Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Untersuchungen zum phytosanitären Risiko durch die anaerobe Vergärung von pflanzlichen Biomassen in Biogasanlagen; Teilvorhaben 1

Anschrift
Humboldt-Universität zu Berlin - Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät - Institut für Gartenbauwissenschaften - Phytomedizin/Angewandte Entomologie
14195 Berlin
Lentzeallee 55/57
Kontakt
Prof. Carmen Büttner
Tel: +49 30-31471175
E-Mail: carmen.buettner@agrar.hu-berlin.de
FKZ
22013207
Anfang
01.05.2009
Ende
31.12.2011
Aufgabenbeschreibung
Das Verbreitungsrisiko von Pflanzenkrankheiten und Unkrautdiasporen durch den vermehrten Einsatz von Nachwachsenden Rohstoffen (NaWaRos) und Gülle in Biogasanlagen wird abgeschätzt und Vermeidungsstrategien werden entwickelt. Es sollen Mindestanforderungen an Technik und Betrieb von Biogasanlagen formuliert werden, welche für die eingesetzten Substrate und deren spezifische Schadorganismen die phytohygienische Unbedenklichkeit der Gärrückstände gewährleisten. Falls Bedarf besteht, werden düngemittelrechtliche Anforderungen an die phytohygienische Beschaffenheit eingesetzter Substrate und/oder die Gärreste aus Biogas-Anlagen definiert. Ein Screening zur Inaktivierrbarkeit von insgesamt 11 Pathogen (17 Wirt-Pathogen Systeme) wird zunächst in Laborfermentern (10 -l Gärraum) vorgenommen. In die Prüfungen werden unterschiedliche Betriebsweisen, Expositionszeiten sowie Dauer der Gärrestlagerung einbezogen. Für sehr widerstandsfähige Schadorganismen, die weder mit einer mesophilen noch thermophilen Vergärung inaktiviert werden können wird die Eignung einer Pasteurisierung geprüft. In Biogaspraxisanlagen werden darüberhinaus die Pathogene in Trägern eingebracht, um die aus den Laborversuchen generierten Ergebnisse zu validieren. Ergänzend sollen Unkrautdiasporen in der Biogaskette erfasst und bewertet werden.Dazu wird ein Monitoring des In- und Outputs der Praxisanlagen auf Samen und austriebsfähige Pflanzenteile durchgeführt. Zum Einsartz kommen pflanzenbauliche, mikrobiologische, molekularbiologische und statistische Arbeitsmethoden. Die erarbeiteten Vorschläge zur Berücksichtigung der Phytohygiene bei der Vergärung von Nachwachsenden Rohstoffen und Optimierungsmöglichkeiten der Betriebsparameter von Biogasanlagen zur Reduzierung des Risikos, können mit Hilfe des KTBL, welches die Geschäftsführung für den Wissenschaftlichen Beirat für Düngungsfragen inne hat, direkt in Beratungs- und Entscheidungsprozesse eingebracht werden.
Ergebnisdarstellung
Mit Ausnahme des Quarantäneerregers S. endobioticum führte die anaerobe Vergärung des Pflanzen-materials im Laborfermenter bei einer Inkubationszeit der Probenträger für 138 h zu einer voll-ständigen Inaktivierung der in den Prozess eingebrachten Phytopathogene. Für sieben Pathogene ist die phytohygienische Unbedenklichkeit der Gärreste schon nach einer Inkubationszeit von sechs Stunden gewährleistet. Zu diesen Pathogenen zählen S. sclerotiorum, R. solani, Potato virus Y, A. alternata, F. avenaceum, T. carries und C. purpurea. Die zur Inaktivierung der Krankheitserreger benötigte Verweilzeit ist abhängig vom pflanzlichen Substrat (Kulturpflanzenart, Vorbehandlung durch Silierung), der Pathogenart und der geplanten Zeitdauer der Gärrestlagerung. Bei Verwendung von infiziertem siliertem Pflanzenmaterial werden beispielsweise wesentlich geringere Verweilzeiten zur vollständigen Inaktivierung der mykotoxinbildenden pilzlichen Krankheitserreger (F. proliferatum, F. verticillioides) benötigt. Eine Gärrestlagerung führt bei den meisten Pathogenen ebenfalls zu einer weiteren Reduzierung der Vermehrungsfähigkeit. S. endobioticum kann unter den geprüften Prozessbedingungen nicht inaktiviert werden; auch nicht bei Inkubationszeiten von zwei Wochen. In den Praxisbiogasanlagen sind tendenziell deutlich längere Verweilzeiten zur Inaktivierung der Phytopathogene erforderlich. Einzig für den Erreger S. sclerotiorum ließen sich die in den Rührkesselreaktoren erzielten Ergebnisse in der Praxisanlage bestätigen: schon während einer Verweilzeit von sechs Stunden ist der Erreger vollständig inaktiviert. Bei Anbau von NaWaRo´s nach Guter Fachlicher Praxis kann ein Eintrag von phytopathogenen Schaderregern in Biogasanlagen nicht ausgeschlossen werden. Demzufolge muss sichergestellt werden, dass Gärreste aus Biogasanlagen, wenn sie als organische Dünger auf landwirtschaftlichen Nutzflächen ausgebracht werden sollen, ausreichend hygienisiert sind. Dies kann erreicht werden, indem die Verwei

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