Die Wirkung von Biokohle auf natürlichen Ökosysteme

Pflanzenkohle ist ein kohleartiges Material und wird durch Erhitzen von Holz oder Grünabfall auf Temperaturen von mindestens 350 °C in Abwesenheit von Sauerstoff erzeugt. Dieser als Pyrolyse bezeichnete Prozess verändert die chemische Natur des Ausgangsmaterials, sodass es weniger biologisch abbaubar ist und länger braucht, um im Boden zersetzt zu werden.

Das EU-finanzierte Projekt BASE (Biochar application in a natural ecosystem) nutzte Techniken aus Bodenphysik, Chemie und Biologie, um die ökologischen Auswirkungen der Verwendung von Pflanzenkohle auf ein nordeuropäisches Grünland zu bestimmen. Die Studie betrachtet alle möglichen Ebenen, von den Genen bis zur Landschaft, was den Forschern ein vollständiges Bild davon lieferte, was passiert, wenn Biokohle zu Böden hinzugefügt wird.

Innovative Techniken wie Röntgentomografie, stabile Isotopenprüftechniken und DNA-Analyse in der Form von DNA-Mikroarrays wurden verwendet, um zu zeigen, dass Biokohle nicht gleich Biokohle ist. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften können stark variieren und beeinflussen, wie Biokohle sich nach Einbringung in den Boden verhält.

Biokohle soll die Wasserhaltekapazität in sandigen Böden erhöhen. Allerdingst stellte sich heraus, dass Biokohle aus Stecklingen von Grünland die hydrologischen Eigenschaften von sandigem Lehmboden nicht wesentlich verbesserte. Mithilfe von Mikrotomographie wurde gezeigt, dass das Material stark hydrophob war und so verhinderte, dass Wasser in die Porenräume der Pflanzenkohlepartikel im Boden eindrang.

Weitere Untersuchungen zeigten, dass die Wirkung von Biokohle auf die Pflanzenproduktivität wahrscheinlich aus den Düngungseffekten von Nährstoffen in der Pflanzenkohle resultiert. Dies kann die Form von Kalium aus dem Aschebestandteil in Pflanzenkohle oder Stickstoff annehmen.

Allerdings zeigte sich diese Düngewirkung als geringer als die des Materials, aus der die Pflanzenkohle ursprünglich hergestellt wurde. Dieses Ergebnis unterstreicht die Bedeutung der strikten Anwendung von Kontrollen für Experimente zu den Wirkungen von Biokohlenutzung im Boden.