Warum werden aus Böden hohe Mengen an klimarelevanten Spurengasen freigesetzt? Welche Maßnahmen gibt

Die Böden sind weltweit die mit Abstand größten Kohlenstoffspeicher. Sie speichern mehr als doppelt so viel Kohlenstoff wie Biomasse und Atmosphäre zusammen (Swift, 2001; Weber et al., 2018). Oertel et al. (2016) haben gezeigt, daß bei der Anreicherung der Atmosphäre mit Kohlendioxid mehr als 90 Prozent aus dem Boden kommen, nur rund 8 Prozent aus der Verbrennung fossiler Energien.

Der Kohlenstoff (C) im Boden ist fast ausschließlich organisch gebunden. Im Normalfall besteht ein Gleichgewicht zwischen dem Aufbau und dem Abbau organischer Substanz im Boden. Die Bewirtschaftung von Boden durch die Landwirtschaft und Forstwirtschaft kann das Gleichgewicht stören.

Dadurch kann es zu einer Nettoemission klimarelevanter Spurengase kommen.

1. Wenn Grünland umgebrochen und in Ackerland umgewandelt wird, so wird durch den fehlenden dauerhaften Bewuchs und die Bodenbearbeitung ein Teil der organischen Bodensubstanz durch die Bodenmikroorganismen abgebaut bzw. mineralisiert, letztlich zu Kohlendioxid, das dann in die Atmosphäre gelangt. Geht man davon aus, daß vor Grünlandumbruch der Boden 3 Prozent organisches C enthielt und danach der Wert auf 1,5 Prozent C absinkt, so sind 1,5 Prozent C mineralisiert und als Kohlendioxid freigesetzt worden. Bei einer Dichte von 1,5 [cm3/g] in der Krume sind dies 4.500 Tonnen Boden in der Krume, davon 1,5 Prozent abgebaut, bedeutet 67,5 Tonnen Kohlenstoff pro Hektar. Umgerechnet in CO2bedeutet dies, daß nach dem Grünlandumbruch 247,25 Tonnen CO2 je ha in die Atmosphäre abgegeben wurden.

2. Wird Wald umgebrochen, beispielsweise tropischer Regenwald, so wird der Bewuchs zerstört und es fehlt der weitere Eintrag an organischer Substanz. Unter den tropischen Bedingungen hoher Temperaturen und hoher Feuchtigkeit bedeutet dies, daß innerhalb von drei bis vier Jahren fast die gesamte organische Bodensubstanz durch Mikroorganismen mineralisiert und zu CO2 umgewandelt werden kann. Wenn ein solcher tropischer Boden in 30 cm Krume 2,5 Prozent organisches C enthält, das vollständig mineralisiert wird, so bedeutet dies nach einer Rechnung wie unter 1., daß 411 Tonnen CO2 je ha umgebrochener Regenwald an die Atmosphäre abgegeben werden.

3. Es ist seit langem bekannt, daß bei hoher Nitratkonzentration im Boden vermehrt Lachgas gebildet wird. Zusätzliche Verdichtung durch schwere Maschinen fördert noch die Lachgasbildung und Lachgasfreisetzung. Der intensive industrielle Ackerbau fördert also die Emission dieses hoch effizienten Treibhausgases. Die Energiepflanzen Mais (Biogas) und Raps (Biodiesel) benötigen ein hohes Nitratniveau im Boden für ihr Wachstum. Die agrarindustrielle Bio-Energiegewinnung fördert geradezu die Emission des Treibhausgases Lachgas.

4. Die Methanbindung in Böden wird durch Methan-abbauende Enzyme bewirkt. Diese Enzyme werden durch hohe Nitratgehalte im Boden inaktiviert, was die Netto-Methanemission aus Böden forciert.

Die sogenannten „Bioenergiepflanzen“ sind Treiber der Emission von Treibhausgasen aus Böden.

Die Maßnahmen gegen die Emission von Kohlendioxid aus landwirtschaftlich genutzten Böden sind von Gerke (2021) beschrieben worden, sind aber schon seit Jahrzehnten bekannt (Klapp, 1967; Könnecke, 1967). Sie würden die Aufgabe der agrarindustriellen Intensivlandwirtschaft bedeuten.

Literatur:

Gerke (2021), Agronomy, 11: 1079.

Klapp, E. (1967): Lehrbuch des Acker- und Pflanzenbaus. Berlin, Hamburg.

Könnecke, G. Fruchtfolgen. Ostberlin.

Oertel et al. (2016), Geochemistry, 76, 327- 352.

Swift (2001), Soil Sci., 166, 858- 871.

Weber et al. (2018), J. Soils Sediments, 18, 2665- 2667.