Aus­gangs­punkt

Pflan­zen­koh­le ist weder schwar­zer Feen­staub, noch eine eier­le­gen­de Woll­mich­sau – aber nach meiner Ein­schät­zung eine unglaub­lich facet­ten­rei­che Chance im Kampf gegen den Kli­ma­wan­del“, schreibt Claudia Kammann, Pro­fes­so­rin für Kli­ma­fol­gen­for­schung an Son­der­kul­tu­ren an der Uni­ver­si­ty Gei­sen­heim, in ihrem Vor­trags­abs­tract über die Ver­min­de­rung von Nitrat­aus­wa­schun­gen und Lach­gas­emis­sio­nen. Die dabei vor­ge­stell­ten Ergeb­nis­se zur Ertrags­stei­ge­run­gen bei land­wirt­schaft­li­chen Nutz­pflan­zen und der Ver­rin­ge­rung uner­wünsch­ter Umwelt­ef­fek­te (wie Nitrat­aus­wa­schun­gen ins Grund­was­ser oder die Emis­sio­nen des kli­ma­schäd­li­chen Treib­haus­ga­ses Lachgas) stützen sich auf eine Reihe ver­schie­dens­ter Studien in Gewächs­häu­sern, Kli­ma­kam­mern, im Labor und Frei­land.

Kom­pos­tie­rung ver­än­dert die Eigen­schaf­ten der Pflan­zen­koh­le

So stei­ger­te die Kom­pos­tie­rung von Pflan­zen­koh­le (in diesem Fall pyrolysierte/verkohlte Holz­hack­schnit­zel) das Pflan­zen­wachs­tum bei Nähr­stoff­man­gel (Sand­bo­den) auf 305 % der Kon­troll-Pflan­zung. War die Nähr­stoff­ver­sor­gung bereits gut, fiel der för­dern­de Effekt gerin­ger, aber immer noch signi­fi­kant aus (138% der Kon­trol­le). Wurde nur Pflan­zen­koh­le (pur) zuge­ge­ben, waren hin­ge­gen wachs­tums­re­du­zie­ren­de oder neu­tra­le Effekte zu beob­ach­ten.
Die mit­kom­pos­tier­te Pflan­zen­koh­le zeigte zudem laut Kammann eine über­ra­schend starke Stick­stoff­be­la­dung und -frei­set­zung. Bedeu­tend mehr als bei­spiels­wei­se einer bei einem Feld­ver­such 2 Jahre geal­ter­ten Holz­hack­schnit­zel-Pflan­zen­koh­le, die nie Kontakt zu Kompost hatte. Eine weitere Studie konnte zeigen, dass eine durch Kompost „vor­be­la­de­ne“ Pflan­zen­koh­le im Sand­bo­den mehr Stick­stoff (Nitrat) auf­nimmt, als eine anfangs Stick­stoff-freie Pflan­zen­koh­le (pure Zugabe zum Boden). Nach 3 Tagen waren bis zu 60 % des zuge­ge­be­nen Stick­stoffs von der kom­pos­tier­ten Pflan­zen­koh­le gebun­den, obwohl diese nur 2 Masse-% der Boden­mi­schung aus­mach­te. Dies deutet laut Kammann auf einen aktiven Auf­nah­me- und Bin­dungs­me­cha­nis­mus hin. Die Stick­stoff-gefüll­ten Pflan­zen­koh­le-Par­ti­kel wirkten als Aus­tau­scher: Sie nahmen Stick­stoff auf, gaben diesen aber auch wieder ab. Die kom­pos­tier­te Pflan­zen­koh­le wirkte auch als Not-Reser­voir für schlech­te Zeiten: Unter­schie­de im Pflan­zen­wachs­tum wurden erst dann signi­fi­kant, als der Boden-Stick­stoff auf­ge­braucht war. Trotz hoher Stick­stoff­fracht waren die Lach­gas­emis­sio­nen bei beiden Pflan­zen­koh­len­va­ri­an­ten (pur und mit­kom­pos­tiert) in der Summe um mehr als 60% redu­ziert.

Stick­stoff-Aus­wa­schun­gen werden durch Kompost-Pflan­zen­koh­le-Gemisch am deut­lichs­ten redu­ziert

Bei einer Groß-Con­tai­ner-Studie mit Ries­ling stellte sich zudem heraus, dass die Kom­bi­na­ti­on aus Pflan­zen­koh­le und Kompost bedeu­tend effek­ti­ver Stick­stoff-Aus­wa­schun­gen ver­min­dert als pure Pflan­zen­koh­le (immer­hin 60%). Bei einer reinen Kom­post­zu­ga­be (ohne Pflan­zen­koh­le) kam es sogar kurz nach der Ein­mi­schung zu einer stär­ke­ren Stick­stoff-Frei­set­zung als in der Kon­trol­le. Dieser Effekt trat nicht auf, sobald Pflan­zen­koh­le Teil der Mischung war.

Durch Nitrat­bin­dung weniger Lach­gas­emis­sio­nen

Diese beob­ach­te Stick­stoff- oder Nitrat­bin­dung könnte laut Kammann eine der Ursa­chen dafür sein, dass Lach­gas­emis­sio­nen in mit Pflan­zen­koh­le ange­rei­cher­ten Böden deut­lich gerin­ger sind. Das konnte bereits in zahl­rei­chen anderen Studien gezeigt werden. Die Mikro­or­ga­nis­men, die den Stick­stoff zu Lachgas ver­stoff­wech­seln, sind ca. 1 Mikro­me­ter (Durch­mes­ser) groß. Da Pflan­zen­koh­len jedoch zahl­rei­che Poren mit wesent­lich klei­ne­rem Durch­mes­sern auf­wei­sen (Nano­me­ter-Bereich), wäre das in den Poren gebun­de­ne Nitrat für die Mikro­or­ga­nis­men nicht mehr ver­füg­bar.

Ori­gi­nal­ar­ti­kel: Ver­min­de­rung von Nitrat­aus­wa­schun­gen und Lach­gas­emis­sio­nen durch Biochar

Autor: Claudia Kammann

Erschie­nen in: Vor­trags-Abs­tract für die Tagung „Qua­li­täts­si­che­rung und Umwelt­ef­fek­te von Pflan­zen­koh­le“, BUND Region Han­no­ver, 2014