Wirkungen von Urin als Düngestoff im Pflanzenbau

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1 Wirkungen von Urin als Düngestoff im Pflanzenbau A. Sasse, F. Ellmer Humboldt-Universität zu Berlin Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät Institut für Pflanzenbauwissenschaften Fachgebiet Acker- und Pflanzenbau

2 Gliederung 1 Einleitung und Zielstellung 2 Methodik und Ergebnisse 2.1 Düngewirkung 2.2 Bodenbiologie 2.3 N-Emmisionen 3 Schlussfolgerungen

3 1 Einleitung Stickstoffpotentiale aus Urin am Beispiel Berlins Faktor/(Quelle) Einheit Wert Einwohnerzahl (Statistisches Landesamt 2005) Durchschnittlicher Urinanfall pro Kopf und Tag (Ciba Geigy 1977) l d -1 1,25 Durchschnittlicher Stickstoffgehalt (N t) (Larsen & Gujer 1996) Durchschnittlicher Stickstoffanfall pro Kopf g l -1 d -1 9,2 g d -1 11,50 Potentieller Gesamtanfall t a Durchschnittlich zu versorgende Fläche bei Düngung von 90 kg N ha -1 (N-Menge nach Agrarbericht Brandenburg 2004) ha

4 Gibt es Alternativen?

5 SCST- Sanitation Concept of Separate Treatment Trenntoilette Funktionsschema Fäkalien Urin Grauwasser Biogas Biogasanlage Urintank Vorklärung Düngestoff Urinablauf *gereinigtes Wasser bewachsener Bodenfilter

6 Zielstellung des Projektes Ermitteln der Düngewirkung von Urin im Vergleich zu konventionellem Mineraldünger Bewerten der Wirkungen von Urin auf die Bodenbiologie Messen der gasförmigen Ammoniakemissionen nach der Applikation

7 Standort: Berlin-Dahlem, Bodenart schluffiger Sand Vergleich von Wachstumsparametern und Ertrag nach Düngung mit Mineraldünger und Urin Düngevarianten: Wiederholungen: 4 Kontrolle, ungedüngt (2x) 50 kg N ha -1 Mineraldünger 50 kg N ha -1 Urin 100 kg N ha -1 Mineraldünger 100 kg N ha -1 Urin 150 kg N ha -1 Mineraldünger 150 kg N ha -1 Urin Fruchtarten: Winterraps, Winterroggen, Sommerweizen

8 2.1 Düngewirkung bei Winterraps 30 Samenertrag 27, ,2 21,2 24,4 24,2 24,2 dt ha , Kontrolle M 50 U 50 M 100 U 100 M 150 U 150 Varianten: M-Mineraldünger U-Urin, in kg ha -1 N, Grenzdifferenz 5%: 3,3 dt ha -1

9 2.1 Düngewirkung bei Sommerweizen 40 Kornertrag 35 dt ha ,5 28,9 32,3 33,6 36,1 33, ,2 5 0 Kontrolle M 50 U 50 M 100 U 100 M 150 U 150 Varianten: M-Mineraldünger U-Urin, in kg ha -1 N, Grenzdifferenz 5%: 7,8 dt ha -1

10 2.1 Düngewirkung - Rohprotein 18 Rohproteingehalt von Sommerweizen ,8 12,7 14,5 14,6 15,6 15,6 % , Kontrolle M 50 U 50 M 100 U 100 M 150 U 150 Varianten: M-Mineraldünger U-Urin, in kg ha -1 N, Grenzdifferenz 5%: 0,65%

11 2.2 Bodenbiologie Regenwürmer sind sensible Indikatoren für den bodenbiologischen Zustand. Laborversuch Durchgeführt im Februar 2005 Standardisierte Fluchttests mit Boden und unterschiedlichen Einwirkzeiten von Urin 5 Wiederholungen mit je 20 Tieren (Eisenia fetida)

12 2.2 Bodenbiologie Regenwurmversuch in Labor Kontrolle Urin vor 1 Tag eingemischt Urin vor 14 Tagen eingemischt Urin vor 28 Tagen eingemischt

13 2.2 Bodenbiologie Regenwurmversuch im Labor Verteilung von Regenwürmern Eisenia fetida nach zeitversetzter Urinapplikation im Laborversuch Wiederholungen Kontrolle 1 Tag nach Applikation Varianten 14 Tage nach Applikation 28 Tage nach Applikation Gesamt Ergebnisse: Boden mit frisch eingemischtem Urin wurde gänzlich gemieden; Bereits nach zwei Wochen wird das Substrat wieder angenommen.

14 2.2 Bodenbiologie Felduntersuchungen Beprobung der Feldversuchs-Varianten Winterroggen mit 150 kg ha -1 N aus Mineraldünger und Urin sowie der Kontrolle Ausheben von insgesamt 1 m² Boden je Variante, 20 cm tief, geteilt in 8 Wiederholungen Austrieb der Würmer tiefer als 20 cm mit Formalin-Lösung (0,1 %) Auszählen von juvenilen, adulten Tieren und Kokons

15 3 Methodik und Ergebnisse 3.3 Bodenbiologie Regenwurmuntersuchung im Freiland Arten Abundanz von Regenwürmern der Gattungen Aporrectodea und Allolobophora nach unterschiedlicher Düngung Mai Kontrolle Urin Mineraldünger Oktober Kontrolle Urin Mineraldünger A. caliginosa A. chlorotica A. icterica A. species A. longa Anzahl gesamt 28 11* Abundanz (Tiere je m²); * Dunnet-Test, einseitig, p=0,013 März: Hohe Varianz aber deutliche Vermeidung der mit Urin gedüngten Parzellen Oktober: Keine Unterschiede zwischen den Varianten

16 2.3 Messung der Ammoniakemission Messung der gasförmigen Ammoniak-Emissionen unter Gashauben Simulation des Luftstroms durch Vakuum-Pumpe Messen der NH 3 -Konzentrationen mittels Multigas-Monitor 4 Hauben Räumliche Wiederholungen Messungen zu verschiedenen Terminen mit unterschiedlichen Applikationsmengen

17 2.3 Messung der Ammoniakemission 2,5 Durchschnittliche Ammoniak-Emissionen nach Applikation von Urin mit 150 kg N ha -1 Ammoniak Emissionen in kg N ha -1 h ,5 1 0,5 0 Gesamt NH 3 Emission: 14,9 kg ha -1 N => 9,9 % : : : : : :00 Zeit

18 3 Zusammenfassung In Freilandversuchen hat Urin nahezu die gleiche Ertragswirkung wie Mineral-N-Dünger (KAS). Regenwürmer meiden Boden nach Urinapplikation. Nach einem Monat ist dieser Effekt nicht mehr feststellbar. Nach Urinapplikation treten kurzfristig NH 3 -Emissionen auf, mit denen an einem Tag bis zu 10 % der applizierten N-Menge in die Atmosphäre abgegeben werden. FAZIT: Urin ist als Düngestoff für landwirtschaftliche Nutzpflanzen prinzipiell geeignet.

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