Optimierung des N-Kreislaufs durch Biochar in der Landwirtschaft: Neueste Forschungsergebnisse

Pyrogene Pflanzenkohle (engl. Biochar) gilt als sehr zersetzungsstabil. Bringt man Pflanzenkohle in Böden ein, wird daher der Atmosphäre netto der Kohlenstoff entzogen, der zuvor durch Photosynthese in Biomasse fixiert und dann durch Pyrolyse stabilisiert wurde. Die vergangenen 5 bis 7 Forschungsjahre im gemäßigten Klima zeigten wenig überraschend, dass reine, unbehandelte Pflanzenkohle nicht jeden Boden in wenigen Jahren in eine fruchtbare Schwarzerde transformiert. Daher fehlt oft der ökonomische Anreiz Pflanzenkohle einzusetzen. Das viel bemühte „Fallbeispiel“ Amazonas-Schwarzerde (ADE oder Terra preta) legt bereits nahe, Pflanzenkohle nicht „pur“ zu verwenden, sondern sie mit nährstoffreichen organischen Materialien in Kontakt zu bringen. Aber funktioniert eine solche „Beladung“ der Kohle mit Nährstoffen überhaupt? In diesem Beitrag werden zunächst die Wurzeln und Probleme des noch jungen Forschungsgebiets „Pflanzenkohle“ erläutert. Im Anschluss werden eigene Schlüssel-Ergebnisse vorgestellt, die eine spannende Basis für weitere Entwicklungen liefern.

Mitkompostiertes Holzhäcksel-Biochar (German Charcoal GmbH) zeigte eine überraschend starke Nitratbindung. Ein beachtlicher Teil des Nitrats war so stark in den mitkompostierten Biochar-Partikeln gebunden, dass er mit klassischen Methoden nicht annähernd vollständig extrahiert werden konnte; die Partikelgröße spielte dabei keine Rolle. Durch wiederholtes Extrahieren mit Wasser und 2M KCl wurden bis zu 5000 mg Nitrat-N pro kg Kohle abgelöst. Die Kompostierung veränderte durch die Nährstoffbindung („Beladung“) die Eigenschaften des Biochars, sodass dieses in Gefäßversuchen das Pflanzenwachstum bei Nährstoffmangel auf 300% der Kontrolle steigerte. War die Nährstoffversorgung bereits gut, fiel der fördernde Effekt geringer aus. Wurde die gleiche, nicht zuvor mitkompostierte, „pure“ Pflanzenkohle eingesetzt, waren eher wachstums-reduzierende oder neutrale Effekte zu beobachten. Die „Umweltkosten“ der Biomasse-Produktion, wie Nitratauswaschung und Lachgas-emissionen, wurden sowohl durch unbehandelte wie auch mitkompostierte Pflanzenkohle vermindert.

Die erzielten Ergebnisse legen nahe, dass Biochars aktiv Nitrat aufnehmen können („capture“); der Mechanismus bedarf dringend der Klärung, um ihn im Hinblick auf verschiedene Verwendungszwecke der Kohle optimieren zu können („designer biochar“). „Nitrate capture“ könnte an der häufig beobachteten Reduktion von Lachgas-Emissionen durch Biochar beteiligt sein; der Mechanismus könnte erklären, warum sich der Einsatz von Biochar im Viehstall bzw. in der Güllebehandlung zunehmender Beliebtheit erfreut.



Copyright: © ANS e.V. HAWK
Quelle: 75. Symposium 2014 (Oktober 2014)
Seiten: 22
Preis inkl. MwSt.: € 0,00
Autor: Prof. Dr. Claudia Kammann

Artikel weiterleiten Artikel kostenfrei anzeigen Artikel kommentieren


Diese Fachartikel könnten Sie auch interessieren:

Braucht der Ökolandbau Biogutkomposte?
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2018)
Auch im Ökolandbau entsteht durch die ständige Abfuhr von Nährstoffen über die Verkaufsprodukte ein Nährstoffdefizit. In den Ökoanbauverbänden wird deshalb schon länger darüber diskutiert, wie man hier gegensteuern kann. Der Einsatz von Biogutkomposten als Dünger und zur Bodenverbesserung ist im Rahmen der EU-Ökoverordnung zulässig. Einige Ökoanbauverbände haben Biogutkomposte unter erweiterten Qualitätskriterien, in ihre Liste der zulässigen Zukaufdünger aufgenommen.

Kreisläufe schließen – Potenziale und Anforderungen an den Komposteinsatz im Biolandbau
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2015)
Reststoffe zu verwerten gehört zu den Prinzipien des ökologischen Landbaus. Speziell für die Düngung ist dieses in den Grundsätzen der EU-Verordnung Nr. 824/2007 zum Ökologischen Landbau festgeschrieben und ist in den Richtlinien der Biolandbauverbände geregelt.

Biokohlenstrategien als Maßnahmen zum Klimaschutz
© ANS e.V. HAWK (10/2014)
Biokohle wird von öffentlichen und privaten Interessensgruppen als innovative Schnittstelle im Stoffstrom-Management mit Wertschöpfungs- Potenzialen in den Bereichen Klimaschutz, Energie, Landwirtschaft, Bodenverbesserung und Abfallwirtschaft propagiert. Für eine umfassende Abschätzung und Bewertung einer „Biokohlenstrategie“ im Klimaschutz, das heißt der C-Sequestrierung mittels Carbonisierung (Pyrolyse, HTC) von Biomasse, sind verschiedene Faktoren zu betrachten: Bereitstellungs- und Aufnahmekapazitäten für Biokohle, Energie- und Kohlenstoff-Bilanz, Stabilität der Produkte, Auswirkungen auf Bodenfunktionen und Ertragseffekte sowie nicht zuletzt wirtschaftliche Gesichtspunkte. Die wesentlichen Aspekte werden im Folgenden angesprochen.

The effect of calcium carbonate, compost and biochars treatments on the chemical properties and solubility of organic materials of sandy soils
© European Compost Network ECN e.V. (6/2014)
Composting and pyrolysis of wastes with high organic matter content could be a solution for recovery, reduction or stabilization of the amount of generated biodegradable wastes, and thus support waste management and environmental prevention. Furthermore using compost and biochar in agriculture plays an important role in soil nutrient supply, and in improvement of physical and chemical properties as well.

France - quality expectations of farmers and consumers
© European Compost Network ECN e.V. (6/2012)
This paper associates three complementary contributions respectively brought by Suez Environnement/Terralys and by 2 representatives of the agricultural sector, that will dress a comprehensive feedback regarding the current state of recycled fertilising products quality level and use in France and more particularly in west of France. Further authors: B. Decoopman - Chambre Régionale d’Agriculture de Bretagne, France; E. Porcher - farmer, France; B. Hernandez - Terralys, subsidiary of Suez Environnement, France

Name:

Passwort:

 Angemeldet bleiben

Passwort vergessen?

Der ASK Wissenspool
 
Mit Klick auf die jüngste Ausgabe des Content -Partners zeigt sich das gesamte Angebot des Partners
 

Selbst Partner werden?
 
Dann interessiert Sie sicher das ASK win - win Prinzip:
 
ASK stellt kostenlos die Abwicklungs- und Marketingplattform - die Partner stellen den Content.
 
Umsätze werden im Verhältnis 30 zu 70 (70% für den Content Partner) geteilt.
 

Neu in ASK? Dann gleich registrieren und Vorteile nutzen...