Kompost, Hygiene und Pflanzenschutz D- Freising, jf,

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1 Kompost, Hygiene und Pflnzenschutz D- Freising, jf, Reserch Institute of Orgnic Agriculture Forschungsinstitut für iologischen Lndu Institut de recherche de l griculture iologique Kompost / Gärgut: Hygienerisiko oder iologisches Pflnzenschutzmittel? Einfluss von Kompost (und Gärgut) uf die Bodenfruchtrkeit Unterschied Kompost /Gärgut Wirkungen von Kompost uf Bodeneigenschften Kompost gegen Krnkheiten Kompost / Gärgut: Hygienerisiko oder iologisches Pflnzenschutzmittel? Jcques G. Fuchs (jcques.fuchs@fil.org) Rotteführung / Qulitätssicherung Die richtige Kompost- (und Gärgut-)nwendung Schlussfolgerungen Mist Gülle ndere orgnische Reststoffe Vergärung (mesophil) Co-Vergärung (mesophil) Vergärung (thermophil) Gärgülle flüssiges Gärgut festes Gärgut Kompost Ausringung Feldrndkompostierung Dreieckmieten für ländliche Gegenden, vor llem für Grtenureststoffen, Mist, für Grtenureststoffen, Mist, Rüstfällen, reltiv feine Struktur der Anfngsmischung meist Intensivrotte (Prozessduer 2-3 Monte) 1

2 Kompost, Hygiene und Pflnzenschutz D- Freising, jf, Tfelmiete Boxkompostierung für Grtenureststoffen, Mist, Rüstfällen, reltiv groe Struktur der Anfngsmischung mittlere Intensität des Prozesses (Prozessduer 6-12 Monte) +/- utomtische Prozessführung pltzsprend knn geschlossen werden, mit Behndlung der ustretenden Gzen Hllekompostierung CO-Vergärung geschlossene Systeme mit Behndlung der ustretenden Gzen pltzsprend für städtische Geieten gut geeignet Behndlung von Mist/Gülle mit nderen orgnischen resten meist mesophyl für ländliche Geieten (durch Lndwirten getrieen) Industrielle Vergärung Box-Vergärung für industrielle orgnische Reststoffen, Rüstresten, Speiseresten, meist in stätischen Geieten meist thermophil industrielle Anlgen, meist in stätischen Geieten strukturreiche Anfngmischung meist mesophyl 2

3 Kompost, Hygiene und Pflnzenschutz D- Freising, jf, Mit vielen Systemen knn mn gute Komposte produzieren, er mit llen Systemen knn mn schlechte Komposte erzeugen! Ws knn mn kompostieren Theoretisch lle orgnische Reststoffe Nicht jeder ist jedoch einfch zu hndhen, leicht ur und nicht mit Schdstoffen oder Krnkheitserregern verseucht Die orgnische Reststoffen sollen für den Behndlungssystem geeignet sein Je nch Behndlungssystem müssen gewisse Reststoffen vorehndelt werden (z.b. Psteurisierung von Speiseresten vor mesophyler Vergärung) Die Anfngsmischung ist einen wesentlichen Fktor des Erfolges Eignung für die eroe oder neroe Verreitung (ero) zunehmende Feuchtigkeit zunehmender Strukturnteil Vergärung (nero) Bum- und Struchschnitte Ländliche Grünfuhr Städtische Grünfuhr Küchen- und Speisefälle Gststättenfälle Schlchtfälle Die Mikroorgnismen der Die Mikroorgnismen der Die Bkterien ero / nero sehr ktiv m Anfng der Rotte verntwortlich für die «Heissrotte» Pilze Aktinomyceten Bkterien können Lignin (Holz) nicht effizient uen 3

4 Kompost, Hygiene und Pflnzenschutz D- Freising, jf, Die Mikroorgnismen der Die Pilze Die Mikroorgnismen der Die Aktinomyceten (Strhlenpilze) ero Au ligninhltiger Mterilien Bildung stiler Krümel können Sustnzen uen, welche weder durch Bkterien noch durch Pilze geut werden können (z.b. Chitin) verntwortlich für den Au schwerurer Stoffe Reifungsphse : Rotteluf Auphse intensive mikroiologische Aktivität Temperturnstieg strker Volumenverlust ntürliche Hygienisierung Reifungsphse Humusildung Entwicklung positiver Eigenschften der Komposte Entwicklung der Rotteprmetern während der Tempertur [ C] szeit Entwicklung der Rotteprmetern während der Luftzusmmensetzung Entwicklung der Rotteprmetern während der Orgnische Sustnz 8 Volumenprozente 2 Suerstoff 1 Kohlendioxid szeit Grphik: Dr. U. Glli OS [% n TS] szeit Grphik: Dr. U. Glli 4

5 Kompost, Hygiene und Pflnzenschutz D- Freising, jf, Entwicklung der Rotteprmetern während der Nmin-Formen Entwicklung der Rotteprmetern während der ph-wert NH 4 + -N NO 2 - -N NO 3 - -N 9 N min. [mg kg -1 TS] szeit Grphik: Dr. U. Glli ph szeit Grphik: Dr. U. Glli Entwicklung der Rotteprmetern während der Bildung unerwünschter Stoffe während der Rotte Schwermetlle: ndere chemische Verindungen:??? Krnkheitserreger und Unkrutssmen: Endprodukt: Kompost orgnischer Düngung Veresserung der Bodenstruktur iologischer Pflnzenschutzprodukt Kompost ist kein Afll! Die Tempertur ist ein wichtiger Fktor ei der ntürlichen Hygienisierung während der Vergärung und der. Chemische Rektionen sowie iologischen Prozessen spielen jedoch uch eine wichtige Rolle ei der Atötung von Erregern und Unkräuter Die Üerleungsfähigkeiten von verschiedenen Erregern und Unkräuter vriieren strk Wichtig in Bezug uf die Hygienefrge von Kompost/Gärgut sind nicht nur die Rotteprozess seler, sondern uch ds gnze Mngement der Anlge (is zur Produktnwendung) Kompost und Ackeru, jf, Bierch,

6 Kompost, Hygiene und Pflnzenschutz D- Freising, jf, Bei einer optimlen Prozess stiegt die Tempertur des Komposthufens. Wichtig dfür sind: Zusmmenstzung der Anfngsmischung Suerstoffzufuhr Feuchtigkeitsgehlt Ein Kompost ist ls hygienisch einwndfrei zu etrchten wenn: Tempertur der Miete >55 C während mindestens 3 Wochen, oder >65 C während mindestens 1 Wochen, oder ein nderes geeignetes Verfhren Während dieser Hitzeperiode: mehrmlige Miete-Umsetzung Keine Rekontmintion des reifen Kompostes Inktivierung von Unkräuter ei % von keimfähigen Smen nch einer Pflnze ei 35 C 45 C 55 C Chmenerion ngustifolium ( Wldweidenröschen) Mtricri discoide (strhlenlose Kmille) Po nnu (einjährige Rispengrs) Solnum nigrum (schwrze Nchtschtten) Sonchus sper (rue Gänsedistel) Stellri medi (gewöhnliche Vogelmiere) Trifolium repens (Weissklee)... Veronic persic (persische Ehrenpreis) (nch Grundy et l., 1998) Inktivierung von Rumex otusifolius ei Inktivierung von Fusrium oxysporum f.sp. melonis on vegetles residues nch Surez-Estrell et l., 23 Bei einer optimlen Prozess stiegt die Tempertur des Komposthufens. Wichtig dfür sind: Zusmmenstzung der Anfngsmischung Suerstoffzufuhr Feuchtigkeitsgehlt Ein Kompost ist ls hygienisch einwndfrei zu etrchten wenn: Tempertur der Miete >55 C während mindestens 3 Wochen, oder >65 C während mindestens 1 Wochen, oder ein nderes geeignetes Verfhren Während dieser Hitzeperiode: mehrmlige Miete-Umsetzung Keine Rekontmintion des reifen Kompostes Mindestens 24 Std. hydrulische Verweilzeit im neroen Milieu ei 53 C oder höher (= thermophil). Entspricht der Vergärungsprozess nicht den oen gennnten Ansprüchen für ein thermophiles Verfhren, knn entweder der hygienisch edenkliche Teil vor oder ds gnze Produkt (flüssiger und fester Anteil) nch der Vergärung durch ein geeignetes Verfhren hygienisiert werden Dies edeutet: Führung von regelmässigen Rottekontrollen (mit Protokollen) Gute Pltzorgnistion Gute Ordnung uf der Pltz 6

7 Kompost, Hygiene und Pflnzenschutz D- Freising, jf, Inktivierung von Unkräuter ei mesophiler Vergärung Inktivierung von Rumex otusifolius und Lycopersicon lycopersicum Test Nr. Temp. [ C] Vergärungsduer [Tg] % Keimung Rumex Lycopersicon otusifolius lycopersicum Inktivierung von Kohlhernie (Plsmodiophor rssice) Test Nr. Temp. [ C] Vergärungsduer [Tg] ohne Vergärung % krnken Pflnzen mit Vergärung Mindestens 24 Std. hydrulische Verweilzeit im neroen Milieu ei 53 C oder höher (= thermophil). Entspricht der Vergärungsprozess nicht den oen gennnten Ansprüchen für ein thermophiles Verfhren, knn entweder der hygienisch edenkliche Teil vor oder ds gnze Produkt (flüssiger und fester Anteil) nch der Vergärung durch ein geeignetes Verfhren hygienisiert werden Kurzschlüsse verhindern (Verweilzeitkontrolle) Bechtung der Suerkeit im und neen dem Betrie Humnpthogen Slmonellen und E. coli können in den thermophilen Anlgen meistens effizient eliminiert werden. Vorussetzung: die Tempertur-Verweilzeit-Komintion entspricht den Vorgen und es sind keine Kurzschlussströmungen vorhnden. Die Konzentrtionen von Enterokokken werden in thermophilen Vergärungen um c. drei Zehnerpotenzen reduziert, jedoch nicht vollständig eliminiert. Humnpthogen Die mesophilen Anlgen hen nur einen geringfügigen Einfluss uf die Menge der untersuchten Keime. Auch in mesophilen Anlgen git es keine Vermehrung der Erregern während des Prozesses. Der thermophile Prozess ht nur eine escheidene Wirkung uf die Quntität n coliformen Keimen in den Produkten. 7

8 Kompost, Hygiene und Pflnzenschutz D- Freising, jf, Humnpthogen Aus hygienischer Sicht ist thermophiles Gärgut prolemlos in llen Kulturen einsetzr. Vorussetzungen: kontrollierter Vergärungsprozess (Tempertur und Verweilzeit) keine Rekontmintion durch unschgemässe Orgnistion der Anlge Humnpthogen Die hygienischen Risiken von mesophilem Gärgut sind uf der gleichen Stufe wie die von Gülle einzustufen: Für Acker- und Futteru ist uch mesophil erzeugtes Gärgut einsetzr Für us gesundheitlicher Hinsicht heikle Kulturen (rohverzehrtes Gemüse) sind folgende Mssnhmen in Betrcht zu ziehen: Wenn möglich soll festes Gärgut nchkompostiert werden Gärgut flch einreiten, um einerseits einen rschen Au der Keime zu ermöglichen und ndererseits, um Ammonikverluste zu vermindern. In Gemüsekulturen, mit weniger ls hundert Wchstumstge und die roh verzehrt werden können, soll mesophiles Gärgut spätestens vier Monte vor Kulturnfng ngewendet werden. Einfluss von Kompost (und Gärgut) uf die Bodenfruchtrkeit Einfluss von Kompost (und Gärgut) uf die Bodenfruchtrkeit Unterschied Kompost /Gärgut Wichtigste Gärguteigenschften Mteril noch im Rotteprozess sehr mmoniumreich (vor Nchrotte) reltiv slzreich edingt pflnzenverträglich (vor Nchrotte) qulittiv vergleichr mit Mist/Gülle Anwendung von Gärgut nur zu Zeiten usringen, in denen die Pflnzen den Stickstoff ufnehmen können guter kurzfristiger Düngungseffekt (vor Nchrotte) ist uch ein gutes Sustrt für Bodenmikroorgnismen edingte Veresserung der lngfristigen Bodenhumusgehlt/-struktur Einfluss von Kompost (und Gärgut) uf die Bodenfruchtrkeit Unterschied Kompost /Gärgut Wichtigste Komposteigenschften Mteril +/- m Ende des Rotteprozesses Reltiv rm n minerlischen Stickstoff Pflnzenverträglich (je nch Reifezustnd) reltiv stile orgnische Sustnz Anwendung von Kompost knn +/- ds gnze Jhr ngewendet werden escheidener kurzfristiger Düngungseffekt gute Wirkung uf lngfristige Bodenhumusgehlt/-struktur esonders im Frühjhr uf Kompostqulität chten (Risiko von N- Blockden) Einfluss von Kompost und Gärgut uf die Bodenfruchtrkeit Wirkungen von Kompost uf Bodeneigenschften Mkro- und Mikronährstoffe Orgnische Sustnz Bodenstruktur Wsserhushlt Erosionschutz ph-wert des Bodens Einfluss uf die Bodenmikroflor 8

9 Kompost, Hygiene und Pflnzenschutz D- Freising, jf, Beeinflussung der Bodenfruchtrkeit Kompost gegen Krnkheiten Indirekte Einflüsse Mkro- und Mikronährstoffe stile orgnische Sustnz (Humus) Veresserung der Bodenstruktur Veresserung des Wsserhushltes Sustrt für odeneigenen ntgonistische Mikroorgnismen Direkte Einflüsse Kompostmikroflor eeinflusst Bodenmikroflor Kompost Kompost 1. Kompost in Kultursustrten 1. Kompost in Kultursustrten 1. Kompost in Kultursustrten 1 g. P. ultimum / l Sustrt: Pflnzenufluf [%] c c c d d d d Torf 2/3 Torf + 1/3 Kompost 1/3 Torf + 2/3 Kompost Kompost 9

10 Kompost, Hygiene und Pflnzenschutz D- Freising, jf, Kompost in Kultursustrten 1. Kompost in Kultursustrten mikroiologische Pufferung Verhinderung einer Erregerinvsion Reduktion der Krnkheitsintensität Sicherung der Setzlingsproduktion NO 2 -Gehlt [ppm im Wsserextrkt 2:1] gedämpft, ohne Kompostzuge gedämpft, mit Zuge von Kompost (1%) Tge nch Dämpfung 1

11 Kompost, Hygiene und Pflnzenschutz D- Freising, jf, Boden vor Dämpfung : leensfähige Unkrutsmen : leensunfähige Unkrutsmen : Krnklheitserreger : nützlicher Mikroorgnismus Dämpfung : leensfähige Unkrutsmen : leensunfähige Unkrutsmen : Krnklheitserreger : nützlicher Mikroorgnismus Boden nch Dämpfung : leensfähige Unkrutsmen : leensunfähige Unkrutsmen : Krnklheitserreger : nützlicher Mikroorgnismus Boden nch Dämpfung : leensfähige Unkrutsmen : leensunfähige Unkrutsmen : Krnklheitserreger : nützlicher Mikroorgnismus Boden nch Dämpfung : leensfähige Unkrutsmen : leensunfähige Unkrutsmen : Krnklheitserreger : nützlicher Mikroorgnismus unehndelt Pflnzengewicht [g/topf] [g P. ultimum /Liter Boden]: cd ef cd gedämpft d f d + 1% Kompost c e fg gh h gedämpft

12 Kompost, Hygiene und Pflnzenschutz D- Freising, jf, Bodenentgiftung Frühere Pflnzung möglich Hinderung Wiederesiedlung des Bodens mit Erregern Längere Dämpfungseffizienz 3. Kompost im Feld 3. Kompost im Feld 1 g. P. ultimum/ l Boden: Aufluf [%] c c c c c c 2 Boden ohne Kompost Boden mit Kompost 1 Woche nch letzter Ge Boden mit Kompost 1 Jhr nch letzter Ge 3. Kompost im Feld 3. Kompost im Feld Bekämpfung der Auflufkrnkheit ei Spint Kompost Kontrolle 12

13 Kompost, Hygiene und Pflnzenschutz D- Freising, jf, Kompost im Feld Bekämpfung der Kohlhernie 3. Kompost im Feld Bekämpfung der Kohlhernie Kontrolle + Kompost Kompost (1%) Sterilisierter Kompost (1%) 3. Kompost im Feld 4. Stärkung der gnzen Pflnzen Reduktion von Pflnzenkrnkheiten Je intensiver die Bodennutzung, desto deutlicher der positive Effekt der Komposte Rotteführung 4. Stärkung der gnzen Pflnzen 1 1% Kompost 8 3% Kompost 5% Kompost 6 Schutz [%] 4 c cd * cd * c c cd * c 2 e * Kompost 1 Kompost 2 Kompost 3 Kompost

14 Kompost, Hygiene und Pflnzenschutz D- Freising, jf, Rotteführung Beurteilung der Kompostqulität (mit einfchen Mitteln) Prozesse kontrollieren Wenn nötig Mssnhmen treffen Vom Smmelkonzept des Grüngutes is zur Anwendung des Endproduktes Qulität der Rohmterilien Zusmmensetzung der Anfngsmischung Rotteführung Regulierung des Wssergehltes Regulierung des Lufthushltes Umsetzung Produktkonditionierung Produktlgerung Whl des richtigen Produktes für die gezielte Anwendung Beurteilung der Kompostqulität (mit einfchen Mitteln) Mit eigenen Sinnen Beurteilung der Kompostqulität (mit einfchen Mitteln) Mit eigenen Sinnen Fusttest Holzruch Geruch Beurteilung der Kompostqulität (mit einfchen Mitteln) Mit eigenen Sinnen Beurteilung der Kompostqulität (mit einfchen Mitteln) Mit eigenen Sinnen Augrd, Struktur, Kompostkörnung Fre des Kompostextrktes 14

15 Kompost, Hygiene und Pflnzenschutz D- Freising, jf, Beurteilung der Kompostqulität (mit einfchen Mitteln) Mit eigenen Sinnen Beurteilung der Kompostqulität (mit einfchen Mitteln) Mit eigenen Sinnen Kontrolle der Rotteprmetern O2 Feuchtigkeit Tempertur Mit einfchen Anlysen ph-wert Slzgehlt Trockensustnz, orgnische Sustnz NH 4 -N, NO 2 -N, NO 3 -N Fremdstoffen Mit Biotests Pflnzenverträglichkeitstests Krnkheitsunterdrückungstests Die richtige Kompost- (und Gärgut-)nwendung Die richtige Kompost- (und Gärgut-)nwendung Qulitätssicherung Von der Smmlung der Eingngsmterilien is zur Produktenwendung Einschätzung der Bedürfnisse in Reltion zur Anwendung / gezielte Wirkungen Whl der Produkte und der Anwendungsstrtegie Die richtige Kompost- (und Gärgut-)nwendung Die richtige Kompost- (und Gärgut-)nwendung Ziel der Anwendung / gesuchte Wirkungen Kurzfristige Düngerwirkung Veresserung der Bodenstruktur (Porosität, Wsserhltekpzität, Erosionsschutz, ) Veresserung des ph-wertes des Bodens Schutz der Pflnzen vor Krnkheiten Komponent ei Herstellung von Kultursustrt/Anzuchterde Ackeru / Gemüseu / Kulturen unter Dch / Topfpflnzen / Prmeter, die ei der Whl des Produktes in Betrcht gezogen werden Nährstoffgehlt (Mkro und Mikronährstoffe) Nährstoffverfügrkeit (Stickstoff) ph, Slzgehlt Stilität der orgnischen Sustnz Biologische Aktivität (Suppressivität) Rohmterilien 15

16 Kompost, Hygiene und Pflnzenschutz D- Freising, jf, Die richtige Kompost- (und Gärgut-)nwendung Die richtige Kompost- (und Gärgut-)nwendung Whl der Anwendungsstrtegie Anwendungs-Zeitpunkte Anwendungs- Menge Anwendungs-Technik (reitgestreut, konzentriert unter der Reihe / eim St- oder Pflnzgut, ) Komintion verschiedener Produkte (z.b. Gärgut im Frühling + Kompost im Herst) Generelle Regeln zur Kompost- und Gärgutnwendung Kompost/Gärgut nur im Feld usringen, wenn der Bodenzustnd es zulässt! Produkte oerflächlich ereiten Nährstoffilnz echten Momentne Kulturedrf eineziehen Flüssiges Gärgut: esser mehrere kleine Gen ls eine grosse Ge Schlussfolgerungen Schlussfolgerungen Kompost und Gärgut sind wertvolle Produkte für die Pflnzenproduzenten, vorusgesetzt: Qulität der Produkte ist einwndfrei Richtiger Whl des Produktes in Reltion zum Anwendungszweck Korrekte Anwendung Je nch Sitution knn die kominierte Anwendung mehrere Produkte zur Erfolg führen (z.b. flüssiges Gärgut im Frühjhr für die kurzfristige Düngungswirkung und reifer ligninreicher Kompost im Sommer/Herst für die lngfristige Wirkung uf Bodenstruktur) Je nch Sitution knn die kominierte Anwendung mehrere Produkte zur Erfolg führen (z.b. flüssiges Gärgut im Frühjhr für die kurzfristige Düngungswirkung und reifer ligninreicher Kompost im Sommer/Herst für die lngfristige Wirkung uf Bodenstruktur) Noch Frgen? Kompost, Bodenfruchtrkeit und Pflnzengesundheit, jf, Grz-A,