Pflanzenkohle wie Holzkohle kann Kohlenstoff lange speichern und zugleich Nährstoffe und Wasser binden. Diese Eigenschaften machen die verkohlte Biomasse als alternativen Dünger für die Landwirtschaft interessant. Für einen breiten Einsatz als Bodendünger war Pflanzenkohle bisher jedoch noch nicht geeignet. Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung Tübinger Wissenschaftler hat dafür nun den Weg geebnet. Die Ergebnisse der Studie sind im Fachjournal „Nature Communications“ erschienen.

Nikolas Hagemann und Andreas Kappler vom Zentrum für Angewandte Geowissenschaften der Universität Tübingen untersuchten gemeinsam mit Forschern der University of Minnesota, wie Pflanzenkohle den Nährstoff Nitrat speichert. Bisher mussten Nährstoffe aus sogenannter nicht verkohlter Biomasse wie Stallmist oder Gülle mit in den Boden gebracht werden, um die Ernteerträge zu steigern. „Die Anwendung von Pflanzenkohle ohne Nährstoffzugabe oder in Kombination mit rein mineralischen Nährstoffen hat sich in vielen Versuchen meist als weit weniger erfolgreich erwiesen“, sagt Hagemann. Der übermäßige Einsatz von Gülle oder mineralischem Stickstoffdünger hingegen belastet Boden und Umwelt.

Stallmist verbessert Düngeeigenschaften

Im Rahmen der Studie untersuchte das Team Pflanzenkohle vor und nach der Kompostierung mit Stallmist. Bei diesem Prozess werden der Mist in Humus umgewandelt und Nährstoffe freigesetzt. Die Mineralstoffe können  teilweise von der Pflanzenkohle wieder aufgenommen werden. Mikroskopische und spektroskopische Analysen ergaben: Die gelösten organischen Substanzen bildeten bei der Kompostierung eine Schicht um die Pflanzenkohle. Diese neue Hülle sorgt dafür, dass die verkohlte Biomasse Nährstoffe wie Nitrat besser speichern und weitere organische Bodensubstanzen aufbauen kann. „Ähnliches passiert, wenn unbehandelte Pflanzenkohle in den Boden eingebracht wird– nur viel langsamer. Im Boden dauert die Bildung der Beschichtung viele Jahre“, erklärt Nikolas Hagemann. Die Forscher haben damit den Weg für die Entwicklung einer neuen Generation von Langzeitdüngern geebnet, die Erträge steigern können und gleichfalls die Umwelt schonen.

bb