Abiotische Faktoren: Temperatur – lokale Betrachtung, Kompostierung

2.1.2Abiotische Faktoren
Temperatur – lokale
Betrachtung, Kompostierung
Beispiel 2 Kompostierung

Wir wollen nun zunächst unter dem Blickwinkel des abiotischen
Faktors Temperatur
die Prozesse bei der Kompostierung analysieren.

Kompostierung
ist die
Umwandlung (pflanzlicher),
organischer Stoffe
durch Zersetzung in ein
bodenähnliches Material namens Kompost.

Fertiger Kompost ist braun, krümelig und riecht angenehm nach
Waldboden.

Die Zersetzung bewerkstelligen Bakterien, Würmer, Pilze und Insekten.
Kompostierung ist ein in der Natur vorkommender Prozess, der schon im
Altertum bei den Römern genutzt wurde und mehrfach in der Bibel erwähnt
wird.

Kompost kommt aus dem Lateinischen compositus und bedeutet zusammengesetzt.
Die Zusammensetzung ist deshalb je nach den verwendeten Abfällen
sehr unterschiedlich. Alle (nicht schwermetallhaltigen) organischen Abfälle
aus Küche und Garten sind dafür geeignet.

Interessant ist Kompostierung da

  • die Abfallmenge um ca. 30% reduziert werden
    kann
  • ein wiederverwendbares, natürliches und nützliches Produkt
    für die Unterhaltung von Gärten, Landwirtschaft und Hauspflanzen
    entsteht
  • für die Umwelterziehung in Schulen
    reichhaltige Möglichkeit besteht,
    fächerübergreifend
    biologische, chemische und physikalische Prozesse zu untersuchen.
  • es für Städte und Gemeinden
    ein wichtiger Beitrag
    zur Abfallreduktion und Bereitstellung
    von Humusprodukten ist

Die Mikroorganismen und Wirbellosen benötigen Sauerstoff,
und Wasser zur Kompostierung . Weiterhin ist ein bestimmtes C:N-Verhältnis
von ca. 25:1 und allgemein eine Außentemperatur von
20-45°C notwendig. Neben Kompost ensteht
CO2, Wasser und Wärme.

Genaueres zu biologischen und chemischen Vorgängen
später.

Die Geschwindigkeit des Kompostiervorgangs hängt
von chemischen und physikalischen Vorgängen ab. Die Temperatur
ist neben der Feuchtigkeit und Partikelgröße dabei ein Schlüsselfaktor.
Auch Größe und Form sind wichtige Faktoren, die die Art und
Geschwindigkeit der Belüftung und Wärmeabgabe beeinflussen.

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Bei der Kompostierung kann man 3 Phasen unterscheiden:

Mesophile Phase
(0-40°C, einige Tage),

Aerobe (O2 verbrauchende) Bakterien
aus der Gruppe der Coccen, Bazillen und Spirillen,
die eher mittlere Temperaturen mögen, bauen enzymatisch die organischen
Stoffe ab und produzieren dabei Wärme, die die Temperatur ansteigen
läßt. Außerdem finden sich Einzeller, Pilze, Würmer,
Milben, Asseln, Schnecken, Tausendfüßler, Springschwänze,
Ameisen, Spinnen und Käfer ein.

Thermophile Phase (40-70
°C
, Tage
bis Monate)

Steigt die Temperatur über 40°C an, sterben die
mesophilen Bakterienzellen
ab (Sporen überleben) und thermophile
Bakterien
übernehmen die Arbeit. Bis 60 °C findet man
hauptsächlich Bazillen. Oberhalb 60° C können auch sie
nicht überleben und bilden Endosporen (dickwandige, hitze-kältebeständige
Kapseln).

Bei den höchsten Temperaturen hat man die gleichen thermophilen
Bacillen
isoliert, die auch in heißen Quellen zu finden sind.

Dabei sterben Krankheitserreger und Unkrautsamen ab. Die Wirbellosen
überleben, indem sie an den Rand des Haufens wandern.

Aktinomyceten, pilzartige
Bakterien helfen beim Abbau komplexer organischer Stoffe wie Lignin, Cellulose,
Chitin und Proteinen.
Dazu gesellen sich Schimmel- und Hefepilze die ebenfalls
komplexe Stoffe abbauen. Bei zu hohen Temperaturen sind sie wie die Wirbellosen
im Außenbereich des Haufens zu finden

Phase des Abkühlens und der Reifung
(40-20°C
Wochen, Monate)

Nun übernehmen wieder mesophile Bakterien den restlichen
Abbau zusammen mit Aktinomyceten und den Wirbellosen
wird das Material mechanisch zerkleinert und aufgelockert. Dabei werden
durch Pilze und Würmer Huminsäuren
und Ton-Humuskomplexe gebildet (geben
dem Kompost seine Farbe und Struktur).

Folgende Lebewesen bilden in einem Komposthaufen neben den schon oben
erwähnten Bakterien und Pilzen eine Biozönose:


Protozoen

Nematoden (Fadenwürmer)

Milben
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Springschwanz
RegenwurmSchnecken
collem4lterr4snail2
HunterfüßlerTausendfüßlerKellerassel
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Protozoen wie Pantoffeltierchen
und Rädertierchen spielen eine untergeordnete Rolle beim Abbau ,
sind mesophil.
Nematoden (Fadenwürmer)
sind sehr häufig und leben von Bakterien, Pilzen und Protozoen
.
Milben sind
am zweithäufigsten; manche ernähren sich von Pilzen, andere
von Insektenlarven und Fadenwürmern.
Springschwänze,
sehr häufig; zersetzen Pflanzen, Pollen, Pilze; essen Fadenwürmer
Regenwürmer, wichtig
für Zerkleinerung und Krümelstruktur
Schnecken,
leben von pflanzlichem Material
Hundertfüßler,
ernährt sich von Würmern und Insektenlarven
Tausendfüßler,
ernährt sich von Pflanzen und Insektenexkrementen und
Kellerasseln, Käfer, Spinnen,
Ameisen, Fliegen…….

Viele andere abiotische und biotische Faktoren sind für den Kompostierungsprozess
wichtig. Wir werden später noch einmal darauf zurückkommen.


Abb. 23

Kompost
kompost1

 


Abb. 24

Komposthaufen
kompost2

kompost3

 

 


Abb. 25

Temperaturverlauf bei der Kompostierung

 

 

 

 


Abb. 26

Bakterien bei der Kompostierung
 

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mesophile Phase:
aerobe Bakterien

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thermophile Phase:
thermophile Bakterien

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Aktinomyceten

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Pilze

 

 

 

 

 

 


Abb. 27

sonstige Organismen in einem Komposthaufen

 

Weiterführende
Quellen:

Alles zur Kompostierung:
http://www.cfe.cornell.edu/compost/Composting_homepage.html

Recycling: http://www.ecoiq.com/onlineresources/center/recycling/academic.html

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