Vliv biodegradabilních polymerů na půdní vlastnosti a rostlinnou biomasu
Loading...
Date
Authors
Brtnický, Martin
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Biodegradabilní plasty jsou stále častěji využívány jako náhrada konvenčních, biologicky nerozložitelných, plastů. Nicméně, zatímco vliv konvenčních plastů a jejich fragmentů na životní prostředí je již rozsáhle studován, výzkum týkající se vlivu biodegradabilních plastů na půdu je zatím na počátku. První studie v této oblasti potvrdily opodstatněnou obavu týkající se možného vlivu biodegradace na rovnováhu půdních živin, nicméně detailní studie mechanismů, účinků na půdní mikrobiom, a především možných řešení doposud chyběly. Tato práce si klade za cíl tyto mezery alespoň částečně zaplnit. Z tohoto důvodu byla provedena série experimentů studujících vliv biodegradace poly-3-hydroxybutyrátu (P3HB) na půdy s variabilními vlastnostmi a růst rostlin. Studovány byly především vlivy na změnu aktivity půdního mikrobiomu, kvalitu půdní organické hmoty, tok živin, nárůst a kvalitu rostlinné biomasy a míru/ rychlost degradace P3HB. Byly také testovány možné přístupy pro potlačení negativního vlivu P3HB na růst rostlin. Výsledky prokázaly, že biodegradace P3HB způsobuje nárůst mikrobiální aktivity a určitý posun v biodiverzitě, nerovnováhu a změny v toku živin vytvářejících stres, který negativně ovlivnil růst rostlin. Jako možné snížení stresu se ukázala aplikace digestátu, který zmírnil negativní vliv biodegradace P3HB na růst rostlin. Biodegradabilní plasty, včetně P3HB, představují jednu z možností řešení plastového znečištění, nicméně, ani jejich vliv na životní prostředí není benigní. Proto je důležité důkladně pochopit jejich vliv na životní prostředí a předcházet tak potencionálním rizikům při jejich použití i likvidaci.
Biodegradable plastics are increasingly being used as alternatives to conventional, non-biodegradable plastics. However, while the environmental impacts of conventional plastics and their fragments have been extensively studied, research on the effects of biodegradable plastics on soil is still in its early stages. Initial studies in this field have confirmed justified concerns regarding the potential impact of biodegradation on soil nutrient balance. However, detailed studies into the mechanisms, effects on the soil microbiome, and especially potential mitigation strategies have so far been lacking. This study aims to partially fill these gaps. A series of of experiments was conducted to investigate the effects of poly-3-hydroxybutyrate (P3HB) biodegradation on soils with varying properties and on plant growth. The research focused primarily on changes in soil microbial activity, soil organic matter quality, nutrient fluxes, plant biomass growth and quality, and the extend and rate of P3HB degradation. Potential approaches to mitigate the negative impact of P3HB on plant growth were also tested. The results demonstrated that P3HB biodegradation lead to increased microbial aktivity, shifts in mirobial biodiversity, imbalances and changes in nutrient fluxes, ultimately creating stress conditions that negatively affected plant growth. Digestate application was idnetified as a promising stratégy to mitigate the negative impacts of P3HB degradation on plant development. Although biodegradable plastics, including P3HB, represent a potential solution to plastic pollution, their environmental impact is not entirely benign. Therefore, it is essential to thoroughly understand their interactions with the environment to anticipate and prevent potential risks associated with their use and disposal.
Biodegradable plastics are increasingly being used as alternatives to conventional, non-biodegradable plastics. However, while the environmental impacts of conventional plastics and their fragments have been extensively studied, research on the effects of biodegradable plastics on soil is still in its early stages. Initial studies in this field have confirmed justified concerns regarding the potential impact of biodegradation on soil nutrient balance. However, detailed studies into the mechanisms, effects on the soil microbiome, and especially potential mitigation strategies have so far been lacking. This study aims to partially fill these gaps. A series of of experiments was conducted to investigate the effects of poly-3-hydroxybutyrate (P3HB) biodegradation on soils with varying properties and on plant growth. The research focused primarily on changes in soil microbial activity, soil organic matter quality, nutrient fluxes, plant biomass growth and quality, and the extend and rate of P3HB degradation. Potential approaches to mitigate the negative impact of P3HB on plant growth were also tested. The results demonstrated that P3HB biodegradation lead to increased microbial aktivity, shifts in mirobial biodiversity, imbalances and changes in nutrient fluxes, ultimately creating stress conditions that negatively affected plant growth. Digestate application was idnetified as a promising stratégy to mitigate the negative impacts of P3HB degradation on plant development. Although biodegradable plastics, including P3HB, represent a potential solution to plastic pollution, their environmental impact is not entirely benign. Therefore, it is essential to thoroughly understand their interactions with the environment to anticipate and prevent potential risks associated with their use and disposal.
Description
Citation
BRTNICKÝ, M. Vliv biodegradabilních polymerů na půdní vlastnosti a rostlinnou biomasu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2025.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Jozef Krajčovič, Ph.D. (předseda)
doc. Mgr. Michaela Vašinová Galiová, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Renata Komendová, Ph.D. (člen)
doc. MVDr. Helena Zlámalová Gargošová, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Pavol Alexy, Ph.D. (člen)
doc. RNDr. Václav Slovák, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Luděk Bláha, PhD. (člen)
prof. RNDr. Tomáš Cajthaml, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2025-08-12
Defence
Doktorand byl představen komisi pro obhajobu disertační práce. Ing. Brtnický má již poměrně bohaté pracovní zkušenosti (např. AF, Mendelova univerzita v Brně, 2019 - dosud). Je řešitelem celé řady projektů tuzemských i zahraničních. Absolvoval několik zahraničních stáží např. na univerzitách v Ljubljani a ve Vídni. Je spoluautorem 8 publikací, v 5 případech je uveden na prvním místě.
Ve své powerpointové prezentaci představil doktorand výsledky své disertační práce. Oponenti přečetli posudky, které byly kladné, doporučovaly práci k obhajobě a obsahovaly dotazy, na které doktorand uspokojivým způsobem odpověděl.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení