Adatszolgáltató
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport
Elérhetőség
Technológia fő adatlapja
A fejlesztés finanszírozása
Alkalmazási kör
- Biológiai degradáció
- Szervesanyag vesztés
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Biológiai degradáció
- Szervesanyag vesztés
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Biológiai degradáció
- Szervesanyag vesztés
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
Technológiára vonatkozó információ
A bioszén egy elsősorban szerves hulladékból (fa és fakéreg, kukoricacsutka, állati trágya és egyéb hulladékok) pirolízis útján előállított anyag - faszén és hamu keveréke, (Biomassza oxigénmentes magas hőmérsékleten történő elégetése során visszamaradt stabil anyag.) amely alkalmas talajjavításra, a talajrendszer segítésére, talajkimosódás csökkentésére, valamint mikrobák számára kedvezőbb táptalaj biztosítására, és a szén megkötésére a talajban - ezáltal az üvegházhatású gázok csökkentésére és az éghajlatváltozás mérséklésére (ami viszont egyelőre gazdaságosan nem megvalósítható).
A vizsgálat során zöldhulladékból készült bioszén került alkalmazásra saláta, burgonya és hajtásvágással kezelt burgonya esetében üvegházban konténeres ültetéssel. Ennek során azt tapasztalták, hogy az általános hatása a növekedési paramétereket illetően volt kiemelkedő.
Kezelés:
5 eltérő mennyiségben kijuttatott valósult meg, nevezetesen 0, 10, 30, 50, és 100 t/ha formájában.
Saláta és hajtásvágott burgonya esetében 5, (normál) burgonya esetében 10 lépésben üvegházban.
A bioszén homokkal került összekeverésre, és ebbe a mixbe lettek beleültetve a növények (egyenként konténerekbe).
Vizsgált (mért) tényezők saláta esetében, bioszén hatása a:
- növény magasságra és levélszámra
- hajtás és gyökér friss tömegre
- hajtások és gyökér száraz tömegére
- teljes friss és száraz tömegre
- gyökér hossz és szélességre
- hajtás - gyökér arányra.
Vizsgált (mért) tényezők burgonya esetében, bioszén hatása a:
- növénymagasságra
- levelek számára növényenként
- gumók számára növényenként
- sztólóra (tarack) növényenként.
* Az említett adatok közül a növény magassága és a levelek száma hetente került feljegyzésre, a többi tényező a betakarítást követően.
A bioszén alkalmazása egy viszonylag új technológiának számít.
Elterjedése a mezőgazdaságban nem általános sem Ausztráliában, sem pedig máshol a világon, mivel a termésmennyiségre és a talaj életre vonatkoztatott agronómiai értékeinek előnyei nem eléggé számszerűsíthetők széles körben alkalmazva - a hitelesítés szempontjából viszont a konkrét ajánlás elengedhetetlen.
A bioszén maga egy hasznos környezetbarát anyagnak tekinthető, mivel hulladékból állítják elő (elsősorban zöldhulladékból), újabbat nem eredményez, viszont elősegíti a növény növekedését környezetbarát módon (vegyszermentesen), hatása azonban számos tényezőtől függ (talajtípus, növényfajta és annak állapota elültetéskor).
Technológia besorolása
- Talajjavítás bioszénnel
- Talajjavítás mezőgazdasági és erdészeti hulladékból készült bioszénnel
Technológia-monitoring
Technológia költségei
Beruházás költségei: Fóliasátor / üvegház létesítése, öntözőrendszer kialakítása (méret és technológia függő költségek), palánták / növénymagok beszerzési ára, gyökérközeg anyag beszerzési költségei (anyagfüggő, pl: tőzeg, kókuszrost, perlit, kőgyapot, szalma, homok, zeolit stb.) munkadíj, felmerülő logisztikai és egyéb gépészeti berendezések költségei.
Fajlagos költségek: Munkadíj 1 ha területre számolva napi 8 óra munkával a növénnyel való foglalkozási igénynek megfelelően, Növényház fűtése / hűtése és megvilágítása, valamint egyéb energiaszükséglet és gépészet költségei (pl: vízszükséglet, öntözés, szivattyú használat - villamosenergia igény), tápanyagpótlás, bioszén kezelések kijuttatásához tartozó logisztikai költségek.
Fajlagos összköltség: A korábban felsoroltak összessége.
A költségek értékei hozzávetőleges átlag értékek.
SWOT (értékelés osztályzattal)
SWOT (szöveges értékelés)
- Környezetbarát vegyszermentes technológia
- Veszélyes melléktermék nem keletkezik általa
- Pozitív hatással van a növény növekedésre és produktumra
- Pozitív hatása nem megfelelő mennyiségben számszerűsíthető, ezért nem elterjedt
- Hatását befolyásolja a talajtípus, a növényfajta és annak fejlettségi állapota
- Csak bizonyos mennyiség alkalmazása esetén van pozitív változás, egyébként semleges a hatása
- szerves hulladékból készül, így az egyéb mezőgazdasági és faipari melléktermékek hatékonyan hasznosíthatók, felhasználhatók
A bioszén alkalmazásának mennyiségével arányban növekszik a talaj:
- pH értéke
- EC (elektromos vezetőképesség) értéke
- Sókoncentráció tartalma
Konkrét megvalósult alkalmazások
- Mezőgazdasági
30 t/ha bioszén alkalmazása során saláta esetében a következő eredmények voltak tapasztalhatók:
- Jelentős különbség a heti növénymagasságban mutatkozott a 'kezelések' hatására, azonban ezek befolyása a növénynövekedésre minden héttel egyre csökkent.
A végeredmény számokban kifejezve a következőképpen alakult:
- Friss hajtástömeg: 36 g (gramm) (kezdeti mért érték: 16,5 g)
- Gyökér friss tömeg: 8,5 g (kezdeti mért érték: 5,7 g)
- Hajtás száraz tömeg: 3,65 g (kezdeti mért érték: 2,0 g)
- Teljes friss tömeg: 43,5 g (kezdeti mért érték: 24,5 g)
- Teljes száraz tömeg: 4,8 g (kezdeti mért érték: 3,0 g)
- Gyökérhossz: 15 cm (kezdeti mért érték: 12,8 cm)
Növénymagasság alakulása/változása 30 t/ha bioszén kezelés során:
1. hét: 1,84 cm
2. hét: 3,70 cm
3. hét: 6,34 cm
4. hét: 11,12 cm
5. hét: 12,74 cm
6. hét: 12,90 cm
7. hét: 13,04 cm
Levélszám alakulása 30 t/ha bioszén kezelés esetén:
1. hét: 4
2. hét: 4,4
3. hét: 6,6
4. hét: 10,0
5. hét: 11,6
6. hét: 12,8
7. hét: 13,0
- Biológiai degradáció
- Szervesanyag vesztés
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Biológiai degradáció
- Szervesanyag vesztés
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Biológiai degradáció
- Szervesanyag vesztés
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
Publikáció, referencia
Kalika P Upadhyay, Doug George, Roger S Swift and Victor Galea (2014) The Influence of Biochar on Growth of Lettuce and Potato, Journal of Integrative Agriculture 13(3): 541-546, doi: 10.1016/S2095-3119(13)60710-8
Brandstaka T, Helenius J, Hovi J, Kivelä J, Koppelmäki
K, Simojoki A, Soinne H, Tammeorg P. 2010.
Biochar filter: Use of biochar in agriculture as soil
conditioner.
Chan KY, Dorahy C, Tyler S. 2007. Determining the
agronomic value of composts produced from greenwaste
from metropolitan areas of New SouthWales, Australia.
Australian Journal of Experimental Agriculture, 47,
1377-1382.
Chan K, van Zwieten L, Meszaros I, Downie A, Joseph S.
2008a. Agronomic values of greenwaste biochar as a soil
amendment. Soil Research, 45, 629-634.
Chan K, van Zwieten L, Meszaros I, Downie A, Joseph S.
2008b. Using poultry litter biochars as soil amendments.
Soil Research, 46, 437-444.
Day D, Evans R J, Lee J W, Reicosky D. 2004. Valuable
and stable carbon co-product from fossil fuel exhaust
scrubbing. Journal of the American Chemical Society,
49, 352-355.
Demirbas A. 2004. Effects of temperature and particle size
on bio-char yield from pyrolysis of agricultural residues.
Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 72, 243-248.
Downie A, Klatt P, Munroe P. 2007. Slow pyrolysis:
Australian demonstration plant successful on multifeedstocks.
In: Bioenergy 2007 Conference. Jyvaskyla,
Finland. pp. 225-257.
Glaser B, Balashov E, Haumaier L, Guggenberger G,
Zech W. 2000. Black carbon in density fractions of
anthropogenic soils of the Brazilian Amazon region.
Organic Geochemistry, 31, 669-678.
Ioannidou O, Zabaniotou A. 2007. Agricultural residues as
precursors for activated carbon production - A review.
Renewable and Sustainable Energy Reviews, 11, 1966-
2005.
Lehmann J , Gaunt J , Rondon M. 2006. Bio-char
sequestration in terrestrial ecosystems - A review.
Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change,
11, 395-419.
Lehmann J, Pereira da Silva J, Steiner C, Nehls T, Zech
W, Glaser B. 2003. Nutrient availability and leaching
in an archaeological Anthrosol and a Ferralsol of the
Central Amazon basin: Fertilizer, manure and charcoal
amendments. Plant and Soil, 249, 343-357.
Lehmann J. 2007. Bio-energy in the black. Frontiers in
Ecology and the Environment, 5, 381-387.
Lima I M, McAloon A, Boateng A A. 2008. Activated
carbon from broiler litter: process description and cost of
production. Biomass Bioenergy, 32, 568-572.
Luostarinen K, Vakkilainen E, Bergamov G. 2010. Biochar
filter - Carbon containing ashes for agricultural purposes.
In: Report for Baltic Sea Action Summit (BSAS)
Commitment 2010. University of Helsinki, Finland. p. 3.
Major J, Steiner C, Downie A, Lehmann J. 2009. Biochar
effects on nutrient leaching. In: Lehmann J, Stephen J,
eds., Biochar for Environmental Management: Science
and Technology. Earthscan, London. pp. 271-287.
Rayment G E, Higginson F R. 1992. Australian Laboratory
Handbook of Soil and Water Chemical Methods. Inkata
Press, Melbourne, Sydney.
Sharma S K, Bryan G J, Winfield M O, Millan S. 2007.
Stability of potato (Solanum tuberosum L.) plants
regenerated via somatic embryos, axillary bud
proliferated shoots, microtubers and true potato seeds:
A comparative phenotypic, cytogenetic and molecular
assessment. Planta, 226, 1449-1158.
Skjemstad J O, Reicosky D C, Wilts A R, McGowan J A.
2002. Charcoal carbon in US agricultural soils. Soil
Science Society of America Journal, 66, 1249-1255.
Sohi S, Lopez-Capel E, Krull E, Bol R. 2009. Biochar,
climate change and soil: A review to guide future
research, CSIRO. Land and Water Science Report, 5, 17-
31.
van Zwieten L, Kimber S, Morris S, Chan K, Downie A,
Rust J, Joseph S, Cowie A. 2010. Effects of biochar
from slow pyrolysis of papermill waste on agronomic
performance and soil fertility. Plant Soil, 327, 235-246.