Kompost in der Landwirtschaft

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1 Kompost in der Landwirtschaft - Praktikum Bewertung von Sekundärrohstoffdüngern Michael Schneider

2 Verband der Humus- und Erdenwirtschaft e. V. Kirberichshofer Weg 6 D Aachen Fon: / Fax: / kontakt@vhe.de Michael Schneider

3 Gliederung Gliederung Bioabfall- und Kompostmengen Kompostierung und Vergärung Kompostanalyse Düngebilanz Kompostwertigkeit Humuswirkung Fotoreise

4 Bio- und Grünabfallaufkommen in den Ländern in Mg/a insgesamt 8.3 Mio. Mg davon 4,1 Mio. Mg Bioabfall und 4,2 Mio. Mg Grünabfall Datengrundlage: Abfallbilanzen der Länder 2004 Bioabfall Grünabfall Quelle:MUFV RLP 2006, Dr. Jung

5 Spez. Bio- und Grünabfallaufkommen kg je Einwohner u. Jahr Mittel 100,5 kg/e*a davon 49,5 kg E*a Bioabfall und 50,5 kg E*a Grünabfall Bioabfall Grünabfall Quelle:MUFV RLP 2006, Dr. Jung Datengrundlage: Abfallbilanzen der Länder 2004

6 Stofflich Verwertete Mengen in Tonnen Getrennt erfasste Wertstoffe in NRW Bio- und Grünabfälle Papier und Pappe Glas Verpackungen andere Wertstoffe Quelle: NRW-Abfallbilanz 2007

7 Mengen NRW Kompostaufkommen in NRW (gerundet) Bio- und Grüngut Rotteverlust 1,95 Mio. t/a 50 % (Kohlenstoff, Wasser) Kompost 1 Mio. t/a (1,5 Mio. m³)

8 Mengen NRW Vermarktung RAL-gütegesicherte Komposte in NRW 8% 3% 8% 3% 60% 11% 6% Erdenwerk Hobbygartenbau Landschaftsbau /Rekultivierung Landwirtschaft Erwerbsgartenbau Kommune (öffentliche Hand) Sonderkultur

9 Stand der stofflichen Verwertung von Bioabfällen ca Mio. t Bioabfälle aus privaten Haushaltungen, Garten- und Parkabfälle ca. 8 Mio. t ca. 0,5 Mio. t ca. 1 Mio. t Kompostierung stoffliche Verwertung Vergärung energetische/stoffliche Verwertung Verbrennung energetisch/thermische Verwertung Stoffe Bioabfälle (Haushalte) Garten- u. Parkabfälle Sonstige Bioabfälle (miterfasst) Stoffe Bioabfälle (Haushalte) Küchen-/Speiseabfälle Fettabscheider Stoffe Garten- u. Parkabfälle Sägenebenprodukte Restholz Quelle: Bundesgütegemeinschaft Kompost e.v., 2007

10 Aerober und anaerober Abbau von Zucker Quelle: Kern, Raussen; 2007

11 Energiebilanz einer Vergärungsanlage (Jahreskapazität: t Bioabfall) [je t Bioabfall] [ t Bioabfall/a] Biogasertrag ca. 100 Nm³/t Bioabfall Nm³/a Energiegehalt ca. 6 kwh/nm³ Biogas (Methangehalt 65 %) Energiegewinn [kwh/t] [kwh/a] Gesamt thermisch Nach Umwandlung in BHKW elektrisch (33%) Wärme (58%) Verlust (9%) Nach Kern, Raussen 2005 verändert

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18 Zuständigkeitsverordnung Umweltschutz Veränderung des Zinkgehaltes durch Kompostierung 1 kg holzige Pflanzen Abbau 500 g Masse OTS org.substanz (950 g) OTS (450 g) ca. 47 % Mineralien (50 g) davon: Zn (50 mg) Mineralien (50 g) davon: Zn (50 mg) Faktor 2 1 kg Kompost OTS (900 g) Mineralien (100 g) davon: Zn (100 mg) 1 kg krautige Pflanzen 1 kg Kompost OTS (950 g) Mineralien (50 g) davon: Zn (50 mg) ca. 98 % 70 g Masse OTS (20 g) Mineralien (50 g) davon: Zn (50 mg) Faktor 14 OTS (300 g) Mineralien (700 g) davon: Zn (700 mg) 1 kg Biotonneninhalt OTS Kraut (550 g) OTS Holz (300 g) Mineralien (150 g) davon: Zn (50 mg) ca. 98 % ca. 47 % 300 g Masse OTS ( 10 g) OTS (140 g) Mineralien (150 g) davon: Zn (50 mg) Faktor 3,3 1 kg Kompost OTS ( 33 g) OTS (467 g) Mineralien (500 g) davon: Zn (165 mg)

19 Das Salatblatt-Beispiel Schadstoffaufkonzentrierung bei der Kompostierung Laut Fachliteratur sind mg Zink/kg TS (Mittelwert 50 mg/kg) in Salat enthalten und als Spurennährstoff für das Wachstum unbedingt erforderlich g Salat (Trockenmasse) 65 g Kompost (Trockenmasse) 98,5 % Masseverlust beim Kompostieren 95 % org. Anteil (950 g) 5 % mineral. Anteil (50 g) enthält 50 mg Zink/kg TS enthält 700 mg Zink/kg TS 30 % org. Anteil (15 g) 70 % mineral. Anteil (50 g) Verwertung nicht zulässig

20 Zinkgehalt, mg Zn/kg TS Zuständigkeitsverordnung Umweltschutz Veränderung des Zinkgehaltes durch Kompostierung LAGA M 10, Kat. II LAGA M 10, Kat. I RAL-Gütezeichen BioAbfV, Kat. I BioAbfV, Kat. II 0 Rottezeit (6-12 Wochen) Kompostierung 95 % OTS 5 % Mineral. F 50 ppm Zn F 9 Wochen 30 % OTS 70 % Mineral. F 700 ppm Zn

21 Nährstoffgehalte RAL-Kompost 2007 Nährstoff % TM kg/t FS kg/m³ * kg/ha Stickstoff (N ges ) 1,40 8,7 5,7 413 Phosphor (P 2 O 5 ) 0,67 4,1 2,7 197 Kalium (K 2 O) 1,15 7,1 4,7 341 Magnesium (MgO) 0,70 4,3 2,8 206 Bas. Wirks. Subst (CaO) 3, Humus-C 11, * bei 30 t TM = 48 t FS = 74 m³/ha in 3 Jahren

22 Nährstoffgehalte in RAL-Komposte kg/t FS N ges P2O5 K2O MgO Verfügbarer Anteil Gesamtgehalt

23 Düngung mit RAL-Kompost Typische Fruchtfolge und Erträge im Kreis Kleve Fruchtfolge Ertrag / Bemerkung N kg/ha P 2 O 5 kg/ha K 2 O kg/ha Winterweizen 95 dt/ha Strohabfuhr Kartoffel 550 dt/ha Winterweizen 95 dt/ha Strohabfuhr Zuckerrüben 600 dt/ha (Blatt nicht abgef.) Summe Bedarf Organische Düngung RAL-Kompost 48 t FS/ha * Saldo * 8,8 + 4,0 = rd. 13 % von N ges

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28 Schwermetallgehalte Komposte Wie weit schöpfen sie die Grenzwerte aus? (Grenzwerte BioAbfV = 100 %) - Ergebnisse der Gütesicherung aus 2004/2005, n = Proben Prozent Ausschöpfung 90 % aller Proben Mittelwerte Resümee: deutliche Unterschreitung bei Pb, Cd, Cr, Ni, Hg höhere Ausschöpfung bis 80 % bei Cu und Zn tolerierbar, da essenzielle Spurennährstoffe 20 0 Pb Cd Cr Ni Hg Cu Zn

29 Weitere unerwünschte Stoffe Werden sie durch Kompostanwendung zum Problem? Parameter Projektergebnisse Organische Schadstoffe: - Kompostgehalte: sehr niedrig, nahe der Hintergrundbelastung - Bodengehalte: unbeeinflusst, analog der Hintergrundbelastung Fremdstoffe und Steine in Komposten in der TM: - Fremdstoffe >2 mm mittlere Gehalte - 0,09-0,15 %, 90. Quantil - 0,37 % - Steine> 5 mm mittlere Gehalte - 1,3-1,6 %, 90. Quantil - 3,5 % Grenzwerte BioAbfV Fremdstoffe - 0,5 % Steine - 5 % werden deutlich unterschritten Seuchen- und Phytohygiene Krankheitserreger bei ordnungsgemäßer (!) Heißrotte nicht vorhanden Keimfähige Samen/Pflanzenteile - Komposte Median: Anzahl 0,0 praktisch nicht vorhanden - Unkrautbesatz Boden Ergebnis von 54 (!) Flächenbonituren nicht erhöht

30 Wie viel Humus ist in einem Hektar Ackerboden? (0,40 cm, 2 % Humus) m² x 0,40 m = m³ bzw l Boden m³ x 1,5 kg/dm³ = t Boden/ha 2 % von t = 120 t Humus/ha 120 t Humus / 1,72 = 70 t Humus-C/ha 2 % von 1,5 kg Boden = 30 g Humus / l Bodem

31 Kompostgabe Kompostgabe: 14 t FS/ha*a kg Kompost / l Boden = 0,0035 kg bzw. 3,5 g/l Boden

32 Humusreproduktion nach DirektZahlVerpflV (CC) 1 t FS Stroh 100 kg Humus-C = 172 kg Humus 1 t FS Kompost 75 kg Humus-C = 129 kg Humus Zum Aufbau von 1 kg Dauerhumus werden benötigt: 5,8 kg Stroh oder 7,75 kg Kompost Zum Aufbau von 30 g Dauerhumus werden benötigt: 174 g Stroh oder 232 g Kompost

33 Bedeutung des Humusgehaltes hinsichtlich der Wasserspeicherfähigkeit des Bodens Humus ist in der Lage das 4 bis 5 - fache seines Eigengewichts an pflanzenverfügbarem Wasser zu speichern Prof. Thome, Fachhochschule Neubrandenburg

34 Steigerung des pflanzenverfügbaren Wassers im Boden durch Kompost 30 g Dauerhumus x 5 = 150 g Wasser Aus 232 g Kompost entstehen 30 g Dauerhumus 129 g Dauerhumus / 1 kg Kompost Pro Tonne FS Kompost wird das pflanzenverfügbare Wasser im Boden dauerhaft um rund (129 kg x 5) 645 l erhöht!

35 Kartoffel pro 1 l Boden kg Kartoffel / l Boden = 13,8 g Kartoffel / l Boden