Böden als CO2-Senke - Hofpfisterei · 5/18 Glaser et al. (2001) Glaser (2007) Humus ♦ Terra Preta ♦ Gewächshaus ♦ Freiland ♦ Technik ♦ Take Home. Geheimnis der Terra Preta

Böden als CO2-Senke

Inhalt:

�Bodendegradation und Humus

�Das Terra Preta-Phänomen

�Gewächshausversuche

�Freilandversuche

�Technik

�Ausblick

Prof. Dr. Bruno Glaser, Bodenbiogeochemie, MLU Halle-Wittenberg ([email protected])

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Ursachen der Bodendegradation

30%

7%

35%

28%

4%

⇒ Verstärkung durch intensive Nutzung(World Resources Institute 1990)2/18

Humus ♦ Terra Preta ♦ Gewächshaus ♦ Freiland ♦ Technik ♦ Take Home

Humus als Bodenmanagement-Tool

(Lal 1996)

Bodenqualität = f(AWC, OBS, Rd, KAK, Ton)t

⇒ Erhöhung der Bodenfruchtbarkeit

C-Speicherung ist der langfristige Transfer von CO2 aus der Atmosphäre in den

Boden durch biotische und abiotische Prozesse

⇒ C-Speicher

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Böden als potenzielle natürliche C-Senken

(Lal 2004)

(billion tons C)

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Terra Preta: 2000 Jahre altes Bodenexperiment

Glaser et al. (2001) Glaser (2007)5/18


Geheimnis der Terra Preta

⇒ Intelligentes Stoffstrommanagement6/18 Glaser und Birk (2010)


Vergleich Biokohle - Humus

⇒ Biokohle ist langfristiger C-Speicher

100

50

10

1 32

Bio-char

Un-charred organic matter

4 5

Years

Ca

rbo

n r

em

ain

ing

(%

)

B

Lehmann und Rondon (2006)

Biomass carbon100%

100 years

Bio-char carbon50%

Biomass carbon

100%

Biomass carbon

0%

Bio-char carbon

>40%

Energy

Production

A

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Biokohle ist C-negativ !!!

Glaser et al. (2009)

“Classical” CCS

Hydro-carbons

Pre/post combustion Co2 capture

Geological storage

“Classical” Bio-mass

Bio-mass

Combustion

Closed Loop Processes – no change to Co2 now in atmosphere

Biochar

Bio-mass Pyrolyse Hydrogen

Carbon as soil conditioner

Co2

Open Loop - Extractive Process – removes Co2 permanently from the atmosphere

www.eubia.org/211.0.html

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Biokohle - Materialeigenschaften

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Stabilität ?

Oberfläche ?

Porenverteilung ?

Toxikologie ?

Struktur ?

Definition ?

C-Speicher ?

Bodenfruchtbarkeit ?

Pflanzenertrag ?

Nährstoffverfügbarkeit ?

Nährstoffauswaschung ?

Erosion ?

Wasserhaushalt ?

Mineral-Wechselwirkung ?

THG-Emission ?

Wärmehaushalt ?

Bodenflora und –fauna ?

…


Gewächshausversuche

10/18 Glaser et al (in Vorbereitung)


Ko HK+ HK HK+ NPK Kompost

NPK Kompost(Youssaf 2002)

Ko HK+ HK HK+ NPK Kompost

NPK Kompost(Youssaf 2002)

Optimale Biokohle-Menge

11/18 Glaser et al (in Vorbereitung)


Sand Lehm

⇒ Ertrag = f(BC, Kompost)

Biokohle + Kompost Brandenburg

⇒ Kompost und Biokohle (bis 20 Mg ha-1) gemischt12/18


Total organic C (2009)

⇒ Effektive C-Senke

⇒ Je mehr Biokohle, desto höher die TOC-Gehalte

13/18 Liu und Glaser (in Vorbereitung)

0

5

10

15

20

25

Control Compost + 5 Mg BC + 10 Mg BC + 20 Mg BC

TO

C [

g k

g-1

]

Before BC application

After BC application


Bodenfruchtbarkeit (2009)

⇒ Je mehr Biokohle, desto höher KAK

⇒ Je mehr Biokohle, desto höher die Erträge

0

2

4

6

8

10

12

14

Control Compost Compost

+ Biochar

5 Mg ha-1

Compost

+ Biochar

10 Mg ha-

1

Compost

+ Biochar

20 Mg ha-

1

CE

C [

cm

ol c

kg

-1]

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

50%

CEC

BS

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2,0

2,1

2,2

2,3

Control Compost Compost

+ Biochar

(5 Mg ha-

1)

Compost

+ Biochar

(10 Mg

ha-1)

Compost

+ Biochar

(20 Mg

ha-1)

Pla

nt

he

igh

t [m

]

14/18 Liu und Glaser (in Vorbereitung)


Feldversuch Bayreuth

Länge

in m

4 3 5 1 2 12

1 5 2 3 4 12

3 2 4 5 1 12 60 m

2 1 3 4 5 12

5 4 1 2 3 12

Breite in m 9 9 9 9 9

45 m Fläche: 2700 m²

Versuchsdesign1 Kontrolle (Nullvariante)

2 Kohle

3 Kompost

4 Kompost + Kohle

5 Biokohle-Kompost

Biokohle als Teil des regionalen Stoffstrom-Managementes

im ökologischen Landbau (Eckersdorf)

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Pyrolyse von Biomasse-Abfällen (PYREG)

(www.pyreg.de; BMBF (01LY0809F)16/18⇒ Erfinderpreis RLP 2010


Wieviel Biokohle wollen wir uns leisten?

Biochar Europe

Cereal Crop Residuals: 300 Megatonnen

Other (Forestry etc): 100 Megatonnen

Viticulture (cuttings): 40 Megatonnen

Household Garden Waste: 35 Megatonnen

Commercial garden waste: 20 Megatonnen

Total: 495 Megatonnen

Biochar (80% carbon content) 140 Megatonnen

EU Carbon Emissions = circa 1200 Megatonnes

10%

28% Biokohle-Ausbeute

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Empfehlungen an die Politik

� Biokohle / Terra Preta als Option für nachhaltige

Ressourcennutzung

Terra Preta Nova

C-Sequestrierung => C-Kredite / C-Zertifikate !!!

Intelligentes Stoffstrom-Management

� Forschungsförderung: Biochar Research Center

Bereits beachtliche internationale Aktivität

International Biochar Initiative USA

Biochar Research Center Neuseeland (2 Profs)

Biochar Research Center UK: 3 Profs

� Entwicklungsförderung

Technologie / Anwendung (PYREG, Palaterra etc)

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