Phosphordüngewirkung von Klärschlämmen aus Klärwerken mit Phosphateliminierung durch Eisensalze | Phosphate fertilization effects of sewage sludges from waste water processing plants with phosphate elimination by iron salts

Das Ziel der experimentellen Untersuchungen war, zu prüfen, wie hoch die P- Düngewirkung von Klärschlämmen (KS) ist, die mit Eisenverbindungen angereichert sind, welche aus der P- Eliminierung stammen. Dieses Ziel ist insofern bedeutsam, als die hohe P- Sorption von Fe- Oxiden/ Hydroxiden zwar seit Jahrzehnten bekannt ist, aber heute beträchtliche Fe- Salzmengen in der 3. Reinigungsstufe eingesetzt werden (in der BRD ca. 500 000 t) und in Deutschland ca. 38% der Klärschlämme in der Landwirtschaft als Dünger Anwendung finden. D.h., es gelangen beträchtliche Mengen an Fe- Verbindungen in die Ackerböden. Die Untersuchungungen (vorrangig Mitscherlichgefäßversuche) gliedern sich in 3. Abschnitte. Teil I: Zeitliche Verfolgung (1-12 Monate) der P- Sorption sowie der oxalatlöslichen Fe- Gehalte der Böden und der Orthophosphat (Pi)- Konzentration in der Bodenlösung in 4 tonigen Schluffböden sowie 4 Sandböden nach Einbringung von zwei KS mit molaren Fe : P- Verhältnissen von 3,33 : 1 bzw. 0,83 : 1 oder CaHPO4 sowie Prüfung der P- Aufnahme von Mais, Rotklee und Weidelgras aus diesem Böden. Teil II: Verfolgung der gleichen Bodenparameter wie in Teil I in einem mäßig mit P versorgtem humosen Sandboden nach Applikation von 13 KS mit weit gestaffelten molaren Fe : P- Verhältnissen (4,2 : 1 bis 0,12 : 1) oder Triplesuperphosphat (TSP) und Prüfung der P- Aufnahme von Weidelgras. Teil III: Applikation von 3 KS mit gestaffelten molaren Fe : P- Verhältnissen von (0,13 : 1; 0,19 : 1; sowie 0,7 : 1 in 2 ägyptische Böden und Prüfung der P- Aufnahme von Mais. Wesentliche Resultate: Mit steigenden Fe- Gehalten der KS, also mit weiter werden den Fe : P- Verhältnissen stieg in den Ackerböden die P- Sorption und deren Gehalt an oxalatlöslichem Fe an und die Pi- Konzentration in der Bodenlösung sank. Das galt vor allem in mäßig bis gut mit P versorgten Böden. Die Folge war eine verringerte P- Aufnahme der Pflanzen im Vergleich zu P- Mineraldünger. Die P- Aufnahme des Weidelgrases hing signifikant vom Fe : P- Verhältnis der KS ab (r= -0,93). Enthält ein Klärschlamm je 1 mol Fe (56g) weniger als 1,3 mol P (40g) sinkt die P- Aufnahme der Pflanzen signifikant unter die P- Aufnahme aus TSP ab. Die Resultate sind veröffentlicht im J. Plant Nutr. Soil Science 164, 321-328 und 165, 83-91 sowie in KA, Wasserwirtschaft, Abwasser, Abfall: April- Heft 2003.

Sewage sludge is treated with iron salts in order to precipitate Phosphate in city purification plants. The objective of this research was to investigate the fertilizer effectivity of the P in these sludges. Because of the iron treatment these sludges contain high proportion of iron hydroxides / oxides with free sorption sites for phosphate. (In Germany, 500.000 t of iron salts are annually used to precipitate phosphate in purification plants) Approximately 38% of the sewage sludge in Germany is used in agriculture as fertilizer and so considerable quantities of Fe compounds are given to soils. The experiments were carried out using 6 kg of the soils in Mitscherlich pots. The research is divided into three parts as follows: Part I: Incubation experiment (1-12 months) the aim of the investigations was to study the P sorption and P concentration (Pi) in the soil solution as well as the oxalate-soluble Fe contents of the soils after application of CaHPO4 or sewage sludges of a molar Fe: P ratios of 3.33: 1 or 0.83: 1 to 4 loamy and 4 sandy soils. Phosphorus uptake by maize, red clover and rye grass were determined in the equally treated soils. Part II: Phosphorus fertilization effect of 13 sewage sludges of different molar Fe : P ratios (from 4.2 : 1 to 0.12 : 1) was tested in comparison to triplesuperphosphate (TSP) in a experiment with rye grass grown on a humic sandy soil of medium P supply. The same parameters as in part I were evaluated. Part III: Application of 3 sewage sludges which differed in their molar Fe: P ratios of 0.13: 1; 0.19: 1; and 0.7: 1) in 2 Egyptian soils and determined the P uptake by maize. Results: Increasing Fe- concentrations in sewage sludge as well as the molar Fe: P ratios increased P sorption as well as the oxalate-soluble Fe concentration of the soils and decreased orthophosphate concentration (Pi) in soil solution. The consequence was a decreased P uptake of the plants compared with P from mineral fertilizer. The P uptake of the rye grass was significantly correlated with the Fe: P ratios of the sewage sludge (r= -0.93). Once the molar ratio of Fe: P in the sewage sludge decreased below 1.3 P uptake by plants became significantly lower than from triplesuperphosphate. The results are published in the J. Plant Nutr. Soil Science 164, 321-328 and 165, 83-91 as well as in KA, Wasserwirtschaft, Abwasser, Abfall: April- 2003.