Projekt 08799/01

Förderschwerpunkt Bioabfallverwertung (1): Optimierung und Standardisierung eines Kompostkultursubstrats auf der Basis biogener Reststoffe zur Kultivierung von Baumschulgehölzen in Containern

Projektträger

Gesellschaft zur Weiterverarbeitung unbehandelterRückstand-Materialien (W.U.R.M.) mbH
Nobelstr. 3 - 5
41189 Mönchengladbach

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Da die gegenwärtige Klassifizierung und Standardisierung von Substraten auf Torfbasis nicht auf das entwickelte Kompostkultursubstrat, das aus Kompost und zusätzlichen organischen Reststoffen hergestellt wird, übertragbar ist, ist die Zielsetzung des Vorhabens die Erarbeitung von allgemeingültigen und einheitlichen Gütekriterien für die Kennzeichnung der Produktspezifität und -qualität. Zudem ist die Produktkontrolle des Kompostkultursubstrats über ein unabhängiges Kontroll- und Prüfsiegel zu gewährleisten. Über die allgemeine Substratanalytik und Gütesicherung von Komposten hinausgehend sollen Qualitätsparameter für die pflanzenbauliche Eignung des gebrauchsfähigen Kompostkultursubstrats für Gehölzkulturen in Containern und für die Gütesicherung erarbeitet und zudem Grenzbereiche für relevante Prüfparameter anhand pflanzenbaulicher Versuche definiert werden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Versuche zur Standardisierung des Kompostkultursubstrats bei der Kultivierung von Baumschulgehölzen wurden in der Lehr- und Versuchsanstalt für Gartenbau Auweiler 1996-97 durchgeführt. In separat angelegten Versuchsreihen wurden im Vergleich zum praxisüblichen Torfsubstrat die Teilbereiche Stickstoff-Depotdüngung und N-Dynamik, Nährstoffgehalte und -austräge, Spurenelementkonzentration, physikalische Eigenschaften, statistisch absicherbar erfasst. Aus den Versuchsreihen wurden die Substrate einem analytischen Methodenvergleich unterzogen. Um die variablen pflanzenphysiologischen Ansprüche verschiedener Gehölze bei den einzelnen Versuchsanstellungen zu berücksichtigen, wurden drei Gehölzarten Deutzia scabra Candidissima, Spiraea cinerea Grefsheim, Euonymus fortunei var. radicans als Testpflanzen verwendet. In den Baumschulbetrieben wurde in den Demonstrationsversuchen angelegt: die Gehölzart Ligustrum vulgare Atrovirens Select anstelle von Euonymus fortunei geprüft. Die Gehölze wurden in den Vegetationsversuchen der LVA Auweiler in der 16. KW 1996 (in den Praxisbetrieben 16., 19., 20. KW) 3,5 l in Container getopft und bis zum Ende der Vegetationszeit (44. KW 1996) im Vergleich zu einem praxisüblichen Torfsubstrat kultiviert. Das von der W.U.R.M. GmbH entwickelte Kompostkultursubstrat besteht aus 70% Kompostbasis-Substrat und 30% N-stabilisierte Holzfaser.
Als Inputstoffe für die Kompostierung wurden definierte Anteile an getrennt gesammelten Bioabfälle (ohne Speisereste) und Grünabfälle (Garten-/Parkabfälle, Rindenmaterial) zu einem Kompostrohstoffgemisch zusammengeführt und kompostiert und zum Ende mit Rindenmaterial verarbeitet. Das fertige Kompost-Kultursubstrat wurde in variierten Stickstoffmengen von 390 mg N/I, 780 mg N/I, 1170 mg N/I mit einem umhüllten Stickstoff-Depotdünger aufgedüngt; das Torfsubstrat erhielt bei gleich hohen Stickstoffmengen einen umhüllten N-P-K-Depotdünger.
In gesteigerten Zusätzen von Spurenelementen, Schwermetallen und Salzen, die die üblichen Gehalte im Kompostkultursubstrat um 50 % und 100 % überstiegen, sollten bei den einzelnen Pflanzenarten phytotoxische und damit wachstumsbegrenzende Grenzkonzentrationen für diese Parameter ermittelt werden. Um die Wasserversorgung in den verschiedenen Versuchsreihen gleichartig für jede Pflanzenart/Kultursubstrat zu gestalten, wurde eine gesteuerte Bewässerungsanlage (Einzeltopf-Tröpfchenbewässerung) sektionsweise eingerichtet. Die Pflanzenentwicklung und das Pflanzenwachstum wurde anhand von kontinuierlich während des gesamten Vegetationszeitraums durchgeführten Pflanzen-Bonituren sowie Frisch- und Trockenmasse-Bestimmungen der Pflanzen erfasst (25., 31., 39. KW 1996). Parallel erfolgte die Probenahme für die Substratanalysen. Die in den Praxisbetrieben in Kompostkultursubstrat (780 mg N/I umhüllter N-Depotdünger) kultivierten Pflanzen wurden in ihrer Pflanzenentwicklung unter den betriebsüblichen Vorgaben bewertet.


Ergebnisse und Diskussion

Die im Kompostkultursubstrat kultivierten Gehölze zeigten alle bis zum Vegetationsende 1996 ein befriedigendes Aufwuchsergebnis. Die Pflanzen wiesen gegenüber den in Torfkultursubstrat gewachsenen Pflanzen einen kompakteren Habitus auf. Die unter praxisüblichen Bedingungen im Freiland kultivierten geprüften Pflanzenarten zeigten jeweils bei der höchsten N-Düngungsstufe den höchsten Zuwachs. Eine deutliche Abhängigkeit des Pflanzenwachstums von der Art und der Höhe der Aufdüngung war zu erkennen. Gegenüber dem reinen Torfsubstrat war der Zuwachsbasierend auf der ermittelten Frischmasse- je nach Pflanzenart um 20-26% geringer. Die Pflanzen zeigten jedoch einen kompakteren Habitus, der unter pflanzenbaulichen und vermarktungstechnischen Gesichtspunkten positiv zu bewerten war. Unterschiede in der praxisüblichen Sortierung der Gehölze nach Größenklassen ergaben sich zwischen den beiden Substraten jedoch nicht.
Das verminderte Pflanzenwachstum der in Kompostkultursubstrat kultivierten Gehölze konnte auf eine unzureichende Stickstoffversorgung insbesondere zu Beginn der Gehölzkultur zurückgeführt werden. Es wird angenommen, dass der im Kompostkultursubstrat verwendete Langzeitdünger Osmocote 39 gegenüber dem im Torfsubstrat verwendeten NPK-Langzeitdünger Osmocote 17-12-10 insbesondere zu Kulturbeginn eine geringere Menge an pflanzenverfügbarem Stickstoff freigesetzt hat. Auch eine teilweise biologische Stickstoffbindung im Kompostkultursubstrat ist nicht auszuschließen.
Zur Überprüfung der N-Aufdüngung des Kompostkultursubstrats wurde 1997 ein weiterer Versuch mit differenzierter N-Düngung angesetzt. In diesen Versuchen war es möglich, durch die Verwendung eines Langzeitdüngers mit erhöhter Nährstoff-Freisetzungsrate die Stickstoffversorgung im Kompostsubstrat zu optimieren und darüber ein vergleichbares Pflanzenwachstum wie im Torfsubstrat zu erzielen.
In den Praxisbetrieben wurden auf Grund der unterschiedlichen Kulturbedingungen und insbesondere der stark differierenden Bewässerungstechnik bei allen Pflanzenarten zu Vegetationsende eine niedrigere Pflanzenhöhe im Vergleich zu den Versuchen der LVA festgestellt. Die Betriebsleiter bewerteten das Wachstum der im Kompostkultursubstrat kultivierten Gehölze als gut bis befriedigend, da die Pflanzen den in Baumschulen üblichen Größensortierungen entsprachen. Ein Vergleich mit den Wachstumsergebnissen in den exakten Versuchen der LVG Auweiler war nur eingeschränkt möglich, da sich der Kulturbeginn und das vorhandene Bewässerungssystem unterschieden.
Die N-Gehalte der in der LVA kultivierten Gehölze (Blätter von Triebenden zum Zeitpunkt des höchsten Zuwachses bei Deutzia, Spirea, Euonymus) lassen den in Kompostkultursubstrat gewachsenen Pflanzen im Vergleich zum Torfsubstrat auf eine ausreichende N-Versorgung im Substrat schließen. Bei den unteren N-Düngerstufe zeigten die Pflanzen bereits im ersten Vegetationsabschnitt deutliche N-Mangelsymptome, die zu einem geringeren Systemwachstum der Pflanzen führten.
In der Versuchsreihe zur Überprüfung der Pflanzenverträglichkeit des Kompostkultursubstrats bei zugesetzten Mengen an Schwermetallen und Salzen, die die üblichen Gehalte um 50 % bzw. 100 % überstiegen, zeigte sich bei der Bonitur der Versuchspflanzen (Foliengewächshaus) keine Anzeichen von wachstumsbegrenzenden Überschusssymptomen in Form von Nekrosen oder Chlorosen. Für die Kultur von Gehölzen mit vergleichbarer Toleranz bzw. Empfindlichkeit konnte festgestellt werden, dass das geprüfte Kompostkultursubstrat somit einen ausreichend großen Sicherheitsbereich bietet.
Ermittlung von möglichen Stoffausträgen aus den Kulturgefäßen wurde bei beiden Substraten in einer eigenen Versuchsreihe (Freiland, 1996) das Überschusswasser aufgefangen und auf Nährstoffe und Spurenelemente untersucht. Dabei traten bei der vorhandenen Tröpfchenbewässerung der Container überwiegend durch natürlichen Niederschläge zeitweise überschüssige Wassermengen auf, die jedoch bei beiden Substraten nur geringe Nährstoffgehalte aufwiesen. Phosphor, Kalium und Spurenelemente wurden nur zu einem unbedeutenden Teil ausgewaschen. Die für die Gehölzkultur wichtigen physikalischen Eigenschaften des Kompostsubstrates waren nicht sehr verschieden von denen des Torfsubstrates. Untersuchungen des Porenvolumens, der maximalen Wasserkapazität und der Luftkapazität zu Beginn und am Ende der Vegetationsperiode wiesen keine gravierenden Unterschiede auf. Auch die Kationenaustauschkapazität war nicht deutlich verschieden. Während der Kultur war zu beobachten, dass die Oberfläche der Kompostkultursubstrate deutlich schneller abtrocknete als beim Torfsubstrat. Dadurch war der Unkrautbewuchs durch Samenanflug beim Kompostkultursubstrat außerordentlich gering; insbesondere unterblieb die Besiedlung mit Lebermoos. Die Ergebnisse der vergleichenden Betrachtung verschiedener Analysenmethoden zur Untersuchung von Substraten, wurde anhand der vorliegenden Daten aus den Vegetationsversuchen der LVA von der LUFA Bonn aufgestellt. Als Bezugsmethode zwischen den angewandten Substratextraktionsverfahren (Salpetersäure, CAT, Calciumchlorid) wurde die VDLUFA-Methode verwendet. Bei der Interpretation ist zu berücksichtigen, dass es sich hierbei um einen reinen mathematisch-statistischen Methodenvergleich handelt. Eine Validierung am Pflanzenversuch erfolgte nicht. Das Korrelationsergebnis lässt deshalb nur Rückschlüsse auf einen vertretbaren Einsatz herkömmlicher Extraktionsmethoden durch ein rationelleres Multielement-Extraktionsverfahren, z. B. der CAT-Methode zu. Zur Auswertung kamen neben den verschiedenen Extraktionsverfahren auch die Versuchsvarianten Freiland und Foliengewächshaus sowie Substrat auf Basis Kompost und Torf.
Die Untersuchungen zum Vergleich verschiedener Extraktionsverfahren in der Substratanalytik haben gezeigt, dass ein gegenseitiger Austausch dieser Verfahren problemlos nicht möglich ist. Die Ergebnisse zeigen deutlich die Vielfalt der Einflussmöglichkeiten; neben dem Extraktionsmittel selber, der Extraktionszeit, -temperatur, pH-Wert beeinflussen auch die Faktoren Substratausgangskomponenten, Kulturart, Versuchsstandort und der Nährstoff die Ergebnisse. Die Ergebnisgrößen unterscheiden sich signifikant. Die geprüften Extraktionsverfahren werden definiert als Extraktionsverfahren, die im wesentlichen den Nährstoffstatus im Substrat wiedergeben und nicht die reale Nährstoffverfügbarkeit für die Pflanzenkultur erfassen sollen. Die Analysenergebnisse dieses Projekts lassen den Schluss zu, dass die konventionellen Extraktionsverfahren grundsätzlich durch ein Multiextraktionsverfahren, wie z. B. die CAT-Methode ersetzt werden können. Damit wäre ein bedeutender Rationalisierungseffekt bei der Substratuntersuchung und Ergebnisinterpretation verbunden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

- Seminar für Baumschulen 28.01.1998, LVA Auweiler:
Düngung und Bewässerung von Containern /Einsatz von Kompostkultursubstraten bei Baumschulkulturen- Vortrag: Untersuchung zum Wachstumsverhalten von Gehölzen in einem torffreien Kompostkultursubstrat in Containern, 35. Gartenbauwissenschaftliche Tagung, Berlin 04.-06.03.1998.
- Neue Komposte für den Gartenbau, Entwicklung und Anwendung neuer Produkte auf der Basis behandelter Reststoffe, Förderschwerpunkt Bioabfallverwertung, DBU, Gartenbau Report 11/99- Artikel in der Kundenzeitschrift KomPost der W.U.R.M. GmbH 2/96, 1/98, 2/98- W.U.R.M. Info-Stand bei dem Seminar Fit für Kompost-Kultur-Substrate der LVG Hannover-Ahlem in der Gärtnersiedlung Bedingbostel bei Bremen September 1998


Fazit

Kompostsubstrate auf der Basis biogener Reststoffe sind für die gärtnerische Kultur von Gehölzen in Containern eine geeignete Alternative zu konventionellen Substraten auf Torfbasis. Voraussetzung dafür ist eine qualitätsorientierte Kompostierung geeigneter Kompostrohstoffe für die Herstellung des gebrauchsfähigen Kompostkultursubstrates und eine optimierte Aufdüngung des Kompostkultursubstrates. Eine ausgeglichene N-Dynamik ist über eine mineralische N-Aufdüngung und durch den Zusatz von Langzeitdüngern zu realisieren.
Der Nährstoffhaushalt im Kompostsubstrat muss durch standardisierte bzw. spezifische Analysenmethoden bewertet sein. Bei der Substrat-Analytik ist zu begrüßen, dass mit der CAT-Methode nach ALT ein Extraktionsmittel zur Verfügung steht, dass die kostenintensive und arbeitsaufwendige Standardanalytik aufhebt und eine Multielementextraktion zulässt. Defizite bestehen derzeit bei der Bewertung und Übertragung der CAT-Untersuchungsergebnisse auf die Ergebnisse der VDLUFA-Standard-Methode. Hier besteht noch Forschungsbedarf. Wegen der guten Wasserhaltefähigkeit ist die Bewässerung bei der Verwendung des Kompostkultur betriebsspezifisch anzupassen. Der verringerte Unkrautbewuchs auf der schnell abtrocknenden Substratoberfläche ist als besonderer Vorteil des Kompostkultursubstrates anzusehen.Gesicherte Erkenntnisse über die pflanzenbauliche Eignung des hier geprüften Kompostkultursubstrates werden zu einer verstärkten Verwendung von Kultursubstraten auf Kompostbasis in Baumschulbetrieben führen.

Übersicht

Fördersumme

108.824,39 €

Förderzeitraum

01.05.1996 - 12.07.2001

Bundesland

Nordrhein-Westfalen

Schlagwörter

Landnutzung
Ressourcenschonung
Umwelttechnik