Nachhaltige Nutzung biogener Haushaltsabfälle durch die aerobe Behandlung von getrennt gesammelten biogenen Abfallstoffen und die Anwendung von Kompost in der Landwirtschaft im Südkaukasus

Nachhaltige Nutzung biogener Haushaltsabfälle durch die aerobe Behandlung von getrennt gesammelten biogenen Abfallstoffen und die Anwendung von Kompost in der Landwirtschaft im Südkaukasus Dissertation: Nikolas Zöller, im Fachbereich 11, Ökologische Agrarwissenschaften der Universität Kassel Zusammen mit den Projektpartnern (Armenian National Agrarian University und Agricultural Agrarian University of Georgia) wurden in ausgewählten Kleinstädten mit unterschiedlicher Siedlungsstruktur in den Jahren 2010 und 2011 die Bioabfallkompostierung im Modellmaßstab von organischen Haushaltsabfällen untersucht. Im Rahmen der Arbeit wurde mit den erzeugten Bioabfallkomposten in Georgien in den Jahren 2011 und 2012 Anbauversuche mit Freilandtomaten und in Armenien im Jahre 2012 Gewächshausversuche mit den Kulturen Radieschen (Raphanus sativus L.), Spinat (Spinacia oleracea L.) und Sommergerste (Hordeum vulgare L.) durchgeführt. Außerdem führte der Autor In den Jahren 2012 und 2013 Biotestverfahren zur Untersuchung von suppressiven Effekten mit georgischem Bioabfallkompost gegenüber bodenbürtigen pathogenen Pilzen in einem sterilen System (Erreger der Schwarzbeinigkeit Pythium ultimum / Wirtspflanze Erbse) an der Universität Kassel am Standort Witzenhausen durch. Ziel und Schwerpunkt der Kompostierungsversuche war es, unter Berücksichtigung der Klimabedingungen, die organische Hausmüllzusammensetzung, den Einsatz von unter-schiedlichen Zuschlagsstoffen als Strukturmaterial für die Kompostierungsprozesse während aller Jahreszeiten an den Standorten Abovyan City (Armenien) und Marneuli (Georgien) zu untersuchen. Die in den Kompostierungsversuchen verwendeten Strukturmaterialien, Weizenstroh und Holzhäcksel in Armenien sowie Grünschnitt und Holzhäcksel in Georgien, sind für die Kompostierungsprozesse gleichermaßen geeignet. Allerdings sind in Armenien infolge der weit fortgeschrittenen Abholzung und speziell im Bezirk Marneuli (Georgien) aufgrund der Landnutzungs- und Landschaftsstruktur Bestandteile wie Baum- und Strauchschnitt nur schwer zu beschaffen. Es ergaben sich beim Kompostierungsprozess bis auf eine Ausnahme in Georgien keine signifikanten Unterschiede zwischen den Varianten Bioabfall mit Grünschnitt und Bioabfall mit Holzhäcksel. Beim Vergleich der Nährstoffgehalte der in den Versuchen erzeugten Bioabfallkomposte mit gütegesichertem Bioabfallkompost aus Deutschland, zeigen vor allem die Phosphor-, Kalium- und Calciumgehalte am Standort Marneuli (Georgien) überdurchschnittlich hohe Werte. In Abovyan City (Armenien) waren die Kalium-, Calcium- und Magnesiumgehalte höher als gütegesicherter deutscher Kompost und die Phosphorgehalte weisen ähnliche Werte aus. Die Stickstoffgehalte an beiden Standorten hatten ein deutlich geringeres Niveau als vergleichbare gütegesicherte Bioabfallkomposte in Deutschland. Die Schwermetallgehalte der in den Kompostierungsversuchen erzeugten Komposte überschreiten sowohl in Armenien als auch in Georgien die Grenzwerte der deutschen Bioabfallverordnung. Gründe für die zum Teil hohen Schwermetallwerte sind in der Herkunft des Ausgangsmaterials zu suchen, da die organische Fraktion des Hausmülls mit dem gesamten Restmüll zusammen teilweise über Tage in den Müllcontainern gelagert war und dort aller wahrscheinlichkeit nach mit Schwermetallen kontaminiert wurde. Die Pflanzungen der Tomatenfreilandversuche erfolgten mit verschiedenen Bioabfallkompost (BAK) Gaben im Jahre 2011 als randomisierte Blockanlage mit dreifacher Wiederholung und im Jahre 2012 mit vierfacher Wiederholung. Erhöhte BAK Düngungen hatten im Jahre 2011 bei den verschiedenen Varianten gesteigerte Erträge zur Folge. Allerdings konnten diese bis auf eine Ausnahme nicht statistisch abgesichert werden. Die Düngung mit verschiedenen Mengen an Bioabfallkompost hatte keine signifikante Wirkung auf die Kalium-, Calcium-, Phosphor-, Magnesium- und Eisengehalte. Die Schädigungen der Tomatenfrüchte durch Sonnenbrand und Baumwoll-Kapseleule (Helicoverpa armigera) der Kontrollvariante waren zu den mit Bioabfallkompost gedüngten Varianten teilweise signifikant. Im Jahre 2011 wurden in Armenien parallel insgesamt zwei Gefäßversuche in rando¬misierten Blockanlagen mit insgesamt neun - bzw. fünfzehn verschiedenen Düngungs¬varianten durchgeführt. Ein Unterschied zwischen den verschiedenen Bioabfallkomposten hinsichtlich der Zuschlag-stoffe Holzhäcksel oder Weizenstroh, ob mit oder ohne Überdachung, sowie zwischen den verschiedenen Düngestufen und der ungedüngten Kontrolle hinsichtlich der Nährstoffaufnahme konnte statistisch nicht festgestellt werden. Die Frischmasseerträge beider Gefäßversuche von Radieschen (Sprossknolle + Blätter) aller gedüngten Varianten erreichten einen signifikant höheren Gesamtertrag im Vergleich zur Kontrolle. Die gedüngten Varianten zeigten untereinander keine statistisch absicherbaren Unterschiede im Gesamtertrag. Die Erträge der Sprossknollen der gedüngten Varianten entsprechen durchschnittlichen Ernteergebnissen der Kultur in Deutschland (Statistisches Bundesamt, 2011). Bei den Frischmassenerträgen von Sommergerste zeigt sich bei beiden Versuchsreihen ein etwas differenzierteres Ergebnis. Die Varianten mit doppelter BAK Menge und einfacher BAK Menge mit N-Aufdüngung erreichten gegenüber den übrigen Varianten einen signifikant höheren Frischmassenertrag. Die eingesetzten georgischen Bioabfallkomposte zeigten für die Jahre 2012 und 2013 gegenüber Pythium ultimum eine gute und absicherbare suppressive Wirkung im Parameter Sprossfrischmasse. Insbesondere für die Chargen des Jahres 2013 waren die Effekte deutlich, im Jahr 2012 war nur eine geringe Wirkung der Komposte erkennbar. Vergleicht man die Kompostarten nach den verwendeten Zuschlagstoffen, ergibt sich, dass der Kompost mit Bioabfall und Holzhäcksel des Jahres 2012 zumindest im Vergleich zu der Sand-Variante sowie auch im Vergleich zum Kompost mit Bioabfall und Grünschnitt eine absicherbare Steigerung des Frischgewichtes bewirkte. Die Ergebnisse der Versuchsparameter Sproßfrischmasse, Sproßlänge sowie Auflaufrate der Keimlinge zeigen, dass es möglich ist, im Biostestverfahren unter sterilen Bedingungen den Nachweis zur Suppressivitat von georgischen Bioabfallkomposten mit unterschiedlichen Zuschlagstoffen gegenüber Pythium ultimum zu erbringen.