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 
Bükkfa apalú bioszén alkalmazásának hatása a tápelem felvételre és a terméshozamra mérsékelt talajokban
Technology name 
Biochar application to temperate soils: effect on nutrient uptake and crop yield under field condition
Country of origin 
Ausztria
Stage of development 
developed, proven by demonstration

Financing of the project

Name and number of the project 
Austrian Research Promozion Ageny, Projekt száma: 825438
Start of the development 
2011
End of the development 
2013
Application sphere
Soil degradation process to be considered 
  • *Physical soil degradation
  • Structure destruction

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Térfogatsűrűség
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
g/cm3
Soil degradation process to be considered 
  • Chemical soil degradation
  • Soil acidification

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
kation-csere kapacitás
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
mmol/kg
Soil degradation process to be considered 
  • Chemical soil degradation
  • Other

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Szén-nitrogén arány
Soil degradation process to be considered 
  • Chemical soil degradation
  • Other

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Széntartalom
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
%
Soil degradation process to be considered 
  • Chemical soil degradation
  • Other

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Nitrogén ellátó képesség
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
µg/g*d
Soil degradation process to be considered 
  • Chemical soil degradation
  • Decrease in macro elements

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
K tartalom
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
mg/kg
Soil degradation process to be considered 
  • Chemical soil degradation
  • Decrease in macro elements

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
P tartalom
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
mg/kg
Soil degradation process to be considered 
  • *Physical soil degradation
  • Decrease in moisture content

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Víztartó képesség
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
%
Soil degradation process to be considered 
  • *Physical soil degradation
  • Decrease in moisture content

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Növények számára felvehető víz
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
%
Soil degradation process to be considered 
  • Chemical soil degradation
  • Soil acidification

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
pH
Information on the technology
Environmental element/phase the method may be applied to 
Saturated soil
Unsaturated (whole) soil
Technology type 
combined
Basis of the technology 
Physical
Chemical
Biological
Ecological
Technology description 

Az elszenesedett szerves maradványok gyenge víz- és tápanyag gazdálkodású talajokba való keverését e tulajdonságok javítására az Amazonas-medencében élő őslakosok több mint 2500 évvel ezelőtt alkalmazták (Terra Preta). Ezt felismerve a XX. század második felétől jelentős kutatások történtek a területen. Számos kutatás során vizsgálták a bioszén (növényi-, állati szervesanyagok pirolízisével előállított szén) talajra gyakorolt kedvező hatásait. E hatása a bioszén fizikai-kémiai tulajdonságaiból adódnak, melyek a felhasznált alapanyag, illetve a pirolízis paraméterei (tartózkodási idő, hőmérséklet, levegő mennyisége) függvényében jelentős eltérést mutatnak. A bioszén talajra gyakorolt kedvező hatása többek közt a nagy fajlagos felületének köszönhető. Bioszén alkalmazásával befolyásolhatjuk a talaj szerkezetét, tápanyag gazdálkodását, kationcsere-kapacitását, pH-ját, vízgazdálkodását valamint kedvez a talajlakó mikroorganizmusok számára. Ennek hatására javul a termesztett kultúra tápanyagfelvétele, így a terméshozam javítható. Mindezt környezetbarát módon érhetjük el.

Description of the novelty of the technology 

Környezetbarát módja az erodálódott, leromlott talajok javítására, melynek hatására a terméshozam növelhető, akár a tápanyagbevitel csökkentésével.

Technology classification
Class of the technology 
  • Soil amelioration with biochar
  • Soil amelioration with biochar from agricultural and forestry waste
Technology-monitoring
Technological parameters 
pH
Cation/anion exchange capacity
Specific surface
Texture
Nutrient content
Plant growth
Monitored environmental element 
Saturated soil
Unsaturated (whole) soil
Duration of post monitoring 
n.a.
Costs of the technology
Capital costs 
40.000 - 200.000 Euro
Specific operation costs 
0 - 2 Euro
Specific energy costs 
8 - 20 Euro
Specific material costs 
above 400 Euro
Specific labour costs 
200 - 400 Euro
Specific total costs 
above 400 Euro
Remarks on cost calculation 

feltételezés: a terület rendelkezésre áll
FAJLAGOS MÛKÖDTETÉSI KÖLTS.: nincs
FAJLAGOS ENERGIAKÖLTS.: Beszámítva a munkaerőköltségbe.
FAJLAGOS ANYAGKÖLTS.: Bioszén ára: 2,86 USD/t= 2860 USD/t (Forrás:http://www.biochar-international.org/sites/default/files/State_of_the_Bi...)
-USD vételi árfolyam: ~287 HUF/USD > 287*2860= 820820 HUF/t
FAJLAGOS MUNKAERÕKÖLTS.:
SZÁLLÍTÁS: 1 t bioszén ~19,5 m3 (http://enfo.agt.bme.hu/drupal/sites/default/files/A%20biosz%C3%A9n%20fiz...)
Szállításhoz kisteherautó elég: ~5000 ft/nap (bérlés) +üzemanyagköltség
http://www.peterkeszaki.hu/index.php?option=com_content&view=article&id=...
Beszántás: 20000 HUF/ha (20 cm mélyre)
Vetés: 7700 HUF/ha
Betakarítás: ~25000 HUF/ha

FAJLAGOS ÖSSZKÖLTSÉG
50*820820+5000+20000+7700+25000= 41 098 700 HUF/t (1t/ha bioszén bekeverésénél)
Nagyobb mértékű bioszén felhasználás javasolt (Számolásnál 50t/ha-t alka

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

Bioszén előállítására gyakorlatilag bármilyen szervesanyag felhasználható. Így jelentősek a lehetőségek a kommunális hulladék szervesanyagának kezelésére, valamint mezőgazdasági-, erdőgazdálkodási- és húsfeldolgozóüzemek melléktermékeinek hasznosítására. Így egyszerre csökkenthető a raktározandó hulladékok mennyisége, valamint a bioszén talajba keverésével javítható a mezőgazdasági területek talajminősége, terméshozama.

Weaknesses 

A bioszén kémiai összetétele jelentősen függ a pirolízis során felhasznált alapanyag összetételétől. Így általában összes nitrogéntartalma nagy. Azonban a nitrogén jelentős része a növények számára felvehetetlen formában van jelen. Ennek hatására a talajban nitrogénhiány léphet fel. Ezt a hatást tovább erősíti a bioszén magas C/N aránya, önálló alkalmazása esetén a N immobilizálódik. Így minden esetben szükséges a bioszenes kezelést, nitrogéntrágyázással kiegészíteni.

Possibilities 

Rossz vízgazdálkodású, tömörödött talajok javítására lehetne jelentős mértékben alkalmazni.

Threats 

Ha a bioszén előállítása szenyvíziszapból vagy kommunális hulladék felhasználásával történik minden esetben szükséges a termék összetételének vizsgálata. Ugyanis akár toxikus összetevői is lehetnek, többek közt nehézfémek (Cu,Zn,Cr,Ni). Ezek talajba juttatása nem kívánatos.

Completed applications
Start date of the application 
2011
End date of the application 
2012
Application stages 
Demonstration

Size of the treated area

Length (m) 
4.0
Width (m) 
4.0
Depth (m) 
0.10
Soil degradation process 
Class of soil degradation process 
  • Chemical soil degradation
  • Soil acidification

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
pH
Typical initial value 
7.4
Maximum initial value 
7.4
Typical final value 
7.19
Maximum final value 
7.22
Class of soil degradation process 
  • *Physical soil degradation
  • Soil compaction

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Térfogatsűrűség (BD)
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
g/cm3
Typical initial value 
1.26
Maximum initial value 
1.3
Typical final value 
1.32
Maximum final value 
1.44
Class of soil degradation process 
  • Other soil degradation
  • Other

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
kationcsere kapacitás
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
mmol/kg
Typical initial value 
203
Maximum initial value 
209
Typical final value 
207
Maximum final value 
210
Class of soil degradation process 
  • Chemical soil degradation
  • Other

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
C/N arány
Typical initial value 
35.5
Maximum initial value 
50.3
Typical final value 
24.2
Maximum final value 
33.5
Class of soil degradation process 
  • Chemical soil degradation
  • Other

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Corg tartalom
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
%
Typical initial value 
4.12
Maximum initial value 
6.56
Typical final value 
4.31
Maximum final value 
6.54
Class of soil degradation process 
  • Chemical soil degradation
  • Other

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
NSP
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
µg/g*d
Typical initial value 
13.3
Maximum initial value 
14.4
Typical final value 
8.74
Maximum final value 
9.44
Class of soil degradation process 
  • Chemical soil degradation
  • Decrease in macro elements

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
K tartalom
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
mg/kg
Typical initial value 
296
Maximum initial value 
396
Typical final value 
232
Maximum final value 
278
Class of soil degradation process 
  • Chemical soil degradation
  • Decrease in macro elements

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
P tartalom
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
mg/kg
Typical initial value 
71
Maximum initial value 
94
Typical final value 
72
Maximum final value 
82
Class of soil degradation process 
  • *Physical soil degradation
  • Decrease in moisture content

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Víztartó képesség
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
%
Typical initial value 
35.5
Typical final value 
44.63
Maximum final value 
49.4
Class of soil degradation process 
  • *Physical soil degradation
  • Decrease in moisture content

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Szabad víztartalom (Növények által felvehető vízkészlet)
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
%
Typical initial value 
18.6
Typical final value 
23.93
Maximum final value 
26.4
Start date of the application 
2011
End date of the application 
2012

Size of the treated area

Length (m) 
4.0
Width (m) 
4.0
Depth (m) 
0.10
Soil degradation process 
Class of soil degradation process 
  • Chemical soil degradation
  • Soil acidification

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
pH
Typical initial value 
6.5
Maximum initial value 
6.65
Typical final value 
6.71
Maximum final value 
6.75
Class of soil degradation process 
  • *Physical soil degradation
  • Soil compaction

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Térfogatsűrűség (BD)
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
g/cm3
Typical initial value 
1.14
Maximum initial value 
1.26
Typical final value 
1.24
Maximum final value 
1.36
Class of soil degradation process 
  • Other soil degradation
  • Other

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
kationcsere kapacitás
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
mmol/kg
Typical initial value 
195.75
Maximum initial value 
204
Typical final value 
209.5
Maximum final value 
214
Class of soil degradation process 
  • Chemical soil degradation
  • Other

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
C/N arány
Typical initial value 
38
Maximum initial value 
56
Typical final value 
20.75
Maximum final value 
25.07
Class of soil degradation process 
  • Chemical soil degradation
  • Other

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
C(org) tartalom
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
%
Typical initial value 
6
Maximum initial value 
8.8
Typical final value 
4.04
Maximum final value 
5.36
Class of soil degradation process 
  • Other soil degradation
  • Other

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
NSP
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
µg/g*d
Typical initial value 
16.22
Maximum initial value 
16.6
Typical final value 
16.52
Maximum final value 
16.9
Class of soil degradation process 
  • Chemical soil degradation
  • Decrease in macro elements

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
K tartalom
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
mg/kg
Typical initial value 
203.75
Maximum initial value 
246
Typical final value 
179.5
Maximum final value 
209
Class of soil degradation process 
  • Chemical soil degradation
  • Decrease in macro elements

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
P tartalom
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
mg/kg
Typical initial value 
75.12
Maximum initial value 
90
Typical final value 
82
Maximum final value 
91
Class of soil degradation process 
  • *Physical soil degradation
  • Decrease in moisture content

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Víztartó képesség
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
%
Typical initial value 
47.6
Typical final value 
55.65
Maximum final value 
57.8
Class of soil degradation process 
  • *Physical soil degradation
  • Decrease in moisture content

Description of environmental risk

Typical measured/quantitative value of environmental risk 
Szabad víztartalom (Növények által felvehető vízkészlet)
The metric unit of measurement of the typical environmental risk 
%
Typical initial value 
16.5
Typical final value 
19.3
Maximum final value 
20.1
Publications, references
Publications 

-Kaje, J., Wimmer, B., Zehetner, F., Kloss, S., Soja, G.
2013. Biochar application to temperate soils: effects on
nutrient uptake and crop yield under field conditions.
Agricultural and Food Science 22, 390-403.

References 

-Kaje, J., Wimmer, B., Zehetner, F., Kloss, S., Soja, G.
2013. Biochar application to temperate soils: effects on
nutrient uptake and crop yield under field conditions.
Agricultural and Food Science 22, 390-403.
-Dr. Füleky György,Dr. Fuchs Márta,Dr. Futó Zoltán,Holes Annamária,Gulyás Miklós, 2015.01.12, A szilárd végtermék mezőgazdasági hasznosításának lehetőségei
-http://www.biochar-international.org/sites/default/files/State_of_the_Bi...
-http://enfo.agt.bme.hu/drupal/sites/default/files/A%20biosz%C3%A9n%20fiz...
-http://www.peterkeszaki.hu/index.php?option=com_content&view=article&id=...

Pictures
Melléklet
Melléklet 2
melléklet 3
Melléklet 4
Melléklet 5
Properties of the datasheet
Datasheet id (original) 
1791
Creator 
Szabó Ádám
Status 
Publikált
Adatlap típusa 
Talajjavítási technológia
Létrehozás 
2016-03-31
Módosítás 
2018-06-22