Tüylerin ve Kuş Tüylerinin Yeniden Değerlendirilmesi

Hohenheim Üniversitesi siparişimiz üzerine “bir atık ürününün kanatlı hayvan tüyleri üzerinde, tarım ve bahçecilik alanlarında organik azotlu gübre olarak kullanılması” adlı araştırma projesini gerçekleştirdi.

Arka plan:
Yatak tüyü işlemlerinden dolayı yalnızca Almanya’da tahminen yaklaşık 950 ton atık tüy ortaya çıkıyor.

Bu bağlamda tüm Avrupa bölgesi ve yatak tüyü sanayinin gelecekte ömrünü dolduran yatak ürünlerini tasfiye etmekle yükümlü tutulacağı olgusu düşünüldüğünde, bu miktar dört katına çıkıyor.

Adım adım ilerlemek için öncelikle “kanatlı hayvan tüyünden meydana gelen bir atık ürününün tarımda ve bahçecilikte nasıl yararlı bir şekilde kullanılabileceğini” ele aldık.

Bugüne kadar üyelerin atık tüyleri ya

• Tasfiye edenler (bahçıvanlar) tarafından alınıyor,
• ya tüyler çöp toplama tesislerine atılıyor
• ya da atık yakma tesisine gidiyordu.

Tüylerin çöp toplama tesislerine ya da atık yakma tesislerine bırakılması gelecekte iyice zorlaşacak.

Doğal kaynaklardan tasarruf etmek için atıklar mümkün olduğu kadar yeniden değerlendirilmelidir. Bu durumda atıklar değil, tali maddeler ve malzemeler söz konusu olacaktır.

Atık tüylerin değerlendirilmesinde öncelikle gübre akla geliyor.

Ürünümüzü gelecekte herhangi bir şekilde gübre olarak kullanabilmek için üç önkoşulun varlığı araştırılmalıdır:

Ayrıca gübre hukukunun incelenmesi gerekiyor, tali madde ham gübresi, gübre hukukuna tabidir.

Değer sağlayan içerik maddelerinin ilk ön koşulları için

Tüy unu, kıkırdak unu ve ahır dışkısının besleyici madde miktarlarının karşılaştırması (ortalama değerler, örnekler)
	Tüy unu	Kıkırdak unu	Ahır dışkısı
organ. Öz (C)(%)	45	70	18
Azot (%)	14	10	1,7
C/N oranı	3,2	7	10,6
Diğer ana besleyici maddeler (g/kg TS)
Fosfor	2,9	1,8	2,5
Potasyum	1,5	1,2	5,0
Magnezyum	0,8	0,3	1,5

Şekil 1 – Tüy ununun, kıkırdak ununun ve ahır dışkısının besleyici madde içeriklerinin karşılaştırması

İkinci önkoşul için, zararlı maddeler

Tüy ununun yeşil doğal gübreye oranla içerdiği ağır metaller (ortalama değerler; mg/kg TS)
	Tüy unu	Yeşil doğal gübre
Kurşun	< 4	50
Kadmiyum	< 0,4	0,4
Krom	< 4	25
Bakır	15	30
Nikel	< 4	10
Cıva	< 0,02	0,2

Şekil 2 – Tüy ununun yeşil doğal gübreye oranla içerdiği ağır metaller

Üçüncü önkoşul olan bitki toleransı ve gübre etkinliği için

Tüy atıklarının besleyici maddelerinin kimyasal bağıntısı
Durum:	Besleyici maddeler keratinlerin (kıkırdak özleri) içinde bağlıdır = yüksek moleküler iskelet protein maddeleri
	Koşullu yüksek kimyasal ve mekanik direnç
Sorun:	Besin maddelerinin çok düşük çözünürlüğü ve ulaşılabilirliği örneğin bitkisel ve hayvani beslenme için
	Hemen çözünen azot: yaklaşık %0,5
Çözülme oranı:	Tüy atıklarının tüy unu olarak öğütülmesi yoluyla azot ulaşılabilirliğinin iyileştirilmesi (toprakta bitkiler tarafından değerlendirilebilen çözülebilir N bağıntılar şeklinde mikrobik transferin teşviki için)
Görev:	Tüy ununun organik azotlu gübre olarak kullanımının iki araştırma projesinde araştırılması
	Araştırmacı: A. Stuttgart-Hohenhein Üniversitesi Bitki Beslenmesi Enstitüsü (Avrupa Yatak Tüyleri Enstitüsü tarafından finanse edilmektedir) B. Pekin Üniversitesi Bitki Beslenmesi ve Toprak Bilgisi Enstitüsü (Çin) (BAU) (L. H. Lorch AG, Esslingen firması tarafından finanse edilmektedir)

Şekil. 3 – Tüy atıklarındaki besleyici maddelerin kimyasal bağıntısı

Bu araştırmada tüy ununun özellikle ekolojik tarım ve bahçecilik alanında kullanılması üzerinde yoğunlaştık, çünkü ekolojik tarımda çabuk çözünen, sentetik mineral gübreleri kullanılmıyor.

Gübre birçok kez kıkırdak unu ürünleriyle ve öğütülmüş kene otuyla gübreleniyor. Tüy ununun bu işletmelerde kullanılması ideal olur ve konsept açısından da uygulanabilirdir.

Araştırma çalışması çerçevesinde, tüy ununun içerdiği azotun açığa çıkışını araştırmak amacıyla önce inkübasyon deneyleri yapıldı. İnkübasyon deneyi, azotun hangi sürede açığa çıktığının araştırdığı anlamına geliyor. Bu aynı zamanda başka bir organik azotlu gübre (kıkırdak unu) ile karşılaştırılarak yapıldı.

Burada farklı oranlarda öğütülmüş tüy unları gittikçe düşen miktarlarda topraklarla karıştırıldı ve birkaç hafta boyunca kontrollü koşullar (yüksek sıcaklık ve nem oranı) altında muhafaza edildi. Belli aralıklarla toprak-tüy unu karışımlarının bulunduğu kaplar alındı ve toprak çözeltisindeki mineralli (çözülebilir) azot (nitrat, amonyum) miktarları belirlendi.

Bu işlem Almanya’da ve Çin’de yapıldı.
Almanya’daki deneylerde açığa çıkan azotun yüzde oranının, kıkırdak ununda tüy ununa göre biraz daha iyi olması dikkat çekicidir.

Şekil 4: Azotsuz bir killi toprakta tüy unu ve kıkırdak unundan azotun açığa çıkışı (Stuttgart-Hohenheim Üniversitesi Bitki Beslenmesi Enstitüsü)

Çin’de durum tam tersiydi.

Şekil 5: Sebze ekilebilen ve tarımda kullanılan bir toprakta tüy unundan ve kıkırdak unundan azotun açığa çıkışı (% olarak) (Pekin Üniversitesi inkübasyon deneyleri)

4. şekildeki sonuç, yani 12 haftada %50’ye varan azotun açığa çıkması çok iyi.

Araştırma çalışmasının bir diğer adımında kap deneyleri yapıldı.

Hedef tüy ununun gübre etkinliğini, kıkırdak unuyla ve bir mineral gübrelemesiyle (keratin) karşılaştırarak belirlemekti.

Şekil 6: Kaba öğütülmüş tüy ve kıkırdak unuyla (1mm) ve keratinle tarım için kullanılan bir toprakta gübreleme yapıldığında “sebze kanolasının” hasat kazançları (taze ağırlık)

Çeşitli öğütme oranlarına sahip tüy unları azalan miktarlarda çeşitli topraklara gübre olarak koyuldu ve ekilen sebzelerin içerdikleri azot miktarı belirlendi.

Özet:

İnkübasyon ve kap deneylerinin gösterdikleri:

• Tüy unu sayesinde oldukça hızlı ve devamlı azot açığa çıkışı
• Tüy unu, kıkırdak ununa denk olan iyi bir gübre etkinliğine sahiptir.

Tüy ununun tarımda ve bahçecilikte organik azotlu gübre olarak kullanımı başarı vaad ediyor.

Alman Federal Tarım Bakanlığı’na yapılan bir başvuru, toplumun tali hammadde gübrelerine, örneğin tüy unundan azotlu gübreye ilginin büyük olduğu ve istek üzerine bir izin bile verilebileceğini gösterdi.

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.

Der 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:

Außerdem muß das Düngemittelrecht geprüft werden, der
Sekundärstoffrohdünger unterliegt dem Düngemittelrecht.

Zu der ersten Voraussetzung, den wertgebenden Inhaltsstoffen

Abb. 1 - Vergleich der Nährstoffgehalte von Federnmehl, Hornmehl und Stallmist

Zur zweiten Voraussetzung, den Schadstoffen

Abb. 2 - Schwermetallgehalte von Federnmehl im Vergleich mit Grüngutkompost

Zur dritten Voraussetzung, der Pflanzenverträglichkeit und der Düngewirksamkeit

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.