Verrottungswärme

Tastversuch

Versuchsjahr: 2014

Titel der Sortenwertprüfung:

Ertragverfrühung bei Fruchtgemüse im Folientunnel durch Nutzung der Verrottungswärme von organischem Material

Englischer Titel:

Low-Energy-Production of Vegetable Fruits heated by Biodegradation of Organic Matter

Projektleiter:                PALME Wolfgang                             

Telefonnummer:           01 813 59 50/331 e-Mail:  w.palme @gartenbau.at

Projektmitarbeiter:       KUPFER Johann, STREIMELWEGER Harald, Schweighofer Gerhard,

                                  Kaltenbrunner Maria, Hahn Maria, Kaufmann Edith

Problem und Aufgabenstellung

Eine Ausweitung der Ernteperiode bei Fruchtgemüse im Folientunnel ist realistischerweise nur durch Beheizung zu einer Jahreszeit mit ausreichender Lichteinstrahlung möglich.

Im Frühjahr ist auch im März ausreichend Licht für ein gutes Wachstum vorhanden, doch ist die Lufttemperatur an einigen Tagen/ Nächten, vor allem jedoch die geringe Bodentemperatur, für wärmebedürftige Pflanzen kulturgefährdend.

Schon in den vorangegangenen 4 Jahren wurden Versuche zur Verfrühung von Fruchtgemüse im geschützten Anbau unternommen (siehe Versuchsbericht 2010, Seite 164 – 181, Versuchsbericht 2011, Seite 82 – 95, Versuchsbericht 2012, Seite 85 – 97, Versuchsbericht 2013, Seite 12 – 20).

Im kalten Frühjahr 2013 wurden sehr schön die Möglichkeiten zur Steigerung der Boden- und Lufttemperatur gezeigt, doch war wegen mehrmaliger Überschwemmungen  aufgrund Grabarbeiten an einer benachbarten Gaspipeline keine Ertragsauswertung möglich.

Versuchsdurchführung:

Die Versuchsstelle Zinsenhof besitzt zwei baugleiche unbeheizten Folientunnel à 8 x 16 m mit aufgeblasener Doppelfolieneindeckung und Stirnwänden aus Stegdoppelplatten.

Es wurden 3 Gräben von je 14 m Länge und 1 m Breite ausgehoben.

Die Tiefe des Aushubs betrug 16 cm.

Abb. 1/4: Schematische Darstellung des Grabenaufbaus beim Kulturversuch im Folientunnel

Jeder Graben wurde per Schiebetruhen mit organischem Material verfüllt, wobei ein Graben eine Beimischung von Hanfschäben erhielt.

Graben 1 (mit Hanfschäben):

Graben 2 und 3 (Mischung ohne Hanf):

Die Mischung erfolgte mit einem Miststreuer direkt vor dem Tunnel. Dazu wurden die einzelnen Materialien mit einer Traktorschaufel schichtweise in den Miststreuer geladen (Schaufelinhalt gehäuft ca. 0,50 m³).

Beim Entladen erfolgte eine sehr gleichmäßige Vermischung durch das Streuwerk.

Jeder Graben wurde per Schiebetruhen mit organischem Material verfüllt, wobei 1 Graben eine Beimischung von Hanfschäben erhielt.

Bei ausreichender Tunnelhöhe wäre auch eine direkte Befüllung der Gräben durch den Miststreuer (mit geeignetem Leitblech) sinnvoll.

Abb. 2/4: Schematische Darstellung des Grabenaufbaus beim Kulturversuch im Folientunnel

Das Weizenstroh aus dem Rundballen gewann dadurch enorm an Volumen und verdichtete sich  beim Füllen der Gräben nur mäßig.

Alle 3 Gräben wurden  zwei Mal durch Begehen leicht verdichtet ( bei 20 cm und 52 cm) und wegen besserer Belüftung nur mit einer etwa 6 cm starken Schicht aus Aushuberde abgedeckt.

Abb. 3/4: Schematische Darstellung des Grabenaufbaus beim Kulturversuch im Folientunnel

In die Gräben wurde ergab sich nach dem Angießen beim Verrottungsmaterial eine Schichtstärke von 52 cm.

Die Beimischung von Reifekompost aus dem Kompostwerk Seiringer/ Wieselburg diente der Erhöhung der biologischen Aktivität (Beimpfung).

Das Mischen und Einbringen in die Gräben fand am 19.2. statt. Geplant war ein befeuchten (bewässern) der Dämme Ende Februar. Dadurch hätten sich die Dämme innerhalb weniger Tage erwärmen sollen um eine Auspflanzung Anfang März zu ermöglichen.

Doch es kam anders als erwartet. Durch die Beimischung des feuchten Pferdemists wurde die Feuchtigkeit in den Dämmen über die kritische Feuchte von 20% angehoben und die Verrottung startete sofort. Ein Sensor wurde schon beim Einbringen der Biomasse verlegt und zeigte 4 Tage nach dem Start (am 23.2.) in 22 cm Tiefe bereits über 50°C.

Es wurde daher die Bepflanzung, unter anderem aufgrund der sehr milden Außentemperaturen, auf den 25.2. vorgezogen. Auch die Sensoren vom Typ Pt 1000 wurden am 25.2. verlegt und mit den Datenaufzeichnungen begonnen.

Die Sensoren wurden in einer Tiefe von 22 cm, 10 cm und 0 cm (Erdoberfläche) angebracht.

Der 2. Tunnel ohne organische Masse wurde mit 5 Wochen Abstand später bepflanzt, aber ansonsten mit der gleichen Pflanzenanzahl und Sorten bepflanzt und gepflegt.

Auf einer Fläche von 32,23 m² (88 Pflanzen) pro Variante wurde der Versuche ohne Wiederholung an der Versuchsaußenstelle Zinsenhof angelegt.

Die Aufleitung der Tomatenpflanzen erfolgte mit Drachenschnüren.

Es wurden die Tomatensorten “Gaheris F1“ (Austrosaat) und “Bocati F1“ (Enza) gewählt.

Damm 1 (Verrottungsmasse mit Beimischung von Hanfschäben) und Damm 2 (Verrottungsmasse ohne Hanfschäben) wurden mit “Bocati F1“ bepflanzt. Damm 3 (ebenfalls Verrottungsmasse ohne Hanfschäben) wurde mit “ Gaheris F1“ bepflanzt.

Die Pflanzen wurden am Rande des Dammes am Übergang zwischen Verrottungsmaterial und Grunderde gepflanzt. Der Bereich Grunderde neben der Pflanzreihe dient als Weg und ist dementsprechend verdichtet, es wurde daher etwa 20 cm breit gefräst um den Pflanzen eine bessere Wurzelbildung in diesem verdichteten Boden zu ermöglichen.

Abb. 4/4: Schematische Darstellung des Grabenaufbaus beim Kulturversuch im Folientunnel

Tunnel mit Biomasseheizung (TmBMH):

Tunnel ohne Biomasseheizung (ToBMH):

Ergebnisse:

Die Temperatur in den Dämmen mit der Biomasse stieg sehr rasch und erreichte innerhalb von 4 Tagen über 50°C. Die höchste Temperatur wurde in 22 cm Tiefe am 25.2. mit 56,7°C erzielt, wogegen im Vorjahr innerhalb von 7 Tagen „nur“ eine Temperatur von fast 40°C erreicht wurde.

Die Erklärung dürfte in der wesentlich besseren Durchmischung der einzelnen Materialien liegen.

Das Grund für das vorzeitige Erhitzen der Dämme erklärte sich mit einem Materialfeuchtigkeitsmessgerät, vor allem aber durch einen Trocknungstest im Labor.

Tab.1: Materialfeuchte und C_N-Verhältnis:

Materialfeuchte u[%] = (Nasse Masse – trockene Masse) / trockene Masse  x 100

Sägespäne und Hanfschäben bieten den Mikroorganismen selbst bei ausreichender Materialfeuchte aufgrund des schlechten C/N-Verhältnisses wenig Vermehrungsmöglichkeiten.

Durch die Mischung wird auch das trockene Weizenstroh über die hochkritische Materialfeuchte von 20% gebracht. Auslösend für die Erwärmung ist aber die Verbesserung des C-N-Verhältnis durch die Mischung mit Pferdemist  und Reifekompost, insbesondere aber die Beimischung von Hornspänen mit 14,5% N.         

Sehr deutlich brachten die Mischungen 2 und 3 mit viel Strauchhäcksel, wenig bis mäßig Weizenstroh, wenig Sägespänen und wenig Hanfschäben sowie wenig Komposterde eine längere Heißphase (Temperatur >45°C) bis zum 25.4.

Die ideale Mischung mit der höchsten Temperatur ergab sich zwischen Messpunkt 2 und 3.

Zur Verbesserung des C/N-Verhältnisses wurde 1 Sack mit 25 kg Hornspäne (14% N) zugesetzt.

*Weizenstroh in ballenverdichteten Zustand

Das Verhältnis Strauchhäcksel zu Weizenstroh* beträgt hier 3:1. Wie aus der Grafik ersichtlich bringen auch Mischungen mit einem C/N-Verhältnis von 2,2:1 bis 4:1 sehr gute Ergebnisse.

Die Mischung 6 (fast reines Stroh) schaffte nur eine kurze Heißphase.

Zusammenfassung:

Wie schon im Versuchsjahr 2010, 2012 und 2013 konnte durch das Einbringen der Biomasse in den Boden eine deutliche Bodenerwärmung gemessen werden.

Die Pflanzen wurden direkt an der senkrechten Grenzschicht zwischen Verrottungsmasse und dem gewachsenen Boden gepflanzt. In Kombination mit der Deckschicht von nur 6 cm wurde so eine gute Wärmeleitung zum  Wurzelballen erzielt.

Neben der deutlichen Erwärmung des Bodens konnte auch wieder eine deutliche Erhöhung der Lufttemperatur festgestellt werden.

Im Freiland wurde ein Versuch zur Verbesserung der Mischungsvarianten an Verrottungsmaterialen unternommen. Dabei zeigte vor allem die Beimischung von frischem Baum- und Strauchhäcksel eine deutliche Verlängerung der Heißphase.

Genaue Details zur Ernte (Beginn,Ertrag) etc. erfahren Sie bei unserem Abteilungsleiter Herrn DI Palme bzw. unserem Versuchsingenieur Ing Kupfer.