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Organische, Phosphor enthaltende Stickstoff-Langzeitdünge-
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mittel sowie Verfahren zu deren Herstellung Organische und anorganische
Abfälle aus kommunalen und industriellen Kläranlagen werden seit langem in der Landwirtschaft
zur Bodenverbesserung und/oder Düngung eingesetzt.
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Je nach den wesentlichen Bestandteilen werden sie entweder als Humuslieferant
und/oder Nährstofflieferant verwendet, wobei jedoch die große Schwankungsbreite
der Nährstoffgehalte einen gezielten Einsatz zur Nährstoffversorgung landwirtschaftlicher
und gärtnerischer Kulturpflanzen nur bedingt möglich macht.
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Es ist weiterhin bekannt, daß diese Abfälle als maschinell entwässerter,
nasser Schlamm, als getrockneter Schlamm oder in Form von Kompost aus zerkleinertem
Müll und Schlamm zum Einsatz gelangen können. Die Verwendung von nassem Schlamm
wird sehr behindert durch die damit verbundene Geruchsbelästigung und als weitere
Folge die schwierige Lagerung. Bei einer Kompostierung des nassen Schlammes mit
zerkleinertem Müll vor der landwirtschaftlichen Verwertung werden die genannten
Nachteile zwar ausgeschaltet,
jedoch sind unerwünschte Verunreinigungen
durch z.B.
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Schwermetalle aus dem verwendeten Müll möglich. Die günstigste Anwendungsform
ist der getrocknete Schlamm. Zu seiner Gewinnung sind eine Reihe verschiedener Verfahren
in die Technik eingeführt, z.B. die Trocknung im Drehrohr nach Seiler-Koppers oder
das Blitztrocknungsverfahren, das mit Rauchgasen den in einer Schlagmühle zerkleinerten
Schlamm direkt trocknet.
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Ein besonders Problem der zur landwirtschaftlichen Verwendung gelangenden
Schlämme stellen Verunreinigungen, insbesondere agrikulturchemisch bedeutungslose,
jedoch toxische Bestandteile, wie z.B. Arsen, Cadmium, Quecksilber oder Blei enthaltende
Verunreinigungen dar, die sich im Boden anreichern und infolgedessen von der Pflanze
aufgenommen und so in den Nahrungskreislauf eingeschleust werden können.
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Während nicht kontaminierte Böden z.B. Gehalte an den genannten toxischen
Schwermetallbestandteilen von ( 20 ppm As, t 1 ppm Cd, 1 1 ppm Hg, = 20 ppm Pb aufweisen,
werden in der Literatur folgende Mittelwerte für die genannten toxischen Bestandteile
in den zur Düngung gelangenden Kommunalschlärmen genannt: 16 ppm Cd, 2,1 ppm Hg,
128 ppm Pb, 6,8 ppm As. In Schlämmen aus Industrieabwässern können diese Werte beträchtlich
überschritten werden und es können außerdem zusätzlich weitere Schwermetallbestandteile
darin enthalten sein. Ein besonderes Ziel muß es daher sein, die in die Landwirtschaft
gelangenden Schlämme soweit von Schadstoffen freizuhalten, daß sie auch bei langfristiger
Anwendung keine Schadstoffanreicherung über die Normalgehalte in den Böden verursachen
können.
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Unter Uberwindung der bekannten Schwierigkeiten und Nachteile wurde
nun überraschenderweise ein Verfahren zur Herstellung von festen, streufähigen Düngemitteln
zur pflanzlichen Ertragssteigerung und biologischen Bodenverbesserung aus organischem
Schlamm von biologischen Abwasserreinigungsanlagen gefunden, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß man
das zur biologischen Abwasserreinigung gelangende,
von den gegebenenfalls vorhandenen toxischen Schwermetallbestandteilen befreite
Abwasser mit auf dessen biochemischeeSauerstoffbedarf (BSB) abgestimmten Gehalten
an N- und P-haltigen Nährstoffen einer Belebtschlammanlage zuführt, so daß der in
der letzteren anfallende biologische Überschußschlamm nach Abtrennuny und Trocknung
etwa 3 bis 10 Gew.-% N und etwa 1,5 bis 4,5 Gew.-% P, bezogen auf die Trockensubstanz,
in chemisch gebundener Form enthält und das die Belebtschlammanlage verlassende,gereinigte
Abwasser höchstens noch Spuren an N- und P-Verhindungen aufweist.
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Gegenstand der Erfindung sind weiterhin feste,streufähige Düngemittel
zur pflanzlichen Ertragssteigerung und biologischen Bodenverbesserung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Düngemittel aus getrocknetem, organischem Schlamm aus biologischen Abwasserreinigungsanlagen
bestehen und etwa 3 bis 10 Gew.-% N und etwa 1,5 bis 4,5 Gew.-% P, bezogen auf die
Trockensubstanz, chemisch gebunden enthalten, wobei der gebundene Stickstoff teilweise
in wasserlöslicher Form vorliegt.
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Der Gehalt an den genannten toxischen Schwermetallbestandteilen in
den erfindungsgemäß hergestellten Düngemitteln liegt im allgemeinen bei ( 5 ppm
As, C 5 ppm Cd, ( 3 ppm Hg und (20 ppm Pb, bezogen auf die Trockensubstanz.
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Der für das Wachstum der Mikroorganismen erforderliche Gehalt an N-
und P-haltigen Nährstoffen in dem der Belebtschlammanlage zugeführten Abwasser ist
in einem größeren Bereich variabel. Eine obere Begrenzung kann dabei aus der Forderung
abgeleitet werden, wonach das die Belebtschlammanlage verlassende, gereinigte Abwasser
höchstens noch Spuren dieser Nährstoffe enthalten darf, d.h. Gehalte von C Img N
bzw. P pro 1 gereinigtes Abwasser, um eine Eutrophierung der Flüsse und Gewässer
zu vermeiden. Eine Untergrenze ergibt sich aus dem N- und P-Nährstoffmindest-
bedarf
der MIkroorganismen, den diese für den biochemischen Abbau der organischen Abwasserbestandteile
unter den in der Belebungs stufe eingehaltenen Bedingungen wenigstens benötigen.
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Vorzugsweise beträgt der Gehalt an den genannten Nährstoffen etwa
2 bis 5 Gew. -ff N und etwa 0,5 bis 0,7 Gew.-% P, bezogen auf den BSB5-Wert des
zu reinigenden Abwassers.
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Der BSB-Wert (Biochemischer Sauerstoff-Bedarf) ist als diejenige Sauerstoffmenge
definiert, die von Mikroorganismen während des oxidativen Abbaus der in Abwasser
enthaltenen organischen Substanz bei. 20°C verbraucht wird. Die Angabe BSB5 bezieht
sich auf den über 5 Tage gemessenen O2-Verbrauch. Erfindungsgemäß würden soInit
bei einem BSB5-Wert von beispielsweise 1000 mg O2 pro 1 Abwasser die vorzugsweise
benötigten N- und P-NährsLoffgehalte etwa 20 bis 50 mg N/l und 5 bis 7 mg P/l betragen.
Als BSB5-Werte kommen alle bei bekannten biologischen Abwasserreiniguìlgsmethoden
üblicherweise vorkommenden Werte infrage.
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Als P-- und N-haltige Nährstoffe kommen prinzipiell alle N-haltigen,
P-haltigen oder NP-haltigen VerbIndungen infrage, sofern diese die Mikroorganismen
in der biologischen Abwasserreinigungsanlage nicht beeinträchtigen bzw. deren biochemische
Abbautätiykeit nicht unterbinden und auch keine sonstigen toxischen Bestandteile
enthalten. Die Nährstoffe können gelöst oder in dem Abwasser dispergiert sein. Bevorzugt
sind wasserlösliche Nährstoffe. Beispielsweise seien als Nährstoffe genannt: N-Verbindungen
und/oder P-Verbindung ell oder NP-Verbindungen enthaltende Mineraldüngersalze, vorzugsweise
wasserlösliche Mineraldüngersalze, Harnstoff undjoder Harnstoffverbindungen und/oder
Kalkstickstoff enthaltende Mischdüngesalze, N-Verbindungen und P-Verbindungen in
neutralisierter Form, vorzugsweise Ammoniumsalze, Nitrate, Nitrite, Harnstoff, Phosphate,
Phosphatester, Polyphosphate, Hydrogenphosphate, Dihydrogenphosphate, Phosphonate
oder Gemische aus diesen Verbindungen. Die genannten N-- und P-Nährstoffe können
in den
biologisch zu reinigenden Abwässern bereits enthalten bzw.
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teilweise enthalten sein, oder sie werden ihnen in den erfindungsgemäß
benötigten Mengen zugesetzt. Es ist überraschend, daß die in dem Abwasser enthaltenen
N- und P-haltigen Verbindungen von den Mikroorganismen praktisch vollständig aufgenommen
und zur Bildung einer Biomasse, welche in Form von Überschußschlamm anfällt, verwertet
werden und keine unerwünschte Anreicherung von N- und P-Verbindungen in dem gereinigten
Abwasser erfolgt. Es war außerdem nicht vorhersehbar, daß grundsätzlich etwa 10
bis 40 %, vorzugsweise 15 bis 35 % und insbesondere 20 bis 30 % des in dem abgetrennten
und getrockneten Uberschußschlamm gebundenen Gesamt-Stickstoffs in wasserlöslicher
Form vorliegen und mit Wasser extrahierbar sind. Die letztere Eigenschaft eröffnet
dem gewonnenen biologischen überschußschlamm eine interessante Anwendung als hervorragendes
Breitband-Stickstoff-Düngemittel, das neben einer schnellen Anfangswirkung durch
seinen wasserlöslichen N-Anteil auch einen ausgezeichneten Depoteffekt durch seinen
in nicht wasserlöslicher Form gebundenen N-Anteil zeigt und infolge seines P-Gehaltes
außerdem zur Phosphatversorgung der Pflanzen beitragen kann. Erfahrungsgemäß können
bei der biologischen Abwasserreinigung aus abbaufähigen organischen Substraten mit
einem BSB5-Wert von z.B. 1 boz.B. etwa 0,4 to Biomasse-Trockensubstanz gewonnen
werden.
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Der Nachweis dieser unerwarteten und in hohem Maße erwünschten Kombinationswirkung
der in den erfindungsgemäßen Düngemitteln enthaltenen verschiedenen Stickstoff-Formen
konnte in-biologischen Gefäßversuchen an verschiedenen Kulturpflanzen erbracht werden
(vgl. Beispiele 1 - 4). Dabei stellte sich überraschenderweise außerdem heraus,
daß die Verfügbarkeit des in den erfindungsgemäßen Düngemitteln möglicherweise als
Bakterieneiweiß gespeicherten Depot-Stickstoffs wesentlich höher liegt als die des
in Stallmist und kommunalen Klärschlämmen gebundenen Stickstoffs. Seine prozentuale
Ausnutzbarkeit erreicht sogar diejenige von synthetischen Depot-Düngern und die
von herkömmlichen wasserlöslichen Stickstoffdüngemitteln. Demzufolge muß auch die
Anwendungsmenge von erfindupgsvgäBen Düngemitteln aus
getrocknetem
biologischem Uberschußschlamm,ebenso wie die Anwendungsmenge von stickstoffhaltigen
Mineraldüngern, allein nach dem Stickstoffbedarf der jeweiligen Pflanzenkultur ausgerichtet
werden.
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Die Nutzbaflaachung der hervorragenden Stickstoff-Düngewirkung erflndungsgemäßer
Düngemittel für die Landwirtschaft wurde dadurch ermöglicht, daß durch das erfindungsgefäße
Herstellungsverfahren der Gehalt an toxischen Bestandteilen im biologischen Überschuß
schlamm überraschend niedrig gehalten werden kann. Selbst bei überhöhten Dosierungen
erfindungsgemäßer Düngemittel im Gefäßversuch ist keine Erhöhung der Gehalte an
Arsen- Cadmium, Quecksilber oder Blei in zum menschlichen Verzehr angebauten Nutzpflanzen
feststellbar.
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Die Abtrennung von toxischen Schwermetallbestandteilen aus dem mechanisch
vorgereinigten Abwasser erfolgt vor dessen Zuführung in die biologische Abwasserreinigung
und kann nach verschiedenen Methoden, wie z.B. Fällungsmethoden oder lonenaustauschmethoden
oder Kombinationen solcher Methoden durchgeführt werden. Sie erfolgt z.B.
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bevorzugt in der Weise, daß man das Abwasser einer Flockungsneutralisation
unterwirft, wobei die ygf. vorhandenen toxischen Schwermetallbestandteile praktisch
vollständig abgeschieden werden. Die Durchführung einer Flockungsneutrallsation
kann so erfolgen, daß man dem Abwasser zunächst z.B. anorganische Flockungsmittel,
vorzugsweise Eisen- oder Aluminiumverbindungen oder deren Mischungen zusetzt und
das Gemisch anschließend neutralisiert. Zur Neutralisation von sauren Gemischen
werden basische Stoffe, vorzugsweise Kalkmilch, Alkalilauge oder Ammoniak-wasser
zugesetzt. Dabei flocken Eisen- bzw.
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Aluminiumhydroxide einschließlich sonstiger in dem Abwasser ausgefällter
Metallhydroxide unter Adsorption der vorhandenen toxischen Schwermetallbestandteile
sowie unter Mitfällung ggf. kolloidal gelöster Substanzen.
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Nach Sedmimentation und mechanischer Abtrennung des ausgefallenen
und praktisch alle toxischen Schwermetallbestandteile enthaltenden Metallhydroxidschlarnrnes
(Vorklärschlamm) wird das geklärte Abwasser der biologischen Reinigung zugeführt.
In dieser Verfahrensstufe werden die im Abwasser gelösten organischen Verbindungen
von Mikroorganismen, vorzugsweise Bakterien, durch Assimilation und Dissimilation
eliminiert. Für diese physiologischen Prozesse werden u.a. die Elemente Stickstoff
und Phosphor benötigt, die in Form von N- und P-haltigen Verbindungen, wie z.B.
Ammoniumsalzen, Nitraten, Ammoniakwasser bzw.
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Phosphaten oder Phosphorsäure in dem Abwasser bereits enthalten sein
können oder aber gezielt zugegeben werden. Als besonders geeignete Kombinationen
haben sich Mischungen aus Harnstoff und Ammonium-dihydrogen-phosphat oder der unter
der Bezeichnung Stickstoffphosphat 20/20 bekannte Mehrnährstoffünger mit 10 Gew.-%
Ammonium-N und 10 Gew.-% Nitrat-N sowie 20 Gew.-% P205 erwiesen. Vorteilhaft sind
aber auch getrennte Zugaben von Ammoniakwasser und Phosphorsäure.
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Die durch den Abbau der organischen Verbindungen unter den erfindungsgemäßen
Bedingungen entstandene Mikroorganismenmasse (Bio-Masse) wird als sog. biologischer
überschußschlamm durch Sedimentation vom gereinigten Wasser getrennt. Eine mechanische
Entwässerung der Bio-Masse schließt sich an. Als geeignete Einrichtungen hierzu
können übliche Vorrichtungen, wie z.B. Dekantierzentrifugen oder Filterpressen verwendet
werden. Es folgen anschließend Trocknungs- und ggf. Granulierschritte , um ein festes,
streufähiges Düngemittel zu erhalten. Die hierzu verwendbaren Apparaturen unterliegen
keinen besonders Anforderungen, so daß eine Trocknung im Sprühturm ebenso brauchbar
ist wie eine Kombination aus Stromtrockner und ScifigmÜhle. Bevorzugt ist jedoch
die Sprühtrocknung.
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Wesentlich ist der Restgehalt an Wasser in dem getrockneten Düngemittel,
wenn das Produkt gelagert werden soll, da es bei einem Wassergehalt von über 5 Gew.-%
zu schimmeln beginnt. Für landwirtschaftliche Düngezwecke ist ein granuliertes Produkt
vorteilhaft. Als Granulierapparatur kommen übliche Granulierungseinrichtungen infrage,
wie z.B.
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der Granulierteller. Aber auch bei dem granulierten Produkt bleibt
die Forderung nach einem Wassergehalt von unter 5 Gew.-%vorzugsweise unter 2 Gew.-*
und insbesondere von maximal 0,5 Gew.-% erhalten, so daß Granulierschritte, die
nach Anfeuchten des Einsatzproduktes mit Wasser durchgeführt werden, einer Nachtrocknung
bedürfen.
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Bioschlämme, die bei der biologischen Reinigung von industriellen
Abwässern anfallen, enthalten im allgemeinen keine pathogenen Keime, im Gegensatz
zu Schlämmen aus kommunalen Abwässern, so daß bei alleiniger Verarbeitung der ersteren
zu den erfindungsgemäßen Düngemitteln deren Sterilisierung nicht unbedingt erforderlich
ist.
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Die erfindungsgemäß durch Trocknung und ggf. Granulierung der erhaltenen
Biomassen gewonnenen Düngemittel können unmittelbar als gebundenen Phosphor enthaltende
Stickstoff-Depotdünger z.B. in der Landwirtschaft, Forstwirtschaft und im Gartenbau
eingesetzt werden. Die Nährstoffgehalte der Biomasse können durch Zugabe von K2O-haltigen
Mineraldüngern harmonisiert oder durch Zugabe von mikro- und makronahrstoffhaltigen
Mehrnährstoffdüngern oder entsprechenden konzentrierten Einzeldüngern auf die jeweils
erforderlichen Werte angehoben werden. Andererseits sind auch Kombinationen mit
z.B. Torf oder Zellulosepulp möglich.
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Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele erläutert.
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Beispiel A: Ein Industrieabwasser mit einem BSB5 von 1500 mg/l 02,
das durch Zugabe entsprechender löslicher Verbindungen auf Schwermetallgehalte von
je 20 ppm As, Cd und Hg sowie 100 ppm Pb gebracht wurde, wird mit 0,3 g/l FeSO4
7 H20 versetzt und anschließend mit Ca (OH)2 auf pH 8,5 eingestellt. Nach Sedimentation
und Entfernung der geflockten und ausgefällten Substanzen als Vorklärschlamm beträgt
der Gehalt des Abwassers an Gesamt-N 9,0 mg/l und-an Gesamt-P 0,3 mg/l. Das Abwasser
gelangt in die biologische Belebungsstufe und wird mit einer Mischung aus Harnstoff
und Ammoniumdihydrogenphosphat so versetzt, daß, bezogen auf den BSB5, 3,2 Gew.-%
N und 0,5 Gew.-% P vorliegen. Die in der Belebungsstufe bei ca. 15 bis 250C anfallende
Biomasse wird nach der Sedimentation über eine Dekantierzentrifuge auf 13 Gew.-Trockensubstanz
(TS) eingedickt und anschließend im Sprühturm auf eine Restfeuchte von ca. 2 - 3
% getrocknet. Der Trocknungsgas£rom hat im Eintritt eine Temperatur von 3300C, im
Austritt von 1200C. Der anfallende trockene Schlamm enthält insgesamt 6,5 Gew.-%
N und 2 Gew.-% P, bezogen auf die Trockensubstanz. Von den 6,5 Gew.-% N liegen 4,9
Gew.-% in nicht wasserlöslicher Form und 1,6 Gew.-% in wasserlöslicher Form (ermittelt
durch Wasserextraktion und Differenzanalyse)vor, entsprechend einem Anteil von 24,6
% an wasserlöslichem N, bezogen auf den Gesamt-N.
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Das aus der Nachklärung der Belebungsstufe abfließende Klarwasser
enthält nur noch Spuren an N- und an P-Verbindungen.
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Die nachgespeisten Stickstoff- und Phosphor-Verbindungen wurden also
weitgehend zur Bildung von Biomasse ausgenutzt.
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Die getrocknete Biomasse kann direkt oder nach einer zusätzlichen
Granulierung als Düngemittel eingesetzt werden.
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Ihr Gehalt an toxischen Schwermetallbestandteilen beträgt
<5
5 ppm As (photometrisch als Molybdänblau bestimmt), 45 ppm Cd (bestimmt durch flammenlose
Atomabsorption), 43 ppm Hg (bestimmt durch flammenlose Atomabsorption) und <20
ppm Pb (polarographisch ermittelt), bezogen auf die Trockensubstanz.
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Die Ergebnisse von Düngungsversuchen zeigen die nachfolgenden biologischen
Beispiele 1 bis 4.
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Beispiel 1: Zum Nachweis der analytisch festgestellten Kombination
von wasserlöslichem und nicht wasserlöslichem, chemisch gebundenem Stickstoff in
der nach Beispiel A erhaltenen, getrockneten Biomasse durch deren Düngewirkung im
Pflanzentest wurden folgende Gefäßversuche durchgeführt: Versuchsart: Neubauerschalen-Versuch
in 4-facher Wiederholung.
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Versuchspflanze: Welsches Weidelgras.
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Boden: 1) Lößlehm, pH 6,8; org. Substanz 3,5 %.
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2) Lehmiger Sand, pH 4,5; org. Substanz 2,4 .
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Wachstumsbedingungen: Unter kontrollierten Klimabedingungen (Temperatur
250/200C, rel. Luftfeuchte 60 % / 70 %).
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Düngung: Jeweils 1 g, 3 g und 5 g getrocknete Biomasse gemäß Beispiel
A wurden dem Versuchsboden/Schale (600 g) vor der Grasaussaat beigemischt. Als Vergleichsdünger
wurden Horngrieß, stickstoffäquivalent zu dem nicht wasserlöslichen Stickstoffanteil
in der getrockneten Biomasse, und lÜnntonnitrat, stickstoffäquivalent zu dem wasserlöslichen
Stickstoffanteil in der getrockneten Biomasse, kombiniert angewendet.
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Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengefaßt. Ein Vergleich
der in der letzten Spalte der Tabelle 1 aufgeführten Mittelwerte der relativen Weidelgraserträge
bestätigt die Kombinationswirkung der in der Biomasse analytisch nachgewiesenen
unterschiedlichen Stickstofformen.
Tabelle 1 Nachweis der Kombinationsdüngewirkung
von getrockneter Biomasse im Schalenversuch
| Test Düngemittel N-Anteile im Düngemittel Weidelgraserträge
(Summe aus 7 Mittelwert |
| Nr. wasserunlös- wasserlös- Schnitten) aus |
| licher N-An- licher N-An- a) absolut (in g Trockensub- 1 b)
und 2 b) |
| teil (mg N teil (mg N stanz) |
| pro 600 g pro 600 g b) relativ (bezogen auf Test |
| Boden) Boden) Nr. 1=100) |
| 1) Löß-Lehm 2) lehmiger Sand |
| a) b) a) b) |
| 1 ohne Düngung - - 20,5 100 9,6 100 100 |
| 2 Horngrieß +NH4NO3 49 16 28,6 140 15,8 165 153 |
| 3 " + " 147 48 39,7 194 23,6 246 220 |
| 4 " + " 245 80 52,5 256 30,8 321 289 |
| 5 getrocknete Biomas- 49 16 26,6 130 17,3 180 155 |
| se aus Beispiel A |
| 6 " 147 48 38,0 185 27,5 280 236 |
| 7 " 245 80 49,3 240 34,2 356 298 |
Beispiel 2: Zum Nachweis von Anfangs- und Depotdüngewirkung der
nach Bei spiel A erhaltenen, getrockneten Biomasse wurden folgende Gefäßversuche
durchgeführt: Versuchsart: Gefäßversuch in 4-facher Wiederholung Boden: Lößlehm,
pH 6,2; enthaltend 22 mg P205 und 24 mg K2O DL/100 g Boden (DL = Doppellactatanalysenmethode).
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Pflanze: Welsches Weidelgras.
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Düngung: Nachdem der Versuchsboden bereits sehr gut mit P 205 und
K2O versorgt war, wurde nur die Stickstoffdüngung berücksichtigt. Die getrocknete
Biomasse gemäß Beispiel A wurde jeweils in Mengen entsprechend 2,4 g N, 3,6 g N
und 4,8 g N/ Gefäß à 10 kg Boden in einer einmaligen Gabe mit den jeweils 10 kg
Boden vor der Grasaussaat vermischt.
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Als Vergleichsdüngung wurden stickstoffäquivalente Ammonnitratmengen
in analoger Weise appliziert.
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Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 zusammengefaßt. Ein Vergleich
der in der letzten Spalte der Tabelle 2 aufgeführten relativen Weidelgraserträge
zeigt, daß bei hoher Dosierung sich die getrocknete Biomasse durch höhere Stickstoffdüngewirkung
auszeichnet, vergleichsweise zu Ammonnitrat, bei gleichzeitig auch besserer Pflanzenverträglichkeit
der Biomasse.
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Tabelle 2 Gefäßversuchsergebnisse zum Nachweis der Anfangs- und Depotdüngewirkung
von getrockneter Biomasse bei Weidelgras
| Test Düngemittel Weidelgraserträge (Summe aus 8 Schnitten) |
| Nr. (N-Menge pro 10 kg Boden) a) absolut (in g Trockensubstanz) |
| b) relativ (bezogen auf Test Nr. 1=100) |
| a) b) |
| 1 ohne Düngung 210,6 100 |
| 2 2,4 g N als NH4NO3 494,0 235 |
| 3 3,6 g N als NH4NO3 542,4 258 |
| 4 4,8 g N als NH4NO3 470,7 224 |
| 5 2,4 g N als getrocknete Biomasse 480,3 228 |
| aus Beispiel A |
| 6 3,6 g N als getrocknete Biomasse 579,6 275 |
| aus Beispiel A |
| 7 4,8 g N als getrocknete Biomasse 655,7 311 |
| aus Beispiel A |
Beispiel 3: Zum Nachweis der Depotdüngewirkung von nach Beispiel
A erhaltener, getrockneter Biomasse sowie zur Prüfung des Düngemitteleinflusses
auf den Gehalt an toxischen Schwermetallbestandteilen im Erntegut wurden folgende
Gefäßversuche und Analysen durchgeführt.
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Kunststoffgefäß-Versuch in 6-facher Wiederholung.
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Boden: Hattersheimer Lößlehm (10 kg Boden/Gefäß), pH 5,6; org. Substanz
2 %.
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Pflanze: Erster Anbau Rettich (Sorte: Hild's Roter Neckarruhm) Aussaat
10. April, Ernte 19. Juni.
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Zweiter Anbau Rettich (Sorte: Mainkrone), Nachbau Aussaat 15. Juli,
Ernte 24. September.
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Düngung: Die getrocknete Biomasse gemäß Beispiel A wurde entsprechend
1,8 g bzw.2,7 g N/Gefäß à 10 kg Boden mit den jeweils 10 kg Boden vermischt. Die
in der Biomasse enthaltene und damit gleichzeitig verabfolgte P2O5-Menge von 1,3
g bzw. 2 g/Gefäß wurde bei den Versuchsgliedern mit Harnstoff durch Natriumphosphatzusatz
phosphoräquivalent ergänzt. Alle Gefäße erhielten zusätzlich einheitlich 1,5 g K2O
als K2SO4.
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Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 zusammengefaßt. Ein Vergleich
der relativen Retticherträge zeigt, daß die aufgrund der schnellen Verfügbarkeit
von größeren N-Mengen bessere Anfangsdür.gewirkuUvon Harnstoff im ersten Anbau durch
die bessere DepaStdüngewirkung der Biomasse im zweiten Anbau mehr als kompensiert
wird.
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Schwermetallgehalte: In der Erntesubstanz der Versuchsglieder mit
der hohen Biomassedosierung und der entsprechenden Vergleichsreihe wurden die Rettiche
auf ihre Gehalte an AsXPb,Cd und Hg analysiert. Die ebenfalls in der Tabelle 3 zusammengefaßten
Ergebnisse beweisen, daß keine nachteilige Beeinflussung des Erntegutes durch die
Düngung mit der getrockneten Biomasse erfolgt ist.
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Tabelle 3 Nachweis der Depotdüngewirkung von getrockneter Biomasse
im Gefäßversuch
| Test Düngemittel Retticherträge |
| Nr. (N- bzw. P2O5-Menge pro 10 kg Boden) a) absolut (in g Frischsubstanz) |
| b) relativ (bezogen auf Test Nr. 2 =100) |
| 1. Anbau 2. Anbau (Nachbau) |
| a) b) a) b) |
| 1 ohne N, ohne P 264,1 35 145,7 50 |
| 2 1,8 g N als Harnstoff+1,3 g P2O5 759,8 100 288,6 100 |
| als Na2HPO4 |
| 3 2,7 g N als Harnstoff + 2,0 g P2O5 1044,5 137 224,8 78 |
| als NH2HPO4 |
| 4 1,8 g N + 1,3 g P2O5 als getrock- 743,2 98 402,5 139 |
| nete Biomasse aus Beispiel A |
| 5 2,7 g N + 2,0 g P2O5 als getrockne- 874,2 115 434,1 150 |
| te Biomasse aus Beispiel A |
Analysenergebnisse, Gehalte an toxischen Schwermetallbestandteilen* im Rettichertrag
(bezogen auf Rettich-Trockensubstanz)
| Rettich 1. Anbau ppm 2. Anbau (Nachbau) ppm |
| aus Test Nr. |
| As Pb Cd Hg As Pb Cd Hg |
| 3 0,2 1,2 0,5 <0,1 <0,2 0,2 0,2 <0,05 |
| 5 0,2 0,4 0,4 <0,1 <0,2 0,2 0,2 <0,05 |
*Analysenmethoden: As photometrisch als Molybdänblau Cd, Hg durch flammenlose Atomabsorption
Pb polarographisch
Beispiel 4: Zum Nachweis der Düngerausnutzbarkeit
vcn nach Beispiel A erhaltener, getrockneter Biomasse sowie zur Prüfung des Düngereinflusses
auf den Gehalt an toxischen Schwermetallbestandteilen im Erntegut wurden folgende
Gefäßversuche und Analysen durchgeführt: Versuchsart: Kunststoffgefäß-Versuch in
6-facher Wiederholung, Gefäße mit jeweils 10 kg Boden.
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Boden: Schluffiger Sand, pH 4,8; org. Substanz 2,8 %O Pflanze: Rote
Beete (Sorte Rote Kugel) Aussaat 10. Juli Ernte 25.September.
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Düngung: Wie Beispiel 3.
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Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 zusammengefaßt Ein Vergleich
der relativen Rote BeetrErträge zeigt, daß die Kombination der beiden Stickstofforrnen
in der getrockneten Biomasse gemäß Beispiel A zu einem gleichmäßigen Stickstoffangebot
und damit zu einem deutlich höheren Ertrag als der schnell verfügbare Stickstoff
des Harnstoffs führt.
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Schwermetallgehalte: Aus den Analysenergebnissen ergibt sich kein
Hinweis für eine Erhöhung durch die Düngung mit der Biomasse.
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Tabelle 4 Düngewirkung der getrockneten Biomasse bei Rote Beete und
Einfluß der Düngung auf den Gehalt an toxischen Schwermetallbestandteilen* im Erntegut
| Test Düngemittel Rote Beete-Ernteerträge |
| Nr. N- bzw. P2O5-Menge pro 10 kg Boden a) absolut (in g Frisch-
Analysenergebnisse (ppm, |
| substanz bezogen auf Rote-Beete- |
| b) relativ (bezogen auf Trockensubstanz) |
| Test Nr. 2=100) |
| a) b) As Pb Cd Hg |
| 1 ohne N, ohne P 13,6 23 |
| 2 1,8 g N als Harnstoff + 1,3 g 59,0 100 |
| P2O5 als Na2HPO4 |
| 3 2,7 g N als Harnstoff + 2,0 g 71,4 121 0,7 1,7 2,8 <0,1 |
| P2O5 als Na2HPO4 |
| 4 1,8 g N + 1,3 g P2O5 als getrock- 83,5 142 |
| nete Biomasse aus Beispiel A |
| 5 2,7 g N + 2,0 g P2O5 als getrock- 105,0 178 <0,2 0,7 1,6
<0,1 |
| nete Biomasse aus Beispiel A |
*Analysenmethoden: siehe Tab. 3.