Nem túl patetikus vagy épp közhelyes korunk mezőgazdasági marketing világában valamiről azt írni, hogy forradalmi? Tele van a piac csodaszerekkel és a csodás hatásokról a kereskedők is regélnek. Aligha hihető valamiről, hogy forradalmi.
A bioszén (biochar, charcoal) és a pirolízis a világ egyik legintenzívebben kutatott témája. A bioszén téma alapja a Terra Preta, amely a legtermőképesebb, ember által létrehozott termőtalaj a világon több ezer éve! Ez tény. A kutatások eredményei valóban meggyőzőek. Ismerjük meg a bioszenet, alkalmazásait és eredményeit a növénytermesztésben és az állattartásban.
Terra Preta
A maja kultúra kiemelkedő a világtörténelemben. Mezőgazdasági szempontból pedig még érdekesebb. Ez a fejlett civilizáció magashegyi, esőerdős körülmények között képes volt több tízezer lélekszámú városokat megfelelő mennyiségű és minőségű élelemmel ellátni. Egyértelmű, hogy abban a korban nem lehetett távolról ekkora mennyiségű élelmiszert szállítani (pl. hűtés hiánya), tehát azt a városok közelében kellett megtermelni: az Amazonas menti esőerdőkben! Az esőerdők rendes évi csapadéka 1500-2000 mm, ezért jelentős a tápanyag kimosódás, nehéz a gazdálkodás. MÉGIS a maja gazdák képesek voltak rá!
Hogyan lehetséges ez?
Kutatók az Amazonas folyó menti esőerdők talaját kezdték el vizsgálni és hamar megtalálták azt gyakran 2-3 méter mélységű fekete színű humuszos feltalajt, amit ma Terra Pretának nevezünk. ). A kutatók azt feltételezik, hogy a hamut és a nagyobb széndarabokat a fertőző betegségek megelőzésére használták az amazóniai indiánok. Rendszeresen faszenet kevertek az ételmaradékhoz, hogy így sterilizálják azt. Amint a biohulladékot a szén segítségével komposztálták vagy fermentálták, a földeken talajjavítóként használták. Állati csontot és összetört agyagedényt is tettek a keverékbe. Ez a módszer tápanyaggal töltötte fel a faszenet és az oxidatív komposztálás hatására megnőtt a faszén felülete és megkötő képessége. Ennek az lett a következménye, hogy a talajba kerülve a faszén képes volt tökéletes tápanyag raktárként és humusz-stabilizátorként (faszén-agyag-humusz komplex) működni.
Bruno Glaser vizsgálatai szerint a Terra Preta talajokban a foszfor mennyisége a természetes talajokhoz képes akár 500 szoros lehet. A széntől és nitrogéntől eltérően a foszfor nem tud felgyülemleni a növény növekedése során, csak adalékanyagok (halcsont, hamu) hozzáadásával. Néhány nagyvonalú becslés azt mondja, hogy hektáronként kb. 500 ember szerves ételmaradékát kellett a szénnel együtt a talajba dolgozni kb. 1000 éven át, hogy ilyen Terra Preta tápanyag tartalmat érjenek el. A Terra Preta évszázadok alatt keletkezett a szerves anyag bioszénnel történő újrahasznosítása révén. Más szavakkal évszázadokig tartott, hogy elérjék a 100 tonna + bioszén mennyiséget hektáronként.
A talajt aztán felfedezte magának a világ és elkezdték kibányászni, aranyáron értékesíteni. Ma már védett a környezet, és párhuzamosan megkezdődött világszerte a Terra Preta reprodukciója.
Bioszén és pirolízis
A technológia alapja a bioszén, angol nevén charcoal vagy biochar. A bioszén nagy széntartalmú, finomszemcsés, porózus anyag, amely a biomassza termokémiai bontása során keletkezik oxigénhiányos környezetben, alacsony hőmérsékleten (<700 oC).
A pirolizálás sarokpontja, hogy a bevitt biomassza hőbontása során a szennyező anyagok hagyják el a bioszenet és úgy semmisüljenek meg, hogy a kéményből csak vízgőz távozzon, környezet szennyező anyag ne! Mindeközben pedig keletkezzen elég mennyiségű és minőségű bioszén. Ezek a feltételek sokáig teljesíthetetlennek tűntek, ma már azonban több pirolízis gépgyártó is képes erre.
Minőség
A bioszénnek három meghatározó minőségi követelménye van: 1. égési szennyezőanyagtól mentes, 2. tiszta szén tartalom, 3. porozitás (a termékbiztonság kiemelten fontos, hiszen a talajba kerülve a bioszén évszázadokra ott marad és kifejti hatását). Az európai Bioszén Alapítvány (European Biochar Foundation) által kidolgozott rendszer szabályozza a bioszénre vonatkozó különböző elvárásokat a bioszéngyártókkal és hasznosítókkal szemben az európai bioszén tanúsítvány (European Biochar Certificate) EBC, 2012 megszerzéséhez. A szabályzat kitér a bioszén alapanyagokra, a gyártási technológiára, a bioszén tulajdonságaira és alkalmazására, stb.
Kémiai szennyezőanyagoktól való mentesség: szerves vegyületek, pl. PAH16, kátrány, hamu, por, kén,- fém,- halogén vegyületek, stb, keletkező füstgáz dioxin mentes;
Tiszta széntartalom: 78% feletti;
Porozitás: min. 180 m2/gr
A bioszén félúton helyezkedik el a bolti faszén és az aktív szén között: sokkal tisztább, mint a faszén, de közel sem annyira agresszívan köt, mint az aktív szén. Valójában mind a faszén, mind az aktív szén alkalmatlan a mezőgazdasági használatra, mert az egyik túl sok, a másik túl kevés.
A hasznosítás 55 módja
A bioszén két fő tulajdonságát használjuk: tiszta szén tartalom, porozitás és az ebből fakadó adszorpció (szilárd anyagok felületén történő komponensmegkötés). Mielőtt rátérünk a mezőgazdasági hasznosításra, fussuk át a listát. A határ a kreativitásunk!
Állattartás
1. Szilázs adalék , 2. Takarmány alapanyag 3. Biohulladék adalék, 4. Iszap kezelés, 5. Trágya koposztálás, 6. Vízkezelés halastavakban
Talajkezelés
7. Széntrágya, 8. Komposzt, 9. Tőzeg helyettesítő palántázásban, 10. Növényvédelem, 11. Nyomelem pótlás
Építőipar
12. Szigetelés, 13. Levegő tisztítás, 14. Földalapok szennyezésmentesítése, 15. Nedvesség szabályozás, 16. Elektroszmog védelem
Szennyezés mentesítés
17. Talaj rekultiváció, 18. Talaj terhelés mentesítés (pl. szennyvíziszap kihelyezésnél) 19. A peszticidek felszíni vizekbe történő bejutásának gátlása, 20. Tavak kezelése
Biogáz termelés
21. Biomassza adalékanyag, 22. Biogáz iszap kezelés
Szennyvíz kezelés
23. Aktív szénszűrő, 24. átmosás-előtti adalék, 25. Talaj adalékanyag iszappal kezelt ágyásokba, 26. Komposzt WC
Ivóvíz kezelés
27. Mikro-szűrő, 28. Makro-szűrő fejlődő országokban
Egyéb változatos használatok
Kipufogó szűrők (29. Kibocsájtás szabályozás, 30. Szobák légszűrője) Ipari anyagok (31. szénszövetek, 32. műanyagok) Elektronika (33. vezetők, 34. elemek) fémipar (35. fém csökkentése) Kozmetika (36. szappanok, 37. bőrkrém, 38. terápiás fürdő adalékok), Festékek, színezékek (39. ételszínezék, 40. ipari festék) Energia termelés (41. pellet, 42. lignit helyettesítés) Orvosság (43. méregtelenítés, 44. aktív orvosságok hordozó anyaga)
Textilek
45. Funkcionális ruházatok szövet anyaga, 46. Funkcionális ruházat hőszigetelése, 47. Cipő betétek szagmentesítése
Wellness
48. Matrac töltet, 49. Párnatöltet
A 35, 41, 42-s pontok kivételévwl minden esetben a bioszén újra felhasználható talajjavító anyagként. A használat során feltöltődik a szén, ami aztán többszörösen képes a talajban hasznosulni. Így a talajok széntartalma akár pár generáció alatt is elérheto a Terra Preta 50-100 tonnás hektáronkénti mennyiségét.
Bár a címben 55 hasznosítást írtunk, mégis csak 49-et soroltunk fel. Vajon mi lesz az 50. vagy az 51-ik? Csak a kreativitáson múlik, hogy ki vezet be egy újabb terméket a bioszén felhasználásával.
A mezőgazdasági hasznosítás
Növénytermesztés, talajkezelés
Bizonyos nagyon gyenge talajokban (főleg a trópusokon) pozitív hatásokat lehetett megfigyelni a talajtermékenységben kezeletlen bioszén használatával. Ezek a vízmegtartó kapacitás növekedése, ttalaj levegőzöttsége és a tápelemek elérhetőségének növekedése volt az emelkedő pH révén. Kontinentális talajoknál a 1,5% feletti humusz szint a jellemző, ahol ezek a mutatók csak másodlagos szerepet játszanak. Valójában a talajban található tápelemek intenzív elszívása a kezeletlen bioszénbe gyakran - de legalábbis rövid és középtávon - negatív hatással bír a növényi fejlődésre. Ezért van az, hogy kontinentális klímában a bioszenet csak tápelemekkel aktiválva, feltöltve, lehet a talajba juttatni és csak akkor, amikor a bioszén felületét mikrobiológiai oxidációval aktiváltuk. A bioszén legjobb aktiválása a komposzttal való együttérlelés. A komposztálandó biomasszához való 10-30%-os hozzákeverést jelent. Az együttérlelés nem csak értékes talaj kondicionálót eredményez. Ez a komposzt nagyon magas minőségű helyettesítőként alkalmazható a a tőzeg helyettesítőjeként a palántanevelésben, üvegházakban, faiskolákban vagy más egyéb speciális kultúrákban.
Amikor a növényi tápelemek hordozására a bioszenet választjuk, akkor hatékony ásványi,- és szerves anyag trágyát készítünk. Ez a trágya megakadályozza a tápanyagok elszivárgását, a műtrágyák negatív hatásait. A tápelemek elérhetőek amikor a növény kéri. A mikrobiális szimbiózis stimulálása révén, a növény a porózus szénvázból veszi fel a tápanyagot. A bioszén olyan anyagokkal való bekeverésével, mint a melasz, gyapjú, iszapok és törkölyök, szerves, szénalapú trágyát kapunk. Ezek legalább olyan sikeresek, mint a műtrágyák és előnyük, hogy nincsen káros hatásuk az ökoszisztémára.
A bioszén tartalmazza az összes nyomelemet, amit a kiinduló biomassza tartalmazott. A pirolízis során a jelentűs nyomelemek (több mint 50 fém) a szénváz részévé válnak, ami megakadályozza, hogy kimosódjanak és növények számára a gyökereken keresztül elérhetővé váljanak. Ezt a tulajdonságát különösen akkor lehetr jól használni, amikor valamilyen elem régiós szinten hiányzik a talajokból (pl. Magyarországon a cink) vagy talaj-nélküli intenzív termesztésben (pl. holland paradicsom).
A pirolízis során egy csomó melléktermék ragad bent a bioszénben, a szén felületén. Ezek sok esetben képesek a növény belső immunrendszerét mobilizálni, ezáltal növelve ellenálló képességüket a betegségekkel szemben. Ez a potenciális használat azonban még gyerekcipőben jár és sok kutatást igényel.
Állattartás: takarmányozás és trágyakezelés
Az Európában felhasznált bioszén 90%-a az állattartásba kerül. A talajos kezelésektől eltérően a hatásokat napokon belül tapasztalják a gazdák. Legyen az takarmányszén, hulladékkezelés, alomkezelés a gazda nagyon gyorsan kevesebb szagot érez. Takarmányszénként történő etetésnél a hasmenéses megbetegedések gyorsan csökkennek, javul a táplálék bevitel, eltűnnek az allergiák és az állatok nyugodtabbak lesznek. Németország, Ausztria és Svájc szerte több, mint ezer gazda használja manapság a bioszenet.
Az állattartásra szánt bioszenek területén jelentős minőség javulás történt az elmúlt években. Elkülönült az ún. Takarmányszén, amely kifejezetten takarmány alapanyag. A Charline Takarmányszén kutya, macska, birka, szárnyas, ló, sertés, borjú, szarvasmarha változata mind más biomassza összetételű az adott állatfaj igényeire szabva. Külön figyelmet fordít a gyártó a kalcium és foszfor szintre, ami a nagytestű, erősebb csontvázú állatok esetén magasabb. Ezek a termékek magasabb árfekvésűek, beltartalmuk állandó és ellenőrzött.
Szakirodalom támasztja alá az alábbi hatásmechanizmust:
Megköti a gyomor,- és bélrendszerben a baktériumokat és a vírusokat, valamint az általuk termelt toxinokat;
A szennyezés hatására a bélfalak ozmózisos áteresztő képessége csökken vagy megszűnik. Emiatt a limfotikus nyirokrendszer nem képes behatolni a bélrendszerbe, ami emésztési problémákhoz vezet;
A bioszén letisztítja a salakanyagokat a bélfalról és helyreáll az ozmózis, tisztul a nyirok folyadék és a vár (vérsavó);
Javul az emésztés, emiatt egy sor másodlagos betegség megszűnik;
A gyomor,- és bélrendszerben ragadt salakanyag jelentős része napokon belül eltávozik az állat takarmányozás minőségi előéletétől függően.
Az alom,- és trágyakezelésre szánt bioszenek alapanyaga változatosabb, nem is mindig ugyanaz, hiszen itt a legfőbb hasznosított tulajdonság az adszorpció: a szén kösse meg a metánt, ammóniát és a vizet. Ezek biztosítják alomkezelésben a minőségi almot és a jobb istálló klímát, ami segít az állatok közérzetén, egészségén.
A kialmozott trágyába kevert bioszén segíti a trágya oxidatív lebomlását, ami sokkal jobb trágyaminőséget eredményez. Ezek a minőségi mutatók a szén, nitrogén, kén és egyéb tápelem tartalom magasabb szintje, a nagyobb mikrobiológia változatosság és a patogének elnyomása, ami a talajba történő továbbfertőzést gátolja.
Forradalom?
Ezzel a rövid cikkel az a szándékunk, hogy elkezdjük a bioszén megismertetését a gazdatársadalomban. Az tény, hogy sok minden nincs rendben a mezőgazdaságban. A géptechnológia és a vegyszerek dominálta növénytermesztés és állattartás újabb és újabb problémákkal néz szembe, amit épp mi emberek okozunk ezeknek a gépeknek és vegyszereknek a használatával. Ezekre újabb vegyszereket és gépeket dolgoznak ki laboratóriumokban, ami már rég egy ördögi körré fajult.
Régi társadalmak olyan praktikákat ismertek és használtak, amelyek kimagasló eredményekhez vezettek. Ilyen a Terra Preta. Ezeket a praktikákat az elmúlt 50-100 évben elfelejtettük. Mostanság fedezzük fel újra. A technológiai tudást jól hasznosítva korábbi folyamatokat tudunk minőségben javítani, időben gyorsítani. A Pyreg pirolízis gépe 1 nap alatt 2 tonna bioszenet gyárt kiváló minőségben, ami régen a bükki faszénégetőknek hetekbe tellett.
A bioszén termékek itt vannak és nagy erőkkel folyik a fejlesztés. Az Agrofutura már forgalmaz nyers bioszenet, a Sonnenerde Talajaktivátort és a Charline Takarmányszenet. Az eredmények nyilvánvalóak és magukért beszélnek. A pirolízis gépek fejlsztése folyamatos: egyre egyszerűbb gépek születnek, amelyekkel olcsóbb a bioszén előállítása. Meggyőződésünk, hogy a bioszén alkalmas arra, hogy forradalmasítsa a mezőgazdaságot, azonban mint mindenhez, ehhez is a gazdák nyitottsága és tenni akarása kell. Az Agrofutura biztosítja a szakértelmet a bioszén helyes használatához.