IMG_1074

Terra Preta – was ist dran?

Eine Bestandsaufnahme

Dr. Rainer Kluge, Karlsruhe, und Dr. Jürgen Reinhold, Potsdam(1)

Die Terra Preta, die legendäre Schwarzerde der Indios aus Amazonien, beschäftigt heute engagierte Laien, Fachwissenschaftler und Medien. Sie wird seit Jahren intensiv, häufig auch kontrovers diskutiert. Befürworter glauben, mit ihr die Bodenfruchtbarkeit – im Unterschied zur konventionellen Landwirtschaft – erstmalig dauerhaft und ohne ergänzende Mineraldüngung erhalten zu können. Düngungs- und Bodenspezialisten bezweifeln das. Der nachfolgende Bericht versucht, eine möglichst sachliche und faktenbezogene Bestandsaufnahme vorzunehmen.

1. Einführung

  • 1.1) Terra Preta – was ist das? Definition und Prinzip der Herstellung

Als „Terra Preta“ wird eine anthropogene, d.h. von Menschen hergestellte Schwarzerde bezeichnet. Der maßgebliche Unterschied zu einer herkömmlichen Komposterde besteht im Zusatz von Holzkohle. Nach RECKIN(2) werden zur Herstellung der Schwarzerde geeignete organische Abfälle (Pflanzen- und Erntereste, Küchenabfälle, Fäkalien u.a.) sowie 15 % Tonmehl und 5 % Urgesteinsmehl mit etwa 10 % Pyrolyse-Holzkohle (sog. HTC-Holzkohle scheint kaum geeignet) gemischt und unter Zusatz von Stickstoff(N)-reichen flüssigen Zusätzen, wie vergorenen Pflanzenjauchen aus Brennnesseln, Urin (fermentiert), Stalljauchen, geschlämmtem Dung von Haustieren, fermentiert, also kompostiert.

Die hohe N-Zufuhr ist notwendig, um das C/N-Verhältnis in der Schwarzerde auf <1/20 abzusenken und damit zu gewährleisten, dass Pflanzen nicht infolge zu starker N-Bindung an der Schwarzerde unter N-Mangel leiden. Um eine hohe biologische Aktivität der Schwarzerde zu erreichen, kann man das Gemisch auch mit „Effektiven Mikroorganismen (EM)“ impfen(3). In der Regel wird eine hohe biologische Aktivität aber schon durch den Zusatz vergorener Pflanzenjauchen erreicht.

  • 1.2) Prognostizierte Vorteilswirkungen der Terra Preta

Terra Preta hat nach Meinung ihrer Befürworter herausragende Eigenschaften, mit denen – aus ihrer Sicht – so gut wie alle aktuellen Nachteile der Bodenbewirtschaftung in der konventionellen Landwirtschaft sowie im GaLaBau praktisch behoben werden können. Einzelne Medien(4),(5) haben ihr deshalb die Bezeichnung „Wundererde“ verliehen.

Der komplexe Wirkungsmechanismus der Terra Preta wird derzeit, in Anlehnung an RECKIN(2) sowie HECKEL und PIEPLOW(6), wie folgt diskutiert:

Durch den Holzkohleanteil in der Schwarzerde, der (offenbar) nicht bzw. nur sehr langsam abgebaut wird, erfolgt eine dauerhafte Kohlenstoff(C)-Bindung im Boden (C-Sequestrierung), ein wesentlicher Beitrag zum Klimaschutz. Gleichzeitig findet kein Humusabbau mehr statt, die sog. Permakultur wird möglich. Der Holzkohleanteil sichert damit eine dauerhaft hohe Bodenfruchtbarkeit, indem sowohl eine optimale Nährstoffversorgung der Pflanzen als auch eine nachhaltige Bodenverbesserung gewährleistet werden.

Die hohen Nährstoffanteile der Schwarzerde werden einerseits an der Holzkohle fest gebunden und damit zuverlässig vor Auswaschung geschützt. Andererseits stehen diese Nährstoffanteile den Pflanzen bei Bedarf zur Aufnahme voll zur Verfügung, ein sog. „Tischlein-Deck-Dich-Prinzip“.

Eine Ergänzungsdüngung sei dann nicht mehr erforderlich, schon gar nicht eine mineralische. Gleichzeitig werden durch die Schwarzerde alle Aspekte der Bodenverbesserung, wie optimale Krümelstruktur, gutes Porenvolumen, hohe Wasserhaltekapazität und ein aktives Bodenleben, optimiert. Letzteres sorgt zudem dafür, dass die Phytohygiene gewährleistet wird, also auf Pflanzenschutzmittel verzichtet werden kann. RECKIN(2) sieht als zentrales Steuerungselement dieser komplexen Wirkungen die Fähigkeit der Holzkohle, als Biokatalysator den Humusaufbau aktiv zu steuern, quasi ein eingebauter „genetischer Code“, der weiß, wie man zu dauerhaft hoher Bodenfruchtbarkeit gelangt. Voraussetzung für die richtige Anwendung von Schwarzerde ist, dass man sehr hohe Humusgehalte im Boden von etwa 10 – 15 % einstellt.

  • 1.3) Wer arbeitet an der Einführung des Terra-Preta-Verfahrens?

Es sind nach bisheriger Kenntnis im Wesentlichen zwei Gruppierungen, die nur vereinzelt miteinander kooperieren: wissenschaftliche Forschungsgruppen an Universitäten und anderen Forschungseinrichtungen sowie interessierte Einzelpersonen in Vereinen und Basisgruppen.

Die wissenschaftlichen Forschungsgruppen an Universitäten versuchen, mittels staatlich geförderter Projekte die Möglichkeiten der Terra Preta bzw. der anteiligen Holzkohleeffekte fachlich zu bearbeiten und kritisch zu hinterfragen. Sie haben, wie vorliegende Verlautbarungen zeigen(7), durchaus noch Zweifel an dem o.g. Wirkungsmodell der Terra-Preta-Anwendung. Leider sind bis heute, sicher auf Grund der Kürze der Zeit, nur wenige belastbare Ergebnisse bekannt geworden. Auffällig und von Nachteil ist, dass sich der Terra-Preta-Forschung – was eigentlich zu erwarten wäre – bisher kaum agrarwissenschaftlich ausgerichtete Arbeitsgruppen mit langjährigen Erfahrungen, vor allem bei der Durchführung von Dauerversuchen, widmen. Die Terra-Preta-Probleme werden vor allem von angrenzenden Fachbereichen bearbeitet, wie z.B. der Gruppe der Biologin Dr. Kammann von der Universität Gießen(8) und der Gruppe um den Bodenbiogeochemiker Prof. Glaser von der Universität Halle(9). Dadurch liegen bisher kaum belastbare Ergebnisse aus landwirtschaftlichen Langzeitversuchen vor, mit denen die offenen Fragen einer landwirtschaftlichen Anwendung der Terra Preta erschöpfend beantwortet werden könnten.

Die Tätigkeit der interessierten Einzelpersonen (Laienforscher) aus Vereinen und Basisgruppen, wie z.B. Wendepunktzukunft.e.V.(10), ist in der Regel durch eine ehrliche und anerkennenswerte Begeisterung für eine ökologische und nachhaltige Landbewirtschaftung gekennzeichnet, der sie viel Zeit und Arbeitskraft widmen. Sie verfügen häufig über wertvolle praktische Erfahrungen und sind in der Regel – ohne Wenn und Aber – von der Zukunft des Terra-Preta-Verfahrens und auch dem o.g. Wirkungsmodell überzeugt. Bedingt dadurch spielen für sie belastbare wissenschaftliche Ergebnisse und deren kritische Prüfung eine geringere Rolle als bei den Fachwissenschaftlern, weil die Terra Preta nach ihrer Meinung per se „gut“ ist. Da sie zudem in der Regel(11) keine professionellen Landwirte mit entsprechendem Hintergrundwissen sind, halten manche ihrer Einschätzungen zu den Chancen der Terra Preta, wie z.B. im o.g. NDR-Beitrag(5) deutlich geworden, einer realistischen Prüfung nicht bzw. nur unzureichend Stand. Hier sollte im Interesse der guten Sache mehr Zusammenarbeit mit den Fachwissenschaften gesucht werden.

  • 1.4) Kritik an der konventionellen Landbewirtschaftung

Auffällig ist, dass die prognostizierte Überlegenheit des Terra-Preta-Verfahrens meist mit einer besonders harschen Kritik der konventionellen Landbewirtschaftung verbunden und unterstrichen wird. Dazu gehören Behauptungen, wie

“Das muss man mal akzeptieren und das wird versucht zu vertuschen: 
 Unsere gesamten europäischen Böden sind Wüsten (!).“(12)

“Wir zerstören die Böden in Deutschland mit einer gnadenlosen Geschwindigkeit …
Brandenburg ist schon Steppe … Die Landwirte können dagegen nichts tun. Wir haben eine Art von Landwirtschaft, die zieht immer nur raus und bringt nur das Mineralische rein, aber nicht das Organische, was der Boden braucht.“(13)

“Die konventionelle Landbewirtschaftung mit Pflug und Mineraldüngung zerstört systematisch den Bodenhumus.“ … “Unsere Böden ‚gehen den Bach runter‘, 
 verlieren Nährstoffe, erodieren.“,

deren plakative Aussagen an Alarmismus und Panikmache grenzen und von einer ausgewogenen Beurteilung der realen Situation weit entfernt sind. Zweifellos gibt es Fälle von unzureichender Humusversorgung der Böden und gesunkener Bodenfruchtbarkeit. Grundsätzlich sind deshalb erhöhte Anstrengungen zur Verbesserung der Humussituation deutscher Ackerböden unbedingt notwendig. Eine „Katastrophenrhetorik“ ist jedoch eher destruktiv und trägt kaum dazu bei, für diese wichtigen Fragen zu sensibilisieren und tragfähige Maßnahmen zur Verbesserung und Stabilisierung der Fruchtbarkeit der Ackerböden umzusetzen. Hier helfen nur verstärkte Forschungsanstrengungen zur nachhaltigen Bodenfruchtbarkeit mit ihrem Schwerpunkt Humusversorgung.

2. Bestandsaufnahme und Fakten

  • 2.1) Fakten zur Humussituation deutscher Ackerböden

Aussagen zu besorgniserregenden Humusverlusten von Ackerböden beziehen sich häufig auf eine Veröffentlichung von BELLAMY in der Zeitschrift „Nature“(14), in der er im Zeitraum von 1978 – 2003 eine Abnahme der C-Gehalte im Mittel aller Untersuchungen mitgeteilt hatte. Diese Untersuchung weist jedoch große methodische Mängel auf, weil es fachlich unzulässig ist, die Ergebnisse von Ackerböden (mittlere C-Gehalte 1 – 3 %) und Grünlandböden (mittlere Gehalte von 20 – 30 %) zu mitteln.

Auf Ackerböden mit bis zu 2 % C-Gehalt waren in der Studie signifikante Anstiege der C-Gehalte von 0,34 %, auf Ackerböden zwischen 2 und 3 % C-Gehalt nichtsignifikante Anstiege von 0,13 % festzustellen. Die C-Gehalte von Ackerböden sind also im o.g. Zeitraum angestiegen bzw. zumindest gleich geblieben. Abnahmen der C-Gehalte waren nur auf Grünlandböden zu beobachten.

KÖRSCHENS(15) konnte zudem am Beispiel mehrerer deutscher Dauerversuche zeigen, dass in den letzten 20 Jahren keine Verringerung des Humusgehaltes in Ackerböden festzustellen war. Das bestätigt auch ein Statusbericht des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU)(16), nach dem die Humusgehalte deutscher Ackerböden nachweislich nicht dramatisch zurückgegangen sind (vgl. Tabelle 1). Vor allem auf leichten Böden (Sande), deren Humusgehalte häufig als völlig unzureichend eingeschätzt werden, ergab sich, dass nur 3 % als „sehr schwach humos“ und 18,9 % als „schwach humos“ einzustufen waren, während fast 50 % mit „mittel humos“ einen für diese Bodenartengruppe durchaus akzeptablen Humusgehalt aufwiesen.

EBERTSEDER(17) kam nach einer umfangreichen Studie an 41.000 Bodenanalysen deutscher Ackerböden zu der Einschätzung (zit.) „Die Humussituation hat sich in 13 Jahren (von 1996 bis 2008) nicht verschlechtert“.

Fazit: Für eine besorgniserregende Abnahme der Humusgehalte deutscher Ackerböden, gar eine „systematische Zerstörung des Bodenhumus“, gibt es keine belastbaren Belege. Unabhängig davon bleibt es eine Daueraufgabe, die Humusgehalte in optimale Bereiche anzuheben bzw. sie dort zu halten.

  • 2.2) Fakten zur Abhängigkeit optimaler Humusgehalte der Ackerböden von der 
 Bodenart

Aus Kreisen der Terra-Preta-Befürworter wird regelmäßig darauf hingewiesen, dass die aktuell gültigen optimalen Humusgehalte von Ackerböden für eine nachhaltige Bodenfruchtbarkeit viel zu niedrig angesetzt seien. Sie fordern eine Anhebung, unabhängig von der Bodenart und dem Wasserstatus, auf etwa 6 – 7 %(18), besser noch 10 – 15 % Humus(6).

Tabelle 1: Relative Häufigkeiten der Humusgehalte deutscher Ackerböden 
 (Medianwerte)

001-Tabelle-1b-Kluge

Langjährige Untersuchungsreihen an 21 Dauer-Feldversuchen in Deutschland und Mitteleuropa mit Laufzeiten von 20 Jahren und mehr belegen jedoch(19), dass optimale Humusgehalte und damit eine optimale Bodenfruchtbarkeit von der Bodenart und dem Wasserstatus abhängen (vgl. Abb. 1). Leichte, sandige Böden erreichen ihre standorttypische optimale Ertragsfähigkeit bei deutlich niedrigeren Humusgehalten als schwere, tonreiche Böden. Eine weitere Erhöhung der Humusgehalte über die standorttypischen Optima hinaus bringt im integrierten Pflanzenbau nachweislich keine zusätzliche Ertragssteigerung. Jedoch nimmt dadurch, bedingt durch die verstärkte Mineralisierung der überschüssigen organischen Substanz, die Gefahr von Nährstoffauswaschungen aus dem Boden und auch die Bildung klimaschädlicher Gase (CO2, N2O) zu.

Fazit:

Optimale Humusgehalte sind von Bodenart und Wasserstatus abhängig und steigen in der Regel mit zunehmendem Tongehalt an, wie langjährige Ergebnisse wissenschaftlicher Feldversuche belegen. Ob diese Tatsache für das Terra-Preta-Verfahren nicht gilt und problemlos höhere Humusgehalte eingestellt werden können, dafür fehlen bisher belastbare Resultate.

  • 2.3) Fakten zum Humusaufbau – Vergleich konventionelle Pflanzenproduktion 
 und Terra-Preta-Verfahren

Das Ziel der konventionellen Pflanzenproduktion bei der Humusversorgung der Ackerböden ist „… die Gewährleistung eines nachhaltigen Humusumsatzes (vorwiegend Nährhumus) 
 als Grundlage für eine hohe Bodenfruchtbarkeit, vor allem ein aktives und stabiles
 Bodenleben.“ Durch die Förderung des Bodenlebens als Basis der Bodenfruchtbarkeit soll insbesondere eine stabile Nährstoffführung bei möglichst geringer Nährstoffauswaschung als Voraussetzung für standorttypische hohe Erträge erreicht werden. Der Humusumsatz im Boden wird vor allem durch Zuführung umsetzbarer organischer Substanzen gefördert. Abbaustabile Anteile organischer Materialien fördern vorrangig den Humusaufbau.

Mit dem Humusaufbau ist durch die damit verbundene C-Sequestrierung im Boden ein gewisser Beitrag zum Klimaschutz verbunden. Für wirkungsvolle Humusanreicherungen sind aber wesentlich höhere C-Zufuhren erforderlich, als gegenwärtig mit dem Ziel „nachhaltiger Humusumsatz“ eingesetzt werden.

Abb. 1 Beziehungen zwischen Ton- und Humusgehalt (Corg) der Ackerböden und Einfluss einer optimalen Düngung (Stalldung + NPK) auf den Humusgehalt der Böden von 21 Dauerfeldversuchen

001 Abb-1-Kluge

Für die Humusreproduktion auf Ackerflächen stehen bewährte Verfahren zur Verfügung, die wissenschaftlich geprüft und langfristig erprobt sind, wie

  • geeignete Fruchtfolge-Rotationen (z.B. mit Anteilen von Ackergras-Leguminosen-Gemengen)
  • Zwischenfruchtanbau, insbesondere legumer Fruchtarten
  • Einsatz von Wirtschaftsdüngern, Stroh, Kompost

Langjährige Erfahrungen der Landwirte und wissenschaftliche Untersuchungen haben gezeigt, dass mit diesen Verfahren, angepasst an die lokalen Standort- und Rahmenbedingungen, ein nachhaltiger Humusaufbau und eine optimale Bodenfruchtbarkeit erzielt und gewährleistet werden können.

In der Diskussion mit Befürwortern des Terra-Preta-Verfahrens kann man gelegentlich den Eindruck gewinnen, dass sie dieser Zielstellung kaum Chancen geben bzw. diese Verfahren der Humusversorgung nicht kennen. Anders ist die Behauptung nicht zu erklären, dass die konventionelle Landbewirtschaftung durch den Einsatz von Landtechnik und Mineraldüngung den Humusgehalt und damit die Bodenfruchtbarkeit der Ackerböden „systematisch zerstört“. Tatsächlich sind die Landwirte heute über die „Cross-Compliance“-Förderregelungen der EU und entsprechende Verordnungen der Bundesländer gesetzlich angehalten, im Interesse von Böden und Umwelt (Vermeidung von Nährstoffauswaschungen in das Grundwasser, Erosion usw.) über Humusbilanzen eine optimale und umweltverträgliche Humusversorgung der 
Ackerböden zu gewährleisten.

Nicht zutreffend ist eine häufiges Argument, dass die Maßnahmen der konventionellen Pflanzenproduktion keinen nachhaltigen und zügigen Humusaufbau ermöglichen und – sofern überhaupt – erst nach Jahrzehnten eine messbare Erhöhung der Humusgehalte festzustellen ist. In einem langjährigen Kompostprojekt in Baden-Württemberg(20) konnte z.B. gezeigt werden, dass die Humusgehalte innerhalb von 9 – 12 Jahren signifikant angestiegen sind (Abb. 2). Mit Gaben von jährlich 10 t/ha Trockenmasse (TM) an Kompost, das entspricht der gesetzlich zulässigen Höchstgabe von 30 t/ha TM im dreijährigen Turnus, konnte der Humusgehalt im Mittel von 5 unterschiedlichen Böden um fast 0,7 % angehoben werden, ohne dass dabei besorgniserregende Stickstoff-Freisetzungen eingetreten sind.

Abb. 2 Anhebung der Humusgehalte von Ackerböden durch gestaffelte 
 Kompostgaben im Zeitraum von 9 – 12 Jahren 
 (Mittelwerte von 5 Dauer-Feldversuchen)

001 Abb-2-Kluge

Fazit:

Verfahren der konventionellen Pflanzenproduktion sind nachweislich geeignet, eine allmähliche Anhebung der Humusgehalte zu ermöglichen und zugleich einen Humusumsatz zu gewährleisten, der den Anforderungen für eine optimale Bodenfruchtbarkeit entspricht.

Das Terra-Preta-Verfahren setzt dagegen – wie beispielhaft in der Ökoregion Kaindorf (Steiermark) gezeigt(18) – andere Schwerpunkte für den Humusaufbau der Ackerböden. Hauptziele sind „… die möglichst hohe C-Bindung im Boden (C-Sequestrierung) als maßgeblicher 
 Beitrag zum Klimaschutz “ und gleichzeitig „… dauerhaft Höchsterträge bei optimaler Nährstoffversorgung ohne zusätzliche Mine
raldüngung auf der Grundlage sehr hoher Humusgehalte (deutlich oberhalb stand-
 orttypischer optimaler Humusgehalte der konventionellen Pflanzenproduktion).“

Zur praktischen Umsetzung dieser Konzeption stellen sich Fragen, wie z.B. Deckung der höheren Kosten im Vergleich zur Humusversorgung in der konventionellen Pflanzenproduktion? (vgl. dazu auch Punkt 3.3). Forderung sehr hoher Humusgehalte: im Einklang mit Kriterien effizienter und umweltschonender Nährstoffversorgung? (vgl. dazu auch Punkt 2.2)

      • 2.4) Einordnung in die aktuelle Gesetzeslage

In der konventionellen Pflanzenproduktion sind beim Einsatz von organischen Stoffen, wie z.B. Komposten, eine Reihe gesetzlicher Regelungen einzuhalten, um Bodenkontaminationen und Nährstoffeinwaschungen in das Grundwasser zuverlässig zu vermeiden. Dünge-Verordnung (DüV), Düngemittel-Verordnung (DüMV), Bioabfall-Verordnung (BioAbfV) und Bundes-Bodenschutz-Verordnung (BBodSchV) geben dazu vor: Zugeführte Nährstofffrachten sind auf den Düngebedarf der angebauten Kulturen zu begrenzen. Es dürfen nur unbedenkliche, d.h. schadstoffarme Dünge- und Bodenverbesserungsmittel eingesetzt werden.

Höchstgaben an organischen Stoffen sind auf max. 30 t/ha TM im 3jährigen Turnus zu begrenzen. In der Diskussion der Vorteilswirkungen des Terra-Preta-Verfahrens sind diese Fragen bisher kaum thematisiert wurden. Dabei dürfte die Schwarzerde auf Grund ihrer zahlreichen wertgebenden Ausgangstoffe sehr wahrscheinlich (öffentlich zugängliche Daten sind nicht bekannt) – ähnlich wie Komposte – dem Düngemitteltyp „organischer NPK-Dünger“ lt. DüMV entsprechen. Bei einer Einordnung als „Bodenhilfsstoff“ wären die dafür geltenden Höchstgrenzen der Nährstoffgehalte und –frachten einzuhalten.

Ein Vergleich der aktuellen Kenntnislage ergibt folgendes:

003 Abb-3-Kluge

Fazit:

Im Interesse der Gleichbehandlung sollten bei Anwendung des Terra-Preta-Verfahrens in der Pflanzenproduktion für die eingesetzte Schwarzerde die gleichen Prüf- und Bewertungskriterien wie für die anderen Einsatzstoffe (z.B. Komposte) herangezogen werden.

      • 2.5) Faktencheck zu den prognostizierten Wirkungen des Terra-Preta-Verfahrens

Das Terra-Preta-Verfahren verspricht nach Meinung seiner Befürworter solch überragende Verbesserungen, dass es im Interesse des Boden- und Klimaschutzes sobald als möglich in der gesamten Pflanzenproduktion eingeführt werden sollte (Ablösung der konventionellen Verfahren der Humusversorgung in der Pflanzenproduktion). Die kritische Diskussion hat 
aber auch gezeigt, dass das derzeit diskutierte Wirkungsmodell (vgl. Punkt 1.2) noch eine Reihe von fachlichen Fragen offen lässt, die vor einer Übernahme in die Pflanzenproduktion verbindlich geklärt werden müssen, um folgenreiche Fehlentscheidungen zu vermeiden. Dazu sollten die praktischen Erfahrungen zahlreicher Laienforscher, die eine gute Ausgangsbasis darstellen, zügig durch wissenschaftliche Untersuchungen untersetzt und ergänzt werden.

Der nachfolgende Faktencheck (vgl. Tabelle 2) dient dazu, die Faktenlage verdichtet darzustellen und den Klärungsbedarf bei bestimmten Fragen zu benennen. Als Vergleich werden in der Regel die umfangreichen und belastbaren Ergebnisse aus Projekten zur landbaulichen Kompostanwendung herangezogen (z.B. Fußnote20).

Tabelle 2(21) Faktencheck zu agrarwissenschaftlichen Fragen der landbaulichen 
 Anwendung des Terra-Preta-Verfahrens

001-Tabelle-2b-Kluge

Fazit des Faktenchecks:

Die meisten Voraussagen und Prognosen der Terra-Preta-Wirkung beruhen auf Vorstellungen, die aus bisherigen Erfahrungen und Beobachtungen abgeleitet wurden. Sie sind unbestreitbar wertvoll und wichtig, reichen aber für eine praktische Übernahme des Terra-Preta-Verfahrens in die professionelle Pflanzenproduktion bei weitem nicht aus. Dazu werden belastbare Ergebnisse aus Feldversuchen und Untersuchungen benötigt, die nach bewährten Methoden der Agrarforschung zu erarbeiten sind.

Klärungsbedarf besteht vor allem zur Wirkung der Schwarzerde auf sämtliche Parameter der Bodenfruchtbarkeit (Humusversorgung, Bodenphysik, –chemie und –biologie, pH-Wert, lösliche Nährstoffgehalte), umweltrelevante Bodenparameter (Nährstoffauswaschung, Schadstoffgehalte) sowie auf Ertrag und Qualität der Ernteprodukte. Dazu sind zwingend randomisierte Dauer-Feldversuche nach bewährten versuchstechnischen Regeln sowie umfassende agrikulturchemische Untersuchungen von Boden- und Pflanzenproben erforderlich. Zudem fehlen noch verifizierbare Daten zur Ökonomie des Terra-Preta-Verfahrens, aus denen sich die Chancen für seine praktische Durchsetzung in der Landwirtschaft beurteilen lassen (vgl. Punkt 2.6).

  • 2.6) Fakten zu Ertragswirkung und Ökonomie des Terra-Preta-Verfahrens

Zur Ertragswirkung der Schwarzerde kann auf zwei Gruppen von Ergebnissen zurückgegriffen werden, auf Beobachtungen der Terra-Preta-Befürworter und auf wissenschaftliche Untersuchungen. Nach Informationen der Befürworter bewirkt die Schwarzerde erstaunliche positive Wachstumseffekte. In der Regel fehlen jedoch konkrete Zahlen, die Vergleiche mit der konventionellen Pflanzenproduktion ermöglichen würden. Dazu ein Ausschnitt:

  • „Die Pflanzen wachsen viel schneller, die Früchte werden viel größer“(22)
  • „Der Gemüseertrag steigt um den Faktor 2-3“(6) oder
  • „Die Zucchini wurden doppelt so groß!“(23).

In Deutschland fehlen bisher noch belastbare Ergebnisse aus wissenschaftlichen Feldversuche mit mittlerer Laufzeit (3 – 5 Jahre). Eine Auswertung von 23 Studien weltweit von JEFFERY(24) konnte jedoch im Überblick zeigen, dass die Mehrerträge im Mittel 10 % betragen, bei einer Spannweite von –28 % bis 39 %. Der mittlere Ertragszuwachs entspricht dem bei regulärer Kompostanwendung in der konventionellen Pflanzenproduktion. Allerdings lagen die meisten Versuchsstandorte dieser Studien in tropischen und subtropischen Klimazonen. Unter für Deutschland typischen humiden Klimabedingungen gibt es nur sehr wenige Untersuchungen. Nach bisheriger Erfahrung ist unter diesen Bedingungen mit geringeren Ertragseffekten zu rechnen.

Fazit:

Unter Berücksichtigung der noch geringen Datenlage ist davon auszugehen, dass bei Anwendung des Terra-Preta-Verfahrens im Mittel vergleichbare Ertragssteigerungen zu erwarten sind wie bei der Kompostanwendung. Das deutet darauf hin, dass die positiven Wirkungen der Schwarzerde auf die Bodenfruchtbarkeit sich in gleicher Größenordnung bewegen wie die von herkömmlichen Komposten.

Die Ökonomie des Terra-Preta-Verfahrens wird durch zwei maßgebende Kostenfaktoren bestimmt, den Preis der pyrolytischen Holzkohle und den Kosten der Herstellung der Schwarzerde und ihrer Anwendung auf dem Acker (Transport- und Ausbringungskosten). Zu beiden Kostenfaktoren gibt es derzeit kaum belastbare Informationen.

Die Preise für Pyrolyse-Holzkohle bewegen sich in der Bundesrepublik Deutschland zwischen 300 und 600 €/t. Nach Aussagen von van HAAREN(25) (Niederlande) sind Preise von 400 – 800 €/t jedoch realistischer. Die Kosten für Herstellung und Anwendung der Schwarzerde in der Pflanzenproduktion – hier ist die Datenlage besonders dünn – bewegen sich nach Aussagen von DUNST(18) (Ökoregion Kainberg – Steiermark) um 1.500 €/ha, van HAAREN(25) setzt auch hier höhere Kosten von ca. 2.500 €/ha an.

Eine Modellrechnung soll verdeutlichen, mit welchen Größenordnungen an Kosten in der Pflanzenproduktion gerechnet werden kann:

Für eine Bodenauflage an Schwarzerde von 5 cm(26), verteilt über 5 – 10 Jahre, ergeben sich folgende Aufwändungen:

  • 5 cm Auflage/ha = 500 m3/ha Schwarzerde
  • 500 m3/ha Schwarzerde mit 10 % Holzkohle ≈ 350 t Frischmasse/ha mit 35 t/ha Holzkohle allein die Kosten der Holzkohle betragen bei 400 €/t = 14.000 €/ha (!)
  • Selbst ohne Berücksichtigung der Kosten für Transport und Ausbringung würden sich bei einer mittleren Größe der Ackerfläche von 10 ha Kosten von knapp 140.000 (!) € ergeben.

Fazit:

Auch ohne exakte betriebswirtschaftliche Berechnungen ist unverkennbar, dass die Kosten des Terra-Preta-Verfahrens derzeit für einen wirtschaftlichen Einsatz in der Pflanzenproduktion viel zu hoch sind. Ohne deutliche Kostensenkungen, vor allem der Kosten für die Holzkohle, ist das Verfahren für professionelle Landwirte derzeit – auch angesichts des Kostendruckes allgemein – kaum realisierbar, wenn die Mehrkosten durch Erlössteigerungen aus der Pflanzenproduktion gedeckt werden müssen.

3. Chancen des Terra-Preta-Verfahrens – wahrscheinliche Entwicklungen

Nachfolgend wird versucht, unter Berücksichtigung der noch unzureichenden Daten- und Faktenlage, mögliche Entwicklungen des Terra-Preta-Verfahrens unter den Verhältnissen der Bundesrepublik Deutschland abzuschätzen. In diese Abwägungen wird neben der landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion auch der Garten- und Landschaftsbau einbezogen, für den in diesem Bericht keine Bestandsaufnahme der vorliegenden Ergebnisse erfolgt ist.

  • 3.1) Garten- und Landschaftsbau (GaLaBau)

Im professionellen GaLaBau bestehen für die Nutzung von Schwarzerde nach dem Terra-Preta-Verfahren durchaus gewisse Chancen.

Gründe für diese Einschätzung:

  • Im Gartenbau sind – im Vergleich zur flächenhaften Pflanzenproduktion – nur kleine Mengen an Schwarzerde erforderlich, deren Herstellung im Betrieb betriebswirtschaftlich und auch im Handling unproblematisch sein dürfte.
  • Auch die Kosten für die Holzkohle bleiben beherrschbar, zumal im Profi-Gartenbau deutlich höhere Preise erlöst werden als in der landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion.
  • Die gesamte Methodik der gartenbaulichen Anwendung von Schwarzerde ist inzwischen von Befürwortern des Terra-Preta-Verfahrens, wie RECKIN(2), weitgehend erprobt worden. Es liegen praxistaugliche Verfahren vor, zur Eigenherstellung kleiner Holzkohlemengen, zur fachkundigen Kompostierung der Ausgangsstoffe der Schwarzerde, insbesondere unter Verwendung der diversen nährstoffhaltigen Ausgangsstoffe (Pflanzenjauchen u.a.), zum Einbau der Schwarzerde in Gartenbeete bis hin zu Kleinstflächen („Quadratmeter-Beete“, siehe HECKEL und PIEPLOW(6)).

 

Im Landschaftsbau (z.B. Baumschulen) mit mehrjährigen Kulturen dürfte der Einsatz von Schwarzerde mit stabilem Humus und guter Nährstoffbindung für Pflanzlöcher u.a. Zwecke gute Chancen haben.

Nur im Hobby-Gartenbau ist mit geringeren Einsatzchancen der Schwarzerde zu rechnen, weil die Gartenböden der Hobbygärtner traditionell durch übermäßigen Einsatz von Düngemitteln und Kompost überwiegend überdüngt sind. Rund 80 % der Gartenböden in Deutschland verfügen nachweislich über deutlich zu hohe Nährstoffgehalte(27). Sie bilden ein erhebliches Auswaschungsrisiko (vor allem Nitratauswaschung) und dürfen keine weitere Düngung mehr erhalten. Im Grunde sind zahlreiche Hobby-Gartenböden heute schon fast als „Terra-Preta-Böden“ einzuordnen.

  • 3.2) Konventionelle Pflanzenproduktion

In der konventionellen Pflanzenproduktion, d.h. auf großen Ackerflächen, ist die breite Anwendung des Terra-Preta-Verfahrens in absehbarer Zukunft wenig wahrscheinlich. Sie wird, sofern überhaupt, auf einzelne Betriebe bzw. Regionen, wie z.B. die Ökoregion Kaindorf (Steiermark), beschränkt bleiben. Gründe für diese Einschätzung:

  • Die konventionelle Landwirtschaft verfügt über bewährte und wissenschaftlich erprobte Verfahren, um den Humusumsatz als Grundlage für eine hohe Bodenfruchtbarkeit, vor allem ein aktives und stabiles Bodenleben, zu gewährleisten.
  • Die Überlegenheit des Terra-Preta-Verfahrens über diese herkömmlichen Verfahren der Humusanreicherung und –stabilisierung ist derzeit noch nicht ausreichend belegt. Benötigt werden belastbare Ergebnisse (vgl. Punkt 2.5), um die Risiken einer möglichen Verfahrensumstellung zu minimieren.
  • Solche Risiken bestehen vor allem in den deutlich höheren Kosten und den großen betrieblichen Herausforderungen, die mit der Bereitstellung der enorm großen Mengen an Schwarzerde mit Holzkohleanteil verbunden sind.
  • Die herkömmlichen Verfahren der Humusanreicherung sind derzeit noch um Größenordnungen kostengünstiger als das Terra-Preta-Verfahren. Beispiel: Kompost wird an die Landwirtschaft häufig zu Preisen von 2 – 3 €/m3 abgegeben, vereinzelt sogar kostenlos, d.h. nur die Transport- und Ausbringungskosten werden in Rechnung gestellt. Enthaltene Nährstoffe sind unter diesen Bedingungen meist kostenfrei, die Effekte für die Humusversorgung werden häufig nicht einmal betrachtet.
  • Die gültigen gesetzlichen Regelungen (vgl. Punkt 2.4) lassen wegen der Überschreitung von Höchstgaben an organischen Stoffen sowie Höchstmengen an Nährstoffen eine Anwendung der Schwarzerde nach dem Terra-Preta-Verfahren auf landwirtschaftlichen Flächen derzeit nicht zu.
  • 3.3) Pflanzenproduktion unter Nutzung des Terra-Preta-Verfahrens

Die Anwendung des Terra-Preta-Verfahrens in der Flächenlandwirtschaft ist realisierbar, „ wenn ein gesellschaftlicher und politischer Konsens darüber hergestellt wird, die 
deutlich höheren Kosten der Landwirtschaft gesamt-gesellschaftlich mitzutragen“.

Wenn über das Ziel des Terra-Preta-Verfahrens (vgl. Punkt 2.3), durch die Einstellung sehr hoher Humusgehalte im Boden sowohl einen messbaren Beitrag zum Klimaschutz zu leisten (C-Sequestrierung) und gleichzeitig eine optimal hohe Bodenfruchtbarkeit (dauerhaft Höchsterträge bei hoher Nährstoffversorgung) zu gewährleisten, Einigkeit besteht, sind folgende Voraussetzungen zu schaffen bzw. Fragen zu klären:

  • Gebraucht wird eine Regelung – ein „Kohlenstoff-EEG“, ähnlich dem EEG für die Förderung erneuerbarer Energien –, mit dem die zusätzlichen Kosten der Landwirte für eine 
C-Sequestrierung durch die Allgemeinheit aufgefangen werden.Beispiel Ökoregion Kaindorf:Landwirte erhalten 30 €/t gebundenes CO2, gedeckt durch CO2-Zertifikate, die Unternehmen in der Region auf freiwilliger Grundlage erwerben.
  • Bereitstellung der enormen Mengen an organischer Substanz für die C-Sequestrierung im Boden in großem Maßstab. Das erfordert regionale Lösungen der Bereitstellung, um große Transporte zu vermeiden. Problem dabei: Organische Substanz ist heute schon knapp (z.B. großer Bedarf für Biogasanlagen).
  • Bereitstellung landwirtschaftlicher Nutzflächen, für die keine Restriktionen bestehen. Problem dabei: Zunahme der Pachtflächen und –preise. Bei Rückführung der Pachtflächen an den Verpächter würde diesem die „Aufwertung“ der Flächen als „Extragewinn“ zufallen. Der Pächter könnte den nachhaltigen Vorteil nicht bzw. kaum nutzen. Zudem gestatten Verpächter in der Regel auf ihren Flächen keine Experimente, wie die Einführung des Terra-Preta-Verfahrens.
  • Schaffung gesetzlicher Voraussetzungen, die folgende Regelungen im Unterschied zu aktuellen Verordnungen (vgl. Punkt 2.4) ermöglichen:
  • ° Zulassung erheblich höherer Gaben an organischer Substanz,
  • ° Überschreitung gesetzlicher Höchstmengen an Nährstoffen, vor allem Stickstoff,
  • ° Lockerung der Düngeregelungen, die zur Verhinderung von Nitratauswaschungen in das Grundwasser erlassen worden sind.

Fazit:

Es ist offenkundig: Bevor die o.g. weitreichenden Voraussetzungen in Angriff genommen werden können, sind alle noch offenen Fragen des Terra-Preta-Verfahrens (vgl. Punkte 2.5 und 2.6) anhand belastbarer wissenschaftlicher Ergebnisse zu klären.

Erst wenn das Terra-Preta-Verfahren seine Eignung und Überlegenheit bewiesen hat, ist eine Einführung in die landwirtschaftliche Pflanzenproduktion zu verantworten.

Autoren:

Dr. Rainer Kluge, Bonner Straße 28, 76185 Karlsruhe, Email rainer.kluge@gmx.net

Dr. Jürgen Reinhold, Mildred-Harnack-Straße 6, 14480 Potsdam, 
Email juergen.reinhold@potsdam.de

Fussnoten:

  • 1 in Anlehnung an den Vortrag der beiden Autoren „Terra Preta – was ist dran? Eine Bestandsaufnahme“, gemeinsame Fachtagung von Gütegemeinschaft Kompost BBS und Förderverband Humus am 25.01.2013 auf der Internationalen Grünen Woche Berlin.
  • 2 Dr. Jürgen Reckin „Terra Preta, die legendäre Schwarzerde der Indios von Amazonien“, in: NATÜRLICH GÄRTNERN & ANDERS LEBEN – Mai/Juni 2012, Organischer Landbau Verlag, 11 Seiten.
  • 3 nach Dipl.-Geoökologe Markus Heckel, 19376 Groß Pankow, in: „Triaterra“, http://www.triaterra.de/.
  • 4 Gerlinde Witt „Die Zeit ist reif für Wundererden“, in: TASPO Nr. 1/ 2013, S. 22.
  • 5 NDR-Fernsehen „’Terra Preta’ – die Wundererde für das Wendland“, in: Die Reportage, 25.01.2013, http://www.ndr.de/fernsehen/media/diereportage471.html.
  • 6 Markus Heckel und Dr. Rainer Pieplow “Das Terra Preta Phänomen …”, in: Alpenparlament.TV, 30.12.2010, http://alpenparlament.tv/playlist/367-terra-preta.
  • 7 z.B. 73. ANS-Symposium Berlin „Biokohle im Blick – Herstellung, Einsatz und Bewertung 19./20.09.2012.“
  • 8 Dr. Claudia Kammann, Institut für Pflanzenökologie, Justus-Liebig-Universität Gießen, Interdisziplinäres Forschungszentrum, Heinrich-Buff-Ring 26-32, 35392 Gießen.
  • 9 Prof. Dr. Bruno Glaser, Professor für Bodenbiogeochemie, Universität Halle-Wittenberg, Von-Seckendorff-Platz 3, 06120 Halle (Saale)
  • 10 Wendepunktzukunft e.V., Bürgergesellschaft für das Wendland, Hauptstraße 6, 29471 Gartow.
  • 11 mit Ausnahmen, z.B. G. Dunst, Initiator der „Ökoregion Kaindorf – Steiermark“, Sonnenerde – Gerald Dunst Kulturerden GmbH, A-8224 Kaindorf 15.
  • 12 Prof. Dr. A. Raggam, Wien, in: „Humus – die vergessene Klimachance“, 24.11.2009 auf YouTube, 
Initiative der Ökoregion Kaindorf (Steiermark), http://www.youtube.com/watch?v=w5da0aCiaqY.
  • 13 Prof. Dr. ing. R. Otterpohl, Hamburg, in: ZDF-Dokumentation „Die Wiederentdeckung der Terra Preta“, 12.11.2011.
  • 14 Bellamy, H. et al. „Carbon losses from soils across England and Wales 1978 – 2003“, Nature, 19, (2005),437; 245 – 248., zit. nach Prof. Dr. M. Körschens „Humus und Klimaveränderung“, Vortrag auf der gemeinsamen Fachtagung von Gütegemeinschaft Kompost BBS und Förderverband Humus am 25.01.2013 auf der Internationalen Grünen Woche Berlin.
  • 15 Prof. Dr. M. Körschens „Humus und Klimaveränderung“, Vortrag auf der gemeinsamen Fachtagung von Gütegemeinschaft Kompost BBS und Förderverband Humus am 25.01.2013 auf der Internationalen Grünen Woche Berlin.
  • 16 Statusbericht des BMU „Ermittlung von Optimalgehalten an organischer Substanz landwirtschaftlich genutzter Böden“ im Auftrag des Umweltbundesamtes, April 2008.
  • 17 Ebertseder, T. u.a. „Auswertung von Bodenuntersuchungsdaten zur Ableitung von Einflussfaktoren auf die Humusgehalte von Böden“, VDLUFA Schriftenreihe 66 (2010), S. 361-372.
  • 18 J. Dunst „Die Anwendung von Pflanzenkohle in der Ökoregion Kaindorf (Österreich)“, 
73. ANS-Symposium Berlin,19./20.09.2012
  • 19 Proceedings S. 187 – 193.19 M. Körschens, G. Breitschuh, H. Eckert: Positionspapier AgrarFakten „ Wieviel Humus braucht der Boden“, 2012 (im Druck).
  • 20 Projekt-Abschlussbericht „Nachhaltige Kompostanwendung in der Landwirtschaft“ (2008), Hrsg. LTZ Augustenberg, 76227 Karlsruhe.
  • 21
  • 22 Palaterra GmbH, 67822 Hengstbacherhof.
  • 23 D. Fischer „Langer Lulatsch aufgetaucht“ in: Mitteldeutsche Zeitung, 22.08.2012.
  • 24 S. Jeffery et al. „A quantitative review of the effects of biochar application to soil on crop using 
metaanalysis“, 73. ANS-Symposium Berlin, 19./20.09.2012, Proceedings S. 111 – 134.
  • 25 R. van Haaren et al. „Business cases for biochar production an utilization“, 73. ANS-Symposium Berlin, 19./20.09.2012, Proceedings S. 195 – 196.
  • 26 Minimum, Terra-Preta-Befürworter empfehlen deutlich höhere Auflagen bis zu 10 cm.
  • 27 Grantzau, E. “Warum sind viele Gartenböden stark überdüngt?“, 
Gartenpraxis Nr. 6/2008, S. 46 – 49.

Dr. Rainer Kluge

One comment

  1. Erich Grantzau

    Sehr geehrter Herr Habenicht,
    habe zufällig mal wieder Ihre interessante Seite aufgeschlagen und freue mich über die neuen Beiträge. Schon in der ersten Veröffentlichung von Rainer Kluge haben mir die mit Fakten unterlegten Argumente sehr gut gefallen. Diese Art der Bearbeitung und Darstellung des Themas Terra Preta gefällt mir deshalb so gut, weil ich über diese Darstellungsweise ein besseres Verständnis für die sachgerechte Anwendung und der zu erwartenden Wirkung des Düngers Terra Preta gewinnen kann.

    Leider wurde anläßlich der Ausstrahlung des Films über den Versuch mit Terra Preta im Wendland auf NDR3 versäumt, den ZuschauerInnen sachbezogen über die Anlage und die Versuchsdurchführung mit Terra Preta zu informieren. Da hoffe ich sehr bald auf mehr Transparenz. Dies vor allem vor dem Hintergrund der Förderung des Projektes mit unser aller Steuergelder.
    Mit den besten Grüßen verbleibe ich Ihr E.Grantzau

Antworten an Erich Grantzau Antwort verwerfen


6 × eins =

Bitte die Buchstaben des captcha Bildes im Eingabefeld eintippen

Bitte tippe die Buchstaben des Captcha-Bildes ins Kästchen. Danke.

Sie können die folgenden HTML-Codes verwenden:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong> <img src="" alt="" width="" class="" style=""> <span style="">