Data provider

Organisation/Data provider's name 
Budapest University of Technology and Economics, Department of Applied Biotechnology and Food Science, Environmental Microbiology and Biotechnology Group
Name of contact 
Dr. Molnár Mónika, Dr. Feigl Viktória

Contact details

Telephone/fax 
+36-1-4632347
Compulsory sheet of the technology
Technology Hungarian name 
Lucfenyő alapú bioszén talajjavító hatása mezőgazdasági talajban
Technology name 
Effects of biochar on earthworms in arable soil: avoidance test and field trial in boreal loamy sand
Country of origin 
Finnország
Stage of development 
under demonstration

Financing of the project

Start of the development 
2011
Application sphere
Soil degradation process to be considered 
  • Chemical soil degradation
  • Decrease in macro elements

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Nitrát tartalom
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
g/m3
Typical initial value 
6.2
Maximum final value 
4.4
Soil degradation process to be considered 
  • Biological soil degradation
  • Decrease in soil organic matter

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Szerves szén tartalom
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
g/kg
Typical initial value 
31.8
Maximum final value 
35.3
Soil degradation process to be considered 
  • Chemical soil degradation
  • Decrease in macro elements

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
kálium tartalom
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
g/m3
Typical initial value 
66.3
Maximum final value 
87.8
Soil degradation process to be considered 
  • Biological soil degradation
  • Egyéb biológiai degradáció

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
magnézium tartalom
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
g/m3
Typical initial value 
92.0
Maximum final value 
97.3
Soil degradation process to be considered 
  • Chemical soil degradation
  • Decrease in macro elements

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
foszfor tartalom
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
g/m3
Typical initial value 
20.5
Maximum final value 
20
Information on the technology
Environmental element/phase the method may be applied to 
Unsaturated (whole) soil
Technology type 
simple
Basis of the technology 
Physical- chemical
Technology description 

A talaj szervesanyag tartalmának javítása érdekében pirolízis során (kb. 600°C) létrehozott lucfenyő alapú bioszenet alkalmaztak. Ezen felül földigilisztákon elkerülési teszteket végeztek a bioszén esetleges káros tulajdonságainak kiderítése céljából. A bioszenet egy 83%-ban homokot, 15%-ban iszapot és 2%-ban agyagot tartalmazó talajba keverték. A kísérleti talaj kémiai tulajdonságait megvizsgálták a bioszén bekeverése, majd annak elhelyezése után. A bioszenet a talaj felső 10 cm-vel keverték össze. Négyféle talajmintát vizsgáltak meg: bioszén-műtrágya, csak bioszén, csak műtrágya, kezeletlen; bioszén esetében 0 és 30 t szárazanyagtartalom/ ha−1, illetve szervetlen trágya hozzáadása esetén 0 és 361 kg/ ha−1. A mintákat 0-20 cm közötti mélységből vették ki; a K, P, Ca, Mg és S tartalmat ammónium-acetáttal, míg az ásványi nitrogén tartalmat 2 M-os KCl oldatban vonták ki.

Description of the novelty of the technology 

A kísérletek során megvizsgálták a lucfenyő alapú bioszén hatásait a talaj javítása érdekében összehasonlítva a trágyázás hatásaival. Továbbá a földigilisztákkal végzett elkerülési tesztek bizonyították, hogy azokra nincs káros hatással; a bioszén elkerülését nem annak toxicitása okozza, hanem élettani, környezeti okai vannak.

Technology classification
Class of the technology 
  • Soil amelioration with biochar
  • Soil amelioration with biochar from other origin
Other technology 
Talajjavítás bioszénnel és Apporrectodea caliginosa gilisztával
Technology-monitoring
Technological parameters 
Biological indicators
Temperature
pH
Nutrient content
Organic matter content
Other
Other technological parameter 

összes szén tartalom, biomassza növekedés.

Monitored environmental element 
Unsaturated (whole) soil
Costs of the technology
Capital costs 
8.000 - 20.000 Euro
Specific operation costs 
no estimation
Specific energy costs 
no estimation
Specific material costs 
above 400 Euro
Specific labour costs 
above 400 Euro
Specific total costs 
above 400 Euro
Remarks on cost calculation 

A bioszén árának becslése függhet: gyártás során milyen eljárást alkalmaztak, mekkora mennyiség lett előállítva, a kész termék szállítási költsége stb. Értéke 10.0000-150.000 HUF/ tonna körüli.
30*(125.000)+250.000= 4.000 000 ft/ha

SWOT (evalaution based on scores)
Costs 
4-low
Time requirement 
3-medium
Space requirement 
3-medium
Workload requirement 
3-medium
Equipment, apparata requirement 
4-low
Qualified labour 
3-medium
Environmental risk and workplace risks 
4-low
Environmental efficiency 
4-high
Cost efficiency 
4-good
Generation of any recyclable byproduct 
no
Generation of any byproduct to be treated 
no
Automation/remote control 
no
Feasibility 
3-average
Availability 
3-average
Well known 
3-average
SWOT (evaluation in words)
Strengths 

A talaj kálium és szerves szén tartalma nő
A földigiliszták miatt a talaj szerkezete kedvező irányba változik (lazább szerkezet). A bioszén szerves anyagok mellékterméke

Weaknesses 

A bioszén hatékonysága függ a bioszén alapanyagától és a pirolízis technológiai paramétereitől, valamint a kezelt talajtípustól és a degradációs fokától
Bioszén előállítása költséges.

Possibilities 

A giliszták a fémeket mineralizálják. További kutatás a bioszén elkerülés tényezői pontosabb ismerete érdekében, ezzel segítve a talajban élő fauna alkalmazkodását. A bioszén gyártásával hasznosíthatók az erdő- és mezőgazdálkodás biomassza hulladékai.

Threats 

A bioszén nagyobb dózisban történő adagolása veszélyt jelenthet a talaj ökoszisztémára, ezért talajra alkalmazást megelőzően meg kell vizsgálni összetételét.

Completed applications
Start date of the application 
2011
Application stages 
Demonstration

Size of the treated area

Length (m) 
10.0
Width (m) 
2.0
Depth (m) 
0.28
Publications, references
Publications 

Priit Tammeorg, Tuure Parviainen, Visa Nuutinen, Asko
Simojoki, Elina Vaara, Juha Helenius: Effects of biochar
on earthworms in arable soil: avoidance test and field trial
in boreal loamy sand. Agriculture, Ecosystems and
Environment 191 (2014) 150–157

References 

-ASTM D3175-02, 2002. Standard Test Method for Volatile Matter in the AnalysisSample of Coal and Coke. American Society for Testing and Materials, Con-shohocken, PA.
-Baumgartl, T., Koeck, B., 2004. Modeling volume change and mechanical propertieswith hydraulic models. Soil Sci. Soc. Am. J. 68, 57–65.
-Blouin, M., Hodson, M.E., Delgado, E.A., Baker, G., Brussaard, L., Butt, K.R., Dai, J.,Dendooven, L., Peres, G., Tondoh, J.E., Cluzeau, D., Brun, J.J., 2013. A review of earthworm impact on soil function and ecosystem services. Eur. J. Soil Sci. 64,161–182.
-Brockhoff, S.R., Christians, N.E., Killorn, R.J., Horton, R., Davis, D.D., 2010. Physicaland mineral-nutrition properties of sand-based turfgrass root zones amendedwith biochar. Agron. J. 102, 1627–1631.
-Busch, D., Kammann, C., Grünhage, L., Muller, C., 2011. Simple biotoxicity tests forevaluation of carbonaceous soil additives: establishment and reproducibility offour test procedures. J. Environ. Qual. 40, 1–10.
-Butt, K.R., Nieminen, M.A., Sirén, T., Ketoja, E., Nuutinen, V., 2005. Population andbehavioural level responses of arable soil earthworms to boardmill sludge appli-cation. Biol. Fertil. Soils 42, 163–167.
-Carlon, C. (Ed.), 2007. Derivation Methods of Soil Screening Values in Europe. AReview and Evaluation of National Procedures towards Harmonization. EUR22805-EN. European Commission, Joint Research Centre, Ispra, Italy, p. 306.
-Liang, B., Lehmann, J., Sohi, S.P., Thies, J.E., O’Neill, B., Trujillo, L., Gaunt, J., Solomon,D., Grossman, J., Neves, E.G., Luizão, F.J., 2010. Black carbon affects the cyclingof non-black carbon in soil. Org. Geochem. 41, 206–213.
-Liesch, A.M., Weyers, S.L., Gaskin, J.W., Das, K.C., 2010. Impact of two differentbiochars on earthworm growth and survival. Ann. Environ. Sci. 4, 1–9.

Properties of the datasheet
Datasheet id (original) 
1790
Creator 
Deák Máté
Status 
Publikált
Adatlap típusa 
Talajjavítási technológia
Létrehozás 
2016-03-31
Módosítás 
2018-06-22