Einsatz kompostierter Gärreste in der Landwirtschaft:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Nümbrecht
Kirsch
2002
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| Ausgabe: | 1. Aufl. |
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| Beschreibung: | XVIII, 156 S. graph. Darst. |
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| adam_text | Titel: Einsatz kompostierter Gärreste in der Landwirtschaft
Autor: Kirsch, Andreas
Jahr: 2002
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung..........................................................................................1
2 Literaturübersicht...............................................................................3
2.1 Organische Abfalle...........................................................................3
2.2 Verwertungswege der organischen Abfälle.......................................3
2.3 Qualität von Bioabfallkompost.......................................................12
2.4 Landbauliche Verwertung von Kompost..........................................17
2.4.1 Gesetzliche Rahmenbedingungen.............................................17
2.4.2 Absatzpotenzial in der Landwirtschaft.....................................19
2.4.3 Wirkung auf Boden und Pflanze...............................................20
2.5 Arbeitshypothesen...........................................................................25
3 Material und Methoden....................................................................27
3.1 Feldversuch Bergisches Land .......................................................27
3.1.1 Standorte..................................................................................27
3.1.2 Kompost...................................................................................27
3.1.3 Witterungsverlauf.....................................................................29
3.1.4 Versuchsanlage und -durchführung...........................................29
3.1.5 Pflanzenbauliche Maßnahmen..................................................32
3.2 Feldversuch Dikopshof................................................................33
3.2.1 Witterungsverlauf.....................................................................33
3.2.2 Standort....................................................................................33
3.2.3 Kompost...................................................................................35
3.2.4 Versuchsanlage und-durchfuhrung...........................................35
3.3 Gefäßversuch 1998.........................................................................38
3.3.1 Versuchsanlage und-durchführung...........................................38
3.3.2 Kompost...................................................................................40
3.3.3 Probenahmen............................................................................40
3.4 Gefäßversuch 1999.........................................................................41
3.4.1 Versuchsanlage und-durchführung...........................................41
3.5 Methoden.........................................................................................43
3.5.1 Bodenphysikalische Untersuchungen........................................43
3.5.2 Bodenbiologische Untersuchungen...........................................43
3.5.3 Bodenchemische Untersuchungen.............................................45
3.5.4 Erhebungen am Pflanzenbestand..............................................46
3.5.5 Statistische Auswertung...........................................................46
4 Ergebnisse........................................................................................47
4.1 Feldversuch Bergisches Land .......................................................47
4.1.1 Erträge.....................................................................................47
4.1.2 Qualität der Ernteprodukte.......................................................49
4.1.3 Nährstoffiiaushalte....................................................................51
4.1.4 Bodenphysikalische Eigenschaften..........................................64
4.1.5 Bodenbiologische Eigenschaften.............................................66
4.1.6 Bodenchemische Eigenschaften...............................................69
4.2 Feldversuch Dikopshof..............................................................71
4.2.1 Ertrag und Qualität des Maises................................................71
4.2.2 Pflanzenverfügbarer StickstoffimBoden................................71
4.2.3 Bodenphysikalische Eigenschaften..........................................74
4.2.4 Bodenbiologische Eigenschaften.............................................74
4.2.5 Bodenchemische Eigenschaften...............................................77
4.3 Gefäßversuch 1998.........................................................................78
4.3.1 Erträge, Stickstoff-und Kaliumentzüge....................................78
4.3.2 Bodenbiologische Eigenschaften.............................................80
4.3.3 Bodenchemische Eigenschaften...............................................81
4.4 Gefäßversuch 1999.........................................................................83
4.4.1 Erträge und Phosphatentzug......................................................83
4.4.2 Bodenbiologische Eigenschaften.............................................84
4.4.3 Bodenchemische Eigenschaften...............................................85
5 Diskussion........................................................................................87
5.1 Nährstoffwirkung.............................................................................87
5.1.1 Stickstoff..................................................................................87
5.1.2 UmweltrelevanteStickstoffausträge.........................................92
5.1.3 Phosphat und Kalium................................................................96
5.2 Wirkung auf Bodeneigenschaften...................................................101
5.2.1 Humushaushalt.......................................................................101
5.2.2 Aggregatstabilität und mikrobielle Aktivität..........................104
5.2.3 Regenwurmpopulation und Wasserinfiltration........................111
5.2.4 pH-Wert des Bodens..............................................................116
5.3 Schlussfolgerungen........................................................................120
6 Zusammenfassung..........................................................................123
7 Literaturverzeichnis........................................................................125
Anhangtabellen...................................................................................
XI
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 2-1: Die vier Stufen des anaeroben Abbaus bis zum Methan...............6
Abbildung 2-2: Verfahrensschema der Vergärung von Bioabfällen........................8
Abbildung 2-3: Temperaturverlauf bei der Kompostierung..................................11
Abbildung 3-1: Funktionsablauf des VALORGA-Verfahrens..............................28
Abbildung 3-2: Witterungsverlauf in den Jahren 1997-99
auf der Messstation Engelskirchen ...........................................30
Abbildung 3-3: Versuchsplan des Feldversuchs Bergisches Land (für beide
Standorte)....................................................................................31
Abbildung 3-4: Witterungsverlauf von Oktober 1998-Dezember 1999
auf der Messstation Dikopshof................................................34
Abbildung 3-5: Versuchsplan des Feldversuchs DikopshoF.............................36
Abbildung 3-6: Messprinzip des Soil Respiration System (SRS)
der Firma PPSystems..................................................................44
Abbildung 4-1: Trockenmasseerträge von Mais (Ganzpflanze)
und Hafer (Korn) in Abhängigkeit von der Düngung..................48
Abbildung 4-2: Qualität von Silomais (Energiegehalt, berechnet nach
GROSS (1984)) und Hafer (Hektolitergewicht)
in Abhängigkeit von der Düngung, in % vom
Versuchsmittel (VM)....................................................................50
Abbildung 4-3: Einfluss der Düngung auf die Nmin-Gehalte im Boden,
Standort Wallefeld, Felderfolge 2,1997, Mais 2.........................52
Abbildung 4-4: Einfluss der Düngung auf die N^-Gehalte im Boden,
Standort Wallefeld, Felderfolge 2,1998, Hafer...........................53
Abbildung 4-5: Einfluss der Düngung auf die N^-Gehalte im Boden,
Standort Wallefeld, Felderfolge 2,1999, Mais 1.........................54
Abbildung 4-6: Einfluss der Düngung auf den N^-Gehalt im Boden, Standort
Lorkenhöhe, Felderfolge 2,1997, Mais 2..................................55
Abbildung 4-7: Einfluss der Düngung auf den N^-Gehalt im Boden, Standort
Lorkenhöhe, Felderfolge 2,1998, Hafer...................................56
Abbildung 4-8: Einfluss der Düngung auf den N^-Gehalt im Boden, Standort
Lorkenhöhe, Felderfolge 2,1999, Mais 1 ..................................57
Abbildung 4-9: Stickstoffentzug durch Silomais und Hafer bei unterschied-
licher Düngung, Felderfolge 2 .....................................................58
Abbildung4-10: Stickstoffbilanz bei unterschiedlicher Düngung von 1997-99.....59
XII
Abbildung 4-11: Phosphatgehalt des Bodens zu Versuchsende bei
unterschiedlicher Düngung, Felderfolge 2...................................60
Abbildung 4-12: Phosphatentzug durch Silomais und Hafer bei unter-
schiedlicher Düngung, Felderfolge 2 ...........................................60
Abbildung 4-13: Phosphatüberschuss von 1997-99 bei unterschiedlicher
Düngung......................................................................................61
Abbildung 4-14: Kaliumgehalt des Bodens zu Versuchsende bei unter-
schiedlicher Düngung, Felderfolge 2...........................................62
Abbildung 4-15: Kaliumentzug durch Silomais und Hafer bei unter-
schiedlicher Düngung, Felderfolge 2...........................................63
Abbildung 4-16: Kaliumüberschuss von 1997-99 bei unterschiedlicher
Düngung......................................................................................63
Abbildung 4-17: Wasserinfiltration (1997-99) bei unterschiedlicher Düngung,
Felderfolge2...............................................................................64
Abbildung 4-18: Dynamik der Aggregatstabilität (1997-99) in 2-7 cm Tiefe in
Abhängigkeit von der Düngung, Felderfolge 2,
Standort Wallefeld.......................................................................65
Abbildung 4-19: Dehydrogenaseaktivität im Jahre 1997 in 2-7 cm Tiefe
in Abhängigkeit von der Düngung, Mittelwerte aus drei
Felderfolgen, Standort Wallefeld.................................................66
Abbildung 4-20: Bodenatmung im Jahre 1998 in Abhängigkeit von der Dün-
gung, Mittelwerte aus drei Felderfolgen, Standort Wallefeld.......67
Abbildung 4-21: Bodenatmung im Jahre 1999 in Abhängigkeit von der Dün-
gung, Felderfolge 2, Standort Wallefeld......................................67
Abbildung 4-22: Einfluss der Düngung auf die Regenwurmabundanz,
Herbsttermin 1997-99, Standort Wallefeld.................................68
Abbildung 4-23: Humusgehalt in 0-30 cm Tiefe in Abhängigkeit von der
Düngung, Felderfolge 2...............................................................69
Abbildung 4-24: Einfluss der Düngung auf den pH-Wert des Bodens
(0-30 cm Tiefe) der Felderfolge 2...............................................70
Abbildung 4-25: Einfluss der Kompostdüngung auf den Trockenmasseertrag
des Silomaises.............................................................................71
Abbildung 4-26: Einfluss des Ausbringzeitpunktes auf den N^-Gehalt
des Bodens..................................................................................72
Abbildung 4-27: Einfluss der Kompostart auf den Nmn-Gehalt
des Bodens..................................................................................73
Abbildung 4-28: Einfluss der Ausbringung auf die Aggregatstabilität
in 2-7 cm Tiefe im Jahr 1999.....................................................75
Abbildung 4-29: Einfluss der Kompostart auf die Aggregatstabilität
in 2-7 cm Tiefe im Jahr 1999.....................................................75
XIII
Abbildung 4-30: Auswirkungen der Kompostart
aufdie Bodenatmung im Feld...........................,..........................76
Abbildung 4-31: Auswirkung des Ausbringungszeitpunktes
aufdie Bodenatmung im Feld......................................................76
Abbildung 4-32: pH-Wert in 0-30 cm Tiefe in Abhängigkeit
von Kompostart und Ausbringungszeitpunkt..............................77
Abbildung 4-33: Trockenmasseertrag (kumuliert) des Weidelgrases
in Abhängigkeit von der Kompostgabe.......................................78
Abbildung 4-34: Einfluss der Kompostgabe auf den N-Entzug (kumuliert)
des Weidelgrases.........................................................................79
Abbildung 4-35: Einfluss der Kompostgabe auf den Kaliumentzug (kumuliert)
des Weidelgrases.........................................................................80
Abbildung 4-36: Einfluss der Kompostdüngung auf die Bodenatmung
im Gefäßversuch zu Versuchsende im Oktober 1998,
mit und ohne Glucosezugabe......................................................81
Abbildung 4-37: Phosphat- und Kaliumgehalte im Boden zum Versuchsende
in Abhängigkeit von der Kompostdüngung.................................82
Abbildung4-38: Einflüsse der Kompostdüngung und des Bodens
auf den pH-Wert zu Versuchsende..............................................82
Abbildung 4-39: Trockenmasseertrag des Weidelgrases (kumuliert)
in Abhängigkeit von der Kompostart.........................................83
Abbildung 4-40: Einfluss der Kompostart auf den Phosphatentzug
des Weidelgrases.........................................................................84
Abbildung 4-41: Auswirkungen der Kompostart und der Kalkzugabe
aufdie Bodenatmung zu Versuchsende im Oktober 1999..........85
Abbildung 4-42: Einfluss der Kompostart und der Kalkzugabe auf den
Phosphatgehalt des Bodens zu Versuchsende............................85
Abbildung 4-43: pH-Wert des Bodens zu Versuchsende in Abhängigkeit
von Kompostart und Kalkgabe...................................................86
Abbildung 5-1: Freisetzung des Stickstoffs aus den Gärresten unter Hafer
nach jährlicher Anwendung von 15t TM pro ha im Feld-
versuch Bergisches Land , Standort Wallefeld..........................89
XIV
Tabellenverzeichnis
Tabelle 2-1: Art und Eignung der Ausgangsmaterialien fiir eine
biologische Behandlung.....................................................................4
Tabelle 2-2: Verfahrenstechnische Varianten der Biogasreaktoren..........................7
Tabelle 2-3: Rottephasen und kennzeichnende Rotteparameter.............................9
Tabelle 2-4: Einteilung der Rottegrade entsprechend den Maximaltemperaturen
im Selbsterhitzungstest......................................................................13
Tabelle 2-5: Schwermetallgrenzwerte für Komposte (BAK) nach BIOABFALL-
VERORDNUNG (1998)...................................................................19
Tabelle 2-6: Verfügbarkeit des Stickstoffs in Fertigkomposten aus Bioabfall......21
Tabelle 2-7: N-Anreicherung und -Freisetzung im Boden durch
langjährige Kompostanwendung.......................................................22
Tabelle 3-1: Bodenchemische Eigenschaften der Versuchsstandorte zu Versuchs-
beginn (März 1997)...........................................................................27
Tabelle 3-2: Eigenschaften der im Feldversuch Bergisches Land
verwendeten kompostierten Gärreste................................................28
Tabelle 3-3: Versuchsfaktoren und Faktorstufen des Feldversuchs Bergisches
Land .................................................................................................29
Tabelle 3-4: Bodenchemische Eigenschaften des Versuchsstandortes
Dikopshof......................................................................................33
Tabelle 3-5: Eigenschaften der im Feldversuch Dikopshof verwendeten
Komposte..........................................................................................35
Tabelle 3-6: Versuchsfaktoren und Faktorstufen des Feldversuchs
Dikopshof ......................................................................................37
Tabelle 3-7: Eigenschaften der Böden im Gefäßversuch zu Versuchsbeginn.......39
Tabelle 3-8: Versuchsfaktoren und Faktorstufen des Gefäßversuchs 1998..........39
Tabelle 3-9: Eigenschaften der im Gefaßversuch 1998 verwendeten
kompostierten Gärreste.....................................................................40
Tabelle 3-10: Eigenschaften des im Gefäßversuch 1999 verwendeten Bodens......41
Tabelle 3-11: Versuchsfaktoren und Faktorstufen des Gefäßversuchs 1999..........42
Tabelle 3-12: Technische Daten des verwendeten Soil Respiration System
(SRS)................................................................................................44
XV
Tabelle 5-1: Verfügbarkeit des Stickstoffs aus dem Gärrest in den drei
Versuchsjahren unter Hafer, Feldversuch Bergisches Land ,
Standort Wallefeld.............................................................................88
Tabelle 5-2: Verfügbarkeit der mit dem Gärrest zugeführten Nährstoffe
Stickstoff und Kalium im Gefäßversuch 1998..................................90
Tabelle 5-3: Ertragswirksamkeit des Phosphats aus dem Gärrest bzw.
dem Kompost im Gefäßversuch 1999..............................................97
Tabelle 5-4: PO : fCO-Verhältnis des Nährstoffbedarfes verschiedener
Kulturen.............................................................................................99
Tabelle 5-5: Überschlägige Humusbilanz 1997-99 der Düngungsstufen
Nur min. D. und 15 tmin. D. ....................................................102
Tabelle 5-6: Einfache Korrelationskoeffizienten (r) für die Beziehung
zwischen Aggregatstabilität und mikrobieller Aktivität (DHA,
Bodenatmung) am Standort Lorkenhöhe (Felderfolge 2)...............106
Tabelle 5-7: Einfluss der Bodenfeuchte und der Bodentemperatur auf die
Aggregatstabilität und die Bodenatmung (einfache Korrelations-
koeffizienten) am Standort Lorkenhöhe (Felderfolge 2).................107
XVI
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| spelling | Kirsch, Andreas 1968- Verfasser (DE-588)123567599 aut Einsatz kompostierter Gärreste in der Landwirtschaft Andreas Kirsch 1. Aufl. Nümbrecht Kirsch 2002 XVIII, 156 S. graph. Darst. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Dissertation Universität Bonn 2001 Organischer Abfall - Kompostierung - Düngemittel - Düngungsversuch swd Düngungsversuch (DE-588)4373720-1 gnd rswk-swf Kompostierung (DE-588)4164919-9 gnd rswk-swf Düngemittel (DE-588)4131714-2 gnd rswk-swf Organischer Abfall (DE-588)4172777-0 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Organischer Abfall (DE-588)4172777-0 s Kompostierung (DE-588)4164919-9 s Düngemittel (DE-588)4131714-2 s Düngungsversuch (DE-588)4373720-1 s DE-604 HBZ Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=009934215&sequence=000002&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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