Asanace toxických půd vyplozeným houbovým substrátem

Produkce jedlých hub představuje v celosvětovém měřítku významnou součást zemědělské výroby. Množství vyplozeného substrátu roste a objevují se další možnosti jeho využití. S rozvojem environmentálních biotechnologií je na řadě pracovišť vyvíjeno úsilí využít tento substrát k asanaci půd kontaminovaných různými cizorodými látkami.

Odvěkou snahou pěstitelů hub je najít racionální využití vyplozeného substrátu zůstávajícího po sklizni vypěstovaných hub. Vzhledem k soustavnému zvyšování produkce hub ve světě (viz graf) přesáhlo roční množství vypěstovaných hub již šest miliónů tun. Úměrně se tak zvyšuje i produkce vyplozeného substrátu, nyní se odhaduje okolo 30 mil. tun za rok. Z grafu je patrné současné průběžné klesání produkce žampionů v poměru k ostatním houbám. To znamená relativní zvýšení produkce vyplozeného substrátu u ostatních pěstovaných hub. Jelikož ostatní houby mimo žampionů jsou v naprosté většině dřevokazné, je jejich vyplozený substrát zásadně odlišný od substrátu po pěstování žampiónů.

Vyplozený substrát po žampiónech

Hlavní surovinou na výrobu substrátu pro pěstování žampiónů je sláma smíchaná s drůbeží nebo prasečí kejdou. V přirozené formě se může jednat o koňský hnůj nebo drůbeží podestýlku a jako doplněk se dodává sádra či další zdroje živin, především různé moučky – sójová, kukuřičná, péřokostní nebo z bavlníkových semen. Po řádném zvlhčení a promíchání se tyto suroviny podrobí několikastupňovému fermentačnímu procesu (materiál se kompostuje), při němž v důsledku činnosti mikroorganismů stoupá teplota v kompostované hromadě až nad 80 oC. Po využití substrátu pro produkci žampionů se vyplozený substrát ještě teplotně nebo chemicky ošetří, čímž dojde k zahubení možných patogenů i žampiónového podhoubí. Jedná se o velmi hodnotný produkt, cenné organické hnojivo zlepšující strukturu půdy a využitelné ke hnojení většiny zelených rostlin. Obsahuje 60 % vody, 20 % organické hmoty a 20 % popelovin. Ve srovnání s koňským hnojem (viz tabulka) má vyšší obsah základních minerálních látek. Hodnota pH substrátu je 6,3 – 6,8 a skladováním se nemění. K jeho přednostem dále patří drobivá struktura umožňující velmi dobrou manipulaci a příjemná vůně po houbách. Při práci s vyplozeným substrátem nehrozí nebezpečí infekce, neobsahuje žádné patogenní zárodky. Úspěšně ho lze využít v zahradnictví, může tvořit podstatnou část substrátu pro kontejnerové pěstování okrasných dřevin pro výrazné zvyšování přírůstků a lze ho přidávat do jam před výsadbou ovocných stromů místo kompostu. V zemědělství je doporučená dávka pro pěstování různých plodin okolo 30 tun na hektar.

Asanace kontaminovaných půd

Pokud je vyplozený žampiónový substrát přidán ke kontaminované půdě, dojde k poklesu kontaminantu v půdě v důsledku jeho sorpce na organickou hmotu, biotransformace a mineralizace činností přítomné půdní mikroflóry. Aktivita výrazně stoupá vnesením živin, zlepšením struktury půdy a přístupem kyslíku po manipulaci s půdou. Vlastní aplikace není složitá, kontaminovaná zemina smíchaná s vyplozeným substrátem se rozprostře ve vrstvě vysoké 30 – 40 cm na pevnou, izolovanou plochu pomocí standardní zemědělské techniky. Kropením se udržuje vhodná vlhkost, případně se přidávají živiny potřebné pro činnost půdní mikroflory. Občasným přeoráním se zlepší homogenita materiálu a umožní přístup kyslíku. Dekontaminace se také provádí v hromadách, kde se dostatečná koncentrace kyslíku zajišťuje vzdušněním (foukáním nebo odsáváním vzduchu). Tento postup byl úspěšně použit při snižování obsahu pentachlorfenolu a polycyklických aromatických uhlovodíků v půdách.

Vyplozený substrát po dřevokazných houbách

Hlívy, shiitake, penízovka, korálovec, šupinovky, líhovec, druhy rodu ucho, polnička, trsnatec a lesklokorka v přírodě rostou na dřevě, a proto se i pěstují na substrátu, jehož hlavní složkou je dřevní hmota (piliny, hobliny, štěpky nebo špalky) případně sláma. Od žampiónového substrátu se liší mnohem nižším obsahem dusíkatých látek a živým, enzymaticky aktivním podhoubím dřevokazné houby. Po smíchání vyplozeného substrátu s kontaminovanou půdou může podhoubí prorůstat do půdy a v ní rozkládat i přítomné cizorodé toxické látky. Schopnost rozkládat různé aromatické toxické látky byla poprvé popsána před dvaceti lety u kornatce Phanerochaete chrysosporium. Tato houba původně sloužila jako model pro studium rozkladu ligninu a enzymů, které jsou za tento rozklad zodpovědné (ligninolytické enzymy). Komplex enzymů je vylučován podhoubím do vnějšího prostředí, kde štěpí velké molekuly (lignin nebo v našem případě různé organopolutanty). Menší části molekul pak může houba přenést dovnitř buněk, kde je trávení dokončeno.
Z hlediska rozkladu organopolutantů byly záhy prověřovány i další druhy dřevokazných hub, posléze vyplozený substrát (lignocelulosové zbytky prorostlé podhoubím). Slibných výsledků bylo dosaženo na pracovištích v různých zemích, např. v Číně, Německu, Norsku, Dánsku, USA a také v ČR. Technika praktické aplikace je obdobná jako v případě vyplozeného žampiónového substrátu – v nízké vrstvě nebo ve vzdušněných hromadách. Pravidelným kropením je nutné zajistit, aby podhoubí nevysychalo, v hromadách se pak proti odumírání podhoubí zvýšenou teplotou používá regulace vzdušněním.

Technika kompostování

Příprava kompostu (kompostování) je proces rozkládání organické hmoty činností mikroorganismů. Uvolňuje se teplo a dochází k produkci dalších organických a anorganických látek. Kompostování může probíhat pomalu v malých hromadách, rychleji v dlouhých paralelních řadách (windrows), které jsou pravidelně strojově přehazovány, nebo v uzavřených prostorech s dobrou tepelnou izolací a vybavené zařízením pro spodní vhánění vzduchu. Poslední zmíněná technika je nejlépe propracována právě pro výrobu kompostu pro pěstování žampiónů. Na kvalitě a standardnosti kompostu závisí výsledná produkce hub. Rozkladem organické hmoty až na oxid uhličitý dochází k výraznému (okolo třetiny hmotnosti) úbytku organické hmoty. Podle teplotní fáze se střídají různé skupiny mikroorganismů v pravidelné sukcesi. Právě masivní růst a pestrost mikrorganismů byly příčinou, proč je proces kompostování od 80. let minulého století zkoušen pro sanaci kontaminovaných půd. U znečištění ropnými látkami, včetně polycyklických aromatických uhlovodíků, dále chlorfenoly, trinitrotoluenem nebo různými pesticidy bylo v řadě případů prokázán značný poklesu obsahu těchto látek během několikaměsíčního procesu kompostování.

Omezení pro širší použití

Je mnoho problémů, které brání širšímu využití výše popsaných biotechnologií pro asanaci znečištěných půd. Bohužel nespornou skutečností je existence mnoha lokalit s různě znečištěnými půdami, a to i látkami toxickými, s mutagenním a karcinogenním potenciálem. V dnešní době to není ekologický problém pouze České republiky, ale prakticky všech zemí světa. K odstraňování polutantů se v některých případech používají metody fyzikální či chemické, které bývají i úspěšné, ale většinou dosti nákladné. Termální desorpce ropných látek z půdy je příklad účinného řešení, ale vyžaduje nákladné zařízení a půda ztrácí svůj charakter, stává se mrtvým materiálem připomínající hrubě mletý cement s pískem. Naopak po bioremediaci získává půda obvykle lepší strukturu a je obohacená o živiny popř. humusové látky. Hlavními nedostatky biologických postupů je nižší účinnost často nesplňující požadovaný limit kontaminantu a variabilita výsledků. Ta je zapříčiněna jednak rozmanitostí půdy jako takové, ale hlavně rozdílností biodostupnosti příslušných kontaminantů. Pokud nejsou látky biodostupné, nejsou ani biodegradovatelné. Týká se to především půd z tzv. starých zátěží, které byly po mnohá desetiletí vystaveny kontaminaci, např. půdy z míst bývalých koksáren, plynáren, ropných překladišť či míst dlouhodobých vojenských aktivit. Dlouhodobou expozicí se látky dostaly i do nejmenších mikropórů půdy a pevně se navázaly do organické složky půdní hmoty. Při bioremediaci se pak chovají zcela jinak, než čerstvé kontaminanty, např. po ropné havárii. Podobné problémy jsou řešeny např. pomocí smáčedel a úspěšnost bioremediace lze předpovídat na základě testů tzv. superkritickou extrakcí. Při bioremediacích jsou největší finanční náklady obvykle spojené s výrobou inokula, které se do kontaminované půdy přidává. Použije-li se však vyplozený houbový substrát, jsou náklady minimalizovány pouze na přepravu. Pokud bude dále platit nejméně ekologický a z hlediska trvalého rozvoje nejméně přijatelný princip, že nejlevnější způsob odstraňování odpadu je spalování a ukládání do úložišť, budou tyto skládky zaváženy nejen kontaminovanou půdou, ale i vyplozeným substrátem.

Komentáře ke článku 1

  • Petra Poláková

    Dobrý den, mám možnost získat větší množství vyplozeného substrátu po žampionech. Lze jej rozsypat po zahradě a dát do míst, kde mi chybí hlína a zasít trávu.

    Děkuji za odpověď
    Mgr. Petra Poláková

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *