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Die mineralischen Phosphorreserven für die Herstellung von Düngemitteln dürften in einigen Jahrzehnten weltweit erschöpft sein. Diese Studie zeigt einen Weg auf, wie ein Nebenprodukt der Schweizer Industrie für die Phosphatdüngung rezykliert werden kann.
Phosphor (P) ist ein für Nutzpflanzen sehr wichtiges chemisches Element. Die für die Herstellung von Phosphatdünger erforderlichen mineralischen Reserven könnten aber in einigen Jahrzehnten erschöpft sein. Überdies stammt der gesamte Schweizer Verbrauch aus Importen. Aus diesem Grund räumt der Bund der Rezyklierung von P für die Herstellung von Düngemitteln hohe Priorität ein.
Calciumphosphit für die Phosphatdüngung rezyklieren
Ziel der vorliegenden Studie war es, einen Weg für die Rezyklierung von Calciumphosphit (Phi-Ca), einem Nebenprodukt der Schweizer Industrie, zu finden. Das in Phi-Ca enthaltene P entspricht 5-10 % des über phosphathaltige Mineraldünger eingeführten P. Pflanzen können jedoch P nur in Form von Phosphat metabolisieren und nicht in Form von Phosphit (wie es in Phi-Ca vorliegt), das für Pflanzen sogar schädlich sein kann.
Diese Studie befasste sich daher mit der Möglichkeit, Phosphit (aus Phi-Ca) mit Hilfe von Bodenmikroorganismen zu Phosphat zu oxidieren. Da die mikrobielle Bodenflora stark von der Bodenart und den Kulturen beeinflusst wird, untersuchten wir die Wirkung der mikrobiellen Flora eines sauren Sandbodens und eines basischen Lehmbodens bei einer Bewirtschaftung mit vier Gründüngungsarten (Hafer, Senf, Erbse, Lupine), deren Wurzelsysteme sehr unterschiedlich sind. Da Phi-Ca nicht wasserlöslich ist, gingen wir von der Hypothese aus, dass die Bodenmikroorganismen Phosphit mobilisieren und dann während des Anbaus der Gründüngungskulturen oxidieren, so dass Phosphat für die nachfolgende Maiskultur zur Verfügung steht, ohne dass Spuren von Phosphit im Mais nachweisbar sind. Um die Wirksamkeit dieser Methode zu quantifizieren, wurde die Düngung mit Phi-Ca mit der Düngung mit einem Referenz-Phosphatdünger (Tripelsuperphosphat) verglichen.
Fazit
- Die Düngung mit Phi-Ca war genauso effizient wie die Düngung mit dem Referenz-Phosphatdünger, und die Leistungen der verschiedenen Gründüngungspflanzen für den nachfolgenden Maisanbau wurden durch Phi-Ca nicht beeinträchtigt.
- Mit dieser Methode könnte das von der Industrie produzierte Phi-Ca für die Phosphatdüngung verwertet werden. Im Hinblick auf das Verbot der Verwendung von Phosphit als Pflanzenstärkungsmittel in der Schweiz ab dem 1. Januar 2024 (BLW, persönliche Mitteilung) sollte Phosphit jedoch im Rahmen der Herstellung eines Phosphatdüngers und nicht im Boden oxidiert werden.
- Da das Phosphit aus Phi-Ca von sehr unterschiedlichen Gemeinschaften von Mikroorganismen in weniger als acht Wochen oxidiert wurde, kann davon ausgegangen werden, dass viele organische Substrate verwendet werden könnten (z. B. Kompost, Mist, Gülle).
- Ein erheblicher Vorteil für die Umwelt besteht darin, dass Phi-Ca rein vorliegt und nicht wie bei vielen in der Schweiz vertriebenen Phosphatdüngern das Problem von Verunreinigungen mit metallischen Spurenelementen besteht.