Regionetzwerk Brandenburg

2. Hintergrund

Um die Nährstoffhaltefähigkeit der sandigen Böden in Brandenburg aufzuwerten und dem Betriebssystem Kohlenstoff zurückzuführen, können Holzhackschnitzel aus Baum- und Strauchschnitt genutzt werden. Diese können mit anderen Substraten wie Rindermist kompostiert werden, um eine Stickstoffsperre im Boden zu verhindern. Im vorliegenden Praxisversuch wurde eine sauerstoffarme Kompostierung in Anlehnung an das Verfahren der Mikrobiellen Carbonisierung (Witte Bio Consult, 2014; ProBio, 2022) untersucht. Der Kompost soll dabei aus arbeitswirtschaftlichen Gründen nicht bzw. wenig umgesetzt werden. Ziel des Versuchs ist es, abzuleiten, wie die Kompostierung von Rindermist mit Holzhackschnitzeln gelingen kann.

Im ersten Versuchsdurchlauf (Kompostierung von Rindermist mit Holzhackschnitzeln: Mischungsverhältnis und Hygienisierung) wurden folgende Stellschrauben identifiziert:

• Hacken des Baum- und Strauchschnitts auf G30 (2,8 – 16 mm, Ø 30 mm) statt G50 (5,6 – 31,5 mm, Ø 50 mm²)
• Holzhackschnitzelanteil von maximal 50 %
• Zugabe von Wasser beim Aufsetzen
• Einmaliges Umsetzen zur besseren Durchmischung
• Kompostierung über mehrere Monate

3. Versuchsfrage(n)

Kann durch eine Bewässerung der Miete beim Aufsetzen der Wassergehalt in der Miete langfristig erhöht und damit die Kompostierung verbessert werden?

4. Versuchsaufbau

* Eine Beschreibung verschiedener Versuchstypen und einiger Grundbegriffe der Versuchsanstellung finden Sie hier (pdf-Datei, 0,4 MB).

6.1    Fragstellung 1 – Beobachtung

Wie kann die Kompostierung von Rindermist mit Holzhackschnitzeln gelingen? Kann durch eine Bewässerung der Miete beim Aufsetzen der Wassergehalt in der Miete langfristig erhöht und damit die Kompostierung verbessert werden?

Da in der ersten Miete nach 100 Tagen Kompostierung die Holzteile noch nicht umgesetzt und große Unterschiede insbesondere im Stickstoff-, Kalium- und Calciumgehalt sowie der Trockensubstanz innerhalb der Mieten festgestellt wurden, fanden im zweiten Versuchsdurchlauf folgende verfahrenstechnische Anpassungen statt:

• Hacken des Baum- und Strauchschnitts auf G30 (2,8 – 16 mm, Ø 30 mm) statt G50 (5,6 – 31,5 mm, Ø 50 mm²)
• Holzhackschnitzelanteil von 40 %
• Zugabe von Wasser/ Rindergülle beim Aufsetzen
• Einmaliges Umsetzen zur besseren Durchmischung
• Kompostierung über mehrere Monate

Wie bei der ersten Versuchsanlage wurden Holzhackschnitzel und Rindermist vorgemischt, mit dem Miststreuer zu Mieten abgestreut. Die Hälfte des Materials wurde beim Abstreuen mit Rindergülle (Kälbergülle: 0,2 % TS, Nährstoffe [kg/ t FM]: 0,14 N, 0,03 P, 0,53 K, 0,03 Mg)  mittig des Miststreuers mit einem Gartenschlauch bewässert (siehe Fotos). Das Material wurde am nächsten Tag aufgesetzt, um eine erste Aktivierung des Kompostierungsprozesses zu gewährleisten. Um einer Austrocknung der Miete zusätzlich vorzubeugen, wurde die Miete auf 2 m Höhe aufgesetzt und durch vorsichtiges Andrücken mit dem Radlader eine glatte Oberfläche geschaffen. Durch die geringere Hackschnitzelgröße wurde eine bessere Durchmischung des Materials im Vergleich zum Versuch im Vojahr festgestellt.

Wie beim ersten Durchlauf wurde die Heißrottephase in den ersten 5 Tagen durch starke Dampfentwicklung angezeigt. Ebenso bildete sich erneut etwa 14 Tage nach Aufsetzen des Komposts an der Oberfläche ein weißer Überzug, wie es typisch für Komposte in der thermophilen Phase der Kompostierung ist. Die stäbchenartigen Aktinomyceten können schwer abbaubare Substanzen wie Cellulose und Chitin verwerten und sind am Auf- und Abbau von Humusstoffen beteiligt. Anders als bei der ersten Miete waren diese auch nach 100 Tagen Kompostierung innerhalb der Miete stark verbreitet und es wurden etwas mehr Actinomyceten in der bewässerten Variante beobachtet.

Nach 100 Tagen Kompostierung waren die Holzhackschnitzel etwas besser umgesetzt als beim ersten Durchlauf, jedoch insgesamt nur leicht gerottet. Der Trockensubstanzgehalt lag in der unbewässerten Miete wie zur Versuchsanlage bei circa 40 % (Abbildung 1). Im bewässerten Teil der Miete wurde nach 100 Tagen Kompostierung ein höherer Trockensubstanzgehalt mit einem großen Schwankungsbereich von 43-75 % TS festgestellt (Abbildung 1). Im Inneren war der Kompost der zweiten Miete in beiden Varianten damit weiterhin zu trocken. Dadurch sank die biologische Aktivität und der Kompostierungsprozess stoppte. Gleichzeitig zeigten Handproben am äußeren Teil der Mieten sowie die Pilzkörperentwicklung eine zu hohe Wassersättigung durch den Niederschlag.

Nach der Bioabfallverordnung (BioAbfV Anhang 2, 2.2.2 und 2.2.3) sollen für die aerobe hygienisierende Behandlung (thermophile Kompostierung) über einen möglichst zusammenhängenden Zeitraum von 14 Tagen mindestens 55°C erreicht werden, über 60°C für 6 Tage oder über 65°C für 3 Tage. Bei der anaeroben hygienisierenden Behandlung (thermophile Vergärung) sollen nach der Bioabfallverodnung über einen zusammenhängenden Zeitraum der Mindestverweilzeit mindestens 50°C auf das gesamte Material einwirken. Da das Material zwar ohne Umsetzen, aber nicht unter Sauerstoffausschluss kompostiert wird, handelt es sich beim vorliegenden Kompost um eine aerobe Behandlung. In der Miete wurden insgesamt 12 Temperaturlogger ausgelegt, je Messpunkt 2. Trotz Schutz der Logger mit Vakuumierung trat wie im vorherigen Jahr Feuchtigkeit ein, die zum Ausfall der Geräte nach unterschiedlicher Anzahl von Tagen führte. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgelistet und geben nur einen beschränkten Einblick in die Temperaturentwicklung in den Mieten.

Am Messpunkt 4.1 wurden bereits nach 4 Stunden 55°C und nach 6 Stunden 60°C erreicht. Am Messpunkt 5.1 wurden erst nach 12 Stunden 55°C erreicht, die Temperatur stieg in den nächsten Stunden konstant und bliebt über 2 Tage bis zum Ausfall des Datenloggers über 65°C (Abbildung 2). Es ist davon auszugehen, dass die hygienisierende Wirkung in der Miete erreicht wurde. Auch nach 100 Tagen Kompostierung wurde anders als bei der ersten Kompostanlage noch deutlich Wärme innerhalb der Miete festgestellt. Dies lässt auf einen Hitzestau im Innern schließen. Es ist davon auszugehen, dass das Material außen zu stark angedrückt wurde. Damit war keine ausreichende Sauerstoffversorgung nach innen gegeben, der Kamineffekt kam nicht zustande und damit auch keine Rotte.

In den Faustzahlen für den Ökologischen Landbau (KTBL, 2015) sind mittlere Nährstoffgehalte von Grüngutkomposten wie folgt angegeben:

• Gesamt-N 7.2 kg/t FM
• K₂O 6.4 kg/ t FM
• MgO 4.6 kg/ t FM
• P₂O₅ 3.2 kg/ t FM
• S 1.3 kg/t FM

In Abbildung 4, 5 und 6 sind Nährstoffgehalte für N, P, K, CaO, Mg, S sowie Na, Mn, Cu, Zn in den untersuchten Komposten aufgeführt. Durch Masseverlust fand eine Aufkonzentrierung der Nährstoffe statt, sodass die Nährstoffgehalte die der Ausgangsmaterialien überstiegen. Der N-Gehalt liegt sogar im Gegensatz zu den anderen Nährstoffen über dem Niveau der Faustzahlen des KTBL. Der bewässerte Kompost hatte etwas höhere Gehalte an N, K, CaO und MgO.