DE2651171B1 - Verfahren zum kompostieren von rinde - Google Patents

Description

• Zusammenfassend ergibt sich folgende Gegenüberstellung: Franz. Verfahren Angemeldetes Verfahren Ziel: Humifizierung der Rinde Beseitigung der wuchshemmenden Eigenschaften der Rinde Zeitbedarf: Wochen Tage Kalkzusatz: CaCO3 in fester Form Ca(OH)2 in flüssiger Form als Kalkmilch pH-Anhebung der Rinde: bis 7,6 bis 11,0 Künstliche Belüftung: ja nein Zuschlagstoffe: ja nein N-Zusatz: in fester Form: eine Lösung von Kalksalpeter Harnstoff schwefelsaures Ammoniak Kalkstickstoff Ammonnitrat Diammonphosphat Ammoniak als Gas
• Es besteht in keinem Punkt eine Übereinstimmung zwischen beiden Verfahren.
• Zu 2. Dieses franz. Verfahren arbeitet mit 3 künstlichen Belüftungen (S.1/12, S.3/7), mit einer Reaktionsanhebung der Rinde bis pH 7,0 S. 1/25), mit dem Zusatz von Ammonium- und Fe-, Cu- und Mo-Salzen (Anspruch 1 und 4). Die Dauer der Kompostierung beträgt 45 Tage (S. 1/14), auch hier wird von der Beseitigung der wuchshemmenden Eigenschaften der Rinde nicht gesprochen. Ziel der Kompostierung ist eine weitgehende Humifizierung der Rinde in 45 Tagen. Der Kupferzusatz soll den Stickstoffkreislauf beschleunigen. Das franz. Verfahren hat mit dem angemeldeten Verfahren keine Übereinstimmung mit Ausnahme des Cu-Zusatzes.
• Franz Verfahren Angemeldetes Verfahren Kompostierung: langfristig kurzfristig CuS04-Zusatz: in fester Form: als Lösung: soll N-Kreislauf regulieren, die soll Cu-Aktivität der Rinde erhöhen Nitrifikation von NH4+ fördern und den Oxidationsprozeß der Gerbstoffe beschleunigen Das Kupfer hat in den beiden Verfahren grundverschiedene Aufgaben und wird in unterschiedlicher Form angewandt.
• In den franz. Patenten bestehen grundsätzliche Unterschiede gegenüber dem angemeldeten Verfahren bei der chemischen Zusammensetzung der Rindenzusätze [CaCO3 gegenüber Ca(OH)2, NH4-Salze und NH2-Verbindungen gegenüber Ca(NO3)2] und in der Aggregatform der Zusätze (fest gegenüber flüssig) und letztlich liegen den Zusätzen verschiedene Aufgaben für den Kompostierungsprozeß zugrunde.
• Die Aufgabe des angemeldeten Verfahrens ist es, primär die wuchshemmenden Eigenschaften der Rinde zu beseitigen, dann könnte sie mit hochprozentigen Anteilen zum Aufbau von gärtnerischen Erden dienen und ohne Mengenbegrenzung im Freiland zur Bodenverbesserung eingesetzt werden. In zweiter Linie wäre es ein großer wirtschaftlicher Vorteil, wenn das Verfahren kurzfristig in wenigen Tagen das gesetzte Ziel erreichen würde.
• Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Rinde ergeben sich aus der Schutzfunktion für den Baum gegen Verdunstung, Kälte, Tierfraß und gegen das Eindringen von Pilzen und Bakterien. Der poröse Aufbau als Kälte- und Verdunstungsschutz gibt der Rinde ein Vol.-Gew. von 200-250 g/Liter. Die Benetzbarkeit durch Wasser ist gering. Der Gehalt an Gerbstoffen ist sehr hoch, diese haben stark reduktive Eigenschaften. Der pH-Wert liegt zwischen 5,0 und 5,5.
• Das C/N-Verhältnis ist mit 100-150/1 denkbar ungünstig. Der Nährstoffgehalt zeigt einen auffallenden Schwerpunkt für Mangan bei Fichten-, Buchen- und Kiefernrinde.
• Tabelle 1 Aschenanalysen von Kiefernrinde K2O Na2O CaO Mg P205 N Fe Mn Zn Cu g/100 g Tr.-Substanz=% mg/1000 g Tn-Substanz=ppm 0,19 Q02 1,90 0,08 0,09 0,42 1000 1200 148 20 Die gemessenen Aktivitäten nach der DE-Methode (Pat.-Nr. 23 26 645) zeigen folgendes Bild: Tabelle 2 Aktivitäten der Kiefernrinde mg/1 Liter K20 Na2O CaO Mg P205 N SO4 Fe Mn Zn B Cu Mo 196 10 60 18 34 7 40 0,37 9,00 0,80 0,26 0,03 0,02 Gesamtaktivität in g/Liter = 0,34, pH (CaC12) = 4,5, pH (H20) = 5,2, Mn liegt zu hoch, Cu zu niedrig.
• Für Buchen- und Fichtenrinde gilt die gleiche Tendenz.
• Die wuchshemmenden Eigenschaften der Rinde sind begründet durch: 1) die schlechte Benetzbarkeit, 2) das ungünstige C/N-Verhältnis, das zur N-Festlegung im Boden führt, 3) den sehr hohen Gerbstoffgehalt in reduzierter Form, 4) die toxische Mn-Aktivität, 5) die zu geringe Cu-Aktivität.
• Die größte Schwierigkeit machen die Gerbstoffe, die in der reduzierten Form bioziden Charakter haben und die Wuchsstoffe in der Pflanze blockieren. Die phenolischen Gerbstoffe verlieren den bioziden Charakter durch Oxidation. Letzteres geschieht bei einer langfristigen Kompostierung mit aeroben Bakterien.
• Dieser Vorgang verkürzt sich bei Anwesenheit hoher Nitratmengen, wobei am günstigsten Kalksalpeter [Ca(NO3)2] wirkte, wenn die Rinde mit Ca(OH)2 auf eine Reaktion über pH 10,0 angehoben wird. Von den Gerbstoffen als Phenolderivate lassen sich die hydrolisierbaren leicht oxidieren. Es kommt zur dehydrierenden Verknüpfung der Moleküle, wodurch sie unlöslich werden. Die nicht hydrolisierbaren Gerbstoffe der Catechinreihe kondensieren bereits in der Rinde, sind daher wasserunlöslich, oxidieren aber auch im alkalischen Bereich. Wie weit durch die Anwesenheit von Ca(NO3> bei der Oxidation im alkalischen Bereich noch eine Nitrierung verbunden ist, ließ sich bisher nicht feststellen. Entscheidend ist die Tatsache, daß die Gerbstoffe durch die Oxidation im alkalischen Bereich im Beisein von Ca(NO3)2 den Hemmstoffcharakter verlieren. Kupfer beschleunigt den Oxidationsvorgang erheblich.
• In der Praxis gibt man 1-3 g Branntkalk oder Kalkhydrat je Liter Rinde. Das Aufkalken beseitigt dann ebenfalls den Punkt 1), die schlechte Benetzbarkeit.
• Durch das Aufkalken steigt die Wasserkapazität von 15-20 Vol.-% auf 45-50 Vol.-%. Die hohe Mn-Aktivität der Rinde von 9-11mg/l Liter geht nach der Kalkhydratzugabe auf 3-4 mg zurück. An Kalksalpeter sind für den Oxidationsvorgang 2-4 g/Liter Rinde erforderlich, damit werden je Liter 320-620mg N zugefügt. Die Schnellkompostierung in 2 - 6 Tagen ergibt einen Umsatz bis etwa 5% der organischen Rindensubstanz zu Humusstoffen mit einem C/N-Verhältnis von 20-10/1, das für die Pflanzen optimal ist.
• Die nicht umgesetzten 95% der Rindensubstanz widerstehen der weiteren schnellen bakteriellen Zersetzung infolge N-Mangel. Ihre bakterielle Zersetzung läuft äußerst langsam weiter. Der Effekt der schädlichen N-Festlegung [siehe Punkt 2)] ist nicht mehr gegeben, wie zahlreiche Pflanzenversuche gezeigt haben. Zur Erhöhung der Cu-Aktivität sind 0,05-0,1 g Kupfersulfat je Liter Rinde erforderlich.
• Die Zugabe von Ca(NO3)2 und CuS04 darf nur in gelöster Form, CaO oder Ca(OH)2 als Kalkmilch erfolgen, damit die Rindenpartikeln allseits intensiv benetzt werden. Eine Zugabe der Chemikalien in fester Form mit anschließender Befeuchtung brachte keinen Erfolg, hier fehlt die Gleichmäßigkeit der Verteilung auf die Rindenpartikeln. Lediglich in Mischtrommeln lassen sich Wasser und Chemikalien nacheinander eingeben.
• Auf 1 cbm zerkleinerte Rinde (4 - 8-mm-Partikeln oder gemahlen)gibt man 120-180 Liter Lösung mit 2-4 kg Ca(NO3)2, 0,05-0,10 kg CuS04 und 1-3 kg CaO bzw.
• Ca(OH)2. Der Kompost erhitzt sich für wenige Tage auf 60-70"C, dann fällt die Temperatur auf etwa 40"C ab.
• Die Reaktion geht von anfänglich pH 11,0 auf pH 5,6-5,8 zurück. Der Kompost ist bereits nach 2-6 Tagen einsatzfähig, die Hemmwirkung der Gerbstoffe ist praktisch verschwunden, weil die.obengenannten Ursachen 1)-5) beseitigt sind.
• Zur Feststellung der Hemmwirkung des Rindenkompostes eignen sich Keimpflanzenversuche. Am empfindlichsten reagiert Salat. Noch geringe Hemmstoffmengen geben eine Keimverzögerung von 2-4 Tagen. Die Überprüfung der Rindenkomposte wurde im Vergleich zu TKS 1 (Torfkultursubstrat) vorgenommen. Nach obiger Behandlung der kompostierten Rinde wurde praktisch keine wuchshemmende Wirkung mehr festgestellt, während unbehandelter Kompost nur eine Keimung von 5-10% brachte. Das gleiche Ergebnis wurde erzielt in Keimversuchen mit Weidelgras, Tomaten und Kresse.
• Der behandelte Rindenkompost eignet sich gut zur Herstellung von gärtnerischen Erden. In einer Mischung mit Torf und Ton (Rinde zu Torf zu Ton oder Sand = 2 :2:1 oder 3 :2 :1) und unter Zugabe von Nährstoffen konnten zu 14 gärtnerischen Kulturen gleiche Kulturerfolge erzielt werden wie mit TKS 1, das in D zum Standardsubstrat von dem Verband der Deutschen Landwirtschaftlichen Untersuchungs- und Forschungsanstalten erklärt wurde. Andererseits läßt sich der behandelte Rindenkompost zur Freilanddüngung und Bodenverbesserung einsetzen, wobei keine Begrenzung in der Dosierung zu erwarten ist. Diese Versuche sind noch nicht abgeschlossen. Mit dem geringen Vol.-Gew. von 0,4-0,5 t/cbW liegt der Rindenschnellkompost sehr transportgünstig.
• Die mit dem beschriebenen Verfahren erzielten Vorteile gestatten: 1. den Rohstoff Rinde, der bisher in großen Teilen ungenutzt blieb, einer volkswirtschaftlichen Verwertung zuzuführen, 2. dem Gartenbau wichtige gärtnerische Kultursubstrate zu liefern, die im Hinblick auf die zukünftige Verknappung von Torf besondere Beachtung verdienen, 3. den Rindenschnellkompost beim Aufdüngen und Verbessern des Freilandes, besonders von Sportplätzen, Park- und Verkehrsanlagen, als stabilen, wenig zersetzlichen Humus einzusetzen.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Verfahren zum Kompostieren von zerkleinerter oder gemahlener Rinde unter Mitverwendung von Kalk, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinde mit einer Lösung von Calciumnitrat, einem Kupfersalz und Calciumhydroxid intensiv benetzt und anschließend einige Tage kompostiert wird.

   Das Ziel des angemeldeten Verfahrens ist es, einen Rindenkompost mit möglichst kurzfristiger Kompostierung ohne wuchshemmende Eigenschaften herzustellen, der für die Herstellung gärtnerischer Erden und zur Bodenverbesserung eingesetzt werden kann.

   In der BRD fallen jährlich etwa 1,5 Mio. t Schälrinde an, deren wirtschaftliche Verwendung nur zum Teil gelingt (Ziegelbrennerei, Verfeuerung, Verarbeitung zu Flachpreßplatten), der größte Teil wandert auf Deponien, wo der Rohstoff Rinde nutzlos verschimmelt. Der Einsatz als Bodenverbesserungsmittel konnte sich bisher nicht durchsetzen, weil die Rinde wuchshemmende Eigenschaften hat. Letztere ließen sich durch langfristige Kompostierung mit hohen Erdzusätzen (Rinde zu Erde = 1: 5-50) beseitigen. Der gewonnene Kompost (Vol.-Gew. > 1,2 t/cbm) ist sehr teuer im Transport, so daß sich eine verbreitete Anwendung nicht durchsetzte. Eine Kompostierung ohne Erdzusätze ist vielfach erprobt worden. Man erhielt nach zweimonatlicher Kompostierung bei richtiger Befeuchtung und Durchlüftung ein erdiges Substrat, das allerdings die wuchshemmenden Eigenschaften größtenteils behielt. Der Einsatz dieses Kompostes eignete sich zur Strukturverbesserung von Böden, wenn die Einsatzmengen unter 2 cbm/100 m2 blieben. Bei höheren Mengen zeigten die Pflanzen Wuchsdepressionen.

   Auch zur Einmischung in gärtnerische Substrate wurde solcher Kompost herangezogen. Er bewährte sich mit Einschränkung bei Azaleen, Farnen und Orchideen (Dr. R. Bowe: Die Verwendung von Kiefernrindenmischsubstrat im Zierpflanzenbau. Der Deutsche Gartenbau [DDR], 18, 186-187, 1971). Im Prinzip ließen sich bisher reine Rindenkomposte nur in großer Verdünnung mit Torf, Erden und Komposterden verwenden. Der wuchshemmende Einfluß trat in der Verdünnung dann zurück.

   Bekannt sind weiter zwei französische Patente der Rindenkompostierung: 1. FR-PS 21 23 042 und 2. FR-PS 22 24421.

   Zu 1. Dieses Kompostverfahren soll eine möglichst weitgehende Humifizierung der Rinde erreichen.

   Von einer Beseitigung der wuchshemmenden Eigenschaften der Rinde wird an keiner Stelle gesprochen. Schwerpunkte dieser langfristigen Kompostierung sind: a) künstliche Belüftung (S. 1/23, S. 3/22, S.4/11 und 37, S.6/3, F i Fig.1) 1) zur Förderung der mikrobiellen Tätigkeit; b) Zusatz von kohlensaurem Kalk; c) Zusatz von bestimmten N-Verbindungen; d) Zusatz von Ton, Schlamm und humifizierten organischen Stoffen zur Verbesserung der Struktur und Wasserbindung.

   In dem angemeldeten Verfahren sind a) und d) überflüssig. Ziel ist hier nicht die Humifizierung der Rinde, sondern nur die Beseitigung der wuchshemmenden Eigenschaften der Rinde.

   Zu b): Der Zusatz von kohlensaurem Kalk (CaCO3) in fester Form soll in dem franz. Verfahren den pH-Wert der Rinde erhöhen bis maximal 7,6 (S.5/7). In dem angemeldeten Verfahren muß die Rinde auf pH 11,0 erhöht werden (S. 9/2), um die Gerbstoffe zu oxidieren.

   Das geht nur mit Kalkhydrat [Ca(OH)2] in flüssiger Form als Kalkmilch. Die Kalkmilch hat einen pH-Wert von 12,0. CaCO3 erreicht maximal pH 7,8. Mit CaCO3 kann die Oxidation der Gerbstoffe nicht durchgeführt werden. Hinzu kommt, daß CaCO3 wasserunlöslich ist und demzufolge nicht als Lösung gegeben werden kann, wie es in der Anmeldung gefordert wird.

   Zu c): Als N-Verbindungen werden in dem franz.

   Verfahren genannt: Ammoniak, Harnstoff, schwefelsaures Ammoniak, Kalkstickstoff, Ammonnitrat und Diammonphosphat (Anspruch 3), Kalksalpeter wird nicht genannt. Obige N-Verbindungen werden dem Kompost in fester Form zugesetzt.

   In dem angemeldeten Verfahren wird Kalksalpeter [Ca(NO3)2] als Lösung verabreicht. Die Oxidation der Gerbstoffe läßt sich nur mit Kalksalpeter durchführen und nicht mit obigen 6 N-Verbindungen, die übrigens nicht alle wasserlöslich sind.