Stickstoff im Kompost: Wie er entsteht, sich wandelt und Ihrem Boden zugutekommt.
Kompost funktioniert wie ein verzinsliches Sparkonto. Chemischer Stickstoff ist eher so, als würde man Bargeld schnell ausgeben. Wenn Landwirte Kompost ausbringen, können sie davon ausgehen, dass im ersten Jahr 10 % bis 20 % des darin enthaltenen Stickstoffs für die Pflanzen verfügbar werden. Danach gibt er weiterhin kleinere Mengen ab, etwa 5 % bis 10 % pro Jahr („The Bug Whisperer“ von Kristin Ohlson). Das liegt daran, dass der Boden aktiv bleibt. Er zersetzt kontinuierlich organisches Material und setzt im Laufe der Zeit Nährstoffe frei. Winzige Mikroben im Boden fressen sich zudem in einem ständigen Kreislauf gegenseitig, wodurch noch mehr Nährstoffe freigesetzt werden, die Pflanzen verwerten können.
Durch die Kompostierung wird Stickstoff wieder in den Boden zurückgeführt. Stickstoff ist für das Pflanzenwachstum wichtig. Die Rückführung von Stickstoff in den Boden erfordert einen kontrollierten Kompostierungsprozess, der Zeit und Ressourcen beansprucht. Während des Kompostierungsprozesses finden im Kompostiergut verschiedene Reaktionen statt.
Stickstoffbildung im Kompost
Im Kompost entsteht Stickstoff aus Ammoniak und Ammonium (NH₄⁺). Ammoniak ist jedoch ein Gas und entsteht als Nebenprodukt beim Abbau organischer Stoffe. Ammonium (NH₄⁺) ist ein positiv geladenes Ion, das entsteht, wenn Ammoniakgas mit Wasser (H₂O) reagiert und dabei H⁺-Ionen freisetzt. All dies geschieht unter sauren Bedingungen. Die Temperatur spielt eine entscheidende Rolle bei der Bildung von NH₄⁺, einer stabileren Form von Stickstoff. Bei unsachgemäßer Handhabung können andere Chemikalien entstehen, die Kompostgerüche wie Schwefel usw. verursachen können.
Stickstoffreiche Materialien für Kompost
Bildquelle: https://www.gerrygillespie.net/uploads/4/5/6/5/45656863/carbon_and_nitrogen_ratios.pdf
Nitrat und Nitrit im Kompost
Nitrat (NO₃⁻) und Nitrit (NO₂⁻) sind zwei wichtige oxidierte Formen von Stickstoff, die im Kompost vorkommen. Im Gegensatz zu Ammoniak und Ammonium entstehen Nitrat und Nitrit in den späteren Phasen der Kompostierung, insbesondere unter aeroben oder sauerstoffreichen Bedingungen.
Nitrifikationsprozess im Kompost
Ihre Entstehung folgt einem klaren Ablauf. Unter Nitrifikation versteht man die biologische Oxidation von Ammoniak, zunächst zu Nitrit und anschließend weiter zu Nitrat, wobei Nitrit als wichtiges Zwischenprodukt in diesem zweistufigen Prozess dient. Mit anderen Worten: Nitrit reichert sich nicht als Endprodukt an. Es ist vielmehr ein Zwischenschritt auf dem Weg zu Nitrat.
Die Rolle nitrifizierender Bakterien bei der Nitrifikation
Diese Umwandlung erfolgt in zwei Schritten durch zwei unterschiedliche Gruppen von Mikroorganismen: ammoniakoxidierende Bakterien oder Archaea (AOB/AOA), die den ersten Schritt übernehmen, und nitritoxidierende Bakterien (NOB), die die Umwandlung in Nitrat vollenden.
Die Umwandlung von Ammoniak in Nitrit ist in der Regel der geschwindigkeitsbestimmende Schritt des gesamten Nitrifikationsprozesses, was bedeutet, dass die Geschwindigkeit dieser ersten Stufe darüber entscheidet, wie effizient der Stickstoff aus Ihrem Kompost für Pflanzen verwertbar wird.
Voraussetzungen für den Nitrifikationsprozess
Um die Nitrifikation in Ihrem Komposthaufen zu fördern, spielen Sauerstoffgehalt, Feuchtigkeit, Temperatur und pH-Wert eine wichtige Rolle. Temperaturen zwischen 43 und 71 °C (110–160 °F) können die mikrobielle Aktivität steigern und die Stickstoffumwandlung unterstützen. Eine ausreichende Belüftung ist für die aerobe Zersetzung und die Aktivität der nitrifizierenden Bakterien erforderlich, während eine angemessene Feuchtigkeit von typischerweise etwa 40–60 % eine effiziente Stickstoffumwandlung begünstigt.
Bei einem niedrigeren Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis (stickstoffreicheres Material) verbleibt im Kompost zusätzliches Ammonium, das nitrifizierende Bakterien in Nitrat umwandeln können. Bei einem höheren Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis (kohlenstoffreicheres Material) verbrauchen Mikroorganismen den größten Teil des Ammoniums für ihr eigenes Wachstum, sodass nur wenig für die Nitrifikation übrig bleibt.
Wie sieht das ideale Verhältnis zwischen Kohlenstoff und Stickstoff im Kompost aus?
Ein C:N-Verhältnis von etwa 25–30:1 stellt das richtige Gleichgewicht her: Es fördert eine gute Kompostierung und lässt gleichzeitig genügend Ammonium übrig, damit später im Prozess die Nitrifikation stattfinden kann.
Woran erkennt man, ob ein Komposthaufen mehr Stickstoff benötigt?
Du solltest deine Hand in die Nähe der Mitte halten können und innerhalb weniger Tage echte Wärme spüren. Wenn es kühl bleibt und das Material immer noch so aussieht wie beim Einfüllen, liegt das in der Regel an einem Stickstoffproblem.
Was sind die Anzeichen für einen zu hohen Stickstoffgehalt in einem Komposthaufen?
Das merkt man zuerst an der Geruchswahrnehmung. Wenn der Komposthaufen nach faulen Eiern oder Ammoniak riecht, ist der Stickstoffgehalt im Verhältnis zum Kohlenstoffgehalt zu hoch. Außerdem neigt der Haufen dazu, schleimig und verdichtet zu werden, anstatt locker und krümelig zu bleiben.
Was ist der Unterschied zwischen Stickstoff und Kohlenstoff im Kompost?
Stickstoff fördert das Wachstum von Mikroorganismen. Er dient den Mikroorganismen, die für die Zersetzung sorgen, im Grunde als Proteinquelle. Kohlenstoff ist ihre Energiequelle – wie ein langsam verbrennender Brennstoff, der sie am Laufen hält. Beide Stoffe müssen im richtigen Gleichgewicht vorhanden sein, sonst kommt der Prozess zum Erliegen.
Referenzen:
- Rafaela Cáceres, Krystyna Malińska, Oriol Marfà, Nitrifikation bei der Kompostierung: Ein Übersichtsartikel, Waste Management, Band 72, 2018, Seiten 119–137, ISSN 0956-053X, https://doi.org/10.1016/j.wasman.2017.10.049.
- https://craftsmanship.net/sidebar/compost-and-nitrogen-heroic-partners-or-sneaky-collaborators-in-pollution/
- https://craftsmanship.net/the-bug-whisperer/
- https://www.gerrygillespie.net/uploads/4/5/6/5/45656863/carbon_and_nitrogen_ratios.pdf
