Die Beeinflussung bodenphysikalischer und chemischer Eigenschaften durch die Zugabe von sekundären Rohstoffen und deren Auswirkungen auf den Pflanzenwasserhaushalt Yara ZIM Plant Technology HU Berlin 1
Problemstellung: - Sekundäre Rohstoffe fallen in vielen Bereichen an ohne das sie verwertet werden - Die Beseitigung als Abfall ist häufig mit hohem Aufwand verbunden Biertreber Schafwolle (Schafwollpellets) Zielstellung: - Verwendung der sekundären Rohstoffe in der Landwirtschaft als Bodenverbesserungs- oder Düngemittel - Verbesserung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Bodens für höhere Erträge in der Pflanzenproduktion 2
1. Charakterisierung der sekundären Rohstoffe Analysierte Parameter: B, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, P, Pb, Zn, C/N, ph, LF Probe TM Ca K Mg P N C C/N ph LF % in % in % g/kg g/kg g/kg g/kg TM TM ms/cm Biertreber/ Bierhefe 93,58 5,09 1,40 4,05 8,68 3,94 50,30 12,80 5,25 7,50 Schafwollpellets 92,56 4,60 39,43 1,43 1,14 12,24 46,64 3,80 9,25 10,20 Schafwolle 90,52 0,84 35,41 0,23 0,34 13,57 50,17 3,70 6,99 4,60 Demnach sind die hier untersuchten Stoffe als Düngemittel einzustufen! 3
2. Bodenkundliche Charakterisierung des Standortes Bodenphysik Korngrößenverteilung Trockenrohdichte Bestimmung der Wasserspannungskurven Bodenchemie Nährstoffanalytik (K (DL), Mg CaCl2, P (DL), NO 3, NH 4 ) ph-wert C/N Verhältnis 4
3. Methoden Vorversuche Gewächshausversuche Freilandversuche Koriander Mais und Sommerweizen Sommerweizen randomisierter Versuchsaufbau 4-fache Wiederholung à 4 Varianten: 0,1; 0,5; 1 und 2 m% randomisierter Versuchsaufbau 12-fache Wiederholung, je 6 davon ab dem erscheinen des letzten Blattes Wassermangel ausgesetzt randomisierte Blockanlage 4-fache Wiederholung je Variante 5
3. Methoden Vorversuche Gewächshausversuche Freilandversuche Pflanzenparameter Bonitur nach BBCH-Skala Bonitur nach BBCH-Skala Längenwachstum Längenwachstum Längenwachstum Chlorophyllgehalt (SPAD) Chlorophyllgehalt (SPAD) Chlorophyllgehalt (SPAD) Turgor über Zim-Probe Turgor über Zim-Probe Wasserverbrauch Anzahl der Einzelpflanzen Anzahl der Blätter Trockenmasse Rohprotein Stroh und Korn Rohprotein Stroh und Korn Bodenparameter pf, TRD Nährstoffanalytik (C/N, P, K, Mg, N min, ph) Bodenfeuchte (Zim TDR) pf, TRD Nährstoffanalytik (C/N, P, K, Mg, N min, ph) Bodenfeuchte (TDR) Bodenatmung 6
Vorversuche: Entscheidungsfindung für die Gewächshaus und Freilandversuche: 2,5 Trockenmasse Koriander 2,0 [TM in g] 1,5 1,0 0,5 0,0 [sekundärer Rohstoff] 7
Gewächshausversuche: 300,0 Längenentwicklung Mais 250,0 [Länge in cm ] 200,0 150,0 100,0 Kontrolle Pellets Treber Schafwolle 50,0 0,0 [Datum] 8
Gewächshausversuche: 80 Entwicklung nach BBCH-Skala 7: Fruchtent- 70 wicklung 6: Blüte 60 5: Rispenschieben 50 40 3: Schossen 30 20 Kontrolle Pellets Treber Schafwolle 1: Blattent- 10 wicklung 0: Keimung 0 05.05.2014 09.05.2014 12.05.2014 14.05.2014 16.05.2014 19.05.2014 21.05.2014 24.05.2014 27.05.2014 30.05.2014 03.06.2014 05.06.2014 07.06.2014 10.06.2014 12.06.2014 16.06.2014 18.06.2014 20.06.2014 23.06.2014 25.06.2014 27.06.2014 30.06.2014 02.07.2014 04.07.2014 07.07.2014 09.07.2014 11.07.2014 13.07.2014 9
Gewächshausversuche: 100 Entwicklungsstand nach BBCH Skala 9: Absterben 90 8: Frucht- und 80 Samenreife 7: Frucht- 70 Entwicklung Kontrolle Kontrolle trocken Pellets Pellets trocken Treber Treber trocken Schafwolle Schafwolle trocken 6: Blüte 60 10
Gewächshausversuche: 400 Ernte Ertrag Mais Mais Biertreber 2000 350 Biertreber bewässert Biertreber trocken 1.549 1.623 1750 300 1500 [Tausendkorngewicht in g] 250 200 150 100 992 1.191 945 1.188 1250 1000 750 500 [Anzahl der Körner] 50 118 40 250 0 T Kontrolle B Kontrolle T Wolle B Wolle T Treber B Treber T Pellets B Pellets 0 T= trocken B= Bewässert 11
Gewächshausversuche: Bodenfeuchte [BF in Vol%] 10 20 30 40 Kontrolle.W B Kontrolle.T Pellets.W B Pellets.T Wolle.W B Wolle.T Treber.W B Treber.T [Variante] 12
Freilandversuche: 120 Längenwachstum Sommerweizen 100 80 [Höhe in cm] 60 40 Kontrolle Pellets Treber Wolle 20 0 [Datum] 13
Freilandversuche: 60,00 Ertrag in Quantität und Qualität 44,50 50,00 B B B 44,00 [Ertrag in dt/ha] 40,00 30,00 20,00 A 43,97 42,27 43,33 43,50 43,00 42,50 Tausendkorngewicht in g 10,00 41,84 42,00 0,00 Kontrolle Pellets Treber Wolle 41,50 83,33 % TS 83,68 % TS 83,46 % TS 83,52 % TS Ertrag in dt/ha: p<0,05; n=4 14
Freilandversuche: Frühjar 2014 C/N 11,50 12,00 12,50 13,00 13,50 14,00 0 Sommer 2014 C/N 11,50 12,00 12,50 13,00 13,50 14,00 0 [Tiefe in cm] 10 20 30 40 [Tiefe in cm] 10 20 30 40 Kontrolle Pellets Treber Wolle 50 50 Differenz C/N Verhältnis [%] Frühjahr 2014 zu Sommer 2014: Tiefe in cm Kontrolle Pellets Treber Wolle 0-10 -1,82 % -1,33 % -3,45 % -4,66 % 10-20 -4,94 % -2,04 % -1,42 % -1,88 % 20-30 -1,89 % -4,10 % -9,26 % -7,83 % 30-50 -2,59 % -7,34 % -13,44 % 1,63 % 15
Freilandversuche: Trockenrohdichte [g/cm³] 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Kontrolle.10_20 Kontrolle.20_30 Pellets.10_20 Pellets.20_30 Wolle.10_20 Wolle.20_30 Treber.10_20 Treber.20_30 p=0,98 P=0,2 p=0,48 p=0,36 [Plot mit Tiefe] 16
Freilandversuche: Atmungsrate [µg CO2/g TM] 0.0 0.5 1.0 1.5 Kontrolle.10.20 Kontrolle.20.30 Pellets.10.20 Pellets.20.30 Wolle.10.20 Wolle.20.30 Treber.10.20 Treber.20.30 p=3,057*10-9 p=7,431*10-4 [Plot mit Tiefe] p=3,124*10-7 p=2,907*10-9 pf 2,0; 20 C; Dauer der Messung 40-50 h; Werte dargestellt nach 10 h Messung 17
5. Fazit - Behandelte Varianten zeigen sowohl im Freiland als auch Gewächshaus deutlich höhere Erträge als unbehandelte - Schafwollpellets und Schafwolle zeigen hierbei die besten Ergebnisse - Atmungsraten, CN und ph Werte zeigen Einflüsse der Hilfsstoffe auf den Boden Probleme: - Auswertung und Interpretation der Turgorwerte in Verbindung mit der Bodenfeuchte, der Vitalität und des Entwicklungsstandes der Pflanzen 18
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit 19