Mi a bio-szén és mire jó?

A bioszén a különféle biomasszák oxigén kizárása mellett történő hevítésének terméke. Különféle szerves anyagok, például faágak, aprítékok, mezőgazdasági maradványok, hulladékok és akár szennyvíziszap is felhasználhatók a bioszén előállításához alapanyagként.

A bioszén egy szénben gazdag anyag, amely jelentősen javíthatja a talaj termőképességét és egészségét, különösen, ha eredendően nem túl termékeny. A bioszén előnyei közé tartozik például a talaj víz és a tápanyag megtartó képességének javítása, a talaj savasságának csökkentése, a nem kívánt szennyeződések megkötése, valamint a jótékony talajbiológia támogatása (humusz képződés elősegítése).

A bioszén évszázadokig is megmarad a talajban. Az Amazonas mentén élő civilizációk is már jól ismerték ezt a módszert és bioszenet kevertek a rossz minőségű trópusi talajjal. Így hozták létre a Terra Pretát („feketeföld”), amely mind a mai napig rendkívül termékeny talajt eredményezett (tartós hatás).

Környezeti szempontból fontos tudnunk azt is, hogy a bioszén előállításával széndioxidot (CO₂) vonunk ki a légkörből és azt szén, illetve szerves anyag formájában (humusz) a talajban tároljuk.

Miért működik a bioszén?

A bioszén jótékony tulajdonságai a fizikai és kémiai adottságaiból fakadnak.

A bioszén felépítése:

A bioszén jellemzően növényi eredetének köszönhetően pórusos szerkezetű, rendkívül nagy felületű anyag, 1 gramm bioszén felülete kb. 2000 négyzetméternek felel meg. Ez lehetővé teszi, hogy a bioszén nagy mennyiségű vizet és tápanyagot szívjon fel magába. A bioszén könnyű és kis sűrűségű anyag, amely javítja a talaj szerkezetét és csökkenti tömörségét (talaj lazítás).

A bioszén kémiai szerkezete:

A bioszén kémiailag főként gyűrűs szénatomokból épül fel, amelyek szorosan egymáshoz kapcsolódnak és rendkívül stabil szerkezetet alkotnak, elkerülve ezzel a szén kijutását a légkörbe CO₂ formájában. (Egyes vizsgálatok a Terra Preta esetében 500-7000 évvel ezelőtt keletkezett szenet azonosítottak). 

Szerencsés tulajdonsága a bioszénnek, hogy a felülete negatív töltésű, ami lehetővé teszi, hogy az anyag megkösse a pozitív töltésű vegyi anyagokat, mint például tápanyagokat vagy akár a szennyeződéseket. A bioszén nagy felülete mellett ez a tulajdonsága is hozzájárul a magas „kationcserélő” képességhez. Ez a tulajdonság azt segíti, hogy a növény több tápanyaghoz (kálium, kalcium, ammónium) juthasson.

Hogyan javíthatja a bioszén a talaj egészségét?

A bioszén fizikai és kémiai szerkezete lehetővé teszi, hogy számos helyen alkalmazzák az agráriumban. Ugyanazok a tulajdonságok, amelyek a bioszenet talajjavító hatásúvá teszik, a csapadékvíz megkötésében is hatékonnyá teszik. 

A bioszén felhasználásának néhány jellemző területe:

• A bioszén növeli a talaj tápanyag- és vízvisszatartását

A bioszén megköti a talajban lévő tápanyagokat, például a káliumot, kálciumot és megakadályozza azok kimosódását a talajból, növelve a növények számára történő elérhetőségüket. Míg a bioszénnek ez a tulajdonsága leginkább az alacsony tápanyagtartalmú vagy alacsony szervesanyag-tartalmú talajoknak kedvez, a jobb tápanyagmegtartás csökkenti a műtrágyafelhasználást és a műtrágya kioldódását is. Ez lehetővé teszi a műtrágyaköltségek csökkentését, miközben javítja a növények terméshozamát. A bioszén nagy porozitása miatt képes megtartani a talajvizet, ami különösen hasznossá teszi olyan esetekben, ahol kevés a csapadék, az öntözés drágán oldható meg, vagy a gazdálkodás rossz víztartó képességű talajokon, például homokos, kavicsos talajon folyik.

• A bioszén jótékony talajbiológiának ad otthont

A bioszén porózus szerkezete biztonságos és tágas élőhelyet biztosít a talaj biológiai értékét adó jótékony mikrobák számára, megvédi őket a káros talajviszonyoktól, miközben biztosítja a szaporodásukhoz szükséges tápanyagokat. A talaj biológiai diverzitása növeli annak humusz tartalmát, ezen keresztül termőképességét, azaz végső soron a földterület gazdasági értékét.

• A bioszén mérsékelheti a talaj savasságát

A bioszén negatív felületi töltésének következtében megköti a talajban előforduló hidrogénionokat (protonokat), így csökkentve a talaj savasságát (növeli a pH-t). A talaj pH-értékének növelése csökkenti a savas környezetben oldódó és a növényekre potenciálisan mérgező fémek, például az alumínium szintjét is. Ezek a káros fémionok a bioszénhez is hozzátapadnak, tovább csökkentve koncentrációjukat a talajban.

• A bioszén fertőtlenítheti a talajt és a vizet

A bioszén a talajjavító tulajdonságain túl kiválóan alkalmas a talaj toxicitásának csökkentésére (bioremediáció). A bioszén megköti a nehézfémeket, például az ólmot és a kadmiumot, megakadályozva, hogy a növények felvegyék azokat, valamint megkötik a talajban a nem kívánt vegyszereket. Ez különösen alkalmas szennyezett környezetben található talajra, amely nagyobb koncentrációban tartalmazhat nehézfémeket. A bioszén víz kezelésére is használható, mivel képes megkötni a káros szerves molekulákat és a fertőtlenítőszer-maradványokat is.

• A bioszén javíthatja a talaj fizikai tulajdonságait

Mivel a bioszén alacsony sűrűségű és nagy felületű, javíthatja a talaj textúráját és szerkezetét, ezzel elősegítve a növények gyökerének oxigénhez jutását. Például a bioszén csökkentheti a talaj sűrűségét, ami hasznos lehet erősen kötött talajok esetén. A talaj porozitásának növelésével a bioszén a víz beszivárgását is növelheti a talajba. A bioszén a talajrészecskék aggregálódását is elősegítheti, ami finom szerkezetű talajok, például homokos talajok esetén hasznos, amelyeket esetleg stabilizálni kell a csapadék és a vízmozgás ellen. Ez javítja a talaj szerkezetét is, így fokozva a növények tápanyag- és vízfelvételét.