<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft die Herstellung eines vollwertigen Humusträgers oder Düngers auf Basis der bei der Verarbeitung von Stammholz anfallenden Baumrinde, der auf einen voll ausgewogenen Nährstoffgehalt eingestellt werden kann und sich auf Grund seiner Stickstoffstabilität durch besondere Pflanzenverträglichkeit bei hohem Anteil an organisch gebundenen Stickstoff auszeichnet.
Schon seit längerer Zeit ist man bestrebt, Baumrinde, einen Abfallstoff, durch Verrottung in einen wertvollen Humusträger zu verwandeln. Da die natürliche Verrottung von Rinde Jahre dauert, wurde bereits in der Arbeit "Wertvoller Humus aus Rinde, Versuche zur Rindenkompostierung", von A. Bittner und A.
Schneider, Holz-Zentralblatt Nr. 73/74, vom 20. 6. 1975, Seite 956, vorgeschlagen, zur schnelleren Kompostierung die Rinde zu zerkleinern, durch Branntkalkzusatz den PH-Wert zu erhöhen und durch Zugabe von 1, 5 bis 2 kg Harnstoff oder Hornmehl pro m3 Rinde oder durch Zusatz von 20 bis 50% Klärschlamm ein günstigeres Verhältnis von
EMI1.1
:Branntkalk/m zur Einstellung eines PH-Wertes von 7, 4 zu Versuchsbeginn nach 4 Monaten zwar ein Produkt erhalten, bei dem durch den Nitratgehalt ein kalt verlaufener Fermentierungsvorgang beweisbar war, doch konnte das Produkt trotz der langen Fermentierdauer nur als nahezu reif bezeichnet werden, obwohl der Fermentierungsversuch im Sommer bei günstigen Aussentemperaturen stattfand.
In der Arbeit von H. Jahn in Müll und Abfall 5/79, Seite 147, bzw. 8/79, Seite 227 wird hingegen über verschiedene Verfahren der Heisskompostierung von Rinde berichtet.
Diese Verfahren haben gemeinsam, dass durch Zugabe von Stickstoffträgern wie Harnstoff, Kalkammonsalpeter oder Klärschlamm zur vorzerkleinerten Rinde ein C/N-Verhältnis von etwa 30 : 1 eingestellt wird und in der Anfangsphase der Verrottung für starke Belüftung in Einrichtungen wie Körben, Rotteplatten oder Rottestapeln mit der Luftzufuhr dienenden, eingelegten Plastikschläuchen gesorgt wird. Anschliessend müssen die so erhaltenen Produkte in einer Nachrotte über mehrere Monate abgelagert werden, wobei nach etwa 4 bis 6 Monaten ein Humusprodukt erhalten wird, das als reif bezeichnet wurde.
Bei keinem dieser Vorschläge wurde jedoch darauf geachtet, ob der erhaltene Humusträger ein stickstoffstabiles Stadium erreicht hat, also bei Verwendung keinen weiteren Fermentiervorgängen unterliegt, die Nährstoffe, vor allem Stickstoff, binden, und dadurch den Pflanzenwuchs hemmen.
Gemäss DE-AS 3000098 wird hingegen keine derartige Vorbehandlung durchgeführt, sondern vorgeschlagen, die Rinde nach Vermahlung bis zu einer Korngrösse von 0 bis 30 mm, vorzugsweise 0 bis 15 mm mit 0, 5 bis 1 kg, vorzugsweise 0, 8 kg Harnstoff und etwa 0, 2 m3 Humusbakterien
EMI1.2
wuchshemmende Stoffe als auch Schädlinge und Unkrautsamen vernichtet werden.
Nach einer nicht angegebenen Kompostierdauer soll dabei ein brauchbarer Rindenhumus erhalten werden. Die Verwendung von nur 0, 5 bis 1 kg Harnstoff pro m3 Rinde, die sich in langwierigen Versuchen als am günstigsten herausgestellt haben soll, entspricht allerdings nur einem C/N-Verhältnis von 64 : 1, so dass von einer Stickstoffversorgung der Pflanze durch den so erhaltenen Humusträger keine Rede sein kann, und ausserdem sehr fraglich ist, ob für die Erreichung eines stickstoffstabilen Zustandes überhaupt ausreichend löslicher Stickstoff zur Verfügung stand.
In der DE-OS 3040040 wird hervorgehoben, dass bei Kompostierung von Rinde mit verschiedenen Stickstoffträgern wie Harnstoff oder Klärschlamm Produkte erhalten werden, die bei der Anwendung in Kulturen bei nicht ausreichender gleichzeitiger Stickstoffgabe zu Stickstoffmangel (N-Fixierung) führen, was bedeutet, dass diese Produkte im Boden weiteren, stickstoffverbrauchenden Fermentationsprozessen unterliegen, die den Pflanzenwuchs hemmen. Zur Abhilfe wird empfohlen, Ammonhydrogencarbonat als Stickstoffträger in einer Menge entsprechend 1 bis 2 kg
EMI1.3
den Nachteil des Stickstoffverbrauchs nicht.
Trotz einer Fermentierdauer von bis zu etwa 20 Wochen wurden aber nur etwa zwei Drittel des zugesetzten Stickstoffs organisch gebunden, was bedeutet,
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
<Desc/Clms Page number 3>
das Produkt in jenen Zustand des Voraufschlusses zu bringen, der erst die Erzielung der hohen Einbaurate von Stickstoff in der zweiten Fermentationsstufe gewährleistet. Sie führt auch zur Unschädlichmachung wuchshemmender Stoffe und Zerstörung von Keimen und Unkrautsamen. Der Zusatz von Neutralisationsmitteln ist in dieser Stufe zwar möglich aber nicht nötig, da die bei der Fermentierung freiwerdende Ammoniakmenge ein unerwünschtes Absinken des PH-Wertes verhindert.
Die Mindestdauer der ersten Fermentierungsstufe hängt wesentlich von der erreichten Temperatur in der Miete ab. Übersteigt die Temperatur 70 C, ist die Aufrechterhaltung dieser Temperatur über 14 Tage zur Erzielung des nötigen Aufschlussgrades, der sich durch eine Dunkelfärbung sowie eine mürbe Beschaffenheit der Rinde anzeigt, ausreichend. Bei einer Temperatur unter 70 C sind hingegen 4 Wochen erforderlich. Eine wesentliche Überschreitung dieser Mindestdauer ist möglich, bringt aber keine Vorteile mehr mit sich, da die Temperatur ab einer gewissen Zeit absinkt und eventuelle Verrottungsprozesse dann nur mehr langsam vor sich gehen. Eine übermässige Überschreitung, die sich z. B. aus dem Produktionsablauf ergeben kann, ist für die zweite Fermentierungsstufe nicht von Nachteil.
Es ist ferner wichtig, dass die erste Fermentationsstufe nicht in Gegenwart der gesamten Harnstoffmenge durchgeführt wird, sondern die Menge, wie erfindungsgemäss vorgeschrieben, geteilt wird. Nur so können Hemmungen des Fermentationsverlaufes durch zu hohen Salzgehalt und lokale Überhitzungen vermieden werden.
Nach Abbruch der ersten Fermentationsstufe ist das noch heisse, aufgeschlossene Rindenprodukt dunkel gefärbt und besitzt mürbe Beschaffenheit. Es lässt sich mit einem wesentlich geringeren Energieaufwand zu der für die als zweite Stufe angeschlossenen Hauptfermentierung erforderlichen Kornfeinheit vermahlen als rohe, unbehandelte Rinde.
Das gemahlene Produkt wird dann mit solchen Mengen an Harnstoff pro m3 Rinde versetzt, dass sich in Summe aus den Zusätzen in den beiden Fermentationsstufen eine Harnstoffmenge von 5 bis 8 kg/m3 Rinde ergibt.
In beiden Fermentationsstufen können zusätzlich zur erfindungsgemäss einzusetzenden Harnstoffmenge nach Stickstoffträger organischen Ursprungs wie Hornmehl, Blut, Gülle, Klärschlamm und ähnliches zugesetzt werden. Auf die Bemessung der Harnstoffmenge haben diese Zusätze auch dann, wenn sie löslichen Stickstoff enthalten, keinen Einfluss. Bei der Verwendung wässeriger Lösungen wie z. B. von Klärschlamm ist jedoch darauf zu achten, dass die Menge so bemessen wird, dass der tolerierbare Wassergehalt nicht überschritten wird.
Um zu verhindern, dass während der Fermentation der PH-Wert absinkt, müssen vor der zweiten Stufe basische Substanzen, z. B. Erkalkalicarbonat, zitratlösliche Phosphate wie Thomasmehl u. a. zugesetzt werden. Die Menge richtet sich dabei nach der Art der Rinde, beispielsweise
EMI3.1
gleichzeitig zur Einstellung eines gewissen Magnesiumspiegels dient. Auch andere Spurenelemente wie Eisensalze oder Molybdänverbindungen können zur Erzielung eines für Pflanzsubstrate günstigen Spurenelementspiegels zugesetzt werden.
Die Hauptfermentierung kann praktisch unter gleichen Bedingungen durchgeführt werden, wie sie in der EP-A 0 104355 für die Fermentierung der durch Dampfbehandlung aufgeschlossenen Rinde beschrieben wurde. Dies gilt sowohl für den Wassergehalt und den PH-Wert als auch für die Einhaltung der Temperaturspanne von 50 bis 70 C und die Mietenhöhe. Bei Absinken der Temperatur muss die Miete umgesetzt werden, um noch nicht ausreichend fermentierte Anteile ebenfalls der Fermentierung zuzuführen. In der Regel ist bei einer Fermentierzeit von etwa 2 1/2 bis 4 Monaten eine 2 bis 3-malige Umsetzung erforderlich.
Der Endpunkt der Fermentierung zeigt sich dadurch an, dass sich der Gehalt an wasserlöslichen Stickstoff im Produkt nicht mehr ändert, was durch zeitlich aufeinanderfolgende Stickstoffbestimmungen feststellbar ist. Sollte der Stickstoffgehalt zu stark abnehmen, bzw. der vorhandene wasserlösliche Stickstoff praktisch zur Gänze verbraucht werden, muss durch Zugabe einer geringen Menge an wasserlöslichem Stickstoff überprüft werden, ob die Fermentierung nur durch Nährstoffmangel zum Stillstand kam oder tatsächlich der stickstoffstabile Zustand erreicht ist.
Das bei der erfindungsgemässen zweistufigen Fermentierung anfallende Produkt kann entweder als solches oder nach Mischen mit andern Produkten, z. B. Torf oder Erde denen gegebenenfalls
<Desc/Clms Page number 4>
Nährstoffe und/oder Spurenelemente zugesetzt wurden, als Pflanzsubstrat eingesetzt werden. Nach entsprechender Ergänzung des Nährstoffgehaltes kann es auch als Humusdünger Verwendung finden.
Das erfindungsgemässe Verfahren soll an Hand der vorliegenden Beispiele näher erläutert werden :
Beispiel 1 : Gemischte Baumrinde von Fichte und Tanne mit einem Anteil an Tannenrinde von 10% und einem Wassergehalt von etwa 70% wurde im angelieferten Zustand mit 1 kg festem Harnstoff/m3 Rinde gemischt, zu einer Miete von 6 m Höhe aufgeschüttet und bei einer Aussentemperatur von etwa 10 C gelagert. Innerhalb einer Woche stieg die Temperatur der Miete, die in 1, 5 m Tiefe gemessen wurde, auf 70 C. Nach Erreichen dieser Temperatur wurde die Vorfermentierung 3 Wochen lang fortgesetzt. Nach dieser Zeit wurde die Fermentierung abgebrochen und das noch heisse Produkt in einer Mühle zerkleinert.
Der Wassergehalt des vermahlenen, dunkel gefärbten Rindenproduktes betrug etwa 65%.
EMI4.1
5 kg Harnstoff, 1 kg Superphosphat, 0, 9 kg Eisensulfat-Heptahydrat und 2, 5 g Na-Molybdat zugemischt. Das Gemisch wurde in Mieten von 2,5 m Höhe aufgesetzt und erreichte nach etwa 1 Woche gemessen in etwa 1 m Tiefe, eine Mietentemperatur von etwa 65 C. Nach Abfallen der Temperatur unter 50 C wurde die Miete umgesetzt und die Fermentation fortgesetzt. Innerhalb einer Fermentationsdauer von 3 Monaten war eine zweimalige Umsetzung erforderlich. Nach 3 Monaten fiel die Temperatur auf 30 C und aufeinanderfolgende Stickstoffbestimmungen zeigten keine Veränderung des Stickstoffspiegels mehr an.
Das erhaltene Produkt hatte weicherdige Beschaffenheit und zeige folgende Nährstoff analyse :
EMI4.2
<tb>
<tb> Wassergehalt <SEP> 58-60 <SEP> Gew.-%
<tb> Schüttgewicht <SEP> 189 <SEP> kg <SEP> Trockensubstanz1m3
<tb> PH-Wert <SEP> 5,8
<tb> Ammonium- <SEP> N <SEP> löslich <SEP> 2 <SEP> mg/l
<tb> Nitrat-N <SEP> löslich <SEP> 272 <SEP> mg/l
<tb> Phosphat <SEP> (PzOs) <SEP> löslich <SEP> 310 <SEP> mg/l
<tb> Kalium <SEP> (K20) <SEP> löslich <SEP> 527 <SEP> mg/l
<tb> Gesamt-N <SEP> 4712 <SEP> mg/l
<tb> C/N-Verhältnis <SEP> 18, <SEP> 2 <SEP>
<tb>
Zur Finalisierung als Pflanzsubstrat wurde dieses Produkt mit Schwarztorf, der pro m3 mit 1, 5 kg Mischkalk und 1 kg N/P/K-Volldünger (Nährstoffgehalt 14/17/21) pro m3 versetzt worden war, im Verhältnis 1 : 1 vermischt und abgesackt.
Das fertige Pflanzsubstrat wies folgende Analysenwerte auf :
EMI4.3
<tb>
<tb> Wassergehalt <SEP> 50%
<tb> PH-Wert <SEP> 6,0
<tb> Schüttgewicht <SEP> 180 <SEP> kg <SEP> Trockensubstanz/m
<tb> N-löslich <SEP> 220 <SEP> mg/l
<tb> Phosphat <SEP> (PzOs) <SEP> löslich <SEP> 190 <SEP> mg/l
<tb> Kalium <SEP> (K20) <SEP> löslich <SEP> 376 <SEP> mg/l
<tb>
Beispiel 2 : Sehr trockene Fichtenrinde mit einem Wassergehalt von 45 bis 50% wurde im Rohzustand mit 1 kg festem Harnstoff pro m3 versetzt und in Schichten von je etwa 0,5 m Mächtigkeit zu Mieten von insgesamt 6 m Höhe aufgeschichtet. Jede einzelne der 12 Schichten wurde mit 250 l Klärschlamm pro m3 Rinde durch Giessen befeuchtet.
Der Klärschlamm enthielt pro m3 67 kg
<Desc/Clms Page number 5>
Trockensubstanz, 5, 9 kg Gesamt-N (davon 0, 7 kg in wasserlöslicher Form), 0, 73 kg P20s, 0, 22 kg K20 sowie 1 kg Calcium. Der PH-Wert betrug 6, 6. Dabei wurde der Feuchtigkeitsgehalt der Rinde auf zirka 70% eingestellt.
EMI5.1
brochen. Der Wassergehalt betrug etwa 65%.
Das so erhaltene, noch heisse Produkt wurde vermahlen und pro m3 mit 4 kg Harnstoff, 0, 5 kg eines Gemisches von ealcium- und Magnesiurncarbonat (Mge03-Gehalt 15%) sowie 0, 3 kg
EMI5.2
wurde zweimal umgesetzt.
Das fertig fermentierte Produkt zeigte folgende Analysenwerte :
EMI5.3
<tb>
<tb> Wassergehalt <SEP> 63%
<tb> PH-Wert <SEP> 6,6
<tb> Ammonium-N <SEP> 80 <SEP> mg/l
<tb> Nitrat-N <SEP> 210 <SEP> mg/l
<tb> Phosphat <SEP> löslich <SEP> (P2Os) <SEP> 430 <SEP> mg/l
<tb> Kalium <SEP> (K2 <SEP> 0) <SEP> löslich <SEP> 455 <SEP> mg/l
<tb> Gesamt-N <SEP> 4580 <SEP> mg/l
<tb> C/N-Verhältnis <SEP> 17,5
<tb>
Zur Herstellung eines Humusdüngers wurde dieses Produkt pro m3 mit 45 kg eines Volldüngers mit dem Nährstoffverhältnis 14 : 6 : 18 + Spurenelemente vermischt. Der so erhaltene Humusdünger enthielt dann 1% N, 0, 3% Phosphat und 1% K20.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines vollwertigen Humusträgers und Düngers auf Basis der Verarbeitung von Stammholz anfallenden Baumrinde mit einem C/N-Verhältnis von höchstens 25 : 1, wobei mindestens 90% des Stickstoffes organisch gebunden sind, durch Zerkleinern, Fermentieren unter Zugabe von 5 bis 8 kg Harnstoff pro m3 Rinde bei PH-Werten von 6 bis 7,5 und gewünschtenfalls anschliessende Ergänzung der Nähr-und/oder Zusatzstoffe, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Fermentierung in zwei Stufen durchgeführt wird, wobei in der ersten Stufe der unzerkleinerten Rohrinde 0,
5 bis 2 kg Harnstoff/m Rinde zugemischt und die Mischung bei einer Mietenhöhe von 4 bis 8 m einer Heissfermentierung bei einer Temperatur der Miete von 65 bis
EMI5.4
stufe unterbrochen, das vorfermentierte Produkt vermahlen und nach weiterer Zugabe von Harnstoff bis zum Erreichen der Gesamtzusatzmenge von 5 bis 8 kg/m3 Rinde in der zweiten Stufe bei üblicher Mietenhöhe so lange einer weiteren Heissfermentierung bei 50 bis 70 C, einem PH-Wert von 6,5 bis 7, einem Wassergehalt von 60 bis 70 Gew.-% und unter mehrfacher Umsetzung der Miete unterworfen wird, bis die Fermentierung trotz Vorhandensein eines Restgehaltes an wasserlöslichem Stickstoff zum Stillstand kommt.