Bachelorarbeit Aufbereitung von landwirtschaftlichen ......Rindergülle und mehr als 30 % Biogasgärrest. Diese beiden Stoffe haben als gemeinsame Eigenschaft einen hohen TS-Gehalt,

Hochschule Weihenstephan – Triesdorf

Fakultät Landwirtschaft

Studiengang Agrartechnik

Bachelorarbeit

Aufbereitung von landwirtschaftlichen Wirtschaftsdüngern

im Hinblick auf Bodenverbesserung,

Nährstoffverfügbarkeit und Emissionswirkung mit Hilfe der

Kompostierung

eingereicht von: Cedric Köster

Betreuer/in: Prof. Dr. Wilhelm Pflanz

Tag der Abgabe: 06.08.2020

Aufbereitung von org. Düngern mittels Kompostierung 2

Cedric Köster 06.08.2020

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung ........................................................................................................................4

1.1 Problemstellung .......................................................................................................4

1.2 Zielsetzung ...............................................................................................................5

2 Stand der Technik ...........................................................................................................5

2.1 Separierung von Gülle und Gärrest ..........................................................................5

2.2 Kompostierung in Deutschland .................................................................................8

2.2.1 Parameter für die Kompostierung ......................................................................8

2.2.2 Pathogene Keime und Antibiotikarückstände ..................................................10

2.2.3 Rottesysteme, Kompostqualität und die Lagerung von Kompost .....................11

3 Material und Methoden ..................................................................................................12

3.1 Aufbau und Ablauf des Kompostierungsversuches .................................................12

3.1.1 Vorversuch: Impfung der Hackschnitzel ..........................................................12

3.1.2 Hauptversuch: die eigentliche Kompostierung .................................................13

3.1.3 Siebung der Hackschnitzel, Kresse-Test mit Fertigkompost ............................15

3.2 Emissionsmessung ................................................................................................15

3.3 Trockenmasse & NPK-Analyse ..............................................................................18

3.4 Pathogene-Keime...................................................................................................19

4 Ergebnisse ....................................................................................................................20

4.1 Kompostierung .......................................................................................................20

4.2 Emissionsmessungen ............................................................................................25

4.2.1 Ammoniak NH3 ................................................................................................26

4.2.2 Methan CH4 .....................................................................................................27

4.2.3 Lachgas N2O ...................................................................................................27

4.2.4 Kohlenstoffdioxid CO2 .....................................................................................28

4.3 Trockensubstanz & NPK-Analyse ...........................................................................29

4.4 Pathogene-Keime...................................................................................................31

5 Wirtschaftliche Betrachtung ...........................................................................................32

6 Diskussion .....................................................................................................................35

7 Fazit ..............................................................................................................................39

8 Zusammenfassung ........................................................................................................40

9 Literaturverzeichnis .......................................................................................................42



Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Pressschnecken Separator, QUETSCHPROFI® ................................................7

Abbildung 2: Feuchtigkeitsgehalt und C:N Verhältnis .............................................................8

Abbildung 3: Reduzierung der Antibiotikarückstände ............................................................10

Abbildung 4: Frisch aufgeschütteter Komposthaufen ............................................................14

Abbildung 5: Schutzhaube für Ansaugschlauch ....................................................................17

Abbildung 6: Wasserfalle und Messgasfilter .........................................................................17

Abbildung 7: Analyse Angebot auf Pathogene Keime ...........................................................19

Abbildung 8: Geimpfte Hackschnitzel nach der Vorkompostierung .......................................20

Abbildung 9: Pilze im Kompost .............................................................................................21

Abbildung 10: Sieb-Fraktionen .............................................................................................22

Abbildung 11: Temperaturverlauf der Kompostierung in Phase 1 .........................................23

Abbildung 12: Temperaturverlauf der Kompostierung in Phase 2 .........................................24

Abbildung 13: Emissionswerte Ammoniak (NH3) ..................................................................26

Abbildung 14: Emissionswerte Methan (CH4) .......................................................................27

Abbildung 15: Emissionswerte Lachgas (N2O) .....................................................................27

Abbildung 16: Emissionswerte Kohlenstoffdioxid (CO2) ........................................................28

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Masse & Volumina vor und nach der Kompostierung ...........................................21

Tabelle 2: NPK & Trockensubstanz vor der Kompostierung .................................................29

Tabelle 3: NPK & Trockensubstanz nach der Kompostierung ...............................................30

Tabelle 4: Kalkulation C:N-Verhältnis ...................................................................................30

Tabelle 5: Untersuchungsergebnisse pathogene Keime .......................................................31

Tabelle 6: Masse & Volumen der Kompost Materialien .........................................................32

Tabelle 7: Kostenauflistung der Kompostierung....................................................................33



1 Einleitung

1.1 Problemstellung

Eine Studie der UN-Landwirtschaftsorganisation FAO hat ergeben, dass die Böden

der Erde nur noch 60 Erntejahre ausreichende Erträge liefern können. Grund hierfür

sind laut der Studie die abnehmenden Humusgehalte weltweit und die damit

verbundene steigende Erosion (BUND Landesverband Mecklenburg-Vorpommern

e.V. & Dr. Roloff, 2018).

Die Studie "Humus in landwirtschaftlich genutzten Böden Deutschlands" von dem

Thünen Institut bestätigen diesen globalen Trend (Johann Heinrich von Thünen-

Institut, 2018). Im Zeitraum von 2012 bis 2018 wurden mehr als 120.000

Bodenproben bei über 3.100 Landwirten, in einem Raster von 8 mal 8 km gezogen.

Die Modelle der Studie sagen für die deutschen Ackerböden im Mittel einen Verlust

an organischem Kohlenstoff von 0,19 t/ha und Jahr für die nächsten 10 Jahre voraus.

Lediglich für ein Prozent der Fläche prognostizieren die Modelle eine Zunahme des

Humusgehaltes (Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) &

Thünen-Institut für Agrarklimaschutz: Prof. Dr. Heinz Flessa, PD Dr. Axel Don, Dr.

Anna Jacobs, Dr. René Dechow, Dr. Bärbel Tiemeyer, PD Dr. Christopher Poeplau,

2018). Dabei gilt, dass der Humusgehalt von vielen Faktoren beeinflusst wird, unter

anderem vom Klima, dem Grundwasserspiegel und der Bewirtschaftungsweise. Mit

Blick auf den aktuellen Zustand der Ackerböden, als auch die prognostizierte

Entwicklung, ist ein Umdenken der Bewirtschaftung erforderlich, da somit die

positiven Einflussmöglichkeiten am schnellsten und effektivsten wirksam sind.

Hinzu kommt das Drängen der EU-Kommission auf eine Verschärfung der

Düngeverordnung (Aikens, 2019). Um dem EU-Recht zu entsprechen, sind

Maßnahmen zum umweltverträglicheren Umgang mit den Nährstoffen, insbesondere

Stickstoff, aus Gülle und Gärresten erforderlich. Ab Januar 2020 gelten für diese

Stoffe bereits mindestens 6 Monate Lagerkapazitäten. Die Ausbringmenge wird mit

170 kg N pro Hektar für organische Dünger begrenzt. Diese Vorgaben stellen

Betriebe mit intensiver Tierhaltung vor neue Herausforderungen bzw. Investitionen

(Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE), 2020). Eine Umverteilung

von Nährstoffen findet bereits statt und wird vermutlich steigen. Dies birgt Risiken

bezüglich der Ausbreitung von pathogenen Keimen bzw. Antibiotika-Rückständen,

welche oft im Wirtschaftsdünger von Nutztierbetrieben enthalten sind. Letzteres

fördert die Bildung von Antibiotika-Resistenten Keimen (Zimmermann, 2018).



1.2 Zielsetzung

Ein Lösungsansatz für die derzeitigen und künftigen Herausforderungen mit

Wirtschaftsdüngern und dem abnehmenden Humusgehalt der Ackerböden, kann die

Separierung in Verbindung mit der Kompostierung der festen Phase bieten, mit dem

Ziel, den Nitrat Gehalt des kompostierten Produktes zu reduzieren. Dies geschieht

zum einen durch die mikrobielle Umwandlung und zum anderen durch Bindung in

organischen Stickstoff. Da bei der Kompostierung Temperaturen von bis zu 65°C

erreicht werden, können Unkrautsamen, pathogene Keime und Antibiotika-

Rückstände unschädlich gemacht werden. Des Weiteren ist die Kompostierung ein

Humifizierungsprozess und das Endprodukt enthält bereits fertigen Humus. Das

Düngen mit Kompost trägt somit am schnellsten zum Humusaufbau bei (Verein

Ökoregion Kaindorf, o. J.).

Ein Versuch der Kompostierung von separiertem Biogasgärrest und Schweinemist

soll die Chancen dieses Ansatzes aufdecken. Der Versuch wird auf die folgenden

ausgewählten Parameter untersucht: Gewicht, Temperatur, Feuchte, Nährstoffe,

emittierende Gase und pathogene Keime.

2 Stand der Technik

2.1 Separierung von Gülle und Gärrest

Im Jahr 2015 wurden in Deutschland über 200 Millionen Kubikmeter organische

Flüssigdünger auf Ackerflächen und Grünland ausgebracht. Hiervon waren über 50 %

Rindergülle und mehr als 30 % Biogasgärrest. Diese beiden Stoffe haben als

gemeinsame Eigenschaft einen hohen TS-Gehalt, welcher sich meistens im Rahmen

von 6 bis 10 % bewegt. Die restlichen Stoffe, wie zum Beispiel Schweinegülle oder

Geflügel-Jauche haben hingegen TS-Gehalte von weniger als 5 % (Greenpeace e.V.

& Zimmermann, 2018).

Bei der Ausbringung auf den landwirtschaftlichen Flächen steht eine Vielzahl von

Möglichkeiten zur Auswahl. Dabei gibt es diverse Techniken, welche die Emissionen

bei der Applikation als auch bei der Lagerung reduzieren. In dieser Ausarbeitung wird

das Verfahren der Separation ausführlicher beschrieben.



Eine Anfrage zum Einsatz von Separationstechnik in Deutschland bei der Fa. Börger,

welche hauptsächlich Pumpen für den landwirtschaftlichen oder industriellen Einsatz

baut, hat folgende Marktübersicht ergeben. Die Schätzungen des Herstellers liegen

bei knapp 40% der Biogasanlagen in Deutschland, welche fest installierte

Separatoren haben. Des Weiteren sind ca. 20 Großgeräte der Fa. Börger bei

Dienstleistern im Einsatz. Diese haben Durchsatzleistungen von 200-450 Kubikmeter

pro Stunde. Es handelt sich dabei um autobahntaugliche Fahrzeuge, welche

größtenteils Biogasanlagen oder Milchkuhbetriebe anfahren. Der Anteil der

separierten Gülle bzw. des Gärrestes könnte in Deutschland nach einer

Hochrechnung bei ca. 10-20 Mio. m³ liegen. Dies würde einem prozentualen Anteil

von 5-10% der Gesamtmenge des jährlich anfallenden Flüssigdüngers entsprechen.

Die Eigenschaften von Gülle und Gärresten sind in der rohen Form mit einer

geringen Fließfähigkeit verbunden. Durch den großen Faseranteil ist der TS-Gehalt

höher und Schleimstoffe bei der Rindergülle lassen Gülle und Gärreste bei der

Feldapplikation schlecht in den Boden einziehen. Ein Nachteil hierbei ist das

Verkleben der Blätter, insbesondere auf dem Grünland. Wenn zwischen den

Grasschnitten nicht ausreichend Niederschlag fällt, kommt es zur

Futterverschmutzung (Landwirtschaftliches Zentrum Baden-Württemberg (LAZBW) &

Messner, 2017). Hierbei kann es zur Aufnahme von Keimen oder Antibiotika-

Rückständen ins Tier kommen (Greenpeace e.V. & D.Z. Zimmermann, 2018).

Im Fall der Separierung haben sich gewisse Vorteile herausgestellt. Die dünne bzw.

flüssige Phase, welche bei der Separierung entsteht und auch als Fugat bezeichnet

wird, hat einen geringeren TS-Gehalt. Die Fließfähigkeit verbessert sich und dadurch

zieht das Fugat schneller in den Boden ein. Zudem fließt die dünne Phase leichter

von den Blättern ab, was wiederum für geringere Emissionen auf dem Feld und für

weniger Futterverschmutzungen sorgt (Landwirtschaftliches Zentrum Baden-

Württemberg (LAZBW) & Messner, 2017).

Für die Separierung von Gülle oder Gärrest gibt es eine große Auswahl an

Techniken auf dem Markt. Die verbreitetsten Verfahren sind die Pressschnecke und

die Zentrifuge (Dekanter). Die Firma agriKomp bietet einen

Pressschneckenseparator an, wovon einer auf der firmeneigenen Biogasanlage in

Triesdorf installiert ist. Für den Kompostierungs-Versuch wird der separierte Gärrest

von diesem Modell bezogen. Deshalb wird im folgendem die Pressschnecken-

Separation näher betrachtet.



Abbildung 1: Pressschnecken Separator, QUETSCHPROFI®

Die Gülle bzw. der Gärrest wird zum Separator gepumpt. Eine Pressschnecke im

Gehäuse treibt das Substrat durch ein feststehendes Sieb und drückt es gegen den

Presskegel. Dieser ist zu sehen rechts in Abbildung 1: Pressschnecken Separator.

Der flüssige Teil läuft über das Sieb ab und wird in einen Lagerbehälter gepumpt.

Der feste Teil des Substrats quetscht sich an dem Presskegel vorbei und fällt auf

eine Betonplatte unter dem Separator. Über eine Feder wird der Gegendruck des

Presskegels und dadurch der TS-Gehalt eingestellt. Je stärker die Feder drückt,

umso höher wird der Trockensubstanzgehalt, dabei reichen die Werte von

15 bis zu 30 % TS. Das Fugat hat nach der Separierung ein bis zu 15 % geringeres

Volumen als die Ausgangsmenge der Gülle bzw. des Gärrestes. Dies wiederum

entspricht Einsparung von Lagerraum als auch erhöhte Flexibilität bei der

Ausbringung für den flüssigen Teil (agriKomp GmbH, o. J.).

Die Kosten für die Separierung von organischem Flüssigdünger liegen im Rahmen

von 1 bis 2 €/m³. Bezogen auf eine reine Lagerraumeinsparung rechnet sich die

Separierung laut dem Landwirtschaftlichen Zentrum Baden-Württemberg (LAZ BW)

in den meisten Fällen nicht. Das LAZ BW hebt die technologisch verbesserten

Eigenschaften hervor, welche bereits oben intensiv beschrieben wurden.

Es bleibt zu erwähnen, dass separierter Gärrest auf befestigtem Untergrund gelagert

werden muss und eine Lagerkapazität von 6 Monaten zur Verfügung stehen muss.

Eine Lagerung am Feldrand ist nur für einen absehbaren Zeitraum erlaubt und ist an

einen geplanten Ausbringtermin geknüpft. Der Ausbringzeitraum ist der gleiche wie

für Gülle und unseparierten Gärrest. Hier gilt es, bestimmte Sperrfristen je nach

Kultur und Jahreszeit einzuhalten (Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung

(BLE), 2020).



Es sind diverse Zusatzstoffe für Gülle am Markt verfügbar, welche z.B. die

Nitrifizierung im Boden hemmen. Dadurch wird der Anteil von Ammonium-Stickstoff

langsamer in Nitratstickstoff umgewandelt. Dies erfordert eine Beimischung des

Nitrifikationshemmers während der Befüllung des Ausbringfasses. Zudem werden

Gesteinsmehle zur Aufbereitung von roher Gülle eingesetzt. Diese reduzieren nicht

nur die Ammoniak-Emissionen, sondern stabilisieren den pH-Wert und verhindern

die Bildung von Schwimmdecken. In allen Fällen entstehen geringfügig höhere

Arbeitskosten und Kosten für das Produkt selbst. Für Nitrifikationshemmer liegen die

Kosten im Rahmen von ca. 15 bis 25 €/ha und Ausbringung (3 €/L für Piadin®,

5 L/ha) (Bockholt, 2019). Die umfangreichere Wirkung von Gesteinsmehlen sind im

Kostenrahmen von 45 bis 54 €/ha erhältlich (30 kg/m³ Gülle bei 15 m³/ha). Für

BIOLIT® gibt es keine Unverbindliche Preisempfehlung vom Hersteller. Mehrere

Anfragen bei verschiedenen Händlern hat ergeben, dass die Preise zwischen 100 bis

120 €/t je BigBag für Selbstabholer variieren können.

2.2 Kompostierung in Deutschland

Das Umweltbundesamt hat für das Jahr 2017 eine Gesamtmenge von 15,6 Mio. t an

biologisch abbaubaren Abfällen verzeichnet, welche in Kompostierungs- und

Vergärungsanlagen behandelt wurden. Das Ergebnis waren 4,4 Mio. t Kompost und

3,6 Mio. t Gärreste, welche als Zusatz in Blumenerde oder als Dünger in der

Landwirtschaft genutzt wurden (Umweltbundesamt, 2020). Der wesentliche

Unterschied zwischen den beiden Verfahren ist die Behandlung des Abfalls mit

Sauerstoff (Kompostierung) und unter Ausschluss von Sauerstoff (Vergärung). Im

Folgenden wird ausschließlich die Kompostierung behandelt.

2.2.1 Parameter für die Kompostierung

Das Wort Kompost ist aus dem lateinischem "compositum" abgeleitet und bedeutet in

etwa "das Zusammengestellte" (Seebold, 2011). Grundsätzlich kann jedes

organische Material kompostiert werden. Ein Komposthaufen zeichnet sich durch

entsprechende Struktur, einer Feuchtigkeit im Rahmen von 50 bis 65 % und einem

gewünschten Kohlenstoff zu Stickstoffverhältnis von 25 bis 30 zu 1 aus. Die gewählte

Zusammenstellung der Ausgangsstoffe entscheidet, ob die Kompostierung

erfolgreich verlaufen wird oder nicht. In Abbildung 2: Feuchtigkeitsgehalt und C:N

Verhältnis ist zusammengefasst welche Werte für die Parameter ideal und

akzeptabel sind.

Abbildung 2: Feuchtigkeitsgehalt und C:N Verhältnis



Die optimale Kombination der Ausgangsstoffe kann mit Hilfe von Formeln berechnet

werden, wenn der TS-Gehalt, das C:N-Verhältnis, das Raumgewicht und das

Volumen bekannt sind. Meistens liegen Literaturwerte für die Komponenten vor,

jedoch können diese in der Praxis abweichen und die Kompostierung dadurch

ungünstig beeinflussen.

Um eine gute Ausgangssituation bei der Kompostierung zu erreichen, wird in der

Literatur mittels der sogenannten Impfung empfohlen, von Beginn an den

Komposthaufen mit der gewünschten aeroben Mikrobiologie zu versorgen. Im

häuslichen Gebrauch reicht Gartenerde, um diesen Zweck zu erfüllen. Bei größeren

Kompostanlagen werden frische, stark ligninhaltige Stoffe, wie z.B.

Holzhackschnitzel vorkompostiert, bevor diese zum Einsatz in der eigentlichen

Kompostierung verwendet werden. Hierzu werden mehr als 50 vol. % der

ligninhaltigen Substanz mit stickstoffhaltigem Material vermischt. In einem Zeitraum

von 4 bis 8 Wochen werden sich aufgrund der groben Struktur hauptsächlich aerobe

Mikroorganismen vermehren. Dieser Haufen muss nicht regelmäßig gewendet

werden, da die grobe Struktur eine ausreichende Durchlüftung gewährleistet und

dementsprechend für ausreichend Sauerstoffzufuhr sorgt. Ist der Zeitraum der

Inkubation abgeschlossen, werden sich Pilze und Bakterien auf den Hackschnitzeln

entwickelt und vermehrt haben und der Haufen kann abgesiebt werden.

Nun werden die bereits vorbehandelten Holzhackschnitzel als Strukturmaterial und

Startpopulation mit den gewünschten zu kompostierenden Materialen gemischt. Dies

führt zu einer rascheren Erwärmung. Die Dauer der Kompostierung variiert von 4-12

Wochen. Am Ende wird der Komposthaufen komplett abgesiebt, sodass alle Struktur

gebenden Bestandteile aus dem0 fertigen Kompost selektiert sind. Der Überlauf vom

Siebvorgang, in diesem Fall die groben Hackschnitzel, werden üblicherweise für die

nächste Kompostierung verwendet. So wird sichergestellt, dass die Mikrobiologie in

dem Prozess beim Start gut ausgewählt ist.

In den Kapiteln zwei bis vier des Buchs „Community-Scale Composting

Systems“ (McSweeney, 2019, S. 35-103) werden Hilfestellungen in den Bereichen

des Kompostierungsprozesses und das Anlegen eines Komposthaufens strukturiert

und ausführlich wiedergegeben. Des Weiteren sind Handlungsempfehlungen für den

Fall beschrieben, wenn die Feuchtigkeit zu hoch ist oder der Komposthaufen

unangenehm riecht. Letzteres deutet auf stärkere Emissionen hin, welche

unerwünscht sind. Dies sind nicht lediglich klimarelevante Gase, wie z.B. Lachgas

oder Methan, sondern auch Nährstoffverluste, die es zu vermeiden gilt. Zudem sind

es Anzeichen für falsche Parameter der Kompostierung. Ist der Sauerstoffgehalt im

Komposthaufen sehr niedrig kommt es zur Lachgas- (N2O) oder Methan- (CH4)

Bildung, dies sind schließlich Produkte von anaeroben Prozessen. Dem Kompost

sollte mehr Strukturmaterial für eine bessere Eigenbelüftung hinzugefügt werden bzw.

häufiger gewendet werden.



Um zu starke Ammoniak-Emissionen ab Beginn zu vermeiden, kann Vulkan-

Gesteinsmehl auf den Kompost gegeben werden. Dies bindet den schnell

verfügbaren Stickstoff in Form von Ammonium oder Nitrat und verhindert die

Ausgasung von Ammoniak (Soja & Austrian Research Center, 2017). Weitere

Forschungen zu diesen Effekten hat die Fa. HWK (Hartsteinwerk Kitzbühel)

gesammelt. Diese haben unter anderem weiter ergeben, dass der Kompostprozess

stabilisiert wird und eine geringere Anzahl des Umsetzens der Miete ermöglicht wird.

Somit werden zusätzlich Arbeitskraft und Maschinenkosten eingespart (Gollner,

Universität für Bodenkultur Wien, Fleischmann, Friedel & Binner, 2011).

2.2.2 Pathogene Keime und Antibiotikarückstände

Kompostierung hat das Potential, pathogene Keime oder Reste von Antibiotika

unschädlich zu machen. Die Vergärung in Biogasanlagen oder die Lagerung in

Güllebehältern führt auch zu einer Reduzierung dieser ungewünschten Reststoffe.

Jedoch sind hier die Bedingungen anaerob und das Temperaturniveau ist in den

meisten Fällen deutlich geringer (mesophiler Betrieb). Dadurch verläuft der Abbau

mit einer langsameren Geschwindigkeit im Vergleich zu der Kompostierung.

Das Umweltbundesamt hat zur Wirkung der Kompostierung auf die Halbwertzeiten

und Eliminierungsraten von antibiotischen Tierarzneimitteln eine Sammlung von

Untersuchungen auf der Homepage veröffentlicht (Umweltbundesamt, 2018).

Abbildung 3 zeigt die Eliminierungsraten von der Wirkstoffgruppe der Tetrazykline.

Nahezu alle Untersuchungen ergeben eine schnellere Umsetzung und damit

verkürzende Halbwertzeiten von Antibiotikarückständen bei der Kompostierung. Die

gewünschten Mikroorganismen arbeiten im aeroben Zustand effektiver als unter

Sauerstoffausschluss.

Abbildung 3: Reduzierung der Antibiotikarückstände



2.2.3 Rottesysteme, Kompostqualität und die Lagerung von Kompost

Die Kompostierung, welche im häuslichen Gartenbau betrieben wird, bezeichnet man

als Eigenkompostierung. Neben speziellen Plastikbehältern gibt es hier auch die

Möglichkeit einen simplen Komposthaufen von einem bis 1,5 Metern Höhe zu

errichten. Im folgendem wird die Kompostierung von gewerblichen Anlagen

beschrieben.

Es gibt drei verschiedene Arten von Rottesystemen, welche sich in dynamische,

quasi-statische und statische Systeme unterscheiden. Die Merkmale zur

Unterscheidung dieser Systeme sind die Häufigkeit und die Art der Umsetzung. Das

angewendete System in diesem Versuch gehört zu den quasi-statischen

Rottesystemen, womit hauptsächlich Mieten gemeint sind. Für den Versuch wird eine

kegelförmige Pyramiden-Miete gewählt. Aufgrund des geringen Volumens bietet sich

so die beste Form, um den Kamineffekt zu nutzen, welcher zu einer schnelleren

Eigenerwärmung beiträgt (Mc Sweeney, 2019, S. 55).

Für größere Volumina kann diese Form in die Länge gezogen werden, wodurch eine

Dreiecks- bzw. Trapezmiete entsteht. Für die entsprechenden Mieten- Größen und -

Formen ist dafür ausgelegte Technik zum Wenden der Mieten verfügbar. Die

Pyramidenmiete im Versuch wird von Hand mittels Schaufel umgesetzt. Der

Kompost wird gewendet sobald die Temperatur 65°C überschreitet oder eine

gewisse Zeit vergangen ist. In der Startphase kann das Umsetzen alle drei bis fünf

Tage erforderlich sein und im weiteren Verlauf alle sieben bis zehn Tage. Dabei dient

das Wenden nicht nur der Abkühlung und Sauerstoffanreicherung, sondern auch der

Auflockerung und Homogenisierung des Kompostmaterials.

Über die Qualität des Kompostes entscheiden Kriterien wie die Hygiene, der

Rottegrad und die Pflanzenverträglichkeit. Letzteres kann durch einen einfachen

Kresse-Test ermittelt werden. Dieser wird unter 3.1.3: „Siebung der Hackschnitzel,

Kresse-Test mit Fertigkompost“ detaillierter beschrieben. Der Rottegrad wird in

einem thermisch dichten 1-Liter-Dewagefäß ermittelt. In diesem Gefäß, welches mit

einer Thermoskanne vergleichbar ist, wird das Material mit ausreichend Luft über 72

Stunden inkubiert. Die erreichte Temperatur nach dieser Zeitspanne bestimmt den

Rottegrad, welcher in den römischen Zahlen von I-V angegeben wird. Dabei

bedeutet Rottegrad I Kompost-Rohstoff, II-III Frischkompost und Rottegrad IV und V

stehen für Fertigkompost (Helm & Kuratorium für Technik und Bauwesen in der

Landwirtschaft e.V. (KTBL), 1995, S. 37).

Für Kompost sieht die Düngeverordnung 2 Monate Lagerkapazität vor. Es gelten die

gleichen Lagerungsbedingungen wie für Festmist von Huf- und Klauentieren. Die

Sperrfrist für die Ausbringung beginnt am 15. Dezember und geht bis zum 15. Januar.

Zusätzlich ist eine Lagerung am Feldrand unter gewissen Bedingungen für bis zu 5

Monaten erlaubt. Die Miete ist so zu wählen, dass keine Jauche bzw. Mistbrühe in

Oberflächengewässer fließen kann (Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung

(BLE), 2020).



3 Material und Methoden

Um die Parameter vor, während und nach der Kompostierung zu überwachen und zu

analysieren wurden diverse Materialien & Methoden angewendet, welche im

Folgenden aufgelistet und beschrieben werden.

3.1 Aufbau und Ablauf des Kompostierungsversuches

Die Kompostierung startet mit einem Vorversuch, wofür andere Materialien

verwendet wurden, als für den Hauptversuch. Zudem folgt nach der Kompostierung

eine Siebung des Kompostes, deshalb gliedert sich dieser Punkt in drei Unterpunkte.

3.1.1 Vorversuch: Impfung der Hackschnitzel

Für den Versuchsaufbau zur Impfung der Hackschnitzel wurden Drahtgitter,

Kabelbinder, Silofolie, Sandsäcke, 90 L Kübel, Hackschnitzel, separierter Gärrest

und ein 50 cm Einstichthermometer verwendet. 6 Tage nach Start erfolgte die

Zugabe von Schafmist und je nach Bedarf wurde Wasser mittels Gießkanne

aufgegossen.

Das Impfen der Hackschnitzel erfolgt über eine Vorkompostierung, wobei hierzu die

Ziel-Temperatur geringer als 50°C sein kann. Dazu wird eine Mischung mit

organischem Dünger mittels einer Lagerung unter aeroben Bedingungen über

mehrere Wochen kompostiert. Um das aerobe Milieu zu gewährleisten, wird das

Drahtgitter mit einem Meter Höhe zu einem Zylinder mit Kabelbindern

zusammengebunden. Dadurch entsteht ein runder Käfig mit einem Durchmesser von

1,2 m, welcher von oben befüllt werden kann. Der Käfig steht auf einer 4 x 4 Meter

ausgebreiteten Silofolie. Zusätzlich wird der Komposthaufen mit Folie abgedeckt.

Die Mengen bzw. Volumina der jeweiligen Komponenten wurden mit dem 90 L Kübel

abgemessen. Das Volumenverhältnis wurde mit 67% Hackschnitzel (7 Kübel) und 33%

(3,5 Kübel) Gärrest gewählt; was ein vorläufiges Gesamtvolumen von 945 L ergibt.

Die in diesem Versuch eingesetzte Menge an Hackschnitzeln entspricht der

gewünschten Menge für den Hauptversuch. Das C:N Verhältnis liegt hierbei mit 44:1

relativ hoch aufgrund des überwiegenden Anteils von Hackschnitzeln. Dieser Wert

wurde mittels einer Formel aus dem bereits erwähnten Kompost-Buch berechnet

(McSweeney, 2019, S. 86). Eine Tabelle mit den nötigen Angaben wie dem

Trockenmasse-Anteil von Kohlenstoff und Stickstoff ist in diesem Buch abgebildet.

Mit dieser Mischung entwickelte sich nach 4 Tagen eine Temperatur von 13°C, was

auf eine geringe Selbsterwärmung schließen lässt. Die Temperatur wurde mit einem

50 cm langem Einstichthermometer gemessen. Eine Steigerung der Erwärmung war

nicht zu erwarten und deshalb erfolgte die Maßnahme mit der Zugabe von Schafmist,

welcher das C:N-Verhältnis verringert.



Die spätere Zugabe im Umfang von 2,5 Kübeln veränderte das Verhältnis wie folgt:

Hackschnitzel 54% Vol. 630 L

Gärrest 27% Vol. 315 L

Schafmist 19% Vol. 225 L

Das ergibt ein neues Gesamtvolumen von 1.170 L und ein C:N-Verhältnis von ca.

35:1. Der Schafmist liefert Energie für die Mikroorganismen und mehr Diversität in

biologischer Form. Dies begünstigte die Erwärmung als auch eine Entwicklung der

gewünschten Bakterien und Pilze auf den Hackschnitzeln. Ab diesem Zeitpunkt

wurde die Temperatur in unregelmäßigen Abständen von zwei bis fünf Tagen in

unterschiedlichen Höhen gemessen. Zum Ende der Vor-Kompostierung wurde das

Gesamtmaterial abgesiebt, um die beimpften Hackschnitzel für den Hauptversuch zu

erhalten. Mit dem Kübel wurde das Material auf das gespannte Drahtgitter

aufgetragen und von Hand gerieben, um den feinen Anteil (Gärrest) durch zu

drücken.

3.1.2 Hauptversuch: die eigentliche Kompostierung

Für den Hauptversuch wurden folgende Materialien eingesetzt: Drahtgitter,

Kabelbinder, Silofolie, Silonetz, Sandsäcke, 90 L Kübel, beimpfte Hackschnitzel,

frische Hackschnitzel, separierter Gärrest, Schweinemist, BIOLIT® und ein 100 cm

Einstichthermometer mit Feuchtigkeitsmessung. Nach Bedarf wird Wasser mittels

Gießkanne aufgegossen.

Als Standort zur Kompostierung stellte die Fa. agriKomp das Gelände der

Biogasanlage Triesdorf zur Verfügung. Dort wurde der Komposthaufen auf

asphaltiertem Untergrund aufgehäuft und abhängig von den Witterungsbedingungen

mit Silofolie oder Silonetz abgedeckt. Alle Materialien wurden, wie im Vorversuch mit

dem 90 L Kübel abgemessen. Die jeweilige Masse der einzelnen Komponenten

wurde mit der Schaufel eines Radladers über die lokale Brückenwaage (D = 20kg)

gewogen. Das BIOLIT® wurde während des Anhäufens gleichmäßig auf die

Oberflächen verteilt. Die Startkomponenten wurden abwechselnd auf geschaufelt,

um eine Vermischung von Beginn an zu gewährleisten. Zum Schluss der

Kompostierung wird wieder gewogen, um zu ermitteln, wie hoch die erwartete

zusätzliche Gewichtsreduzierung der festen Phase ist. In Abbildung 4: Frisch

aufgeschütteter Komposthaufen, ist die Dachkonstruktion zu erkennen, welche bei

einer Abdeckung mit Silofolie ein zu enges Anliegen am Haufen vermeidet. Die

zweite Funktion dieser Konstruktion wird unter Kapitel 3.2, Emissionsmessung,

beschrieben. Die grauen Verfärbungen auf dem Komposthaufen werden durch das

feine BIOLIT® verursacht.



Abbildung 4: Frisch aufgeschütteter Komposthaufen

Die Temperatur wurde möglichst alle 24 Std. oder alle zwei Tage gemessen. Zum

Ende der Kompostierung variierten die Zeitabstände der Temperatur-Messung, da es

der arbeitstechnische Aufwand nicht länger ermöglichte alle 48h zu messen. Durch

den beschriebenen Kamineffekt wird erwartet, dass die Temperatur im oberen

Bereich schneller ansteigt als im unteren Bereich. Um dies aufzuzeichnen wurde die

Temperatur jedes Mal in vier unterschiedlichen Höhen gemessen. Dabei wurde das

Einstichthermometer soweit in den Haufen geschoben, dass die Spitze in etwa in der

Mitte des Komposthaufens gemessen hat.

Das verwendete Thermometer ist von der Fa. Agreto und wird als Heu- & Stroh-

Feuchtemessgerät verkauft, wobei es auch einen Temperatursensor an der Spitze

verbaut hat. Eine digitale Anzeige gibt die Werte an und mit einer Taste wird

zwischen Feuchte und Temperatur gewechselt. Die Feuchte wird unmittelbar

angezeigt und der Wert kann ständig in einem Bereich von 1 bis 2 % schwanken.

Wohingegen die Temperatur langsam ansteigt. Deshalb wurde je Messpunkt

mindestens drei Minuten gewartet bevor der Temperaturwert abgelesen wurde. Bei

der Feuchtigkeit wurde je Tag ein Bereich angegeben in der die Werte zwischen den

jeweiligen Höhen schwankten. Alle Werte wurden in einer Excel-Tabelle mit Datum

und Notizen erfasst.



3.1.3 Siebung der Hackschnitzel, Kresse-Test mit Fertigkompost

Am Ende der Kompostierung wird das Gesamtmaterial abgesiebt, um einen feinen

Fertigkompost zu erhalten. Grobe, strukturreiche Bestandteile werden herausgesiebt,

um diese mit frischen Komponenten wieder Kompostieren zu können. Dadurch

würde für den Fall, dass ein nächster Kompost angesetzt wird, die Vorkompostierung

bzw. der Vorgang des Beimpfens entfallen. Zum Einsatz kam eine Siebmaschine des

Typs „LS14“ von der Fa. XAVA®Recycling e.U. aus Österreich. Diese wurde von dem

Baumaschinen-Händler Apolczer aus dem Raum Nürnberg auf dem Gelände der

Biogasanlage in Triesdorf am 05.05.2020 vorgeführt. Die Siebe können schnell

gewechselt werden. In diesem Fall wurde zuerst eine 16 mm Langmasche und

danach ein Sieb mit einer 10 mm Quadratmasche eingesetzt. Die ca. 300 kg

schwere Siebmaschine benötigt eine 230V Haushaltssteckdose und kann mit einer

Schaufel von Hand beladen werden.

Der abgesiebte Fertigkompost sollte schwarz und krümelig sein, sowie einen

angenehmen Geruch haben. Mit Hilfe eines Kresse-Tests kann die Qualität von

Kompost eigenständig und mit handelsüblichen Mitteln überprüft werden. Kresse

keimt sehr schnell und zeigt nach spätestens 5 Tagen ein Ergebnis. Es wird

herkömmliche Blumenerde in einem und eine Probe des Kompostes in einem

anderen Behälter von 1 L Größe geschüttet. Dann wird die Kresse gesät und das

Behältnis feucht gehalten. Hat der Kompost eine Phytotoxische Wirkung, zeigt die

Kresse dies anhand von sehr langsamem Wachstum bzw. unnatürlichen

Verfärbungen. Die Länge der Wurzeln im Kompostgefäß sollte mind. 70% gegenüber

dem Vergleichsgefäß entsprechen (Sonnenerde, 2020, 06:03–08:22).

3.2 Emissionsmessung

Die Emissionen während der Kompostierung wurden mit dem Gasmet DX 4015

gemessen. Ausführliche Informationen zur Bedienung sind dem Word Dokument:

„Anleitung Gasmet DX 4015“ von dem ehemaligen Bachelorranden G. Deißer zu

entnehmen (Deißer G., 2019, S. 65-88). Im Folgenden werden die wichtigsten

Punkte beschrieben, welche die Emissionsmessung betreffen.

Die Standort Wahl der Kompostierung wurde am stärksten beeinflusst durch den

Gasmet. Es war wichtig einen Raum in der Nähe zu haben, welcher den

Gasanalysator vor Nässe und Kälte schützt und gleichzeitig eine gesicherte

Stromversorgung bietet. Außerdem soll der Raum abschließbar sein, um das Gerät

vor Diebstahl zu schützen. Die Kaffeeküche auf dem Gelände der Biogasanlage

bietet die gewünschten Bedingungen für den Gasanalysator. Von diesem Raum ist

eine asphaltierte Fläche nur wenige Meter entfernt.



Das kleine Fenster (ca. 0,8m*0,5m) der Kaffeeküche wurde während des gesamten

Versuchszeitraums auf Kipp gestellt. Durch dieses Fenster wurde ein Schlauch nach

draußen verlegt, welcher das analysierte Gas in eine für die Umwelt ungefährliche

Umgebung leitete. Dieser Schlauch konnte dauerhaft installiert bleiben. Der Schlauch

vom Messpunkt wurde, für die jeweilige Messung, jedes Mal verlegt und

eingesammelt. Eine Messung ging über den Zeitraum von 24 oder 48 Stunden. Der

Gasmet saugt das Gas über diesen Schlauch mit einer im Innern verbauten Pumpe

an und diese fördert das analysierte Gas dann wieder vom Messgerät durch den

zweiten Schlauch weg.

Die Messzelle des Gasmet wurde vor jedem Messzeitraum mit dem Nullgas

(99,999% N2) gespült (so ist es in der Anleitung beschrieben). Nachdem eine

Messung abgeschlossen ist, wird ebenfalls gespült, um Korrosion in der Messzelle

vorzubeugen. Die Anleitung benennt auch die maximale Messzeit mit 48 Std., nach

dieser der Gasanalysator wieder gespült werden muss, um eine erneute

Nullspektrum-Messung durchführen zu können. Das Nullspektrum wird mit dem

Gasanalysator zur Kalibrierung gemessen. Somit wird über längere Einsatzdauer

gewährleistet, dass die Emissionen stetig mit der gewünschten Genauigkeit bestimmt

werden können.

Ein weiterer wichtiger Punkt beim Versuchsaufbau des Gasmet ist das dringliche

Verhindern von Wassereintritt in den Messschlauch. Dieses würde die Pumpe sofort

über den Schlauch ansaugen und könnte innerhalb kürzester Zeit den Messgasfilter

fluten. Dadurch würde Wasser in die Messzelle des Gasmet gelangen und diesen

schädigen. Für den Fall das Wasser eingetreten ist, muss das Gerät ins Werk

eingeschickt und aufgeschraubt werden, um die Messzelle zu trocknen.

In der Abbildung 5: Schutzhaube für Ansaugschlauch ist zu sehen, wie der Schutz

angebracht wurde. Dies verhindert das Ansaugen von Regen oder Kondensat-

Tropfen von der Folie. In dem roten Kreis ist die Öffnung des Ansaugschlauches zu

erkennen und die blau-gestrichelte Linie markiert den Verlauf des Schlauches in

Richtung Gasmet. Das Drahtgitter wurde zu einem Zylinder mit ca. 50 cm

Durchmesser zusammengebunden und ist ca. 40 cm hoch. Es dient als Montage-

gerüst zur Anbringung des Schlauches über der Spitze des Komposthaufens. Mit

Klebeband wurde der Schlauch an dem Gitter befestigt. Ein Brett wurde über dieses

Gitter gelegt, um für ein größeres Luftvolumen an der Spitze des Komposthaufens zu

sorgen und die Zirkulation von Außenluft zu unterstützen. Eine enganliegende Folie

würde schließlich zu einem hauptsächlich anaeroben Prozess führen.



Abbildung 5: Schutzhaube für Ansaugschlauch

Bei der ersten Messung wurde über einen Zeitraum von 48 Std. gemessen. Es wurde

beobachtet, dass Wasser in den Messgasfilter eingedrungen war, welcher das Gas

von Verschmutzungen reinigt, um den Gasmet vor feinen Partikeln zu schützen. Das

Gerät wurde umgehend abgeschaltet und sich telefonisch mit dem Vertreter

(R. Befurt) beraten. Es wurde vereinbart den Analysator für eine Nacht direkte

Umgebungsluft saugen zu lassen, um evtl. Feuchtigkeit aus dem Gerät heraus zu

bekommen. Nach dem am nächsten Tag ein typisches Nullspektrum gemessen

werden konnte, war ersichtlich, dass das Gerät keinen Schaden genommen hat. Die

nachfolgenden Versuche wurden nur noch über 24 Std. durchgeführt bis ein

zusätzlich bestelltes Bauteil geliefert wurde. Eine so genannte Wasserfalle wurde ab

der 7. Messung eingebaut, um sicher zu gehen, dass kein weiteres Mal Wasser bis

zum Gasmet gelangen kann. Von nun an konnte die maximale Messzeit von 48 Std.

wieder ausgenutzt werden. Der Aufbau mit dem weiteren Bauteil ist in Abbildung 6:

Wasserfalle und Messgasfilter zu betrachten. Die Wasserfalle ist rot umkreist und der

Messgasfilter aus Edelstahl ist blau umkreist.

Abbildung 6: Wasserfalle und Messgasfilter



Das Mess-Intervall wurde auf 300 Sekunden eingestellt, wobei der Messzeitraum 20

Sekunden betrug. Somit ergaben sich 12 Messungen pro Stunde bzw. 288 innerhalb

von 24 Stunden. Die Gas-Förderpumpe lief während der Messungen im Dauerbetrieb.

Die Daten der Emissionsmessung werden mit Hilfe von Box-Plot-Diagrammen in

Excel dargestellt. Dabei wurden die insgesamt 11 Messungen während der

Kompostierung in zwei Zeiträume aufgeteilt. Dies soll den Blick auf die große

Datenmenge über den 10-wöchigen Emissionsmess-Zeitraum erleichtern. Die Anzahl

und der Zeitpunkt der Messungen richteten sich nach den möglichen Gegebenheiten.

Es wurde darauf geachtet immer eine Messung kurz nach dem Wenden des

Komposthaufens durchzuführen, weil hier erwartetet wird, dass die Emissionen am

größten sind.

Einen Einfluss auf die Messergebnisse können die Witterungsbedingungen haben.

Wind, Regen und Schneefall mussten abgehalten werden. Die Öffnungen der Folie

an den Seiten des Komposthaufens wurden dabei der aktuellen Temperatur des

Haufens, der Außentemperatur und der Windgeschwindigkeit angepasst. Dies

verhinderte weitestgehend ein Auskühlen des Haufens bei stärkerem Wind. Eine

ausreichende Belüftung des Komposthaufens hatte dabei jederzeit Vorrang, um ein

aerobes Milieu zu gewährleisten.

3.3 Trockenmasse & NPK-Analyse

Die Trockenmasse- und NPK-Analyse hat ein Labor der ServiceUnion GmbH

durchgeführt. Diese Fa. hat einen Standort auf dem Werksgelände der Fa. AgriKomp

in Merkendorf, welches ca. 4 km von Triesdorf entfernt ist. Es wurden die beiden

stickstoffhaltigen Komponenten einmal vor der Kompostierung und danach

untersucht (Schweinemist und separierter Gärrest). Erst mit den Ergebnissen aus

diesen Untersuchungen konnte das endgültige C:N Verhältnis genau errechnet

werden.

Mit einer zweiten Analyse nach der Kompostierung wird untersucht, inwiefern sich

die Nährstoffverteilung verändert hat. Dazu wurde eine Probe von dem abgesiebten

Kompostgut ins Labor geschickt. Alle Proben wurden sowohl auf die Gesamt- als

auch organische- Trockenmasse untersucht. Die Buchstaben N, P und K bei der

NPK-Analyse stehen für die pflanzlichen Hauptnährstoffe Stickstoff, Phosphor und

Kali. Bei der Stickstoffanalyse wird zum einen der Gesamtstickstoff und der

Ammoniumstickstoff-Anteil davon bestimmt. Die Probengröße betrug jeweils ca. 1 L

und wurde in einer Plastiktüte mit Druckverschluss zum Labor transportiert. Bei der

Probennahme wurde darauf geachtet, repräsentative Anteile der jeweiligen

Komponenten zu bekommen. Der separierte Gärrest hat eine feinere und

homogenere Struktur, hingegen ist es beim Schweinemist relevanter auf eine

ausgewählte Mischprobe zu achten.



3.4 Pathogene-Keime

Die Suche nach einer geeigneten Analyse auf pathogene Keime stellte eine

Herausforderung dar. Es schien, dass in der Landwirtschaft diese Art der

Untersuchung für Mist und Gülle selten praktiziert wird. Erste Hinweise von dem

betreuenden Prof. Dr. Pflanz führten zu Kollegen an der Hochschule Weihenstephan-

Triesdorf. Darunter auch Frau Prof. Dr. Nausch, welche den Hinweis gab, dass für

die Analyse auf Antibiotika Rückstände in organischen Dünger ein Test verwendet

werden könnte, welcher für Eier, Fleisch und Fisch bestimmt ist. Bei einer

telefonischen Anfrage bei der Fa. R-Biopharm® nach deren Premi®Test, wurde

mitgeteilt, dass dieser Test nicht für die Anwendung auf organische Dünger bestimmt

ist. In einem aufwendigen Vorversuch hätte dieser Test erst untersucht werden

müssen, um ein repräsentatives Ergebnis erhalten zu können.

Nach weiteren Recherchen im Internet mit der Suche nach den Stichworten:

„Pathogene Keime Laboranalyse“ ist die Fa. Labor LS SE & Co. KG gefunden

worden. Eine Anfrage per E-Mail hat ein Analyse-Angebot ergeben, welches in

Abbildung 7: Analyse Angebot auf Pathogene Keime zu sehen ist. Die abgebildeten

Parameter werden vor und nach der Kompostierung analysiert. Die entsprechende

Methode ist in der zweiten Spalte einzusehen. Es handelt sich dabei um rein

qualitative Analysen. Dies führt dazu, dass nach der Kompostierung einzelne Tests

positiv ausfallen können, auch wenn die Anzahl an Keimen wohlmöglich geringer ist

als vor der Kompostierung. Eine Reduzierung der Anzahl an Keimen kann somit

nicht nachgewiesen werden, sondern nur eine Eliminierung.

Abbildung 7: Analyse Angebot auf Pathogene Keime

Bei der Analyse vor der Kompostierung wurde eine Mischprobe von dem frischen

Gärrest und dem frischen Schweinemist durchgeführt. Nach dem Versuch wurde der

abgesiebte feine Kompost auf die gelisteten Parameter untersucht. Zudem wurde ein

dritter Test mit gelagertem separiertem Gärrest durchgeführt. Dies dient als

Gegenüberstellung im Vergleich zu frischem Gärrest. Dazu wurde zum

Versuchsbeginn der Kompostierung ein Haufen von der Größe eines Kübels (90 L)

von frisch separiertem Gärrest unter Silofolie über den gleichen Zeitraum wie der

Kompost gelagert. Hierdurch werden die in der Praxis üblichen längeren Lagerzeiten

von Separiertem nachgebildet.



4 Ergebnisse

Die Ergebnisse des Kompostierungsversuchs werden in den folgenden Unterkapiteln

mit den entsprechenden Themengebieten: Kompostierung, Emissionsmessung,

Trockenmasse und NPK-Analyse und Pathogene Keime erläutert. Im Anhang dieser

Arbeit sind die kompletten Daten der Temperaturmessung und der NPK-Analysen

beigefügt. Die Emissionsdaten der Messung sind als Excel Datei auf der CD

dargestellt.

4.1 Kompostierung

Ein Ergebnis der Vorkompostierung waren die beimpften Hackschnitzel, so wie es in

der Literatur beschrieben wird. In Abbildung 8: Geimpfte Hackschnitzel nach der

Vorkompostierung sind weiße Punkte zu erkennen, welche sich geflechtartig auf den

Holzstücken ausbreiten. Dabei handelt es sich um Actinomyceten, eine Bakterien-

Gattung, welche zahlreiche Spezies umfasst. Vorwiegend zersetzen diese lignin-

haltige Stoffe und erzeugen den typischen Geruch von frischem Waldboden.

Während der Haupt-Kompostierung ab Mitte Februar 2020 wurde die gesamte

Nahrungskette des Bodenlebens beobachtet. Dabei sind die Lebewesen gemeint,

welche mit dem bloßen Auge zu erkennen sind. Von Springschwänzen, über

Tausendfüßlern bis hin zu Asseln und Pilzen sammelte sich alles in dem

Komposthaufen (planet-wissen, WDR & Engelmann, 2020).

.

Abbildung 8: Geimpfte Hackschnitzel nach der Vorkompostierung

Die Pilze reichten von feinen, flauschigen Geflechten bis hin zu Spaghetti ähnlichen

Stängeln. Die typischen Fruchtkörper und die Stängel hatten einen Durchmesser von

ca. 1-2cm und eine Länge von bis zu 30cm. Die Stängel waren grundsätzlich weiß,

die Fruchtkörper weiß bis hell braun. Abbildung 9: Pilze im Kompost, zeigt links ein

Hackschnitzel aus der 4. Woche und rechts die Stängel der Pilze in der 3. Woche der

Kompostierung. Erkennbar sind die langen Strohhalme des Schweinemists. Die

Farbe veränderte sich im Laufe der Kompostierung von den einzelnen braunen

Tönen der Ausgangsstoffe zu einem immer einheitlicheren Schwarzton. Allgemein ist

bekannt, dass fertiger Kompost eine nahezu einheitliche schwarze Farbe hat.



Abbildung 9: Pilze im Kompost

In der Tabelle 1: Masse & Volumina vor und nach der Kompostierung sind die

verschiedenen Komponenten mit dem jeweiligen Gewicht und der Menge aufgelistet.

Anhand der Werte des Gesamtvolumens wird deutlich, wie das Volumen von 1.440 L

auf 1.100 L gesunken ist. Die Masse ist ebenfalls gesunken, von 575 kg zu Beginn

der Kompostierung auf 440 kg nach der Kompostierung. Das Material am Ende der

Kompostierung wurde mit zwei Sieben in die drei Kategorien getrennt, welche in der

graugrünen Spalte zu sehen sind. Als feinste Kategorie, wurden 80 kg Kompost mit

der Quadratmasche 10 mm herausgesiebt. Die gröbste Kategorie, der Überlauf von

dem 16 mm Langmaschen Sieb waren größtenteils Hackschnitzel plus ein paar

Schweinemistbällchen.

Tabelle 1: Masse & Volumina vor und nach der Kompostierung

Zu Beginn der Kompostierung Nach dem Sieben

Komponente Masse [kg] Komponente Volumen [L]

Hackschnitzel 155 > 16 mm 280

Schweinemist 260 10-16 mm 620

fester Gärrest 160 < 10 mm 200

Summe 575 Summe 1100

Gesamtgewicht Kompost

Gesamtvolumen 1.440 L 440 kg

davon < 10mm 80 kg



Die volumenreichste Kategorie stellt die Überkehr des feineren Siebes mit ca. 620 L

dar. Diese Kategorie ist in Abbildung 10: Sieb-Fraktionen, in der Mitte als größter

Haufen zu erkennen. In dieser waren sowohl kleinere Hackschnitzel Stückchen als

auch gröbere Teile von Mist bzw. Gärrest zu erkennen. Entsprechend der Siebung

lag die Größe dieser Teile zum überwiegenden Anteil zwischen 10 bis 16 mm. Die

feinste Fraktion liegt links im Bild und die gröbste Fraktion rechts auf dem Bild.

Aufgrund der hohen Restfeuchte (Wassergehalt >65 %) kam es zu Schwierigkeiten

das Material automatisch durch die Siebe rütteln zu lassen. Durch Eingreifen mit

Schaufel und Besen auf dem Sieb während des Betriebs der Maschine konnte

nachgeholfen werden, das Material zuverlässig zu sieben. Laut Aussage des

Produktvorstellers von dem Baumaschinenhändler Apolczer, sollte die Feuchtigkeit

von Kompost nicht größer als 55 % sein, um eine einfache und schnelle Siebung

ohne Eingreifen zu realisieren. Dann haften die Bestandteile des Kompostes weniger

zusammen und es bröselt verstärkt bei der Vibration des Siebes durch die

Drahtmaschen.

Abbildung 10: Sieb-Fraktionen

Insgesamt war das Material zum Zeitpunkt der Siebung noch nicht fertig kompostiert.

Die feinste Fraktion mit <10 mm entspricht dem am weitestgehend kompostierten

Teil des Haufens. Als Ausbeute der Kompostierung konnte zu diesem Zeitpunkt die

feine Fraktion mit ca. 80 kg betrachtet werden. Weitere Wochen der Kompostierung

hätten die Ausbeute gewiss erhöht. Die bereits erwähnten Schweinemistbällchen

hatten äußerlich und im äußeren Kern eine dunkel braune Farbe und im inneren

Kern wurde beim auseinander brechen die ursprüngliche Farbe (gräulich braun)

sichtbar. Da die Mistbällchen beim regelmäßigen Wenden nicht auseinanderbrachen,

haben die Mikroorganismen diese von außen nach innen kompostiert. Bei der

Kompostierung bleiben in etwa 40 % Kompost von dem Ausgangsvolumen vom Start

übrig (McSweeney, 2019, S. 118). Eine längere Verweilzeit bei diesem Versuch

würde eine Ausbeute von etwa 580 L bzw. ca. 230kg Kompost ergeben.



Zur vereinfachten Veranschaulichung werden die Ergebnisse der

Temperaturmessung in zwei Phasen aufgeteilt. Der Zeitraum der ersten Phase reicht

vom 14. Februar bis zum 7. März und entspricht den ersten drei Wochen der

Kompostierung. Die Temperatur in diesem Zeitraum wurde täglich in allen vier

Schichten gemessen. Vom 8. März bis zum 23. April reicht der Zeitraum der zweiten

Phase und beinhaltet somit die Messwerte ab der vierten bis zur zehnten Woche.

Innerhalb dieser Zeit wurde die Temperatur in einem variablen Abstand von zwei bis

fünf Tagen gemessen. Die gleiche Aufteilung der Phasen wurde für die Werte der

Emissionsmessung durchgeführt, welche in 4.2 beschrieben werden.

Abbildung 11: Temperaturverlauf der Kompostierung in Phase 1

Der Temperaturverlauf des Komposthaufens in Phase 1 wird in Abbildung 11

ersichtlich. Auf der x-Achse ist das jeweilige Datum der Messung abgebildet und die

y-Achse zeigt den Wert der Temperatur in Grad Celsius. Die unterschiedlichen

Messhöhen sind in vier verschiedenen Farben dargestellt, dabei steht Blau für die

niedrigste Messhöhe mit 10-15 cm über dem Boden. Gelb in 25-30 cm, Grün in

50 cm und Rot in 70 cm Höhe des Komposthaufens. Es wird deutlich, dass die

Temperatur tendenziell in den niedrigeren Schichten geringer ist. In den höheren

Schichten spiegelt sich diese Tatsache, der rote Graph verläuft meistens über allen

anderen Graphen. Die höchst gemessene Temperatur betrug 69 °C in dem Bereich

von 50 cm am 18.02, der fünfte Tag der Kompostierung. An diesem Tag wurde der

Haufen das erste Mal gewendet. Dadurch kühlte sich der Haufen ab, was an dem

Sturz aller Graphen mit den Messwerten vom 19.02 zu erkennen ist. Die weiteren

Temperaturstürze zeigen die anderen Tage nach dem Wenden des Komposthaufens

an. Das zweite Mal wurde der Kompost am 22.02 gewendet, das dritte Mal wurde am

1. März gewendet. Am Tag darauf, dem 02.03 wurden in allen Bereichen die

niedrigsten Temperaturen gemessen. Dabei fiel der Wert in den unteren beiden

Bereichen auf unter 20 °C und in den oberen beiden Bereichen auf 21 °C (50 cm)

bzw. 27 °C (70 cm).



Abbildung 12: Temperaturverlauf der Kompostierung in Phase 2

Die Abbildung 12: Temperaturverlauf der Kompostierung in Phase 2, zeigt die

Temperatur des Komposthaufens ab der vierten bis zur zehnten Woche. Das

Temperaturniveau hat sich im Vergleich zur 1. Phase gesenkt. Die höchste

gemessene Temperatur betrug 47 °C vor der vierten Umsetzung am 12.03. In der

Nacht vor dem 22.03 hat starker Wind die Folie vom Kompost geweht und den

Haufen ausgekühlt. Auch nach mehreren Tagen stieg die Temperatur nicht mehr

wesentlich an, weshalb entschieden wurde den Kompost ein fünftes Mal am 26.03 zu

wenden. Im Verlauf der Kurve wird ersichtlich, dass die Temperatur bis zum 14.04

wieder gestiegen ist. Am 23.04 wurde der Kompost das sechste und letzte Mal

gewendet, dies ist an dem Abfall aller Kurven zu erkennen. Danach stieg die

Temperatur wieder leicht an, aber nicht mehr über 30 °C. Die Temperatur in der

Schicht von 50 cm Höhe lag im Vergleich zur 1. Phase des Öfteren über bzw. gleich

hoch mit der Temperatur in der Schicht von 70 cm. Die Differenz zwischen den

Schichten nahm immer weiter ab. Der Komposthaufen hatte von unten bis oben

nahezu die gleiche Temperatur.

Die Feuchtigkeit des Komposthaufens wurde während der Messung der Temperatur

mit gemessen und dokumentiert. Der Zielwert für die Kompostierung beträgt 55-60 %,

wie es in Abbildung 2: Feuchtigkeitsgehalt und C:N Verhältnis dargestellt wurde.

Größtenteils lag die Feuchtigkeit um ca. 60 %. Wenn diese etwas gesunken war,

wurde mithilfe von einer Gießkanne Wasser auf den Kompost gegossen. Dabei

wurde darauf geachtet, dass der Kompost nicht zu nass wurde. Im Mai, kurz vor der

Siebung, wurde der Haufen zum Trocknen auseinandergezogen und auf dem

Asphalt verteilt. Die Feuchtigkeit des Kompostes lag mit um ca. 60 % zu hoch für den

Siebvorgang. Das Material haftet bei diesem Wert zu stark aneinander, um durch ein

Vibrationssieb getrennt zu werden. Um die Trocknung zu begünstigen wurde das

Material mehrmals gewendet ohne dabei wie vorher üblich einen Haufen zu Formen.



4.2 Emissionsmessungen

Die Ergebnisse der Emissionsmessung werden für jedes Gas einzeln dargestellt.

Dabei wird der Verlauf der Entwicklung jedes Gases während der Kompostierung

ersichtlich. Während der Kompostierung wurden insgesamt elf Messungen

durchgeführt. Zur Darstellung der Messwerte wurden die gleichen Phasen wie für

den Temperaturverlauf in 4.1 Kompostierung ausgewählt. Die erste Phase beinhaltet

die Messungen 1 bis 6, welche insgesamt aus 2.249 Messwerten besteht. Die zweite

Phase spiegelt die Werte von den Messungen 7 bis 11 wider, welche insgesamt

2.288 Messwerte enthält. Über den Gesamten Zeitraum der Emissionsmessungen

wurden somit 4.537 Messwerte aufgezeichnet.

Die ausgedehnten Emissionsschwankungen bedürfen der Etablierung von zwei

Phasen, somit kann die Spannweite der Konzentrationen abgebildet werden. Die NH3

Emissionen werden in drei Diagrammen gezeigt. Aufgrund der hohen

Konzentrationen in der ersten Messung wird diese in einem einzelnen Diagramm

dargestellt. Die Anzahl der Messwerte der ersten Messung beträgt 579.

Es wurde beobachtet, dass die Witterungsbedingungen einen Einfluss auf die

Konzentrationen der Gase haben. Die Konzentrationen von Messpunkt zu

Messpunkt schwankten innerhalb eines Messintervalls im zweistelligen

Prozentbereich. Zu diesen Zeitpunkten war das Wetter und insbesondere der Wind

wechselhaft. Dies ließ die Silofolie über dem Komposthaufen flattern und sorgte für

unterschiedliche Intensität der Luftzufuhr.



4.2.1 Ammoniak NH3

Bei den Ammoniak Emissionen wurden die größten Schwankungen der

Konzentrationen über den gesamten Kompostierungsprozess gemessen. Hierbei

werden die Messwerte auf drei Diagramme aufgeteilt, um diese Spannweite wieder

zu geben, welche in Abbildung 13: Emissionswerte Ammoniak (NH3) abgebildet

werden. Die dreistelligen ppm-Werte für NH3 wurden ausschließlich in der ersten

Messung vom 18. bis zum 20. Februar 2020 gemessen. Das entsprechende

Diagramm findet sich links in Abbildung 13. Mittig wird das Diagramm von der

zweiten bis zur sechsten Messung dargestellt, welche abzüglich der Messwerte von

der ersten Messung 1.670 Messwerte enthält. Die Konzentrationen des Ammoniaks

überschritten die 100-ppm Grenze ab der zweiten Messung nicht mehr. Die zweite

Phase der Messreihe wird in dem Diagramm rechts gezeigt.

Abbildung 13: Emissionswerte Ammoniak (NH3)

Im gesamten Verlauf der NH3 Emissionsmessungen zeigte sich ein Trend von

sinkenden Konzentrationen mit der fortschreitenden Kompostierung. Dabei sank die

durchschnittliche Konzentration von 99,59 ppm NH3 ppm bei der ersten Messung, auf

0,2 ppm NH3 in der 2. Phase. Das Maximum der ersten Messung lag bei 243,32 ppm,

wohingegen das Maximum in der 2. Phase nur 0,42 ppm NH3 betrug. Es wurde

wahrgenommen, dass zu Beginn der Geruch des Komposthaufens intensiver und

unangenehm war. Der markant stechende Eigengeruch von Ammoniak hat nach der

ersten Woche der Kompostierung abgenommen. Ab der zweiten Phase überwiegte

ein Geruch die Wahrnehmung, welcher mit dem von Waldboden vergleichbar ist.



4.2.2 Methan CH4

Die Methan-Werte bei den Emissionen wurden in der 1. Phase mit durchschnittlich

2,93 ppm CH4 gemessen. Das Maximum im Boxplot-Diagramm mit 6,14 ppm CH4

war damit in etwa doppelt so groß, siehe Abbildung 14: Emissionswerte Methan. In

der 2. Phase sank der Durchschnittswert auf 2,25 ppm CH4 ab. Die Minima beider

Phasen liegen unter der atmosphärischen Konzentration von Methan.

Abbildung 14: Emissionswerte Methan (CH4)

4.2.3 Lachgas N2O

In Abbildung 15: Emissionswerte Lachgas, sind die Messwerte für N2O aufgezeigt.

Die Konzentration des Lachgases während der Kompostierung sank von

durchschnittlich 4,25 ppm in der 1. Phase auf 3,65 ppm N2O in der 2. Phase. Auch

die Werte der Maxima haben sich in etwa halbiert von 15,35 ppm auf 7,67 ppm N2O.

In der 2. Phase liegt der Durchschnittswert oberhalb des oberen Quartils. Einige

Ausreißer-Werte in dieser Phase lagen im Bereich von 16 bis 39 ppm N2O über dem

Maximum und zogen den Durchschnitt nach oben. Zur besseren Darstellung sind die

Ausreißer-Werte in diesem Diagramm nicht abgebildet.

Abbildung 15: Emissionswerte Lachgas (N2O)



4.2.4 Kohlenstoffdioxid CO2

In Abbildung 16: Emissionswerte Kohlenstoffdioxid ist im linken Diagramm das

Maximum mit 3.143 ppm CO2 zu sehen. Ausreißer-Werte reichten bis über 8.000

ppm CO2 in der 1. Phase, hingegen in der 2. Phase bis maximal 4.500 ppm CO2. Die

Durchschnittswerte der beiden Phasen lagen bei 1.349 ppm und 1.162 ppm CO2. Die

Werte der CO2-Konzentration schwankten geringfügig, die hauptsächliche

Spannweite betrug ein achtfaches der allgemein bekannten Erdatmosphären-

Konzentration von 400 ppm CO2. In der 2. Phase sank diese Spannweite auf weniger

als ein siebenfaches.

Abbildung 16: Emissionswerte Kohlenstoffdioxid (CO2)



4.3 Trockensubstanz & NPK-Analyse

Die Tabelle 2: NPK & Trockensubstanz vor der Kompostierung‘ listet die Ergebnisse

der Untersuchungen von dem Schweinemist und dem separierten Gärrest auf. In

dem linken orangefarbigen Spalt sind die Parameter dargestellt, welche untersucht

wurden. Der Wassergehalt des Schweinemists beträgt 79,2 % und der vom

separiertem Gärrest liegt etwas niedriger mit 77,2 %. Der Schweinemist enthält

deutlich mehr Stickstoff (+47 %) und Phosphat (+157 %) im Vergleich zum Gärrest.

Hingegen ist der Gehalt an Kalium etwas höher beim Gärrest (+7 %). Der Anteil des

Ammoniumstickstoffs ist in etwa gleich mit 33 % beim Schweinemist und 38 % beim

Gärrest.

Tabelle 2: NPK & Trockensubstanz vor der Kompostierung

Parameter

Substrat: Schweinemist Substrat: Separierter

Gärrest

FM [%] TS [%] FM

[kg/m³] FM [%] TS [%] FM

[kg/m³]

Trockensubstanz 20,8 22,8

Wassergehalt 79,2 77,2

Gesamtstickstoff (N) 0,68 3,29 6,84 0,47 2,04 4,65

Ammoniumstickstoff (NH4-N) 0,22 1,1 2,25 0,18 0,8 1,78

Phosphat gesamt (P2O5) 0,564 2,71 5,64 0,219 0,96 2,19

Kalium gesamt (K2O) 0,441 2,12 4,41 0,472 2,07 4,72

Das nach der Kompostierung abgesiebte Material (Kompost) wurde auf die gleichen

Parameter wie die Ausgangsstoffe untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3: NPK

& Trockensubstanz nach der Kompostierung‘ dargestellt. Der Wassergehalt ist um ca.

10 Prozentpunkte auf 68,6 % gesunken. Hierbei stieg der Kaliumgehalt im Vergleich

zur Ausgangssituation um ca. 50 % auf 6,34 kg/m³ an. Der Gesamtstickstoff liegt mit

5,28 kg/m³ in etwa zwischen den Werten des Schweinemists und dem Gärrest. Der

Ammoniumstickstoff ist auf 0,31 kg/m³ gesunken. Dies entspricht in etwa ein

Sechstel verglichen mit dem Durchschnittswert der bereits genannten

Kompostierungsbestandteile zu Beginn des Versuchs von ca. 2 kg/m³.



Tabelle 3: NPK & Trockensubstanz nach der Kompostierung

Parameter

Substrat: Kompost

FM [%] TS [%] FM

[kg/m³]

Trockensubstanz 31,4

Wassergehalt 68,6

Gesamtstickstoff (N) 0,53 1,68 5,28

Ammoniumstickstoff (NH4-N) 0,03 0,1 0,31

Phosphat gesamt (P2O5) 0,462 1,47 4,62

Kalium gesamt (K2O) 0,634 2,02 6,34

Mittels der Ergebnisse der NPK Analyse konnte das C:N-Verhältnis des

Komposthaufens berechnet werden. In Tabelle 4 ist die Kalkulation des C:N-

Verhältnis dargestellt. In dieser Rechnung ist der nachträglich am 18.02.20

hinzugefügte Kübel Holzhackschnitzel inbegriffen. Die Temperatur war innerhalb von

den ersten vier Tagen der Kompostierung auf bis zu 70 °C gestiegen, dies deutete

auf ein Stickstoff lastiges C:N-Verhältnis hin. Mit den zusätzlichen

Holzhackschnitzeln stieg das C:N-Verhältnis von vorher 23,84 auf 24,92 zu 1. Dieses

Verhältnis kommt an den idealen Bereich von 25 bis 30 zu 1 heran (siehe: 2.2.1).

Durch das Wiegen der einzelnen Komponenten vor dem Aufhäufen kann der

jeweilige Kohlenstoff und Stickstoffgehalt ermittelt werden. Die Summe aller

Einzelwerte ergibt ein Verhältnis von 84,12 kg C zu 3,38 kg N.

Tabelle 4: Kalkulation C:N-Verhältnis

Anteil Hackschnitzel

[%] Schweinemist

[%] Gärrest

[%] TS* 55 20,8 22,8

C (Kohlenstoff) 50 43 50

N (Stickstoff) 1 3,29 2,04

Masse [kg] Summe

Gewicht der Komponente 155,00 260,00 160,00 575,00

davon TS 85,25 54,08 36,48 175,81

C-Gehalt in TS 42,63 23,25 18,24 84,12

N-Gehalt in TS 0,85 1,78 0,74 3,38

*TS=Trockensubstanz C:N-Verhältnis 24,92:1



4.4 Pathogene-Keime

Die Tabelle 5: Untersuchungsergebnisse pathogene Keime‘ zeigt die drei

verschiedenen Proben, die analysiert wurden. Die erste Analyse von der Mischprobe

von frischem Gärrest aus dem Separator und dem Schweinemist ist in der mittleren

Spalte abgebildet. Die Ergebnisse von dem unter Folie gelagertem Gärrest und dem

abgesiebten Kompost sind in den Spalten rechts außen dargestellt. In dem linken

orangefarbigen Spalt sind die untersuchten pathogenen Keime aufgelistet. In der

blauen Spalte rechts davon wird die jeweilige Untersuchungs-Methode benannt.

Tabelle 5: Untersuchungsergebnisse pathogene Keime

Parameter Methode Ergebnisse

Gärrest & Schweinemist

frisch Gärrest gelagert Kompost

Rotaviren

Immunologischer Antigen-Nachweis

nicht nachweisbar

nicht nachweisbar

nicht nachweisbar

Adenoviren

Immunologischer Antigen-Nachweis

nicht nachweisbar

nicht nachweisbar

nicht nachweisbar

Salmonella spp.

Kultureller Nachweis

nicht nachweisbar

nicht nachweisbar

nicht nachweisbar

Camplyobacter spp.


nicht nachweisbar

nicht nachweisbar

nicht nachweisbar

Escherichia coli


nachweisbar (4 x 10e4 KbE/g)

unter Nachweisgrenze (< 10e4 KbE/g)

unter Nachweisgrenze (< 10e4 KbE/g)

Yersinia enterocolitica


nicht nachweisbar

nicht nachweisbar

nicht nachweisbar

Parasiten Mikroskopischer Nachweis

nicht nachweisbar Kokzidien

Ascaris sp., Hymenolepis sp., Kokzidien

In der Mischprobe von dem Gärrest und dem Schweinemist sind Escherichia coli mit

einer Population von 4 x 10e4 KbE/g nachgewiesen worden. Dies war der einzige

Erreger, welcher in der Mischprobe nachgewiesen wurde. In den anderen zwei

Proben konnte dieser pathogene Keim nicht nachgewiesen werden. Bei dem

Gärrest, welcher mehrere Wochen unter einer Folie gelagert wurde, wurden

Kokzidien nachgewiesen. Der abgesiebte Kompost enthielt neben den Kokzidien

zwei weitere Parasiten. Zum einem den Ascaris sp., auch Spulwurm genannt,

welcher zu den Nematoden gehört und den Hymenolepis sp., welcher auch

Zwergbandwurm genannt wird.



5 Wirtschaftliche Betrachtung

Zur Bestimmung der Wirtschaftlichkeit der Kompostierung von Wirtschaftsdüngern in

der Landwirtschaft, wie sie in diesem Versuch durchgeführt wurde, wird im

folgendem eine wirtschaftliche Betrachtung durchgeführt. Es wird angenommen,

dass ca. 100 t Ausgangsstoffe kompostiert werden, dies soll eine praxisnahe Menge

widerspiegeln. Die Angaben zu den Komponenten sind in Tabelle 6: Masse &

Volumen der Kompost Materialien‘ angegeben.

Tabelle 6: Masse & Volumen der Kompost Materialien

Ration Vol. % Volumen [m³] Dichte Masse [t]

Grünschnitt-Käferholz 37,50 93,91 0,288 27,05

Schweinemist 31,25 78,26 0,577 45,16

Gärrest (fest) 31,25 78,26 0,355 27,78

Summe: 99,98

Das Gesamtvolumen beträgt ca. 250 m³. In dieser Kalkulation wird vorausgesetzt,

dass der Landwirt eine Mist- oder Silo-Platte für die Kompostierung zur Verfügung

hat. Der Zeitraum kann so gewählt werden, dass die versiegelte Fläche für die

Kompostierung zur Verfügung steht. Deshalb werden hierfür keine weiteren Kosten

berechnet. Die benötigte Fläche für die Kompostierung von 250 m³ berechnet sich

aus dem Querschnitt der Dreiecksmiete von 3 m Breite x 1,5 m Höhe x 0,5 = 2,25 m²

Querschnittsfläche. Das Gesamtvolumen von 250 m³ geteilt durch 2,25 m² ergibt

eine Mietenlänge von ca. 110 m. Drei Mieten nebeneinander benötigen eine Länge

von ca. 36 m je 3 m Breite plus zwei 3 m breite Streifen zwischen den Mieten zum

Durchfahren mit dem Kompostumsetzer. Das ergibt folgende Rechnung mit der

Lösung zum Flächenbedarf: 36 m x (5 x 3 m) = 540 m².

Zur weiteren Vereinfachung wird angenommen, dass der Landwirt nur die

Hackschnitzel einkaufen muss. Ein Schüttraummeter Hackschnitzel von minderer

Qualität und nicht getrocknet kostet ca. 25 € (Baumann, 2020). Hierbei wurden

regionale Angebote von Käferholz oder auch Grünschnitt berücksichtigt, welche

deutlich geringere Einkaufskosten haben als hochwertige getrocknete Hackschnitzel

zum Heizen. Hinzu kommt die Möglichkeit einer erneuten Verwendung von den

Hackschnitzeln bzw. dem Grünschnitt/Käferholz am Ende der Kompostierung. Das

abgesiebte Material kann als Struktur für eine neue Kompostierung hinzugegeben

werden. Der Gärrest und der Schweinemist werden als „ab Hof frei

verfügbar“ kalkuliert. Lediglich die Separierung wird mit 1,70 €/m³

überdurchschnittlich berechnet (Landwirtschaftliches Zentrum Baden-Württemberg

(LAZBW) & Messner, 2017). Beim Separieren verbleiben ca. 85% des

Ausgangsvolumens als Fugat und 15% verbleiben als Separiertes. Für die

erforderlichen 27,78 t Separiertes müssen demnach 185 m³ Gülle oder Gärrest

separiert werden. Silo-Folie bzw. Flies zum Abdecken der Miete in regenreichen



Gebieten bzw. Jahreszeiten ist empfehlenswert. Hierfür wird eine Pauschale von

200 € gerechnet.

Die Maschinenkosten wurden mithilfe des Programms „MaKost“, KTBL (Kuratorium

für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft) kalkuliert. Dafür wurden die

folgenden Maschinen mit entsprechenden Leistungsmerkmalen ausgewählt und die

Einsatzdauer geschätzt. Ein Standardtraktor mit ca. 67 kW, ein Teleskoplader mit ca.

60 kW, ein gezogener Kompost-Umsetzer (500 m³/h) und eine Siebmaschine mit

Aufbaumotor (50 m³/h). Der Standardtraktor fährt mit dem Kompost-Umsetzer über

den Zeitraum der Kompostierung zehn Mal durch die Dreiecksmieten. Bei der

angegebenen Leistung von 500 m³/h schafft das Gespann die gewünschte Menge

von 250 m³ in einer halben Stunde. Dies ergibt 5 Arbeitsstunden mit dem Traktor und

dem Umsetzer.

Der Teleskoplader wird zweimal für jeweils ca. 5 Std. benötigt: einmal zum

Aufschütten der einzelnen Komponenten zu Beginn und ein zweites Mal zum

Befüllen der Siebanlage am Ende der Kompostierung. Die Siebmaschine läuft

selbständig mit dem Aufbaumotor und benötigt für die <250 m³ Kompost ca. 5 Std.

zum Sieben. Dies ergibt 10 Arbeitsstunden für den Teleskoplader. Somit sind es 15

Arbeitsstunden für Maschinen-Bedienung, plus ca. 10 Std. Arbeitszeit für das

Abdecken der Mieten und der Temperaturüberwachung. Das sind insgesamt 25

Arbeitsstunden, welche in dieser Betrachtung als Lohnkosten mit 20 €/h berechnet

werden.

Tabelle 7: Kostenauflistung der Kompostierung

Die Tabelle 7: Kostenauflistung der Kompostierung‘ zeigt die ermittelten Kosten von

43,35 € je Tonne Kompost. Dies ergibt sich aus der Summe aller Kosten in Höhe von

1.734,00 € geteilt durch die erwarteten 40 t Kompost. Die Ausbeute wurde anhand

des Literaturwertes von 40% errechnet, welcher unter 4.1 Kompostierung erwähnt

wurde. Es wird angenommen, dass 90 % von dem Grünschnitt/Käferholz durch die

Aussiebung wiederverwendet werden kann.

Separierung [m³] 1,70 185,00 314,50

Grünschnitt/Käferholz [m³] 25,00 93,91 2347,75

Wiederverwendbares [m³] -25,00 84,00 -2100,00

Umsetzer [h] 20,70 5,00 103,50

Teleskoplader [h] 14,82 10,00 148,20

Siebmaschine [h] 24,66 5,00 123,30

Traktor [h] 19,35 5,00 96,75

Arbeitszeit [h] 20,00 25,00 500,00

Silo Folie/Netz (Pauschale) 200,00 1,00 200,00

Kosten je t Kompost 43,35 [€/t] 40 [t] 1.734,00 €

Menge

(m³; h) Summe, €

Kosten je Einheit (€

pro m³; € pro h)Art der Kosten



Dies entspricht ca. 24 t bzw. 84 m³ von den 100 t Material ab Start. In der Kalkulation

wird dieses Volumen bereits von den Kosten abgezogen, da es für eine erneute

Kompostierung zur Verfügung steht.

Die umfangreiche Wirkung von Kompost auf dem Feld lässt sich nur spärlich

berechnen. Für den reinen Wert der Hauptnährstoffe Stickstoff, Phosphor und Kali

kann je nach Preis der Mineraldünger ca. 12 €/t veranschlagt werden. Dies entspricht

weniger als einem Drittel von den hier errechneten 43 €/t. Unter Berücksichtigung der

Humuswirkung steigt der Nutzwert auf ca. 18 €/t (Kehres, BGK e.V., Reterra Service

GmbH & Fröhlich, 2008). Die Marktpreise für Kompost liegen im Bereich von 17 bis

20 €/t (mdr.de, 2019). Damit spiegeln diese den Nutzwert bezogen auf

Hauptnährstoffe und Humuswirkung wider. Zum Nutzwert könnte die weitere

Düngewirkung der Spurennährstoffe, welche im Kompost enthalten sind, addiert

werden. Diese hängt jedoch stark von der Nährstoffversorgung auf der jeweiligen

Fläche ab.

Weiterhin können die Mikroorganismen, also der biologische Teil des Kompostes als

Nutzen ermittelt werden. Die Ausgangsstoffe in roher Form wie Gärrest oder Mist

direkt auf dem Feld zu verteilen kann schlechte Wirkungen auf das dortige

Bodenleben haben. Durch die Kompostierung wird das Leben in diesen Düngern auf

ein aerobes Milieu umgestellt, welches im Boden vorherrscht. In dem Kapitel:

“Beneficial Plant Microbe Interactions and Their Effect on Nutrient Uptake, Yield, and

Stress Resistance of Soybeans” aus dem Buch: “Soybeans - Biomass, Yield and

Prductivity” wurden an dem Beispiel der Sojabohne die Effekte ausgewählter

Mikroorganismen erklärt (Kafle et al., 2018, S. 1). Diese Forschungen zeigen, dass

das Bodenleben über die Wurzeln, Einfluss auf Nährstoffaufnahme, Ertrag und

Stressresistenz der Pflanzen hat.

Neben den ökonomischen Vorteilen und Nutzen des Landwirts durch die

Kompostierung, gilt es auch die sozialen und ökologischen Auswirkungen zu

erwähnen. Diese können indirekten ökonomischen Nutzen bzw. Vorteile für den

Landwirt darstellen. Dazu zählt die reduzierte Ausbringmenge von Mist, Gülle oder

Gärrest. Das separierte Fugat zieht schneller in den Boden ein und ausgestreuter

Kompost sollte dem Geruch von frischer Wald-Erde ähneln. Dies bedeutet wiederum

weniger Geruchsbelästigungen für Anwohner von Feldern.

Wird das hier beschriebene Verfahren lediglich auf die aufgeführten und direkt

messbaren Aspekte rein wirtschaftlich betrachtet, ist die Kompostierung von

landwirtschaftlichen Düngern nicht sofort tragbar. Die Kosten für die Kompostierung

können durch Skalen-Effekte, zum Beispiel größere Chargen, gesenkt werden.

Agronomische Effekte durch das Düngen mit Kompost wie zum Beispiel resilientere

Marktfrüchte, können mit zukünftigen Versuchen erforscht werden. Das Verfahren

der Aufbereitung von landwirtschaftlichen Düngern mit Hilfe der Kompostierung kann

mit Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit davon profitieren.



6 Diskussion

Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wurden diverse Aspekte zur Aufbereitung von

landwirtschaftlichen Wirtschaftsdüngern mit Hilfe der Kompostierung untersucht.

Dazu zählen die Emissionswirkung, die Bodenverbesserung und die

Nährstoffverfügbarkeit. Dabei zeigte die Emissionsmessung deutliche Ergebnisse in

der Reduzierung des Gases NH3 im Verlauf der Kompostierung. Es folgt zunächst

eine tiefgreifendere Diskussion der Ergebnisse der einzelnen analysierten Gase.

Der Durchschnittswert der NH3-Emissionen in der 1. Messung lag über der Schwelle

von 60 ppm NH3, ab diesem Wert treten Reizungen der Atemwege auf. Ab einer

Konzentration von 280 ppm NH3 können lebensbedrohliche Situationen entstehen

(Landwirtschaftskammer Niedersachsen, 2016, S. 58). Wohingegen der

Durchschnittswert der 2. Phase mit 0,20 ppm leicht über der Geruchsschwelle von

0,1 bis 3 ppm NH3 lag (Seilnacht, o.J.-a). Diese starke Reduzierung der Ammoniak-

Konzentration konnte auch mit dem Geruchssinn wahrgenommen werden. So

veränderte sich der Geruch des Komposthaufens am Anfang von stechend

unangenehm, zu angenehm und vergleichbar mit dem Geruch von Waldboden zum

Ende der Kompostierung.

In der 2. Phase betrug der durchschnittliche Methangehalt 2,25 ppm CH4 und ist

somit ca. 20% über dem natürlichen Gehalt der Erdatmosphäre, welcher bei ca.

1,85 ppm CH4 (Umweltbundesamt, 2019). Dabei betrug das Minimum der 1. Phase

mit 0,40 ppm CH4 weniger als ein Viertel der Erdatmosphären-Konzentration.

Explosionsfähig ist eine Konzentration von 5-15 Vol.% Methan beziehungsweise ab

50.000 ppm CH4 (Seilnacht, o. J.-b). Vereinfacht ausgedrückt lagen die Methan-

Emissionen im Bereich der natürlichen Bedingungen. Wobei hier hinzugefügt werden

muss, dass auf dem Gelände einer Biogasanlage, aufgrund von Silage-Silos und den

Gärbehältern, die Umgebungswerte leicht erhöht sein können. Demnach müssen die

leicht erhöhten Methangehalte nicht vom Kompost selbst sein, sondern können

gänzlich von der Biogasanlage stammen. Es kann festgehalten werden, dass die

Methan-Emissionen sehr niedrig bis durchschnittlich waren. Dies weist auf aerobe

Bedingungen im Komposthaufen hin und ist ein Zeichen für eine ausreichende

Sauerstoff Versorgung im Prozess.



Die Lachgas-Emissionen mit dem Durchschnitt von 4,25 bzw. 3,65 ppm N2O in der

1. & 2. Phase entsprachen einem Vielfachen im Vergleich zu der natürlichen

Konzentration in der Erdatmosphäre von ca. 0,33 ppm N2O (Umweltbundesamt,

2019). Den Aussagen von Dr. Bertram Kehres zu Folge führt ein N-Überschuss am

Anfang der Kompostierung bei aeroben Bedingungen zur Bildung von Lachgas,

welche im Verlauf weiter zu nehmen kann. Ein falsch berechnetes C:N Verhältnis,

wie es bei diesem Versuch zu Beginn der Fall war, führt demnach zu erhöhten

Lachgas Emissionen. Wohlmöglich sind die Lachgas-Werte während der 2. Phase

der Kompostierung nicht weiter gestiegen, weil die Ration mit zusätzlichen

Hackschnitzeln angepasst wurde. Diese hoben das C:N Verhältnis in die empfohlene

Spanne von 25 bis 40:1 (Bundesgütegemeinschaft Kompost & Kehres, 2009, S. 1-3).

Das BIOLIT® kann an dieser Stelle auch einen Beitrag geleistet haben, zusätzlichen

Stickstoff in dem Komposthaufen zu binden und damit verstärkte Lachgas-

Emissionen in der 2. Phase der Kompostierung zu verhindern. Das Ziel dieser Arbeit

war es nicht, die Emissionsreduzierende Wirkung von BIOLIT® zu belegen, da dies in

einigen anderen Arbeiten bereits gemacht wurde. In Punkt 2.2.1 wurden diese

Arbeiten benannt.

Der Durchschnitt der Kohlenstoffdioxid-Konzentrationen lag in der 1. Phase um ca.

16% höher als in der zweiten Phase. Daran kann festgestellt werden, dass die

Reduzierung dieses Gases im Laufe der Kompostierung am geringsten gewesen ist.

Die Konzentration von CO2 zeigt, wie aktiv der Kompost ist. Mikroorganismen,

welche die organischen Materialien verstoffwechseln stoßen CO2 aus. Unter der

Abdeckung des Komposthaufens wurden mit durchschnittlich 1.349 ppm Werte

gemessen, die um den Faktor 3,5 größer sind als die Umgebungsluft (400 ppm).

Jedoch betragen diese weniger als ein Zehntel von der Konzentration eines

menschlichen Atemzuges (bis zu 30.000 ppm CO2) (Williams, 2017). Generell sind

die CO2-Emissionen von Kompost organischen Ursprungs (nicht fossil) und somit

werden diese in Klima-Modellen als klimaneutral gerechnet bzw. betrachtet.

Es konnte gezeigt werden, wie sich die Emissionen während der Kompostierung

reduzieren bzw. im Verlauf ändern. Durch die Kompostierung ist die

Emissionswirkung im Vergleich zur praxisüblichen Lagerung von Wirtschaftsdüngern

geringer. In einer Forschungsarbeit der Landesanstalt für Landwirtschaft, Litchi,

Ebertseder und Eckl (2016) wurden die Emissionen sep. (separierter) fester

Biogasgärreste untersucht. Der Verlustanteil an Ammoniumstickstoff beträgt je nach

Art der Lagerung nach 47 Tagen von 15 bis zu 80 Prozent. Dies bestätigt den Nutzen

der Kompostierung für die Umwelt mit Blick auf die Emissionswirkung von

Wirtschaftsdüngern.



Ein gesunder und produktiver Boden enthält ein ausgiebiges und artenreiches

Bodenleben, welches maßgeblich durch die Humusbilanz bzw. den Humusgehalt

beeinflusst wird. Die Mikroorganismen im Boden werden neben den Exsudaten der

Pflanzenwurzeln durch den Humus genährt. Der Stoffwechsel des Bodenlebens setzt

Nährstoffe frei und macht diese pflanzenverfügbar. Im Gegensatz zu anderen

organischen Düngemitteln, wie z.B. Gülle, welche auch ein Vollwertdünger in puncto

Pflanzennährstoffe darstellt, enthält Kompost darüber hinaus: Bodenleben. Damit

führt die regelmäßige Anwendung der Kompostdüngung auf dem Feld zu einer

kontinuierlichen Bodenverbesserung. Das Bodenleben wird aufrechterhalten bzw.

dadurch langfristig gefördert. Zudem trägt Kompost mit der basischen Wirkung zur

pH-Regulierung des Bodens bei. Die Bodenstruktur wird begünstigt, die daraus

resultierende verbesserte Infiltrations- und Wasserhaltefähigkeit trägt maßgeblich zur

Befahrbarkeit der Böden bei. Dies gibt dem Landwirt wiederum mehr Spielraum bei

den aktuell verkürzten Ausbringzeiten der Wirtschaftsdünger (Fechner &

Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen, 2014).

Die, während der Kompostierung entstandenen Pilze und Actinomyceten, sind ein

Indiz dafür, welche die Literaturaussagen bezüglich Kompostbildung bestätigen. Die

positive Änderung des Geruchs im Verlauf der Kompostierung beruht auf der

Umwandlung der Ausgangsstoffe. Dabei wird der Unterschied zwischen rohem Mist

und Kompost verdeutlicht.

Bei der mikrobiellen Analyse wurde ausschließlich auf pathogene Keime untersucht.

Dies verzerrt die Bewertung der unterschiedlichen Versuche. Im Komposthaufen

selbst wurden mehr Parasiten gefunden als in einer der Ausgangsmaterialien (Mist &

Gärrest) oder dem Gärrest, welcher unter Folie gelagert wurde, um anaerobe

Bedingungen zu simulieren. Die E.coli, welche in dem Ausgangsmaterial Gärrest und

Schweinemist nachgewiesen werden konnten, wurden weder in dem gelagerten

Gärrest- noch in der Kompost-Probe nachgewiesen. Dieses Ergebnis kann darauf

zurück zu führen sein, dass der Kompost ein Milieu geboten hat in dem sich nicht nur

erwünschte Mikroorganismen entwickeln konnten sondern auch bestimmte Parasiten.

Für eine objektive Betrachtung ist eine holistische Untersuchung des Kompostes und

aller Ausgangsstoffe notwendig, welche das gesamte Spektrum der enthaltenden

Mikroorganismen abbilden kann. Dadurch könnten die positiven biologischen

Eigenschaften von Kompost aufgezeigt werden. Die Recherchen im Rahmen dieser

Bachelor Arbeit konnten keine derartige Untersuchungsmethode finden.



Der Landwirt kann selbst auswählen, welche Materialien für die Kompostierung

verwendet werden. Entscheidend ist die Mischung aus Stickstoff- und Kohlenstoff-

haltigen Komponenten und dass diese in der Region zur Verfügung stehen. In dem

Versuch dieser Arbeit wurden lediglich Hackschnitzel als Haupt Kohlenstoff-Quelle

verwendet, wobei zu beachten ist, dass dieser Kohlenstoff nicht unmittelbar

verfügbar ist. Das kann wiederum zu einem noch engeren C:N-Verhältnis in der

Praxis führen, als es theoretisch berechnet wurde. Es sollte darauf geachtet werden,

mindestens vier Grundkomponenten in der Kompostierung zu verwenden. Bei

diesem Versuch wurden drei Komponenten verwendet: zwei unterschiedlich starke,

vorwiegend N-haltige Komponenten (Schweinemist, Gärrest) und eine vorwiegend C-

haltige Komponente. Eine weitere C-haltige Komponente könnte z.B. Heu oder Stroh

sein. Dies kann dem Komposthaufen eine faserigere Struktur geben und das C:N-

Verhältnis ausgleichen. Zudem gilt der Grundsatz: je mehr Komponenten eingesetzt

werden, desto vielfältiger ist die Biologie im Haufen und damit kann der Verlauf der

Kompostierung positiv beeinflusst werden.

Die Nährstoffverfügbarkeit von Kompost ist für Pflanzen langfristig und nicht schnell

wirkend wie die meisten Mineraldünger. Die Stickstoffwirkung von Kompost wird mit

3-5 % pro Jahr vom Gesamtstickstoff berechnet. Kompost enthält hauptsächlich

organisch gebundenen Stickstoff, der Ammonium- und Nitrat-Anteil ist sehr gering

und somit besteht keine Gefahr der Auswaschung. Diese Zusammensetzung wurde

durch die NPK Analyse der Komponenten vor und nach der Kompostierung bestätigt.

Der Gehalt an Spurenelementen bzw. Mikronährsoffen zwischen dem Kompost aus

diesem Versuch und Wirtschaftsdüngern wird sich vermutlich nicht wesentlich

unterscheiden, weil der Kompost hauptsächlich aus den Wirtschaftsdüngern besteht.

Lediglich die Hackschnitzel bzw. der Grünschnitt könnten einen positiven als auch

negativen Effekt auf die Mikronährstoff Zusammensetzung des Kompostes haben.

Die kalkulierten Kosten für die Kompostierung in dem angewendeten Verfahren sind

mit ca. 43 €/t mehr als dreimal so hoch wie der reine Nutzwert der Hauptnährstoffe

Stickstoff, Phosphor und Kali (12 €/t), unter Berücksichtigung der Humuswirkung

steigt dieser Wert auf 18 €/t (Kehres, BGK e.V., Reterra Service GmbH & Fröhlich,

2008). Der Nutzwert kann sich durch die im Kompost enthaltenen Spurennährstoffe

weiter erhöhen, dieser Effekt hängt jedoch stark von der Nährstoffversorgung der

Fläche ab. Größere Chargen können die Kosten pro Tonne Kompost zusätzlich

reduzieren, dies kann z.B. durch Kompostgemeinschaften erreicht werden. Des

Weiteren ist der ökonomische Nutzen der Biologie des Kompostes unbedingt zu

berücksichtigen, da die reine Wirtschaftlichkeit nicht gegeben ist. Dazu kommen die

sozialen und ökologischen Auswirkungen, welche nicht unmittelbar messbar sind.

Zum Beispiel die reduzierte Geruchsbelästigung, da das Fugat schneller vom Boden

aufgenommen wird und Kompost nicht stinkt.



Die Kompostierung ist für den Erst-Anwender als ständiger Lernprozess zu

verstehen. Beim Kompostieren haben viele Faktoren einen Einfluss auf das Ergebnis.

Dazu zählen: pH-Wert, Temperatur, Feuchtigkeit, C:N-Verhältnis, Struktur und

Luftzufuhr. Damit Kompost mit guter Qualität entstehen kann müssen diese Faktoren

berücksichtigt werden. Mit der Zeit kann sich die Erfahrung entwickeln, welche

notwendig ist den Prozess der Kompostierung richtig steuern zu können.

Die gewonnenen Erkenntnisse aus diesem Versuch haben gezeigt, dass die

Herausforderung in der richtigen Mischung der Ausgangsmaterialien und der

sorgfältigen Beobachtung der Kompostierung liegt. Dies schafft ideale

Startbedingungen und sorgt für eine frühzeitige Erkennung von Fehlentwicklungen,

wie z.B. eine Temperatur von über 65 °C oder zu trockene Bedingungen. Dafür ist

die genaue Nährstoff-Zusammensetzung der einzelnen Komponenten notwendig. In

diesem Versuch fehlte die Information des exakten Stickstoffgehaltes zu Beginn der

Kompostierung, um ein ideales C:N-Verhältnis kalkulieren zu können. Durch die

tägliche Beobachtung und Kontrolle der Temperatur & Feuchte in den ersten

Wochen der Kompostierung konnte eine Überhitzung des Haufens verhindert werden.

Weitere Forschungen könnten sich mit der Wirkung von Kompost bei der Düngung

von Pflanzen im Vergleich zur herkömmlichen Düngung mit Gülle oder Gärresten

auseinandersetzen. Das Hauptmerkmal für Kompost bleibt das für das menschliche

Auge nicht sichtbare Leben in ihm. Eine biologische Untersuchung des Kompostes

scheint notwendig zur Bestimmung der Qualität und um die gewünschten

agronomischen Effekte auf dem Feld erzielen zu können. Diese weiteren

Forschungen und die genannte Untersuchung können den Wert von Kompost

steigern und die relativ hohen Kosten zur Erzeugung von Kompost aus

Wirtschaftsdüngern gänzlich rechtfertigen.

7 Fazit

- Kompostierung von landwirtschaftlich Düngern mit derzeitigen Erkenntnissen

nicht wirtschaftlich

- Untersuchung zur Bewertung von Kompost in Bezug auf enthaltene Biologie

notwendig

- Weitere Versuche zur Düngewirkung von Kompost im Pflanzenbau, mit Blick

auf resilientere Pflanzen hilfreich

- Emissionen von NH3 reduzieren sich markant im Verlauf der Kompostierung

- Gesteinsmehl hat einen positiven Einfluss auf den Kompost Prozess

- Kompostdüngung steigert Bodenfruchtbarkeit vielseitig

- Stickstoffwirkung wird mit nur 3-5 % pro Jahr vom Gesamtgehalt vom

Kompost in der Düngebilanz berechnet

- geringere Emissionen bei der Ausbringung aufs Feld

- Lagerkapazitäten werden erhöht bzw. Ausbringzeiten erweitert



8 Zusammenfassung

Diese Bachelorarbeit hat sich ausführlich mit der Kompostierung von

Wirtschaftsdüngern beschäftigt und dargestellt, inwiefern die Emissionen dabei

reduziert werden. Der Versuch der Kompostierung von Gärrest und Schweinemist

hat gezeigt, dass die Dünger in der Form aufbereitet werden, dass eine

Bodenverbesserung realisiert und eine Nährstoffsicherung erreicht werden kann.

Dies zeigt das Potential der Kompostierung für den Humusaufbau und somit einen

Lösungsansatz für die Prävention von Bodenerosion.

Die NH3-Emissionsmessung während der Kompostierung mit dem Gasmet-

Analysator in Verbindung mit der NPK-Analyse vor und nach der Kompostierung hat

ergeben, dass es keinen nennenswerten Verlust an Stickstoff durch das Verfahren

gibt. Im Gegenteil haben Studien bewiesen, dass die simple Lagerung von festen

Wirtschaftsdüngern wie z.B. separierter Gärrest Stickstoff-Verluste im Bereich von

15-80 % erzeugt. Die NPK-Analysen haben ergeben, dass der Ammoniumstickstoff-

Anteil im Kompost gegenüber den Wirtschaftsdüngern sinkt und der

Gesamtstickstoff-Anteil im Schnitt gleichbleibt. Das mineralisch verfügbare

Ammonium bindet sich organisch in Form von Mikroorganismen. Die Verfügbarkeit

von Stickstoff für die Pflanzen verzögert sich durch das Verfahren der Kompostierung.

Dies bedeutet wiederum geringere Auswaschungs- und Ausgasungsverluste auf dem

Feld oder am Lagerplatz. Kompost hat eine langfristige, aber dafür geringe Stickstoff-

Nachlieferung und wird mit 3-5 % des Gesamtstickstoffs pro Jahr berechnet.

Das Ergebnis der wirtschaftlichen Betrachtung des Verfahrens wurde mithilfe des

Programms „MaKost“, KTBL (Kuratorium für Technik und Bauwesen in der

Landwirtschaft) kalkuliert. Es zeigt, dass die Kompostierung von Wirtschaftsdüngern

mit ca. 43 €/t nach derzeitigem Wissensstand nicht wirtschaftlich ist. Im

Diskussionsteil wurde erläutert, dass eine qualitative Untersuchung des Kompostes

auf die Biologie als notwendig betrachtet werden kann. Erst mit einem untersuchten

Kompost kann in weiteren Forschungen sichergestellt werden, welchen Effekt dieser

auf das Bodenleben hat. Zukünftige Feldversuche können den Einfluss der

Applikation von Kompost auf Marktfrüchte mit Blick auf Nährstoffaufnahme, Ertrag

und Stressresistenz der Pflanzen untersuchen. Die Resultate dieser Forschungen

könnten den Wert von Kompost und somit auch das beschriebene Verfahren

wirtschaftlich rechtfertigen.

Die Reliabilität der Arbeit wird durch die Biologie und das Milieu negativ beeinflusst,

beide können starke Auswirkungen auf das Ergebnis bei der Kompostierung haben.

Sowohl die Ausgangskomponenten als auch die Witterungsbedingungen bestimmen

die biologische Umsetzung. Die Anzahl der Ausgangskomponenten wurde auf ein

Minimum beschränkt, um die Reliabilität in diesem Punkt bestmöglich zu

gewährleisten. Je mehr Ausgangsstoffe desto geringer wird die Reproduzierbarkeit

der Ergebnisse, weil die Biologische Vielfalt und damit auch die Abweichung von den

jeweiligen Versuchsbedingungen steigt. Um den Prozess steuern zu können, werden



Richtwerte zu den folgenden Parametern benötigt: pH-Wert, Temperatur,

Feuchtigkeit, C:N-Verhältnis, Struktur und Luftzufuhr. Das Ergebnis kann durch die

Entscheidungen des Versuchsleiters während der Kompostierung subjektiv

beeinflusst werden, je nachdem wie streng diese Parameter beachtet und befolgt

werden.

Der Versuchsaufbau der Kompostierung hatte einen negativen Einfluss auf die

Validität der Emissionsmessung. Die erforderliche Luftzufuhr für den Kompost hat je

nach Witterung die angesaugte Luft des Gas-Analysators verdünnt und somit einen

Einfluss auf die Werte. Hingegen haben der lange Zeitraum und die Häufigkeit der

Messung die Validität des Experiments sichergestellt. Zudem wurde die externe

Validität durch die detaillierte Beschreibung des Versuches und dessen

Durchführung sichergestellt. Jedoch sollte beachtet werden, dass bei der

Kompostierung die Biologie mitwirkt. Je nach Milieu kann sich diese und damit das

Ergebnis sehr unterschiedlich entwickeln.

Die Literaturrecherche für diese Arbeit hat ergeben, dass langjähriges Düngen mit

Kompost den Boden in mehreren Bereichen aufwertet. Dazu zählt die Bildung von

Ton-Humus Komplexen, welche wiederum eine verbesserte Befahrbarkeit, Infiltration

und Wasserspeicherfähigkeit fördern. Aufgrund der starken Nachfrage und hoher

Preise für Böden, ist die Expansion der Fläche eines landwirtschaftlichen Betriebes

deutlich eingeschränkt. Deshalb sollte der Fokus bei der Bewirtschaftung, mit

Hinblick auf den limitierten Produktionsfaktor auf den Erhalt und die Steigerung der

Bodenfruchtbarkeit liegen.



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konzentration-eine-gute-idee-ist/

Anhang

ServiceUnion GmbH | Energiepark 2 | 91732 Merkendorf

Hochschule Weihenstephan-Triesdorf

Markgrafenstraße 16

91746 WeidenbachTelefon: +49(0)9826 65959 911

Telefax: +49(0)9826 65959 10

e-mail: [email protected]

Prüfbericht 760315 Internet: www.serviceunion.de

Datum: 26.02.2020Kundennummer 44394

30235Probennummer

Probennahme 18.02.2020

18.02.2020Probeneingang

Substrat: SchweinemistProbenbezeichnung

Parameter Wert in: FM [%] TS [%] FM [kg/m³] Methode

Trockensubstanz 20,8 Berechnung

Wassergehalt 79,2 Methodenbuch der BGK

Gesamtstickstoff (N) 0,68 3,29 6,84 Methodenbuch der BGK

Ammoniumstickstoff (NH4-N) 0,22 1,1 2,25 DIN 38406-5-2 (E 5-2)

Phosphat gesamt (P2O5) 0,564 2,71 5,64 DIN EN ISO 11885

Kalium gesamt (K2O) 0,441 2,12 4,41 DIN EN ISO 11885

Vorbehandlung

Königswasseraufschluss DIN EN 13650

Erläuterungen: TS=Trockenmasse; FM=FeuchtmasseDas Zeichen „<“ in der Spalte Ergebnis bedeutet, der betreffende Stoff ist durch Unterschreitung der Bestimmungsgrenze nicht quantifizierbar.Die Prüfergebnisse beziehen sich ausschließlich auf die Prüfgegenstände. Bei Proben unbekannten Ursprungs ist eine Plausibilitätsprüfung nur bedingt möglich. Die auszugsweise Vervielfältigung des Berichts ohne unsere schriftliche Genehmigung ist nicht zulässig.

Annahmen zur Berechnung kg/m³: 1m³ = 1t = 1000kg; 1000kg * Wert in FM [%] = kg/m³

Ihr ServiceUnion Laborteam

Informationen über Ihre gespeicherten Daten finden Sie auf unserer Homepage unter folgendem Link: http://www.agrikomp.com/de/datenschutz

j.jelito / 26.02.2020

ServiceUnion GmbHEnergiepark 291732 MerkendorfDeutschland

Sitz der Gesellschaft: BannberscheidAmtsgericht Montabaur, HRB 7490Geschäftsführung: Heidi Burkl, Peter-Josef MeuerSteuer-Nr.: 30/650/21354

Westerwald Bank eGBIC GENODE51WW1IBAN: DE56573918000016891800Ust.-IdNr. DE236028109

Naspa Nassauische SparkasseBIC NASSDE55XXXIBAN DE54510500150545035313





Telefax: +49(0)9826 65959 10




30234Probennummer



Substrat: Separierter GärrestProbenbezeichnung








Vorbehandlung






j.jelito / 26.02.2020









Telefax: +49(0)9826 65959 10




30775Probennummer



Substrat: KompostProbenbezeichnung








Vorbehandlung






a.hilpert / 13.05.2020





Temperaturmessung Kompostversuch: BC-Arbeit von Cedric Köster

grün=gewendet Messhöhe

Datum Zeit nach Wenden [h] 1. 15cm

2. 30cm

3. 50cm

4. 70cm

1. P

hase

16.02.20 48 nach Start - - - -

18.02.20 96 nach Start 48,1 55,9 69,7 65,4

19.02.20 Nacht mit Folie 24 22,0 36,5 43,2 54,0

20.02.20 Nacht mit Folie 48 28,4 50,2 57,3 63,1

21.02.20 Nacht mit Folie 72 38,1 46,0 51,6 51,6

22.02.20 24 mit Silonetz 30,2 53,6 49,7 45,2

23.02.20 Nacht mit Folie 48 15,6 16,2 20,5 23,7

24.02.20 Nacht mit Folie 72 20,0 26,7 27,1 38,1

25.02.20 Nacht mit Folie 96 20,1 33,2 44,8 47,3

26.02.20 Nacht mit Folie 120 23,4 35,3 47,2 53,9

27.02.20 Nacht mit Folie 144 26,1 46,1 53,4 55,4

28.02.20 Nacht mit Folie 168 34,1 52,7 57,7 57,0

29.02.20 Nacht mit Folie 192 47,3 52,1 54,2 56,4

01.03.20 Nacht mit Folie 210 42,8 52,7 57,0 57,0

02.03.20 Nacht mit Folie 234 11,8 13,7 18,7 25,1

04.03.20 Nacht mit Folie 40 19,8 21,8 26,0 31,4

05.03.20 Nacht mit Folie 72 26,5 29,7 30,8 33,1

06.03.20 Nacht mit Folie 96 25,2 32,5 37,5 34,7

07.03.20 Nacht mit Folie 120 27,8 37,5 38,6 34,9

2. Ph

ase

09.03.20 2 Nächte mit Folie 168 31,4 39,7 46,7 45,5

10.03.20 Nacht mit Folie 192 30,3 41,3 46,7 47,3

11.03.20 Nacht mit Folie 216 35,2 41,2 46,3 45,1

12.03.20 Nacht mit Folie 240 34,7 44,4 47,3 43,2

14.03.20 2 Nächte mit Folie 48 19,8 25,2 28,7 29,2

16.03.20 2 Nächte mit Folie 96 21,3 33,1 32,5 29,7

18.03.20 2 Nächte mit Folie 144 19,3 33,0 39,2 39,2

20.03.20 2 Nächte mit Folie 192 28,7 36,3 40,9 40,9

22.03.20

1 Nacht 24h, Wind hat die Folie in der Nacht weg geweht 17,2 20,8 20,3 19,8

24.03.20 2 Nächte mit Folie 240 16,2 19,3 22,9 20,8

26.03.20 2 Nächte mit Folie 288 13,7 16,7 16,7 16,3

29.03.20 2 Nächte mit Folie 48 14,2 14,7 15,2 15,2

04.04.20 6 Nächte mit Folie 192 16,7 17,7 19,3 17,2

14.04.20 26,5 31,4 32,5 32,1

18.04.20 24,4 26,0 28,1 27,6

21.04.20 21,8 26,1 26,5 27,1

23.04.20 19,3 20,8 20,8 19,8

26.04.20 20,4 25,0 25,5 22,9

29.04.20 22,3 25,5 25,5 25,0

02.05.20 21,3 25,0 27,1 25,7

Erklärung

Verfasser/in (Name, Vorname):

__________________________________________________________

Betreuer/in (Name, Vorname):

__________________________________________________________

Thema der Arbeit:

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

Ich erkläre hiermit, dass ich die Arbeit gemäß § 35 Abs. 7 RaPO (Rahmenprüfungsordnung für

die Hochschulen für angewandte Wissenschaften in Bayern) selbstständig verfasst, noch nicht

anderweitig zu Prüfungszwecken vorgelegt, keine anderen als die angegebenen Quellen oder

Hilfsmittel benutzt sowie wörtliche und sinngemäße Zitate als solche gekennzeichnet habe.

Ort Datum Unterschrift Verfasser/in

Erklärung bzgl. der Zugänglichkeit von Bachelor-/Masterarbeiten

Verfasser/in (Name, Vorname): _________________________________________________________

Betreuer/in (Name, Vorname): _________________________________________________________

Thema der Arbeit: _________________________________________________________

_________________________________________________________

Ich bin damit einverstanden, dass die von mir angefertigte Arbeit mit o.g. Titel innerhalb des Bibliotheks-systems der Hochschule

Weihenstephan-Triesdorf aufgestellt und damit einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich gemacht wird. Die Arbeit darf im

Bibliothekskatalog der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (und zugeordneten Verbundkatalogen) nachgewiesen werden und

steht allen Interessierten ents-prechend der jeweils gültigen Nutzungsmodalitäten der Hochschulbibliothek der HSWT zur

Verfügung. Ich bin mir auch darüber im klaren, dass die Arbeit damit von Dritten ohne mein Wissen kopiert werden kann.

Die Veröffentlichung der Arbeit habe ich mit meiner Betreuerin bzw. meinem Betreuer und falls zutreffend, mit der Firma/ Institution

abgesprochen, die eine Mitbetreuung übernommen hatte.

Ja

Ja, nach Ablauf einer Sperrfrist von ____ Jahren

Nein

Ort Datum Unterschrift Verfasser/in

Fachgebiet: Umweltsicherung Landwirtschaft

Abfall Pflanzliche Erzeugung

Boden Tierische Erzeugung

Wasser Agrarökonomie

Analytik, Mikrobiologie Landtechnik

Ökologie & Naturschutz Erneuerbare Energien

Umwelttechnik, EDV Agrarökologie

Verwaltung, Recht, Wirtschaft Ökologische Landwirtschaft

Umweltmanagement

Erneuerbare Energien

Ernährung und Versorgungsmanagement Lebensmittelmanagement

Agrartechnik

Master:

Energiemanagement und Energietechnik

MBA Agrarmanagement

MBA Regionalmanagement

Als Betreuer/in bin ich mit der Aufnahme in das Bibliothekssystem der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf einverstanden.

Ort Datum Unterschrift Betreuer/in

Documents

Bachelorarbeit Aufbereitung von landwirtschaftlichen ......Rindergülle und mehr als 30 % Biogasgärrest. Diese beiden Stoffe haben als gemeinsame Eigenschaft einen hohen TS-Gehalt,