Eine internationale Zusammenarbeit zwischen Forschern aus Brasilien und den Vereinigten Staaten hat ein Verfahren zur Umwandlung von Geflügelabfällen in einen Bodenhilfsstoff für die Landwirtschaft identifiziert.
„Mehrere Länder haben eine große Geflügelproduktion, insbesondere die Vereinigten Staaten und Brasilien, wo sich auch die Landwirtschaft konzentriert“, sagt Aline Leite, Postdoktorandin an der Bundesuniversität Lavras in Brasilien. „Die Wiederverwendung eines weltweit in großen Mengen anfallenden Reststoffs ist daher eine interessante Möglichkeit, eine Kreislaufwirtschaft zu fördern.“
Die Forscher ernteten Geflügelmist auf einem Versuchsgelände in den Vereinigten Staaten und erhitzten ihn zu Biokohle, einer kohlenstoffreichen Substanz, die als Bodenhilfsstoff verwendet wird, um wichtige Nährstoffe wie Phosphor wieder aufzufüllen. Ihre Arbeit ist veröffentlicht in Chemosphäre.
„Wir konzentrieren uns auf das Verständnis der Mechanismen, die für die Erhöhung der Phosphorverfügbarkeit in Materialien wie Gülle verantwortlich sind“, sagt Leite.
Geflügelmist ist reich an Kalzium und erfordert Behandlungen bei höheren Temperaturen, um den Abfall in Biokohle umzuwandeln; Diese höheren Temperaturen können sich jedoch auf die verfügbare Phosphormenge auswirken.
Um sicherzustellen, dass die Pflanzenkohle ausreichend verfügbaren Phosphor enthielt, reicherten die Forscher sie mit einem weiteren Mineralstoff, Magnesium, an, das den Phosphor vor der Hitze schützte und es ihm ermöglichte, löslichere Phosphorformen zu bilden.
Mithilfe der IDEAS- und VLS-PGM-Beamlines an der Canadian Light Source (CLS) der University of Saskatchewan (USask) konnten die Forscher den Zusammenhang zwischen Phosphor und Magnesium sichtbar machen und den Erfolg ihrer Technik bestätigen.
Zwar gibt es überall auf der Welt Phosphorreserven, doch der Nährstoff ist eine endliche Ressource. Für Wissenschaftler ist es ein wichtiges Thema, Möglichkeiten zur Wiederverwertung des Minerals zu finden.
„Es gibt keine Entschuldigung dafür, den Phosphor, der bereits in der Nahrungskette vorhanden ist, nicht zu nutzen, beispielsweise durch die Wiederverwendung der bereits anfallenden Abfälle“, sagt Leite.
Leite sagt, dass die Synchrotrontechnologie für die Erforschung landwirtschaftlicher Anwendungen unerlässlich sei.
„Diese Technologie ist für die Landwirtschaft äußerst wichtig, da sie dabei hilft, die Konzentration und Form von Elementen zu bestimmen, die für das Pflanzenwachstum essentiell sind“, sagt Leite. „Durch den Zugriff auf die Verteilung von Elementen und das Verständnis potenzieller Auswirkungen erhalten wir eine großartige Perspektive für eine nachhaltige Landwirtschaft. Der effektive Einsatz dieser Technologie in der Studie war nur aufgrund einer internationalen Zusammenarbeit mit Forschern mit unterschiedlichem Hintergrund möglich.“
Leites Studie wurde an der Cornell University entwickelt und unter der Aufsicht der Professoren Johannes Lehmann (Cornell University) und Leônidas Melo (Federal University of Lavras, Brasilien) durchgeführt.
Mehr Informationen:
Aline do Amaral Leite et al., Mit Magnesium angereicherter Geflügelmist erhöht die Bioverfügbarkeit von Phosphor in Biokohlen. Chemosphäre (2023). DOI: 10.1016/j.chemosphere.2023.138759