Was ist Terra-Preta?

„Terra Preta“ ist ein portugiesischer Begriff und meint „schwarze Erde“. Diese Erde entstand unter Einflussnahme des Menschen im Amazonasbecken in einem Zeitraum, welcher etwa 500 bis mehrere 1000 Jahren zurück datiert. Der daraus entstandene Boden ist noch heute fruchtbar. Vermutlich hat die indigene Bevölkerung des Amazonasgebietes diverse Kompostmaterialien zusammen mit Holzkohle in die Regenwaldböden eingebracht, um diese für die Nahrungsmittelproduktion urbar zu machen.

Das Besondere an der auf diesem Wege erzeugten Schwarzerde ist, dass nahezu keine Umsetzung der organischen Masse durch Mikroorganismen stattfindet und somit der Kohlenstoff, sowie die meisten, nicht von der Vegetation aufgenommenen Nährstoffe, im Boden verbleiben. „Terra Preta“- Böden sind mit Phosphor und Kalzium aus Knochenresten und mit Kohlenstoff aus zerkleinerter Holzkohle angereichert, was zu einer enorm gesteigerten Fruchtbarkeit führt. Durch die hohen Nährstoffgehalte des Dauerhumus, sind die Böden – ohne jedwede zusätzliche Mineraldüngung – nachhaltig fruchtbar und zeichnen sich zudem durch eine hohe Pufferkapazitäten, gute Kationenaustauschfähigkeit, hohe Wasserhaltekapazität, sowie durch eine äußerst gute Wärmespeicherfähigkeit aus.

Außerdem bindet Holz- oder Pflanzenkohle Kohlenstoff. Das von den Pflanzen aus der Luft im Holzanteil gebundene CO2 bleibt beim verschwelen zu ca. einem Drittel in der Biokohle dauerhaft stabil gebunden. Im Boden wird die Kohle kaum abgebaut, dauerhaft dem CO2 – Kreislauf entzogen und kann so als eine Art Herberge die Mikroorganismen in trockenen Zeiten schützen. Bei besseren Bedingungen wandern sie wieder in den Boden aus und sind so sofort in hoher Zahl als Fruchtbarkeitshelfer aktiv – ohne sich erst langsam vermehren zu müssen.

Der Biologe, Chemiker und Agrarökologe Jürgen Reckin hat als einer der Pioniere die Terra Preta Kultur nach Europa gebracht. Das eigentliche Wesen der Terra Preta beschreibt er folgendermaßen:

Untergemischte Biokohle verhindert, dass ein großer Anteil der organischen Substanz quasi in Rauch aufgeht, also vollständig zu Kohlendioxid und Wasser abgebaut wird. Bekanntermaßen wird Holzkohle, sogenannte Aktivkohle, in der Biochemie als Katalysator verwendet, um die Ausbeute an bestimmten erwünschten Substanzen zu erhöhen. In den Boden eingemischt, scheint die Holzkohle ebenfalls als Biokatalysator zu wirken, indem sie die Ausbeute an Humus entscheidend verbessert: Offenbar bewirkt sie, dass die relativ kleinen und instabilen Huminsäuremoleküle rascher als gewöhnlich zu stabilen Großmolekülen verkettet werden. Biokohle macht aus Humus Dauerhumus.

Alle modernen Verfahren zur Herstellung von Terra Preta versuchen die Bodeneigenschaften der im Amazonas vorgefundenen Schwarzerde zu reproduzieren und zu übertreffen. Ein einheitliches Verfahren zur Herstellung von Terra Preta gibt es wegen der weltweit unterschiedlichen Entstehungsprozesse, Fundstellen und Bodenprofile von Schwarzerden Bodentypen nicht.

Grundsätzlich sind Kohlenstoffmengen von bis zu 30 % in Terra Preta möglich.

Dr. Ines Vogel von der Freien Universität Berlin hat zu Terra Preta geforscht und schreibt auf hier über Terra Preta u.a.:

  • hohe Stabilität gegenüber äußeren Einflüssen und mikrobiellem Abbau,
  •  Böden sind „ohne Mineraldüngung“ außerordentlich fruchtbar (mehrfacher Ertrag),
  •  Hohe Dauerhumusgehalte – hoher Anteil an stabiler organischer Substanz neben einem Anteil leicht abbaubarer organischer Bodensubstanz,
  • hohe Kationenaustauschkapazität,
  • hohe Nährstoffgehalte als in umliegenden Böden: hohe Gehalte an P, N, K, Ca, Mg, K, Zn,
  • hohes Wasserspeichervermögen – Speicherung von Wasser bis zum 5fachen des Eigengewichts (Schmidt 2011),
  • günstige Porenstruktur – besserer Lufthaushalt,
  • hohe pH-Werte,
  • Stabilität und Nährstoffspeichervermögen von Biokohle sind sehr viel effektiver als das der organischen Bodensubstanz „Schwamm im Boden“,
  • Poren der Biokohle dienen als Habitat für diverse Bodenorganismen (spezielle Milieuprägung in Mikroporen, Versorgung mit C, Energie, Nährstoffen, Schutz vor Konkurrenten) – Notwendigkeit der Aktivierung/Aufladung vor Einbringung in Böden,
  • Biokohle stimuliert die Aktivität diverser Bodenmikroorganismen – Besiedlung insbesondere durch Pilze,
  • Beeinflussung der Nährstoffauswaschung durch Rückhaltung von positiv geladenen Nährstoffionen durch die negativ geladene Oberfläche der Biokohle,
  • Beeinflussung der Nährstofftransformationsprozesse im Boden über die Beeinflussung der Bodenreaktion, Adsorptionsprozesse,
  • Verbesserung der Nährstoffspeicherung und Erhöhung der Düngeeffizienz,
  • Reduktion von Treibhausgasemmissionen, u. a. durch bessere Bodendurchlüftung und Bodenreaktion,
  • Biokohle verringert die Verfügbarkeit/Bioverfügbarkeit, Toxizität und Mobilität organischer Schadstoffe,
  • Förderung von Biomasse, Aktivität und Diversität der Bodenorganismen,
  • Förderung von Wurzelmykorrhizen

Es gibt vielversprechende Ansätze, mithilfe von Holzkohle Böden in kurzer Zeit nachhaltig zu verbessern. Ein mit Holzkohle angereicherter Boden wirkt sich positiv auf die Pflanzenernährung aus. Er bietet einen bevorzugten Lebensraum für Mikroorganismen und erhöht ihre Effizienz, steigert die Stickstoff- und Kaliumversorgung und reduziert gleichzeitig den Säuregehalt des Bodens, was auch die Löslichkeit von toxischem Aluminium einschränkt.

Es wurde auch ein günstiger Effekt auf die Entwicklung von Mykorrhizapilzen festgestellt (Cornet, A. & Escadafal, R., 2009. Is biochar „green“?. Comité Scientifique Français de la Désertification (CSFD); Montpellier, Frankreich), da die Kapillaren der Pflanzenkohle diesen ein Mikrohabitat bieten (Steiner, Ch. et al., 2004. Microbial Response to Charcoal Amendments of Highly Weathered Soils and Amazonian Dark Earths in Central Amazonia – Preliminary Results). Mykorrhizapilze bilden Symbiosen mit den Pflanzenwurzeln und wirken sich positiv auf florales Wachstum aus.

Ertragssteigerungen durch Pflanzenkohlesubstrate / Terra-Preta werden durch eine Metastudie im 2009 veröffentlichten CSIRO – Bericht (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation  „Biochar, climate change and soil: A review to guide future research“ )  mit 10 bis 300% angegeben.

Die Ausbringung von Pflanzenkohle leidtet einen Beitrag zur CO2 Reduktion. Pflanzenkohle ist als Langzeit-CO2-Speicher anzusehen, da die Kohle praktisch nicht abgebaut wird.
Ein Einbringen von Pflanzenkohle in einer Menge von ca. 1 kg/m² in alle landwirtschaftlich genutzten Böden weltweit würde den vorindustriellen CO2-Gehalt der Atmosphäre wiederherstellen (Günther, F., 2007. Carbon sequestration for everybody: decrease atmospheric carbon dioxide, earn money and improve the soil. Energy and Environment; Lund, Sweden).

Eine direkte Ausbringung von Pflanzenkohle auf den Boden ist kontraproduktiv, da die Pflanzenkohle mit ihrer kapillaren Speicherfähigkeit der Erde im Verlauf von einem bis dreier Jahre Wasser und Nährstoffe entzieht. Bringen Sie daher besser nur Pflanzenkohle aus, welche bereits mit Wasser und Nährstoffen gesättigt sowie durch Mikroorganismen besiedelt – sprich „biologisch aktiviert“ ist.
Dies geschieht in idealer Weise durch die Zugabe der Kohle zu Beginn des Umsetzungsprozesses in den Bioreaktor.