Pflanzenkohle im regionalen Stoffstrom- Mangement des ländlichen Raumes

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1 Pflanzenkohle im regionalen Stoffstrom- Mangement des ländlichen Raumes Terra Preta Pflanzenkohle Technologie Pflanzenkohle-Feldversuche in Europa Pflanzenkohle-Mengeneffekt Praxisrezepte Take Home Prof. Dr. Bruno Glaser 1 Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und 1 Ernährungswissenschaften, Bodenbiogeochemie

2 Ferralsol Streu Biomasse- Abfälle Lebensmittelreste Terra Preta Knochen Kompost Faeces Pflanzenkohle Mikroorganismen Modell für nachhaltige Kreislaufwirtschaft 2 Glaser et al Naturwissenschaften 88: 37-41

3 Sandige Braunerde Biomasse- Abfälle Streu Lebensmittelreste Elbslawen- Schwarzerde Knochen Kompost Faeces Pflanzenkohle Mikroorganismen Alte Siedlungsflächen, gleiche Entstehung wie Terra Preta 3 Wiedner et al Catena,

4 Kreislaufwirtschaft Glaser and Birk (2012) Geochimica et Cosmochimica Acta 82: 39-51

5 Kreislaufwirtschaft Glaser and Birk (2012) Geochimica et Cosmochimica Acta 82: 39-51

6 z.b. PYREG Energie Nährstoffarm Pflanzenkohle Biomasse- Reste Klärschlamm Pflanzenkohle- Substrate Nährstoffreich Gärreste Biogas Energie Biomasse Boden 6 Kreislaufwirtschaft Biochar Europe (2010)

7 Pyrolyse (Hydrothermale Carbonisierung) Vergasung Vergasung Zertifizierung (Europäisches Pflanzenkohle-Zertifikat) 7

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9 Wenig BC Viel BC Kompostierung Fermentierung 0/0.5/1/2%BC 0/5/7.5/15/25/40%BC 0/7.5/15%BC, CO/EM Synergismen mit organischen Düngern Wechselwirkung mit organischer Bodensubstanz Biologische Aktivierung von Pflanzenkohle 9 Glaser et al. (2013) Eurosoil Bari

10 Praxis-Rezepte Pflanzenkohle- Menge 10 Cost.european-biochar.org

11 [Mg ha -1 dm -1 ] Biochar 4 Biochar 2 Biochar 1 Compost Control Compost Biochar Liu et al 2012 J Plant Nutr Soil Sci 175:

12 Relative plant growth 2,00 1,80 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 y = 0,041x + 0, R 2 = 0, y = 0,0083x + 0,9816 R 2 = 0, y = 0,0201x + 0,9459 Linear R 2 = 0, Biochar [Mg ha -1 ] Bis zu 80% höhere Erträge auf sandigen Böden Roggen (2010) Erbsen (2011) Mais (2009) 12 Liu et al 2012 J Plant Nutr Soil Sci 175:

13 13 Meist reine Pflanzenkohle in den Tropen Jeffrey et al Agriculture, Ecosystems & Environment 144:

14 Nachweisgrenze TOC: > 5 Mg ha -1 > 4 Jahre stabil Problem: Feld-Heterogenität 14 Liu et al 2012 J Plant Nutr Soil Sci 175: , Müller (2013) Bachelor-Arbeit MLU Halle

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16 Ernterückstände: Forstrückstände: Weinbau rückstände: Haushaltsabfälle: Gartenabfälle: Gesamt: Pflanzenkohle (80% C-Gehalt) 300 Mio Tonnen 100 Mio Tonnen 40 Mill. Tonnen 35 Mill. Tonnen 20 Mill. Tonnen 495 Mill. Tonnen 140 Mill. Tonnen 30% Ausbeute 10% EU Carbon Emissions = circa 1200 Mill. Tonnen 16 Glaser, B. (2011). Biochar use: a productive alternative to carbon storage. In "COP 17 United Nations Climate Change Conference", Vol. Produced for: COP 17, United Nations Climate Change Conference, Durban, pp Green Media in partnership with the United Nations Environment Programme (UNEP), Durban, South Africa.

17 17 Glaser et al. (2015) Agron Sust Dev 35:

18 18 Glaser et al. (2015) Agron Sust Dev 35:

19 19 Glaser et al. (2015) Agron Sust Dev 35:

20 Yield [Mg ha -1 ] 12 NPK Gärreste Fermentierte Gärreste bc Kompost 10 8 ab ab b ab 6 a a a a a Meist positiver Pflanzenkohle-Effekt Glaser et al. (2015) Agron Sust Dev 35:

21 NPK Gärreste Fermentierte Gärreste Kompost 21 Glaser et al. (2015) Agron Sust Dev 35:

22 N P Ca K Mg Na Mn Cu Ni Co Cr Pb Cd BC (1) + NPK s s BC (40) + NPK s s s s s s s s BC (1) + Dig. s s s s BC (40) + Dig. s s s s s s BC (40) + Dig. + ferm. s s s s s BC (10) + Compost s s s s s = significant (p < 0.05) increase decrease 24 Glaser et al. (2015) Agron Sust Dev 35:

23 NPK Gärreste Fermentierte Gärreste Kompost 26 Meist positiver Pflanzenkohle-Effekt Fuhrmann (2014) Bachelorarbeit Uni Halle

24 NPK Gärreste Fermentierte Gärreste Kompost 28 Meist positiver Pflanzenkohle-Effekt Fuhrmann (2014) Bachelorarbeit Uni Halle

25 NPK Gärreste Fermentierte Gärreste Kompost 29 Glaser, vorläufige Daten, unveröffentlicht

26 NPK Gärreste Fermentierte Gärreste Kompost 30 Glaser, vorläufige Daten, unveröffentlicht

27 31 Pflanzenkohle im regionalen Stoffstrom- Mangement des ländlichen Raumes Interessanter Stoffstrom für NÄHRSTOFF- ARME Biomasse Nur in Verbindung mit NÄHRSTOFF-REICHER Biomasse anwenden Vollständige Substitution von Mineraldüngern möglich Nicht mehr als 20 Tonnen pro Hektar einsetzen (Einmalgabe) Evtl. besser mit jährlich keineren Mengen arbeiten (1 Tonne pro Hektar)

28 32 Was wir nicht wissen, müssen wir glauben