Kukoricaszár

Budapest University of Technology and Economics, Department of Applied Biotechnology and Food Science, Environmental Microbiology and Biotechnology Group

Organisation/Data provider's nameBudapest 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
Telephone/fax
+36-1-4632347
Denomination of the waste or by-productKukoricaszár
Denomination of the waste or by-product in English
Corn stem
Type of the waste or by-product data-sheet
General characterization
Functional characterisation
Non-hazardous waste from agriculture and forestry
EWC code of waste
  • 02 WASTES FROM AGRICULTURE, HORTICULTURE, AQUACULTURE, FORESTRY, HUNTING AND FISHING, FOOD PREPARATION AND PROCESSING
  • 02 01 wastes from agriculture, horticulture, aquaculture, forestry, hunting and fishing
  • 02 01 99 wastes not otherwise specified
Consistency of the waste or by-product
Solid
Description of the waste generating technology

A kukorica betakarításakor - a teljes növényzúzási technológiát kivéve - mindegyik esetben elkülönítik a szemet, illetve a csövet és a szárat. Ezt a gépesített mezőgazdasági termelésben kukoricacső-törő adapterrel oldják meg. Az ilyen betakarítási módoknál a szár vagy teljes egészében, vagy nagyrészt a tarlóra kerül, sőt, szemes betakarításkor a levél, csutka és csuhé is. Ma Magyarországon a kukorica döntő részét szemesen takarítják be. Az egyesült államokbeli kukoricaszár-betakarítási kísérleteknél a következő technológiát alkalmazták: szárvágás, aprítás, rendképzés, bálázás. Az aprítás célja a szárítás meggyorsítása. A kombájnnal történő betakarításkor levágják a kukoricaszárat és szétterítik a tarlón. A szárítás után képzik a rendeket, majd következik a bálázás. A kukoricaszár aprítására és rendre rakására szárzúzót is lehet használni. Így lassabb ugyan az aprítás és a rendrakás művelete, de kevésbé szennyeződik a szár és a külön rendképzés elhagyása miatt költséghatékonyabb és talajkímélőbb a betakarítás. Becslések szerint a be nem takarított melléktermék 50%-át a betakarítógépek a talajba taposták. A kukoricaszár betakarításának egyik problémája, hogy a talajra kerülő szár kedvezőtlen időjárás esetén jelentősen beszennyeződhet. Mivel a kukoricaszár nedvességtartalma betakarításkor viszonylag nagy, probléma léphet fel a kukoricaszár-bálák tárolásával. A tárolás a nagy nedvességtartalom miatt fokozott gondosságot és körültekintést igényel. A bálák a bálázás után közvetlenül általában nem kazalozhatók, célszerűbb egysorosan tárolni, így viszont nagy területet foglalnak el. Alapvető követelmény, hogy bálázáskor, illetve a petrencék készítésekor a leveles szár nedvességtartalma 28%-nál kisebb legyen. A tüzelő berendezésekben való felhasználást nem zárták ki.

Any special characteristics of the waste or by-product

A kukoricaszárnak számos termelője illetve beszállítója létezik, azonban termelőspecifikus tulajdonságokkal nem rendelkezik.

Is it a hazardous waste?
no
Generated annual tonnage
10 900 000 t
Characterisation of the waste as a chemical substance
Product
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Other organic chemical substance
Other type of chemical substance
Nyers fehérje
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Component
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
113000 mg/kg
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Other inorganic chemical compounds
  • sulphur
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Component
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
0.07 mass %
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Other inorganic chemical compounds
  • nitrogen (total)
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Component
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
0.11 mass %
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Other inorganic chemical compounds
  • oxigene
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Component
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
52.53 mass %
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Other inorganic chemical compounds
  • hydrogen
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Component
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
5.42 mass %
Chemical substance, Main group|Chemical substance, Subgroup
  • Other inorganic chemical compounds
  • carbon
Is the contained chemical substance main component, component or contaminant of the waste or by-products / biochar?
Component
Concentration of the chemical in the waste or by-product / biochar
41.87 mass %
Name of the waste/by-product
Kukoricaszár
Components of the waste/by-product

Szárazanyagra nézve: cellulóz 35-40%, hemicellulóz 20-25%, lignin 12-16%, hamu 5-10%.

Other characteristics of the waste/by-product

Csős szerkezetű, leveleket és gyökérzetet is tartalmazó melléktermék. 1 kg kukorica termelésekor 1,5 kg kukoricaszár keletkezik.

pH
5.58
Dry matter content (%)
75
Moisture content (%)
25
Ignition loss (LOI) (%)
90
Organic content (%)
77
C/N ratio
25.9
Homogeneity
Inhomogeneous
Pozzolan activity
no
Other

Szerves szén: 412 g/kg; Össz nitrogén: 15,9 g/kg; lignin: 34,6 g/kg; lignin-nitrogén arány: 2,18.
Forrás: Yanni, S.F., Whalen, J.K., Simpson, M.J., Janzen, H.H. (2011) Plant lignin and nitrogen contents control carbon dioxide production and nitrogen mineralization in soils incubated with Bt and non-Bt corn residues, Soil Biology and Biochemistry 43(1), pp. 63-69.

Is this waste or by-product being utilised?
Yes
Utilisation

Ma első sorban vagy beszántják a talajba, amelyhez a cellulózhatás miatt műtrágyázásra is szükség van, vagy takarmányként alkalmazzák szarvasmarhák számára. További alkalmazási lehetőség a bioetanol előállítása, mely azonban még fejlesztés alatt álló technológia.
Forrás: Kim, S., Dale, BE. (2004) Global potential bioethanol production from wasted crops and crop residues, Biomass and bioenergy 26(4). pp. 361-375.

A leveles kukoricaszár tápértéke valamivel nagyobb, mint a gabonafélék szalmájáé, így takarmánykénti hasznosítása is előnyösebb. A korán betakarított kukoricaszárból a kérődzők számára viszonylag jó minőségű siló készíthető. A nagybálákban betakarított kukoricaszár ballaszttakarmányként is számításba vehető. A különböző tények együttes hatására várhatóan a kukoricaszár 4-6 %-át fogják takarmányozási célra felhasználni.
http://www.foek.hu/korkep/megujulo/2-1-2-3-1-2-b.html

References on utilisation

Elégetik.
Forrás:
Qing Wang, Hao Xu, Hongpeng Liu, Chunxia Jia, Weizhen Zhao (2012) Co-combustion Performance of Oil Shale Semi-coke with Corn Stalk, Energy Procedia 17, pp. 861-868.

Hidrogén előállításra alkalmas:
Yan Xing, Shao-Qun Fan, Jing-Nan Zhang, Yao-Ting Fan, Hong-Wei Hou (2011) Enhanced bio-hydrogen production from corn stalk by anaerobic fermentation using response surface methodology, International Journal of Hydrogen Energy 36(20), pp. 12770-12779.

Etanol állítható elő belőle.
Xiushan Yang, Sijin Zhang, Zhuang Zuo, Xun Men, Shen Tian (2011) Ethanol production from the enzymatic hydrolysis of non-detoxified steam-exploded corn stalk, Bioresource Technology, Volume 102, Issue 17, September 2011, Pages 7840-7844.

Hazard characteristics
Not classified
No information
Measured harmful effects
No information
Suspected harmful effects

Ma első sorban vagy beszántják a talajba, amelyhez a cellulózhatás miatt műtrágyázásra is szükség van.

Would it be suitable for soil reclamation in general?
Yes
Justification, references

Növelik a talajok szervesanyag-készletét, hatásuk tartós, közvetett hatásuk többirányú: csökkentik a talajművelés energiaigényét, növelik a felhasznált műtrágyák hatását, javítják a talajok szerkezetét és azok biológiai állapotát. Közvetlen hatásuk révén csökkenhet a műtrágya-felhasználás, és a talajélet fellendítése mellet hozzájárulnak a vizek védelméhez is az eróziós károk enyhítésével.
http://zeus.nyf.hu/~tkgt/okse/kogata08/koga0810.pdf

Coskan, A., Gök, M., Onac, I., Inal, I., Saglamtimur, T. (2002) The Effect of Wheat Straw, Corn Straw and Tobacco Residues on Denitrification Losses in a Field Planted with Wheat, Turk J Agric For 26, pp. 349-353.

Sandra F. Yanni, Joann K. Whalen, Myrna J. Simpson, H. Henry Janzen (2011) Plant lignin and nitrogen contents control carbon dioxide production and nitrogen mineralization in soils incubated with Bt and non-Bt corn residues, Soil Biology and Biochemistry 43(1), pp.63-69.

Joyce S. Clemente, Myrna J. Simpson, Andre J. Simpson, Sandra F. Yanni, Joann K. Whalen (2013) Comparison of soil organic matter composition after incubation with maize leaves, roots, and stems, Geoderma 192, pp. 86-96.

Gaojin Lv, Shubin Wu, Guihua Yang, Jiachuan Chen, Yu Liu, Fangong Kong (2013) Comparative study of pyrolysis behaviors of corn stalk and its three components,
Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, In Press, Corrected Proof

Fa-Hu LI, R. KEREN (2009) Calcareous Sodic Soil Reclamation as Affected by Corn Stalk Application and Incubation: A Laboratory Study, Pedosphere 19(4), pp. 465-475.

Would it supply nitrogen, phosphorous and/or potassium to the soil?
No
Would it supply mesoelements (Ca, Cl, Fe, Mg, Na, S, Si) to the soil?
No
Would it supply microelements (B, Co, Cu, Mn, Mo, Zn, V) to the soil?
No
Would it provide sufficient amounts of special nutrients to the soil?
No
Would it increase the humus/organic matter content of the soil?
Yes
Justification, references

Magas a szerves anyag tartalma.
Forrás: Sandra F. Yanni, Joann K. Whalen, Myrna J. Simpson, H. Henry Janzen (2011) Plant lignin and nitrogen contents control carbon dioxide production and nitrogen mineralization in soils incubated with Bt and non-Bt corn residues, Soil Biology and Biochemistry 43(1), pp.63-69.

Would it suffice as a main component of growing media?
No
Would it suffice as an additive to growing media?
Yes
Justification, references

Gombatermesztésben hasznosítják.
http://www.gardening.ro/index.php?option=com_content&task=view&id=167

Magas a szerves anyag tartalma.
Forrsás: Sandra F. Yanni, Joann K. Whalen, Myrna J. Simpson, H. Henry Janzen (2011) Plant lignin and nitrogen contents control carbon dioxide production and nitrogen mineralization in soils incubated with Bt and non-Bt corn residues, Soil Biology and Biochemistry 43(1), pp.63-69.

Would it improve the structure of compacted soil and/or contribute to soil crumb formation of poorly structured soils?
Yes
Justification, references

A szerkezeti humusztartalom növelésén keresztül.

Would it be suitable for physical stabilisation and/or texture improvement of loose, quagmire soils?
Yes
Justification, references

Blanco-Canqui, H., Lal, R., Post, WM., Izaurralde, RC., Shipitalo, MJ. (2007) Soil hydraulic properties influenced by corn stover removal from no-till corn in Ohio, Soil & Tillage Research 92, pp. 144–155.

Would it be suitable for amending sandy soils?
No information
Would it be suitable for erosion prevention?
Yes
Justification, references

A kukoricaszárat visszaforgatva a talajba, elősegíti abban az eróziógátlást.

Ángyán József: Védett és érzékeny természeti területek mezőgazdálkodásának alapjai (2003., Mezőgazda Kiadó)

Wilhelm, WW., Johnson, JMF., Karlen, DL., Lightle DT. Corn Stover to Sustain Soil Organic Carbon Further Constrains Biomass Supply, Agron J 99(6) (2007) 1665-1667

Cruse, RM., Herndl, CG. Balancing corn stover harvest for biofuels with soil and water conservation, Journal of Soil and Water Conservation 64(4) (2009) 286-291

Would it be suitable for amending acidic soils?
No
Would it be suitable for amending saline and sodic soils?
No
Would it reduce the mobility and availability of the contaminants?
Yes
Justification, references

Zhenning Lou, Ziyi Zhao, Yexia Li, Weijun Shan, Ying Xiong, Dawei Fang, Shuang Yue, Shuliang Zang (2013) Contribution of tertiary amino groups to Re(VII) biosorption on modified corn stalk: Competitiveness and regularity, Bioresource Technology 133, pp. 546-554.

Suhong Chen, Qinyan Yue, Baoyu Gao, Qian Li, Xing Xu, Kaifang Fu (2012) Adsorption of hexavalent chromium from aqueous solution by modified corn stalk: A fixed-bed column study, Bioresource Technology 113, pp. 114-120.

Liuchun Zheng, Chaofei Zhu, Zhi Dang, Hui Zhang, Xiaoyun Yi, Congqiang Liu (2012) Preparation of cellulose derived from corn stalk and its application for cadmium ion adsorption from aqueous solution, Carbohydrate Polymers 90(2), pp. 1008-1015.
Szénhidrogén szennyezés eltávolítására alkalmas:
M. Husseien, A.A. Amer, Azza El-Maghraby, Neama Hamedallah (A comprehensive characterization of corn stalk and study of carbonized corn stalk in dye and gas oil sorption,Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 86

Would it intensify the mobility, availability of the contaminants?
No information
Would it intensify physical, chemical, and/or biological degradation and decomposition of contaminants?
No information
Would it be suitable for production of geotechnical elements?
Yes
Justification, references

Borított gerendafödém esetén, ha a kukoricaszár
megfelelő minőségű (jól szárított, szilárd), még járható födém is előállítható
belőle. Referencia: Tóth Jenő: Építés helyi anyaggal, Budapest 1960

Farostlemez előállítására alkalmas:
Jianguo Wu, Xin Zhang, Jilin Wan, Fuying Ma, Yong Tang, Xiaoyu Zhang (2011) Production of fiberboard using corn stalk pretreated with white-rot fungus Trametes hirsute by hot pressing without adhesive, Bioresource Technology 102(24), pp. 11258-11261.

Datasheet id (original)
1488
Creator
Fekete-Kertész Ildikó
Status
Verified
Adatlap típusaWaste / by-product survey
Létrehozás
Módosítás