Pilzbasierte Bioreaktoren

Böden sind dreidimensionale Räume, die aus organischen und anorganischen Stoffen bestehen. Die geochemischen Prozesse in ihnen werden durch physikalische Prozesse und eine Vielzahl von Organismen verschiedener trophischer Ebenen angetrieben, die Nährstoffe recyceln und den Pflanzen verfügbar machen. Ihre Choreographie ist empfindlich und stark von Schlüsselarten und deren Vielfalt abhängig - dies wird durch moderne industrielle landwirtschaftliche Praktiken gestört. Zur Wiederherstellung der Bodenfunktion (z. B. Nährstoffrecycling) und zur Steigerung der Ernteerträge sowie der Widerstandsfähigkeit gegenüber Umweltextremen ist nicht nur ein artenreiches Mikrobiom erforderlich, sondern auch eine Änderung der landwirtschaftlichen Praktiken, um dieses zu erhalten.

Auf den folgenden Seiten stellen wir eine Low-Tech-Methode zur Herstellung eines Bodenimpfstoffs vor, mit dem ein gesundes Bodenmikrobiom in degradierte Böden wieder eingeführt werden kann. Diese von Pilzen dominierte Kompostierungstechnologie von Johnson und Su et al. ist Teil der Praktiken des Biologically Enhanced Agricultural Management (BEAM). Die Idee ist, Gemeinschaften, Landwirte und Gärtner in die Lage zu versetzen, ihren Boden so schnell wie möglich zu verbessern. In der folgenden Beschreibung beziehen wir uns auf das ursprüngliche Design, mit ein paar kleinen Änderungen von uns.

Bau des Reaktors

Vorbereitungen
Du kannst alle Materialien in lokalen Baumärkten oder Landwirtschaftsgeschäften beziehen. Das Baustahl-Gitter ist manchmal schwer zu finden - versuche es bei Metallhändlern oder frage bei Baustellen nach. Es wird normalerweise für Stahlbeton verwendet.

Material
* Luftdruchlässiges Gewebe (Geotextil)
* Standardpalette
* Baustahl-Gitter
* PVC-Rohr
* Gartendraht
* Tropfbewässerungssystem
* Bambus/Stöcke
* Gummiband

Werkzeuge
* Winkelschleifer/Bolzenschneider
* Zangen
* Stichsäge
* Schere/Cuttermesser

Position
Achte beim Aufstellen auf einen Position mit minimaler Sonneneinstrahlung, um den Wasserverbrauch zu reduzieren. Wir haben eine Bauhöhe von 1,80 m und einen Standort am Hang gewählt, um das Befüllen zu erleichtern. Ohne Hanglage empfehlen wir, die Gesamthöhe zu verringern, um die Sicherheit zu erhöhen und das Beladen zu erleichtern.

Montage
1) Verwende die Rohre als Führung und zeichne mit einem Marker einen Kreis auf die Palette. Füge einige Millimeter Versatz hinzu, um das Gleiten zu erleichtern. Löcher in Markierungen bohren und mit Stichsäge Löcher für die Rohre schneiden.
2) Schneide ein Stück Geotextil passend zur Palette zu und fixiere es mit ein paar Nägeln. Mit Cuttermesser Löcher für Rohre schneiden.
3) Schneide das Baustahl-Gitter in den richtigen Dimensionen. Geotextil auflegen, noch am Boden liegend zuschneiden und mit Draht fixieren. Nägel eignen sich gut, um ein Loch in den Stoff zu stechen. 4) Das Gitter auf die Palette stellen und mit 2 gekreuzten Nägeln fixieren.
5) Vordertür mit Drähten hinzufügen.
6) Rohre in Position fixieren. Wir hatten Bambus vor Ort verfügbar und verwendeten Draht, um sie in Position zu halten.
7) Schneide kleine Stücke aus übrig gebliebenem Geotextil und bedecke die Rohre. Mit Gummiband fixieren.
8) Tropfbewässerungssystem installieren.

Betrieb
Das Wichtigste für den Prozess ist die Aufrechterhaltung der Feuchtigkeits- und Sauerstoffversorgung. Das Tropfbewässerungssystem muss jeden Tag 1 Minute lang mit normalem Wasserdruck laufen. Während der Regenperioden oder generell im Herbst kann diese Frequenz je nach Erfahrung auch reduziert werden. Besonders die Reaktorwände trocknen schnell aus, daher empfiehlt es sich, das Tropfbewässerungssystem so zu positionieren, dass sie gut befeuchtet werden. Der Kompost muss 12-16 Monate reifen, eine durchgängige Aggregatstruktur mit Korngrößen kleiner als 5 mm sind gute Indikatoren dafür, dass er gebrauchsfertig ist.

Danksagung

Ende 2020 hat Malte seinen ersten Pilzbioreaktor in der Berliner Wuhlheide aufgebaut. In Zusammenarbeit mit dem FEZ-Berlin wurde dieser Reaktor zu einer skalierbaren und wartungsarmen Einheit weiterentwickelt, die sich optimal in die Arbeitsabläufe der Parkverwaltung integrieren lässt. Sie verwandelt nun große Mengen Eichenlaub in hochwertigen Humus.

Während einer Bodenforschungswoche, im Rahmen von „UROŠ – Ubiquitous Rural Open Science Hardware“ bauten wir dann einen kleineren Bioreaktor, der vom Design von Johnson und Su et al. inspiriert war.
Vielen Dank an Zavod Rizoma für den Forschungsstandort & die Infrastruktur. Das Projekt UROŠ wurde im Rahmen von konS ≡ Platform for Contemporary Investigative Arts finanziell unterstützt.

Wir arbeiten weiter an pilzbasierten Bioreaktoren und werden demnächst einen Leitfaden zum Thema veröffentlichen.