K + и др. 5

Милорад Живанов Мастер рад УВОД Површине честица глинених минерала и органске материје у земљишту су негативно наелектрисане, па привлаче супротно наелектрисане честице нутријената. Примена биоугља у великој мери повећава CEC због својих повољних електрохемијских особина. Земљишта која имају низак CEC не задржавају довољно хранива, па се хранива спирају водом. У таквим земљиштима примена биоугља је веома успешна, јер корен биљака има довољно измењивих катјона у ризосфери. Поред значајног утицаја на хемијска, биоугаљ такође има важан утицај на физичка својства земљишта. Применом биоугља у земљишту се мењају физичка својства као што су текстура, структура, порозност, дијаметар пора, специфична и запреминска маса земљишта, капацитет за воду, способност задржавања воде и др. Ове промене утичу на раст и развој биљака, јер развијеност корена зависи од доступности ваздуха и воде у његовој зони (Downie et al., 2009). Запреминска маса биоугља варира у интервалу од 0,09 дo 0,5 g/cm 3 (Brewer et al., 2009), а специфична маса od 1,5 до 2,1 g/cm 3 (Karaosmanoglu et al., 2000). Ове вредност су мање од вредности земљишта, па самим тим мешањем биоугља са земљиштем добијамо већу порозност и капацитет земљишта за ваздух. Истраживања Devereux et al. (2012) говоре да се са повећењем концентрације биоугља запреминска маса земљишта смањује. У њиховим даљим истраживањима наводе да је ретенција влаге била већа у свим третманима за разлику од контроле у песковитој иловачи без биоугља. Водопропустљивост је опадала са порастом концентрације биоугља, где је била у интервалу од 4,8 x 10-3 на контролној парцели, до 2,3 x 10-3 на третману са концентрацијом од 5 % биоугља. Вишегодишња истраживања у Јапану и САД показују да биоугаљ стимулише активност мноштва микроорганизама важних за пољопривредну производњу и тиме побољшава микробиолошка својства земљишта. Тиме што побољшава физичка и хемијска својства земљиишта ствара повољне услове, не само за биљке, него и за сав живи свет земљишта. Као најважнија својства за развој микроорганазама издвајају се повећање капацитета за ваздух и воду и веће задржавање хранива. Производњом непотпуно сагорелог дрвеног угља на ниским температурама (тињајућа ватра у пећима без присуства кисеоника) - он добија унутрашњи слој кондензата биоуља који храни микробе, што је по ефекту слично глукози. Ако се биоугаљ производи на високој температури он онда губи то својство (Каролић, 2008). За потребе огледа немачки научници (Steinbeiss et al. 2009) су 6

Милорад Живанов Мастер рад УВОД користили биочар добијен из две групе сировина: сировине на бази целулозе и лигнина из биљне биомасе и сировине на бази протеина из отпадног материјала из производње биоетанола и вина и пиварске индустрије. Биоугаљ на бази лигнина и целулозе није значајно променио микробиолошку структуру, док је биоугаљ на бази протеина снажно допринео развоју гљива. 1.1.4 Утицај биоугља на ефекат стаклене баште Биљке апсорбују атмосферски CO 2 током раста. У следећој фази природног циклуса кретања угљеника биљке се разлажу убрзо после вењења током чега се ослобађа CO 2 тако да је укупан ниво присуства угљен-диоксида на приближно истом нивоу. Уместо да се допусти распадање биљака, пиролизом се постиже издвајање угљеника из ваздуха у знатно стабилнијој форми. Биоугаљ тако уклања циркулишући CO 2 у атмосфери и дословно га складишти у земљишту, чиме се присуство угљеника у ваздуху смањује. Иако су неке органске материје неопходне у обрадивом земљишту ради одржавања плодности, већи део отпада из ратарства директно може да се трансформише у биоугаљ, био-нафту и сингас (синтетички гас). Примена овог поступка разлагања органске материје такође је и пожељна варијанта процесирања градског отпада у јефтин вид енергије који би поред тога потпомогао смањивање депонија. Скорашња истраживања показују да поред смањења емисије CO 2, примена биоугља такође смањује емисију два значајна и опасна гаса који узрокују ефекат стаклене баште. Метан (CH 4 ) изазива загревање двадесет пута јаче од CO 2, а азот-субоксид (N 2 O) чак 310 пута јаче од CO 2 (Lehmann and Joseph, 2009). 7

Милорад Живанов Мастер рад УВОД 1.2 ТИПОВИ ЗЕМЉИШТА Земљиште је природни ресурс који представља основну базу за производњу органске материје гајењем различитих биљних врста. Састоји се од минералних и органских честица, земљишног раствора и земљишног ваздуха. Претставља животну средину за биљке, животиње и микроорганизме. По површини је ограничено, а по природи уништиво добро. Споро се образује, а у процесу деструкције брзо уништава. Земљиште је, према једној од многобројних дефиниција, растресити површински слој литосфере, а настало заједничким деловањем педогенетских фактора, састављено од чврсте, течне и гасовите фазе, различито од подлоге на којој је настало по морфолошким, физичким, хемијским и биолошким особинама. Стебут (1949) наводи да је земљиште посебна творевина један живи организам који се у правом смислу рађа, развија, живи и умире. Површински слој земљине коре био је изложен кроз геолошке периоде интензивном и перманентном дејству сунчеве енергије, годишњим и дневним променама температуре, дејству воде у виду падавина, подземне и површинске воде, затим дејству атмосфере различитих њених гасова и биосфере живих организама, производа њиховог метаболизма и распадања (Вучић, 1987). Услед дејства комплекса наведених чинилаца, долази до постанка земљишта која се по многим својим карактеристикама разликују, а нарочито по производним, које су са становишта биљне производње од великог значаја. 8

Милорад Живанов Мастер рад УВОД 1.2.1 Чернозем Чернозем је тип из реда аутоморфних земљишта. Најраспрострањенији је тип земљишта у Војводини, а сматра се да представља идеал земљишта на нашој планети (Миљковић, 1996). Представља земљиште високе продуктивности, повољних физичких, хемијских и биолошких својстава. Настаје акумулацијом органске материје степске вегетације на геолошкој подлози у условима семиаридне континенталне климе. На основу природе матичног супстрата издвајају се три подтипа: чернозем на лесу и лесоликм седиментима (лесна тераса и зараван), чернозем на алувијалном наносу, чернозем на еолском песку. Три карактеристична хоризонта чине грађу профила хумусни, A mo хоризонт прелазни АС хоризонт С хоризонт, матични супстрат, најчешћи је лес Слика 3. Чернозем (Извор: Институт за ратарство и повртарство, Нови Сад. Kitchen&GoodWolf) 1.2.2 Еутрични камбисол Примарни тип вегетације на еутричном камбисолу су листопадне шуме (гајеви) одакле и народни назив гајњача који по актуелној домаћој класификацији представља један део земљишта овог типа. Припада реду аутоморфних земљишта, класи камбичних земљишта, која су се развила у процесу огајњачавања. То је дуг и сложен секундарни типски педогенетски процес коме подлежу излужени подтипови неких хумусно-акумулативних земљишта (Дугалић и Гајић, 2012). Испирају се карбонати, а на средини профила долази до распадања примарних алумосиликата и синтезе секундарних минерала глине (аргилосинтеза), што резултира појаву новог камбичног (В) хоризонта, црвенкасто смеђе боје. Могу бити образоване на растреситим седментима или на еруптивним и метаморфним стенама. На теренима повољне експозиције добро је пољопривредно земљиште, нарочито за воћарску и виноградарску производњу. Слика 4. Еутрични камбисол (Извор: Институт за ратарство и повртарство, Нови Сад. Kitchen&GoodWolf) 9

Милорад Живанов Мастер рад УВОД 1.2.3 Флувисол (алувијално земљиште) Флувисол припада реду хидроморфних земљишта које показују повремено или трајно пркомерно влажење, целим или само једним делом профила. Образује се на плавној тераси река и то у првобитној зони, где је брзина протока поплавне воде највећа. Настало је таложењем материјала различитог механичког састава поплавним водама река, али у највећој мери доминирају наноси песка. Педогенеза је слабо изражена због младости наноса или седиментације (периодичних плављења). Од учесталости плављења зависи број слојева у профилу. У слојевима који су прекомерно влажени јављају се знаци секундарне оксидације. Ова земљишта су погодна за подизање плантажа топола, а уз регулацију водотокова (насипи), наводњавање и ђубрење, погодна су и за повртарску производњу. Слика 5. Флувисол (Извор: Институт за ратарство и повртарство, Нови Сад. Kitchen&GoodWolf) 1.2.4 Ритска црница (хумоглеј) Ритска црница такође припада реду хидроморфних земљишта, образује се на плавној тераси, али у најудаљенијој, трећој зони, од реке. Ову зону у највећој мери чини глиновити материјал. Због изражене акумулације хумуса, моћни површински А хоризонт поприма тамно сиву у сувом, односно црну боју у влажном стању, по чему је овај тип земљишта и добио назив. Моћније ритске црнице имају АС и С хоризонт, док све обавезно имају као последњи G (глејни) хоризонт, унутар којег се издвајају два потхоризонта, горњи у контакту са кисеоником секундарно оксидисани (G so ) и доњи који је перманентно засићен водом, па је трајно редукован (G r ). Због претежно глиновитог састава, ова земљишта се одликују лошим водно-ваздушним режимом. У влажном делу године поре су засићене водом, а у сувом настају вертикалне пукотине. Зато она представља потенцијално плодно земљиште, коме се уз мелиорације знатно може повећати продуктивност. Слика 6. Ритска црница (Извор: Институт за ратарство и повртарство, Нови Сад. Kitchen&GoodWolf) 10

Милорад Живанов Мастер рад ЗАДАТАК И ЦИЉ РАДА 2. ЗАДАТАК И ЦИЉ РАДА Циљ рада је да се утврди ефакат примене биоугља на својства земљишта и принос две биљне врсте, пшенице и сунцокрета. Планирана истраживања допринеће утврђивању могућности примене биоугља на различитим типовима земљишта, најзаступљенијим на подручју Панонске низије. Такође ће се сагледати ефекат примене на компоненте приноса одабраних биљних врста. 11

Милорад Живанов Мастер рад МАТЕРИЈАЛ И МЕТОД РАДА 3. МАТЕРИЈАЛ И МЕТОД РАДА 3.1 МЕСТО ЕКСПЕРИМЕНТАЛНОГ ИСТРАЖИВАЊА Oглед је постављен у полуконтролисаним условима у вегетационој кући која се налази у ботаничкој башти Пољопривредног факултета у Новом Саду (слика 7.). Физичке и хемијске анализе земљишта су рађене у Лабораторији за земљиште и агроекологију, Института за ратарство и повртарство, Нови Сад (акредитована од стране АТС и овлашћена од стране надлежног Министарства), а морфолошке анализе биљног материјала обављене су у лабораторији за агроекологију на Пољопривредном факултету у Новом Саду. Круњење класова пшенице обављено је на Одељењу за стрна жита Института за ратарство и повртарство. Слика 7. Оглед постављен у вегетационој кући 12

Милорад Живанов Мастер рад МАТЕРИЈАЛ И МЕТОД РАДА 3.2 МЕТОДОЛОГИЈА РАДА Главна идеја постављања огледа је да се утврди разлика у ефекту примене биоугља на различитим типовима земљишта у различитим концентрацијама примене. Да би се искључила могућност утицаја фактора спољне средине различитих локалитета, одлучено је да се оглед изведе на једном месту у полуконтролисаним условима у у Мичерлиховим (Mitscherlich) судовима. Коришћено је пет типова земљишта са пет локалитета у Војводини, који су донети у вегетациону кућу у ботаничкој башти Пољопривредног факултета за потребе извођења огледа. Полуконтролисани услови вегетационе куће односе се на потпуну контролу услова влажности земљишта, делимичну контролу светлосних услова, заштиту од неповољних механичких утицаја и без икаквих могућности контролисања топлотних услова. Типови земљишта који су коришћени су: ритска црница хумоглеј (Нови Бечеј), алувијално земљиште флувисол (Шангај, потез Врбак), еутрични камбисол (Буковац), чернозем на лесу и лесоликим седиментима (Ченеј) и чернозем на алувијалном наносу (Футог). Локалитети су приказани на карти Слика 8. Слика 8. Локалитети земљишта употребљени за извођење огледа биоугаљ 13

Милорад Живанов Мастер рад МАТЕРИЈАЛ И МЕТОД РАДА Оглед је извођен у две вегетационе сезоне, у првој сезони (2013.) се гајила јара пшеница сорте НС Венера, а у другој (2014.) сунцокрет хибрид НС Дукат. Земљиште је донето у вегетациону кућу у новембру 2012. године, након чега су урађене физичке, хемијске и микробиолошке анализе, како би се утврдило почетно стање. У судове је распоређено 15.01.2013, у сваки суд по 5 kg, 5 варијанти, 5 третмана са 4 понављања (шема 1.), када је такође извршена и примена биоугља у планираним дозама (фактор II). Tипови земљишта у огледу: А Ритска црница (хумоглеј) В Еутрични камбисол С Алувијално земљиште (флувисол) D Чернозем на алувијалном наносу E Чернозем на лесу и лесоликим седиментима (лесна тераса) Третмани огледа у судовима: ø контрола 0,5 25 g 1 50 g 2 100 g 3 150 g Слика 9. Постављен оглед у вег. кући 14

Милорад Живанов Мастер рад МАТЕРИЈАЛ И МЕТОД РАДА Шема 1. Шематски приказ огледа биоугаљ у вегетационој кући 15

Милорад Живанов Мастер рад МАТЕРИЈАЛ И МЕТОД РАДА 3.2.1 Хемијска својства земљишта Анализом земљишта на којем је постављен оглед, утврђене су основна агрохемијска својства земљишта. Методе испитивања које су коришћене су: - одређивање активне киселости ph у води одређена је у суспензији (10g:25cm 3 ) земљишта са водом, потенциометријски, ph метром. - одређивање потенцијалне киселости - ph у 1 M KCl - одређена је у суспензији (10g:25cm 3 ) земљишта са калијум хлоридом, потенциометријски, ph метром. - одређивање слободног калцијум карбоната (CaCO 3 ) - волуметријски, помоћу Scheibler-oвог калциметра. - одређивање садржајa хумуса - методом Tјурина оксидацијом органске материје. - одређивање садржаја укупног азота - (CNS елементална анализа тоталног спаљивања узорка) аутоматском методом - CHNS анализатором; - одређивање садржаја укупног угљеника - (CNS елементална анализа тоталног спаљивања узорка) аутоматском методом - CHNS анализатором; - одређивање садржаја органског угљеника - (CNS елементална анализа тоталног спаљивања узорка) аутоматском методом - CHNS анализатором; - одређивање амонијум лактатног P 2 O 5 - одређивање лакоприступачног фосфора спектрофотометријски. - одређивање амонијум лактатног К 2 O - одређивање лакоприступачног калијума пламенфотометријски. 3.3 ФИЗИЧКО-ХЕМИЈСКЕ КАРАКТЕРИСТИКЕ И ПРИМЕНА БИОУГЉА За потребе извођења огледа употребљен је биоугаљ произведен у СЗР Макси грил из Лучана (слика 10). Припрема је извршена тако што је самлевен у млину за земљиште, пречника отвора сита 2 mm, размерен у кесе са планираном количином за сваки суд и приликом сипања у судове сједињен са земљиштем. 16

Милорад Живанов Мастер рад МАТЕРИЈАЛ И МЕТОД РАДА Пепео* (%) Слика 10. Биоугаљ Макси грил Табела 3. Физичка својства биоугља Специфична маса (g/cm 3 ) Запремиска маса млевеног биоугља (са потресањем) (g/cm 3 ) Влага* (%) 2,18 0,402 4 10 * Вредност са декларације на паковању производа одређена од стране произвођача у KCl ph у H 2 O Табела 4. Хемијска својства биоугља Ук. N CHNS Ук. C (%) Oрг. C (%) Ук. S (%) AL- P 2 O 5 ** mg/100g AL- K 2 O** mg/100g < 4 7,54 8,24 0,547 74,51 70,81 0,161 53,8 291,0 * Вредност са декларације на паковању производа одређена од стране произвођача ** АL Садржај лакоприступачног фосфора и калијума одређен у раствору амонијум лактата Табела 5. Укупан садржај микроелемената и тешких метала у биоугљу (у cc HNO 3 + H 2 O 2 ) As Cd Cr Cu Pb Ni Zn Co Мо биоугаљ нд нд 7,561 7,978 3,362 33,14 16,04 0,842 нд MДК* 25,00 3,00 100,00 100,00 100,00 50,00 300,00 / ** 29,0 0,800 100,0 36,0 85,0 35,0 140,0 9,0 3,0 *** 55,0 12,000 380,0 190,0 530,0 210,0 720,0 240,0 200,0 17

Милорад Живанов Мастер рад МАТЕРИЈАЛ И МЕТОД РАДА Fe Ca K Mg Na P Mn биоугаљ 1389 16570 5089 2223 257 1081 739,5 * МДК Максимално дозвољена количина према Правилнику о дозвољеним количинама опасних и штетних материја у пољопривредном земљишту и води за наводњавање и методама њиховог испитивања (Сл. Гласник РС 23/1994) нд није детектовано ** гранична и *** ремедијациона вредност премауредби о програму систематског праћења квалитета земљишта, индикаторима за оцену ризика од деградације земљишта и методологији за израду ремедијационих програма (Сл. Гласник РС 88/2010) Табела 6. Приступачан садржај микроелемената и тешких метала (у cc HNO 3 + H 2 O 2 ) нд-није детектовано As Cd Cr Cu Pb Ni Zn Co биоугаљ нд нд Нд 1,64 нд 1,407 2,85 нд Fe Ca K Mg Na Mn биоугаљ 16,54 7700 1883 455,7 184,1 123,5 Физичко хемијске анализе показују да садржај опасних и штетних материја у биоугљу не прелази ни један од критеријума прописаним законским актима Републике Србије који се односе на њихову количину у пољопривредном и непољопривредном земљишту. Из тога се закључује да је биоугаљ у потпуности безбедан и безопасан за употребу као додатак (побољшивач оплемењивач) земљишту. Све анализе су урађене у Лабораторији за земљиште и агроекологију Института за ратарство и повртарство, Нови Сад, осим садржаја влаге и пепела за шта су подаци узети са декларације производа. 18

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА 4. РЕЗУЛТАТИ ИСТРАЖИВАЊА СА ДИСКУСИЈОМ По наводима многобројних аутора, од којих се највише истичу Lehmann и Joseph (2009), применом биоугља испољавају се веома позитивни ефекти на својства земљишта који утичу на принос и квалитет пољопривредних производа. У нашим агроеколошким условима се још увек нико озбиљније није бавио применом биоугља, па је управо то разлог постављања огледа на типовима земљишта карактеристичним за подручје Војводине, а и шире. Резултати истраживања у овом мастер раду представљени су кроз компаративну анализу где су испитиване разлике компонената приноса пшенице и сунцокрета и хемијских својстава различитих типова земљишта на којима су гајене ове две културе у две производне године на истом локалитету. Истраживањем су обухваћене разлике у типу земљишта и концентрацији примењеног биоугља. У овом поглављу резултати свих урађених анализа земљишта и биљног материјала су статистички обрађени и представљени описно и графички. 4.1 МАСА 1000 ЗРНА ПШЕНИЦЕ На основу анализе варијансе за масу 1000 зрна пшенице у огледу (Табела 7.), највећи, високо сигнификантан утицај на основу F-теста испољио је фактор тип земљишта (p=0,0050**). Посматрајући процентуално учешће појединих извора варијације у суми квадрата тотала, може се видети да су збирно погрешке имале највећи удео у укупном варирању масе 1000 зрна (укупно 53,75 %) што указује на велику варијабилност овог својства, затим тип земљишта (22,91 %) и интеракција типа земљишта и концентрације биоугља са учешћем од 13,59 %, док је примена биоугља учествовала са свега 6,15 % у 19

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА варирању масе 1000 зрна пшенице, међутим и код овог својства је испољен значајан утицај (p=0,0451*). Табела 7. Резултати анализе варијансе за масу 1000 зрна код пшенице Извор Степени Сума Средина % варијабилности слободе квадрата квадрата F Вероватноћа Tретмани А 4 491,7531 22,91 122,9383 4,005** 0,0050 Грешка A 72 368,3918 17,16 5,1166 Подтретмани Б 4 132,0656 6,15 33,0164 2,522* 0,0451 Грешка Б 60 785,4656 36,59 13,0911 Интеракција A x Б 16 291,7594 13,59 18,2350 1,393 0,1610 Блокови 3 77,0956 3,59 25,6985 0,837 0,5206 Укупно 99 2146,5313 100,00 А тип земљишта, Б конц. биоугља, ** високо значајан утицај (р<0,01) * значајан утицај (р<0,05). На графикону 1. приказане су вредности масе 1000 зрна пшенице у зависности од типа земљишта и дозе биоугља. Највећa вредности масе 1000 зрна је утврђене код земљишта флувисол (44,22 g), чернозем на алувијалном наносу (43,75 g) и ритска црница (41,86 g) док је најмањи утицај испољен код еутричног камбисола (39,34 g) и чернозема на лесу (38,79 g). Анализа дозе биоугља је показала да је највећа вредност масе 1000 зрна била код концентрациjе од 1 50 g (42,63 g), затим контрола (42,55 g) и 0,5 25 g, док су највеће концентрације негативно утицале на масу 1000 зрна, 2 100 g (40,61 g) и 3 150 g (39,72 g). Поређењем ефекта А односно типа земљишта, са ефектом Б односно примењеним биоугљем, може се закључити да је ефекат А имао већи утицај на испољавање овог својства што је потврђено анализом варијансе. На основу вредности стандардне девијације, утврђено је да је код типа земљишта е. камбисол дошло до највећег варирања у погледу масе 1000 зрна пшенице, исто тако и код примене 100 g биоугља. Поређењем резултата из овог огледа са масом 1000 зрна објављеној у каталогу Института за ратарство и повртарство (2007) за сорту Венера, где она износи 37 g, видимо да је просечна маса 1000 зрна из овог огледа виша за 12,4 % и износи 41,6 g. 20

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА Графикон 1.Маса 1000 зрна пшенице 4.2 ПРИНОС ПШЕНИЦЕ ПО m 2 Основни циљ биљне производње је принос. Биолошки принос представља укупну створену подземну и надземну биомасу по јединици површине, а пољопривредни принос је део биолошког који има употребну и економску вредност (Молнар и сар., 2003). Основне компоненте приноса ратарских култура су број зрна по биљци, број биљака по јединици површине и маса 1000 зрна (Спасојевић и сар. 1984). У нашим истраживањима на основу анализе варијансе (Табела 8.), највећи, високо сигнификантан утицај на основу F- теста испољила је интеракција фактора типа земљишта и доза биоугља (p=0,0008**). Посматрајући процентуално учешће појединих извора варијације у суми квадрата тотала, може се видети да су збирно погрешке имале највећи удео у укупном варирању приноса зрна (укупно 47,84 %) што указује на велику варијабилност овог својства, затим интеракција типа земљишта и концентрације биоугља са учешћем од 27,79 % и тип земљишта (11,46 %), док је примена биоугља учествовала са свега 6,38 % у варирању приноса зрна пшенице, међутим код овог својства је испољен значајан утицај (p=0,0349*). 21

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА Табела 8. Резултати анализе варијансе за принос пшенице по m 2 Извор Степени Средина Сума квадрата % варијабилности слободе квадрата F Вероватноћа Tретмани A 4 135843,5938 11,46 33960,8984 2,807 0,0265 Грешка A 72 145200,2344 12,25 2016,6699 Подтретмани 4 75645,2031 6,38 18911,3008 2,690* 0,0349 Грешка Б 60 421890,4375 35,59 7031,5073 Интеракција A x Б 16 329357,1875 27,79 20584,8242 2,928** 0,0008 Грешка A+Б 567090,6719 47,84 Блокови 3 77337,3594 6,52 25779,1191 2,131 0,0998 Укупно 99 1185274,0000 100,00 А тип земљишта, Б конц. биоугља, ** високо значајан утицај (р<0,01) * значајан утицај (р<0,05). У графикону 2. приказане су вредности приноса зрна пшенице у зависности од типа земљишта и дозе биоугља. Највећa вредности приноса зрна је утврђене код земљишта флувисол (598 g) и ритска црница (596 g), затим на черноземима (539 и 536 g), а најмањи принос постигнут је на еутричном камбисолу (504 g). Анализа дозе биоугља је показала да је највећа вредност приноса зрна била код нижих концентрациjа од 0,5 25 g (582 g), затим контрола (576 g) и 1 50 g (569 g), док су највеће концентрације негативно утицале на принос, 32 150 g (534 g) и 2 100 g (511 g). Поређењем ефекта А односно типа земљишта, са ефектом Б односно примењеним биоугљем, може се закључити да је ефекат А имао већи утицај на испољавање овог својства што је потврђено анализом варијансе. На основу вредности стандардне девијације, утврђено је да је код дозе биоугља 3 150 g дошло до највећег варирања у погледу приноса зрна пшенице исто тако и код земљишта са претежно песковитим механичким саставом, флувисола и чернозема на алувијалном наносу. 22

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА Графикон 2. Принос пшенице (g/m 2 ) 4.3 МАСА 1000 ЗРНА СУНЦОКРЕТА На основу анализе варијансе за масу 1000 зрна сунцокрета у огледу (Табела 9.), највећи, високо сигнификантан утицај на основу F-теста испољио је фактор тип земљишта (p=0,0043*). Посматрајући процентуално учешће појединих извора варијације у суми квадрата тотала, може се видети да су збирно погрешке имале највећи удео у укупном варирању масе 1000 зрна (укупно 63,09 %), што указује на велику варијабилност овог својства, затим следи тип земљишта (20,24 %), док су примена биоугља и интеракција типа земљишта и концентрације биоугља учествовали са свега 6,16 %, односно 5,66 % у укупном варирању масе 1000 зрна сунцокрета. Ниједан фактор није остварио високосигнификантан утицај нa ово својство. 23

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА Табела 9. Резултати анализе варијансе за масу 1000 зрна сунцокрета Извор Степени Средина Сума квадрата % варијабилности слободе квадрата F Вероватноћа Tретмани А 4 1757,6375 20,24 439,4094 4,113** 0,0043 Грешка A 72 1281,9774 14,76 17,8052 Подтретмани Б 4 535,2 6,16 133,8 1,913 0,1133 Грешка Б 60 4196,5029 48,33 69,9417 Интеракција A x Б 16 491,8032 5,66 30,7377 0,439 0,9679 Грешка A+Б 5478,4803 63,09 Блокови 3 420,66 4,84 140,22 1,313 0,2737 Укупно 99 8683,7813 100,00 А тип земљишта, Б конц. биоугља, ** високо значајан утицај (р<0,01) * значајан утицај (р<0,05). У графикону 3. приказане су вредности масе 1000 зрна сунцокрета у зависности од типа земљишта и дозе биоугља. Највећa вредности масе 1000 зрна је утврђена код земљишта ритска црница (47,94 g), затим код еутричног камбисола (42,82 g), флувисола (40,44 g), а најниже вредности остварене су на чернозему на лесу (37,75 g) и на чернозему алувијалног наноса (35,42 g). Анализа дозе биоугља је показала тренд раста вредност масе 1000 зрна сунцокрета до одређене границе, после које је маса са повећањем дозе биоугља обрнуто пропорционално опадала. Дакле, највећа маса 1000 зрна била је код концентрациjе од 1 50 g (44,67 g), а највеће концентрације негативно су утицале на повећање масе 1000 зрна, 2 100 g (42,27 g) и 3 150 g (38,76 g). Овакав тренд евидентиран је и код масе 1000 зрна пшенице, што је потврда о подударном дејству одабраних доза биоугља на ово својство. Поређењем ефекта А односно типа земљишта са ефектом Б односно примењеним биоугљем може се закључити да је ефекат А имао већи утицај на испољавање овог својства што је потврђено анализом варијансе. На основу вредности стандардне девијације, утврђено је да је код типа земљишта чернозем на лесу дошло до највећег варирања у погледу масе 1000 зрна сунцокрета исто тако и код контролног третмана примене биоугља. Проле и сар. (2013) наводе да је просечна маса 1000 зрна за хибрид Дукат, на отвореном пољу, при условима пуне агротехнике износила 57,8 g, што је 20,5 % више од највеће постигнуте масе 1000 зрна у овом огледу. Разлог за то је свакако ограничен простор у коме је сунцокрет узгајан у овом огледу, у судовима. 24

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА Графикон 3. Маса 1000 зрна сунцокрета 4.4 ПРИНОС СУНЦОКРЕТА ПО m 2 Добијени резутати ових истраживања на основу анализе варијансе (Табела 10.), говоре да ниједан фактор није забележио сигнификантан утицај на принос зрна сунцокрета, односно да је ово својство предодређено одабраним хибридом. Посматрајући процентуално учешће појединих извора варијације у суми квадрата тотала, може се видети да су збирно погрешке имале највећи удео у укупном варирању приноса зрна (укупно 72,52 %) што указује на велику варијабилност овог својства, затим тип земљишта (11,65 %), интеракција типа земљишта и концентрације биоугља са учешћем од 8,61 %, док је примена биоугља учествовала са свега 4,70 % у варирању приноса зрна сунцокрета. 25

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА Табела 10. Резултати анализе варијансе за принос сунцокрета m 2 Извор Степени Средина Сума квадрата % варијабилности слободе квадрата F Вероватноћа Tретмани А 4 2306,3501 11,65 576,5875 2,924 0,0245 Грешка A 72 2366,3601 11,96 32,8661 Подтретмани Б 4 930,55 4,70 232,6375 1,165 0,3307 Грешка Б 60 11984,6504 60,55 199,7442 Интеракција A x Б 16 1703,6936 8,61 106,4809 0,533 0,9234 Грешка A+Б 14351,0105 72,50 Блокови 3 502,24 2,54 167,4133 0,849 0,5270 Укупно 99 19793,8438 100,00 А тип земљишта, Б конц. биоугља, ** високо значајан утицај (р<0,01) * значајан утицај (р<0,05). У графикону 4. приказане су вредности приноса зрна сунцокрета у зависности од типа земљишта и дозе биоугља. Највећa вредности приноса зрна је утврђене код земљишта типа ритска црница (68,5 g), затим код чернозема на алувијалном наносу (58,05 g), флувисола (57,54g), чернотема на лесној тераси (57,34 g), а најмањи принос постигнут је на еутричном камбисолу (54,52 g). Анализа дозе биоугља је показала да је принос зрна растао са повећањем дозе до одређене границе (Ø 54,99 g, 0,5 58,07 g, 1 59,48 g, 2 64,43 g), где је после дозе 3 150 g принос почео да опада. Варирање приноса пшенице и сунцокрета у зависности од дозе биоугља је у сличној корелацији, с том разликом што је пшеници почео да опада принос већ при мањој дози биоугља 2 100 g. На основу вредности стандардне девијације, утврђено је да је код чернозема на лесу дошло до највећег варирања у погледу приноса зрна сунцокрета исто тако и код контролне дозе примене биоугља (Ø). Слика 11. Сунцокрет у огледу биоугаљ 26

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА Графикон 4. Принос сунцокрета (g/m 2 ) 4.5 РЕАКЦИЈА СРЕДИНЕ Реакција земљишта је прилично стабилна својство и у првом реду зависи од климатских фактора, али и од карактера матичног супстрата, услова дренаже, биљног покривача, човекове активности и др. (Убавић и Богдановић, 2001). Од хемијске реакције зависе правац и интензитет распадања минерала у земљишту, интензитет микробиолошких процеса и исхрана биљака (Белић и сар, 2014). Постоје два типа реакције земљишта: потенцијална (супституциона и хидролитичка) и активна. Потенцијална (супституциона) киселост зове се тако јер се јавља као резултат замене водоникових јона (H + ) адсорбованих колоидима са катјонима раствора соли (нпр. KCl), којима се третира земљиште. Активна киселост представља концентравцију водоникових јона у земљишном раствору или суспензији, а то је она киселост земљишног раствора која се екстрахује из земљишта водом. 4.5.1 ph у раствору KCl На основу анализе варијансе за реакцију земљишта у раствору KCl у огледу (Табела 11.), највећи, високо сигнификантан утицај на основу F-теста испољио је свакако фактор 27

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА тип земљишта (p=0,0000**). Посматрајући процентуално учешће појединих извора варијације у суми квадрата тотала, може се видети да је тип земљишта имао највећи удео у укупном варирању ph у KCl (91,08 %) што указује на велику варијабилност овог својства, из чега следи да су сви остали фактори имали незнатан удео у варирању овог својства, збирно погрешке (5,16 %), интеракција типа земљишта и концентрације биоугља (2,49 %), док је концентрација биоугља имала утицај на варијабилност мање од 1 %. Утицај интеракције типа земљишта и дозе биоугља је без обзира на мало учешће у укупној варијабилности испољио значајан утицај (p=0,0154*). Табела 11. Резултати анализе варијансе за ph у раствору KCl Извор Степени Средина Сума квадрата % варијабилности слободе квадрата F Вероватноћа Tретмани A 4 3,0215 91,08 0,7554 414,373** 0,0000 Грешка A 72 0,0219 0,66 0,0003 Подтретмани Б 4 0,0234 0,71 0,0059 2,354 0,0583 Грешка Б 60 0,1493 4,50 0,0025 Интеракција A x Б 16 0,0825 2,49 0,0052 2,072* 0,0154 Блокови 3 0,0188 0,57 0,0063 3,429 0,0198 Укупно 99 3,3174 100,00 А тип земљишта, Б конц. биоугља, ** високо значајан утицај (р<0,01) * значајан утицај (р<0,05). У графикону 5. приказане су вредности реакције средине (ph) у раствору KCl, у зависности од типа земљишта и дозе биоугља. Као што је и очекивано, варијабилност рн у зависности од типа земљишта била је веома изражена због природне разлике у типовима изабраним за оглед. Ниво рн вредности је у уској корелацији са садржајем калцијум карбоната (CaCO 3 ) у земљишту (графикон 7.). Највиша рн вредност утврђена је код земљишта флувисол (7,75), затим код чернозема на алувијалном наносу (7,61) и чернозема на лесу (7,49) док су најниже вредности измерене код еутричног камбисола (7,42) и ритске црнице (7,23). Анализа дозе биоугља је показала да његова примена није била значајна у варијабилности овог својства. Средња вредност супституционе киселости била је 7,5 рн јединица са веома малим одступањем упоређујући дозе и контролу (σ=0,017). Будући да типови земљишта у огледу имају неутралну и слабо алкалну реакцију, што представља веома повољну средину за раст и развој већине биљака и микроорганизама, сматра се као веома повољна чињеница да биоугаљ није нарушио природно стање. Поређењем ефекта А односно типа земљишта са ефектом Б односно примењеним биоугљем може се закључити да је ефекат А имао већи утицај на испољавање овог својства што је потврђено анализом варијансе. 28

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА Графикон 5. ph у раствору KCl 4.5.2 ph у раствору H 2 O На основу анализе варијансе за реакцију земљишта у раствору H 2 O у огледу (Табела 12.), највећи, високо сигнификантан утицај на основу F-теста испољили су фактори тип земљишта и интеракције типа земљишта и дозе биоугља (p=0,0000**). Посматрајући процентуално учешће појединих извора варијације у суми квадрата тотала, може се видети да је тип земљишта имао највећи удео у укупном варирању ph у H 2 O (57,64 %) што указује на велику варијабилност овог својства, затим збирно погрешке (19,47 %), интеракција типа земљишта и концентрације биоугља (18,33 %), док је концентрација биоугља имала утицај на варијабилност (3,73 %). Утицај дозе биоугља је без обзира на мало учешће у укупној варијабилности испољио значајан утицај (p=0,0154*). 29

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА Табела 12. Резултати анализе варијансе за ph у раствору H 2 O Извор Степени Средина Сума квадрата % варијабилности слободе квадрата F Вероватноћа Tретмани А 4 0,2581 57,64 0,0645 79,769** 0,0000 Грешка A 72 0,0097 2,17 0,0001 Подтретмани Б 4 0,0167 3,73 0,0042 3,230* 0,0154 Грешка Б 60 0,0775 17,31 0,0013 Интеракција A x Б 16 0,0821 18,33 0,0051 3,972** 0,0000 Грешка A+Б 0,0872 19,47 Блокови 3 0,0036 0,80 0,0012 1,473 0,2254 Укупно 99 0,4478 100,00 А тип земљишта, Б конц. биоугља, ** високо значајан утицај (р<0,01) * значајан утицај (р<0,05). У графикону 6. приказане су вредности реакције средине (ph) у раствору KCl, у зависности од типа земљишта и дозе биоугља. Као што је и очекивано, варијабилност рн у зависности од типа земљишта била је веома изражена због природне разлике у типовима изабраним за оглед. Највиша рн вредност у раствору са водом, утврђена је код земљишта флувисол (8,23), затим код чернозема на алувијалном наносу (8,19), код чернозема на лесу и еутричног камбисола је утврђена иста вредност (8,12) док је најнижа вредности измерена код ритске црнице (8,09). Анализа дозе биоугља је показала да је његова примена била значајна у варијабилности овог својства. Средња вредност активне киселости била је 8,15 рн јединица са веома малим одступањем упоређујући дозе и контролу (σ=0,014). Будући да типови земљишта у огледу имају неутралну и слабо алкалну реакцију, што представља веома повољну средину за раст и развој већине биљака и микроорганизама, сматра се као веома повољна чињеница да биоугаљ није нарушио природно стање и код активне киселости. Поређењем ефекта А односно типа земљишта са ефектом Б односно примењеним биоугљем може се закључити да је ефекат А имао већи утицај на испољавање овог својства што је потврђено анализом варијансе. 30

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА Графикон 6. ph у раствору H 2 O Слика 12. Анализа рн 31

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА 4.6 САДРЖАЈ CaCO 3 Садржај калцијум карбоната у земљишту је у директној вези са рн реакцијом земљишта. Присуство јона калцијума утиче на подизање вредности реакције земљишта ка алкалној страни рн скале. Карбонати у знатној мери утичу на физичка и хемијска својства земљишта, а тиме и на њихову продуктивну способност. Присуство CaCO 3 утиче на стварање структурних агрегата, омогућава добру пуферну способност земљишта и претставља извор калцијума као макроелемента у исхрани биљака. Међутим, високе количине овог једињења у земљишту могу имати неповољне ефекте на растворљивост и приступачност неких микроелемената (Fe, Zn и др.) стварајући тешко растворљиве соли (Нинков и сар., 2014). На основу анализе варијансе за садржај CaCO 3 у огледу (Табела 13.), највећи, високо сигнификантан утицај на основу F-теста испољио је свакако фактор тип земљишта (p=0,0000**). Посматрајући процентуално учешће појединих извора варијације у суми квадрата тотала, може се видети да је тип земљишта имао највећи удео у укупном варирању садржаја CaCO 3 (99,24 %) што указује на велику варијабилност овог својства, из чега следи да су сви остали фактори имали незнатан удео у варирању овог својства, збирно погрешке (0,43 %), интеракција типа земљишта и концентрације биоугља (0,17 %), док је концентрација биоугља имала утицај на варијабилност (0,10 %). Утицај дозе биоугља је без обзира на мало учешће у укупној варијабилности испољио високо значајан утицај (p=0,0057**). Табела 13. Резултати анализе варијансе за садржај CaCO 3 Извор Степени Средина Сума квадрата % варијабилности слободе квадрата F Вероватноћа Tретмани А 4 5952,0981 99,24 1488,0245 5170,907** 0,0000 Грешка A 72 3,4532 0,06 0,048 Подтретмани Б 4 5,8374 0,10 1,4594 3,917** 0,0057 Грешка Б 60 22,3564 0,37 0,3726 Интеракција A x Б 16 10,1548 0,17 0,6347 1,703 0,0581 Грешка A+Б 25,8096 0,43 Блокови 3 3,6444 0,06 1,2148 4,221* 0,0077 Укупно 99 5997,5444 100,00 А тип земљишта, Б конц. биоугља, ** високо значајан утицај (р<0,01) * значајан утицај (р<0,05). 32

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА У графикону 7. приказане су вредности садржаја CaCO 3, у зависности од типа земљишта и дозе биоугља. Као што је и очекивано, варијабилност овог својства у зависности од типа земљишта била је веома изражена због природне разлике у типовима изабраним за оглед. Садржај CaCO 3 је у уској корелацији са нивоом рн вредности у земљишту (графикон 5.). Највиши садржај калцијум карбоната утврђен је код земљишта флувисол (21,66 %), затим код чернозема на лесу (7,35) и чернозема алувијалном наносу (5,40 %) док су најниже вредности измерене код ритске црнице (0,68 %) и еутричног камбисола (0,67%). Анализа дозе биоугља је показала да његова примена није била значајна у варијабилности овог својства. Средња вредност садржаја CaCO 3 била је 7,15 % са веома малим одступањем упоређујући дозе и контролу (σ=0,27). Поређењем ефекта А односно типа земљишта са ефектом Б односно примењеним биоугљем видимо да оба ефекта имају високо сигнификантан утицај на испољавање овог својства, с тим што ефекат А имао већи утицај, што је потврђено анализом варијансе. Графикон 7. Садржај CaCO 3 (%) 33

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА 4.7 САДРЖАЈ ЛАКОПРИСТУПАЧНОГ ФОСФОРА Фосфор има важну улогу у фотосинтези и дисању биљака. Биљке узимају фосфор у облику јона ортофосфорне киселине (Убавић и Богдановић, 2001). Фосфор улази у састав беланчевина и низа фермената и витамина, помаже формирању цветних пупољка и убрзава сазревање плодова, чиме се повећава трајност плодова при чувању и отпорност према мразу. Лакоприступачни фосфор је онај део земљишног фосфора који прелази у раствор разблажених киселина, база или соли или разних пуферованих раствора, а налази се у лакше растворљивим једињењима или у изменљивом облику из којих биљке могу лако да их користе. На основу анализе варијансе за садржај лакоприступачног фосфора у огледу (Табела 14.), највећи, сигнификантан утицај на основу F-теста испољио је фактор тип земљишта (p=0,0000**). Посматрајући процентуално учешће појединих извора варијације у суми квадрата тотала, може се видети да тип земљишта има највећи удео у укупном варирању садржаја лакоприступачног фосфора (62,93 %) што указује на велику варијабилност овог својства, затим следе збирно погрешке (28,12 %), док је интеракција типа земљишта и концентрације биоугља учествовали са свега 6,24 %, а доза биоугља са 1,44 % у укупном варирању садржаја овог макроелемента. Табела 14. Резултати анализе варијансе за садржај лакоприступачног фосфора Извор Степени Средина Сума квадрата % варијабилности слободе квадрата F Вероватноћа Tретмани А 4 10842,737 62,93 2710,6843 37,978** 0,0000 Грешка A 72 856,2941 4,97 11,893 Подтретмани Б 4 248,4875 1,44 62,1219 0,935 0,5514 Грешка Б 60 3988,0566 23,15 66,4676 Интеракција A x Б 16 1075,4392 6,24 67,215 1,011 0,4525 Грешка A+Б 4844,35 28,12 Блокови 3 219,1375 1,27 73,8458 1,024 0,3865 Укупно 99 17230,152 100,00 А тип земљишта, Б конц. биоугља, ** високо значајан утицај (р<0,01) * значајан утицај (р<0,05). У графикону 8. приказане су вредности садржаја лакоприступачног фосфора, у зависности од типа земљишта и дозе биоугља. Варијабилност овог својства у зависности од типа земљишта била је веома изражена због разлике у нивоу обезбеђености земљишта изабраним за оглед. Највиши садржај лакоприступачног фосфора утврђен је код 34

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА земљишта чернозема на алувијалном наносу (40,95 mg P 2 O 5 /100g), затим код чернозема на лесу (23,45 mg/100g), флувисола (15,07 mg/100g), ритске црнице (14,42 mg/100g) и еутричног камбисола (9,16 mg/100g). Анализа дозе биоугља је показала да његова примена није имала значајн утицај у варијабилности овог својства. Поређењем ефекта А односно типа земљишта са ефектом Б односно примењеним биоугљем може се закључити да је ефекат А имао већи утицај на испољавање овог својства штоје потврђено анализом варијансе. Слика 13. Анализа садржаја лакоприступачног фосфора Графикон 8. Садржај лакоприступачног фосфора (mg P 2 O 5 /100 g земљишта) 35

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА 4.8 САДРЖАЈ ЛАКОПРИСТУПАЧНОГ КАЛИЈУМА Калијум није конституциони елеменат, не улази у састав биљних органских једињења, међутим његова физиолошка улога је веома битна. Калијум узима учешће у дисању, фотосинтези, синтези беланчевина, витамина и др. Заједно са фосфором утиче на искоришћавање и метаболизам азота, па тако смањује његово штетно дејство. Биљке га усвајају у облику К + јона из земљишног раствора преко корена (Убавић и Богдановић, 2001). Лакоприступачни калијум је онај део земљишног калијума који прелази у раствор разблажених киселина, база или соли или разних пуферованих раствора, а налази се у лакше растворљивим једињењима или заменљивом облику из којих биљке могу лако да их искоришћавају. На основу анализе варијансе за садржај лакоприступачног калијума у огледу (Табела 15.), високо сигнификантан утицај на основу F-теста испољили су фактори тип земљишта (p=0,0000**), доза биоугља (p=0,0000**) и интеракције типа земљишта и дозе биоугља (p=0,0015**). Посматрајући процентуално учешће појединих извора варијације у суми квадрата тотала, може се видети да је тип земљишта имао највећи удео у укупном варирању лакоприступачног калијума (97,86 %) што указује на велику варијабилност овог својства, или хетерогеност земљишта, затим збирно погрешке и концентрација биоугља (0,80%), док је интеракција типа земљишта и концентрације биоугља имала утицај на варијабилност 0,45 %. Табела 15. Резултати анализе варијансе за садржај лакоприступачног калијума Извор Степени Средина Сума квадрата % варијабилности слободе квадрата F Вероватноћа Tретмани А 4 11636,468 97,86 2909,1169 1536,889** 0,0000 Грешка A 72 22,7143 0,19 0,3155 Подтретмани Б 4 94,6023 0,80 23,6506 19,463** 0,0000 Грешка Б 60 72,9111 0,61 1,2152 Интеракција A x Б 16 53,1369 0,45 3,3211 2,733** 0,0015 Грешка A+Б 95,6254 0,80 Блокови 3 10,8355 0,09 3,6118 1,908 0,1319 Укупно 99 11890,668 100,00 А тип земљишта, Б конц. биоугља, ** високо значајан утицај (р<0,01) * значајан утицај (р<0,05). 36

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА На графикону 9. приказане су вредности садржаја лакоприступачног калијума у зависности од типа земљишта и дозе биоугља. Највиша вредности овог својства је утврђене код земљишта чернозем на лесу (39,67 mg К 2 О/100g), затим код ритске црнице (25,78 mg/100g), на чернозему алувијалног наноса (19,03 mg/100g), код еутричног камбисола (16,13 mg/100g), а најниже вредности остварене су на флувисолу (7,41 mg/100g). Овако ниска вредност на флувисолу објашњава се високим уделом фракције песка (69,08 %) и ниским садржајем глине (10,68 %) у укупном садржају механичких честица. Познато је да што је виши удео глине у земљишту, у толико ће бити више калијума (Убавић и Богдановић, 2001). У чернозему на алувијалном наносу такође доминира фракција песка (70,33 %), међутим флувисол са потеза Врбак из Шангаја је био пример лошег газдовања пољопривредним земљиштем, где сигурно није било уношења калијумових ђубрива дужи временски период. Анализа дозе биоугља је показала тренд раста садржаја лакоприступачног калијума са повећањем дозе биоугља. Дакле, садржај калијума је растао од контролног третмана (20,61 mg/100g), да би при највишој концентрациjи од 3 150 g износио 23,45 mg/100g. Графикон 9. Садржај лакоприступачног калијума (mg К 2 O/100 g земљишта) 37

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА Слика 14. Филтрирање узорка за анализа садржаја лакоприступачног калијума 4.9 САДРЖАЈ ХУМУСА Термин органска материја и хумус јасно је да имају различито значење јер обухватају различите облике органске материје у земљишту, али се ипак у пракси често сматрају синонимима због тога што не постоји јасна линија која раздваја хумус од остатка органске материје (Шеремешић, 2012). Шефер (Scheffer, 1966) дефинише хумус као сву мртву органску материју земљишта која се налази у непрекидним процесима трансформације (разлагања и синтезе). У састав хумуса улазе сви органогени елементи као што су угљеник, кисеоник, водоник, азот и елементи пепела (Хаџић и сар. 2004). На основу анализе варијансе за садржај хумуса у огледу (Табела 16.), високо сигнификантан утицај на основу F-теста испољили су фактори тип земљишта (p=0,0000**), доза биоугља (p=0,0000**) и интеракције типа земљишта и дозе биоугља (p=0,000**). Посматрајући процентуално учешће појединих извора варијације у суми квадрата тотала, може се видети да је тип земљишта имао највећи удео у укупном варирању садржаја (88,62 %) што указује на велику варијабилност овог својства, затим концентрација биоугља (7,65 %), интеракција типа земљишта и концентрације биоугља (2,0 %), док су збирно погрешке имале најмање учешће у варирању 1,69%). 38

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА Табела 16. Резултати анализе варијансе за садржај хумуса Извор Степени Средина Сума квадрата % варијабилности слободе квадрата F Вероватноћа Tретмани А 4 143,8564 88,62 35,9641 1130,075** 0,0000 Грешка A 72 0,3819 0,24 0,0053 Подтретмани Б 4 12,4172 7,65 3,1043 78,736** 0,0000 Грешка Б 60 2,3656 1,46 0,0394 Интеракција A x Б 16 3,2495 2,00 0,2031 5,151** 0,0000 Грешка A+Б 2,7475 1,69 Блокови 3 0,0663 0,04 0,0221 0,695 0,5606 Укупно 99 162,337 100,00 А тип земљишта, Б конц. биоугља, ** високо значајан утицај (р<0,01) * значајан утицај (р<0,05). У графикону 10. приказане су вредности садржаја хумуса у зависности од типа земљишта и дозе биоугља. Највиша вредност овог својства је утврђене код земљишта чернозем на лесу (4,75 %), затим код ритске црнице (3,74 %), код флувисола (2,21 %), код еутричног камбисола (1,82 %), а најниже вредности остварене су на чернозему алувијалног наноса (1,71 %). Анализа дозе биоугља је показала тренд раста садржаја хумуса са повећањем дозе биоугља. Дакле, садржај је растао од контролног третмана (2,38 %), да би при највишој концентрациjи од 3 150 g износио 3,32 %. Овај високо сигнификантан раст садржаја хумуса са повећањем дозе биоугља објашњава се хемијским саставом биоугља који садржи 74,51 % укупног угљеника (табела 4.), а хумус је у највећој мери састављен из угљеника. 39

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА Графикон 10. Садржај хумуса (%) 4.10 САДРЖАЈ УКУПНОГ АЗОТА Азот улази у састав многих, за живот биљака и других живих организама, најважнијих једињења. Тиме учествује у изградњи ћелијских органела, ћелија, ткива и свих органа биљака, а поред тога има значајну улогу у промету материја. Азот је носилац приноса, најважнији међу неопходним хранљивим елементима, елеменат у првом минимуму и сл. У земљишту укупног азота има просечно 0,1 до 0,2%. Преко 90% укупног азота у земљишту чине органски облици (Убавић и Богдановић, 2001), а неоргански је у облику NH + 4, NO - 3 и NO - 2. Управо ти неоргански облици су значајни за исхрану биљака. Rosswall (1976) процењује да се нешто мање од 1% укупног азота земљишта може сматрати приступачним биљкама (цит. Кастори, 2005). Како је укупни азот један од директних показатеља плодности, у овом огледу смо се задржали само на посматрању и обради овог својства. На основу анализе варијансе за садржај укупног азота у огледу (Табела 17.), највећи, сигнификантан утицај на основу F-теста испољио је фактор тип земљишта (p=0,0000**). Посматрајући процентуално учешће појединих извора варијације у суми квадрата тотала, 40

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА може се видети да тип земљишта има највећи удео у укупном варирању садржаја укупног азота (96,61 %) што указује на велику варијабилност овог својства, затим следе збирно погрешке (2,63 %), док су доза биоугља и интеракција типа земљишта и концентрације биоугља учествовали са мање од 1 % у укупном варирању садржаја овог макроелемента. Табела 17. Резултати анализе варијансе за садржај укупног азота Извор Степени Средина Сума квадрата % варијабилности слободе квадрата F Вероватноћа Tретмани А 4 0,7494 96,61 0,1873 475,088** 0,0000 Грешка A 72 0,0047 0,61 0,0001 Подтретмани Б 4 0,0007 0,09 0,0002 0,688 0,6048 Грешка Б 60 0,0157 2,02 0,0003 Интеракција A x Б 16 0,0043 0,55 0,0003 1,014 0,4494 Грешка A+Б 0,0204 2,63 Блокови 3 0,0009 0,12 0,0003 0,785 0,5079 Укупно 99 0,7757 100,00 А тип земљишта, Б конц. биоугља, ** високо значајан утицај (р<0,01) * значајан утицај (р<0,05). У графикону 11. приказане су вредности садржаја укупног азота у зависности од типа земљишта и дозе биоугља. Највиша вредности овог својства је утврђене код земљишта чернозем на лесу (0,327 %), затим код ритске црнице (0,276 %), флувисола (0,147 %), еутричног камбисола (0,130 %), а најниже вредности остварене су на чернозему алувијалног наноса (0,111 %). Анализа дозе биоугља је показала да његова примена није била значајна у варијабилности овог својства. Средња вредност укупног азота била је 0,198 % са веома малим одступањем упоређујући дозе и контролу (σ=0,003). Ова чињеница нам указује да је биоугаљ на повећање садржаја хумуса утицао преко повећања садржаја угљеника, док на повећање садржаја азота није утицао. 41

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА Графикон 11. Садржај укупног азота 4.11 САДРЖАЈ УКУПНОГ УГЉЕНИКА На основу анализе варијансе за садржај укупног угљеника у огледу (Табела 18.), високо сигнификантан утицај на основу F-теста испољили су фактори тип земљишта (p=0,0000**), доза биоугља (p=0,0000**) и интеракције типа земљишта и дозе биоугља (p=0,049**). Посматрајући процентуално учешће појединих извора варијације у суми квадрата тотала, може се видети да је тип земљишта имао највећи удео у укупном варирању садржаја (61,17 %) што указује на велику варијабилност овог својства, затим концентрација биоугља (18,08 %), збирно погрешке (13,83 %), док је интеракција типа земљишта и концентрације биоугља имале најмање учешће у варирању (6,62 %). 42

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА Табела 18. Резултати анализе варијансе за садржај укупног угљеника Извор Степени Средина Сума квадрата % варијабилности слободе квадрата F Вероватноћа Tретмани А 4 158,7182 61,17 39,6795 53,442** 0,0000 Грешка A 72 8,9098 3,43 0,1237 Подтретмани Б 4 46,9094 18,08 11,7274 26,094** 0,0000 Грешка Б 60 26,9659 10,39 0,4494 Интеракција A x Б 16 17,1675 6,62 1,073 2,387** 0,0049 Грешка A+Б 35,8757 13,83 Блокови 3 0,8 0,31 0,2667 0,359 0,7856 Укупно 99 259,4707 100,00 А тип земљишта, Б конц. биоугља, ** високо значајан утицај (р<0,01) * значајан утицај (р<0,05). На графикону 12. приказане су вредности садржаја укупног угљеника у зависности од типа земљишта и дозе биоугља. Највиша вредности овог својства је утврђене код земљишта чернозем на лесу (4,68 %), затим код флувисола (4,35 %), код ритске црнице (4,34 %), код еутричног камбисола (2,01 %), а најниже вредности остварене су на чернозему алувијалног наноса (1,79 %). Разлог за тако висок садржај укупног угљеника у флувисолу је у високом садржају неорганског калцијум карбоната (графикон 7.), који такође учествује у укупном садржају угљеника (Миљковић, 1996). Анализа дозе биоугља је показала тренд раста садржаја укупног угљеника са повећањем дозе биоугља. Дакле, садржај је растао од контролног третмана (2,60 %), да би при највишој концентрациjи од 3 150 g износио 4,36 %. Овај високо сигнификантан раст садржаја укупног угљеника са повећањем дозе биоугља објашњава се хемијским саставом биоугља који садржи 74,51 % укупног угљеника (табела 4.), а хумус је у највећој мери састављен из угљеника. 43

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА Графикон 12. Садржај укупног угљеника (%) 4.12 САДРЖАЈ ОРГАНСКОГ УГЉЕНИКА На основу анализе варијансе за садржај органског угљеника у огледу (Табела 19.), високо сигнификантан утицај на основу F-теста испољили су фактори тип земљишта (p=0,0000**), доза биоугља (p=0,0000**) и интеракције типа земљишта и дозе биоугља (p=0,0004**). Посматрајући процентуално учешће појединих извора варијације у суми квадрата тотала, може се видети да је тип земљишта имао највећи удео у укупном варирању садржаја (75,98 %) што указује на велику варијабилност овог својства, затим концентрација биоугља (16,07 %), збирно погрешке (4,65 %), док је интеракција типа земљишта и концентрације биоугља имале најмање учешће у варирању (3,18 %). 44

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА Табела 19. Резултати анализе варијансе за садржај органског угљеника Извор Степени Средина Сума квадрата % варијабилности слободе квадрата F Вероватноћа Tретмани А 4 107,0401 75,98 26,76 261,659** 0,0000 Грешка A 72 1,2272 0,87 0,017 Подтретмани Б 4 22,6357 16,07 5,6589 63,714** 0,0000 Грешка Б 60 5,329 3,78 0,0888 Интеракција A x Б 16 4,4836 3,18 0,2802 3,155** 0,0004 Грешка A+Б 6,5562 4,65 Блокови 3 0,1551 0,11 0,0517 0,505 0,6840 Укупно 99 140,8707 100,00 А тип земљишта, Б конц. биоугља, ** високо значајан утицај (р<0,01) * значајан утицај (р<0,05). У графикону 13. приказане су вредности садржаја органског угљеника у зависности од типа земљишта и дозе биоугља. Највиша вредности овог својства је утврђене код земљишта чернозем на лесу (3,63 %), затим код ритске црнице (3,55 %), код флувисола (1,78 %), код еутричног камбисола (1,42 %), а најниже вредности остварене су на чернозему алувијалног наноса (1,32 %). Анализа дозе биоугља је показала тренд раста садржаја хумуса са повећањем дозе биоугља. Дакле, садржај је растао од контролног третмана (1,73 %), да би при највишој концентрациjи од 3 150 g износио 2,92 %. Овај високо сигнификантан раст садржаја органског угљеника са повећањем дозе биоугља објашњава се хемијским саставом биоугља који садржи 70,81 % укупног угљеника (табела 4.). 45

Милорад Живанов Мастер рад РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЈА Графикон 13. Садржај органског угљеника (%) Садржај органског угљеника у укупном (графикон 14.) у великој мери зависи од садржаја слободног калцијум карбоната. Најбољи пример за то нам је тип земљишта флувисол који је коришћен у огледу. Овај тип, са највишим садржајем карбоната од 21,66 %, има најмањи удео органског угљеника у укупном (свега 40,4 %), јер је преостали угљеник уствари неорганског порекла. Ритска црница и еутрични камбисол које су слабо карбонатне, имају највиши удео органског угљеника у укупном. Графикон 14.Удео органског угљеника у укупном 46