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Recycling von Federn und Daunen
Die Universität Hohenheim hat in unserem Auftrag das Forschungsvorhaben "Verwendung eines Abfallproduktes aus Geflügelfedern als organischen Stickstoffdünger in Landwirtschaft und Gartenbau" durchgeführt.
Hintergrund:
Schätzungsweise fallen durch die Bettfedernbearbeitung allein in Deutschland ca. 950 to. Abfallfedern an.
Bedenkt man hierbei den Europäischen Raum und die Tatsache, daß die Bettfedernindustrie in der Zukunft in die Pflicht genommen wird, um die ausgedienten Bettwaren zu entsorgen, so vervielfacht sich diese Menge.
Um einen Schritt nach dem anderen zu tun, haben wir uns zunächst damit beschäftigt, wie man "ein Abfallprodukt aus Geflügelfedern als organischen Stickstoffdünger in Landwirtschaft und Gartenbau nutzbringend verwenden kann".
Bisher werden die Abfallfedern der Mitglieder entweder
- von Entsorgern (z.B. Gärtnern) abgeholt,
- oder die Federn kommen auf die Deponie
- oder landen in der Müllverbrennung.
Die Unterbringung von Federn auf der Deponie oder in der Müllverbrennung wird in Zukunft immer problematischer.
Zum resourcensparenden Umgang mit unserer Umwelt sollten Abfälle soweit wie möglich wiederverwertet werden. Es handelt sich dann nicht um Abfälle, sondern um Sekundärstoffe oder Werkstoffe.
Bei der Verwertung von Abfallfedern denkt man zunächst an Düngemittel.
Um unser Produkt in irgendeiner Form in Zukunft als Düngemittel verwenden zu können, müssen drei Voraussetzungen überprüft werden:
- Was sind die wertgebenden Inhaltstoffe?
- Was sind die Schadstoffe?
- Wie steht es mit der Pflanzenverträglichkeit und der Düngewirksamkeit?
Außerdem muß das Düngemittelrecht geprüft werden, der Sekundärstoffrohdünger unterliegt dem Düngemittelrecht.
Zu der ersten Voraussetzung, den wertgebenden Inhaltsstoffen
| Vergleich der Nährstoffgehalte von Federnmehl, Hornmehl und Stallmist | |||
|---|---|---|---|
| Federnmehl | Hornmehl | Stallmist | |
| (Mittelwerte, Beispiele) | |||
| organ. Substanz (C)(%) | 45 | 70 | 18 |
| Stickstoff (%) | 14 | 10 | 1.7 |
| C/N-Verhältnis | 3.2 | 7 | 10.6 |
| Weitere Hauptnährstoffe (g/kg TS) | |||
| Phosphor | 2.9 | 1.8 | 2.5 |
| Kalium | 1.5 | 1.2 | 5.0 |
| Magnesium | 0.8 | 0.3 | 1.5 |
Abb. 1 - Vergleich der Nährstoffgehalte von Federnmehl, Hornmehl und Stallmist
Zur zweiten Voraussetzung, den Schadstoffen
| Schwermetallgehalte von Federnmehl im Vergleich mit Grünkompost | |||
|---|---|---|---|
| Federnmehl | Grünkompost | ||
| (Mittelwerte; mg/kg TS) | |||
| Blei | < 4 | 50 | |
| Cadmium | < 0.4 | 0.4 | |
| Chrom | < 4 | 25 | |
| Kupfer | 15 | 30 | |
| Nickel | < 4 | 10 | |
| Quecksilber | < 0.02 | 0.2 | |
Abb. 2 - Schwermetallgehalte von Federnmehl im Vergleich mit Grüngutkompost
Zur dritten Voraussetzung, der Pflanzenverträglichkeit und der Düngewirksamkeit.
| Chemische Bindung der Nährstoffe in Federnabfällen | |
|---|---|
| Situation: | Nährstoffe sind in Keratinen (Hornsubstanzen) gebunden
= hochmolekulare Gerüsteiweiskörper bedingt hohe chemische und mechanische Widerstandsfähigkeit |
| Problem: | sehr geringe Löslichkeit und Verfügbarkeit der Nährstoffe z.B. für die pflanzliche und tierische Ernährung
Sofort löslicher Stickstoff: ca. 0,5 % |
| Lösungs ansatz: | Verbesserung der Stickstoffverfügbarkeit durch Vermahlen von Federnabfällen zu Federnmehl (zur Förderung der mikrobiellen Umsetzung im Boden in für Pflanzen verwertbare lösliche N-Verbindungen) |
| Auftrag: | Untersuchung der Verwendung von Federnmehl als organischen Stickstoffdünger in zwei Forschungsprojekten
vom:
|
Abb. 3 - chemische Bindung der Nährstoffe in Federnabfällen
Mit der Studie hat man sich beim Einsatz von Federnmehl besonders auf den ökologischen Land- und Gartenbau konzentriert, da im ökologischen Landbau keine schnell löslichen, synthetischen Mineraldünger eingesetzt werden.
Es wird vielfach mit Hornmehlprodukten und Rizinusschrot gedüngt. Der Einsatz von Federnmehl in diesen Betrieben wäre eigentlich ideal und konzeptionell durchführbar.
Im Rahmen der Forschungsarbeit wurden zunächst Inkubationsversuche gemacht mit dem Ziel, die Freisetzung des im Federnmehl enthaltenen Stickstoffs zu untersuchen. Inkubationsversuch heißt, es wurde geprüft innerhalb welcher Zeitspanne der Stickstoff freigesetzt wird. Dies auch im Vergleich mit einem anderen organischen Stickstoffdünger (Hornmehl).
Hierbei wurde Federnmehl von unterschiedlichem Vermahlungsgrad in abgestuften Mengen mit Böden vermischt und mehrere Wochen unter kontrollierten Bedingungen (hohe Temperaturen und Luftfeuchtigkeit) aufbewahrt. In bestimmten Zeitabständen wurden die Gefäße mit den Boden-Federnmehl-Mischungen entnommen und die Gehalte an mineralisiertem (löslichen) Stickstoff (Nitrat, Ammonium) in der Bodenlösung bestimmt.
Dies wurde in Deutschland und China vorgenommen.
Bemerkenswert ist, daß der prozentuale Anteil an freigesetztem Stickstoff bei den Versuchen in Deutschland bei Hornmehl etwas besser war als bei Federnmehl.
Abb. 4: Freisetzung von Stickstoff aus Federnmehl und Hornmehl in einem stickstoffarmen Lehmboden (Institut für Pflanzenernährung der Universität Stuttgart-Hohenheim)
In China war es gerade umgekehrt.
Abb. 5: Freisetzung von Stickstoff (in %) aus Federnmehl und Hornmehl in einem gemüsebaulich und einem landwirtschaftlich genutzten Boden (Inkubationsversuche Universität Peking)
Das Ergebnis in Abb. 4, d. h. eine Stickstofffreisetzung von bis zu 50 % nach 12 Wochen ist sehr gut.
In einem weiteren Schritt der Forschungsarbeit wurden dann Gefäßversuche gemacht. Das Ziel war, die Düngewirksamkeit von Federnmehl im Vergleich zu Hornmehl und einer Mineraldüngung (Hornstoff) festzustellen.
Abb. 6: Ernteerträge (Frischgewichte) von "Gemüseraps" bei Düngung mit grobgemahlenem Feder- und Hornmehl (1mm) sowie mit Harnstoff auf einem landwirtschaftlich genutzten Boden (Gefäßversuche Universität Peking)
Es wurde Federnmehl mit unterschiedlichem Vermahlungsgrad in abgestuften Mengen zu verschiedenen Böden gedüngt und der Einfluß auf die Ernteerträge und Stickstoffgehalte des Gemüsebaus ermittelt.
Zusammenfassung:
Die Inkubations- und Gefäßversuche zeigen:
- eine relativ rasche und kontinuierliche Stickstoff-Freisetzung aus Federnmehl
- eine gute Düngewirksamkeit von Federnmehl, die der von Hornmehl ebenbürtig ist.
Die Verwendung von Federnmehl als organischen Stickstoffdünger in Landwirtschaft und Gartenbau erscheint erfolgversprechend.
Eine Anfrage beim deutschen Bundeslandwirtschaftsministerium ergab, daß das öffentliche Interesse an Sekundärrohstoffdüngern, z. B. Stickstoffdünger aus Federnmehl, groß ist und auf Wunsch sogar eine Zulassung erteilt werden könnte.