Kukorica növény növekedésének és a hozzáférhető N mennyiségének vizsgálata bioszén adalékolásának hatására

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport

Szervezet/Adatszolgáltató neveBudapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport
Kapcsolattartó személy neve
Dr. Molnár Mónika, Dr. Feigl Viktória
Technológia neveKukorica növény növekedésének és a hozzáférhető N mennyiségének vizsgálata bioszén adalékolásának hatására
Technológia angol neve
Corn growth and nitrogen nutrition after additions of biochars with varying properties to a temperate soil
Kifejlesztés országa
USA
A fejlesztés fázisa
közvetlenül demonstráció előtt
Fejlesztés kezdete
2011
Fejlesztés befejezése
2011
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható
  • Egyéb degradáció
  • Egyéb
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
Biomassza változása
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
g/edény
Jellemző kezdeti érték
13.5
Jellemző végérték
15
Maximális végérték
16.5
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható
  • Kémiai degradáció
  • NPK-tartalom csökkenése
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
Növény nitrogén felvétele
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
mg/edény
Jellemző kezdeti érték
140
Jellemző végérték
160
Maximális végérték
170
Környezeti elem/fázis, amelyre a módszer alkalmazható
Telített talaj
Telítetlen (teljes) talaj
Technológia típusa
Kombinált
Technológia alapja
Fizikai
A technológia általános ismertetése

A technológia célja a kukorica növény növekedésének és N-felvételének gyorsítása különböző eredetű bioszenek in situ talajba keverésével. A bioszenek lassú pirolízissel 300°C-on, 400°C-on, 500°C-on és 600°c-on készültek a 8 féle alapanyagból kb. 3 kg mennyiségben. A talajjavítási technológia során a különböző nyersanyagból (kukoricaszár, mogyoró héj, tölgyfa, fenyőfa, tejtermék trágya, élelmiszer hulladék, papírgyártási hulladék iszap, baromfi trágya fűrészporral keverve) készült bioszenek hatékonysága összehasonlíthatóvá válik, de csak az adott Alfiszol talaj esetében starter műtrágya használata mellett. A technológia jelenleg még a demonstrációs fázisban van, az üvegházi kísérletekben egyenként 1,65 liter össztérfogatban használták, 0,0 m/m%, 0,2 m/m%, 0,5 m/m% 2,0 m/m%, 7,0 m/m% bioszén adagolás mellett. A kísérleti időszak az ültetéstől számítva 46 napig tartott. A technológia hatékonyságát nagyban befolyásolja a bioszén alapanyaga, míg a pirolízis hőfoka kevésbé. Átlagosan az 500°C-on pirolizált anyagok használata mellett érték el a legnagyobb biomassza-hozamot, itt az élelmiszerhulladékból és a tölgyfából készült bioszenek kivételével minden összetétellel nagyobb biomassza-hozamot értek el, mint a bioszén nélkülieknél.

A technológia újdonsága

Annak vizsgálata, hogy a kukorica kezdeti növekedésére milyen hatással vannak a különböző eredetű alapanyagokból előállított bioszenek, és melyik az optimális az adott talajtípushoz. A különböző pirolízis hőmérsékletek szintén összehasonlíthatóak, viszont megállapították, hogy ennek sokkal kisebb hatása van, mint a bioszén alapanyagának.

A technológia típusa
  • Talajjavítás bioszénnel
  • Talajjavítás mezőgazdasági és erdészeti hulladékból készült bioszénnel
Egyéb technológia
Talajjav. kifőzdei, állati eredetű, papírgyártási, növényi alapa.-ok feldolg.-ból származó hull.-ból készült bioszénnel
Technológiai paraméterek
Tápelemtartalom
Növénynövekedés
Egyéb technológiai paraméter

Pirolízis hőmérséklete
Növény N tartalma
Növény teljes N felvétele
Teljes biomassza termelés

Környezetmonitoring helye
Telített talaj
Telítetlen (teljes) talaj
Beruházási költség
5.000.000 - 10.000.000 HUF
Fajlagos müködtetési költség
5 000 - 10 000 HUF
Fajlagos energia költség
5 000 - 10 000 HUF
Fajlagos anyagköltség
5 000 - 10 000 HUF
Fajlagos munkaerőköltség
20 000 - 50 000 HUF
Fajlagos összköltség
50 000 - 100 000 HUF
Költségszámítással kapcsolatos megjegyzések

A fajlagos költségek hektáronkénti területművelésre értendők és az alábbi honlapon található árak alapján lettek megbecsülve:
http://www.pointernet.pds.hu/ujsagok/agraragazat/2002/03/20090310192148…
Az üzemi méretű pirolizáló berendezés ára akár 300.000 USD-nál is több lehet (http://www.biochar.info/biochar.large-scale-biochar-production.cfml),viszont kaphatók kisebb méretű berendezések is kedvezőbb áron (http://www.fourseasonsfuel.co.uk/charcoal-retorts-and-kilns/charcoal-re…), így a beruházási költség nehezen becsülhető.

Költség
3-közepes
Időigény
4-kicsi
Helyigény
4-kicsi
Munkaigény
3-közepes
Felszerelés, műszerigény
4-kicsi
Szakember-igény
4-kicsi
Környezeti és munkahelyi kockázatok
0-nem releváns
Célérték teljesítésének képessége
3-közepes
Környezethatékonyság
4-nagy
Költséghatékonyság
4-jó
Hasznosítható melléktermék keletkezése
igen
Ártalmatlanítást igénylő melléktermék keletkezése
nem
Alkalmazhatóság
4-jó
Elérhetőség
5-kiváló
Ismertség
3-közepes
Erősségek

Környezetbarát technológia, mely hulladékok újrahasznosításán alapszik.
A bioszenek alkalmazása növeli a kukorica biomassza-termelését.

Gyengeségek

A vizsgált bioszenek alkalmazása, csak egy adott talajra lett optimalizálva.
Hatékonyságuk nagyban függ a bioszén alapanyagától és a pirolízis hőmérsékletétől
Nagy mennyiségben (kb. 7m/m%) alkalmazva a biomassza-termelés csökken.
Bioszén előállítása költséges.

Lehetőségek

Nagyobb beruházási költségek után gazdaságossá tehető.
A bioszén gyártásával hasznosíthatók az erdő- és mezőgazdálkodás biomassza hulladékai, emellett tejipari, papírgyári hulladékok és baromfitrágya is.

Veszélyek

Na koncentrációt a bioszenekben 5 mg/kg alatt kell tartani különben a bioszén adagolásnak negatív hatása lesz a növény növekedésére.

Publikációk

Rajkovich, S., Enders, A., Hanley, K., Hyland, C., Zimmerman, A.R., Lehmann, J. 2012. Corn growth and nitrogen nutrition after additions of biochars with varying properties to a temperate soil. Biolo. Fertil. Soils 48, 271-284.

Referenciák

Rajkovich, S., Enders, A., Hanley, K., Hyland, C., Zimmerman, A.R., Lehmann, J. 2012. Corn growth and nitrogen nutrition after additions of biochars with varying properties to a temperate soil. Biolo. Fertil. Soils 48, 271-284.

Adatlap azonosító (eredeti)
1784
Bevivő
Horváth Viktória
Státusz
Publikált
Adatlap típusaTalajjavítási technológia
Létrehozás
Módosítás