Agronomic evaluation of bone char as phosphorus fertiliser after five years of consecutive application
Knochenkohle (BC), hergestellt mittels einer technischen Pyrolyse von entfetteten Tierknochen aus Schlachtabfällen, könnte ein vielversprechender Phosphor (P) Recyclingdünger sein. Agronomische Bewertungen aus Langzeitversuchen fehlen jedoch bisher. Phosphor in BC (15% P) ist überwiegend in Strukturen ähnlich dem Hydroxylapatit (HA) gebunden. Es kann davon ausgegangen werden, dass in HA gebundener P aufgrund geringer Löslichkeit keine große Düngewirkung erzielt. Eine bessere Löslichkeit wird von Schwefel angereicherter BC (BCplus) erwartet. 2013 wurde ein Feldversuch angelegt, um das Düngepotenzial von BC und BCplus im Vergleich zu P0 und Triple Superphosphat (TSP) zu testen. In Abhängigkeit der durchschnittlichen PCAL-Konzentration im Boden (0– 30 cm) wurden Parzellen den Boden-P-Gehaltsklasse A (11 mg kg–1 PCAL), B (21 mg kg–1 PCAL), und C (47 mg kg–1 PCAL) zugeordnet. In Boden-P-Gehaltklasse A stieg der mittlere Relativertrag kumuliert für die erste Fruchtfolge (Wintergerste, Winterraps, Winterweizen, Lupine, Winterroggen) in der Reihenfolge P0 (90 %) < BC (94 %) < BCplus (95 %) < TSP (100 %) an. Die relative P-Aufnahme (Korn) wurde durch die Düngevarianten in Boden-P-Gehaltsklasse A in der Reihenfolge P0 (81 %) < BC (88 %) < BCplus (91 %) < TSP (100 %) und in Klasse B von P0 (84 %) < BCplus (90 %) < BC (92 %) < TSP (100 %) beeinflusst. Bei ausreichender P-Versorgung (Boden- P-Gehaltsklasse C) wurde im Fruchtfolgemittel kein Düngereinfluss auf die Ertragsbildung und die P-Aufnahme beobachtet. Die PCAL-Konzentration im Boden wurde ausschließlich durch die Anwendung von TSP erhöht. Ausgehend von einer ausreichenden P-Versorgung (Boden-P-Gehaltsklasse C) werden weitere Versuchsjahre zeigen, ob Knochenkohlen in der Lage sind, die Nährstoffversorgung von Kulturpflanzen mit P langfristig zu gewährleisten.
Bone char (BC), pyrolyzed defatted bones from slaughterhouse waste, may be a promising secondary raw material to produce phosphorus (P) fertiliser, but its agronomic value has not yet been shown in longer-term field experiments. Phosphorus in BC (15 % P) is mainly bound in a structure similar to hydroxylapatite (HA). Generally, P in HA is of low solubility and, consequently, it can be expected that bones or BC have a low fertilisation value. Better solubility of P is expected from BC enriched with sulphur (BCplus). In 2013, a field experiment was established to test the fertilisation potential of BC and BCplus compared to a control (P0) and triple super phosphate (TSP) treatment. According to their mean PCAL concentrations (0–30 cm) plots were assigned to the initial soil P-test class (iSPTC) A (11 mg kg–1 PCAL), B (21 mg kg–1 PCAL), and C (47 mg kg–1 PCAL). After a first crop rotation an increased cumulative yield was determined for iSPTC-A depending on the fertiliser treatment with means of relative yield of P0 (90 %) < BC (94 %) < BCplus (95 %) < TSP (100 %). Effects on the relative P uptake of grain in iSPTC-A depending on the fertiliser treatment were in the order of P0 (81 %) < BC (88 %) < BCplus (91 %) < TSP (100 %) and in iSPTC-B of P0 (84 %) < BCplus (90 %) < BC (92 %) < TSP (100 %). Fertiliser treatments had no effect on mean yield and P uptake in the first crop rotation if initially sufficient soil P (iSPTC-C) was available. An increase of PCAL concentrations was only achieved by TSP fertilisation. Future experimental years will show, if BC fertilisers are able to maintain sufficient P availability to crops in the long term.
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