Terra Preta Nova

Terra preta (portugiesisch für "schwarze Erde") und deren neuzeitliche Nachbildung Terra Preta Nova wird ein zur Schwarzerde artverwandter Boden in Amazonien genannt, der aus einer Mischung von Holzkohle, Dung und Kompost, durchsetzt mit Tonscherben und gelegentlich auch Muschelschalen, schon vor Hunderten, vielleicht auch vor Tausenden von Jahren entstanden sein dürfte. Entsprechende inselhafte Ansammlungen wurden schon von den frühen Indianervölkern, vor allem den Tupi, wegen ihrer Fruchtbarkeit für den Ackerbau genutzt. Man findet diesen Boden in teils meterdicken Schichten an alten und prähistorischen Siedlungsgebieten; besonders entlang der Flussläufe. Es soll sich um einen wachsenden Boden, ähnlich dem mitteleuropäischen Torfmoor handeln. Die maßgebende Biologie wartet aber noch darauf erforscht zu werden.

Charakter

Die normale, weit verbreite Erde des Regenwalds ist in der Regel nicht besonders nährstoffreich. Der größte Teil der Nährstoffe ist in der Biomasse der Tiere und Pflanzen gebunden, denn die Nährstoffe in einer Humusschicht zu speichern ist im tropischen Regenwald offenbar nur ausnahmsweise möglich. Stirbt zum Beispiel ein Baum, werden dessen Nährstoffe kaum im Boden gespeichert, sondern von anderen Pflanzen sofort wieder aufgenommen.

Dem stehen die Eigenschaften von Terra Preta sehr markant entgegen. Dieser Boden ist sehr fruchtbar, nach manchen Angaben einem guten europäischen Ackerboden mindestens ebenbürtig. Die wissenschaftliche Untersuchung der Terra preta stellt deshalb eine interessante und möglicherweise sehr nutzbringende Forschungsaufgabe zur nachhaltigen Landwirtschaft in der Regenfeldbauzone und möglicherweise auch in anderen Klimazonen dar.

Durch die Speicherfähigkeit der darin enthaltenen Holzkohle in Form von pyrogenem Kohlenstoff verhindert die Terra preta teilweise oder fast vollständig das Auswaschen von Nährstoffen aus dem Boden. Sie verbessert somit den Anteil an pflanzenverfügbaren Stoffen.

Eine zweite, nach gesagte Eigenschaft von Terra preta ist, dass sie angeblich 'nachwächst'. Es gibt Bauern in Amazonien, die Terra preta verkaufen und beim ihrem Aushub eine Schicht von jeweils ca. 20 cm Stärke bestehen lassen. Danach fällt neues organisches Material auf den Boden und 'ernährt' die Terra preta, welche sich dadurch wieder regeneriert. Nach den Berichten dieser amazonischen Bauern soll der Hügel schon nach 20 Jahren wieder die gleiche Höhe wie vor dem Abbau aufweisen.

Zum Vergleich, die Charakteristik der traditionellen Schwarzerden, wie sie auf der Nordhalbkugel zu finden sind, ist folgende: Ihre schwarze Farbe beruht auf pyrogenem Kohlenstoff (black carbon), der darin als organische Substanz mit 10-40% enthalten ist. Mittels der Untersuchung von Seesedimenten und Mooren wurde für Mitteleuropa eine enge Beziehung zwischen dem Vorkommen von Schwarzerde und den neolithischen Siedlungsgebieten nachgewiesen; insbesondere für die mittlere und späte Jungsteinzeit wurde für die Schwarzerde ein großer Holzkohleeintrag nachgewiesen.

Historie

Bis zur Entdeckung durch die Europäer

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Francisco de Orellana, der erste spanische Konquistador, der den Amazonas im 16. Jahrhundert befuhr, berichtete von großen Städten. Insgesamt schätzte er die Zahl der Einwohner auf 100 Millionen. Seine Expedition war allerdings die einzige, die diese Kulturen entdeckt hat. Wissenschaftler haben zwei Theorien: 1. Er hat sich massiv verschätzt und übertrieben; oder 2. Diese Kulturen sind an den durch die Spanier eingeschleppten Krankheiten zugrunde gegangen.

Davon ausgehend stellt sich die Frage, wie man mit dem technischen Stand von vor 500 Jahren in einem Gebiet, das heute vielleicht eine Million Menschen dauerhaft ernährt, 100 Millionen Menschen ernähren konnte. Andere Schätzungen kommen auf lediglich 10 Millionen. Terra preta könnte eine Antwort liefern. Neueste Schätzungen gehen davon aus, dass zirka 20 Prozent (Alternative Quelle: 1%) des Amazonasgebietes einen von Menschen hergestellten Terra-preta-Boden besitzt. Diese große, von Menschenhand veränderte Fläche spricht dafür, dass Orellana sich mit der geschätzten Einwohnerzahl nicht so grob verschätzt hat, wie jahrhundertelang angenommen.

Das Wissen um die Herstellung durch Ureinwohner ist aber im Laufe der Conquista und der Kolonisierung verloren gegangen, ebenso die Rolle, die Tiere und Bodenlebewesen dabei gespielt haben.

Wieder-Erstehung in der Neuzeit

In jüngerer Zeit gibt es zahlreiche kleine und mittlere Initiativen, die sich zum Ziel gesetzt haben das angenommene, aber verloren gegangene Wissen um die Erzeugung, Nutzung und Erhaltung von Terra Preta Böden neu oder wieder zu gewinnen.

Motive hierzu sind zentral die Sicherung und der Ausbau der Lebensgrundlage der Menschen in den Regenwaldgebieten der Welt, etwa der Amazonas, die Philippinen oder auch tropische Vulkaninsel, sowie Regionen die sich durch starke wiederkehrende Schwankungen in der Qualität der landwirtschaftlichen Produktion auszeichnen. Aus dieser Grundkonstellation ergeben sich zahlreiche weitere Motive, etwa die Steigerung der Autarkie dieser Menschen durch Reduzierung der Abhängigkeit von großtechnisch hergestellten Produkten wie Stickstoffdünger (siehe Haber-Bosch-Verfahren), der Schonung von natürlichen Ressourcen (Stichwort Abholzung des Regenwalds) und die Förderung von nachhaltiger Landwirtschaft und Wirtschaft im Sinne von Umwelt-neutralen Kreislauf-Systemen.

Im Kern zahlreicher Bemühungen steht dabei immer wieder die Effizienzfrage, also wie ein gleiches oder gar besseres Verhältnis zwischen Aufwand und Ertrag der Landwirtschaft erreicht werden kann. Der absolute Ertrag sollte hierbei zumindest nicht unter den zuvor erzielbaren fallen. Auch die allgegenwärtige Gefahr, die durch die nur schwer kalkulierbaren und in den letzten Jahren bis 2008 fast stetig gestiegenen Preise für importierte Ressourcen wie Erdöl, Dünger und Pflanzenschutzmittel für eine umfänglich ausreichende Landwirtschaft zur lokalen Versorgung besteht, kann somit eingedämmt werden.

Formen der Umsetzung sind betreute landwirtschaftliche Versuchsanbauten, mit denen die möglichen regional-individuellen Steigerungspotentiale ausgelotet werden sowie neue Prozess-Techniken erprobt und zur Reife geführt werden. Damit wird weiterhin ein echter Berührungspunkt geschaffen mit dem weitere, benachbarte Landwirte die neuen Praktiken begutachten können und danach, entsprechend ihrem Erfolg, aus eigenem Antrieb heraus annehmen können.

Erkenntnisse und Theorien

Ein gutes Verständnis für Terra preta ist für alle diese Vorhaben durchaus wichtig, da diese Erde einen der großen Eckpfeiler einer solchen landwirtschaftlichen Umorganisation darstellt. Entsprechend entstehen neue und vor allem praktische Erkenntnisse über Terra preta vorrangig in solch einem Umfeld, während das Interesse in klimatisch einfacheren und mit ausreichend vielen und guten Böden (d.h. auch mit geringerem Steigerungspotential) versehenen Regionen, z.B. in Mitteleuropa, naturgemäß eher gering ist, noch dazu weil sich davon nach derzeitigem Wissen eher keine großtechnische Verwertung ab zu zeichnen scheint, obwohl der Einsatz entsprechender Techniken sowohl beim Allgäuer Kleinbauern bis hin zum norddeutschen Agrar-Großbetrieb in der Praxis durchaus möglich sein sollte.

Als Hauptbestandteil von Terra preta, der sie von anderen Böden unterscheidet, wurde pyrogener Kohlenstoff identifiziert, der in seiner Form sehr grob-porig, fast schwammartig ist. Dieser hat die folgenden, möglicherweise relevanten funktionalen Eigenschaften:

• Wasserspeicherung
• Nährstoffspeicherung
• Habitatsfunktion für Mikroorganismen

Während in einem typischen Boden des Regenwalds die durch Eintrag aus den freien Vegetationsbereichen die Nährstoffe zu einem gewissen Teil von anderen Organismen wieder aufgenommen werden, wird auch ein nicht unwesentlicher Teil von den zahlreichen, teils heftigen Regenfällen heraus gelöst und hinweg gespült. Eine These zu Terra preta besagt, dass dieser zweite Vorgang, die Ausspülung durch die Speicher-Funktion der Kohle für Wasser und zugleich für Nährstoffe stark abgedämpft und damit wesentlich entschärft wird. Wasser und Nährstoffe bleiben länger in der Nähe ihres Eintragsorts.

Eine darauf aufbauende These besagt, dass in bestimmten Regionen vor allem die für ein Pflanzenwachstum vorteilhaften Mikroorganismen gerne von klimatisch bedingter Austrocknung bedroht sind. Durch eine solche Austrocknung werden diese Absterben und danach für längere Zeit in den oberen Boden-Schichten nicht mehr vorhanden sein. Wird die Region durch natürliche Vorgänge nach längerem wieder befeuchtet, so dauert die Wieder-Besiedelung dieser vertrockneten Schichten mit entsprechenden Mikroorganismen eine merkliche Zeitspanne. Durch das Beimengen von Kohle, so die These, wird den Mikroorganismen ein feuchtes und nährstoffreiches Rückzugs-Habitat in viel größerer Nähe zur Oberfläche beschert, so das sie die Böden wesentlich schneller wieder in ausreichendem Maß durchsetzen können.

Eine Grund-These für die Erzeugung lautet: Zur Herstellung von Terra preta kann die wenig fruchtbare gelbe Erde des Regenwalds mit Holzkohle und Kompost vermengt werden.

Experimentelle Landwirtschaft

Erste Versuche von Geologen aus Bayreuth zusammen mit Kollegen aus Brasilien unter dem Projekt-Namen "Terra Preta Nova" zur neuzeitlichen Nachbildung dieses Bodens brachten bereits 2003 erfreulich gute Ergebnisse. So wachsen auf diesen Böden Bananenstauden bis zu fünf Meter im Jahr in die Höhe.^[1]

Weiter entwickelte Versuche mit Kombinationen aus Kohle, Bio-Abfällen (aus Vieh- und Landwirtschaft, Lebensmittelindustrie und Siedlungen) und einem speziellen Stickstoff produzierenden Bakterium, dem sogenannten Azospirillum, auf den Philippinen haben nach Angaben der Verantwortlichen auf den dortigen Böden sogar einen etwas besseren Ertrag erbracht als mit herkömmlichem Kunstdünger, bei gleichzeitiger Kosteneinsparung unter Einbindung von Zulieferungen von regionalen Ressourcen. ^[2] Die angewandte Methodik scheint also erfolgreich zu sein. Sie stützt somit die oben als Thesen beschriebenen Ansichten zur Natur der Terra preta. Speziell die Kombination einer Terra preta Basis mit einem solchen Bakterium dürfte nach allen Erfahrungen der Bodenkunde zu einem langfristig klar erkennbaren Volumenzuwachs des Bodens führen. Der Zuwachs erklärt sich aus der Fähigkeit des Bakteriums aus seiner Umgebung gasförmigen Stickstoff binden und dabei in symbiotischer Art Stoffe daraus ab zu leiten, die von den Wurzeln der dort wachsenden Pflanzen teilweise aufgenommen werden. In welchem Umfang ein solcher Zusammenhang bereits früher zur Bildung der alten, teils durchaus mächtigen Terra preta Böden beigetragen hat scheint derzeit noch nicht von der Wissenschaft geklärt worden zu sein; es bleibt derzeit ebenso unklar ob die Wissenschaft hierfür eine taugliche Methode kennt die einen solchen Nachweis möglich machen würde.

Perspektiven

Plantagen, in ihrer bisherigen Form, können in den Tropen nur etwa 15 Jahre lang bewirtschaftet werden. Danach ist der Boden durch die Ernteerträge und zu hohe Bodentemperaturen so ausgelaugt, dass ein sinnvoller Weiter-Betrieb nicht mehr möglich ist. Deshalb werden wiederum neue Regenwaldflächen gerodet, auf denen dann neue Plantagen für eine wiederum nur begrenzte Zeit angelegt werden. Mit einem derartig vom Menschen herstellbaren, speicherfähigen oder sich gar regenerierenden Erdboden wie eben Terra preta wäre eine sehr langfristige, d.h. bessere und umweltfreundlichere Nutzung von bestehenden oder einmalig neu an zu legenden Plantagenflächen möglich. In wie weit man dafür ähnliche Temperaturen, ähnliche Beleuchtung oder Beschattung und Feuchtigkeitsgehalte wie im tropischen Regenwald zu gewährleisten hat ist eine Frage, die man für Landflächen in aller Welt insbesondere durch Forschung und Erprobung beantworten könnte.

Siehe auch

• Humus, Regenwürmer
• Brandrodungswirtschaft, Etagenanbau (Regenwald)
• Hydrothermale Karbonisierung
• Klimafarming

Literatur

• Bruno Glaser, William I. Woods : Amazonian dark earths - explorations in space and time. Springer, Berlin 2004, ISBN 3-540-00754-7
• Johannes Lehmann: Amazonian dark earths - origin, properties, management. Kluwer Academic, Dordrecht 2003, ISBN 1-4020-1839-8

Referenzen

1. ↑ http://abenteuerwissen.zdf.de/ZDFde/inhalt/24/0,1872,2063896,00.html?dr=1
2. ↑ http://www.buddel.de/kft/duenger.htm

Weblinks

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• Topfversuch an der Uni Bayreuth
• Terra preta als mögliches Instrument für nachhaltigen Klimaschutz
• Ithaka - Journal für Terroirwein, Biodiversität und Klimafarming mit vielen Aufsätzten über Biokohle, On-Farm Versuche, Pyrolysetechnik
• Terra Preta Grossversuche in Weinbergen
• Cornell Universität: Terra Preta de Indio (englisch)
• Universität Bayreuth: Terra Preta Web Site (englisch)
• ZDF.de: Die schwarze Erde der Indios 3.9.2003
• ZDF.de: Fruchtbare Terra Preta 7.9.2003
• Arte-Dokumentation: El Dorado (Erstausstrahlung 2005 oder früher)
• EPRIDA Inc.: Diese Firma arbeitet an einem Verfahren zur Herstellung von Terra preta. (englisch)
• Informationen zur Verwendung von Holzkohle in der Landwirtschaft und Herstellung von Terra preta Nova. (englisch)
• Terra-Preta-'Homepage' mit Karten über TP-Vorkommen und Bericht über TP-Vorkommen in Belterra
• Terra-Preta-Experiment auf den Philippinen
• Pressemitteilung zur Terra Preta