Anwendung und Wirkung vom Kompost im Ackerbau · Kompostierung (aerob) Vergärung (anaerob) Baum- und Strauchschnitte Ländliche Grünabfuhr Städtische Grünabfuhr Küchen- und Speiseabfälle

Research Institute of Organic AgricultureForschungsinstitut für biologischen Landbau

Anwendung und Wirkung vom Kompost im AckerbauJacques G. Fuchs ([email protected])

Institut de recherche de l’agriculture biologique

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Anwendung und Wirkung vom Kompost im Ackerbau› Einleitung: die Recyclingsdünger

› Die wichtige Punkte der Biologie des Kompostierung

› Rotteführung

› Einfluss von Kompost (und Gärgut) auf die Bodenfruchtbarkeit› Unterschied Kompost /Gärgut› Wirkungen von Kompost auf Bodeneigenschaften› Kompost gegen Krankheiten

› Kompost und Pflanzengesundheit

› Beurteilung der Kompostqualität mit einfachen Mitteln

› Die richtige Kompost- (und Gärgut-)anwendung

› SchlussfolgerungenKompost und Ackerbau, jf, Biberach, 15.06.2016

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Einleitung: die Recyclingsdünger

Kompost und Ackerbau, jf, Biberach, 15.06.2016

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MistGülle

andere organischeReststoffe

Ausbringung

Vergärung(mesophil) KompostierungCo-Vergärung

(mesophil)Vergärung

(thermophil)

Gärgülle festes Gärgutflüssiges Gärgut Kompost


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› Feldrandkompostierung

› für ländliche Gegenden, vor allem für Gartenbaureststoffen, Mist, …



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› Dreieckmieten

› für Gartenbaureststoffen, Mist, Rüstabfällen, …› relativ feine Struktur der Anfangsmischung› meist Intensivrotte (Prozessdauer 2-3 Monate)



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› Tafelmiete

› für Gartenbaureststoffen, Mist, Rüstabfällen, …› relativ grobe Struktur der Anfangsmischung› mittlere Intensität des Prozesses (Prozessdauer 6-12 Monate)



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› Boxkompostierung

› +/- automatische Prozessführung› platzsparend› kann geschlossen werden, mit Behandlung der austretenden Gazen



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› Hallekompostierung

› geschlossene Systeme mit Behandlung der austretenden Gazen› platzsparend› für städtische Gebieten gut geeignet



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› CO-Vergärung

› behandlung von Mist/Gülle mit anderen organischen resten› meist mesophyl› für ländliche Gebieten (durch Landwirten getrieben)



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› Industrielle Vergärung

› für industrielle organische Reststoffen, Rüstresten, Speiseresten, …› meist in stätischen Gebieten› meist thermophil



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› Box-Vergärung

› industrielle Anlagen, meist in stätischen Gebieten› strukturreiche Anfangmischung› meist mesophyl



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› Mit vielen Systemen kann man gute

Komposte produzieren, aber mit allen

Systemen kann man schlechte

Komposte erzeugen !



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Die wichtige Punkte der Biologie des Kompostierung


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Energie

CO2O2

WasserMikroorganismen

Energie(Wärme)

Humus(Kompost)

Mineralstoffe

O2 CO2

lebendigeOrganismen

organische Reststoffen

› Der natürliche Kreislauf des Lebens

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› Zwei Elemente sind beim Lebenskreislauf besonders wichtig :

› der Kohlenstoff (Energiequelle)

› der Stickstoff (Proteinbaustein)

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› Kohlenstoffkreislauf in der Natur

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› Stickstoffkreislauf in der Natur

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› Was kann man kompostieren› Theoretisch alle organische Reststoffe› Nicht jeder ist jedoch einfach zu handhaben, leicht abbaubar und nicht mit

Schadstoffen oder Krankheitserregern verseucht› Die organische Reststoffen sollen für den Behandlungssystem geeignet sein› Je nach Behandlungssystem müssen gewisse Reststoffen vorbehandelt

werden (z.B. Pasteurisierung von Speiseresten vor mesophyler Vergärung)› Die Anfangsmischung ist einen wesentlichen Faktor des Erfolges

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› Eignung für die aerobe oder anaerobe Verarbeitung

zunehmende Feuchtigkeit

zunehmender Strukturanteil

Kompostierung (aerob) Vergärung (anaerob)Baum- und Strauchschnitte

Ländliche GrünabfuhrStädtische Grünabfuhr

Küchen- und SpeiseabfälleGaststättenabfälle

Schlachtabfälle

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› Die Mikroorganismen der Kompostierung

Bakterien Pilze Aktinomyceten

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› Die Bakterien

aerob / anaerob

sehr aktiv am Anfang der Rotte

verantwortlich für die «Heissrotte»

können Lignin (Holz) nicht effizient abbauen

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› Die Pilze

aerob

Abbau ligninhaltiger Materialien

Bildung stabiler Krümel

Reifungsphase

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› Die Aktinomyceten (Strahlenpilze)

können Substanzen abbauen, welche weder durch Bakterien noch durch Pilze abgebaut werden können (z.B. Chitin)

verantwortlich für den Abbau schwerabbaubarer Stoffe

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› Kompostierung: Rotteablauf

› Abbauphase› intensive mikrobiologische Aktivität› Temperaturanstieg› starker Volumenverlust› natürliche Hygienisierung

› Reifungsphase› Humusbildung› Entwicklung positiver Eigenschaften der Komposte

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› Entwicklung der Rotteparametern während der Kompostierung

› Temperatur

Kompostierungszeit

[°C]

10

30

50

70

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› Luftzusammensetzung

Kompostierungszeit

Volu

men

proz

ente

0

10

20 Sauerstoff

Kohlendioxid

Gra

phik

: Dr.

U. G

alli

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› Organische Substanz

20

30

40

50

60

70

80

Kompostierungszeit

OS

[% a

n TS

]

Gra

phik

: Dr.

U. G

alli

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› Nmin-Formen

0

200

400

600

Kompostierungszeit

Nm

in. [

mg

kg-1

TS]

NO3--NNH4

+-N NO2--N

Gra

phik

: Dr.

U. G

alli

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› pH-Wert

4

5

6

7

8

9

Kompostierungszeit

pH

Gra

phik

: Dr.

U. G

alli

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› Bildung unerwünschter Stoffe während der Rotte

› Schwermetalle:

z.B. 90 kgabbaubares

Material

z.B. 10 kgnicht

abbaubares Material = 10 %

z.B. 45 kgabbaubares

Material

z.B. 10 kgnicht

abbaubares Material= 18 %

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› Bildung unerwünschter Stoffe während der Rotte

› Schwermetalle:

› andere chemische Verbindungen: ???

› Krankheitserreger und Unkrautssamen:

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› Endprodukt: Kompost

› organischer Düngung

› Verbesserung der Bodenstruktur

› biologischer Pflanzenschutzprodukt

› Kompost ist kein Abfall !

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Rotteführung


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Rotteführung


› Prozesse kontrollieren

› Wenn nötig Massnahmen treffen

› Vom Sammelkonzept des Grüngutes bis zur Anwendung des Endproduktes› Qualität der Rohmaterialien› Zusammensetzung der Anfangsmischung› Rotteführung

› Regulierung des Wassergehaltes› Regulierung des Lufthaushaltes› Umsetzung

› Produktkonditionierung› Produktlagerung› Wahl des richtigen Produktes für die gezielte Anwendung

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Einfluss von Kompost (und Gärgut) auf die Bodenfruchtbarkeit


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› Unterschied Kompost /Gärgut

› Wichtigste Gärguteigenschaften› Material noch im Rotteprozess› sehr ammoniumreich (vor Nachrotte)› relativ salzreich› bedingt pflanzenverträglich (vor Nachrotte)› qualitativ vergleichbar mit Mist/Gülle

› Anwendung von Gärgut› nur zu Zeiten ausbringen, in denen die Pflanzen den Stickstoff

aufnehmen können› guter kurzfristiger Düngungseffekt (vor Nachrotte)› ist auch ein gutes Substrat für Bodenmikroorganismen› bedingte Verbesserung der langfristigen Bodenhumusgehalt/-struktur

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› Unterschied Kompost /Gärgut

› Wichtigste Komposteigenschaften› Material +/- am Ende des Rotteprozesses› Relativ arm an mineralischen Stickstoff› Pflanzenverträglich (je nach Reifezustand)› relativ stabile organische Substanz

› Anwendung von Kompost› kann +/- das ganze Jahr angewendet werden› bescheidener kurzfristiger Düngungseffekt› gute Wirkung auf langfristige Bodenhumusgehalt/-struktur› besonders im Frühjahr auf Kompostqualität achten (Risiko von N-

Blockaden)

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Einfluss von Kompost und Gärgut auf die Bodenfruchtbarkeit

› Wirkungen von Kompost auf Bodeneigenschaften› Makro- und Mikronährstoffe


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› Wirkungen von Kompost auf Bodeneigenschaften› Makro- und Mikronährstoffe› Organische Substanz


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› Wirkungen von Kompost auf Boden-OS

14

21

21

28

28

35

35

43

51

0 10 20 30 40 50 60

Fertigkompost

Frischkompost

Festmist, Rind

Gärprodukt, fest

Gülle, Rind

Gülle, Schwein

Getreidestroh

Gärprodukt, flüssig

Gründüngung, Rübenblatt, Grünschnitt

Humus-C in % zu Dünger-C

Humusreproduktionswirksamkeit von organischem Kohlenstoff unterschiedlicher organischer Dünger (nach Reinhold 2006)


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› Wirkungen von Kompost auf Boden-OS


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› Wirkungen von Kompost auf Bodeneigenschaften› Makro- und Mikronährstoffe› Organische Substanz› Bodenstruktur


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› Wirkungen von Kompost auf Bodenstruktur


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› Wirkungen von Kompost auf Bodenstruktur› z.B. Compost Diffusion, 1999: Bodendichte: - 6%

› Bodenbearbeitung: leichter und dieselsparend(Beobachtungen von FiBL in eines Kompostanwendungs-versuches in Obstbau haben diese Tatsache bestätigt)


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› Wirkungen von Kompost auf Bodeneigenschaften› Makro- und Mikronährstoffe› Organische Substanz› Bodenstruktur› Wasserhaushalt


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› Wirkungen von Kompost auf die Wasserhaltekapazität

› Compost Diffusion, 1999: + 8%

› Eyras et al., 1998: +20 bis +25%

› Gagnon et al., 1998: +3 bis +5%

› Shiralipour et al., 1996: + 3% bis +16%


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› Wirkungen von Kompost auf Bodeneigenschaften› Makro- und Mikronährstoffe› Organische Substanz› Bodenstruktur› Wasserhaushalt› Erosionschutz


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› Wirkungen von Kompost auf Erosion

› Verminderung der Wind-Erosion› Hartmann, 2002: -30 bis -50%› De Vos, 1996: gleiche Erosion mit 4 Beaufort ohne Kompost und 6-7 Beaufort mit

Kompost

› Verminderung der Wasser-Erosion› Ojeda et al., 2003: -50%› Bazzoffi et al., 1998: -10 bis -50%


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› Wirkungen von Kompost auf Bodeneigenschaften› Makro- und Mikronährstoffe› Organische Substanz› Bodenstruktur› Wasserhaushalt› Erosionschutz› pH-Wert des Bodens


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› Wirkungen von Kompost auf pH-Wert des Bodens


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› Erlaubte Kompostgabe:: 25 Tonnen TS / 3 Jahren› Entspricht ca. 1‘500 kg CaO (500 kg / Jahr)› Erlaubt eine Erhaltungskalkung

› Auch genügend um pH-Wert korrigieren ?


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› Wirkungen von Kompost auf Bodeneigenschaften› Makro- und Mikronährstoffe› Organische Substanz› Bodenstruktur› Wasserhaushalt› Erosionschutz› pH-Wert des Bodens› Einfluss auf die Bodenmikroflora

› Kompost und Pflanzengesundheit


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Beeinflussung der Bodenfruchtbarkeit

› Kompost gegen Krankheiten


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Kompost und Pflanzengesundheit

› Indirekte Einflüsse› Makro- und Mikronährstoffe› stabile organische Substanz (Humus)› Verbesserung der Bodenstruktur› Verbesserung des Wasserhaushaltes› Substrat für bodeneigenen antagonistische Mikroorganismen

› Direkte Einflüsse› Kompostmikroflora beeinflusst Bodenmikroflora


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› Kompost ≠ Kompost


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› 1. Kompost in Kultursubstraten


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0

20

40

60

80

100

Pfla

nzen

aufla

uf [%

]

0 0.5 1 2 4

Torf

g. P. ultimum / l Substrat:a

dddd

Kompost

ab abb

b

b

1/3 Torf + 2/3 Kompost

a

ab

b

b

c

2/3 Torf + 1/3 Kompost

a

bb

c c


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› mikrobiologische Pufferung

› Verhinderung einer Erregerinvasion

› Reduktion der Krankheitsintensität

› Sicherung der Setzlingsproduktion


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› 2. Kompost nach Bodendämpfung


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0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25 30 35 40Tage nach Dämpfung

NO

2-Geh

alt [

ppm

im W

asse

rext

rakt

2:1

]

gedämpft, ohne Kompostzugabegedämpft, mit Zugabe von Kompost (10%)


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› 2. Kompost nach BodendämpfungBoden vor Dämpfung

: l

eben

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Unk

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› 2. Kompost nach BodendämpfungDämpfung

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› 2. Kompost nach BodendämpfungBoden nach Dämpfung

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0

1

2

3

unbehandelt

Pfla

nzen

gew

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[g/

Topf

] 0 1 2 4 8[g P. ultimum /Liter Boden]:

ab

cd

ef

cd

gedämpft

bb

d

f

d

+ 10% Kompost

c

e

fg

ghh

gedämpft


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› Bodenentgiftung

› Frühere Pflanzung möglich

› Hinderung Wiederbesiedlung des Bodens mit Erregern

› Längere Dämpfungseffizienz


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› 3. Kompost im Feld


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0

20

40

60

80

100

Auf

lauf

[%]

0 1 2 4 8 16g. P. ultimum / l Boden:

Boden ohne Kompost

a

bc

c c

cc

aababab

bb

Boden mit Kompost1 Woche nach letzter Gabe

Boden mit Kompost1 Jahr nach letzter Gabe

aa

abbb

c


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› 3. Kompost im Feld› Bekämpfung der Auflaufkrankheit bei Spinat

Kontrolle

Kompost


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› 3. Kompost im Feld› Bekämpfung der Kohlhernie


Kontrolle + Kompost

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› 3. Kompost im Feld› Bekämpfung der Kohlhernie


Kompost (10%) Sterilisierter Kompost (10%)

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› Reduktion von Pflanzenkrankheiten

› Je intensiver die Bodennutzung, desto deutlicher der positive Effekt der Komposte


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› 4. Stärkung der ganzen Pflanzen


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› 4. Stärkung der ganzen Pflanzen

-20

0

20

40

60

80

100

Schu

tz [%

]

10% Kompost30% Kompost50% Kompost

Kompost 1

e*

bccd*

Kompost 2

a

cd*

bc

Kompost 3

a

ab

abc

Kompost 4

cd*

abc

a


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Beurteilung der Kompostqualität(mit einfachen Mitteln)


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Beurteilung der Kompostqualität(mit einfachen Mitteln)› Mit eigenen Sinnen

Fausttest Holzbruch


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› Mit eigenen Sinnen

Geruch



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Abbaugrad, Struktur, Kompostkörnung



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Farbe des Kompostextraktes



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Fremdstoffen



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› Mit eigenen Sinnen› Kontrolle der Rotteparametern

› O2› Feuchtigkeit› Temperatur

› Mit einfachen Analysen› pH-Wert› Salzgehalt› Trockensubstanz, organische Substanz› NH4-N, NO2-N, NO3-N

› Mit Biotests› Pflanzenverträglichkeitstests› Krankheitsunterdrückungstests



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Die richtige Kompost- (und Gärgut-)anwendung


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› Qualitätssicherung› Von der Sammlung der Eingangsmaterialien bis zur Produkteanwendung

› Einschätzung der Bedürfnisse in Relation zur Anwendung / gezielte Wirkungen

› Wahl der Produkte und der Anwendungsstrategie



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› Ziel der Anwendung / gesuchte Wirkungen› Kurzfristige Düngerwirkung

› Verbesserung der Bodenstruktur (Porosität, Wasserhaltekapazität, Erosionsschutz, …)

› Verbesserung des pH-Wertes des Bodens

› Schutz der Pflanzen vor Krankheiten

› Komponent bei Herstellung von Kultursubstrat/Anzuchterde

› Ackerbau / Gemüsebau / Kulturen unter Dach / Topfpflanzen / …


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› Parameter, die bei der Wahl des Produktes in Betracht gezogen werden› Nährstoffgehalt (Makro und Mikronährstoffe)

› Nährstoffverfügbarkeit (Stickstoff)

› pH, Salzgehalt

› Stabilität der organischen Substanz

› Biologische Aktivität (Suppressivität)

› Rohmaterialien

› …



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› Wahl der Anwendungsstrategie› Anwendungs-Zeitpunkte

› Anwendungs- Menge

› Anwendungs-Technik (breitgestreut, konzentriert unter der Reihe / beim Saat- oder Pflanzgut, …)

› Kombination verschiedener Produkte (z.B. Gärgut im Frühling + Kompost im Herbst)

› …



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› Generelle Regeln zur Kompost- und Gärgutanwendung› Kompost/Gärgut nur im Feld ausbringen, wenn der Bodenzustand es zulässt!

› Produkte oberflächlich bearbeiten

› Nährstoffbilanz beachten

› Momentane Kulturbedarf einbeziehen

› Flüssiges Gärgut: besser mehrere kleine Gaben als eine grosse Gabe



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Schlussfolgerungen


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Schlussfolgerungen

› Kompost und Gärgut sind wertvolle Produkte für die Pflanzenproduzenten, vorausgesetzt:› Qualität der Produkte ist einwandfrei› Richtiger Wahl des Produktes in Relation zum Anwendungszweck› Korrekte Anweundung› Je nach Situation kann die kombinierte Anwendung mehrere Produkte zur

Erfolg führen (z.B. flüssiges Gärgut im Frühjahr für die kurzfristige Düngungswirkung und reifer ligninreicher Kompost im Sommer/Herbst für die langfristige Wirkung auf Bodenstruktur)

› Je nach Situation kann die kombinierte Anwendung mehrere Produkte zur Erfolg führen (z.B. flüssiges Gärgut im Frühjahr für die kurzfristige Düngungswirkung und reifer ligninreicherKompost im Sommer/Herbst für die langfristige Wirkung auf Bodenstruktur)


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Noch Fragen ?

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Anwendung und Wirkung vom Kompost im Ackerbau · Kompostierung (aerob) Vergärung (anaerob) Baum- und Strauchschnitte Ländliche Grünabfuhr Städtische Grünabfuhr Küchen- und Speiseabfälle