Umwelt / Recycling

Recycling von Federn und Daunen

Zum resourcensparenden Umgang mit der Umwelt sollten Abfälle soweit wie möglich wiederverwertet werden, die dann als Sekundärstoffe oder Werkstoffe in den Wertschöpfungskreislauf zurückgeführt werden. Schätzungsweise fallen durch die Bettfedernbearbeitung allein in Deutschland ca. 950 to. Abfallfedern an. Mit Blick auf den europäischen Markt vervielfacht sich diese Zahl entsprechend. Bisher werden Abfallfedern entweder von Entsorgern (z.B. Gärtnern) abgeholt, auf die Deponie verbracht oder in der Müllverbrennung vernichtet. Die Entsorgung von Federn auf Deponien oder in der Müllverbrennung wird in Zukunft immer problematischer.

Die Universität Hohenheim hat deshalb im Auftrag des EDFA das Forschungsvorhaben "Verwendung eines Abfallproduktes aus Geflügelfedern als organischen Stickstoffdünger in Landwirtschaft und Gartenbau" durchgeführt.

Um Federn als Düngemittel verwenden zu können, mussten neben dem Düngemittelrecht, dem der Sekundärstoffrohdünger unterliegt, drei Voraussetzungen überprüft werden:

  1. Was sind die wertgebenden Inhaltstoffe?
  2. Was sind die Schadstoffe?
  3. Wie steht es mit der Pflanzenverträglichkeit und der Düngewirksamkeit?

Wertgebende Inhaltsstoffe

Vergleich der Nährstoffgehalte von Federnmehl, Hornmehl und Stallmist
  Federnmehl Hornmehl Stallmist
(Mittelwerte, Beispiele) 45 70 18
organ. Substanz (C)(%) 14 10 1.7
Stickstoff (%) 3.2 7 10.6
C/N-Verhältnis      
Weitere Hauptnährstoffe (g/kg TS)   1.8 2.5
Phosphor 2.9 1.2 5.0
Kalium 1.5 0.3 1.5
Magnesium 0.8    
Abb. 1 - Vergleich der Nährstoffgehalte von Federnmehl, Hornmehl und Stallmist

Schadstoffe

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

Pflanzenverträglichkeit und 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 %

Lösungsansatz:   

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:

  • Institut für Pflanzenernährung der Universität Stuttgart-Hohenhein (finanziert vom Verband der Europäischen Bettfedernindustrie)
  • Institut für Pflanzenernährung und Bodenkunde der Universität Peking (China) (BAU) (finanziert von Fa. L. H. Lorch AG, Esslingen)
Abb. 3 - chemische Bindung der Nährstoffe in Federnabfällen

Die Studie konzentrierte sich beim Einsatz von Federnmehl besonders auf den ökologischen Land- und Gartenbau, da hier keine schnell löslichen, synthetischen Mineraldünger eingesetzt werden. Es wird vielfach mit Hornmehlprodukten und Rizinusschrot gedüngt. Der Einsatz von Federnmehl in diesen Betrieben wäre ideal und konzeptionell durchführbar.

Im Rahmen der Forschungsarbeit wurden zunächst Inkubationsversuche gemacht mit dem Ziel, die Zeitspanne für die Freisetzung des im Federnmehl enthaltenen Stickstoffs zu untersuchen. 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. Die Tests wurden 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. In China war es gerade umgekehrt.

Abb. 4: Freisetzung von Stickstoff aus Federnmehl und Hornmehl in einem stickstoffarmen Lehmboden (Institut für Pflanzenernährung der Universität Stuttgart-Hohenheim)

 

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 mit sehr gut zu bewerten. 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:

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.