Restenergie von Humus (und Verwertung)

Wissenschaft Biologie
#1

Hallo Biologen,

da es nicht möglich ist Kleinstbiogasanlagen zu bauen habe ich mir mal Gedanken gemacht welche Wärme z.B. diese Californischen Regenwürmer produzieren wenn sie Küchenabfälle zu Humus abbauen. Den Energiegehalt von 50Kg Küchenabfälle (10Kg in der Trockenmasse) würde ich auf 18MJ/Trockenkilogramm also 180Kg insgesamt schätzen.

Da ja Humus (Torf z.B. enthält noch mind. 3/4 Restenergie) aufgrund des Kohlenstoffsgehalt noch einiges an Restenergie enthält möcht ich fragen wie man den Abbauvorgang denn energetisch bewerten soll.

Dann stellt sich gleich danach (ist jetzt nicht die vorrangige Frage) wozu Pflanzen überhaupt Humus als Nährstoffquelle wo sie doch Photosynthese betreiben und am Tag das CO2 aus der Atmosphäre ziehen in der Nacht stehen ihr ja selbst aufgebaute Kohlenhydratreserven zur Verfügung. Warum ist die Pflanze also auf die zusätzliche Kohlenstoffquelle angewiesen (enthält der Humus im Abbauprozeß Metabollite, den die Pflanze mit ihrer eigenen Biochemie nicht herstellen kann) ?

Nochmal die Fragen:
a) Wieviel Restenergie enthält Humus noch pro Kg (was Mikrorganismen und die Regenwürmer nicht in Energie umgewandelt haben) ?
b) Wozu braucht die Pflanze 2 Kohlenstoffquellen ?

Praktisches Vorhaben:
Da sich Küchenabfälle ja nicht trocknen lassen und z.B. im Ofen verbrennen. Wollte ich sie evtl. mit Californischen Regenwürmern im Abstellraum in einer Kiste betreiben. Den hergestellten Humus will ich in den Garten schmeißen. Ich würde eben wissen wieviel (Heiz)energie dabei abfällt. Natürlich ist so ein Vorhaben auch kritisch zu sehen. Es entsteht Feuchtigkeit und auch etwas CO2 und das alles wird in einen relativ schwach geheizten Raum. Hinzu kommt noch, daß dabei Schimmelsporen in die Luft abgegeben werden können (und bestände auch Schimmelgefahr wegen einer etwas erhöhte Luftfeuchte des Raumes). Einen Stirlingmotor kann man mit der geringen Übertemperatur des Reaktors bestimmt nicht betreiben.

Betrachtet als das praktische eher als gedankliches Luftschloss. Es wäre also sehr viel effektiver wenn man in Deutschland alle Küchenabfälle (und auch alle Fäkalien) in Biogasanlagen energetisch verwerten könnte (würde man vllt. auf 1% der deutschlandweiten Energie kommen). Die Weiterverwertung zu Humus (wie es die Abfallwirtschaft ja macht) ist dann eben keine 100%-ige energetische Ausnutzung.

Für Antworten würde ich mich freuen.

Gruß

R.

#2

b) Wozu braucht die Pflanze 2 Kohlenstoffquellen ?

Pflanzen nehmen allen Kohlenstoff aus der Luft. Sonst würde ja die Aquakultur nicht funktionieren.
Udo Becker

#3

Danke für die Antwort.

Der Meinung bin ich übrigens auch. Wasserpflanzen nehmen ja nur in Wasser gelöstes CO2 auf.

Aber die Landpflanzen brauchen immer Humus als Nährboden. Meine Spekulation geht dahin, daß die Pflanze nicht alle Molekülbausteine selber herstellen kann. Bedient sich dann was in den Abbauprodukten noch an Molekülen drin (was also die Mikroorganismen hergestellt haben).

Dann ist da ja auch noch Schwefel und Stickstoff drin gebunden. Da Stickstoff aber ausgast würde das quantitativ aber nicht für die Proteinproduktion der Pflanze reichen ergo muß die Pflanze mit Hilfe von Knöllchenbakterien oder so zusätzlichen Stickstoff aus der Luft anziehen um wachsen zu können.

Und bei 180Kg soll natürlich 180MJ heißen (das wäre die Energiemenge die jährlich an Biomasse bei meinen Küchenabfällen anfallen, also 50Kg Feuchtmasse, 10Kg Darrgewicht).

#4

Wasserpflanzen nehmen ja
nur in Wasser gelöstes CO2 auf.

Ich meinte auch Hydrokultur statt Aquakultur.

Aber die Landpflanzen brauchen immer Humus als Nährboden.

Nein. Es geht in Wasser in dem Nährsalze gelöst sind. Zu den wichtigsten wie Phosphat, Nitrat oder Ammonium, Kalium, Magnesium und Natrium müssen noch Spurenelemente zugefügt werden wie Mangan. Was alles genau, weiß ich jetzt nicht.

Meine Spekulation geht dahin, daß die Pflanze nicht alle
Molekülbausteine selber herstellen kann. Bedient sich dann was
in den Abbauprodukten noch an Molekülen drin (was also die
Mikroorganismen hergestellt haben).

Das glaube ich nicht

Dann ist da ja auch noch Schwefel und Stickstoff drin
gebunden. Da Stickstoff aber ausgast würde das quantitativ
aber nicht für die Proteinproduktion der Pflanze reichen ergo
muß die Pflanze mit Hilfe von Knöllchenbakterien oder so
zusätzlichen Stickstoff aus der Luft anziehen um wachsen zu
können.

Der wenige Schwefel der in den Proteinen verbaut wird, stammt m.W. aus Sulfaten, die meist ausreichend auch im Wasser enthalten sind (z.B. Gips). Wenn man im Zusammenhang von Stoffwechsel von Stickstoff spricht, meint man nicht das Gas Stickstoff sondern ionische Stickstoffverbindungen (Salze). Diese sind nicht flüchtig und meist ausreichend im Boden vorhanden. Einige, aber nur einige (Leguminosen), binden mit Hilfe von Bakterien Luftstickstoff zu Nitraten, also Salzen, die dann aufgenommen werden können.
Udo Becker

#5

Hallo Udo Becker,

vorhanden. Einige, aber nur einige (Leguminosen), binden mit
Hilfe von Bakterien Luftstickstoff zu Nitraten, also Salzen,

könntest du uns sagen, welche Leguminosen mit Hilfe von Bakterien keinen Luftstickstoff zu Nitraten binden?

Gruß

Tankred

#6

könntest du uns sagen, welche Leguminosen mit Hilfe von
Bakterien keinen Luftstickstoff zu Nitraten binden?

Leguminosen war in Klammern gesetzt. Einige, aber nur einige Pflanzen (Leguminosen) binden Stickstoff etc
Also keine floristische Sensation sondern eine sprachliche Feinheit.
Udo Becker

#7

Hallo,

Also keine floristische Sensation sondern eine sprachliche
Feinheit.

eine sprachliche Feinheit war es gar nicht, ich hatte lediglich zu flüchtig gelesen

Tankred