Aus­gangs­punkt

In der kana­di­schen Provinz Quebec wird seit gerau­mer Zeit bei Wie­der­auf­fors­tungs­pro­jek­ten für die Auf­zucht der Baum-Setz­lin­ge Pflan­zen­koh­le als Ersatz für Torf und Perlit genutzt. Das hat laut der Studie „Sub­stra­tes con­tai­ning biochar for white spruce pro­duc­tion in nursery: Plant growth, eco­no­mics and carbon sequestra­ti­on“ (2018) der Autoren Lange und Allaire zwei­er­lei Gründe. Zum einen sind die Preise für her­kömm­li­chen Pflanz­sub­stra­te gestie­gen, zum anderen bemüht sich auch die Forst­in­dus­trie um umwelt­freund­li­che­re Auf­zucht­pro­zes­se. In der Studie (Details dazu siehe unten) wurde der Einsatz von Pflan­zen­koh­le beim Anbau von Weiß-Fichten-Setz­lin­gen über ein Jahr lang unter­sucht.
Die Autoren kamen zu dem Ergeb­nis, dass mit Pflan­zen­koh­le der Perlit-Anteil voll­stän­dig ersetzt werden kann und bis zu 25 % des Torf-Volu­mi­nas. Das Wachs­tum der Setz­lin­ge wurde durch den Einsatz von Pflan­zen­koh­le nicht beschleu­nigt. Die öko­no­mi­sche Analyse erbrach­te jedoch einen Kos­ten­vor­teil von 25 Prozent, der laut der Autoren weiter steigen dürfte durch wei­ter­hin sin­ken­de Pflan­zen­koh­le-Preise am Markt, gerin­ge­re Trans­port­kos­ten und nied­ri­ge­re Pfle­ge­kos­ten. Auch in öko­lo­gi­scher Hin­sicht ermit­tel­ten die Autoren einen Vorteil: Würde der gesamte im Quebec für Garten- und Land­schafts­bau ver­wen­de­te Perlit durch Pflan­zen­koh­le ersetzt, würde dies zu einer C02-Ein­spa­rung von bis zu 4000 t/a führen.

Problem her­kömm­li­cher Auf­zucht­sub­stra­te

Die Setz­lin­ge von Weiß­fich­ten reagie­ren äußert emp­find­lich auf äußere Umwelt­ein­flüs­se wie den rich­ti­gen ph-Wert und Sta­bi­li­tät des Pflanz­sub­stra­tes sowie die Was­ser­ver­füg­bar­keit. Die meisten Baum­schu­len in Quebec setzen deshalb auf Torf basie­ren­de Sub­stra­te ein, die Perlit oder Ver­mi­cu­li­te ent­hal­ten, um die gewünsch­te Belüf­tung, Schütt­dich­te, Was­ser­ver­füg­bar­keit und Sta­bi­li­tät auf­recht­zu­er­hal­ten. Die Preise für Perlit, Ver­mi­cu­li­te und Torf sind laut den Autoren deut­lich gestie­gen und dürften noch weiter steigen. Darüber hinaus wird Perlit in der Regel impor­tiert und gilt als end­li­che Res­sour­ce. Torf wird im Quebec in großen Mengen pro­du­ziert und ist deshalb erschwing­lich. Dennoch sind auch die Kosten gestie­gen, und Torf gilt wie Perlit als end­li­che Res­sour­ce. Zudem gehen mit dem Torf-Abbau die Zer­stö­rung wich­ti­ger Feucht­ge­bie­te und hohe CO2-Emis­sio­nen in die Atmo­sphä­re einher.

Effekte von Pflan­zen­koh­le in der Forst­wirt­schaft

Einsatz von Pflan­zen­koh­le in der Forst­wirt­schaft hätte laut Allaire und Lange daher mehrere posi­ti­ve Effekte. Zum einen erzeugt die Forst­in­dus­trie jähr­lich Mil­lio­nen Tonnen an Ästen, Rinde, Säge­mehl und anderen Wald­res­ten, aus denen sich lokal vor Ort durch umwelt­freund­li­che Pyro­ly­se die benö­tig­te Pflan­zen­koh­le her­stel­len lässt. Zum anderen verfügt die Pflan­zen­koh­le über wich­ti­ge Eigen­schaf­ten, die zwar je nach Her­stel­lungs­ver­fah­ren und Input-Stoff vari­ie­ren können, grund­sätz­lich jedoch für das Baum­wachs­tum för­der­lich und in ver­schie­de­nen Unter­su­chun­gen nach­ge­wie­sen wurden: Pflan­zen­koh­le ver­bes­sert die Wur­zel­be­lüf­tung, erhöht den pH-Wert und beugt so Wur­zel­krank­hei­ten vor. Sie regu­liert den Was­ser­ge­halt und unter­stützt das mikro­bi­el­le Leben im Boden, was zu einer erhöh­ten Pflan­zen­pro­duk­ti­vi­tät führt. Darüber hinaus bietet Pflan­zen­koh­le eine hohe Was­ser­spei­cher­ka­pa­zi­tät und wirkt als struk­tu­rie­ren­de Kom­po­nen­te im Boden und in Sub­stra­ten. Darüber hinaus ent­steht kein zusätz­li­cher Aufwand bei der Ver­wen­dung von Pflan­zen­koh­le, weder für die Baum­schul­pro­du­zen­ten noch für die Wie­der­auf­fors­tung, da der Einsatz von Pflan­zen­koh­le die gleiche tech­ni­sche Aus­rüs­tung erfor­dert wie für die Ver­ar­bei­tung von Torf.

3 ver­schie­de­ne Pflan­zen­koh­len im Ver­gleich

In der Studie wurden 3 ver­schie­de­ne Pflan­zen­koh­len getes­tet: Es wurden zum einen Pflan­zen­koh­len durch Pyro­ly­se (15 Minuten bei 475 °C) von Weichholzrindenresten/ Nadel­holz­rin­den­res­ten gewon­nen (BC1). Für die zweite Vari­an­te (BC2) wurde Fich­ten­sä­ge­mehl für wenige Sekun­den bei 454 °C (BC2) pyro­ly­siert, für die dritte Vari­an­te Hart­holz­koh­le-Rück­stän­den (> 75% Zucker­ahorn) bei 500 °C für 24–48 Stunden ver­kohlt (BC3). In den jewei­li­gen Test-Sub­stra­ten ersetz­te die Pflan­zen­koh­le ent­we­der Torf oder Perlit oder beides. Zudem vari­ier­te der Pflan­zen­koh­le­an­teil am Gesamt­vo­lu­men zwi­schen 6, 12 und 25 Volu­men­pro­zent. Mit allen Pflan­zen­koh­le-Vari­an­ten ließen sich die gewünsch­ten Wachs­tums­ef­fek­te von Perlit und Torf abbil­den. Unter­schie­de zur Kon­troll-Gruppe ergaben sich ledig­lich durch größere pH-Schwan­kun­gen in den Pflan­zen­koh­le-Sub­strat-Vari­an­ten, dies könne jedoch laut den Autoren durch prä­zi­se­re Einstellungen/Kontrollen ver­mie­den werden.

Ori­gi­nal­ar­ti­kel: Sub­stra­tes con­tai­ning biochar for white spruce pro­duc­tion in nursery: Plant growth, eco­no­mics and carbon sequestra­ti­on

Autor: Sébas­ti­en F. Lange, Suzanne E. Allaire

Erschie­nen in: Centre de Recher­che sur les Maté­ri­aux Renou­ve­l­ab­les, Uni­ver­sité Laval and GECA Envi­ron­ment, Quebec, Canada, 2018