Talajjavítás kukorica bioszénnel

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 neveTalajjavítás kukorica bioszénnel
Technológia angol neve
soil additions of corn stover biochar
Kifejlesztés országa
Spanyolország
A fejlesztés fázisa
demonstráció alatt
Fejlesztési projekt neve, száma
CARBONET project (MICINN, CGL2010-15766)
Fejlesztés kezdete
2012
Fejlesztés befejezése
2014
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható
  • Biológiai degradáció
  • Biodiverzitás csökkenés
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
biomassza változása
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
%
Jellemző kezdeti érték
5
Jellemző végérték
56
Talajromlási folyamat, amire alkalmazható
  • Biológiai degradáció
  • Biodiverzitás csökkenés
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám
biológiai aktivitás
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége
%
Jellemző kezdeti érték
6
Jellemző végérték
156
Környezeti elem/fázis, amelyre a módszer alkalmazható
Telítetlen (teljes) talaj
Technológia típusa
Egyszerű
Technológia alapja
Kémiai
Biológiai
Ökológiai
A technológia általános ismertetése

Kukoricaszárból lassú pirolízis során (600 °C) előállított bioszenet alkalmaztak talaj javítására. Ezen belül vizsgálták a bioszén mezofaunára gyakorolt hatását elkerülési tesztekkel, túlélési és szaporodási vizsgálatokkal (a talaj-bioszén keverék ökotoxikológiai és kémiai tulajdonságainak vizsgálatára) 42%homok, 31% iszap és 27% agyag tartalmú talajba keverve.

A technológia újdonsága

A kísérletek során azt vizsgálták, hogy a kukoricaszár bioszén milyen rövidtávú válaszokat vált ki két vizsgált talaj mezofauna fajnál és mi ezeknek a viselkedéseknek a fő hajtóereje. Az elkerülési tesztek alapján azt találták, hogy a teszt fajok elkerülése elsősorban környezeti preferenciáikkal magyarázható, és nem valamilyen toxikus hatásával a bioszénnek, tehát a kukoricaszár bioszén pozitív hatással van összességében a talaj mezofaunára.

A technológia típusa
  • Talajjavítás bioszénnel
  • Talajjavítás mezőgazdasági és erdészeti hulladékból készült bioszénnel
Technológiai paraméterek
Biológiai aktivitás
pH
Ökotoxicitás
Egyéb technológiai paraméter

oldható ion tartalom
elektromos vezetőképesség
fauna szaporodása

Környezetmonitoring helye
Telítetlen (teljes) talaj
Beruházási költség
5.000.000 - 10.000.000 HUF
Fajlagos müködtetési költség
5 000 - 10 000 HUF
Fajlagos anyagköltség
5 000 - 10 000 HUF
Fajlagos munkaerőköltség
5 000 - 10 000 HUF
Fajlagos összköltség
20 000 - 50 000 HUF
Költség
3-közepes
Időigény
4-kicsi
Helyigény
4-kicsi
Munkaigény
4-kicsi
Felszerelés, műszerigény
3-közepes
Szakember-igény
4-kicsi
Környezeti és munkahelyi kockázatok
5-nagyon kicsi
Környezethatékonyság
5-nagyon nagy
Költséghatékonyság
4-jó
Hasznosítható melléktermék keletkezése
igen
Ártalmatlanítást igénylő melléktermék keletkezése
nem
Alkalmazhatóság
5-kiváló
Elérhetőség
3-közepes
Ismertség
3-közepes
Erősségek

A talaj tulajdonságait javítja a kukoricaszár bioszén. A bioszén alkalmazásával a biomassza tömege és a biomassza aktivitása nő. A tovább már nem hasznosított növényekből bioszén állítható elő.

Gyengeségek

A kukoricaszár bioszénnek az egyes mezofanua fajokra és a talajban lévő ökoszisztémára gyakorolt hatása nem teljesen tisztázott, néhány fajra toxikus. Költséges a bioszén előállítása.

Lehetőségek

További kutatási lehetőség a bioszén hatásainak vizsgálataira több fajra vonatkozóan. A bioszén előállításának hatékonyságának növelése, költségének csökkentése.

Veszélyek

Az ugróvillások elkerülést mutattak a bioszénre, ennek oka csak feltételezett, nem bizonyított. Néhány fajra toxikus hatással lehet a kukoricaszár bioszén.

A terület neve
Cornell Musgrave Research Farm
Alkalmazás helye, ország
USA
Alkalmazás helye, város
Aurora, New York
Alkalmazás kezdő időpontja
2012
Alkalmazás befejező időpontja
2014
Alkalmazás fázisa
Demonstráció
Területhasználat
  • Mezőgazdasági
Összefoglaló az alkalmazásról

A vizsgálni kívánt talajt hóolvadás után gyűjtötték, mielőtt bármilyen trágyát vagy műtrágyát alkalmaztak volna rajta. Levegőn szárították, homogenizálták és szitálták 5mm-el. A talajt élőlénymentesítették két év tárolással és két fagyás-olvadás ciklus alkalmazásával. Az elkerülési tesztekhez 0, 0,2 0,5, 2, 7, 14 tömeg%-os talaj-bioszén keverékeket készítettek, melyeket maximális víztartó kapacitásuk 50%-ra nedvesítettek, majd preinkubálták. A talaj-bioszén keverékekbe és a kontroll talajokba oltották be a mikroorganizmus közösségeket. Az ugróvillásoknál 48 óra a televényférgeknél 72 óra elteltével vizsgálták az elkerülésüket. Az elkerülési tesztekkel párhuzamosan, a két teszt fajnál szaporodási teszteket is végeztek, valamint mérték a PH, EC, oldható ion tartalmat is.
A lassú pirolízises kukoricaszár bioszén alkalmazása mérsékelt agyagos talajra, hatással van a talaj mikrobiális biomasszára és az aktivitásra, amely növekedett illetve csökkent, a több mint 2 hónapos vizsgált időszakban. Ebben az időszakban a bioszén is okozott összehasonlítható hatásokat a két vizsgált mezofauna faj viselkedésében. Míg a televényférgek általában egyenlően fordultak elő a módosítatlan és bioszén-módosított talajban, az ugróvillások gyakran mutattak elkerülési válaszokat a bioszénre. Ez a válasz alacsonyabb volt, vagy eltűnt a talaj-bioszén keverékekben magas mikrobiális biomasszával és / vagy oldható NH4-N tartalommal, amely megfelel az előzetes várakozásoknak, mi szerint a mikrobiális biomasszának szerepe van a talaj fauna eloszlására illetve, hogy néhány ugróvillás faj vonzódást mutat földigiliszta ürülékhez. Az ugróvillások elkerülése a bioszénre úgy tűnt, hogy főként a teszt fajok környezeti preferenciáival magyarázható inkább, mint bármilyen toxicitással. Ez a válasz még informatív lehet a potenciális migrációra az egyes talajfauna csoportoknál, hogy ezzel hogyan befolyásolják a talaj ökoszisztéma működését röviddel a bioszén hozzáadása után.

Publikációk

X. Domene et al. / Applied Soil Ecology 89 (2015) 10–17

Referenciák

X. Domene et al. / Applied Soil Ecology 89 (2015) 10–17
Pietikäinen et al., 2000; Steiner et al., 2004; Birk et al., 2009
Güereña et al., 2013
Lehmann et al., 2011
Topoliantz and Ponge, 2005; Ponge and Topoliantz, 2006
Bunting and Lundberg, 1987; Phillips et al., 2000
McCormack et al., 2013
Domene et al., 2014
Zhang et al. 2013

Adatlap azonosító (eredeti)
1720
Bevivő
Várszegi Katalin
Státusz
Publikált
Adatlap típusaTalajjavítási technológia
Létrehozás
Módosítás