Integrierte Bewertung physikochemischer und struktureller Veränderungen während Kompostierung und Wurmkompostierung von Rinder- und Schafmist mit Zusatzbehandlungen

Vom Hofabfall zur Bodenressource

Auf der ganzen Welt fallen auf Bauernhöfen große Mengen an Rinder- und Schafmist an. Wird dieser Mist unbeaufsichtigt gelagert oder unsorgfältig ausgebracht, können Nährstoffe ausgelaugt werden, Gerüche entstehen und Treibhausgase freigesetzt werden. Diese Studie untersucht, wie sich dieses Problem in eine Lösung verwandeln lässt, indem Kompostierung und Wurmkompostierung — mithilfe von Mikroben und Regenwürmern — feinjustiert werden, um einen saubereren, stabileren Bodenverbesserer zu erzeugen. Die Forschenden prüfen einfache mineralische und kohlenstoffhaltige Zusatzstoffe, die Landwirten helfen könnten, Mist sicherer zu bewirtschaften und gleichzeitig gesündere Ernten zu fördern.

Vom Rohmist zu gesteuerten Haufen

Das Team sammelte Rinder- und Schafmist und bearbeitete ihn über 120 Tage auf zwei Arten: klassische Kompostierung, die hauptsächlich von wärmeliebenden Mikroben angetrieben wird, und Wurmkompostierung, bei der zusätzlich Regenwürmer mitwirken. Sie gaben drei Arten von Zusätzen in unterschiedlichen Dosen dazu: ein poröses, holzkohlegeglichenes Material namens Biokohle, eine feine Feuerton- oder Feuerlehmkomponente und ein reaktives Mineral, Mangandioxid. Durch die Verfolgung von Temperatur, Masseverlust und grundlegenden chemischen Eigenschaften über die Zeit konnten sie beobachten, wie jede Rezeptur Geschwindigkeit und Qualität des Mistabbaus in beiden Tierarten veränderte.

Hitze, Masseverlust und ihre Bedeutung

Alle Haufen durchliefen den bekannten Verlauf der Kompostierung: Aufwärmen, eine heiße Phase und anschließend langsames Abkühlen. Haufen mit höherer Feuerlehm-Dosierung erreichten die höchsten Temperaturen, mehr als 65 °C beim Rindermist und über 70 °C beim Schafmist, was auf besonders intensive mikrobielle Aktivität und eine gute Belüftung hindeutet. Biokohle erhöhte und verlängerte ebenfalls die heiße Phase, besonders bei der höheren Dosis, während Mangandioxid nur einen milden Effekt zeigte. Mit hinzugefügten Würmern verloren die Haufen insgesamt mehr Masse — in einigen Schafmist-Mischungen mit Biokohle oder niedriger Feuerlehm-Dosis bis zu etwa 70 % — weil die Würmer das Material physisch zerkleinerten und die mikrobielle Aktivität förderten. Die lehmreichen Mischungen verloren jedoch weniger Masse, bildeten dafür stabileren, gut „durchgegorenen“ Kompost, was daran erinnert, dass schnelleres Verschwinden nicht immer vorteilhaft ist, wenn das Ziel eine langlebige Bodenverbesserung ist.

Einen besseren „Nährstoffschwamm“ bauen

Zur Beurteilung der Kompostqualität konzentrierten sich die Forschenden auf die Fähigkeit, Nährstoffelemente wie Calcium, Magnesium und Kalium zu binden. Diese Eigenschaft, die Kationenaustauschkapazität, zeigt, wie stark das fertige Material im Boden als „Nährstoffschwamm“ wirkt. Wurmkompostierter Schafmist mit hohem Feuerlehmanteil zeigte die stärkste Verbesserung, mit sehr hohen gemessenen Kapazitäten und modellierten Werten, die auf langfristige Stabilität hindeuten. Biokohle steigerte diese Eigenschaft ebenfalls dosisabhängig, dank ihrer großen inneren Oberfläche. Im Gegensatz dazu lieferte Mangandioxid nur mäßige Zuwächse, da es eher wie ein chemischer Anstoß für Reaktionen wirkt als als echter Nährstoffspeicher. Insgesamt schnitten Systeme mit Würmern durchweg besser ab als reine Kompostsysteme, da ihre Aktivität zur Ausbildung saurer und phenolischer Gruppen in der organischen Substanz beitrug, die Nährstoffe für Pflanzen aufnehmen und wieder abgeben können.

Abbau hartnäckiger Pflanzenfasern

Das Team untersuchte außerdem die zähen pflanzenbasierten Komponenten im Mist: Hemicellulose, Cellulose und Lignin. Diese bilden das Gerüst von Stroh und anderen Pflanzenresten und sind oft langsam abzubauen. Mithilfe mathematischer Modelle zeigten sie, dass Hemicellulose am schnellsten zersetzt wurde, besonders in Behandlungen mit Feuerlehm und Biokohle, die die Haufen luftig und mikrobenfreundlich hielten. Cellulose baute sich mit mittlerer Geschwindigkeit ab. Lignin, der widerstandsfähigste Anteil, wurde vor allem in Gegenwart von Mangandioxid abgebaut, was auf eine chemische Unterstützung hinweist, die Mikroben beim Aufbrechen dieses starren Bindemittels hilft. In Rinder- und Schafsystemen mit Würmern führten Kombinationen aus Mangandioxid und moderater Lehm-Dosis zu besonders starkem Abbau dieser hartnäckigen Fasern, während hohe Lehmgehalte oder übermäßiges Kohlenstoffmaterial den Prozess manchmal verlangsamten, indem sie die Belüftung blockierten oder die mikrobiellen Gemeinschaften veränderten.

Praktische Lehren für Landwirte und Gärtner

Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass jeder Zusatzstoff eine unterschiedliche, aber komplementäre Rolle spielt. Biokohle macht den Haufen durchlässiger und mikrobenfreundlicher und beschleunigt die frühe Bereinigung frischerer Materialien. Feuerlehm hilft, ein stabiles, humusreiches Produkt zu schaffen, das an Nährstoffe bindet und sie langsam an die Pflanzen abgibt. Mangandioxid gibt einen zusätzlichen Schub beim Zerlegen der hartnäckigsten Pflanzenreste. Sorgfältig kombiniert und zusammen mit Regenwürmern helfen diese einfachen Materialien, Rohmist von Rindern und Schafen in sichereren, wirksameren Kompost und Wurmkompost zu verwandeln. Für Laien lautet die Kernbotschaft: Mit der richtigen Mischung aus Zutaten und biologischen Helfern lässt sich selbst unordentlicher Hofabfall in einen verlässlichen, klimafreundlicheren Dünger verwandeln, der die langfristige Bodengesundheit unterstützt.

Zitation: Karimi, S., Shariatmadari, H. & Nourbakhsh, F. Integrated assessment of physicochemical and structural changes during composting and vermicomposting of cattle and sheep manure with additive treatments. Sci Rep 16, 10128 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40802-1

Schlüsselwörter: Kompostierung, Wurmkompostierung, Biokohle, Mistmanagement, Bodenfruchtbarkeit