Ithaka - Institut für Ökologie und Klimafarming

Karbon-Dünger

Pflanzenkohle ist ein sehr geeignetes Trägermittel sowohl für Pflanzenährstoffe als auch für nützliche Mikroorganismen. Nach ersten Versuchen mit flüssigen Stickstoffquellen, die zum Aufladen der Pflanzenkohlen verwendet wurden, arbeiten wir seit 2012 an der Entwicklung von organischen Volldüngern auf Basis von Pflanzenkohle..

Hauptprojektpartner: Claudia Kammann und Diedrich Steffens (Universität Gießen), Thomas Appel (Hochschule Bingen), Pascal Boivin (Hochschule Genf)

2011 wurden am Ithaka Institut eine Vielzahl von Vorversuchen unternommen, um Pflanzenkohle direkt mit flüssigen Nährstofflösungen aufzuladen. Zu diesem Zweck wurden möglichst gesättigte Nährstofflösungen zubereitet und auf eine möglichst geringen Menge Pflanzenkohle aufgetragen. Getestet wurden unter anderem Vinasse, Amminosäuren, Gülle und eine Reihe von mineralischen NPK-Quellen jeweils in verschiedenen Konzentrationen. Es gelang auf 100 kg Pflanzenkohle bis zu 15 kg N, 7 kg P und 3 kg K aufzutragen.

Mit diesen "Karbondüngern", wie wir die Düngesubstrate auf Basis von Pflanzenkohle tauften, wurden eine Reihe von Topfversuchen und auch einige Feldversuche mit Gemüse, Kartoffeln, Wintergetreide und Wein durchgeführt. Um die Hypothese zu prüfren, ob die Pflanzenkohle die Auswaschung der Nährstoffe verhindert und so länger Pflanzenverfügbar hält, wurden an der Universität Gießen Leachingversuche durchgeführt. Zudem wurde die Entwicklung des klimaschädlichen Lachgas untersucht.

Während in den Topfversuchen positive Effekte auf Spross- und Blattwachstum sowie auf die Fruchtentwicklung gezeigt werden konnten (siehe Abb.1 ), war in sämtlichen Feldversuchen die Varianz zu hoch, um signifikante Resultate zu erhalten. Bei den Leachingversuchen zeigte sich, dass Auswaschungsraten um so niedriger waren, um so komplexer die aufgetragenen Nährstoffe waren. Die Amminosäuren und die Vinasse wurden weniger stark ausgewaschen als Ammoniumnitrat und Harnstoff. Bei letzteren war die Auswaschung mit Pflanzenkohle fast ebenso hoch wie in der Kontrolle ohne Pflanzenkohle.

Organische Karbon-Volldünger - Depotdünger auf Basis von Pflanzenkohle

Da die Pflanzenkohle am besten höhermolekulare Pflanzennährstoffe bindet, haben wir 2012 erste Versuche mit einer pelletierten Mischung von Pflanzenkohle, Schafswolle und Vinasse durchgeführt (Analyse des Schafwoll-Karbon-Düngers). Die Schafswolle mit einem N-Gehalt von etwa 12% wurde dabei als langfristig wirkende N-Quelle verwendet, die Vinasse als schneller verfügbare Quelle. Beim mikrobiellen Abbaus der Schafswolle in unmittelbarer Nähe zu den Kohleoberflächen können die Abbauprodukte und Mikrofilme besonders gut von der Kohle adsorbiert werden und langfristig pflanzenverfügbar bleiben. Erst Versuche mit Feldkartoffeln zeigten sich ausserordentlich vielversprechend.

Um den Schafwoll-Kohle-Dünger zu einem Volldünger weiterzuentwickeln, werden seit 2013 im Rahmen eines BMBF-Projektes mit der Hochschule Bingen, der Universität Gießen und Firma Pyreg weitere organische Zusatzstoffe getestet und zu Pflanzenkohle-Pellets verarbeitet. Besondere Rücksicht finden hier hoch phosphorreiche Pyrolyseaschen aus der Klärschlammpyrolyse sowie Aschen aus Pellet und Hackschnitzelheizungen.

Ziel ist die Nutzung ungenutzter organischer Reststoffe zur Herstellung von langfristig wirkenden Depotdüngern für gesundes Pflanzenwachstum und gleichzeitigem Humusaufbau.