Humusaufbau für den Klimaschutz - Ergebnisse einer Tagung zum Bodenkohlenstoff

Humus besteht zur Hälfte aus Kohlenstoff, der aus dem Kohlendioxid der Luft stammt. Durch eine Erhöhung des Humusgehalts im Boden wird daher die Atmosphäre vom Treibhausgas Kohlendioxid entlastet. Dies kann ein Beitrag zum Klimaschutz sein, wenn es gelingt, Humus stärker als zuvor zu speichern.

Landschaft mit Acker Ackerboden
In landwirtschaftlich genutzten Böden in Deutschland sind etwa zwei Milliarden Tonnen Kohlenstoff als Humus gespeichert. © Thünen-Insitut

Humus hat außerdem einen positiven Einfluss auf eine Reihe von Bodeneigenschaften wie die Wasserhaltekapazität und die Bodenfruchtbarkeit im Allgemeinen. Humus ist deshalb ein Gut, das es zu erhalten und zu vermehren gilt.

Fast 40 Nationen und über 100 Organisationen haben sich der französischen 4per1000 Initiative angeschlossen. Ziel der Initiative ist die globale Erhöhung der Humusgehalte, um einen Beitrag zum Klimaschutz, zur Klimaanpassung und zur Ernährungssicherung zu leisten. In Partnerschaft mit dieser Initiative fand Ende Mai 2018 eine internationale Tagung zum Humusmanagement in der Landwirtschaft am Thünen-Institut in Braunschweig statt. Ziel der Tagung war es, den Stand des Wissens und der Diskussion über die Möglichkeiten und Grenzen zur Erhöhung von Humusvorräten in landwirtschaftlich genutzten Böden zu sammeln und Forschungslücken zu identifizieren.

Längsschnitt durch humusreiche Schwarzerde Schwarzerde
Humusreiche Schwarzerde © Thünen-Institut

Bisherige Schwerpunkte der Forschung lagen auf der Reduktion des Humusverlustes. Untersucht wurde auch der Einfluss von reduzierter Bodenbearbeitung und der Einbringung von Pflanzenkohlen auf die Aktivität des Bodenlebens. Die Tagungsteilnehmer stimmten mit Blick auf Ergebnisse von Langzeitversuchen überein, dass verringerter Pflugeinsatz und reduzierte Bodenbearbeitung die Vorräte an Humus kaum verändern. Humus wurde im Bodenprofil nur anders verteilt. Auch die Verkohlung von Biomasse zu "Biokohle" wurde diskutiert, da sie in Norwegen als Klimaschutzmaßnahme Anwendung finden soll. Dort sind ausreichend große Mengen organischer Reststoffe aus der Forstwirtschaft verfügbar, um diese zu "Biokohle" umzuwandeln.

Trotzdem ist dies aufwendig, da neun Dreiachser Lastwagenladungen notwendig waren, um ein Feld von zehn Hektar Größe mit "Biokohle" anzureichern und die Humusgehalte um zehn Prozent zu erhöhen. Die Effekte von "Biokohle" auf die Erträge sind bei uns kaum nachweisbar; in tropischen Böden mit einer weniger intensiven Landwirtschaft, aber höherer Umsetzungsrate im Boden, kann "Biokohle" die Erträge vervielfachen und gleichzeitig Bodenkohlenstoffvorräte erhöhen. Diese Synergien sind zu suchen, da Bodenkohlenstoff auch wieder verloren gehen kann und nur im Boden erhalten bleibt, wenn die humusfördernden Maßnahmen langfristig beibehalten werden.

Humusaufbau lässt sich fördern

Die Wissenschaftler waren sich einig, dass nicht die Verhinderung von Humusverlusten, sondern die Förderung der Humusbildung der Weg zu humusreichen, fruchtbaren Böden ist. Zur Humusbildung sind ausreichend Pflanzenreste in Form von Wurzeln, Stoppeln, Stroh oder Blättern nötig, die nicht abgeerntet werden, sondern als Reststoffe auf dem Acker verbleiben. Diese führen nicht nur zu mehr Humus, es profitieren auch alle Bodenlebewesen, da sich 99 Prozent aller Bodenlebewesen von diesen Pflanzenresten ernähren. Der Auf- und Abbau von Humus im Boden ist also ein natürlicher Prozess, der nicht aufzuhalten ist. Humusaufbau lässt sich auch fördern, etwa durch den Anbau von Zwischenfrüchten im Winter, die im Frühjahr untergearbeitet werden. Permanente Begrünung der Äcker war hierzu das Stichwort auf der Tagung. Durch die Förderung im Rahmen des Greening konnte der Anbau von Zwischenfrüchten in Deutschland in den vergangenen Jahren erheblich gesteigert werden. Das kommt dem Humusaufbau zugute. Es existiert aber eine zunehmende Konkurrenz um die Biomasse, die auf Äckern produziert wird. Zwischenfrüchte und Ernterückstände wie Stroh könnten auch als Bioenergiequelle genutzt und z.B. verbrannt werden, anstatt zum Humusaufbau auf dem Feld zu verbleiben.

Schnitt durch eine Schwarzerde mit sichtbaren Wurzeln Wurzeln
Wurzeln sind der Schlüssel für den Humusaufbau © Thünen-Institut

Eine Lösung in dieser Konkurrenzsituation könnten mehr Wurzeln sein. Wurzeln werden deutlich besser zu Humus umgebaut als Stroh oder organischer Dünger. Gleichzeitig ist eine tiefe Durchwurzelung ein Schlüssel, um Pflanzen resistent gegenüber Trockenstress zu machen. Wenn der Acker abgeerntet wird bleiben die Wurzeln im Boden und fördern den Humusaufbau. Auf der Tagung wurde diskutiert, welche Ackerfrüchte am meisten Wurzelbiomasse produzieren und am tiefsten wurzeln. Hier besteht noch Forschungsbedarf.

Intelligente Lösungen gefragt

Unter den Wissenschaftlern kontrovers diskutiert wurde die Frage, in welchem Umfang und in welchen Regionen der Welt eine Erhöhung der Humusvorräte möglich ist. Studien aus der Schweiz und aus Bayern zeigten, dass es möglich ist, die Humusvorräte in der Landwirtschaft zumindest um ein Promille pro Jahr zu erhöhen. Dazu sind aber auch drastische Maßnahmen nötig, wie z.B. der Umbau der Agrarlandschaft mit zusätzlichen Gehölzstrukturen, Agroforstsystemen oder Hecken, die als Bioenergiequelle genutzt werden können. Einigkeit bestand darin, dass gleichzeitig auch der Verlust von Humus aus Böden, etwa durch die landwirtschaftliche Nutzung von Mooren, reduziert oder gestoppt werden muss. Humusaufbau ist dann sinnvoll, wenn neben dem Beitrag zum Klimaschutz auch weitere Ziele erreicht werden. Dies ist bei Zwischenfrüchten der Fall: Sie nehmen Nitrat aus dem Boden auf und verhindern so die Auswaschung in das Grundwasser. Zudem schützt ihre Pflanzendecke im Winter den Boden vor Erosion.

Es sind also intelligente Lösungen gefragt, um den Humus zu erhalten und zu erhöhen, ohne dass dies zu Lasten der Biodiversität und anderer Ökosystemfunktionen geht oder zu wesentlichen Ertragseinbußen führt.

Portraitfoto PD Dr. Axel Don
Dr. Axel Don © Thünen-Institut

Ein Beitrag von Dr. Axel Don, Thünen-Insitut für Agrarklimaschutz, Braunschweig

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