Pflanzenkohle ist ein alter Bekannter mit neuer Aufmerksamkeit. Die fruchtbaren Schwarzerden im Amazonasgebiet, die Terra Preta, verdanken ihre Fruchtbarkeit zu einem großen Teil verkohlten Pflanzenresten, die Menschen dort vor Jahrhunderten eingearbeitet haben. Heute stellen wir Pflanzenkohle gezielt her, aus holzigen Reststoffen und mit kontrollierter Qualität.

Aber was macht Pflanzenkohle im Boden genau? Und warum zeigen manche Versuche große Effekte, andere kaum welche? In diesem Beitrag fasse ich zusammen, was die Forschung heute sagt, und worauf es in der Praxis ankommt.

Wie wirkt Pflanzenkohle im Boden?

Bei der Pyrolyse wird Holz unter Sauerstoffausschluss erhitzt. Das Zellgerüst bleibt erhalten und wird zu einem feinen Porennetz. Ein Gramm Pflanzenkohle kann je nach Herstellung eine innere Oberfläche von mehreren hundert Quadratmetern haben. Diese Struktur erklärt die meisten Effekte im Boden.

Wasser speichern

Die Poren nehmen Wasser auf und geben es langsam wieder ab. Am deutlichsten ist das in sandigen, grobkörnigen Böden, die Wasser sonst schnell verlieren. Eine Meta-Analyse von Razzaghi und Kollegen (2020) zeigt, dass die Wasserhaltefähigkeit vor allem in solchen Böden steigt.

Nährstoffe halten

An der Oberfläche der Pflanzenkohle lagern sich Nährstoffe wie Nitrat, Ammonium und Phosphat an. Sie werden weniger schnell ausgewaschen und bleiben im Wurzelraum verfügbar. Kammann und Kollegen (2015) haben gezeigt, dass co-kompostierte Pflanzenkohle Nitrat in ihren Poren festhält und Pflanzen dadurch besser wachsen.

Bodenleben fördern

In den Poren finden Bakterien und Pilze Schutz. Ein aktives Bodenleben baut organische Substanz um, stellt Nährstoffe bereit und verbessert die Krümelstruktur.

pH-Wert ausgleichen

Pflanzenkohle ist meist basisch. Auf sauren Böden kann sie den pH-Wert anheben, ähnlich wie eine Kalkung. Auf kalkreichen Böden ist dieser Effekt nicht erwünscht, hier kommt es auf die passende Pflanzenkohle an.

Was zeigt die Forschung?

Zu Pflanzenkohle gibt es inzwischen tausende Studien. Schmidt und Kollegen (2021) haben 26 globale Meta-Analysen ausgewertet. Das Bild ist klar, aber differenziert.

Ertrag: groß in den Tropen, klein in Mitteleuropa

Jeffery und Kollegen (2017) fanden in tropischen Böden im Mittel rund 25 Prozent höhere Erträge. In gemäßigten Breiten, also auch in Deutschland, war der durchschnittliche Ertragseffekt dagegen gering. Der Grund: Tropische Böden sind oft stark verwittert, sauer und nährstoffarm, und genau dort hilft die Pflanzenkohle am meisten. Gute mitteleuropäische Ackerböden haben weniger Luft nach oben.

Nitrat und Lachgas

Sehr gut belegt ist die Wirkung auf den Stickstoff. Eine Meta-Analyse von Borchard und Kollegen (2019) zeigt im Mittel rund 38 Prozent geringere Lachgasemissionen und rund 26 Prozent weniger Nitratauswaschung. Das schützt das Grundwasser und hält Dünger dort, wo er wirken soll.

Terra Preta als Vorbild

Glaser und Kollegen (2001) haben die Terra Preta untersucht. Diese Böden enthalten ein Vielfaches an Kohlenstoff im Vergleich zu umliegenden Böden und sind bis heute fruchtbar. Sie zeigen, wie lange die Wirkung von Pflanzenkohle anhalten kann.

Wie setzt man Pflanzenkohle richtig ein?

Erst aufladen, dann einarbeiten

Frische Pflanzenkohle ist wie ein leerer Schwamm. Pur eingearbeitet kann sie in den ersten Wochen sogar Nährstoffe binden, die den Pflanzen dann fehlen. Deshalb wird sie vorher aufgeladen: im Kompost, mit Gülle, mit Gärresten oder mit Dünger. Danach bringt sie die Nährstoffe gleich mit.

Die richtige Qualität

Für Böden und Substrate muss die Pflanzenkohle schadstoffarm sein. Das European Biochar Certificate (EBC) legt dafür Grenzwerte fest, zum Beispiel für PAK und Schwermetalle. Für den Einsatz auf landwirtschaftlichen Flächen sind die Klassen EBC-Agro und EBC-AgroBio vorgesehen. Unsere Pflanzenkohle stellen wir nach den Anforderungen des EBC her.

Wo sich der Einsatz besonders lohnt

Auf sandigen, trockenen und sauren Standorten, in Pflanzsubstraten für Stadtbäume, auf Grünflächen und in der Tierhaltung über Einstreu und Gülle. Wer Pflanzenkohle zuerst im Stall einsetzt und sie dann mit dem Mist auf das Feld bringt, nutzt sie gleich zweimal.

Im Garten und auf Grünflächen

Im Garten und auf Rasenflächen wird Pflanzenkohle am besten über Kompost oder ein fertiges Substrat eingebracht. Beim Anlegen neuer Beete oder Rasenflächen lässt sie sich gleichmäßig in die oberen Zentimeter einarbeiten. Auf bestehenden Rasen kann sie zusammen mit Sand oder Kompost aufgebracht und eingeharkt werden.

Auf dem Acker

In der Landwirtschaft ist der Weg über den Stall am wirtschaftlichsten: Pflanzenkohle in Einstreu oder Gülle nimmt Nährstoffe und Feuchtigkeit auf und kommt dann mit dem Wirtschaftsdünger auf das Feld. Für den Einsatz auf landwirtschaftlichen Flächen muss die Pflanzenkohle die Anforderungen der passenden EBC-Klasse und des Düngerechts erfüllen.

In der Stadt: Baumsubstrate

Stadtbäume wachsen oft in verdichteten, trockenen Böden. Baumsubstrate mit Pflanzenkohle speichern mehr Wasser und Luft im Wurzelraum. Einige Städte setzen solche Substrate bereits bei Neupflanzungen ein.

Häufige Fehler beim Einsatz

• Pur einarbeiten: Unbehandelte Pflanzenkohle bindet anfangs Nährstoffe. Besser vorher aufladen.
• Falsche Qualität: Pflanzenkohle ohne Analyse kann Schadstoffe enthalten. Achten Sie auf Pflanzenkohle nach den Anforderungen des EBC.
• Zu hohe Erwartungen auf guten Böden: Auf fruchtbaren Böden fallen Ertragseffekte oft klein aus. Der Nutzen liegt dort eher bei Wasser, Nährstoffhaltung und Kohlenstoffspeicherung.
• Staub beim Ausbringen: Trockene Pflanzenkohle staubt. Leicht angefeuchtet lässt sie sich sauber verarbeiten.

Mehr dazu: Pflanzenkohle in der Agrarwirtschaft, Pflanzenkohle auf Sandböden und Pflanzenkohle richtig aufladen.

Wie lange bleibt der Kohlenstoff im Boden?

Pflanzen nehmen beim Wachsen CO₂ aus der Luft auf. Bei der Pyrolyse wird ein großer Teil dieses Kohlenstoffs in eine sehr stabile Form überführt. Wang, Xiong und Kuzyakov (2016) haben in einer Meta-Analyse gezeigt, dass der stabile Anteil von Pflanzenkohle im Boden im Mittel mehrere hundert Jahre überdauert. Lehmann und Kollegen (2021) ordnen Pflanzenkohle deshalb als eine der Methoden ein, mit denen sich CO₂ dauerhaft aus der Atmosphäre entnehmen lässt.

Diese Bindung lässt sich messen und dokumentieren. Wird der Verbleib der Pflanzenkohle nachgewiesen, können daraus CO₂-Zertifikate entstehen.

Häufige Fragen

Was bewirkt Pflanzenkohle im Boden?

Sie kann Wasser und Nährstoffe speichern, Bodenlebewesen Lebensraum bieten und die Bodenstruktur verbessern. Der Kohlenstoff darin bleibt über lange Zeit gebunden.

Kann man Pflanzenkohle pur in den Boden geben?

Besser nicht. Unbeladene Pflanzenkohle kann zunächst Nährstoffe binden. Mischen Sie sie vorher in Kompost oder andere organische Dünger.

Woran erkenne ich gute Pflanzenkohle?

Achten Sie auf Herstellung nach den Anforderungen des European Biochar Certificate (EBC). Es legt unter anderem Grenzwerte für PAK und Schwermetalle fest und verlangt naturbelassene pflanzliche Ausgangsstoffe.

Ist Pflanzenkohle in der EU als Bodenhilfsstoff zugelassen?

Ja, Pflanzenkohle ist in der EU über die Düngeprodukteverordnung (EU) 2019/1009 als Bestandteil von Düngeprodukten zugelassen. Für die Anwendung in Deutschland gelten zusätzlich nationale Vorgaben.

Wie lange wirkt Pflanzenkohle im Boden?

Die Pflanzenkohle selbst bleibt über Jahrhunderte im Boden. Ihre Wirkung auf Wasser und Nährstoffe hält deshalb lange an und nimmt mit der Zeit eher zu, weil sich die Oberfläche mit organischer Substanz belädt.

Ist Pflanzenkohle das Gleiche wie Grillkohle?

Nein. Grillkohle ist für die Verbrennung gemacht und wird ohne Kontrolle von Schadstoffen und Temperatur hergestellt. Pflanzenkohle für Böden wird gezielt hergestellt, analysiert und nach Qualitätsstandards wie dem EBC bewertet.

Kann man zu viel Pflanzenkohle einsetzen?

Ja. Große Mengen unbehandelter Pflanzenkohle können den pH-Wert stark anheben und anfangs Nährstoffe binden. Deshalb wird Pflanzenkohle in moderaten Mengen und aufgeladen eingesetzt.

Quellen

• Borchard, N. et al. (2019): Biochar, soil and land-use interactions that reduce nitrate leaching and N₂O emissions: A meta-analysis. Science of the Total Environment.
• Glaser, B. et al. (2001): The Terra Preta phenomenon: a model for sustainable agriculture in the humid tropics. Naturwissenschaften 88.
• Jeffery, S. et al. (2017): Biochar boosts tropical but not temperate crop yields. Environmental Research Letters 12.
• Kammann, C. et al. (2015): Plant growth improvement mediated by nitrate capture in co-composted biochar. Scientific Reports 5.
• Lehmann, J. et al. (2021): Biochar in climate change mitigation. Nature Geoscience 14, 883 bis 892.
• Razzaghi, F., Obour, P. B., Arthur, E. (2020): Does biochar improve soil water retention? A systematic review and meta-analysis. Geoderma 361.
• Schmidt, H.-P. et al. (2021): Biochar in agriculture: A systematic review of 26 global meta-analyses. GCB Bioenergy 13.
• Wang, J., Xiong, Z., Kuzyakov, Y. (2016): Biochar stability in soil: meta-analysis of decomposition and priming effects. GCB Bioenergy 8, 512 bis 523.
• European Biochar Certificate (EBC): Richtlinien für die Zertifizierung von Pflanzenkohle.