Samstag, 28. Januar 2012

10 Terra Preta Antworten von Prof. Dr. Bruno Glaser

Ich hatte neulich auf einen Freilandversuch mit Terra Preta in Brandenburg hingewiesen, über den im Deutschlandradio berichtet wurde. Da der Bericht inhaltlich nicht sonderlich ausführlich war und ich noch etliche ungeklärte Fragen zum Thema Terra Preta im Kopf hatte, habe ich den Leiter des Versuchs, Prof. Dr. Bruno Glaser von der Universität Halle, der zu dem Thema forscht meine Fragen geschickt und auch Anwort bekommen. Da die Diskussion im Internet meist von Laien und Vermarktern von Terra Preta Produkten beherrscht wird, möchte ich euch die Fragen und Antworten nicht vorenthalten.

1. Existiert eine Publikation zu dem Projekt bzw. für wann ist eine Solche geplant? (bezieht sich auf den Versuch in Brandenburg)
Ist fast publiziert bei Journal of Plant Nutrition and Soil Science.

2. Welchem ihrer Projekte auf ihrer Webseite ist der beschriebene Versuch zuzuordnen? (damit findet man ein paar weitere Informationen auf der Uni-Seite)
BMBF-Projekt PYREG

3. Die kommerziellen Anbieter im Bereich Terra Preta propagieren "effektive Mikroorganismen" als Bestandteil des Herstellungsprozesses. Sie verwenden Kompost, was mir bisher wegen der Nähe der "Kompostbewohner" zum normalen Bodenleben auch logischer vorkommt. Gibt es Vergleichsversuche und Ergebnisse zwischen den "Aufladeverfahren" und wurde schon einmal ein Vergleich mit sterilisiertem Kompost/Mineraldünger + Boden angestellt?
Ja, wir machen diese Vergleiche und wie zu erwarten haben Ems keine positive Wirkung, sprich eine normale und gute Kompostierung ist auf jeden Fall der Vorzug zu geben (im Boden passiert ja auch nix anderes).

4. Daraus folgend, spielt die vorherige Besiedelung der Holzkohle mit Mikroorganismen eine Rolle, oder genügen Nährstoffe plus Bodenleben im behandelten Boden?
Ja, Mos sind schon wichtig, am besten die Kohle mit kompostieren.

5. Haben Sie für ihren Versuch Kompost und Holzkohle vermischt gelagert, oder erst zum Ausbringen vermengt?
In Brandenburg haben wir vor Ort gemischt, da es 2009 beim Start des Versuches noch keine Biokohle-Kompost-Substrate gab. Inzwischen arbeiten wir ausschließlich mit kompostierter Kohle (z.B. Feldversuch in Eckersdorf bei Bayreuth) und demnächst auch im Wendland.

6. Wurde in Ihrem Versuch im gleichen Maße wie auf der Vergleichsfläche gedüngt und gespritzt und falls ja, haben Sie auch eine Vergleichsfläche mit vergleichbarer Kompostdüngung, aber ohne Kohle? Kompost hat für sich schließlich schon einen positiven Effekt auf Bodenerwärmung, Wasserspeicherfähigkeit, Humusgehalt des Bodens und damit letztlich auf den Ertrag.
Ja, Vergleichsfläche wurde wie die anderen behandelt, aber ohne Biokohle und Kompost.

7. Wurde HTC-Kohle oder traditionell hergestellte Holzkohle verwendet und welche Korngröße benutzen Sie, bzw. halten Sie für zweckmäßig?
Holzkohle-Reste

8. Welche Mengen Holzkohle haben Sie pro Hektar ausgebracht.
5 bis 20 Tonnen.

9. Gibt es auch Versuche zu Holzkohleeintrag auf schweren Böden?
So weit ich weiß nicht.

10. Sehen sie mögliche Gefahren bezüglich möglicher Langzeitfolgen von Holzkohle im Boden, z.B. Schwermetallanreicherung im Oberboden, bessere Überlebensmöglichkeiten für Bodenschädlinge, die sich in der Kohle langfristiger ansiedeln könnten, Probleme bei oder durch Überdüngung, weil möglicherweise weniger Nährstoffe ausgewaschen werden...?
Die größte Gefahr ich evtl. die Winderosion und die Verwendung von Nicht-Biokohle-Materialien (z.B. HTC).


Ich habe mich sehr gefreut, dass ich tatsächlich eine Antwort bekommen habe. Natürlich sind die Antworten recht kurz, aber man kann schon etwas damit anfangen. Aus der Antwort zu Frage sechs ergibt sich nach meinem Verständnis, dass es keine Vergleichsfläche mit Kompost gab, so dass die darin enthaltenen Nährstoffe auch den Haupteeffekt haben könnten, bzw. es schwieriger sein dürfte, den Einfluss der Kohle zu identifizieren. Bestätigt fühle ich mich auch insofern, als meine Meinung, dass Effektive Mikroorganismen in diesem Zusammenhang nicht sinnvoll sind und dass Fermentierung das Verfahren unnötig verkompliziert bestätigt werden.

Kommentare:

  1. Hallo,

    obwohl ich mich momentan mit der Terra Preta Herstellung nicht mehr beschäftige, sehe ich dein Fazit mittlerweile ähnlich. EM (hier ist das verkaufte gemeint) ist unnötig. Natürlich sind Mikroorganismen unbedingt notwendig sonst geht überhaupt nichts, aber es sollten, wie im "Natuaral Farming" propagiert IMO´s (indigene Mikroorganismen!) sein - die kosten aber nix!. Auch beim fermentieren kann man sich die Frage stellen ob das in der Natur so vorkommt - Antwort: mir fällt dazu nichts ein!

    Durch das wegfallen beider Faktoren wird die Herstellung der Schwarzerde in der Praxis meines Erachtens erheblich erleichtert, da man zum Kompost eigentlich immer nur noch etwas Holzkohle dazugeben muss.

    Zwei Fragen aber bleiben mir noch: braucht´s den ganzen Aufwand in unseren Breiten überhaupt und wie wirkt sich die Kohle in schweren Böden aus?

    Gruß
    Rob

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  2. Also auf etwas schwererem Boden werde ich das bei uns mal ausprobieren. Ich könnte mir Vorstellen, dass sich der Boden besser und früher erwärmt und dass er etwas aufgelockert wird. Da schwere Böden in der Regel eine hohe Wasserspeicherkapazität haben, wird sich das wohl nicht wesentlich verbessern. Bei Sandböden könnte das aber der entscheidende Faktor sein.

    Sobald ich neue Erkenntnisse gewonnen habe, werde ich einen Artikel darüber schreiben.

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    1. Das wäre eine feine Sache wenn du daran weiterforschen würdest. Die Theorie zur Auflockerung des Bodens kann ich mir auch ganz gut vorstellen. Aber wo bekommt man die ganze Kohle her?! Mein Holzvergaserwerk als Lieferant ist leider ausgefallen! :-(

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    2. Karl 25.09.2012
      stelle seit 4 Jahren Terra Preta her. die ersten 3 Jahre unter Einsatz von EM. Da mir dieses aber zu aufwendig war und ich gleichzeitig einen Bericht von Dr. Piplow gelesen habe, dass es auch ohne EM super funktioniert, stelle ich seit diesem Jahr meine TP aus frischem Pferdemist ca. 70%, 20% Biokohle (es ist darauf zu achten, dass die Biokohle nicht von Holzvergaseranlagen stammt, da dort die Temperaturen zu hoch sind ca.1200 Grad. Dadurch zerfällt die Struktur der Kohle zu stark und die hohe innere Oberfläche ist nicht vorhanden.) und 10% Zeolith. Den Mist habe ich bereits beim Aufladen auf den Anhänger mit einem Rottemittel eingesprüht. Die ganze Miete ist ca. 30 Meter lang und wird mit einer Spezialfräse alle 14 Tage durchgearbeitet. Bei jedem Vorgang wird nochmals das Rottemittel eingesprüht. Nach 5 Monaten war das ganze sehr gut verrottet und hat den Kressetest bestanden. Eine Untersuchung durch ein Labor wurde ebenfalls durchgeführt, über 17% Humus, alle anderen Werte sind sehr gut.
      Das Wachstum in meinem Garten hat rasant an Fahrt zugelegt. Ich bin selbst total Begeistert. Ein Unterschied im Wachstum zwischen EM Terra Preta und meiner jetzigen kann ich nicht feststellen, außer dass es wesentlich einfacher ist in der Herstellung.

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  3. danke für die antworten,war sehr hilfreich, nun mss ich mich noch um gute Holzkohle kümmern...Komposterde und Mulchschichten, die ich zu Flächenkompost nutze habe ich schon reichlich. danke wiebke

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  4. Geht das nicht auch mit normaler Kohle - Kohlestaub zum Kompost bzw. vor der Kompostierung zum Biomaterial - wahrscheinlich weniger Oberfläche, dafür wesentlich billiger?

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    1. Was verstehst Du unter normaler Kohle? Holzkohlestaub geht, ob Braun- oder Steinkohle geeignet ist, kann ich nicht aus eigener Erfahrung sagen. Auch den preisvergleich habe ich nicht, würde mich aber interessieren. Vielleicht kannst Du es ja ausprobieren und mir von Deinen Erfahrungen berichten.

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  5. ich hatte vor einiger Zeit die mal überlegt wie man möglichst Naturgetreu nährstoffarme Böden,
    erodierte Böden, und Steppen renaturieren kann um dort Wälder zu Pflanzen. Wenn man bei der Kompostkultur spezifische je nach geplanter bepflanzung ausgewählte Mykorrhizapilze zufügen würde könnte das ein geschlossenes Kreislaufsystem zwischen Pflanzen und den Bodenkulturen ergeben und somit die Lebenskraft der Pflanzen und des Bodens erhöhen und gleichzeitig Erosion verhindern.
    Ich fand dazu folgendes auf Wikipedia.
    Was haltet ihr davon ?

    Die Mykorrhizapilze liefern der Pflanze Nährsalze und Wasser und erhalten ihrerseits einen Teil der durch die Photosynthese der (grünen) Pflanzen erzeugten Assimilate. In einem Buchenwald wird etwa ein Drittel der Photosynthese-Produkte durch die Mykorrhizapilze verbraucht.[2] Im Gegensatz zu anderen Bodenpilzen fehlen vielen Mykorrhizapilzen Enzyme, welche nötig wären, um komplexe Kohlenhydrate abzubauen. Darum sind diese auf die Versorgung durch die Pflanze angewiesen. Die Mykorrhizapilze verfügen über ein im Vergleich zur Pflanze erheblich größeres Vermögen, Mineralstoffe und Wasser aus dem Boden zu lösen. Häufig wird die Wasser-, Stickstoff-[3] und Phosphat-Versorgung der „infizierten“ Pflanzen verbessert. Weiterhin bietet die Mykorrhizierung einen gewissen Schutz vor Wurzelpathogenen und oberirdischen Schädlingen, wie beispielsweise Blattläusen oder schädlichen Pilzinfektionen. Zudem erhöht sie auch die Trockenresistenz der Pflanzen, was vor allem an extremen Standorten von Vorteil sein kann.

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  6. Wegen ihrer Fähigkeit, Nährstoffe direkt an die Wurzeln von Nutzpflanzen zu liefern, wird derzeit untersucht, ob sich die Pilze als Ersatz für Mineraldünger einsetzen lassen. Die statische Reichweite für die anorganischen Düngervorräte, v. a. des Phosphors liegt bei nur 50 bis 100 Jahren (Peak Phosphor).[4] Mykorrhiza bilden möglicherweise eine Alternative dazu.[5]

    Zum optimalen Wachstum sind viele Pflanzenarten auf spezifische Mykorrhizapilze angewiesen. Aus evolutionsbiologischer Sicht ist jedoch weitgehend unklar, warum der Mykorrhizapartner immer als Mutualist auftreten sollte. Symbiosen sind generell anfällig für Ausbeuter und Täuscher, denn es ist immer kostengünstiger für den täuschenden Partner, die Vorteile der Partnerschaft zu nutzen (z. B. leicht verdauliche Nährstoffe von der Pflanze), ohne eine Gegenleistung (z. B. Mineralstoffe) zu liefern. Neuere Konzepte in der Mykorrhiza-Pflanzen-Symbiose gehen daher von einem Gradienten der Beziehungen aus, der von Mutualismus bis zu striktem Parasitismus reicht. Auch Pflanzen versuchen, von Mykorrhizapilzen zu profitieren, ohne Gegenleistungen zu erbringen. Mykorrhiza-Parasiten unter Pflanzen findet man unter Orchideen (z. B. Korallenwurz und Vogel-Nestwurz) und chlorophyllfreien Schmarotzerpflanzen (z. B. Corsia, Monotropa hypopytis). Die Erforschung der Mechanismen der gegenseitigen Manipulation und Täuschung zwischen Symbiosepartnern ist ein Forschungsgebiet der modernen Ökologie.

    Die Symbiose von Landpflanzen mit Pilzen trat schon im Devon, also vor 400 Millionen Jahren auf. Von den Landpflanzen sind etwa 90 % zur Mykorrhizabildung befähigt, wobei sich etwa 6000 Pilzarten mit Pflanzen vergesellschaften können. Es wird vermutet, dass die arbuskuläre Mykorrhiza (AM) überhaupt erst die Landbesiedelung durch die ersten terrestrischen Pflanzen ermöglichte. Weltweit sind ca. 200 Arten von Arbuskulären Mykorrhizapilzen (siehe unten) beschrieben, die mit ca. 80 % aller Landpflanzenarten in Symbiose stehen. Eine solche unspezifische Symbiose kann sich nur schwer nachträglich entwickelt haben. Begon, Harper und Townsend schreiben in ihrem Lehrbuch der Ökologie (1986) sogar: „Die meisten höheren Pflanzen haben keine Wurzeln, sie haben Mykorrhizen.“ (im engl. Original: „Most higher plants do not have roots, they have mycorrhizae.“)[6] Das Zitat stammt von dem amerikanischen Pflanzenpathologen Stephen Wilhelm und lautet im Original: „…in agricultural field conditions, plants do not, strictly speaking, have roots, they have mycorrhizas.“
    Einteilung

    Aufgrund spezifischer Eigenschaften werden die Mykorrhizen traditionell in drei verschiedene Gruppen eingeteilt. Eine andere Einteilung unterscheidet zwischen fünf mutualistischen (Ekto-, Ekt-Endo-, arbutoider, ericoider und arbuskulärer) und zwei antagonistischen (Orchideen- und monotropoider) Mykorrhizen (nach Smith & Read 1997,[7] verändert).


    Gemeinsam ist allen Formen, dass pilzliche Hyphen den Boden durchziehen und Nährstoffe zu den Pflanzen transportieren.
    Ektomykorrhiza
    Zweifarbiger Lacktrichterling, ein Ektomykorrhiza-Pilz mit vollständig sequenziertem Genom

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  7. Diese Verbindung stellt die in mitteleuropäischen Wäldern am häufigsten vorkommende Wurzelsymbiose dar. Das Mycel (Gesamtheit der sich verzweigenden Hyphen) bildet einen dichten Mantel (Scheide) um die jungen, unverkorkten Wurzelenden. Als Reaktion schwellen die Wurzelenden keulig an und entwickeln keine Wurzelhaare mehr. Die Pilzhyphen wachsen auch in die Wurzelrinde hinein, dringen aber nicht in die Wurzelzellen ein, sondern bilden in den Extrazellularräumen ein Netzwerk, das den Nährstoffaustausch zwischen Pilz und Pflanze erleichtert (Hartigsches Netz). Die Hyphen des Pilzes übernehmen die Aufgabe der fehlenden Wurzelhaare. Sie reichen bis weit in die Bodenmatrix hinein, sodass eine gute und umfangreiche Nährstoff- und Wasseraufnahme sichergestellt ist.[8] Zudem schützen die Mykorrhizen die Baumwurzel vor Infektionen durch das Eindringen anderer Bakterien oder Pilze. Diese Form der Mykorrhiza ist typisch für Bäume aus den Familien der Birken-, Buchen-, Kiefern-, Weiden- und Rosengewächse. Pilzpartner sind meist Ständerpilze aus den Ordnungen Boletales und Agaricales, in seltenen Fällen Schlauchpilze wie die Trüffel und spezielle Becherlinge wie der Zedern-Sandborstling. Während die meisten Pflanzenpartner an geeigneten Standorten auch ohne Pilze gedeihen können, gibt es unter diesen einige, die obligat auf Pilze als Partner angewiesen sind. Es wird angenommen, dass sehr viele Großpilze zur Ektomykorrhiza fähig sind – in Mitteleuropa über 1.000 Arten aus den Gattungen Schleierlinge, Täublinge und Milchlinge, Ritterlinge, Schnecklinge, Wulstlinge und Knollenblätterpilze, Pfifferlinge.

    Endomykorrhiza

    Hier dringt ein Teil der Hyphen des Pilzes in die Zellen der Wurzelrinde des Pflanzenpartners ein. Letztere sind überwiegend krautige Pflanzen, nur in seltenen Fällen Bäume. Das Hyphennetz, das bei der Ektomykorrhiza die Wurzel umgibt, fehlt hier. Innerhalb der Zelle bilden die Pilze eine Art Haustorium aus. Dadurch können Nährstoffe und Wasser abgegeben und Kohlenhydrate aufgenommen werden. Pflanzenarten folgender Familien stehen fast immer mit einem Pilzpartner in Symbiose: Heidekraut-, Wintergrüngewächse und Orchideen. Die symbiotischen Pilze sind zumeist Ständerpilze aus der Ordnung Tulasnellales, sowie deren anamorphe Formen Rhizoctonia und Orcheomyces. Zumindest bei Orchideen ist diese Form der Endomykorrhiza obligatorisch für ihre Entwicklung.
    Arbuskuläre Mykorrhiza

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  8. Arbuskuläre oder veraltet auch vesikulär-arbusculäre Mykorrhiza (kurz: VA-Mykorrhiza) ist eine besondere Form der Endomykorrhiza: typisch für diese häufigste Art von Mykorrhiza sind die Bildung von Arbuskeln – das sind verzweigte, zarte Hyphen in Bäumchenform innerhalb der Wurzelzellen. Manche Taxa bilden auch Vesikel – im Wurzelgewebe der Pflanze bilden sich dickwandige Pilzzellen. Die Zahl der Pflanzen, die von der AM profitieren können, ist sehr groß. Darunter sind viele Nutzpflanzen, deren durch die Symbiose gesteigerte Phosphat-Versorgung sich positiv auf den Ertrag auswirken kann. Die beteiligten Pilze ordnet man den Arbuskulären Mykorrhizapilzen in der neu geschaffenen Abteilung (Phylum) Glomeromycota zu.[9]
    Bedeutung für die Phosphat-Versorgung der Pflanzen

    Von den drei anorganischen Haupt-Nährstoffen (NPK) der Pflanzen ist besonders das Phosphat häufig der limitierende Faktor, weil es nicht wie das Kalium durchweg frei gelöst verfügbar ist und auch nicht wie das Nitrat aktiv aufgenommen werden kann, sondern nur passiv durch Diffusion. Um sich effektiv mit Phosphat versorgen zu können, müsste die Pflanzenwurzel daher immer weiter in noch nicht erschlossene Bereiche der Erdbodens vordringen, wenn ihr das nicht in den allermeisten Fällen die dafür viel besser geeigneten VA-Mykorrhizapilze abnehmen würden. In humosen Böden wie den Waldböden ist das Phosphat allerdings größtenteils in Form von Phytaten (Inosit-Phosphaten) organisch gebunden. Hier kommt die besondere Fähigkeit der Ektomykorrhiza-Pilze ins Spiel, Phosphat aus solchen organischen Verbindungen freizusetzen: Waldbäume bilden mykorrhizierte Wurzelgeflechte direkt unter der Laubschicht am Erdboden und decken auf diese Weise den Großteil ihres Phosphat-Bedarfs.[10]
    Geschichte

    Die Entdeckung der Mykorrhiza war ein mehrstufiger Prozess. In den Jahren 1840–1880 erschienen verschiedene Einzelbeobachtungen, die mit dem Phänomen zu tun hatten. Erst Franz Kamieński (1881) und Albert Bernhard Frank (1885) erkannten das Gesamtbild korrekt und veröffentlichten Arbeiten mit eindeutig verlaufenden Experimenten. Das Wort Mykorrhiza wurde erstmals von Frank verwendet.[11][12]

    Heute gibt es in mehreren europäischen Ländern systematische Sammlungen von Mykorrhiza. Eine davon betreibt die landwirtschaftliche Forschungsanstalt Agroscope in Zürich, wo bereits die Hälfte der 100 in der Schweiz bekannten mykorrhizierenden Knäuelpilzarten vertreten sind. Sie wachsen in Töpfen, die mit Ölbindemittel gefüllt sind. Das poröse Granulat ist in feuchtem Zustand ein ideales Substrat, um die Pilze am Leben zu erhalten. Anhand solcher Sammlungen können die Forschenden jede einzelne Art auf ihre Eigenschaften untersuchen. Ziel ist es unter anderem herauszufinden, welche Pilzarten mit welchen Pflanzen ein Nährstoffnetzwerk bilden. Dieses Wissen könnte der biologischen Landwirtschaft, der Unkrautbekämpfung oder der Begrünung von Flachdächern von Nutzen sein.[13]

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