Adatszolgáltató

Szervezet/Adatszolgáltató neve 
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport
Kapcsolattartó személy neve 
Dr. Molnár Mónika, Dr. Feigl Viktória

Elérhetőség

Telefon/fax 
+36-1-4632347
Technológia fő adatlapja
Technológia neve 
Talajjavítás bioszénnel, és annak hatása a mikrobiális közösségekre mérsékelt talajon (PLFA vizsgálat)
Technológia angol neve 
Biochar amendment to agricultural soils and affects to the biomass of microbial communities
Kifejlesztés országa 
Ausztria
A fejlesztés fázisa  
demonstráció alatt
Szabadalom száma 
n.a

A fejlesztés finanszírozása

Fejlesztési projekt neve, száma 
Austrian FFG project nr. 825438
Fejlesztés kezdete 
2009
Fejlesztés befejezése 
2012
Nemzeti program neve 
KLI.EN funds program, Neue Energien 2020
Alkalmazási kör
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható 
  • Biológiai degradáció
  • Egyéb biológiai degradáció
Egyéb talajromlási folyamat 
PLFA (foszfolipid zsírsav) koncentráció változása a talajban

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
PLFA koncentráció változása a vizsgált talajban (Eschenau)
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
nmol PLFA/g talaj
Jellemző kezdeti érték 
45
Maximális kezdeti érték 
92
Jellemző végérték 
40
Maximális végérték 
50
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható 
  • Biológiai degradáció
  • Szervesanyag vesztés
Egyéb talajromlási folyamat 
szerves C tartalom csökkenés

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
alapvető szerves C változás a talajban
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
g/100g szárított talaj
Jellemző kezdeti érték 
3.3
Maximális kezdeti érték 
3.3
Jellemző végérték 
3.1
Maximális végérték 
3.1
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható 
  • Kémiai degradáció
  • NPK-tartalom csökkenése
Egyéb talajromlási folyamat 
teljes N tartalom változás

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
Teljes N tartalom változása a talajban
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
g/100g szárított talaj
Jellemző kezdeti érték 
0.17
Maximális kezdeti érték 
0.17
Jellemző végérték 
0.11
Maximális végérték 
0.11
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható 
  • Biológiai degradáció
  • Egyéb biológiai degradáció
Egyéb talajromlási folyamat 
PLFA koncentráció változása

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
PLFA koncentráció változása a vizsgált talajban (fából készült bioszén alkalmazásával)
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
nmol PLFA/g talaj
Jellemző kezdeti érték 
50
Maximális kezdeti érték 
90
Jellemző végérték 
50
Maximális végérték 
80
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható 
  • Biológiai degradáció
  • Egyéb biológiai degradáció
Egyéb talajromlási folyamat 
PLFA koncentráció változás

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
PLFA koncentráció változása a vizsgált talajban (Gram pozitív baktériumok vizsgálatával)
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
nmol PLFA/g talaj
Jellemző kezdeti érték 
2
Maximális kezdeti érték 
4
Jellemző végérték 
2.2
Maximális végérték 
5.8
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható 
  • Biológiai degradáció
  • Egyéb biológiai degradáció
Egyéb talajromlási folyamat 
PLFA koncentráció változás

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
PLFA koncentráció változása a vizsgált talajban (Gram negatív baktériumok vizsgálatával)
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
nmol PLFA/g talaj
Jellemző kezdeti érték 
1.9
Maximális kezdeti érték 
2.1
Jellemző végérték 
1
Maximális végérték 
1.8
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható 
  • Biológiai degradáció
  • Egyéb biológiai degradáció
Egyéb talajromlási folyamat 
PLFA koncentráció változás

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
PLFA koncentráció változása a vizsgált talajban (actynomices baktérium vizsgálatával)
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
nmol PLFA/g talaj
Jellemző kezdeti érték 
1.9
Maximális kezdeti érték 
2.1
Jellemző végérték 
4.1
Maximális végérték 
7.5
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható 
  • Biológiai degradáció
  • Egyéb biológiai degradáció
Egyéb talajromlási folyamat 
PLFA koncentráció változás

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
PLFA koncentráció változása a vizsgált talajban (gomba vizsgálatával)
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
nmol PLFA/g talaj
Jellemző kezdeti érték 
1.8
Maximális kezdeti érték 
2.3
Jellemző végérték 
0.5
Maximális végérték 
0.8
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható 
  • Fizikai degradáció
  • Víztartalom vagy nedvességtartalom-csökkenés
Egyéb talajromlási folyamat 
Vízvisszatartás (WHC)

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
Vízvisszatartás a háromfajta talajban
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
g/100g
Jellemző kezdeti érték 
40
Maximális kezdeti érték 
45
Jellemző végérték 
>40
Maximális végérték 
>45
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható 
  • Kémiai degradáció
  • Savanyodás
Egyéb talajromlási folyamat 
talaj pH változása

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
A három vizsgált talaj kezdeti pH értékei átlagolva
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
pH
Jellemző kezdeti érték 
6.4
Maximális kezdeti érték 
7.4
Jellemző végérték 
>6.4
Maximális végérték 
>7.4
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható 
  • Kémiai degradáció
  • Egyéb kémiai degradáció
Egyéb talajromlási folyamat 
Sóháztartás eltolódása

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
CEC kation cserélődési képesség kezdeti átlaga a három talajban
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
mmol kg-1
Jellemző kezdeti érték 
164
Maximális kezdeti érték 
209
Technológiára vonatkozó információ
Környezeti elem/fázis, amelyre a módszer alkalmazható 
Telített talaj
Telítetlen (teljes) talaj
Technológia típusa 
Egyszerű
Technológia alapja 
Kémiai
Biológiai
Ökológiai
A technológia általános ismertetése 

A vizsgálat során különböző eredetű bioszenek hatását vizsgálták három féle talajban élő mikrobaközösségekre nézve. A vizsgálatot mind üvegházban, mind szabadföldön is elvégezték, szerves hulladékból készült bioszeneket használva.
Többször vettek mintát a talajból, és vizsgálták a biomassza mennyiséget PLFA módszerrel.

A technológia újdonsága 

A bioszén alkalmazása egy viszonylag új technológiának számít. Elterjedése a mezőgazdaságban nem általános még egyik országban sem, mivel talajjavító és biomassza növelő hatása még nem egyértelműen bizonyított.

Technológia besorolása
A technológia típusa 
  • Talajjavítás bioszénnel
  • Talajjavítás mezőgazdasági és erdészeti hulladékból készült bioszénnel
Egyéb technológia 
Három fajta mezőgazdasági hulladékból készült bioszén mellett importált bioszenet is használtak
Technológia-monitoring
Technológiai paraméterek 
Mozgatott talajmennyiség
Mozgatott vízmennyiség
Vízfogyasztás
Biológiai aktivitás
Biológiai indikátorok
pH
Tápelemtartalom
Szervesanyag-tartalom
Növénynövekedés
Környezetmonitoring helye 
Telített talaj
Telítetlen (teljes) talaj
Technológia költségei
Beruházási költség 
1.000.000 - 2.000.000 HUF
Fajlagos müködtetési költség 
100 000 HUF felett
Fajlagos energia költség 
50 000 - 100 000 HUF
Fajlagos anyagköltség 
50 000 - 100 000 HUF
Fajlagos munkaerőköltség 
100 000 HUF felett
Fajlagos összköltség 
100 000 HUF felett
SWOT (értékelés osztályzattal)
Költség 
3-közepes
Időigény 
3-közepes
Helyigény 
4-kicsi
Munkaigény 
4-kicsi
Felszerelés, műszerigény 
2-nagy
Szakember-igény 
3-közepes
Környezeti és munkahelyi kockázatok 
0-nem releváns
Célérték teljesítésének képessége 
2-kicsi
Környezethatékonyság 
4-nagy
Költséghatékonyság 
3-közepes
Hasznosítható melléktermék keletkezése 
igen
Ártalmatlanítást igénylő melléktermék keletkezése 
nem
Automatizálhatóság / távvezérelhetőség 
igen
Alkalmazhatóság 
2-gyenge
Elérhetőség 
2-gyenge
Ismertség 
3-közepes
SWOT (szöveges értékelés)
Erősségek 

Környezetbarát technológia, hulladékot használnak fel a bioszén előállításához így nem terheli a környezetet. Segíti a növények tápanyag felvételét és javítja a talajok ásványianyag tartalmát. Hasznlata során nem keletkezik toxikus melléktermék

Gyengeségek 

Alkalmazásának előnyei még nem bizonyítottak, ezért egyelőre nem terjedt el széles körben. Hatása nagymértékben függ a talaj típusától és ásványi anyag tartalmától, illetve a bioszén összetételétől.

Lehetőségek 

Hulladék újrahasznosításra kiváló. Kisebb hőmérsékletű pirolízissel jobb eredmények érhetők el.

Veszélyek 

Biomassza pirolízis során PAH-ok keletkezhetnek a tökéletlen égés folyamán, melyek erősen toxikus vegyületek

Konkrét megvalósult alkalmazások
A terület neve 
AIT Austrian Intitute of Technology
Alkalmazás helye, ország 
Ausztria
Alkalmazás helye, város 
Vienna
Alkalmazás kezdő időpontja 
2009
Alkalmazás befejező időpontja 
2012
Alkalmazás fázisa 
Demonstráció

A kezelt terület mérete

Hosszúság (m) 
7.0
Mélység (m) 
1.00
Egyéb területhasználat 
Üvegház
Összefoglaló az alkalmazásról 

A vizsgálat során különböző eredetű bioszenek hatását vizsgálták három féle talajban élő mikrobaközösségekre nézve. A vizsgálatot mind üvegházban, mind szabadföldön is elvégezték, szerves hulladékból készült bioszeneket használva.
A felhasznált bioszén fajták: fakeverék, szalma, szőlővessző (400 és 525°C-on pirolizálva), valamint importált fakeverék (80% bükkfa, 20% egyéb kemény fa, Romániából). A bioszén talajjavító hatása a bioszén tulajdonságaitól, az alkalmazás időtartamától, és a talajtípustól függ.
Az üvegházas kísérletben 1 éven keresztül kontrolláltan öntözték a talajt, melyben vetésforgóban először mustár, később árpa, majd vörös lóhere nőtt. A talajból bizonyos időközönként mintát vettek, és PLFA módszerrel vizsgálták a biomassza tartalmát, illetve a C és N tartalmat. Havonta ellenőrizték a pH-t, ammónium és DOC tartalmat.
A szabadföldi vizsgálat során 2 területről gyűjtöttek talajmintát, és abban helyeztek el bioszenet más-más koncentrációban talajjavításra (1%, 3%, bioszén nélkül csak NPK trágya). A talajban vetésforgóban kukorica, árpa, majd napraforgó nőtt. Többször vettek mintát, és vizsgálták a biomassza mennyiséget PLFA módszerrel.
PLFA vizsgálat: foszfolipid zsírsavak, melyek értéke a talajban megegyezik a biomassza tömegével. PLFA bioindikátorok voltak: Gram pozitív baktériumok, Gram negatív baktériumok, actinomycetes baktériumok, gombák, és nem minősített baktériumok. Nem a PLFA-k összességét használták, hanem egy általános reprezentatív PLFA-t minden csoportban.
A bioszén jelenléte nem befolyásolta a biomassza növekedést illetve csökkenést, a 400°C on pirolizált szőlővesszőből készült bioszén kivételével, mely használata során nőtt a mikroba koncentráció a talajban. Arra a konklúzióra jutottak, hogy a mikroba koncentráció változása a talajban nem direkt, hanem indirekt módon megy végbe, és inkább a talaj szerkezetétől, összetételétől és ásványi anyag tartalmától függ, mint a bioszén jelenlététől.

Publikáció, referencia
Publikációk 

Anders, E., Watzinger, A., Rempt, F., Kitzler, B.,
Wimmer, B., Zehetner, F., Stahr, K., ZechmeisterBoltenstern,
S., Soja, G. 2013. Biochar affects the
structure rather than the total biomass of microbial
communities in temperate soils. Agricultural and Food
Science 22, 404-423.

Referenciák 

Abit, S.M., Bolster C.H., Cai, P&Walker, S.L. 2012. Influence of Feedstock and Pyrolysis Temperature of Biochar Amendments on Transport of Escherichia coli in Saturated and Unsaturated Soil. Environmental Science and Technology 46: 8097-8105
Anders, E., Watzinger, A., Rempt, F., Kitzler, B.,
Wimmer, B., Zehetner, F., Stahr, K., ZechmeisterBoltenstern,
S., Soja, G. 2013. Biochar affects the
structure rather than the total biomass of microbial
communities in temperate soils. Agricultural and Food
Science 22, 404-423.
Bligh E. & Dyer W. 1959. A rapid method of total lipid extraction and purification. Canadian Journal of Biochemistry and Physiology 37: 911-917

Képek
Táblázat a felhasznált bioszén alapanyagokról
Adatlap tulajdonságai
Adatlap azonosító (eredeti) 
1799
Bevivő 
Bellaagh Daniella
Státusz 
Publikált
Adatlap típusa 
Talajjavítási technológia
Létrehozás 
2016-04-02
Módosítás 
2018-06-22