Forschungsergebnisse

Die Studie „Application of nitrified urine fertilizer and fecal compost for growing kohlrabi in a controlled greenhouse environment“ zeigte, dass aus menschlichen Exkrementen gewonnene Düngemittel (human excreta-derived fertilisers, HEDF) Mineraldünger beim Anbau von Kohlrabi im Gewächshaus – einem Blattgemüse mit hohem Nährstoffbedarf – wirksam ersetzen können. Die Kombination von nitrifiziertem Urindünger und Kompost aus Inhalten von Trockentoiletten (KIT) führte zu vergleichbaren marktfähigen Erträgen und Biomasse wie bei einem synthetischen Mehrnährstoff-Mineraldünger. Dies zeigt, wie HEDF dazu beitragen können, die Abhängigkeit von fossilen Mineraldüngern zu verringern, die oft in die EU importiert werden – was mit langen Transportwegen und starken Preisschwankungen aufgrund geopolitischer Konflikte einhergeht.

Darüber hinaus stellten die IGZ-Forschenden fest, dass die Stickstoffaufnahme der Pflanzen bei HEDF-Düngung um 13 % gesteigert wurde, während gleichzeitig zum Zeitpunkt der Ernte im Vergleich zur Mineraldüngung ein fünfmal geringerer Gehalt an mineralischem Stickstoff und ein um 25 % höherer Gehalt an organischem Stickstoff im Boden festgestellt wurde. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass HEDF, insbesondere der humusreiche KIT, positive Auswirkungen auf die Stickstoffdynamik im Boden haben können, die möglicherweise mit einer kurzfristigen Stickstoffimmobilisierung und einer verringerten Anreicherung von leicht auswaschbarem mineralischem Stickstoff zusammenhängen.
Darüber hinaus untersuchte die Studie auch den Verbleib von Schadstoffen und zeigte, dass Doxycyclin, ein umweltstabiles Antibiotikum, das im KIT vorkommt, nicht in nachweisbaren Mengen in die essbaren Pflanzenteile übergeht. Die Überwachung der Schadstoffgehalte von Recyclingdüngern ist wichtig, um potenzielle Bedenken hinsichtlich ihrer Sicherheit auszuräumen, und dient als Grundlage für die gesellschaftliche Akzeptanz.

„Unsere neue Studie reiht sich in die wachsende Zahl von Belegen ein, dass aus menschlichen Exkrementen gewonnene Recyclingdünger für den Anbau einer Vielzahl von Kulturpflanzen geeignet sind, ohne dass dabei Erträge beeinträchtigt werden. Für eine schnell wachsende Kulturpflanze mit hohem Nährstoffbedarf wie Kohlrabi ist eine gute Nährstoffversorgung unerlässlich. Die von uns verwendete Kombination – bestehend aus stickstoffreichem, nitrifiziertem Urindünger und dem an organischem Kohlenstoff reichhaltigem KIT – lieferte nicht nur die für das Pflanzenwachstum notwendigen Nährstoffe, sondern hatte auch einen signifikanten Einfluss auf den kurzfristigen Stickstofffluss im Boden, was potenziell der Bodengesundheit und der Nährstoffspeicherung zugutekommen könnte“, sagt Dr. Stefan Karlowsky, Co-Koordinator des P2GreeN-Projekts am IGZ.

Die Ergebnisse zeigen einen möglichen Weg auf, um den Nährstoffkreislauf zwischen städtischer Abwasserentsorgung und Nahrungsmittelproduktion zu schließen. Anstatt Urin und Fäkalien ausschließlich als Abfallströme zu behandeln, können sie zu Stickstoff- und Phosphorquellen für die Landwirtschaft werden und so den Bedarf an endlichen oder auf fossilen Energieträgern basierenden Düngemitteln verringern. Das Recycling trägt dazu bei, Stickstoff- und Phosphorströme innerhalb sicherer planetarer Grenzen zu halten, indem es die Ressourceneffizienz erhöht und die Nährstoffbelastung durch das lineare Abwassersystem verringert. Folglich könnten die Ergebnisse dieser Studie in zukünftige Strategien der Kreislaufwirtschaft sowie in Änderungen bestehender Abfall- und Düngemittelvorschriften einfließen, um einen rechtlichen Rahmen zu schaffen, der das Nährstoff-Recycling erleichtert.

Um eine breite Umsetzung zu unterstützen, sind Langzeitstudien erforderlich, um die Auswirkungen der wiederholten Ausbringung von nitrifiziertem Urindünger und KIT auf den Salzgehalt des Bodens, den Gehalt an organischem Kohlenstoff im Boden, den langfristigen Stickstofffluss im Boden, die Nitratauswaschung, die Phosphordynamik sowie den Verbleib von Arzneimitteln und anderen Spuren von Schadstoffen zu ermitteln.

Förderhinweis
Diese Arbeit wurde von der Europäischen Union im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms „Horizont Europa“ unter der Fördervereinbarung Nr. 101081883 finanziert.

Leibniz-Institut für Gartenbauwissenschaften (IGZ)
Das Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ) e.V., künftig Leibniz-Institut für Gartenbauwissenschaften (IGZ), ist ein Forschungsinstitut der Leibniz-Gemeinschaft und trägt mit wissenschaftlich fundierten Erkenntnissen aus der Grundlagen- und Anwendungsforschung im Gartenbau zur Lösung aktueller globaler Herausforderungen bei. Dazu gehören der Erhalt der Biodiversität sowie die Bekämpfung des Klimawandels und eine immer noch weitverbreitete Fehlernährung. Das Institut wird gemeinschaftlich durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kultur des Landes Brandenburg (MWFK) und das Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat (BMLEH) grundfinanziert. Das IGZ hat seinen Sitz in Großbeeren.

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Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Dr. Stefan Karlowsky, Projektmanager/Wissenschaftler | E-Mail karlowsky@igzev.de | Tel.+49 (0) 33 701 78 149

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Originalpublikation:
https://https/doi.org/10.3389/fenvs.2026.1856888 Ganglo C and Karlowsky S (2026) Application of nitrified urine fertilizer and fecal compost for growing kohlrabi in a controlled greenhouse environment. Front. Environ. Sci. 14:1856888. doi: 10.3389/fenvs.2026.1856888

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Weitere Informationen:
https://igzev.de/download_file/ccc8a0c9-de6f-4bd5-b0dd-b675ecb2f5ad/9 Grafische Zusammenfassung der Studie (Caroline Ganglo & Stefan Karlowsky, erstellt mit ChatGPT)
https://p2green.eu/ P2GreeN Webseite
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