Kompost: Die ultimative Lösung zur Bodenverbesserung

Kompost ist ein fein zerkleinertes, lockeres Material, das aus zersetzter organischer Substanz besteht. Er wird hauptsächlich als Pflanzennährstoff und Bodenverbesserer eingesetzt, um das Pflanzenwachstum anzuregen. Obwohl viele Menschen die Kompostherstellung mit kleinen Gartenkomposthaufen verbinden, die mit einer Schaufel gepflegt werden, wird der Großteil des Komposts in großen kommunalen, industriellen oder landwirtschaftlichen Anlagen mit mechanisierten Geräten produziert.

Hintergrund

Der Ausdruck "älter als die Erde" trifft auf Kompost zweifellos zu. Die Natur produziert seit Millionen von Jahren Kompost als Teil des Lebens- und Todzyklus auf der Erde. Die erste menschliche Nutzung von Tiermist, einer rohen Form von Kompost, erfolgte um 3000 v. Chr. in Ägypten, als er direkt auf Felder als Dünger ausgebracht wurde. Später wurde Mist mit schmutzigem Stallstroh und anderen Abfällen gemischt und in Haufen gelagert, bis er benötigt wurde. Regen hielt die Haufen feucht und unterstützte den Zersetzungsprozess, wodurch ein nährstoffreicher Kompost entstand.

Griechen und Römer kannten den Wert von Kompost zur Steigerung der Ernteerträge und nutzten sogar die Wärme zersetzenden Komposts, um im Winter Sommergemüse anzubauen. Christliche Klöster bewahrten die Kunst des Kompostierens in Europa nach dem Fall des Römischen Reiches, und um 1200 wurde Kompost wieder von vielen Landwirten genutzt. Shakespeare erwähnt es in mehreren seiner im frühen 17. Jahrhundert geschriebenen Stücke.

In den Vereinigten Staaten waren die Präsidenten George Washington und Thomas Jefferson in den späten 1700ern und frühen 1800ern bedeutende Landbesitzer. Wenn sie nicht Staatsgeschäfte erledigten, widmeten sie viel Zeit innovativen Anbaumethoden, einschließlich Experimenten mit verschiedenen Kompostierungsmethoden und -materialien. Als jahrelange aufeinanderfolgende Ernten die Nährstoffe in den Böden der Ostküste erschöpften, wurde die Praxis des Kompostierens weit verbreitet. Dieser Trend hielt bis in die frühen 1900er Jahre an, als geschätzt wurde, dass 90 % des in den USA verwendeten Düngers aus Kompost stammte.

Das änderte sich 1913, als ein deutsches Unternehmen begann, synthetische Stickstoffverbindungen, einschließlich Düngemittel, herzustellen. Diese neuen chemischen Dünger konnten günstiger produziert werden als unordentlicher Tiermistkompost, und der Hofkomposthaufen wurde schnell zur Vergangenheit. 1950 stammte geschätzt nur noch 1 % des in den USA verwendeten Düngers aus Kompost.

Eine bemerkenswerte Ausnahme war die 1942 begonnene Arbeit von J.I. Rodale, einem Pionier der biologischen Anbaumethode. Rodale erkannte früh die Gefahren der Abhängigkeit von synthetischen Düngern und die Vorteile von Kompost aus natürlichen Quellen. Kompostierung erfuhr in den umweltbewussten 1960ern einen kurzlebigen Aufschwung, aber erst in den 1980ern wurde sie zum großen Geschäft. Dieser Anstieg resultierte nicht aus erneuertem Bewusstsein für die positiven Aspekte von Kompost, sondern aus wachsender Sorge vor den negativen Aspekten von Abfall. Kurz gesagt: In unseren Bemühungen, Abfall loszuwerden, verschmutzten wir unsere Luft, vergifteten unsere Flüsse und begruben uns buchstäblich in unseren Deponien.

Um einen Teil des kommunalen Abfalls von Deponien fernzuhalten, richteten mehrere Städte in den frühen 1970ern Recyclingzentren ein, wo Menschen Dosen, Flaschen und Zeitungen abgeben konnten, statt sie in den Müll zu werfen. Darauf folgte die Abholung am Straßenrand, wo recycelbare Materialien in separaten Behältern vor dem Haus bereitgestellt werden konnten. Schließlich fügten viele Städte zusätzliche Behälter für Gartenabfälle hinzu, die kompostiert werden sollten. 1992 verfügten fast 1.500 Städte über Gartenabfall-Kompostieranlagen.

Gleichzeitig schrieben strenge neue Umweltgesetze vor, dass Industrie ihre Abfallprodukte nicht mehr einfach auf umliegendem Land ablagern oder in nahegelegene Flüsse einleiten durfte. Um diese Gesetze einzuhalten, begannen viele Industrien eigene Recycling- und Kompostierungsprogramme. Umweltbedenken betrafen auch Landwirte, die für die negativen Gesundheitswirkungen chemischer Dünger und Pestizide auf Menschen und Wildtiere verantwortlich gemacht wurden. Daraufhin entschieden sich viele Landwirte, Chemikalien zu reduzieren oder ganz aufzugeben und stattdessen Kompost zu nutzen.

Heute wird der meiste Kompost in großen Anlagen verarbeitet, die für einen bestimmten Rohstofftyp ausgelegt sind. Landwirtschaftlicher Kompost wird meist auf demselben Betrieb produziert und verwendet, der die Rohstoffe liefert. Industrieller Kompost kann in Säcken an Endverbraucher verkauft oder die Rohstoffe in Großmengen an andere Kompostieranlagen verkauft werden. Kommunaler Gartenabfallkompost wird meist in von der Stadt oder dem Entsorgungsunternehmen betriebenen Anlagen produziert und an lokale Landschaftsbauunternehmen und Gartencenter verkauft.

Rohstoffe

Technisch kann Kompost aus jedem organischen Material hergestellt werden – also aus jedem Teil eines Organismus, Pflanze oder Tier, das Kohlenstoff enthält. Kompost benötigt außerdem eine Stickstoffquelle, Sauerstoff und Wasser sowie geringe Mengen verschiedener in organischem Material üblicherweise vorkommender Elemente wie Phosphor, Kupfer, Kalium, Calcium und andere.

Damit sich die organischen Materialien mit den anderen Stoffen verbinden und zu Kompost zersetzen können, werden verschiedene Lebewesen und Mikroorganismen benötigt. Dazu gehören Kellerasseln, die beim Verdauen und Transportieren von Bakterien helfen; Regenwürmer, die das Material mit ihren Gängen belüften; verschiedene Pilze, die beim Abbau von zellulosehaltigem, schwer zersetzbarem Material helfen; schimmelartige Bakterien, sogenannte Actinomyceten, die rohe Pflanzengewebe angreifen; und viele andere.

Die häufigsten Rohstoffe für Kompost sind Gartenabfälle wie Grasschnitt, Laub, Unkraut und kleine Schnittstücke von Sträuchern und Bäumen. Die meisten Hausgarten-Komposthaufen und kommunalen Kompostanlagen nutzen ausschließlich Gartenabfälle aufgrund der großen verfügbaren Materialmengen.

Industrielle Kompostanlagen verwenden tendenziell Abfallmaterialien, die in einem bestimmten Werk oder einer Region anfallen. Zum Beispiel wird Zuckerrübenschnitzel in Gebieten mit Zuckerraffinerien mit anderen Materialien zu Kompost gemischt. Biertreber und Getreide aus Brauereien eignen sich hervorragend als Kompostmaterial. Weitere Materialien sind Sägemehl und Holzspäne aus Sägewerken, Fischabfälle aus Konservenfabriken und getrocknetes Blut und zerkleinerte Tierknochen aus Schlachthöfen.

Landwirtschaftliche Kompostanlagen nutzen auf nahegelegenen Höfen verfügbare Materialien. Dazu gehören Tiermist, benutztes Stallstroh, verdorbene Früchte und Gemüse, Feldabfälle, Weinberg- und Obstschnitt, verfaultes Heu und andere landwirtschaftliche Abfallprodukte.

Einige der ungewöhnlicheren Rohstoffe für Kompost sind Seetang, Hühnerfedern, Erdnussschalen und Haarschnitte.

Der Herstellungsprozess

Die Kompostherstellung ist sowohl ein mechanischer als auch ein biologischer Prozess. Die Rohstoffe müssen zunächst mechanisch getrennt, gesammelt und zerkleinert werden, bevor der biologische Zersetzungsprozess beginnen kann. In einigen Fällen wird der Zersetzungsprozess selbst durch mechanische Umwälzung oder Belüftung unterstützt. Nach der Zersetzung wird der fertige Kompost mechanisch gesiebt und für den Vertrieb verpackt.

Es gibt mehrere Methoden für die großflächige Kompostproduktion. Beim Methandigester-Verfahren werden die Rohstoffe in einen großen, verschlossenen Behälter gegeben, um Sauerstoff auszuschließen. Die entstehende sauerstoffarme Zersetzung produziert nicht nur Kompost, sondern auch Methangas, das zum Kochen oder Heizen genutzt werden kann. Beim Belüftungshaufen-Verfahren werden die Rohstoffe in Haufen oder Gruben mit perforierten Rohren platziert, die Luft zirkulieren lassen. Die sauerstoffreiche Zersetzung erzeugt viel Wärme, die die meisten schädlichen Bakterien abtötet. Beim Mietenverfahren (Windrow) werden die Rohstoffe in lange Haufen, sogenannte Mieten, gelegt, wo sie über mehrere Wochen oder Monate natürlich zersetzen. Es ist die kostengünstigste Methode. Hier ist eine typische Abfolge von Arbeitsschritten zur Umwandlung von kommunalen Gartenabfällen in Kompost mittels des Mietenverfahrens.

Trennen

• 1 Gartenabfälle werden von Hausbesitzern in separaten Behältern gesammelt und am regulären Abholtag an den Straßenrand gestellt. Hausbesitzer werden angewiesen, dass nur bestimmte Gartenabfälle für die Sammlung akzeptabel sind: Grasschnitt, Laub, Unkraut und kleine Schnittstücke von Sträuchern und Bäumen. Kurze Baumaststücke bis ca. 15 cm Durchmesser sind ebenfalls akzeptabel. Nicht akzeptabel sind: Steine, Rasensoden, Tierkot und übermäßige Erdmengen. Palmwedel sind verboten, da die Stacheln nicht zersetzen und Gift tragen. Küchenabfälle, Obst und Gemüse sind ebenfalls verboten, da sie Nagetiere anziehen, unerwünschte Samen enthalten und Gerüche verursachen können.
• 2 Die Gartenabfälle werden mit separaten Müllfahrzeugen gesammelt und zum Verarbeitungszentrum transportiert, wo sie in Haufen abgeladen werden. Die Haufen werden visuell inspiziert, und übergroße oder inakzeptable Materialien werden manuell entfernt.

Zerkleinern

• 3 Ein großer Radlader nimmt Material von den Haufen auf und kippt es in einen Trommelhäcksler. Dieser hat eine stationäre vertikale zylindrische Außenhülle mit einem rotierenden inneren Zylinder. Beim Passieren zwischen den beiden Hülsen wird das Material in kleinere Stücke zerkleinert und gründlich gemischt. Das zerkleinerte Material fällt nach unten durch ein Sieb, wo größere Stücke ausgesiebt werden. Das verbleibende Material wird über ein Förderband zu einem Lagerhaufen transportiert.
• 4 Die größeren Stücke werden an Landschaftsbauunternehmen als Mulch oder Bodendecker ohne weitere Verarbeitung verkauft. Der Rest wird in große Kipplaster geladen und zum Kompostierbereich transportiert, wo er in lange Reihen – die Mieten – gekippt wird. Jede Reihe ist ca. 2–3 m hoch und mehrere hundert Meter lang mit dreieckigem Querschnitt. Ein flacher Streifen von ca. 3 m Breite bleibt zwischen den Reihen für Fahrzeugbewegungen.

Kompostieren

• 5 Der Kompostierbereich kann mehrere Hektar umfassen. Nachdem eine Miete angelegt wurde, wird das Material von einem Tankwagen, der entlang der Reihe fährt und Wasser sprüht, angefeuchtet. Das Wasser unterstützt den Kompostierprozess und minimiert staubige Verwehungen.
• 6 Alle paar Wochen überfährt eine spezielle Maschine jede Miete und wendet und belüftet das Material entlang ihrer Länge. Dies zerkleinert das Material weiter und setzt es Sauerstoff aus, was den Zersetzungsprozess unterstützt. Nach dem Wenden wird die Miete erneut mit Wasser besprüht. Dieser Prozess dauert zwei bis drei Monate. Bei heißem, trockenem Wetter müssen die Mieten häufiger bewässert werden. Während der Zersetzung kann die Innentemperatur des Haufens 130 °F (54 °C) erreichen, was viele vorhandene Unkrautsamen abtötet.

Nachreife (Curing)

• 7 Der Rohkompost wird mit einem Radlader aufgenommen und zu einem großen Kegelhaufen transportiert, wo er den Zersetzungsprozess über mehrere Wochen abschließt. Dieser Prozess heißt Nachreife und erlaubt es Kohlenstoff und Stickstoff im Kompost, ihre endgültigen Werte einzustellen.

Sieben

• 8 Nach der Nachreife wird der Kompost mit einem Radlader in den Trichter eines Rotationssiebs gekippt. Dieses Gerät besteht aus einem großen zylindrischen Sieb, das auf einer leicht über der Horizontalen geneigten Achse rotiert. Die Öffnungen im Sieb betragen ca. 1 cm Durchmesser. Diagramm der kommerziellen Verarbeitung von Gartenabfällen zu Kompost. Der Kompost wird vom Förderband in das erhöhte Ende des rotierenden Siebs gefördert. Während der Kompost die Länge des rotierenden Siebs hinuntertaumelt, fällt das feinere Material durch das Sieb und wird über ein Förderband zu einem Lagerhaufen transportiert. Das gröbere Material, das nicht durch das Sieb passt, fällt am unteren Ende des Zylinders aus und wird entweder für weitere Zersetzung zu den Komposthaufen zurückgeführt oder als Holzspäne verkauft.

Verteilung

• 9 Ein Großteil des fertigen Komposts wird in große Kipplaster geladen und in Schüttgut an Landschaftsbauunternehmen, Kommunen, Baumschulen und andere Gewerbekunden verkauft. Ein Teil wird in 18-kg-Plastiksäcken versiegelt für den Einzelhandel an Hausbesitzer. Mit dem Mietenverfahren kann eine typische Vorstadt-Gartenabfallanlage bis zu 100.000 Tonnen (91.000 metrische Tonnen) Kompost pro Jahr produzieren.

Qualitätskontrolle

Kompostierungsunternehmen lassen ihren fertigen Kompost regelmäßig testen, um sicherzustellen, dass er frei von Schadstoffen ist und die richtigen Mengen an Pflanzennährstoffen enthält. Die Tests messen Partikelgröße, Feuchtigkeitsgehalt, Mineralgehalt, Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis, Säuregehalt, Nährstoffgehalt, Unkrautsamenkeimrate und viele andere Faktoren. Zum Beispiel sollten Abfallpartikel 1,2–5 cm im Durchmesser betragen, um den Sauerstofffluss im Kompost zu fördern. Der Feuchtigkeitsgehalt sollte über 40 % liegen, um den Kompostprozess zu erleichtern. Feuchtigkeitswerte unter 40 % verlangsamen den Prozess und bergen das Risiko von Selbstentzündung. Das ideale Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis sollte im Durchschnitt 30 Teile Kohlenstoff zu einem Teil Stickstoff nach Gewicht betragen. Dieses ideale Gleichgewicht erhält eine gesunde Mikrobenpopulation, die die Zersetzung beschleunigt und Geruch minimiert.

Schädliche Materialien

Kompost aus Gartenabfällen wie Laub und Grasschnitt enthält selten schädliche Materialien. Probleme können jedoch auftreten, wenn Kompost aus teilselektiertem kommunalem Abfall, bestimmten Industrieabfällen oder Klärschlamm hergestellt wird. In diesen Fällen können inakzeptable Mengen an giftigen Metallen, Chemikalien oder schädlichen Bakterien vorhanden sein.

Zum Schutz der Öffentlichkeit legt die bundesstaatliche Umweltbehörde (EPA) akzeptable Werte für tausende Materialien fest, die in Kompost vorkommen könnten. Jeder Bundesstaat kann eigene Standards haben. Für kommunalen Abfall gilt die Quellentrennung – also dass Hausbesitzer ihre Gartenabfälle in separate Behälter sortieren statt sie mit dem restlichen Müll zu entsorgen – als eine der effektivsten Methoden, um sauberen, sicheren Kompost zu produzieren.

Die Zukunft

Durch die Trennung von Gartenabfällen und deren Umwandlung in Kompost können Kommunen schätzungsweise die Müllmenge, die auf Deponien landet, um etwa 20 % reduzieren. Obwohl das eine signifikante Reduktion ist, wird erwartet, dass künftig noch mehr Abfall von Deponien ferngehalten werden muss. Materialien wie verschmutzte Lebensmittelverpackungen, Windelvlies, Küchenabfälle, Naturfaserlappen, Holzstücke und andere organische Materialien könnten alle kompostiert werden. Dazu müssten Kommunen möglicherweise Anlagen zur Behandlung von Siedlungsabfällen (MSW) einrichten, um kompostierbare Materialien von schädlichen Stoffen wie Altbatterien, Motoröl, Asbest und vielen Haushaltschemikalien zu trennen.

Eventuell könnte Kompostierung auch ein Mittel zur Behandlung und Neutralisierung selbst schädlicher Materialien bieten. Zum Beispiel ist der Boden um mehrere ältere Munitionsfabriken und -lager mit dem Sprengstoff Trinitrotoluol (TNT) kontaminiert. Forscher nutzen eine speziell formulierte Kompostmischung aus Pflanzenabfällen und Büffelmist, um den Boden durch einen einfachen biologischen Kompostierprozess zu neutralisieren, der die explosiven organischen Bestandteile von TNT in weniger schädliche Verbindungen umwandelt.