Biokohle als Bodenverbesserer: Forschung

TerrAquat konzipiert und begleitet seit 2010 Versuche mit Biokohle. Dabei haben wir in zahlreichen Versuchen und Projekten Erfahrung mit Biokohle aus Pyrolyse und hydrothermaler Karbonisierung (HTC) sowie deren Nachbehandlung gewonnen.

In Pflanzen- und Säulenversuchen mit verschiedenen gemüsebaulichen Kulturen wurden in Zusammenarbeit mit der Universität Hohenheim bereits verschiedenste Fragestellungen untersucht:

Parzellenversuch mit unterschiedlich hohen Gaben
an Biokohle-Substrat

• Wie verhält sich die Nitratauswaschung mit Biokohle beaufschlagten Böden
• Welche Rolle spielen dabei die Bodenart und die applizierte Menge?
• Wie wirken sich unterschiedliche Herstellungsverfahren (Pyrolyse oder hydrothermale Karbonisierung, HTC) und Nachbehandlungen von Biokohle auf die Nitratauswaschung aus?
• Wie wirkt sich die Zumischung von HTC- oder Pyrolyse-Biokohle auf das Pflanzenwachstum aus?
• Gibt es Unterschiede in der Mikronährstoffversorgung?
• Welchen Einfluss haben Inkohlungsbedingungen der HTC auf die Qualität von HTC-Biokohle als Bodenverbesserer (weitere Informationen in einer Veröffentlichung in den Berichten der DBG)?
• Welche phytotoxischen Substanzen sind bei gehemmtem Pflanzenwachstum nachweisbar?

In Zusammenarbeit mit der TU Berlin wurde untersucht, in welchem Umfang Pyrolyse-Biokohle Schwermetalle binden und damit zur Altlastensanierung genutzt werden kann. (Projekt: Reduzierung von Phosphor und Schwermetallemissionen aus Rieselfeldern mit Hilfe der Einbringung von Pyrolyse-Biokohle, vgl. Veröffentlichung im Journal of Environmental Quality).

• In Zusammenarbeit mit der Universität Hohenheim und im Auftrag der SmartCarbon AG werden seit 2013 Untersuchungen zum Einsatz von HTC-Biokohle als Bodenverbesserer im nachhaltigen, gemüsebaulichen Feldanbau durchgeführt. Dabei handelt es sich um eine Kastenanlage im Freiland
• mit verschiedenen Neigungsstufen. Das Ausgangsmaterial ist strukturschwacher Unterbodenlöss. Es wird untersucht, ob HTC-Biokohle den fehlenden, strukturgebenden Humusanteil im humusarmen Unterbodenlöss ersetzen kann. Durch die Einbringung sollen die Wasser- und Nährstoffspeicherfähigkeit und die Aggregatstabilität erhöht werden. Dabei werden unter Freilandbedingungen folgende Aspekte untersucht:
• Auswirkungen auf die Bodenerosion: Kann der Verlust an Boden und Nährstoffen durch Oberflächenabtrag reduziert werden?
• Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum und den Ertrag: Können Wachstum und Entwicklung hinsichtlich Ertragshöhe und Qualität unter Freilandbedingungen verbessert werden? Sind dies Effekte der Biokohlezugabe auf Nährstoffversorgung und/oder Wasserhaushalt?
• Auswirkung auf die Aggregatbildung: Kann die Aggregatstabilität von Unterbodenlöss durch die Zumischung von HTC-Biokohle vergrößert werden?