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Bekannte organische Düngemittel auf der Basis tierischer Abfallstoffe,
z. B. Horn-, Blut- und Knochenmehle, weisen zwar ein enges Kohlenstoff-Stickstoffverhältnis
auf, werden aber im Boden vergleichsweise rasch unter Nährstoffabgabe umgesetzt.
Humusdünger auf der Basis pflanzlicher Abfallstoffe dagegen besitzen einen hohen
Kohlenstoffüberschuß. Der mikrobielle Abbau der hochmolekularen Fraktionen pflanzlicher
Reststoffe geht hier unter Ausnutzung des Stickstoffangebotes im Rottematerial und
im Boden vor sich. Dies
führt zu einer Festlegung des verfügbaren
Stickstoffs durch die Mikroflora. Dadurch wird sowohl die weitere Verrottung der
organischen Substanz gehemmt als auch das Pflanzenwachstum infolge des eintretenden
Nährstoffmangels erheblich beeinträchtigt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines kombinierten
Humus-Mineral-Volldüngers auf der Basis von mit Mikroorganismen besiedelten Kultursubstraten
verbindet demnach die Vorteile einer organischmineralischen Düngung mit denen einer
reinen Humusversorgung unter Vermeidung einer allzu raschen Freisetzung oder Festlegung
von Nährstoffen im Boden.
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Vorzugsweise wird ein abgetragenes Kultursubstrat für den Anbau von
Hutpilzen, insbesondere Champignons verwendet. Hierdurch erlangt dieser Wirtschaftsrückstand
eine wirtschaftliche Bedeutung, während bisher die Kulturbetriebe Mühe hatten, derartige
abgetragene Kultursubstrate außerhalb des eigenen Betriebes unterzubringen.
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Bisher konnten die abgetragenen Kultursubstrate höherer Pilze, die
eine Feuchtigkeit von etwa 80% haben, nur räumlich und zeitlich begrenzt an Land-
und Forstbetriebe oder Gärtnereien weiterveräußert werden. Das abgetragene Kultursubstrat
stellt nämlich wegen seines hohen Feuchtigkeitsgrades eine relativ schmierige, einen
großen Transportraum benötigende und schwer zu handhabende Masse dan Deshalb bedeutet
die Verwendung größerer Mengen eines derartigen Kultursubstratrückstandes für einen
Betrieb eine erhebliche Belastung der Arbeitskräfte. Selbst wenn diese Probleme
überbrückt und die abgetragenen Komposte nach Art der Stallmistausbringung in Land-und
Forstbetrieben oder Gärtnereien verwendet werden, können die unbalancierten Nährstoffverhältnisse,
die teilweise auf die Nährstoffanreicherung während der Pilzkultivierung zurückzuführen
sind, nicht voraussehbare Schädigungen von Pflanzungen hervorrufen, denen Kultursubstratrückstände
zugeführt wurden.
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Derartige Schädigungen sind bei Spezialkulturen, beispielsweise Koniferen
beobachtet worden. All diese Gründe haben dazu geführt, daß die Kultursubstratrückstände
höherer Pilzkulturen bisher nur sehr bedingt Nutzpflanzungen zugeführt werden konnten,
um dadurch ihr Wachstum zu fördern, oder ihren Ertrag zu erhöhen oder ihre Qualität
zu verbessern.
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Erst durch das erfindungsgemäße Verfahren wird aus dem Rückstand
einer abgetragenen Pilzkultur ein vollwertiger Depot-Humusdünger hergestellt, dessen
Aufwandmenge pro m2 Kulturfläche gegenüber dem unverarbeiteten Substratrückstand
erheblich niedriger liegt, der in kleineren Mengen handelsfähig wird, das Wachstum,
den Ertrag und die Qualität der damit gedüngten Pflanzen erhöht und keine Schädigungen
-auch bei Spezialkulturen - hervorruft.
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Als abgetragene Kultursubstrate eignen sich auch solche, die für
den Anbau von Bakterien, Hefen und/oder niederen Pilzen, z. B. aus der Metabolitgewinnung,
verwendet wurden.
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Bei der Herstellung von Kultursubstraten, insbesondere Pilzkultursubstraten
werden in der Regel Gemische auf der Basis organischer Reststoffe verwendet.
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Insbesondere wird hierbei von kompostierten und nicht-kompostierten
Ausgangsmaterialien ausgegangen. Vorzugsweise für die Herstellung von Pilzkultursubstraten
werden Gemische aus Stroh, Stallmist, vorzugsweise Pferdemist und gegebenenfalls
Zusatzstoffen (Förderstoffe und/oder Impfstoffe), die aus dem Bereich des Abfallsektors
kommen, verwendet. Derartige Zusatzstoffe können pflanzliche Reststoffe, FIOssigmist,
Müllkomposte, aber auch hochwertigere Stoffe, z. B. Baumwollsaatmehl, Knochenmehle,
Fleischmehle usw. sein. Diese Gemische durchlaufen einen Kompostierungsprozeß, der
in der Regel 14 Tage dauert und über spezielle Erhitzungsvorgänge zu einem weitgehend
schädlings- und unkrautfreien, CL h partiell sterilisiertem Material führt.
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Das Substrat wird dann für die Kultivierung bzw. den Anbau von Mikroorganismen,
insbesondere höhere Pilze, in Kulturhallen verwendet Die Kultivierung selbst ist
abhängig von verschiedenen endo- und exogenen Parametern und dauert bei Pilzen in
der Regel 6 bis 8 Wochen. Danach wird der Substratruckstand aus den Kulturhallen
ausgebracht. Durch das Wachstum der Pilze werden die verwendeten Substrate bzw.
Komposte nur zum Teil ihrer Nährstoffe beraubt Die ausgetragenen Substratrückstände
sind gegenüber dem Ausgangsmaterial sogar teilweise mit Nährstoffen angereichert.
Diese Anreicherung kommt im wesentlichen durch die eingetretenen Rotteverluste zustande,
-die Verrottung, d. h. die aerobe Umsetzung der organischen Substanzen in Nähr-
und Dauerhumus läuft im Rahmen spezieller Umsetzungen auch während der Pilzkultivierung
weiter.
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Die Auswahl der jeweils verwendeten abgetragenen Kultursubstrate
als Ausgangsstoffe für das erfimdungsgemäße Verfahren wird einerseits unter Zugrundelegung
wirtschaftlicher Gesichtspunkte getroffen, beispielsweise danach, welches Kultursubstrat
in der Nähe des jeweiligen Herstellungsortes erhältlich ist Andererseits können
die jeweils verwendeten Kultursubstrate auch unter dem Gesichtspunkt ihrer Weiterverarbeitung
zum erfindungsgemäßen Dünger ggf. SpezialdOnger, ausgewählt werden.
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Die Handhabbarkeit des erfindungsgemäß hergestellten Düngers wird
dadurch weiter gesteigert, daß der als Ausgangsstoff verwendete Kultursubstrat(ruckstand)
zerkleinert wird. Diese Zerkleinerung kann vor oder nach der Vermischung mit der
mineraldüngerhaltigen Komponente durchgeführt werden. Vorzugsweise wird jedoch die
Zerkleinerung des Kultursubstrat(rAckstandes) vor der Mineraldüngerzugabe durchgeführt
Das Ausgangsmaterial wird vorzugsweise durch aerobe Kompostierung bzw. Verrottung
fein zerkleinert. Die Kompostierung kann beispielsweise in Mieten oder Gärzellen
wie Gärsilos, Biostabilisatoren (Trommeln) oder Digestern erfolgen.
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Die Zerkleinerung des abgetragenen Kultursubstrates durch Kompostierung
hat zunächst einmal den Vorteil, daß neben der unmittelbaren Zerkleinerung auch
eine Temperaturerhöhung in der Rotte stattfindet Diese Temperaturerhöhung wiederum
führt zu einer partiellen Sterilisation des Materiales, durch welche Unkrautsamen,
Schadpilze und Schadorganismen ganz generell gesehen abgetötet werden. Hinzu kommt,
daß bei der Kompostierung eine für den Kulturboden günstige Mikroflora gefördert
wird Dies gilt insbesondere für die zwischen den Bakterien und den Pilzen liegende
intermediäre Gruppe der Abtinomyceten, die in der Lage sind, Cellulose und sogar
Lignin abzubauen.
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Der Cellulose- und Ligninabbau hat besondere Bedeutung bei der Verwertung
von Kultursubstratrückstanden höherer Pilze, da Lignin und Cellulose (neben Hemicellulose)
Hauptbestandteile pflanzlicher Reststoffe sind. Als schwer abbaubare Substanzen
tragen sie entscheidend zur Huminstoff- bzw. Dauerhumusbildung im Boden bei.
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Die Zerkleinerung durch Kompostierung führt beispielsweise bei einem
abgetragenen Kultursubstrat für höhere Pilze dazu, daß das zunächst noch sehr grobrottige
und vollständig vom Pilzmyzel durchwucherte Material nach der Verrottung ohne weiteres
in speziellen Maschinen, sogenannten Brechern, zu einer sehr feinen Struktur zerschlagen
werden kann.
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Die Zerkleinerung kann aber auch maschinell durchgeführt werden,
wodurch in der Regel Zeit gewonnen wird.
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Eine weitere Verbesserung der Handhabbarkeit des erfindungsgemäß
hergestellten Düngers wird dadurch erzielt, daß das ahgetragene, in der Regel sehr
feuchte Kultursubstrat (; euchtigkeitsgehalt etwa 80%) einer ganz normalen Ljfttrocknung
unterworfen wird. Vorzugsweise wird diese Trocknung nach der Zerkleinerung des Kultursubstratrückstandes
durchgeführt.
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Ferner ist es von Vorteil, die Trocknung vor dem Zumischen der Mineraldüngerkomponente
vorzunehmen.
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Während der Trocknung wird der Feuchtigkeitsgehalt des Materiales
auf einen unter 50% liegenden Wert, vorzugsweise auf 40% herabgedrückt.
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Neben der besseren Handhabbarkeit des getrockneten Materiales führt
die Trocknung auch bis zu einem gewissen Grad zu einer Konservierung, d. h. zu einem
Stop der weiteren durch Mikroorganismen bedingten Umsetzung des Materials.
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Der Trocknungsprozeß kann beispielsweise in der Weise durchgeführt
werden, daß Kompostmieten in Hallen aufgesetzt und die Hallen belüftet werden. Es
ist jedoch auch möglich, in die diversen Kombinationen der Behandlung eine Zwangstrocknung
mit entsprechenden Geräten einzuführen.
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Die das abgetragene Kultursubstrat enthaltende Komponente wird, ggf.
erst nach ihrer Trocknung mit der Mineraldüngerkomponente versetzt. Die Qu lität
und Quantität des dem Kultursubstrat zugegeb...W.1 Mineraldünqers richtet sich hierbei
nach den bekannten Ertragsgesetzen bzw. dem sogenannten Minimumgesetz von Liebig.
Werden die Aussagen dieses Gesetzes berücksichtigt, erhält man einen ausbalancierten
Humusvolldünger.
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Demgemäß enthält die Mineraldüngerkomponente - in Abhängigkeit von
der Zusammensetzung des Kultursubstrat(rückstandes) - vorzugsweise einen Stickstoff
(N)-, Phosphat (P)- und/oder Kali (K)-haltigen Düngeranteil.
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Wird der Mineraldünger der feuchten Humuskomponente zugemischt, löst
er sich auf und imprägniert praktisch die organische Faser. Die dadurch herbeigeführte
volle Ausnutzung der Sorptionskräfte führt dazu, daß ein hoher Prozentsatz der gebundenen
Kationen aus den Düngesalzen erst nach und nach im Austausch mit den gelösten Ionen
des Bodenwassers oder als Folge der sich ständig einstellenden Fließgleichgewichte
freigesetzt wird.
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Durch die Humuskomponente werden vorzugsweise Ammoniumionen gebunden,
so daß als stickstoffhaltige Mineraldüngekomponente vor allem Ammoniakdünger beispielsweise
»schwefelsaures Ammoniak« verwendet werden. Die Umwandlung der Ammoniumionen in
die von der Pflanze vorwiegend aufgenommenen Nitrationen erfolgt nach der Applikation
des Humusvolldüngers durch die nitrifizierenden Bakterien des Bodens.
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Erhöhte Nitratgehalte zum Zeitpunkt der Düngemittelherstellung fallen
infolge zunehmender Anaerobie während der Lagerung der Denitrifikation anheim,
wodurch
der Düngewert stark vermindert wird. Unter speziellen Bedingungen, z. B. Ausbringen
loser Ware unmittelbar nach der Herstellung oder Pelettierung und Nachtrocknung
des Gemisches, kann auch das Einmischen nitrathaltiger Düngemittel, z. B. Ammonsulfatsalpeter,
wünschenswert sein. Die Bereitstellung von Kern-und Spurennährstoffen kann auch
durch Vermischen mit organischen Düngemitteln geeigneter Herkunft erfolgen.
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Als kalihaltige Mineraldünger werden vorzugsweise »40-er Kali«, »standard
und grob 50-er Kali«, »standard und grob Korn-Kali mit MgO«, »Kalimagnesia«, »Kalisulfat«
und/oder »Magnesia-Kainit« verwendet.
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Als phophathaltige Mineraldüngemittel eignen sich vorzugsweise »Superphosphat«,
»Doppelsuperphosphat«, »Rhenaniaphosphat«, »Thomasmehl«, »Leunaphos«, »Nitrophoska«
und/oder »Hakaphos«, d. h. im wesentlichen Calciumphosphate und Ammoniumphosphate.
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Statt Einzelnährstoffdünger können auch Mehrnährstoffdünger, sogenannte
N/P/K-, N/K- und/oder P/K-Dünger als Mineraldüngerkomponente verwendet werden.
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Ferner können auch organische Düngemittel geeigneter Zusammensetzung
beigemischt werden.
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Vorzugsweise ist die Mineraldüngerkomponente nicht-hygroskopisch,
damit die Kultursubstrat-Mineraldüngerkombination kein Wasser anzieht und damit
der Trocknung entgegenwirkt.
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Der Bodenlockerung dient ferner der Zusatz von calciumhaltigen Stoffen,
beispielsweise Kalkdünger.
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Neben den sogenannten Makronährstoffen kann die Mineraldüngerkomponente
zur weiteren Ausbalancierung des Düngers auch mit Mikronährstoffen (Spurenelementen),
beispielsweise Bor, Kupfer, Magnesium, Mangan, Molybdän und/oder Zink angereichert
sein.
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Stattdessen kann auch das besiedelte Kultursubstrat mittelbar mit
diesen Mikronährstoffen versetzt werden.
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Ferner ist es von Vorteil, den Dünger, d. h. die das besiedelte Kultursubstrat
enthaltende Komponente und/oder die Mineraldüngerkomponente mit Zusatzstoffen zur
Pflanzenbehandlung, z. B. Herbicide anzureichern. Dies hat den Vorteil, daß die
Abgabe der eigentlichen Düngemittel gleichzeitig mit derartigen Zusatzstoffen vorgenommen
werden kann und somit zwei gesonderte Ausbringungen unnötig werden.
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Zur Erhöhung der Rieselfähigkeit des Düngers ist es von Vorteil,
während des erfindungsgemäßen Verfahrens Rieselstoffe der besiedelten Kultursubstrat-
und/ oder der Mineraldüngerkomponente beizufügen. Hierfür eignet sich beispielsweise
Braunkohlestaub. Dadurch wird erreicht, daß die Rieselstoffe, insbesondere die schwerbenetzbaren
Braunkohlestaubteilchen sich zwischen die feuchten Humusbestandteile legen und dadurch
eine gute Trennung der einzelnen Bestandteile voneinander gewährleisten. Der Braunkohlestaub
hat darüberhinaus den Vorzug, daß er den Mineraldünger, insbesondere das Ammonium
adsorbiert und dadurch die Depotwirkung des erfindungsgemäß hergestellten Düngers
weiter erhöht.
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Die Handelsfähigkeit bzw. die Handhabbarkeit des Düngers, wird dadurch
weitererhöht, daß die miteinander kombinierten Komponenten, nämlich die Kultursubstrat-
und Mineraldünger-Komponente kompaktiert, vorzugsweise pelletiert werden. Dadurch
läßt sich der Dünger bequem auch in relativ kleinen Behältern bzw.
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Säcken abpacken und raumsparend lagern bzw.
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transportieren.
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Der Kompaktierung kann eine Trocknung nachgeschaltet sein.
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Eine weitere Alternative für die Aufbereitung des Humus oder des
Humus-Mineraldüngergemisches ist das Vermahlen zu verschiedenen Feinheitsgraden.
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Derartiges Material läßt sich zu Pellets weiterverarbeiten oder dient
als Humusvolldünger bei Anspritzverfahren.
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Damit der gegen Ende des Verfahrens erreichte Düngerzustand bzw.
Rottezustand auch während einer weiteren Lagerung des Düngemittels erhalten bleibt,
wird der Dünger konserviert. Diese Konservierung wird vorzugsweise einfach dadurch
erzielt, daß der Dünger in fluiddichte Behälter, beispielsweise Plastiksäcke abgefüllt
wird. Nach Verschluß der fluiddichten Behälter kann die Mikroflora den Stoffumsatz
dann noch so lange fortführen, bis das Sauerstoffangebot unter einen bestimmten
Pegel gefallen ist. Danach kommt die weitere Rotte zum Stillstand, so daß das Produkt
über längere Zeit haltbar gemacht wird.
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Gemäß einem bevorzugten Verfahren wird das abgetragene Kultursubstrat
zunächst feingerottet, maschinell zerkleinert und bis zu einem unter 50% liegenden,
vorzugsweise 40% aufweisenden Feuchtigkeitsgehalt luftgetrocknet. Sodann werden
dem so erhaltenen Material handelsübliche, nichthygroskopische Mineraldünger zugemischt.
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Die jeweils gewünschten Humusvolldünger weisen hierbei vorzugsweise
einen zwischen 0,5 und 10 Gew.-% liegenden Stickstoffanteil, beispielsweise in Form
von »Ammoniumsulfat« (21No N), einen zwischen 0,5 undl0 Gew.-% liegenden Phosphatanteil,beispielsweise
in Form von »Ammoniumphosphat« (46% P2Os), einen zwischen 0,5 und 10 Gew.-% liegenden
Kalianteil, beispielsweise in Form von »Kalimagnesia« (28% K2O), einen zwischen
0,5 bis 6 Gew.-% liegenden Magnesiumanteil, beispielsweise in Form von »Kalimagnesia«
(8% MgO) und/oder einen zwischen 0,5 bis 5 Gew.-% liegenden Kalkanteil, beispielsweise
in Form von »kohlensaurem Kalk« bzw. Calciumcarbonat (56% CaO) auf. Ferner weisen
die Humusvolldünger vorzugsweise auch Mikronährstoffe, beispielsweise einen zwischen
0,2 und 1 Gew.-% liegenden Cu-haltigen und/oder einen zwischen 0,2 bis 1 Gew.-%
liegenden Fe-haltigen Düngemittelanteil und/oder Zusatzstoffe zur Pflanzenbehandlung,
z. B. Herbizide, auf. In die so erhaltene Düngemittelkombination werden sodann zwischen
5 und 15 Vol.-% Braunkohlestaub einge-
mischt.
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Das so erhaltene Düngemittel wird dann, ggf. nach Vermahlen und/oder
nach Pelettierung, in Kunststoffbehälter, vorzugsweise Plastiksäcke, abgefüllt und
fluiddicht verschlossen.
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Insgesamt wird dadurch ein Verfahrensprodukt gewonnen, das wegen
seiner Makro- und Mikronährstoffbalance, der Imprägnierung der Humusbestandteile
mit diesen Nährstoffen, der bequem und raumsparenden Handhabbarkeit sowie der guten
Rieselfähigkeit als Depot-Universaldünger, mit dem auch Kopfdüngung möglich ist,
einsetzbar ist.
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Die Erfindung umfaßt auch die Verwendung des durch das erfindungsgemäße
Verfahren herstellbaren Düngers zum Impfen kompostierbaren Materials Die Verwendung
des durch das erfindungsgemäße Verfahren herstellbaren Düngers als Impfstoff hat
gegenüber dem üblichen Impfstoff den Vorteil, daß er neben den sogenannten Förderstoffen
eine ausgewogene Verteilung der gesamten, für einen Kompostierprozeß notwendigen
Mikroflora aufweist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert Der Rückstand eines Champignon-Kultursubstrates wird einem weiteren
Kompostierungsprozeß unterworfen. Danach wird das so erhaltene feingerottete Material
maschinell homogenisiert und nachzerkleinert Nach der Zerkleinerung wird das Material
unter natürlichen Bedingungen luftgetrocknet, bis es einen Feuchtigkeitsgehalt von
ca. 40% aufweist Der getrocknete Champignon-KultursubstratrAckstand wird dann wie
folgt mit Mineraldüngern versetzt: 100 kg Humus werden 5 kg »Ammoniumsulfat«, 3
kg »Ammoniumphosphat« und 5 kg »Kalimagnesia« zugesetzt.
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Hierdurch wird eine Düngemittelkombination mit 2 Gew.-% (N) x 2 Gew.-%
(P) x 2 Gew.-% (K) x 0,5 Gew.-% (Mg) erhalten. Die Versetzung erfolgt Ober bekannte
Dosiereinrichtungen.
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Ferner werden Herbicide dem so gewonnenen Humus-Mineral-Volldünger
mit Depotwirkung zugesetzt.
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In das so erhaltende Produkt werden anschließend 10 Vol.-% Braunkohlestaub
eingemischt Der Dünger wird danach feinzerkleinert, gemahlen und pelettiert.
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Nach Pelettierung wird er in Kunststoffsäcke abgesackt und luftdicht
verschlossen.