Soil organic matter alterations by short-term composted coffee pulp waste: evidence from pyrolysis-field ionisation mass spectrometry
Es wurde der Einfluss kompostierter Kaffeefruchtfleisch-Abfälle auf die organische Bodensubstanz (OBS) unter Laborbedingungen untersucht. Kompostproben wurden nach der thermophilen, mesophilen und der Reifephase entnommen und mit einem tropischen Nitisol vermischt (48 t ha-1). Diese Mischungen wurden unter Laborbedingungen über 14 Wochen inkubiert. Danach lagen die Corg-Gehalte und die Gesamtionintensitäten bei der Pyrolyse-Feldionisation Massenspektrometrie (Py-FIMS) in den Kompost-Varianten über denen der Kontrolle. Trotz gleicher Anfangs-Corg- und Nt-Gehalte innerhalb der Kompost-Varianten wurde aus den Varianten mit Kompost aus der thermophilen Phase weniger C org mineralisiert als aus denjenigen mit länger gereiften Komposten. Die OBS in diesen Varianten enthielt signifikant größere Anteile an Kohlenhydraten, N-Verbindungen (Heterozyklen, Nitrile), Peptiden, Sterolen, und n-Alkylfettsäuren als in den anderen Kompost-Varianten. Temperaturkurven für die Freisetzung der erstgenannten Verbindungsklassen deuteten auf weite Bereiche der thermischen Stabilität hin. Daraus folgt, dass der Kompost auf der thermophilen Phase den besten Effekt für die C-Sequestrierung in diesem Boden hatte. Wenn das für andere Böden und Komposte bestätigt werden könnte, hätte dies möglicherweise auch ökonomische Konsequenzen infolge Verkürzung der Kompostierungsdauer.
This study investigates the impact of compost from coffee pulp waste on the composition of soil organic matter (SOM) under controlled laboratory conditions. Compost samples were collected after the thermophilic, mesophilic and the final phase and an equivalent of 48 t ha-1 was added to samples of a tropical Nitisol. The soil-compost-mixtures were incubated aerobically for 14 weeks. At the end of incubation the C org concentrations and the total ion intensities of pyrolysis-field ionization mass spectrometry (Py-FIMS) were larger in compost treatments than in the control. Despite of similar initial organic Corg and Nt contents among compost amended treatments, less organic C was mineralized following the application of compost from the thermophilic than from later composting phases. The SOM in the soil that received the "thermophilic" compost contained significantly higher proportions of carbohydrates, heterocyclic/nitrilic N-compounds, peptides, sterols and n-fatty acids than the other amended soils. Temperature-resolved volatilization curves for carbohydrates, N-compounds and peptides showed that the enriched compounds covered a wide range of thermal stability. In conclusion, the compost from the thermophilic phase had the best effect in terms of biologically labile C sequestration and stabilization of native organic C in a clay-rich tropical Nitisol. If confirmed for other composts and soils, this may have also considerable economic implications because the time period of composting can be shortened.
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