Kompost

In der Natur laufen mikrobielle Umsetzungsprozesse pflanzlicher (und tierischer) Substanz fortlaufend ab. Vor allem saprophytische Pilze wie auch Bakterien und Aktinomyceten sind an dem Kompostierungsprozess beteiligt. Bei der Kompostierung werden diese Prozesse gezielt gefördert und gesteuert. Das macht der Hobbygärtner im kleinen Maßstab, der Gärtner im eigenen Betrieb wie auch die Betreiber großer Kompostierungsanlagen, in denen tausende Kubikmeter von Inputstoffen im Großmaßstab kompostiert werden.

Betriebseigene Komposte

Betriebseigene Komposte werden im Gartenbaubetrieb aus der Vielzahl der im Betrieb anfallenden organischen Abfallstoffe hergestellt. Diese Komposte können sinnvoll in den betriebseigenen Kreislauf zurückgeführt werden, z. B. als Ausgangsstoff für Betriebserden. Aufgrund des hohen innerbetrieblichen Aufwands für die Eigenkompostierung und der Risiken eines nicht qualitätsgeprüften Komposts (keine kontrollierte Überwachung wie bei der Gütesicherung) ist die betriebseigene Kompostierung für die Herstellung von Betriebserden recht unbedeutend geworden. Allerdings wird die Eigenkompostierung zur Herstellung von Komposten zur Bodenverbesserung noch vielfach praktiziert. Komposthaltige Fertigsubstrate und Blumenerden enthalten in der Regel gütegesicherten Kompost nach RAL-GZ 251 aus kontrolliert betriebenen Kompostanlagen.

Kompostierungsverfahren

Um die Vorgaben an gütegesicherten Kompost für die Substratherstellung sicherzustellen, müssen bestimmte Verfahrensabläufe der Kompostierung gewährleistet sein. So sind für die Kompostierung erforderlich:

• Inputstoffe (Ausgangsstoffe), die zum Teil leicht abbaubar sind und zu einem weiteren Teil für eine vorteilhafte lockere Struktur sorgen (holzige Stoffe)
• Inputstoffe, die bezüglich ihrer Nährstoffe und Schadstoffe möglichst risikofreie Gehalte aufweisen
• ein ausreichender Feuchtigkeitsgehalt während der Kompostierung
• eine ausreichende Sauerstoffzufuhr

Die Inputstoffe entscheiden maßgeblich über die Qualität des Komposts. Obwohl über die getrennte Sammlung von Grünabfällen und Bioabfällen bestimmte Standards gewährleistet werden können, ist die Homogenität des Komposts von Charge zu Charge häufig schwer sicherzustellen. Bedingt wird dies durch jahreszeitliche Schwankungen in der Zusammensetzung der Inputstoffe oder durch Inputstoffe verschiedener Herkünfte. Die ausschließliche Kompostierung nur eines Inputstoffes, beispielsweise von Nadelholzrinde, erleichtert hierbei Qualitätszusicherungen. Sogenannter Müllkompost aus der Kompostierung von nicht getrennt gesammelten Haushaltsabfällen ist in diesem Zusammenhang aufgrund seiner hohen Belastung an Schwermetallen und Schadstoffen nach Bioabfallverordnung nicht einmal für die land- und gartenbauliche Bodenverbesserung erlaubt. Gärrestkomposte haben als Ausgangsstoff für die Substratherstellung ebenfalls aufgrund teils hoher Gehalte an Schad- und Nährstoffen derzeit so gut wie keine Bedeutung bei der Substratherstellung.

Beim Betrieb von Kompostierungsanlagen können Emissionen wie Gerüche, Lärm, Staub, Keime oder flüssige Emissionen wie Sicker- und Kondenswasser entstehen. Nach guter fachlicher Praxis werden diese durch bauliche und verfahrenstechnische Maßnahmen reduziert.

Neben den chemischen und physikalischen Eigenschaften des Komposts stehen die biologischen, insbesondere die human- und phytopathologischen Risiken im Vordergrund. Komposte müssen für Mensch, Tier und Pflanze unbedenklich sein. Mittels eines sachgerechten Kompostierungsprozesses wird der Kompost hygienisiert (nicht sterilisiert) und bekommt mehr oder weniger einheitliche Eigenschaften innerhalb einer Charge (z. B. einer Miete). LEIFERT(1) nennt folgende Kompostierungsverfahren:

• offene Mietenkompostierung
• eingehauste/gekapselte Mietenkompostierung
• Boxen- oder Containerkompostierung
• Zellenkompostierung
• Tunnelkompostierung
• Brikollarekompostierung
• Trommelkompostierung

Die bei Weitem bedeutendste und am längsten betriebene Form der Anlagenkompostierung ist nach KERN(2) die offene Kompostierung, gefolgt von der eingehausten Kompostierung und der Boxen-/Containerkompostierung. LEIFERT(1) gibt zu diesen drei Kompostierungsverfahren nachfolgende Kurzbeschreibungen.

Offene Mietenkompostierung

• Mieten als geschüttetes Hauwerk als Trapez- oder Dreiecksmiete
• optional mit oder ohne aktive Belüftung
  • natürliche Belüftung (Dreiecksmieten: maximale Schütthöhe ca. 1,5 m, regelmäßiges Umsetzen)
  • Zwangsbelüftung als Saug-Unterflurbelüftung
• Umsetzung des Materials mittels Umsetzaggregaten (selbstfahrend, gezogene Umsetzgeräte, Radlader/Bagger)
• Nachrotte und Lagerung mit Überdachung vorteilhaft
• Nachrotte und Lagerung mit Überdachung vorteilhaft

Eingehauste Mietenkompostierung

• eingehaustes (in Hallen) oder gekapseltes Rottesystem mit zwangsbelüfteten Tafelmieten
• Belüftungssysteme in Form der Druck- oder Saugbelüftung (in der Regel gesteuert über die Mietentemperatur)
• steuerbare Umsetzaggregate (Koordinatenumsetzer); Auflockerung mittels Schneckenfräswelle oder Schaufelrädern und erneute Ablage des Rotteguts zu Tafelmieten, ggf. mit Kompensation des Rotteverlustes
• kontrollierbarer und steuerbarer Luft- und Wasserhaushalt, separate Wassererfassung: Befeuchtung des Rottematerials während des Umsetzens möglich
• Verlauf der Rotte wird durch rottespezifische Parameter überwacht und durch Zuführung von Luft und Wasser gesteuert
• Rottedauer 3-4 Monate

Boxen-/Containerkompostierung

• Intensivrotte erfolgt in einem geschlossenen, zwangsbelüfteten Raum mit vollständiger Ablufterfassung
• temperaturgesteuerte Zwangsbelüftung des Rotteguts
• separate Erfassung von Prozess-/Sicker- und Kondensatwasser
• Entnahme des Frischkomposts aus den Rotteboxen per Radlader oder automatisches Austragsystem
• Rottedauer ca. 7-14 Tage
• Nachrotte des Frischkomposts durch offene Mietenkompostierung oder erneuter ein- bis zweimaliger Eintrag in die Boxen

Unabhängig vom Kompostierungsverfahren sind gemäß Anhang 2 der Bioabfallverordnung(3) die Anforderungen an die hygienisierende Behandlung von Bioabfällen (thermophile Kompostierung) zur Gewährleistung der seuchen- und phytohygienischen Unbedenklichkeit festgelegt:
„Die Prozesssteuerung in Kompostierungsanlagen muss für die Hygienisierung der Bioabfälle so vorgenommen werden, dass über mehrere Wochen ein thermophiler Temperaturbereich und eine hohe biologische Aktivität bei günstigen Feuchte- und Nährstoffverhältnissen sowie eine optimale Struktur und Luftführung gewährleistet sind. Der Wassergehalt soll mindestens 40 % betragen und der pH-Wert um 7 liegen. Im Verlauf der aeroben hygienisierenden Behandlung muss eine Temperatur von mindestens 55 °C über einen möglichst zusammenhängenden Zeitraum von 2 Wochen, von 60 °C über 6 Tage oder von 65 °C über 3 Tage auf das gesamte Rottematerial einwirken.“

Bei der Unterscheidung der verschiedenen Komposttypen sind die verwendeten Inputstoffe ausschlaggebend. Dabei ist das Kompostierungsverfahren bedeutungslos.

Vergrößerte Darstellung von: Definitionen für Kompostprodukte entsprechend ihren Inputstoffen bzw. dem Ort ihrer Kompostierung

Definitionen für Kompostprodukte entsprechend ihren Inputstoffen bzw. dem Ort ihrer Kompostierung

Gemäß der Kompost-Gütesicherung RAL-GZ 251(4) werden folgende Kompostkategorien als gütegesicherte Produkte definiert:

Frischkompost ist hygienisiertes, in intensiver Rotte befindliches oder zu intensiver Rotte fähiges fraktioniertes Rottegut zur Bodenverbesserung und Düngung. Frischkompost entspricht Rottegrad II oder III.
Fertigkompost ist hygienisierter, biologisch stabilisierter und fraktionierter Kompost zur Bodenverbesserung und Düngung. Fertigkompost entspricht Rottegrad IV oder V.
Substratkompost ist Fertigkompost mit begrenzten Gehalten an löslichen Pflanzennährstoffen und Salzen, geeignet als Mischkomponente für Kultursubstrate.

Für alle Komposttypen sind folgende Körnungen definiert:

• Feinkörnig → bis 12 mm
• Mittelkörnig → bis 25 mm
• Grobkörnig → bis 40 mm

Für Kultursubstrate kommen nur fein- und mittelkörnige Komposte in Frage.

In Deutschland werden einige Millionen Kubikmeter Kompost in Kompostbetrieben hergestellt. Davon wird ein Teil nach RAL-GZ 251 als Frisch- oder Fertigkompost gütegesichert. Von den einigen Hunderttausend Kubikmetern gütegesicherten Fertigkomposten ist lediglich ein geringer Teil als Substratkompost gütegesichert, da nur diese die entsprechenden hohen Anforderungen erfüllen.

Chemische Eigenschaften

Das breite Spektrum der möglichen Inputstoffe bedingt u. a. die große Schwankungsbreite der chemischen Eigenschaften der Komposttypen. Diese müssen stets bei der Verwendung von Kompost als Substratausgangsstoff berücksichtigt werden.

Vergrößerte Darstellung von: Typische Wertebereiche chemischer Eigenschaften verschiedener Komposttypen, ermittelt nach VDLUFA-Methoden (SCHMILEWSKI unveröffentlicht)

Typische Wertebereiche chemischer Eigenschaften verschiedener Komposttypen, ermittelt nach VDLUFA-Methoden (SCHMILEWSKI unveröffentlicht)

Substratkomposte nach RAL-GZ 251 müssen neben den Anforderungen an Fertigkomposte die in der folgenden Tabelle aufgeführten Anforderungen bezüglich des Gehaltes an Steinen, der Stickstoff-Immobilisierung, der Körnung, des Gehaltes an Nährstoffen und des maximalen Salzgehaltes erfüllen. Erst dann dürfen sie zu Volumenanteilen von maximal 20 % (Typ 1) bzw. 40 % (Typ 2) als Substratausgangsstoff eingesetzt werden.

Vergrößerte Darstellung von: Qualitätskriterien und Güterichtlinien für Substratkomposte nach RAL-GZ 251 mit Ergänzungen der Bundesgütegemeinschaft Kompost e. V. 1)

Qualitätskriterien und Güterichtlinien für Substratkomposte nach RAL-GZ 251 mit Ergänzungen der Bundesgütegemeinschaft Kompost e. V. 1)

(4) (5)

Physikalische Eigenschaften

Eine Übersicht der physikalischen Eigenschaften, bestimmt nach Europäischen Normen, gibt die folgende Tabelle.

Vergrößerte Darstellung von: Durchschnittliche Wertebereiche einiger physikalischer und chemischer Eigenschaften von organischen Substratausgangsstoffen, ermittelt nach Europäischen Normen. (In Abhängigkeit von den Probeneigenschaften, wie Struktur, Feuchtigkeitsgehalt und Verunreinigungen, können abweichende Werte auftreten.)(SCHMILEWSKI, BARTELS und EMMEL, unveröffentlicht.)

Durchschnittliche Wertebereiche einiger physikalischer und chemischer Eigenschaften von organischen Substratausgangsstoffen, ermittelt nach Europäischen Normen. (In Abhängigkeit von den Probeneigenschaften, wie Struktur, Feuchtigkeitsgehalt und Verunreinigungen, können abweichende Werte auftreten.)(SCHMILEWSKI, BARTELS und EMMEL, unveröffentlicht.)

Der gemäß RAL-GZ 251(4) geforderte Mindestgehalt an organischer Substanz von 15 % (m/m) in der Trockensubstanz macht deutlich, wie schwer es ist, bei der getrennten Sammlung tatsächlich nur organische Inputstoffe zu sammeln. Obwohl bei Substratkomposten die Gehalte an organischer Substanz in der Regel um 30 % (m/m) liegen, darf der mineralische Anteil maximal 85 % (m/m) betragen. Solche hohen mineralischen Anteile sind vor allem durch mitgesammelte Wurzelballen aus Boden und Substrat oder anhaftende Erde zu erklären. Hohe mineralische Anteile wirken sich nachteilig auf die Wasser- und Luftkapazität des Substrats aus. Zudem tragen sie beim Transport zu höheren Kosten bei und erschweren die Handhabung der aus Komposten hergestellten Substrate.
Grün(gut)komposte, die für die Herstellung von Kultursubstraten und Blumenerden wegen ihrer offenen, lockeren Struktur geschätzt werden, sind in der Regel dann minderwertig, wenn holzige Inputstoffe herausgesiebt und als Brennstoffe in Kraftwerken verwendet werden. Mit den verbleibenden Inputstoffen kann man nicht Komposte mit genügender Wasser- und Luftkapazität herstellen. Ferner ist dann der Gehalt an organischer Substanz im Kompost niedriger.

Biologische Eigenschaften

Von großer Bedeutung ist der Rottegrad. Der Rottegrad ist ein Maß für die Reife eines Komposts und wird über den Selbsterhitzungstest nach DIN EN 16087-2(6) bestimmt.

Vergrößerte Darstellung von: Zuordnung von Temperaturmaxima und Atmungsaktivität zu Rottegraden und Produktbezeichnungen von Komposten nach Methodenbuch der Bundesgütegemeinschaft Kompost

Zuordnung von Temperaturmaxima und Atmungsaktivität zu Rottegraden und Produktbezeichnungen von Komposten nach Methodenbuch der Bundesgütegemeinschaft Kompost

(5)

Der Kompostierungsprozess muss gewährleisten, dass das Kompostprodukt praktisch frei von Unkrautsamen, humanpathogenen Krankheitserregern und anderen Schadorganismen ist. Komposte sind von allen Substratausgangsstoffen die am stärksten belebten. Augenscheinlich treten manchmal saprophytische Pilze auf Komposten oder komposthaltigen Substraten mit ihren Myzelien oder Fruchtkörpern auf. Diese ziehen dann häufig pilzverzehrende Trauermücken an, deren Larven Wurzelschäden verursachen können.

Die suppressive, d. h. krankheitsunterdrückende Wirkung vieler Komposte ist bekannt. Dieses sogenannte antiphytopathoge Potential ist aber nicht grundsätzlich vorhanden und meist auch schwer nachzuweisen. Je nach Inputstoffen und dem daraus entstandenen Kompost gibt es erhebliche Unterschiede in der Zusammensetzung der Mikroflora von Komposten. Bakterien, Pilze und andere Mikroorganismen, die in einem bestimmten Kompost vorhanden sind, kommen nicht zwangsläufig in einem anderen Kompost vor; das beeinflusst die Suppressivität von Komposten.

Generell müssen Komposte – auch Substratkomposte – mit anderen Substratausgangsstoffen gemischt werden. Das liegt an einigen kritischen Eigenschaften der Komposte. Diese Eigenschaften bedingen, dass vor allem Torf als Trägermaterial, aber auch Holzfasern, Kokosmark und Rindenhumus als Mischkomponenten in Frage kommen. Ziele dabei sind,

• den meist hohen pH-Wert des Komposts zu senken,
• den Salzgehalt auf ein pflanzenverträgliches Niveau zu senken,
• den hohen Gehalt von Kalium und Phosphat zu reduzieren,
• einer potentiellen Stickstoff-Immobilisierung entgegenzuwirken,
• das Substratgewicht und dadurch Transportkosten zu reduzieren und
• den Wasser- und Lufthaushalt zu verbessern.

Vorteile der Kompostverwendung in Substraten sind:

• Vermeidung, Verminderung und Verwertung von organischen Abfällen
• geringerer Bedarf an Kalk und Nährstoffen bei der Substratherstellung
• Nutzung eventuell vorhandener suppressiver Eigenschaften des Komposts im Substrat

Wie mit allen anderen Substratausgangsstoffen verhält es sich mit Komposten/Substratkomposten genauso: Grundsätzlich können Komposte in allen Bereichen der Substratherstellung eingesetzt werden – es kommt auf ihre Qualität und damit auf die Dosierung an. Je höher der Kompostanteil, desto mehr muss auf eventuelle Risiken geachtet werden.

Die Nachkompostierung von frischen Gärresten ist erforderlich, um keimfähige Samen abzutöten und die hohe Stickstoff-Immobilisierung des Frischmaterials zu reduzieren. Trotzdem kann Gärrestkompost nur selten die Qualitätskriterien für Substratkompost nach RAL-GZ 251 erfüllen. Vor allem die Inputstoffe haben großen Einfluss auf die Qualität des Gärrestkomposts. So sind Speiseabfälle für sehr hohe Gehalte an löslichen Nährstoffen, aber vor allem für hohe Gehalte an Na und Cl verantwortlich. Einfluss hat nach Fischer & Schmitz(7) auch das beim Aufmaischen der Abfälle verwendete Wasser. So hat anfallendes Prozesswasser wesentlich nachteiligere Eigenschaften als salz- und ballaststoffarmes Frischwasser. Die hohen Mittelwerte in der nahfolgenden Tabelle sollen aber nicht darüber hinwegtäuschen, dass einzelne Gärrestkomposte in angepassten Aufwandmengen durchaus in Substraten verwendbar sind.

Vergrößerte Darstellung von: Analysenmittelwerte (Probenanzahl ≥ 57) unterschiedlicher kompostierter Gärreste, ermittelt nach VDLUFA-Methoden

Analysenmittelwerte (Probenanzahl ≥ 57) unterschiedlicher kompostierter Gärreste, ermittelt nach VDLUFA-Methoden

(7)