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
- Fizikai degradáció
- Szerkezet leromlás
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Savanyodás
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Egyéb kémiai degradáció
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Egyéb kémiai degradáció
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Egyéb kémiai degradáció
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- NPK-tartalom csökkenése
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- NPK-tartalom csökkenése
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Fizikai degradáció
- Víztartalom vagy nedvességtartalom-csökkenés
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Fizikai degradáció
- Víztartalom vagy nedvességtartalom-csökkenés
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Savanyodás
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
Technológiára vonatkozó információ
Az elszenesedett szerves maradványok gyenge víz- és tápanyag gazdálkodású talajokba való keverését e tulajdonságok javítására az Amazonas-medencében élő őslakosok több mint 2500 évvel ezelőtt alkalmazták (Terra Preta). Ezt felismerve a XX. század második felétől jelentős kutatások történtek a területen. Számos kutatás során vizsgálták a bioszén (növényi-, állati szervesanyagok pirolízisével előállított szén) talajra gyakorolt kedvező hatásait. E hatása a bioszén fizikai-kémiai tulajdonságaiból adódnak, melyek a felhasznált alapanyag, illetve a pirolízis paraméterei (tartózkodási idő, hőmérséklet, levegő mennyisége) függvényében jelentős eltérést mutatnak. A bioszén talajra gyakorolt kedvező hatása többek közt a nagy fajlagos felületének köszönhető. Bioszén alkalmazásával befolyásolhatjuk a talaj szerkezetét, tápanyag gazdálkodását, kationcsere-kapacitását, pH-ját, vízgazdálkodását valamint kedvez a talajlakó mikroorganizmusok számára. Ennek hatására javul a termesztett kultúra tápanyagfelvétele, így a terméshozam javítható. Mindezt környezetbarát módon érhetjük el.
Környezetbarát módja az erodálódott, leromlott talajok javítására, melynek hatására a terméshozam növelhető, akár a tápanyagbevitel csökkentésével.
Technológia besorolása
- Talajjavítás bioszénnel
- Talajjavítás mezőgazdasági és erdészeti hulladékból készült bioszénnel
Technológia-monitoring
Technológia költségei
feltételezés: a terület rendelkezésre áll
FAJLAGOS MÛKÖDTETÉSI KÖLTS.: nincs
FAJLAGOS ENERGIAKÖLTS.: Beszámítva a munkaerőköltségbe.
FAJLAGOS ANYAGKÖLTS.: Bioszén ára: 2,86 USD/t= 2860 USD/t (Forrás:http://www.biochar-international.org/sites/default/files/State_of_the_B…)
-USD vételi árfolyam: ~287 HUF/USD > 287*2860= 820820 HUF/t
FAJLAGOS MUNKAERÕKÖLTS.:
SZÁLLÍTÁS: 1 t bioszén ~19,5 m3 (http://enfo.agt.bme.hu/drupal/sites/default/files/A%20biosz%C3%A9n%20fi…)
Szállításhoz kisteherautó elég: ~5000 ft/nap (bérlés) +üzemanyagköltség
http://www.peterkeszaki.hu/index.php?option=com_content&view=article&id…
Beszántás: 20000 HUF/ha (20 cm mélyre)
Vetés: 7700 HUF/ha
Betakarítás: ~25000 HUF/ha
FAJLAGOS ÖSSZKÖLTSÉG
50*820820+5000+20000+7700+25000= 41 098 700 HUF/t (1t/ha bioszén bekeverésénél)
Nagyobb mértékű bioszén felhasználás javasolt (Számolásnál 50t/ha-t alka
SWOT (értékelés osztályzattal)
SWOT (szöveges értékelés)
Bioszén előállítására gyakorlatilag bármilyen szervesanyag felhasználható. Így jelentősek a lehetőségek a kommunális hulladék szervesanyagának kezelésére, valamint mezőgazdasági-, erdőgazdálkodási- és húsfeldolgozóüzemek melléktermékeinek hasznosítására. Így egyszerre csökkenthető a raktározandó hulladékok mennyisége, valamint a bioszén talajba keverésével javítható a mezőgazdasági területek talajminősége, terméshozama.
A bioszén kémiai összetétele jelentősen függ a pirolízis során felhasznált alapanyag összetételétől. Így általában összes nitrogéntartalma nagy. Azonban a nitrogén jelentős része a növények számára felvehetetlen formában van jelen. Ennek hatására a talajban nitrogénhiány léphet fel. Ezt a hatást tovább erősíti a bioszén magas C/N aránya, önálló alkalmazása esetén a N immobilizálódik. Így minden esetben szükséges a bioszenes kezelést, nitrogéntrágyázással kiegészíteni.
Rossz vízgazdálkodású, tömörödött talajok javítására lehetne jelentős mértékben alkalmazni.
Ha a bioszén előállítása szenyvíziszapból vagy kommunális hulladék felhasználásával történik minden esetben szükséges a termék összetételének vizsgálata. Ugyanis akár toxikus összetevői is lehetnek, többek közt nehézfémek (Cu,Zn,Cr,Ni). Ezek talajba juttatása nem kívánatos.
Konkrét megvalósult alkalmazások
A kezelt terület mérete
- Mezőgazdasági
Kivitelezés:
A kísérlet alsó Ausztria területén csernozjom talajon történt 2011-2012 közt. A területen 10 cm mélységbe dolgoztak be bioszenet (bükkfaalapút). A vizsgálat során 24 t/ha bioszenet trágyával, 74 t/ha bioszenet trágyával és 74 t/ha bioszenet trágya nélkül alkalmaztak, a kontrol területen a többi területen bedolgozott trágya mennyiségével ekvivalens mennyiségű trágyát (NPK trágya) dolgoztak be. Majd tavaszi árpával (Hordeum vulgare) vetették be, következő évben pedig napraforgóval (Helianthus annus). A mérések során mintát vettek a talajból és a terményből is, vizsgálva a talajtulajdonságok változását, illetve a növényi tápanyagfelvétel alakulását és a termésmennyiség változását.
Eredmények (táblázat 3,6,7,8):
A terményt elemezve megállapították, hogy a N bevitel nélküli bioszén felhasználásakor mindkét kultúrnövény esetében szignifikánsan csökkent a felvett N,P,K tartalom a kontroll területhez képest. Azonban az Al és Fe felvétel és a biomassza bekeverés mértéke közt nem találtak szignifikáns összefüggést, míg a felvett Mo tartalom szignifikánsan csökkent az árpa esetében függetlenül tápanyag utánpótlástól, míg napraforgó esetében ez az érték növekedést mutat a trágyázás nélküli területen.
A termésmennyiség változását megfigyelve az tapasztalható, hogy a trágyázást nélkülöző területeken a termésmennyiség visszaesés mérsékeltebb, mint barna erdőtalajon, azonban még mindig jelentősnek tekinthető. A többi esetben azonban a kísérlet nem mutatott ki szignifikáns különbséget.
A talaj pH értéke az első évben nem változott jelentősen, azonban a 2. évben csökkenés tapasztalható minden bekeverési aránynál. A minta térfogatsűrűsége is szignifikáns csökkenést mutat a 2. év mérései során. A talaj elemi széntartalom és C/N arány meghatározásakor mindkét évben jelentős növekedés tapasztaltak. A N,P és K tartalom is jelentősen emelkedett a bioszén bekeverési arány emelésével. Emellett a talaj vízgazdálkodásának vizsgálata is pozitív eredménnyel zárult (+13,9%).
- Kémiai degradáció
- Savanyodás
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Fizikai degradáció
- Tömörödés
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Egyéb degradáció
- Egyéb
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Egyéb kémiai degradáció
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Egyéb kémiai degradáció
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Egyéb kémiai degradáció
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- NPK-tartalom csökkenése
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- NPK-tartalom csökkenése
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Fizikai degradáció
- Víztartalom vagy nedvességtartalom-csökkenés
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Fizikai degradáció
- Víztartalom vagy nedvességtartalom-csökkenés
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
A kezelt terület mérete
- Mezőgazdasági
Kivitelezés:
A kísérlet Styria területén barna erdőtalajon történt 2011-2012 közt. A területen 10 cm mélységbe dolgoztak be bioszenet (bükkfaalapút). A vizsgálat során 24 t/ha bioszenet trágyával, 74 t/ha bioszenet trágyával és 74 t/ha bioszenet trágya nélkül alkalmaztak, a kontrol területen a többi területen bedolgozott trágya mennyiségével ekvivalens mennyiségű trágyát (NPK trágya) dolgoztak be. Majd kukoricával (Zea mays) vetették be, betakarítást követően közönséges búzát (Triticum aestivum) vetettek.A mérések során mintát vettek a talajból és a terményből is, vizsgálva a talajtulajdonságok változását, illetve a növényi tápanyagfelvétel alakulását és a termésmennyiség változását.
Eredmények (táblázat 2,4,5,8):
A terményt elemezve megállapították, hogy a N bevitel nélküli bioszén felhasználásakor mindkét kultúrnövény esetében szignifikánsan csökkent a felvett N tartalom a kontroll területhez képest. A többi területen a N felvétel 111-131 kg/ha közt alakult. A kutatás során vizsgált egyéb tápanyagok (P,K,Ca,Mg,Al,B,Cu,Fe,Mn,Mo,Na,Zn) felvétele és a bioszén bekeverési aránya közt nem találtak jelentős kapcsolatot, ha tápanyag utánpótlást is alkalmaztak.
A terménymennyiség növekedését megfigyelve tapasztalható, hogy a tápanyag utánpótlás minden esetben szükséges. A növények növekedésében a vegetatív fázisban már a felvehető N mennyisége korlátozó tényező lehet, így a trágyázást nélkülöző területeken mindkét növény esetében jelentős csökkenés mutatkozik. A különböző bioszén bekeverések esetén szignifikáns különbséget a kísérlet nem eredményezett.
A talaj pH értéke már a kísérlet első évében szignifikáns növekedést mutat. Ezenkívül jelentős növekedés figyelhető meg minden bioszén bekeverési aránynál a talajminta elemi C és C/N arányának vizsgálatakor, valamint mindkét évben megfigyelhető a talaj K tartalmának növekedése, illetve a 2. évben a P tartalom is hasonló tendenciát mutat. Emellett a talaj víztartóképessége 10%-al javult.
- Kémiai degradáció
- Savanyodás
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Fizikai degradáció
- Tömörödés
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Egyéb degradáció
- Egyéb
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Egyéb kémiai degradáció
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- Egyéb kémiai degradáció
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Egyéb degradáció
- Egyéb
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- NPK-tartalom csökkenése
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Kémiai degradáció
- NPK-tartalom csökkenése
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Fizikai degradáció
- Víztartalom vagy nedvességtartalom-csökkenés
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
- Fizikai degradáció
- Víztartalom vagy nedvességtartalom-csökkenés
Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése
Publikáció, referencia
-Kaje, J., Wimmer, B., Zehetner, F., Kloss, S., Soja, G.
2013. Biochar application to temperate soils: effects on
nutrient uptake and crop yield under field conditions.
Agricultural and Food Science 22, 390-403.
-Kaje, J., Wimmer, B., Zehetner, F., Kloss, S., Soja, G.
2013. Biochar application to temperate soils: effects on
nutrient uptake and crop yield under field conditions.
Agricultural and Food Science 22, 390-403.
-Dr. Füleky György,Dr. Fuchs Márta,Dr. Futó Zoltán,Holes Annamária,Gulyás Miklós, 2015.01.12, A szilárd végtermék mezőgazdasági hasznosításának lehetőségei
-http://www.biochar-international.org/sites/default/files/State_of_the_B…
-http://enfo.agt.bme.hu/drupal/sites/default/files/A%20biosz%C3%A9n%20fi…
-http://www.peterkeszaki.hu/index.php?option=com_content&view=article&id…