A lignit szerepe a mezőgazdaságban
A klímabarát szénipar célja, hogy bemutassa és alkalmazza a fenntartható mezőgazdaság, valamint a klímavédelmi törekvések lehetőségeit a lignit innovatív felhasználásával. A klímaváltozás okozta kihívások, valamint a talajminőség és a mezőgazdasági hatékonyság fenntartása érdekében új technológiák adaptálása szükséges, különösen a lignit talajjavító szerepének kihasználásával.
Hazánkban és Európa szerte a talajromlás és erózió komoly problémát jelent, amely évről évre jelentős költségekkel jár. A lignit talajba juttatásával elérhető a talajszerkezet javulása, növelhető a vízmegtartó képesség, és fokozható a talaj tápanyagszolgáltató kapacitása és mikrobiológiai aktivitása.
A mezőgazdaság jelenlegi helyzete
A mezőgazdasági termelést több ökológiai változás is radikálisan befolyásolja, ezen felül súlyos ökonómiai anomáliák sora is nehezíti. Az ökológiai nehézségeket komplex módon kell értelmezni, mivel az agrártudomány egy átfogó diszciplína. Az éghajlatváltozás okozta jelenségek és a hosszútávon alkalmazott okszerűtlen és helytelen mezőgazdasági gyakorlatok befolyásolják az általános és a termelési környezet állapotát.
Éghajlatváltozás
A klímaváltozás okozta szélsőséges időjárási események, aszályok és extrém csapadékok jelentős kihívást jelentenek a mezőgazdasági termelésben.
Helytelen gyakorlatok
A túlzott műtrágya- és peszticidhasználat, valamint a termőtalaj gyakori bolygatása súlyos degradációt eredményezett.
Talajdegradáció
A termőtalajok szerkezetének, textúrájának, kémhatásának, valamint a szervesanyag és tápanyag tőkéjének kritikus mértékű leromlása.
Európai Uniós kihívások
Az Európai Unió által elfogadott Zöld Megállapodás számos környezetvédelmi kihívást és fenntarthatósági célt tűzött ki, amelyek között az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentése és a természeti erőforrások megóvása is szerepel.
Az egész európai térségre jellemző, főként az energiahordozók ellátási láncában bekövetkezett negatív folyamatok hatásai, valamint az Európai Unió által kialakított irányelvek (KAP – Közös Agrárpolitika, klímasemleges és jó mezőgazdasági gyakorlatok) is új kihívások elé állította az agrárium szereplőit.
A lignit, mint megoldás
A felsorolt változásokra történő válaszként kiváló lehetőség a lignit mezőgazdasági termelési rendszerekbe történő adaptálása. A visontai és a bükkábrányi bányákból kitermelhető lignitvagyon mezőgazdasági célú felhasználására több célterület került meghatározásra.
A Lignit komplex előnyei:
• Huminanyagok pótlása - Magas huminsav tartalom
• Hatóanyag hordozás - Kationcserélő képesség
• Szerkezetjavítás - Talajfizikai tulajdonságok javítása
• Remediáció - Nehézfémek és sók megkötése
Természetes bioszénként
A lignit természetes úton kialakult bioszénként működik, megtakarítva a bioszén előállításának CO₂-kibocsátását. A mezőgazdasági felhasználási területei közül prioritást élvez a talaj szervesanyag készletének feltöltése (meliorizáció) és a fertőzött területek remediációjában történő alkalmazása. Fő szempont a termőterületre történő célzott kijuttatása a megfelelő frakcióméretben.
Komplex talajjavítás
A lignit alapú mezőgazdasági inputok használata komplex megoldási struktúrákat kínálnak. A lignit szervesanyag (huminanyagok), mikro és makroelem tartalma, valamint szerves szén tartalma akár egyben - komplementer módon - nyújt megoldási lehetőséget a kialakult környezeti, termelési, élelmiszerbiztonsági és gazdasági nehézségekre.
Mindeközben kationcserélő képessége, térszerkezete folyományaként a nehézfémek és a magas sókoncentrációk megkötésében is jelentős szerepet játszhat. A rossz talajszerkezet hozzájárul a termőtalajok elégtelen vízforgalmához, kedvezőtlen termodinamikai képességeihez és a növénytermesztés számára nélkülözhetetlen tápanyagok hiányához.
Műtrágya helyettesítés
Műtrágya helyett lignitet használva csak a növény és a mikroorganizmusok számára szükséges hatóanyagot juttatunk a talajba, és párhuzamosan feltöltjük a talaj szervesanyag és szén készletét, javítjuk a struktúráját, valamint optimalizáljuk a kémhatását ezzel jelentősen csökkenthetjük a műtrágya mennyiségét.
Eredmények:
• Megfelelő vízháztartás
• Javuló levegőzöttség
• Optimális hőfelvételi és leadási képesség
• Csökkenő hatóanyag veszteségek
• Gazdagabb tápanyag szolgáltató képesség
• Intenzívebb mikrobiológiai aktivitás
• Kiváló talaj kultúrállapot
Biológiai növényvédelem
A lignit hordozóként alkalmas lehet a továbbiakban a felületén kolonizált hiperparaziták (hasznos baktériumok és gombák) termőterületre történő kijuttatására. A patogén kórokozók ellen napjainkban az egyik leggyakrabban alkalmazott módszer a biológiai növényvédelem (IPM integrált növényvédelem) előírásai szerint. Ugyanakkor lehetséges cellulózbontó és foszformobilizáló, valamint nitrogénkötő baktériumok célzott kijuttatása is.
Állattartásban történő alkalmazás
Az állattartó telepeken a lignit több funkciót is betölthet. Az istállóból a kitrágyázást, majd a termőterületre történő kijuttatást követően a trágya és a lignit keveréke a talaj állapotára és a növénytermesztés eredményességére rendkívül pozitív hatást gyakorol.
Üvegházhatású gázok csökkentése
Az állattartás során a lignit őrlemény alkalmazása számos pozitív eredménnyel párosul. Közismert, hogy a különböző állati trágyákból evaporáció útján távozó üvegházhatású gázok (ammónia, dinitrogén-oxid, kén-dioxid, metán), nemcsak kellemetlen irritáló szag hatást eredményez, hanem súlyos környezeti, környezetvédelmi és állategészségügyi kockázattal is jár.
A lignit őrleményt a híg, az almos vagy a biogáz trágyákhoz adagolva jelentős abszorbciós képességének köszönhetően a gázok eliminációját a minimum értékre csökkenthetjük.
Ammónia megtartás
Az ammónia a talajban ammónium ionná átalakulva a növénytermesztés kulcsfontosságú elemévé válik. Az állattartás és egyéb mezőgazdasági vagy kommunális biomasszák lignit őrleménnyel történő keverése gyorsabb aerob vagy anaerob fermentációt eredményez. Ugyanakkor a lignit egyéb ásványi kompozitok együttes alkalmazásával csökkenti a biomasszák nedvességtartalmát.
Komposztálás és pelletálás
A nedvességtartalom csökkentésével a szennyvíznek minősülő biomasszák könnyebben komposztálhatók és biohumusz vagy egyéb szerves anyag komplexként forgalomba hozható állapotba kerülnek. További szárítási eljárást követően pelletálható és gépi szórásra is alkalmas szerves trágya jön létre.
A lignit őrlemény és egyéb ásványi kompozitok alkalmazása révén a telepek megszabadulnak az állandó gondot jelentő, nehezen tárolható folyékony trágyától. Az ilyen trágyáknak a termőterületre történő kijuttatását számos jogszabály nehezíti, viszont a kezelés hatására a leromlott termőterületeken hatékony minőségi javulást eredményez.
Huminsav koncentrátumok
A lignit közismerten magas huminsav tartalommal rendelkezik ami alkalmas technológiával kinyerhető. Szubsztrátok és huminsav koncentrátumok készíthetők, amelyek alkalmazása a mezőgazdaságban közismert és elfogadott gyakorlat. A huminsav készítmények gyártása felfutóban lévő üzletág.
Igazolt ÜHG kibocsátás csökkentés
📊 Számszerűsített eredmények:
A lignit mezőgazdasági célú felhasználásával a műtrágya vagy egyéb szervestrágyák, biológiai stimuláló anyagok hatása fokozható, idővel az alkalmazott mennyiségük a minimumra csökkenthető.
1.000.000 tonna/év lignit felhasználással:
• A hagyományos műtrágya felhasználás mértéke felére csökkenthető
• Az ország CO₂ kibocsátása 1-1,7 millió tonna/év mennyiséggel csökken
• Ez a teljes kibocsátás 1,7-2,9%-át jelenti
Analitikai eredmények
Nehézfém immobilizáció lignittel
A toxikus fémek feldúsulása a talajban természetes és antropogén hatásra következhet be. Az antropogén hatások gyorsan és drasztikusan változtatják meg a talaj összetételét, tulajdonságait és módosítják funkcióit.
A remediációs technológiafejlesztés első lépéseként talajinkubációs modellkísérletekben vizsgálta a visontai lignit nehézfémstabilizáló hatását (Cr, Pb, Zn fémekre), hatásmechanizmusát; a lignit és a nehézfémek talajéletre gyakorolt hatását invertáz enzimaktivitással, FDA analízissel, CFE módszerrel, és PLFA analízissel értékelte.
Eredmények:
Az eredmények alapján a lignit képes volt immobilizálni a Cr-t, az Pb-t és a Zn-t. A lignit nem növelte a kelátképző csoportok jelenlétére utaló Hargitai szerinti humuszminőségi stabilitási koefficiensek értékeit, de növelte a modell-talaj kationkicserélő kapacitását, és a fémsók jelenlétében a kémhatását, így csökkentve a fémek mobilitását.
A lignit az Pb-t a kémhatás növelésével, a Cr-t és a Zn-t a kémhatás és a kationkicserélő kapacitás növelésével immobilizálta.
Lignit ammónium-nitrogén megtartó képessége
Lignit minták ammónium-nitrogén megkötő képességét vizsgáltuk. Első lépésként lignitből és fermentléből eltérő arányú keverékeket képeztünk. A cél a legnagyobb fermentlé mennyiség meghatározása volt, ami lignittel még szilárd állagú elegyet képez.
Keverési arányok:
• Lignit – fermentlé keverék: legfeljebb 33% fermentlé (2:1 arány)
• Szárított lignit – fermentlé keverék: maximum 50% fermentlé (1:1 arány)
Szárítási eredmények
14 nap szárítást követően a lignit-fermentlé 2:1 arányú keverék 40% szárazanyag tartalma 92%-ra, további 18 nap szárítás után 94,5%-ra nőtt. Az ammónium-nitrogén koncentrációja 1958 mg/kg-ról 3201 mg/kg-ra emelkedett, majd 2881 mg/kg-ra mérséklődött.
Jelentős irritáló szaghatás-csökkentés tapasztalható!
Sóoldat átszűrése lignit poron – szikes területek javítása
Kiinduló koncentráció: 4 g/L-es NaCl oldat
| Minta szám | Körülmények | Maradék koncentráció | Mennyiség |
|---|---|---|---|
| 1 | Oldat szűrése szűrőpapíron | 2,7 g/L | 1 L |
| 2 | 1 g finom lignitpor szűrőpapírra helyezve | 1,25 g/L | 0,5 L |
| 3 | 4 g durva lignitpor szűrőpapírra helyezve | 1,85 g/L | 0,5 L |
| 4 | 8 g durva lignitpor szűrőpapírra helyezve | 1,35 g/L | 0,5 L |
| 5 | 4 g finom lignitpor - 0,5 liter oldatban elkeverve, majd szűrőpapíron szűrve | 2,55 g/L | 0,5 L |
| 6 | 4 g durva lignitpor - 0,5 liter oldatban elkeverve, majd szűrőpapíron szűrve | 1,55 g/L | 0,5 L |
Fenntartható mezőgazdasági technológiák
A hígtrágya, biogáz trágya és egyéb szerves trágyák kezelése kulcsfontosságú eleme az Európai Unió Zöld Megállapodásának, mivel ezek a trágyák jelentős mennyiségű ammóniát, kénhidrogént és egyéb toxikus gázokat bocsátanak ki, amelyek súlyos légköri terhelést, irritáló szaghatást és állategészségügyi problémákat eredményeznek.
Továbbá a túlzott és okszerűtlen, egyoldalú műtrágyahasználat rombolja a talaj szerkezetét és a talajok szélsőséges kémhatásához vezet, ami a hatóanyag veszteségeken túl, jelentős nitrát kimosódást és a foszfor túlzott jelenlétét, továbbá a talajok és vizek szennyeződését okozzák.
Fenntartható megoldások a lignittel:
• Lassú feltáródású műtrágyák előállítása lignit alapon
• Híg fázisú biomasszák, trágyák lignittel történő kezelése
• Komposztálási megoldások lignit adalékkal
• Huminsavak mezőgazdasági felhasználása lignitből kivonva
Összegzés
A lignit mezőgazdasági alkalmazása komplex megoldást kínál a modern mezőgazdaság előtt álló kihívásokra. A talajjavítástól kezdve az üvegházhatású gázok csökkentésén át a nehézfémek immobilizálásáig számos területen bizonyítottan hatékony eszköz.
A fenntartható mezőgazdasági gyakorlatok bevezetése és a lignit innovatív felhasználása hozzájárul az Európai Unió klímavédelmi céljainak eléréséhez, miközben javítja a mezőgazdasági termelés hatékonyságát és a talajok hosszú távú termékenységét.