BorUP

Bor(B)-Mangel gilt als der weltweit am meisten verbreitete Mikronährstoffmangel. Die hohe Mobilität von B im Boden in Verbindung mit Auswaschungsverlusten, die kleine Spanne zwischen Mangel (Abbildung 1) und Toxizität und die Notwendigkeit einer gleichmäßigen Verteilung dieses Mikronährstoffs im Boden stellen hohe Anforderungen an die Düngepraxis. Eine schlechte räumliche Verteilung auf dem Feld kann lokal zu einer Über- oder Unterdüngung führen. Darüber hinaus sind die zur Herstellung von löslichen B-Düngern verwendeten Rohmineralien eine begrenzt verfügbare Ressource. Ziel dieses Projekts ist es daher, die Effizienz der B-Nutzung zu verbessern, wobei der Schwerpunkt auf dem B-Recycling liegt. B-haltiges Isoliermaterial wird zu einem B-Dünger mit langsamer Freisetzung aufbereitet, der zur Inkrustierung von Pflanzensamen verwendet wird (Abbildung 2). Die Experimente konzentrieren sich auf die folgenden Hypothesen: Die Inkrustierung von Saatgut (1) sorgt für eine ausreichende B-Versorgung der Pflanzen während der gesamten Wachstumsperiode, (2) verhindert die B-Toxizität insbesondere im Keimlingsstadium und (3) minimiert die B-Auswaschung aus dem Boden.

Diese Hypothesen werden an den landwirtschaftlich wichtigen Kulturarten Raps, Zuckerrüben, Mais und Weizen getestet. Die Entwicklung der Pflanzen wird beobachtet, die Nährstoffaufnahme und der Ertrag werden zusammen mit verschiedenen anderen Parametern bestimmt. Mit der Saatgutverkrustung und damit der gezielten Platzierung des B-Düngers wird eine Verbesserung der Synchronisation zwischen B-Verfügbarkeit und Pflanzenbedarf bei gleichzeitiger Minimierung der Nachteile der vorherrschenden B-Düngepraxis erwartet.

Abbildung 1 Bormangel bei Zuckerrübe. Schubert (2018)

Abbildung 2 Upcycling von Isoliermaterial zur Bor-Gewinnung für die Sameninkrustierung. Everaert et al. (2023)

Hintergrund: Können borhaltige Abfallstoffe recycelt und als Pflanzendünger verwendet werden?

• Bor (B) ist ein wichtiger Pflanzennährstoff.
• B-Mangel führt zu Ertragseinbußen bei Kulturen wie Zuckerrüben, Weizen, Raps und Mais.
• B muss während der gesamten Wachstumsperiode verfügbar sein.
• Es kann leicht zu einer Überdüngung mit B kommen (kleine Spanne zwischen Mangel und Toxizität).
• In diesem Projekt wird ein neuartiger, langsam freisetzender B-Dünger unter Verwendung B-haltiger Isolierabfälle entwickelt.

Vorteile:

• hohe Nährstoffnutzungseffizienz
• Recycling von Abfallstoffen
• Schonung der begrenzten, natürlich vorkommenden B-Ressourcen

Weiterführende Literatur:

Everaert M, Duboc O, Willems E, Sojo G, Pfeifer C, Van Velthofen N, de Oliveira-Silva, R, Sakellariou D, Santner J (2023) Thermochemical processing of boron-impregnated cellulose insulation waste for upcycling to slow-release boron fertilizers. J. Clean. Prod. 399, 136684. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.136684