Lucfenyő alapú bioszén talajjavító hatása mezőgazdasági talajban

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 neveLucfenyő alapú bioszén talajjavító hatása mezőgazdasági talajban
Technológia angol neve
Effects of biochar on earthworms in arable soil: avoidance test and field trial in boreal loamy sand
Kifejlesztés országa
Finnország
A fejlesztés fázisa
demonstráció alatt
Fejlesztés kezdete
2011
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható
  • Kémiai degradáció
  • NPK-tartalom csökkenése
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
Nitrát tartalom
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
g/m3
Jellemző kezdeti érték
6.2
Maximális végérték
4.4
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható
  • Biológiai degradáció
  • Szervesanyag vesztés
Egyéb talajromlási folyamat
Tápanyaghiány
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
Szerves szén tartalom
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
g/kg
Jellemző kezdeti érték
31.8
Maximális végérték
35.3
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható
  • Kémiai degradáció
  • NPK-tartalom csökkenése
Egyéb talajromlási folyamat
Tápanyaghiány
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
kálium tartalom
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
g/m3
Jellemző kezdeti érték
66.3
Maximális végérték
87.8
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható
  • Biológiai degradáció
  • Egyéb biológiai degradáció
Egyéb talajromlási folyamat
Tápanyaghiány
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
magnézium tartalom
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
g/m3
Jellemző kezdeti érték
92.0
Maximális végérték
97.3
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható
  • Kémiai degradáció
  • NPK-tartalom csökkenése
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
foszfor tartalom
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
g/m3
Jellemző kezdeti érték
20.5
Maximális végérték
20
Környezeti elem/fázis, amelyre a módszer alkalmazható
Telítetlen (teljes) talaj
Technológia típusa
Egyszerű
Technológia alapja
Fizikai-kémiai
A technológia általános ismertetése

A talaj szervesanyag tartalmának javítása érdekében pirolízis során (kb. 600°C) létrehozott lucfenyő alapú bioszenet alkalmaztak. Ezen felül földigilisztákon elkerülési teszteket végeztek a bioszén esetleges káros tulajdonságainak kiderítése céljából. A bioszenet egy 83%-ban homokot, 15%-ban iszapot és 2%-ban agyagot tartalmazó talajba keverték. A kísérleti talaj kémiai tulajdonságait megvizsgálták a bioszén bekeverése, majd annak elhelyezése után. A bioszenet a talaj felső 10 cm-vel keverték össze. Négyféle talajmintát vizsgáltak meg: bioszén-műtrágya, csak bioszén, csak műtrágya, kezeletlen; bioszén esetében 0 és 30 t szárazanyagtartalom/ ha−1, illetve szervetlen trágya hozzáadása esetén 0 és 361 kg/ ha−1. A mintákat 0-20 cm közötti mélységből vették ki; a K, P, Ca, Mg és S tartalmat ammónium-acetáttal, míg az ásványi nitrogén tartalmat 2 M-os KCl oldatban vonták ki.

A technológia újdonsága

A kísérletek során megvizsgálták a lucfenyő alapú bioszén hatásait a talaj javítása érdekében összehasonlítva a trágyázás hatásaival. Továbbá a földigilisztákkal végzett elkerülési tesztek bizonyították, hogy azokra nincs káros hatással; a bioszén elkerülését nem annak toxicitása okozza, hanem élettani, környezeti okai vannak.

A technológia típusa
  • Talajjavítás bioszénnel
  • Talajjavítás egyéb eredetű bioszénnel
Egyéb technológia
Talajjavítás bioszénnel és Apporrectodea caliginosa gilisztával
Technológiai paraméterek
Biológiai indikátorok
Hőmérséklet
pH
Tápelemtartalom
Szervesanyag-tartalom
Egyéb
Egyéb technológiai paraméter

összes szén tartalom, biomassza növekedés.

Környezetmonitoring helye
Telítetlen (teljes) talaj
Beruházási költség
2.000.000 - 5.000.000 HUF
Fajlagos müködtetési költség
nincs rá becslés
Fajlagos energia költség
nincs rá becslés
Fajlagos anyagköltség
100 000 HUF felett
Fajlagos munkaerőköltség
100 000 HUF felett
Fajlagos összköltség
100 000 HUF felett
Költségszámítással kapcsolatos megjegyzések

A bioszén árának becslése függhet: gyártás során milyen eljárást alkalmaztak, mekkora mennyiség lett előállítva, a kész termék szállítási költsége stb. Értéke 10.0000-150.000 HUF/ tonna körüli.
30*(125.000)+250.000= 4.000 000 ft/ha

Költség
4-kicsi
Időigény
3-közepes
Helyigény
3-közepes
Munkaigény
3-közepes
Felszerelés, műszerigény
4-kicsi
Szakember-igény
3-közepes
Környezeti és munkahelyi kockázatok
4-kicsi
Környezethatékonyság
4-nagy
Költséghatékonyság
4-jó
Hasznosítható melléktermék keletkezése
nem
Ártalmatlanítást igénylő melléktermék keletkezése
nem
Automatizálhatóság / távvezérelhetőség
nem
Alkalmazhatóság
3-közepes
Elérhetőség
3-közepes
Ismertség
3-közepes
Erősségek

A talaj kálium és szerves szén tartalma nő
A földigiliszták miatt a talaj szerkezete kedvező irányba változik (lazább szerkezet). A bioszén szerves anyagok mellékterméke

Gyengeségek

A bioszén hatékonysága függ a bioszén alapanyagától és a pirolízis technológiai paramétereitől, valamint a kezelt talajtípustól és a degradációs fokától
Bioszén előállítása költséges.

Lehetőségek

A giliszták a fémeket mineralizálják. További kutatás a bioszén elkerülés tényezői pontosabb ismerete érdekében, ezzel segítve a talajban élő fauna alkalmazkodását. A bioszén gyártásával hasznosíthatók az erdő- és mezőgazdálkodás biomassza hulladékai.

Veszélyek

A bioszén nagyobb dózisban történő adagolása veszélyt jelenthet a talaj ökoszisztémára, ezért talajra alkalmazást megelőzően meg kell vizsgálni összetételét.

A terület neve
Viikki Research and Experimental Farm
Alkalmazás helye, ország
Finnország
Alkalmazás helye, város
Helsinki
Alkalmazás kezdő időpontja
2011
Alkalmazás fázisa
Demonstráció
Hosszúság (m)
10.0
Szélesség (m)
2.0
Mélység (m)
0.28
Területhasználat
  • Egyéb
Összefoglaló az alkalmazásról

A lucfenyő alapú bioszenet egy alapvetően savanyú homokos (83% tartalmú) talaj felső 10 cm-ben keverték be, majd vizsgálták annak ca, P, K, N, C, K és Mg tartalmát tavasszal és ősszel. A bioszén eredményeként megnőtt a talaj K, Mg, K és szerves C tartalma.

Publikációk

Priit Tammeorg, Tuure Parviainen, Visa Nuutinen, Asko
Simojoki, Elina Vaara, Juha Helenius: Effects of biochar
on earthworms in arable soil: avoidance test and field trial
in boreal loamy sand. Agriculture, Ecosystems and
Environment 191 (2014) 150–157

Referenciák

-ASTM D3175-02, 2002. Standard Test Method for Volatile Matter in the AnalysisSample of Coal and Coke. American Society for Testing and Materials, Con-shohocken, PA.
-Baumgartl, T., Koeck, B., 2004. Modeling volume change and mechanical propertieswith hydraulic models. Soil Sci. Soc. Am. J. 68, 57–65.
-Blouin, M., Hodson, M.E., Delgado, E.A., Baker, G., Brussaard, L., Butt, K.R., Dai, J.,Dendooven, L., Peres, G., Tondoh, J.E., Cluzeau, D., Brun, J.J., 2013. A review of earthworm impact on soil function and ecosystem services. Eur. J. Soil Sci. 64,161–182.
-Brockhoff, S.R., Christians, N.E., Killorn, R.J., Horton, R., Davis, D.D., 2010. Physicaland mineral-nutrition properties of sand-based turfgrass root zones amendedwith biochar. Agron. J. 102, 1627–1631.
-Busch, D., Kammann, C., Grünhage, L., Muller, C., 2011. Simple biotoxicity tests forevaluation of carbonaceous soil additives: establishment and reproducibility offour test procedures. J. Environ. Qual. 40, 1–10.
-Butt, K.R., Nieminen, M.A., Sirén, T., Ketoja, E., Nuutinen, V., 2005. Population andbehavioural level responses of arable soil earthworms to boardmill sludge appli-cation. Biol. Fertil. Soils 42, 163–167.
-Carlon, C. (Ed.), 2007. Derivation Methods of Soil Screening Values in Europe. AReview and Evaluation of National Procedures towards Harmonization. EUR22805-EN. European Commission, Joint Research Centre, Ispra, Italy, p. 306.
-Liang, B., Lehmann, J., Sohi, S.P., Thies, J.E., O’Neill, B., Trujillo, L., Gaunt, J., Solomon,D., Grossman, J., Neves, E.G., Luizão, F.J., 2010. Black carbon affects the cyclingof non-black carbon in soil. Org. Geochem. 41, 206–213.
-Liesch, A.M., Weyers, S.L., Gaskin, J.W., Das, K.C., 2010. Impact of two differentbiochars on earthworm growth and survival. Ann. Environ. Sci. 4, 1–9.

Adatlap azonosító (eredeti)
1790
Bevivő
Deák Máté
Státusz
Publikált
Adatlap típusaTalajjavítási technológia
Létrehozás
Módosítás