LaboR- und Feldversuche
Mit Recyclingdüngern aus Inhalten von Trockentoiletten
Recyclingdünger aus Inhalten von Trockentoiletten dürfen in Deutschland noch nicht als Düngemittel eingesetzt werden. Der H.I.T., den wir auf unserer Recyclinganlage in Eberswalde produziert haben, muss aber natürlich trotzdem auf den Acker. Die einzige Möglichkeit, ihn dorthin zu bekommen, sind wissenschaftlich begleitete Feldversuche mit detaillierten Laboranalysen. Auf dieser Seite findest du einen Überblick über unsere Labor- und Feldversuche seit 2020 und erste Ergebnisse.
*Humusdünger aus Inhalten von Trockentoiletten
Ergebnisse
Take away
Die Auswertung der Daten aus unseren Labor- und Feldversuchen ist ein laufender Prozess. Bevor du dich in jeden einzelnen Versuch einliest, findest du hier eine Übersicht der wichtigsten, bereits wissenschaftlich belegten Erkenntnisse.
Sicherheit & Hygiene
- H.I.T. ist ein sicherer Recyclingdünger ohne seuchenhygienisch relevante Erreger
- Alle Grenzwerte für organische Schadstoffe und Schwermetalle werden eingehalten
- Nach der Ausbringung sind im Boden keine Schadorganismen mehr nachweisbar
- Es wurden keine Rückstände von Pharmazeutika im H.I.T. gefunden
Düngewirkung & Erträge
- Die Erträge mit H.I.T. sind vergleichbar mit denen von anderen organischen Düngern
- H.I.T. hat eine längere Düngewirkung als mineralische Dünger
- In Kombination mit Urindünger erreicht H.I.T. Erträge, die mit mineralischer Düngung vergleichbar sind
- H.I.T. stellt über einen längeren Zeitraum Stickstoff für die Pflanzen zur Verfügung
On-Farm Versuche
So kommt der Recyclingdünger auf den Acker
Seit 2020 testen wir unseren Humusdünger H.I.T. in sogenannten On-Farm-Versuchen. Dabei wird der Dünger direkt im laufenden Betrieb unseres landwirtschaftlichen Partners, der Schorfheider Agrargesellschaft, eingesetzt. So sehen wir unter realen Bedingungen, wie H.I.T. auf dem Feld wirkt. Verwendet werden ausschließlich geprüfte und freigegebene Chargen. Die Ernte aus diesen Versuchen wird nicht für die menschliche Ernährung genutzt.
Feldversuch Nr. 4
Schorfheide 2025 mit Sonnenblume
Stand 20.05.2025
Auch 2025 führen wir einen Feldversuch durch – 160 Tonnen H.I.T. wollen auf den Acker. Unser langjähriger Kooperationspartner, die Schorfheider Agrargesellschaft (SAG), will das auch und stellt dafür ein Feld zur Verfügung! Um die Finanzierung des Versuchs und der Laboranalysen zu stemmen, haben wir Anfang des Jahres erfolgreich ein Crowdfunding durchgeführt. Dank der Unterstützung von 640 Menschen sind über 40.000 € zusammengekommen, mit denen wir den Feldversuch realisieren können!
Ursprünglich war geplant, dass auf dem Versuchsfeld Sommerroggen wachsen sollte. Da sich der Genehmigungsprozess mit dem Landesamt für ländliche Entwicklung und Flurneuordnung (LELF) aber in die Länge zog, stellte die SAG extra für uns ihre Fruchtfolge um, sodass der Versuch nun erneut mit Sonnenblumen durchgeführt wird. Der Grund: Der H.I.T. muss ausgebracht werden, bevor die Kultur eingesät wird – der Sommerroggen musste aber Ende März schon in die Erde. Bei der Sonnenblumensaat hatten wir noch bis Mitte April Zeit.
Sechsjährige Genehmigung
Update: Der Feldversuch wurde (wieder mal in letzter Minute) genehmigt! Der H.I.T. ist ausgebracht und die Sonnenblumen eingesät. Dieses Mal haben wir sogar eine Genehmigung für einen längeren Versuch: Bis 2030 wird der H.I.T. im Wechsel auf zwei Versuchsfeldern ausgebracht. Das bedeutet, wir können in Ruhe die nächsten sechs Jahre forschen und halten euch über die frischesten Ergebnisse auf dem Laufenden!
Feldversuch Nr. 3
Schorfheide 2024 mit Sonnenblumen
Der Feldversuch aus 2024 war mit Abstand unser schönster, schaut euch mal diese Blütenköpfe an! Bei diesem Versuch haben wir uns wieder nur auf den H.I.T konzentriert: Auf einem Acker der SAG in Groß Schönebeck wurden Sonnenblumen mit H.I.T. und zum Vergleich mit Mineraldünger gedüngt.
Fragestellung
Auch bei diesem Versuch drehte sich wieder alles um die Fragen nach der einmaligen Düngewirkung und der Unschädlichkeit von H.I.T. Konkret sollte herausgefunden werden:
- Ob seuchenhygienisch relevante Krankheitserreger durch die Düngung mit H.I.T. in den Boden gelangen
- Ob organische Schadstoffe durch die Düngung mit H.I.T. in den Boden gelangen
- Ob pharmazeutische Rückstände durch die Düngung mit H.I.T. in den Boden gelangen
- Welche Nährstoffe durch H.I.T. über die Anbauperiode für die Pflanzen verfügbar gemacht werden
- Welche Ertragswirkung der H.I.T. hat
Was wurde dafür untersucht?
- Seuchenhygienisch relevante Pathogene (10 – 50 cm Tiefe, oberste 10 cm werden verworfen): E. coli, Enterokokken, Salmonella spp., Clostridium perfringens
- Organische und anorganische Schadstoffe (0 – 30 cm Tiefe): PCB (6), Benzo(a)pyren, Blei, Cadmium, Chrom, Kupfer, Quecksilber, Nickel, Zink
- Pharmazeutische Rückstände (0 – 30 cm Tiefe)
- Pflanzenbauliche Parameter: Mineralischer Stickstoff und Trockenmasse-Ertrag
Ergebnisse
Zum jetzigen Zeitpunkt stecken wir noch mitten in der Auswertung der Ergebnisse. Wir halten euch auf dem Laufenden! Die Untersuchung der eingesetzten H.I.T.-Chargen ist jedoch schon abgeschlossen. Ergebnis: Der H.I.T. hat nach allen Anforderungen der DIN SPEC 91421 bestanden :). (3)
Feldversuch Nr. 2
Schorfheide 2023 mit Mais
Was ist neu bei diesem Versuch? Bei unserem zweiten Feldversuch mit Mais 2023 wurde H.I.T. mit einem Urin-Flüssigdünger von Vuna (Aurin) kombiniert. Die Düngung vom H.I.T. erfolgte kurz vor der Aussaat. Als der Mais auf dem Acker das „3-Blatt-Stadium“ erreichte, wurde zusätzlich zum Humus der Aurin ausgebracht. Mit der Kombination aus H.I.T. und Aurin hoffen wir, an die Erträge der mineralisch gedüngten Feldstreifen heranzukommen, die hier miteinander verglichen werden. Vergleichsvarianten:
- H.I.T. kombiniert mit Aurin
- Mineralische Düngung
Fragestellung
Beim ersten Feldversuch vor drei Jahren haben wir die Laboranalysen noch komplett aus eigener Betriebskasse finanzieren müssen. Damals haben wir den Fokus auf klassische Schadstoffe wie Schwermetalle und Krankheitserreger gelegt. Der zweite Feldversuch wurde über das Forschungsprojekt zirkulierBAR vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziert, so dass diesmal auch aufwendige Untersuchungen von Medikamentenrückständen im Boden durchgeführt werden können. Der zweite Feldversuch sollte Aufschluss über das Verhalten der Kombination von H.I.T. und dem Urin-Flüssigdünger Aurin geben. Auch hier wurden die Dünger wieder auf Wirksamkeit und Unschädlichkeit untersucht. Spezifisch sollte herausgefunden werden:
- Wie sich H.I.T. in Kombination mit Urindünger auf Pflanzen und Boden auswirkt
- Ob H.I.T. kombiniert mit Urindünger eine wirksame und praxistaugliche Alternative zu herkömmlichen Düngemitteln sein kann
- Ob die Verwendung von H.I.T. sicher ist und keine schädlichen Auswirkungen auf die Umwelt hat, insbesondere in Bezug auf seuchenhygienische Indikatororganismen, Medikamentenrückstände und Bodenversalzung
Was wurde dafür untersucht?
Wirksamkeit
Pflanze: Trockenmasse Ertrag, totaler Stickstoffgehalt
Unschädlichkeit
Boden: pH-Wert, mineralischer Stickstoff (Nmin), löslicher Phosphor (Pdl), lösliches Kalium (Kdl), Magnesium (Mg), Salzgehalt, Seuchenhygienisch relevante Organismen (E.Coli, Enterokokken, Salmonella ssp., Clostridium perfringens), pharmazeutische Rückstände
Pflanze: Chlorid (Salzgehalt)
Anwendungstauglichkeit
Der H.I.T. wurde wie im ersten Feldversuch mit einem Miststreuer ausgebracht. Für die Düngung mit dem Urindünger im 3-Blatt-Stadium der Maispflanzen wurde eine verfahrensübliche Feldspritze verwendet. Diese Techniken wurden während und nach der Ausbringung beobachtet und auf ihre Praxistauglichkeit hin bewertet.
Ergebnisse
Wirksamkeit
Tatsächlich: Die Kombination aus H.I.T. und dem Urin-Flüssigdünger lieferte einen vergleichbaren Maisertrag wie die mineralisch gedüngte Variante! Die Erträge beider Varianten lagen ohne statistisch signifikante Unterschiede bei knapp 16 Tonnen pro Hektar. Die ungedüngte Kontrollvariante erreichte mit 10 Tonnen pro Hektar lediglich zwei Drittel des vollen Ertrags (2).
Der Urindünger gibt schnell Stickstoff ab und ist daher sehr effektiv. Der H.I.T. hingegen gibt seine Nährstoffe langsamer ab und trägt zur langfristigen Verbesserung des Bodens bei und kann zusätzlich den Gehalt an Phosphor und Kalium in nährstoffarmen Böden erhöhen, wenn er in höheren Mengen eingesetzt wird. Da H.I.T. jedoch viel Phosphor enthält, ist es ratsam, es auf ertragsschwachen Böden mit einem stickstoffreichen Dünger wie Urindünger zu kombinieren. Eine Mischung aus H.I.T. und Urindünger kann bei guter Witterung die Pflanzen durchgehender mit Stickstoff versorgen und sie so vitaler halten und weniger anfällig für Krankheiten halten (2).
Unschädlichkeit
Krankheitserreger: Der H.I.T. hielt alle Anforderungen der DIN SPEC 91421 und der deutschen Düngemittelverordnung in Bezug auf die Parameter E. coli, Salmonella spp. und Enterokokken ein (3). Aus dem zweiten Feldversuch kann also kein gesundheitsrelevantes Gefährdungspotenzial der Düngung mit H.I.T. hinsichtlich der Seuchenhygiene abgeleitet werden (1)!
Medikamentenrückstände: Der H.I.T. wurde vor und der Boden vor und nach der Düngung auf Rückstände von Arzneimitteln untersucht. Insgesamt wurde ein Screening mit 99 Wirkstoffen durchgeführt, von dem keiner nachweisbar war. Pharmazeutische Rückstände bei dieser einmaligen Düngung mit H.I.T. und Urindünger waren im Boden also nicht vorhanden (3).
Eine befürchtete Überdüngung mit Phosphor, dessen Gehalt im H.I.T. für einen organischen Dünger recht hoch ist, war in einer Vegetationsperiode nicht nachweisbar.
Die Salzgehalte in den Maispflanzen waren in der H.I.T. und Urindünger Variante leicht erhöht. Das ist nicht problematisch für den Boden, kann jedoch eventuell die weitere Stickstoffaufnahme von manchen Pflanzen behindern.
Komplette Analyse H.I.T.
Im Rahmen von zikulierBAR wurde unser H.I.T. einmal komplett auf alle Anforderungen der DIN SPEC und weitere Parameter analysiert. Der komplette Datensatz steht auf Mendeley Open Source zur Verfügung.
Feldversuch Nr. 1
Schorfheide 2020-2023 mit Winterroggen
Unser erster landwirtschaftlicher Feldversuch glich für uns einem historischen Ereignis, denn zum ersten Mal wurde in Deutschland Humusdünger aus Inhalten von Trockentoiletten (H.I.T.) auf einem Acker ausgebracht! Der Versuch wurde von uns gemeinsam mit der Schorfheider Agrar GmbH auf einem sechs Hektar großen Feld in der Schorfheide durchgeführt, auf dem Roggen wachsen sollte. Vier verschiedene Dünger-Varianten wurden in einer Streifenanlage miteinander verglichen:
- H.I.T.
- Wirtschaftsdünger (Rinderstallmist)
- Mineraldünger
- Eine Nullvariante ohne Düngung zum Vergleich.
Fragestellung
Mit unserem Pilotversuch wollten wir einen ersten Rundumschlag abdecken: Der Hauptzweck des Experiments war es, die Wirksamkeit und Unschädlichkeit von H.I.T. als Düngemittel zu untersuchen. Spezifisch sollte herausgefunden werden:
- Wie sich H.I.T. auf Pflanzen und Boden auswirkt
- Ob H.I.T. eine wirksame Alternative zu herkömmlichen Düngemitteln sein kann
- Ob die Verwendung von H.I.T. sicher ist und keine schädlichen Auswirkungen auf die Umwelt hat
- Wie sich Nährstoffe, insbesondere Stickstoff, im Boden und in den Pflanzen verteilen
Was wurde dafür untersucht?
Die Untersuchungen im Rahmen des Feldversuchs waren sehr umfangreich und detailliert. Um die mögliche Schadwirkung uns die Düngewirkung des H.I.T. auf den Boden zu messen, wurde der Boden von Beginn bis zum Ende des Versuchs insgesamt 5 Mal beprobt. Gleichzeitig wurde der H.I.T. wurde auf seine Nährstoffzusammensetzung und auf mögliche Schadstoffe untersucht. Dabei sind wir einen Schritt weiter gegangen als die Düngemittelverordnung vorsieht und haben den H.I.T. gemäß der neuerschienenen DIN SPEC 91421 untersucht. Das ist eine Produktspezifikation für Recyclingdünger aus menschlichen Fäkalien, bei deren Entwicklung wir mitgewirkt haben, um einen Qualitätsstandard für H.I.T. und ähnliche Produkte zu setzen. Die nach diesem Standard vorgeschriebenen Untersuchungen sind auf die speziellen Risiken, die von menschlichen Fäkalien ausgehen können, zugeschnitten. Die zusätzlich untersuchten Parameter sind die Bakterien E. Coli, Salmonellen, Enterokkoken und Clostridium perfringens sowie Rückstände aus Arzneimitteln.
Zur Messung der Dünge- und Ertragswirkung von H.I.T. wurden verschiedene Untersuchungen zu den Ertragsparametern der Kultur Roggen angestellt.
Im Folgenden findest du eine genauere Darstellung der wichtigsten Untersuchungen mit kurzen Erklärungen.
Bodenuntersuchungen
Voruntersuchung des Bodens (für Schadstoffe)
- pH-Wert: Beeinflusst die Verfügbarkeit von Nährstoffen für Pflanzen.
- Hauptnährstoffe (Phosphor, Kalium, Magnesium): Ermöglicht eine bedarfsgerechte Düngung und verhindert Überdüngung.
- Schwermetalle: Wichtig, um eine Anreicherung im Boden zu vermeiden.
- Blei, Cadmium, Chrom, Kupfer, Nickel, Quecksilber, Zink
- Organische Schadstoffe (PCB, Benzo(a)pyren): Notwendig, um mögliche Umweltbelastungen zu erkennen.
Bodenuntersuchung (für Düngewirkung)
- pH-Wert: Prüfung zur Beobachtung von Veränderungen.
- Humusgehalt: Gibt Aufschluss über die Bodenfruchtbarkeit.
- Pflanzenverfügbare Haupt- und Nebennährstoffe: Ermöglicht eine präzise Düngeplanung.
- Hauptnährstoffe: Phosphor, Kalium, Magnesium
- Nebennährstoffe: Bor, Kupfer, Mangan, Zink
- Ermittlung des Nmin-Gehalts im Boden: Bestimmt den pflanzenverfügbaren Stickstoff (Ammonium und Nitrat) im Boden und gibt zusätzlich Aufschluss über die langfristige Wirkung des H.I.T. auf den Boden und darüber, wie viel Stickstoff aus dem Oberboden in den Unterboden ausgewaschen wird.
Düngeruntersuchungen
Nährstoffuntersuchung (H.I.T. und Wirtschaftsdünger)
- Umfassende Analyse verschiedener Parameter: Ermöglicht eine genaue Charakterisierung des Düngers.
- Untersuchte Parameter: Wassergehalt, Anteil organischer Substanz, Rohdichte, pH-Wert, Salzgehalt, Gesamtstickstoff, Ammonium-Stickstoff, Gesamtphosphat, Gesamtkaliumoxid, Magnesiumoxid, Schwefel, Natrium, Zink, Kupfer, Mangan, Bor, Pflanzenverfügbarer Stickstoff in Form von Nitrat, Pflanzenverfügbarer Stickstoff in Form von Ammonium, Pflanzenverfügbares Phosphat, Pflanzenverfügbares Kaliumoxid, Pflanzenverfügbares Magnesiumoxid, Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff (C/N-Verhältnis)
Schadstoffuntersuchung (H.I.T.)
- Nach Düngemittelverordnung: Gewährleistet die Einhaltung gesetzlicher Standards.
- Untersuchte Parameter: Arsen, Blei, Cadmium, Chrom, Nickel, Quecksilber, Thallium
- Erweiterte Untersuchungen nach DIN SPEC 91421: Berücksichtigt spezielle Risiken von Fäkalienprodukten.
- Untersuchte Parameter: E. Coli, Salmonellen, Enterokkoken und Clostridium perfringens.
Ertragsparameter
- Gewichtsmessungen: Ermöglicht die Beurteilung des Pflanzenwachstums.
- Stickstoffgehalt: Zeigt die Nährstoffaufnahme durch die Pflanzen.
- Ernteparameter (Biomasseschnitte): Geben Aufschluss über den Ertrag und die Qualität der Ernte.
Ergebnisse
Der komplette erste Feldversuch wird als Teil der Doktorarbeit von Jan-Ole Boness ausgewertet. Jan-Ole ist übrigens für das gesamte Versuchsdesign und die Durchführung verantwortlich. Die Doktorarbeit ist zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht fertiggestellt, aber zum Glück können wir schon erste Ergebnisse und Take-away-Messages mit euch teilen!
Wirksamkeit
Düngt der Recyclingdünger aus menschlichen Ausscheidungen auch wirklich? JA, er tut es! In unserem ersten Feldversuch hat sich im ersten Jahr 2020 gezeigt, dass die kurzfristige, also die direkte Düngewirkung von H.I.T., gleichauf mit der Wirkung von Rinderstallmist ist. Der Ertrag vom Roggen lag bei ca. 18 Tonnen pro Hektar bei den Varianten H.I.T. und Stallmist, und damit geringfügig höher als bei der Nullvariuante. Die mineralische Düngung brachte einen Ertrag von 25 Tonnen pro Hektar. Dieses Ergebnis war zu erwarten, denn beide organischen Dünger liefern Nährstoffe sowohl für die Pflanzen als auch für das Bodenleben, deshalb ist die kurzfristige Düngewirkung geringer als bei mineralischer Düngung.
Die Langzeitwirkung von H.I.T. sieht man allerdings schon im zweiten Versuchsjahr (zur Erinnerung, der H.I.T. wurde nur vor dem ersten Versuchsjahr ausgebracht): Trotz einer geringeren mineralischen Düngung waren die Erträge von der Variante H.I.T. mit 35 Tonnen pro Hektar genauso hoch, wie die Erträge der mineralischen Düngung!
Unschädlichkeit
Endlich ist es so weit, wir haben es schwarz auf weiß vorliegen: Der H.I.T. hält die Grenzwerte nach Düngemittelverordnung und nach DIN SPEC für die Seuchenhygiene ein*. Das bedeutet, es wurden keine seuchenhygienisch relevanten Krankheitserreger (E. Coli, Salmonellen, Enterokkoken) nachgewiesen. Auch die Grenzwerte für Schwermetalle und organische Schadstoffe werden eingehalten! Unser H.I.T. ist damit ein sicheres Produkt und hält die Anforderungen an einen Recyclingdünger aus menschlichen Ausscheidungen ein (Boness in Arbeit)!
*Eine Ausnahme macht das Bakterium Clostridium perfringens: Ursprünglich war es auch als Indikator zur Bestimmung der Schadfreiheit gedacht – die wissenschaftliche Einordnung zeigt allerdings, dass Clostridium perfringens ubiquitär (also überall in der Umwelt) vorhanden und daher kein geeigneter Indikator zur Qualitätssicherung von H.I.T. ist. (1)
FAQ
Warum sind die Versuche so aufwendig?
Die Untersuchungen müssen sowohl die Wirksamkeit als auch die Unschädlichkeit von H.I.T. nachweisen, was eine Vielzahl von Tests erfordert. Es handelt sich um sogenannte On-Farm Versuche, das heißt, unter realistischen Bedingungen.
Der Humusdünger aus Inhalten von Trockentoiletten (H.I.T.) wird vorläufig nach den Richtlinien der Klärschlammverordnung (AbfKlärV) behandelt, da es für H.I.T. noch keine spezifischen Regelungen gibt. Diese Entscheidung wurde vom brandenburgischen Landesamt für ländliche Entwicklung, Landwirtschaft und Flurneuordnung (LELF) getroffen, um den Bodenschutz gemäß dem „Gesetz zum Schutz vor schädlichen Bodenveränderungen und zur Sanierung von Altlasten“ (BBodSchG) zu gewährleisten. Vor der Ausbringung von H.I.T. müssen verschiedene ökologische und gesundheitliche Parameter untersucht werden, darunter die Nährstoffsituation des Bodens (pH-Wert, Makronährstoffe) sowie mögliche Schadstoffbelastungen (Chemikalien wie PCB und Benzo(a)pyren sowie Schwermetalle). Diese Untersuchungen stellen sicher, dass nur die notwendige Menge an Nährstoffen zugeführt wird und schädliche Stoffe im Boden nicht angereichert werden. Die Schadstoffwerte von Boden und Dünger müssen dabei unter festgelegten Grenzwerten bleiben, wie in der AbfKlärV §4 vorgeschrieben.
Düngen mit Klärschlamm ist erlaubt?
Felder dürfen nur dann mit menschlichen Ausscheidungen gedüngt werden, wenn diese in Form von Klärschlamm vorliegen. Humusdünger aus Inhalten von Trockentoiletten (H.I.T.), also menschliche Ausscheidungen, die OHNE Wasser gesammelt wurden und auf anderem Wege als in der Kläranlage gereinigt wurden, ist dagegen noch kein zugelassenes Düngemittel. Die Gründe dafür liegen im Abfall- und im Düngerecht. Lies dazu weiter in unseren Blogbeiträgen zu Klärschlammgesetzen und zu den rechtlichen Rahmenbedingungen von Recyclingdüngern.
Quellen
(1) Boness, Jan-Ole & Kautz, T & Hoffmann-Bahnsen, R. (2024 a). Konzentrationen seuchenhygienisch relevanter Indikatororganismen im Boden nach Düngung mit Kompost aus menschlichen Fäkalien. 135 VLLUFA-Kongress, Karlsruhe. Online abrufbar hier: https://www.researchgate.net/publication/399332830_Konzentrationen_seuchenhygienisch_relevanter_Indikatororganismen_im_Boden_nach_Dungung_mit_Kompost_aus_menschlichen_Fakalien
(2) Krause, A., Grebener, A., Calmet, A., & Bickert, F. (2024). Zurück in den Kreislauf – Handbuch für die Sanitär- und Nährstoffwende. Zenodo. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.14512552. Online abrufbar hier: https://www.naehrstoffwende.org/zirkulierbar-handbuch/
(3) Mühlenberg, Jana; Jung, Elsa Madleen; Kirsten, Claudia (2024), “Characterisation of recycled fertilisers from dry toilet contents – analysis of nutrients, hygiene and harmful substances”, Mendeley Data, V2. DOI: 10.17632/fjv2bf6mh2.2. Online abrufbar hier: https://data.mendeley.com/datasets/fjv2bf6mh2/2
