Bioszén és földigiliszta együttes talajjavító hatása tropikus talajokban

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
Technology Hungarian nameBioszén és földigiliszta együttes talajjavító hatása tropikus talajokban
Technology name
Interactive effects of biochar and the earthworm Pontoscolex corethrurus on plant productivity and soil enzyme activitie
Country of origin
Kína
Soil degradation process to be considered
  • Biological soil degradation
  • Decrease in soil organic matter
Other soil degradation process
Tápanyaghiány
Typical measured/quantitative value of environmental risk
pH (Acrisol típusú talajban)
Typical initial value
3.35
Typical final value
5
Maximum final value
6.64
Soil degradation process to be considered
  • Biological soil degradation
  • Decrease in soil organic matter
Other soil degradation process
Tápanyahiány
Typical measured/quantitative value of environmental risk
Szerves szén tartalom (Acrisol típusú talajban)
The metric unit of measurement of the typical environmental risk
%
Typical initial value
3.33
Typical final value
4.4
Maximum final value
5.14
Soil degradation process to be considered
  • Biological soil degradation
  • Decrease in soil organic matter
Other soil degradation process
Tápanyaghiány
Typical measured/quantitative value of environmental risk
Szerves nitrogén tartalom (Acrisol típusú talajban)
The metric unit of measurement of the typical environmental risk
%
Typical initial value
0.253
Typical final value
0.29
Maximum final value
0.320
Soil degradation process to be considered
  • Biological soil degradation
  • Decrease in soil organic matter
Other soil degradation process
Tápanyaghiány
Typical measured/quantitative value of environmental risk
pH (Ferrasol típusú talajban)
Typical initial value
4.88
Typical final value
6
Maximum final value
7.20
Soil degradation process to be considered
  • Biological soil degradation
  • Decrease in soil organic matter
Other soil degradation process
Tápanyaghiány
Typical measured/quantitative value of environmental risk
Szerves szén tartalom (Ferrasol típusú talajban)
Typical initial value
1.51
Typical final value
2.5
Maximum final value
3.19
Soil degradation process to be considered
  • Biological soil degradation
  • Decrease in soil organic matter
Other soil degradation process
Tápanyaghiány
Typical measured/quantitative value of environmental risk
Szerves nitrogén tartalom (Ferrasol típusú talajban)
Typical initial value
0.138
Typical final value
0.177
Maximum final value
0.190
Environmental element/phase the method may be applied to
Unsaturated (whole) soil
Technology type
simple
Basis of the technology
Chemical
Biological
Ecological
Technology description

A technológia földigilisztákat és bioszenet alkalmazott a talaj szervesanyag-tartalmának és szerkezetének javítása valamint a talajban lévő enzimek aktivitásának növelése érdekében.
A kísérlet a következőképpen zajlott: Virágcserepekbe 400 g-ot tettek a vizsgált talajból, majd hozzáadták a bioszenet, úgy, hogy az 3 tömegszázalékot tegyen ki. Ebbe a keverékbe beleültettek 8-8 kölesmagot. Az ültetés után két héttel a cserepekbe tettek 3-3 kifejlett földigilisztát. A kiértékelést 3 hónappal később végezték. Legjobb eredményt a B1 valamint a B2 bioszénnel értek el.
Bioszenek: B1: Szennyvíztisztító telepről begyűjtött szennyvíziszapból állították elő; B2: nyomdafesték-menetesítőből származó szennyvíziszapból (papírújrahasznosítás) állították elő; B3: Miscanthus-ból (Kínai-nád, Elefántfű) állították elő ; B4: ház bontás és szerkezetátalakítás során keletkezett melléktermék/hulladék fa (elgázosítás)

A cikk 3. táblázatában látható, hogy acrisol típusú talaj esetében a B4-es bioszén mutatja a legnagyobb javulást szerves szén és szerves nitrogén tartalom esetében. A pH-t a B2-es bioszén javítja a legnagyobb arányban.
Ferrasol típusú talajban szintén erre az eredményre jutunk.

A 4. táblázatból kitűnik, hogy a kontrollhoz viszonyítva az egyes komponensek értéke akkor változik a legjobban, ha a bioszén a talaj és a földigiliszták együttes alkalmazása történik.

Description of the novelty of the technology

A bioszén és földigiliszta együttes alkalmazása.

Class of the technology
  • Soil amelioration with biochar
  • Soil amelioration with biochar from other origin
Other technology
Talajjavítás négy-féle bioszénnel (szennyvíziszap, ill. Mischantus) és P. corethrurus gilisztával
Technological parameters
Soil flux
Temperature
pH
Organic matter content
Other
Other technological parameter

fémtartalom; összes szén és összes nitrogén tartalom; talaj enzimek aktivitása; növény növekedés

Monitored environmental element
Unsaturated (whole) soil
Capital costs
20.000 - 40.000 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, bonyolult, mivel sok mindentől függhet, például: gyártási eljárás, gyártott mennyiség, szállítás, kezelés stb. Átlagosan körülbelül 80.000-140.000 forint/tonna. Tehát ez jelentené a beruházási költséget.

A bioszén eloszlatása a talajban, a különböző módszereket figyelembe véve hektáronként körülbelül 250.000 forint.
1 ha földterülethez, ha a talaj felső 20-30 cm-es részébe keverünk bioszenet, 90 tonna bioszénre lenne szükség. Tehát ez hektáronként 90*(~100.000)+250.000= 9.250.000 forint/ha.

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
5-very low
Ability to meet the target value
0-non relevant
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
5-excellent
Availability
3-average
Well known
3-average
Strengths

- A bioszén szerves hulladékból készült melléktermék.
- A bioszén hatására csökken bizonyos nehézfémek koncentrációja a talajban.
- A földigiliszták mozgása miatt megváltozik a talaj szerkezete, lazább lesz, átjárhatóbbá válik
- A technológia magasabb nitrogén tartalomhoz vezet a talajban, melyek fontos szerepet játszanak a növények növekedésében
- A talajban lévő enzimek aktivitása növekszik.

Weaknesses

- B3, B4 bioszén alkalamzásával nem értek el jelentősebb növény növekedést.
- A földigiliszták aktivitása 15 és 25°C között a legmagasabb, így télen nehezebb a technológia alkalmazása.

Possibilities

- A giliszták a nehézfémek egy részét megkötik, másik részét mineralizálják.
- Lehetőség nyílhat a bioszén szélesebb körű alkalmazására.

Threats

- A giliszták elvándorolhatnak az adott területről.
- Veszélyt jelenthet a bioszén szénhidrogén tartalma, valamint szervetlen szennyezőanyag tartalma. Ez azért is veszélyes, hiszen a bioszén stabil, így évszázadokon keresztül változatlan formában jelen tud maradni a talajban.

Publications

Jorge Paz-Ferreiro, Shenglei Fu, Ana Méndez, Gabriel
Gascó: Interactive effects of biochar and the earthworm
Pontoscolex corethrurus on plant productivity and soil
enzyme activities, J Soils Sediments (2014) 14:483–494

References

- Acosta-Martínez V, Tabatabai MA (2000) Enzyme activities in a limed
agricultural soil. Biol Fertil Soils 31:85–91
- Aira M, Monroy F, Domínguez J (2003) Effects of two species of
earthworms (Allolobophora spp.) on soil systems: a microfaunal
and biochemical analysis. Pedobiologia 47:877–881
- Augustenborg CA, Hepp S, Kammann C, Hagan D, Schmidt O, Müller C
(2012) Biochar and earthworm effects on soil nitrous oxide and
carbon dioxide emissions. J Environ Qual 41:1203–1209
- Bailey VL, Fansler SJ, Smith JL, Bolton H (2011) Reconciling apparent
variability in effects of biochar amendment on soil enzyme activities
by assay optimization. Soil Biol Biochem 43:296–301
- Bandick AB, Dick RP (1999) Field management effects on soil enzyme
activities. Soil Biol Bioche 31:1471–1479
- Bray RH, Kurtz LT (1945) Determination of total, organic, and available
forms of phosphorus in soils. Soil Sci 59:39–45
- Brown G, Pashanasi B, Villenave C, Patron JC, Senapati BK, Giri S,
Barois I, Lavelle P, Blanchart E, Blakemore RJ, Spain BJ (1999)
Effects of earthworms on plant production in the tropics. In: Lavelle
P, Brussaard L, Hendrix P (eds) Earthworm management in tropical
agroecosystems. CABI, Wallingford, pp 87–147
- Curry JP, Schmidt O (2007) The feeding ecology of earthworms—a
review. Pedobiologia 50:463–477
- Day PR (1965) Particle fractionation and particle-size analysis. In: Black
CA, Evans DD, White JL, Ensminger LE, Clark FE (eds) Methods
of soil analysis, part 1, physical and mineralogical properties.
Including statistics of measurement and sampling. ASASSSA,
Madison, pp 545–567

Datasheet id (original)
1752
Creator
Berenkei Réka Krisztina
Status
Verified
Adatlap típusaSoil amelioration technology
Létrehozás
Módosítás