Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Recycelter Phosphor für die Landwirtschaft - Was ist möglich, was ist sinnvoll?

10.12.2008
Phosphor ist ein lebensnotwendiger Pflanzennährstoff. Der Bedarf an Phosphor für die Landwirtschaft steigt mit wachsender Weltbevölkerung. Die natürlichen Phosphatreserven sind jedoch endlich. Ein Dilemma?

Auf den 8. Braunschweiger Nährstofftagen Mitte November am Julius Kühn-Institut wurden Möglichkeiten aufgezeigt, Phosphordünger (P-Dünger) aus Abfallprodukten zu gewinnen. Es wurden technische Recycling-Verfahren vorgestellt.

Neben ökonomischen Anforderungen müssen die Verfahren recycelte P-Dünger hervorbringen, die ökologisch und gesundheitlich unbedenklich sind und eine gute Düngewirkung haben. So lautet ein wichtiges Fazit der fachübergreifenden Veranstaltung, zu der rund 100 Teilnehmer aus Forschung, Wirtschaft und Politik zusammengekommen waren. Unter den Teilnehmern herrschte Einigkeit darüber, dass im Sinne einer für kommende Generationen nachhaltigen Nutzung der Bedarf an Phosphor in der Landwirtschaft künftig stärker von Phosphaten aus sekundären Quellen gedeckt werden muss. Mögliche sekundäre Phosphatquellen sind Abwässer aus Kläranlagen, Klärschlämme sowie Klärschlammaschen, aber auch phosphorreiche Schlachtnebenprodukte.

So wurde beispielsweise im Rahmen des EU-Projektes SUSAN in einer Pilotanlage in Österreich ein Verfahren erfolgreich getestet, das Klärschlammasche thermisch aufbereitet. Eine Praxisanlage in Bayern ist in Planung. Andere Verfahren setzen die Berliner Wasserbetriebe (Abwasser) oder eine Kläranlage in Gifhorn (entwässerter Klärschlamm) ein. Da Maßstäbe und Bezugsgrößen nicht einheitlich verwendet werden, ist es allerdings teilweise schwierig, die ökonomische und energetische Effizienz der Anlagen vergleichend zu bewerten. Um vor dem Gesetzgeber und in der Praxis bestehen zu können, müssen die recycelten Phosphatdünger geringst mögliche Gehalte an schädlichen Schwermetallen enthalten und frei von gefährlichen organischen Verbindungen sein.

Eine weitere, für den Nährstoff Phosphor wesentliche und auf der Tagung umfassend diskutierte Forderung an neue Düngemittel ist, dass die gewonnenen Phosphorverbindungen auch wirksam, d. h. für die Pflanze gut verfügbar sind. Judith Schick vom Julius Kühn-Institut untersuchte im Rahmen von SUSAN die Düngewirkung thermochemisch behandelter phosphorhaltiger Klärschlamm-Aschen. Diese Aschen werden in einem Drehrohrofen unter Beimengung eines Chlordonators verbrannt, um sie weitgehend von Schwermetallen zu entfrachten sowie die P-Verbindungen umzukristallisieren. Ergebnisse von Gefäßversuchen mit derart hergestellten P-Düngern zeigen, dass bei optimaler Wahl der Verfahrensparameter Erträge erzielt werden können, die mit denen konventioneller phosphorhaltiger Dünger vergleichbar sind. Bei einem organischen NP-Dünger aus Fleischknochenmehl trat in Untersuchungen des Landesamtes für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie des Freistaates Sachsen die Düngewirkung erst mit Verzögerung ein. Da die P-Verfügbarkeit dieser Dünger mit steigendem Boden-pH abnimmt, sind sie vor allem für eine langfristige Versorgung von sauren Böden mit niedrigeren pH-Werten gut geeignet.

Um Aussagen über die Effizienz von Phosphordüngern aus Sekundärrohstoffen treffen zu können, ist es notwendig ihre P-Wirksamkeit zu charakterisieren. Dies erfolgt für konventionelle Mineraldünger je nach Düngerart durch verschiedene chemische Extraktionsverfahren. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) am Julius Kühn-Institut überprüft die JKI-Wissenschaftlerin Sylvia Kratz auch, ob ein Zusammenhang zwischen der Effizienz von P-Düngern aus Sekundärrohstoffen und den chemischen Extraktionsmethoden besteht. "Ein Hauptziel dieses Vorhabens ist es, die Vielzahl der bestehenden chemischen Extraktionsverfahren auf drei Verfahren zu reduzieren. Anhand der Angaben zu den Verfahren soll der Anwender erkennen können, wie wirksam der Phosphor in den jeweiligen Düngemitteln ist", so Kratz.

Auch wenn die Phosphorreserven weltweit umfangreicher sind als angenommen, wurde auf der JKI-Veranstaltung deutlich, dass die Qualität der abgebauten Rohphosphate in Zukunft nachlassen wird. Neben dem erheblich höheren Aufwand, schwer erschließbare Reserven abzubauen, wird die Entfernung von Schwermetallen aus primären Rohphosphaten zur Herausforderung. Unter diesen Bedingungen sind Phosphate aus sekundären Quellen eine echte Alternative. Deshalb sind vereinte Anstrengungen notwendig, die vorgestellten Ansätze rasch in praxistaugliche, ökonomisch rentable Verfahren zu überführen, an deren Ende agronomisch wirksame und ökologisch sowie gesundheitlich unbedenkliche P-Dünger stehen.

Hintergrundinformationen:

Bedeutung Phosphor für Pflanze
Bei Phosphormangel bleiben die Pflanzen klein und kümmern. Sie bilden nur schwache Wurzeln aus, haben dünne Stängel und rötlich verfärbte Blätter, was vor allem bei Mais gut zu beobachten ist.
Im Boden kommt Phosphor in drei Formen vor: in gelöster Form, an Bodenteilchen labil gebunden und stabil, weitestgehend unlöslich und für die Pflanze nicht nutzbar. Wird gelöstes P von der Pflanze aufgenommen, kann je nach Bodeneigenschaften labiles nicht gelöstes Phosphat im Zuge der Einstellung eines chemischen Gleichgewichtes in Lösung gehen. Bodenphosphate sind im Bereich von pH-Werten von 5,5 bis 7,0 am besten löslich. Kalk kann die Verfügbarkeit von Phosphor positiv beeinflussen, ebenso organische Substanzen (so genannter Humateffekt).

Eine weitere Besonderheit des Bodenphosphors: Er ist nur wenig beweglich, d.h. die Pflanzenwurzeln können nur bis zu einer Entfernung von 1 bis 2 Millimetern um die Wurzeln herum gelöstes Phosphat aufnehmen.

Weltweite Produktion und Verbrauch
2007 wurden weltweit 156 Millionen Tonnen Phosphor abgebaut. Ökonomisch abbauwürdig sind derzeit 18 Milliarden Tonnen Rohphosphat.

Weltweit größter Verbraucher ist Asien (vor allem China) mit 58 % des weltweit verbrauchten Rophosphates, derzeit steigt der Bedarf hier jährlich um 3,7%. Europa verbraucht 9 % mit leicht sinkender Tendenz. Deutschland importierte 2007 rund 115.000 t Phosphor; eine deutliche Verringerung im Vergleich zum Jahr 1997, in dem 284.000 t importiert wurden.

Dr. Gerlinde Nachtigall | idw
Weitere Informationen:
http://www.jki.bund.de
http://www.susan.bam.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Mischwälder: ökologisch und ökonomisch überlegen
09.05.2018 | Technische Universität München

nachricht Wertvolle Böden erhalten
03.05.2018 | Schweizerischer Nationalfonds SNF

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Im Focus: Achema 2018: Neues Kamerasystem überwacht Destillation und hilft beim Energiesparen

Um chemische Gemische in ihre Einzelbestandteile aufzutrennen, ist in der Industrie die energieaufwendige Destillation gängig, etwa bei der Raffinerie von Rohöl. Forscher der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) entwickeln ein Kamerasystem, das diesen Prozess überwacht. Dabei misst es, ob es zu einer starken Tropfenbildung kommt, was sich negativ auf die Trennung der Komponenten auswirken kann. Die Technik könnte hier künftig automatisch gegensteuern, wenn sich Messwerte ändern. So ließe sich auch Energie einsparen. Auf der Prozesstechnik-Messe Achema in Frankfurt stellen sie die Technik vom 11. bis 15. Juni am Forschungsstand des Landes Rheinland-Pfalz (Halle 9.2, Stand A86a) vor.

Bei der Destillation werden Flüssigkeiten durch Verdampfen und darauffolgende Kondensation des Dampfes in ihre Bestandteile getrennt. Ein bekanntes Beispiel...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuer Ansatz im Kampf gegen Prostatakrebs entdeckt

24.05.2018 | Medizin Gesundheit

Konventionelle Antibiotika-Therapie ergänzen

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Vom Stroh zum Energieträger: Eintopf-Rezept für Wasserstoffgewinnung

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics