Unsichtbar, Unhörbar, Unverstanden - Leben im Boden

Ken Payton: Hans-Peter Schmidt, Sie arbeiten auf dem Versuchsgut Mythopia schon seit längerem mit Biokohle an der Bodenverbesserung im Weinberg. Zudem führen Sie Vergleichsversuche mit verschiedenen Komposten, Gründungen und einer Reihe weiterer interessanter Verfahren durch. Meine erste Frage zielt jedoch zunächst auf den Gegensatz zwischen Biokohle und Kompost hinsichtlich ihrer Eignung, CO₂ zu speichern. Stimmt es, dass Kompostierung zur Bildung von Treibhausgasen beiträgt?

Hans-Peter Schmidt: Ja, durch den Sauerstoffmangel innerhalb des Komposthaufens kommt es zur Entstehung relativ großer Mengen an Methan und auch Lachgas. Sicher ist der Einsatz von Kompost, auch wenn die Humusgehalte der Böden dadurch wachsen, kein Weg im Kampf gegen die Klimaerwärmung. Einen Gegensatz oder gar eine Feindschaft zwischen Kompost und Biokohle würde ich aber deshalb trotzdem nicht aufziehen. Aus landwirtschaftlicher Sicht ergänzen sich Kompost und Biokohle ganz hervorragend. Durch den Zusatz von Biokohle lassen sich die Qualität des Komposts wesentlich verbessern und übrigens auch die entstehenden Klimagase reduzieren. Wenn wir Biokohle in den Boden eintragen, tun wir das normalerweise in Mischung mit Kompost.

Kompost reichert den Boden mit Nährstoffen an und aktiviert ihn durch Bakterien, Pilze, Nematoden. Kompost sorgt für neues Leben im Boden. Biokohle hingegen gibt dem Boden eine neue, vielfältigere Struktur und erhöht den Lebensraum für Mikroben.

KP: In der Natur gibt es keine Komposthaufen, sondern nur die natürliche Zersetzung organischer Rückstände, die während der Jahreszeiten auf den Boden fallen. Könnte man nicht auf Kompost verzichten und stattdessen durch Gründüngung für genügend Nachschub an Nährstoffen sorgen, ohne die Methanemissionen bei der Kompostierung in Kauf nehmen zu müssen?

HPS: Idealerweise schon. Und im Weinberg, wo zwischen den Reben genug Platz für andere nährstoffreiche Pflanzen besteht, lässt sich dadurch nicht nur die Bodenversorgung mit Nährstoffen regulieren, sondern zugleich auch die Biodiversität fördern. Damit sich zwischen der Rebe, den Begrünungspflanzen und dem Boden ein stabiles Gleichgewicht einstellt, braucht es allerdings einige Jahre. Und um diesen Prozess in Gang zu bringen, muss nach Jahren der Monokultur der Boden zunächst belebt werden und dafür  gibt es nichts Besseres als eine Mischung von Biokohle und Kompost.

KP: Wenn ich es richtig verstehe, unterscheidet sich Biokohle und Kompost auch insofern von traditionellem Dünger, als er nicht jedes Jahr neu in den Boden eingebracht werden muss.

HPS: Exakt. Die Zugabe von Biokohle-Kompost funktioniert als eine dauerhafte Bodenaktivierung, sofern sie mit geeigneten Begrünungsstrategien kombiniert wird. Je nach Bodenkultur und Intensität der Landwirtschaft kann die Zugabe nach fünf Jahren mit geringeren Mengen wiederholt werden, aber das eigentliche Ziel besteht in einem selbst regulierenden Nährstoffkreislauf, der durch geeignete agronomische Maßnahmen gelenkt wird. Da die Biokohle weder abgebaut noch ausgespült wird, sind die Mengen, die pro Hektar in den Boden eingearbeitet werden können, ohnehin begrenzt. Im Weinbau gehen wir von 10 bis 20 Tonnen pro Hektar aus, im Getreideanbau kann dies bis zu 100 Tonnen pro Hektar betragen.

KP: Das Ausgangsmaterial für Kompost und Biokohle ist aber das gleiche?

HPS: Alles, was sich kompostieren lässt, das heißt, alles, was biologisch abbaubar ist, lässt sich auch zu Biokohle pyrolysieren. Unsere Anlage zur Herstellung der Biokohle wird übrigens auf dem Hof eines größeren Kompostierunternehmens errichtet.

KP: In welchem Verhältnis mischen Sie Biokohle und Kompost?

HPS: Wir führen derzeit Versuche in einem sehr breiten Spektrum von 0,1% bis 50 % Biokohle zu Kompost durch. Wir wissen bisher noch relativ wenig, was tatsächlich bei diesen Vorgängen stattfindet. Sicher aber ist, dass der Kompost durch die Biokohle wesentlich wirksamer wird als reiner Kompost. Was wir erzeugen, ist im Grunde so etwas wie Terra Preta. Wenn man nur reine Biokohle in den Boden einträgt, bekommt man zwar eine Kohlenstoffsenke, nicht jedoch die sagenhafte Bioaktivität, wie sie beim Zusatz von Kompost entsteht.

Biokohle hat aufgrund ihrer Struktur eine Oberfläche von etwa 300 m2 pro Gramm. Kompost besitzt normalerweise eine Oberfläche von lediglich 1 m2 pro Gramm. Fügt man dem Kompost jedoch während der Kompostierung 0,1 Prozent Biokohle hinzu, verändert sich die gesamte Struktur des Komposts, so dass sich seine spezifische Oberfläche verzehnfacht. Dieser Oberflächengewinn bedeutet einen enormen Zuwachs an Lebensräumen für die Mikroorganismen, die während der Kompostierung entstehen.

KP: Das ist ja unglaublich! Könnten Sie mir ein anschauliches Beispiel geben, damit ich mir diese riesigen Oberflächen auf kleinstem Raum vorstellen kann?

HPS: Falten Sie ein 300 m2 großes Blatt aus äußerst dünnem Papier ungefähr tausend- oder zehntausendmal, dann haben Sie es. 300 Quadratmeter, es ist einfach unglaublich!

KP: Und der gesamte zusätzliche Raum kann für mikrobielle und chemische Aktivität genutzt werden.

HPS: Genau. Das ist der Sinn der Sache.

KP: Und für die Wasserspeicherung.

HPS: Die grösseren Oberflächen speichern Wasser und binden Mineralien und sogar Schadstoffrückstände. Durch die Zunahme des Lebensraums für Bakterien entstehen so genannte Hotspots. Und da die Bakterien und Pilze wiederum Nahrung für Nematoden und Protozoen sind, wird die gesamte Nahrungskette der Bodenorganismen vom niedersten bis zum höchsten Niveau regelrecht befeuert.

Bakterien speichern in ihren Zellen Kohlenhydrate und sehr viel Stickstoff. Nematoden, die sich von Bakterien ernähren, sind aber vor allem an Kohlenhydraten interessiert und scheiden einen Großteil des Stickstoffs wieder aus, und zwar genau in der chemischen Form, die die Pflanzenwurzeln aufnehmen können. Mehr Bodenbakterien bedeuten also mehr Stickstoffspeicher, und mehr Nematoden bedeuten mehr verfügbaren Pflanzendünger. Die Natur hat hier ein unglaublich komplexes, perfekt funktionierendes System zur Erhaltung der ökologischen Stabilität zwischen Boden und Pflanze eingerichtet. Umso gefährlicher ist es, mit bodenfremden chemischen Stoffen wie Kunstdünger in dieses System einzugreifen.

KP: Man liest viel über die Bedeutung eines gewissen Wasser- und Nährstoffstresses im Boden, damit die Reben zur Reifung von Spitzentrauben gezwungen werden. Kann man den Boden eines Weinbergs unter Umständen auch übermäßig gesund machen?

HPS: Ich würde es nicht „zu gesund" nennen. „Gesund" bedeutet für mich, dass der Boden im Gleichgewicht ist. Ein Boden kann sowohl bei starker als auch bei geringerer Bioaktivität im Gleichgewicht sein. Auch die mineralogische Struktur ist wichtig. Allerdings ist ziemlich klar, dass man mit einem Weinstock, dessen Wurzeln in reinem Kompost stecken, keine besonders guten Trauben hervorbringt. Wenn man Mais in denselben Komposthaufen pflanzt, erzielt man gute Erträge. Es ist also nötig, das jeweils richtige Gleichgewicht zu finden. Man kann einen Weinberg zum Beispiel dadurch regulieren, dass man andere Pflanzen, Kräuter, Blumen anbaut und so für Biodiversität zwischen den Weinstöcken sorgt. Es gibt eine ganze Reihe von Möglichkeiten, das erwünschte Gleichgewicht des Bodens zu steuern.

KP: Wenn die Weinberge als Monokultur angelegt sind, ist es schwieriger, den Boden im Gleichgewicht zu halten. Stimmt das?

HPS: Ja. Ich würde sogar so weit gehen und sagen, die Monokultur eines Weinbergs kann unmöglich gesunde Böden hervorbringen. Wenn man die Böden allerdings mit zu viel Kompost, Biokohle und Gründünger versorgt, kann dies ebenfalls das Gleichgewicht durcheinander bringen. Es ist wie bei einem Vegetarier, der zu viel isst: Auch wenn er stets die bestmögliche Nahrung zu sich nimmt, wird er so fett wie jemand, der nur bei McDonald's isst! (lacht) Dem Boden zu viel hinzuzufügen, ist nicht sehr ratsam, man verdirbt den Boden.

KP: Gibt es bestimmte Mikroben, die mit dem Wein in einer spezifischen Verbindung stehen?

HPS: Das kann ich nicht sagen. Es gibt Millionen und Abermillionen davon. Ich weiß nicht, ob bestimmte Spezies besser sind als andere. Fest steht, dass für die Wurzeln des Weinstocks eine Symbiose mit Mykorrhizen (Pilzen) nötig ist. Dies ist eine ganz grundlegende Beziehung. Sie tauschen Nährstoffe aus. Die Rebe produziert über ihre Blätter Zucker, den sie über die Kapillaren im Weinstock zu den Wurzeln transportiert und tief im Boden die Mykorrhizen ernährt. Die Mykorrhizen danken es ihr, indem sie feindliche Nematoden abwehren und Nährstoffe wie Phosphate, Mineralien und Spurenelement liefern, die die Wurzeln nicht von allein aufnehmen könnten.

Wenn man also einen durch das Terroir bestimmten Wein will, sprich Weinstöcke, die die Mineralien des Terroirs auch in ihren Trauben einlagern, dann braucht man diese fantastische Symbiose. Bemerkenswert in diesem Zusammenhang ist, dass Biokohle die chemischen Signale zwischen Wurzeln und Mykorrhizen zu verstärken scheint, so dass sie sich leichter finden. Es ist wie Radio. Biokohle spielt die Musik lauter! (lacht)

KP: Gibt es einen Zusammenhang zwischen der Tiefe des Wurzelsystems eines Weinstocks und der Verwendung von Kompost und Biokohle im Hinblick auf den Ausdruck des Terroirs?

HPS: In unserem Weinberg können die Wurzeln eine Tiefe von bis zu zehn, fünfzehn Metern erreichen. Es kommt auf den Boden und den Weinstock an, aber man kommt leicht in eine Tiefe von zehn Metern. Dort unten gibt es Wasser, selbst wenn es sehr trocken ist. Durch das Wasser erhält die Rebe Mineralien. Den Großteil der Nährstoffe wie Stickstoff, Phosphat, Kalium bekommt der Weinstock in der Regel aus der oberen Bodenschicht von etwa einem Meter. Dort findet sich auch der meiste Kohlenstoff. Um Blätter, Trauben und Holz, also die wesentlichen Bestandteile des Weinstocks, hervorzubringen, sind die ersten 50 Zentimeter am wichtigsten. Doch wenn die Wurzeln nicht tiefer reichen, sinkt die Aufnahme und Vielfalt anderer Mineralien. Zudem wäre der Wasserstress zu groß. Der Weinstock würde ohne Bewässerung eingehen.

KP: In Kalifornien ist die Tröpfchenbewässerung recht verbreitet. Die Schwierigkeit besteht darin, dass eine solche Technik eine flache Durchwurzelung befördert. Wie denken Sie darüber?

HPS: Wenn Sie hier wären, könnte ich Ihnen wie bei den Führungen durch unseren Weinberg zeigen, was passiert, wenn man chemische Mineraldünger im Weinberg einsetzt. Die Wurzeln des Weinstocks wachsen bis zu 30 Zentimetern in den Boden und setzen sich dann in horizontaler Richtung fort. Anschließend wachsen die Wurzeln wieder nach oben, denn sie erhalten mehr Nährstoffe nahe der Erdoberfläche als weiter unten im Boden. Dieses Phänomen findet sich nur bei dieser irrationalen Form der Landwirtschaft. Bei der Bewässerung ist es dasselbe. Die Wurzeln wachsen wieder nach oben zur Oberfläche statt nach unten.

Wenn man einen Terroirwein haben will, würde man das nie tun. Das Terroir liegt nicht in den ersten 30 Zentimetern, es steckt nicht im Dünger und auch nicht in der Tröpfchenbewässerung. Das Terroir erstreckt sich bis tief, tief unten im Boden, und die Mykorrhizen helfen bei der Assimilierung der Mineralien.

Und man braucht Regenwürmer. Der Regenwurm frisst sich durch den Boden, wobei er in seinem Magen Humus und Lehm zu festen Komplexen verbindet. So entsteht ein organisch-mineralisches Gemisch, das von enormer Bedeutung für die Nährstoffversorgung von Pflanzen ist. Regenwürmer graben unablässig den Boden um, wodurch sie ihn durchlüften und für gute Wasserverteilung sorgen. Beim „Umgraben" vermischen sie die Bodenelemente, die Kohle, den Ton und den Humus mit den Mineralien, womit der Boden gefestigt wird. Ohne Regenwürmer sind die Böden viel stärker der Erosion ausgesetzt.

Wenn im Boden zu viele Pestizide sind, stört dies die gesamte Nahrungskette von Bakterien und Pilzen über Nematoden bis zu Regenwürmern. In einem gesunden Boden findet man bis zu 1000 Regenwürmer pro Kubikmeter. Gehen Sie mal mit einem Spaten in einen normalen Weinberg und zählen Sie. Wenn Sie Glück haben, finden Sie vier oder fünf Regenwürmer.

KP: Was ist mit Traktoren, Pflug und Bodenverdichtung?

HPS: Eine Katastrophe. Sie müssen sich die Arbeit des Pfluges wie einen Analphabeten in der Bibliothek von Alexandria vorstellen, der alle Bücher aus den Regalen schleudert und die herausgerissenen Seiten gleichmäßig über den Boden verteilt. Der Lebensraum unzähliger Organismen wird zerstört und die Böden werden derart verdichtet, dass ab einer Tiefe von 50 bis 70 cm kaum noch Sauerstoff in den Boden gelangt. Ohne Sauerstoff kein Leben, bzw. fast kein Leben, denn es breiten sich anaerobe Bakterien aus, die Methan und andere toxische Gase produzieren. Das ganze komplexe bodenbiologische System geht kaputt. Aber ohne Traktoren gibt es heutzutage keine Landwirtschaft mehr. Aus diesem Grund bemühen wir uns, möglichst leichte Fahrzeuge mit großer Auflagefläche einzusetzen und durch Begrünung mit tiefwurzligen Pflanzen wie Luzerne und Rotklee die Bodenverdichtung zu minimieren.

Der ganze Prozess ist wirklich unglaublich kompliziert! Es ist eine unendliche Wissenschaft. Der Boden ist eine unendliche Wissenschaft. Und wir wissen insgesamt nicht viel darüber. Doch je mehr wir darüber lernen, desto besser wird unsere Landwirtschaft und desto mehr können wir mit natürlichen Verfahren arbeiten, um den Anbau von Pflanzen zu verbessern.

[Photos von Patrick Rey in Mythopia]