Mi a lignit?

LIGNIT

A lignit, más néven lágy barnakőszén a felszínen elpusztult növényzet anyagából keletkezett üledékanyag.
A növényi anyagokból éghető szerves üledékes kőzet keletkezése, a szenek képződése - a növényi eredetű anyag bomlása és felhalmozódása - a levegőtől többé-kevésbé elzárt környezetben, korlátozott bomlás, rothadás során következik be a Föld felszíne alatt, betemetődve. A kőszénképződés földtani folyamata során, amit szénülésnek vagy karbonizációnak neveznek, a szervesanyag felhalmozódása, kőzetté válása, az anyag kémiai átalakulása, a szénatomok relatív dúsulása, az oxigén-, hidrogén- és nitrogéntartalom fokozatos csökkenése megy végbe.

A szénképződés kezdeti szakasza a biokémiai szénülés, amelyben mikroorganizmusok végzik a szerves anyag lebontását. Ekkor a növényi lignin, cellulóz és proteinek huminsavakká alakulnak. [Hartai, 2011] A szénülés során az elhalt növényi anyag átalakul tőzeggé. Ez a folyamat Földünk számos pontján ma is végbemegy. A tőzeg elöregedett állóvizekben, lápokban keletkezik, ahol az elhalt növényvilág - tőzegmoha, sás, nád, faanyag, kéreg-és levél, gyantaszemcsék, pollen - nagy tömege a vízszint alatt korhadni nem tud, és baktériumok közreműködésével lassú bomlás során tőzeggé alakul. A szénülés legalacsonyabb fokán álló tőzeg, növényi szárak, rostos laza szövedékéből áll. A pleisztocén, illetve holocén korban keletkeztek hazai tőzegelőfordulásaink.

A szénülés következő stádiumában, a földes és fás lágy barnakőszenekben a növényi részek - évgyűrűk, ágtöredékek, terméstöredékek stb. - gyakran még jól felismerhetők, ezt a szénféleséget nevezzük lignitnek. A tőzeg akkor tud továbbfejlődni lignitté majd kőszénné, ha az adott terület lassú süllyedése miatt további üledékek halmozódnak fel rajta. Ekkor a tőzeg a nyomásnövekedés miatt nagymértékben tömörül, és vize nagy részét elveszíti. [Hartai, 2011]

A fokozatos betemetődés miatt az évmilliók során a növekvő nyomás- és hőmérsékletviszonyok a növényi szerkezet eltűnik, és kemény barnakőszén jön létre. A szénülés még későbbi szakaszában a huminsavak szétbomlanak, metán szabadul fel, ekkor keletkezik a feketekőszén és az antracit. Ez a geokémiai szénülés folyamata, melynek előrehaladását nem csak a földtörténet során eltelt idő, hanem a felhalmozódás és a képződés körülményei is befolyásolják.

A földtörténet korábbi időszakaiban a lápi növényzet levegőtől elzárt felhalmozódása és bomlása, valamint éghető kőzetté alakulása sokkal nagyobb tömegben zajlott le, mint manapság. Egyes földtani időszakokban (karbon, jura, kréta, paleogén és neogén), bizonyos területeken a mocsári növényzet nagymértékben elterjedt, s anyagukból nagy kiterjedésű és vastagságú kőszéntelepek keletkezhettek. Hazai viszonylatban ilyen a mecseki jura korú feketekőszén, vagy a dunántúli eocén korú barnakőszenek (pl. Dorog, Tatabánya).

Hazai lignitelőfordulásaink geológiai léptékkel mérve fiatalok, csupán 6-8 millió évesek (késő miocén korúak). Legnagyobb mennyiségben Észak-Magyarországon fordulnak elő lignittelepek, az Alföld medencéjének északi peremén, a Cserhát, a Mátra és a Bükk déli előterében. (Püspöki et al., 2018). A Mátra- és Bükkalján a lignitbányászat több évtizedes múltra tekint vissza, kisebb, helyi léptékű ipari hasznosítása ugyanakkor már a XIX század vége óta ismert.

A mai Alföld medencéjének területét ekkoriban az ún. Pannon-tenger (vagy -tó) borította. A lignit anyaga ennek mocsaras partjain élő növényzetéből jött létre, főként mocsári ciprusokból és fenyőfélékből, valamint éger-, tölgy-, bükk-, platán- és juharfajokból, cserjékből, sásból, nádból és kákából. (Juhász, 1987)

Hivatkozások
Hartai Éva: Geológia (2011)
Juhász Á.: Évmilliók emlékei (1987)
Püspöki Z. (főszerk.), Debreczeni Á., Fancsik T., Hámorné Vidó M., Zelei G. (szerk.) : A hazai szénvagyon és hasznosítási lehetőségei ( 2018)

A talaj szerves anyagának ésszerű kezelése olyan gyakorlatok révén, mint a szerves trágyák használata, a komposztálás és a csökkentett talajművelés, nemcsak a mezőgazdasági terméshozamot növeli, hanem a környezetre is pozitív hatással van. Tanulmányok kimutatták, hogy a szerves gazdálkodás magasabb nitrogénfelhasználási hatékonysághoz, jobb talajminőséghez és megnövekedett talajszerves széntartalomhoz vezet, elősegítve a fenntartható mezőgazdaságot (Toda et al. 2023). Ezenkívül megállapították, hogy a csökkentett talajművelés és a szerves anyagok felhasználása együttesen növeli a talaj stabilitását, szerves széntartalmát és elősegíti a talaj aggregátumok kialakulását, hozzájárulva a talaj egészségének és fenntarthatóságának javításához (Panagea et al. 2022). Továbbá az integrált talaj-növénygazdálkodási rendszerek bizonyítottan növelik a terméshozamot, a talaj szerves széntartalmát és elősegítik a jótékony baktériumközösségek kialakulását.

A talaj szerves anyagának kezelése mind a termelékenység, mind a környezeti egészség szempontjából fontos (Li, Kumar 2023). Összességében a talaj szerves anyagának megfelelő kezelési gyakorlatok révén történő fenntartása elengedhetetlen a fenntartható termelési rendszerek, a talajminőség javítása, a biológiai sokféleség megőrzése és a talaj ökoszisztémáira gyakorolt negatív hatások enyhítése szempontjából (Das et al. 2022).

Humusz jelentősége a talajban

A talaj szerves anyagának gazdag forrásaként a humusz fontos szerepet játszik az élő szervezetek, beleértve az ember egészségében. Számos fontos egészségügyi szempont kapcsolja össze a humuszt az élő szervezetek számára nyújtott előnyökkel: Tápanyagforrás: A talajban lévő humusz természetes tárolója a makro- és mikrotápanyagoknak, amelyek elengedhetetlenek az élő szervezetek megfelelő működéséhez. A talajból tápanyagokat nyerő növények gazdagodnak ezekben az anyagokban, amelyek aztán továbbjutnak a táplálékláncban. Amikor az emberek gyümölcsöt, zöldséget, gabonát és más növényi eredetű élelmiszereket fogyasztanak, ezekből a tápanyagokból profitálnak, amelyek kulcsfontosságúak az egészség és a megfelelő testfunkciók fenntartásában.

Vízmegtartás: A talajban található humusz képes megőrizni a vizet. A talaj vízmegtartó képessége befolyásolja a növények vízhez jutását, és ezáltal azok egészséges növekedését és a terméshozamot.A talajerózió csökkentése: A humusz a talaj szerkezetének fenntartásában és az erózió csökkentésében is fontos szerepet játszik. A szerves anyagok jelenléte által támogatott erős talajszerkezet megvédi a talajt a szél és a víz okozta eróziótól. A humusz természetes ragasztóként működik, és az erózióval szemben ellenállóbb talajaggregátumokat hoz létre. A talajerózió csökkentése elengedhetetlen a talaj termékenységének fenntartásához, valamint az egészséges növénytermesztés és élelmiszertermelés támogatásához.

A huminsavak és hasznos tulajdonságaik tudományos kutatásának nagy hagyománya van. Az elmúlt évszázad során a huminsavak felhasználása meghonosodott többek között a mezőgazdaságban, az orvostudományban és a környezetvédelemben.

A hazai lignitelőfordulásokon a mezőgazdasági felhasználásra alkalmas lignitrétegek az alapanyag bioaktivitása szempontjából kulcsfontosságú alacsony szennyezőanyag-tartalom és a magas oxidációs szint figyelembe vételével kerülnek kiválasztásra, és rendszeres ellenőrzésre.

A szerves anyagok bomlása egy létfontosságú folyamat, amely energiát biztosít a mikrobiális növekedéshez és szénatomokat a sejtanyagok képződéséhez, kiemelve annak alapvető szerepét a tápanyagok körforgásában és a talajminőség javításában. Ezenkívül a szerves szilárd hulladékok hasznosítása olyan technikákkal, mint a szilárd fázisú fermentáció, bizonyítja a szénalapú hulladékok értékes termékekké történő átalakításának lehetőségét, hangsúlyozva a szerves anyagok hatékony kezelésének fontosságát a környezeti és egészségügyi kockázatok csökkentése érdekében (Reddy 2016).

Ezzel szemben a humusz a szerves anyagok talajban történő bomlásának fejlettebb stádiuma. Ez a szerves anyagok stabil formája, amely a szerves anyagok mikroorganizmusok és abiotikus tényezők, például hőmérséklet, nedvesség, pH és oxigén hatására történő lebomlásának és átalakulásának eredménye. A humusz stabilabb és fenntarthatóbb, mint a nyers szerves anyagok. Sötétbarna színe és jellegzetes illata jellemzi, és jól fejlett szerkezete van.

A szerves anyag és a humusz közötti fő különbség a bomlás és a stabilitás mértéke (Makan 2022; Vikram et al. 2022). A szerves anyag hajlamosabb a bomlásra, és a környezeti feltételek függvényében változhat, ami idővel kevésbé stabilvá teszi. Ezzel szemben a humusz rendkívül tartós és ellenáll a további bomlásnak, ami hosszú távú jelenlétét eredményezi a talajban (Lanno et al. 2022). A humuszanyagokból álló humusz döntő szerepet játszik a talaj minőségének és termékenységének javításában, mivel javítja a vízmegtartó képességet, a talaj szerkezetét, a mikrobiális aktivitást és a növények tápanyagfelvételét. A humusz stabilitása lehetővé teszi, hogy lassú felszabadulású szén- és energiaforrásként szolgáljon a talaj mikroorganizmusai számára, hozzájárulva a talaj ökoszisztéma általános egészségéhez és termelékenységéhez.

A humusz elengedhetetlen a talaj egészségéhez és az ökoszisztéma működéséhez. Fontos szerepet játszik a talajszerkezet javításában, mivel talajaggregátumokat képez, és növeli a vízáteresztő képességet és a tápanyag-visszatartást. Ezenkívül a humusz tápanyag-tárolóként is működik a növények számára, ellátva őket az alapvető tápanyagokkal. Fontos szerepet játszik a talaj pH-értékének szabályozásában és a növények növekedéséhez optimális feltételek fenntartásában is. Röviden: a szerves anyag egy általános kifejezés, amely a talajban található szerves anyagokra utal, míg a humusz a szerves anyagok bomlásának egy fejlettebb stádiuma, amelyet stabilitás és a talajra és növényekre gyakorolt jótékony hatások jellemeznek.

Huminsavak és forrásaik

A huminanyagok minden talajban és vízben megtalálhatók, és növényi bomlástermékekből képződnek. Extrakcióval huminra, huminsavra és fulvosavra bonthatók. Sóikat humátoknak és fulvátoknak nevezik. Fő frakcióként a huminsav képezi a humusz biológiai központját.

A biológiai központ és a természet fő része huminanyagokat képeznek, amelyek viszont huminsavra és fulvosavra oszlanak. A huminsavak kiváló természetes és szerves módot kínálnak arra, hogy a növényeket és a talajokat koncentrált adagban lássák el esszenciális tápanyagokkal, vitaminokkal és nyomelemekkel. Ezek összetett molekulák, amelyek természetesen előfordulnak talajban, tőzegben és lignitben, valamint az óceánokban és édesvízben.

MIRE KÉPESEK A HUMINSAVAK

2.1. Fizikai előnyök

A huminsavak fizikailag megváltoztatják a talaj szerkezetét:

• Javítják a talaj szerkezetét azáltal, hogy megakadályozzák a nagy víz- és tápanyagveszteséget könnyű, homokos talajokban. Ugyanakkor a bomlási folyamatok révén új termékenységet adnak a talajnak. Nehéz, tömör talajban javítják a levegőztetést és a vízvisszatartást, ami jelentősen megkönnyíti a termesztési feltételeket.
• Megakadályozzák a talaj repedezését, a felszíni víz lefolyását és a talajeróziót a kolloidok kötőképességének növelésével.
• Segítik a talaj fellazítását, ami jobb levegőztetést és bedolgozhatóságot eredményez.
• Növelik a talaj víztartó képességét, és ezáltal növelik a száraz időszakokkal és aszályokkal szembeni ellenálló képességét.
• Sötétítik a talaj színét, és így elősegítik a napenergia nagyobb felszívódását.

2.2. Kémiai előnyök

A huminsavak kémiai hatással vannak a talaj megkötő képességei tulajdonságaira:

• Semlegesítik a savas és lúgos talajokat egyaránt, vagyis szabályozó hatással vannak a talaj pH-értékére.
• Növelik és optimalizálják a tápanyagok és a víz felszívódását a talajból a növénybe.
• Növelik a talaj pufferkapacitását.
• Lúgos körülmények között a fémionok természetes kelátképzőjeként működnek, és elősegítik azok gyökerek általi felvételét.
• Gazdag szerves és ásványi anyagokban, amelyek alapvető szerepet játszanak a növények növekedésében.
• A vízben oldódó szervetlen műtrágyákat a növény gyökérterületén tartják, és így csökkentik azok kimosódását a talajvízbe.
• Rendkívül nagy kationcserélő kapacitással rendelkeznek.
• Elősegítik a tápanyagok (N, P, K, + Fe, ZN és egyéb nyomelemek) növények számára elérhető formákká történő átalakulását.
• Növelik a növény nitrogénfelvételét.
• Csökkentik a foszfor Ca, Fe, Mf és Al reakcióját, és szabad és kedvező formában bocsátják a növény rendelkezésére. Ez különösen az ásványi műtrágyák hatékonyságát növeli jelentősen.
• Eltávolítják a szén-dioxidot a kalcium-karbonátból a talajból, és lehetővé teszik a fotoszintézisben való felhasználását.
• Hatékonyak a kultúrnövények gyakori vashiányos betegségére, a klorózisra (whitewash).
• Csökkentik a mérgező anyagok elérhetőségét a talajban.

2.3. Biológiai előnyök

A huminsavak biológiailag serkentik a növény és a mikroorganizmusok aktivitását a talajban:

• Serkentik a növényi enzimeket és fokozzák azok termelését.
• Szerves katalizátorként működnek számos biológiai folyamatban.
• Serkentik a talaj kívánatos mikroorganizmusainak növekedését és szaporodását.
• Növelik a növény természetes ellenálló képességét a betegségekkel és a rovartámadásokkal szemben.
• Serkentik a gyökérnövekedést, különösen függőlegesen, és jobb tápanyagfelvételt tesznek lehetővé. Javul a gyökérlégzés és a terjedés.
• Elősegítik a klorofill, cukrok és aminosavak képződését a növényekben, és támogatják a fotoszintézist. Növekszik a növény vitamin- és ásványianyag-tartalma.
• Erősítik a gyümölcsök sejtfalát, ami pozitívan befolyásolja tárolásukat és eltarthatóságukat.
• Növelik a magvak csírázási sebességét és életképességét.
• Serkentik a növények növekedését (több biomasszát) azáltal, hogy felgyorsítják a sejtosztódást és a gyökérrendszer fejlődését, ami a betakarításkor magasabb szárazanyag-tartalmat eredményez.
• Javítják a termés minőségét; mind a vizuális megjelenés, mind a tápanyagtartalom tekintetében.

A tápanyagok optimális felhasználása

Hatás különböző talajtípusokra

További speciális alkalmazások

Száraz talajok

A huminsavak növelik a talaj víztartó képességét, így száraz időben is víz áll a növények rendelkezésére. Ez megakadályozza a növények szárazság okozta stresszhelyzeteit, és egyben csökkenti az értékes víz felhasználását.

Peszticidekkel, gyomirtókkal és gombaölő szerekkel szennyezett talajok

A huminsavak növelik a peszticidek, gombaölők és gyomirtó szerek hatékonyságát és megkötik azok káros maradványaikat.

3. A HUMINSAVAK ÖKOLÓGIAI ELŐNYEI

A huminsavak ökológiai előnyei sokrétűek: jövedelmező és hatékony megoldásokat kínálnak az ökológiai problémákra, miközben védik és megóvják a környezetet.

3.1 Nitrát kilúgzás

A magas huminsav tartalmú talajok alacsony nitrát kimosódást és optimális tápanyag-hatékonyságot garantálnak. A huminsavtartalom miatt jól fejlett gyökérrendszer megakadályozza, hogy a nitrátok és a növényvédő szerek keveredjenek a talajvízzel. Emellett az alacsony nitrátszint az ökológiai gazdálkodás indikátora és előfeltétele.

A gazdálkodók gyakran több műtrágyát használnak, mint amennyit a növények fel tudnak venni. Az eredmény a nitrátok magas koncentrációja a talajban, amely később a talajvízben is megtalálható. A szennyezett víz csak bonyolult és költséges szennyvízkezelési eljárással tisztítható.

3.2 Túlzott sótartalom

Másodszor, a huminsavak csökkentik a káros sótartalom növekedésének problémáját a vízben oldódó ásványi műtrágyák használatakor. A huminsavak képesek csökkenteni a talaj magas sótartalmát – és ezáltal az ebből eredő mérgező hatásokat is. Ez mindenekelőtt az ammóniát tartalmazó műtrágyák NH4 toxicitására vonatkozik, ami különösen fontos a fiatal növények számára.

3.3 Talajerózió

Harmadszor, a huminsavak hatékony eszközei a talajerózió elleni küzdelemnek: növelik a kolloidok megkötő képességét, javítják a gyökérrendszert és elősegítik a növények növekedését.

A leonardit és humát alapú termékeket világszerte elismert szervezetek és intézmények tanúsítják az ökológiai gazdálkodás területén.

4. A HUMINSAVAK GAZDASÁGI ELŐNYEI

A huminsavak keláttá alakítják a tápanyagokat, különösen a vasat, és a növények számára elérhető formában tartják a gyökerek közelében. Ez optimalizálja a növény tápanyagellátását.