Entdeckung und Geschichte
Wenn man heute über Biochar oder Pflanzenkohle spricht, klingt es wie eine hochmoderne Innovation im Kampf gegen Klimawandel und Bodendegradation. Doch die Wurzeln reichen weit in die Vergangenheit zurück und erzählen eine faszinierende Geschichte von Beobachtung, Tradition und Wiederentdeckung.
Inhalt
Terra Preta – das Vermächtnis der Amazonas-Kulturen
Im Amazonasgebiet existieren bis heute Flächen, die für die Bodenkunde ein Rätsel waren: Terra Preta do Índio – „Schwarze Erde der Indigenen“. Diese Böden sind dunkel, locker, extrem fruchtbar und reich an Holzkohlepartikeln. In einer Region, deren natürliche Böden oft arm an Nährstoffen und leicht ausgelaugt sind, wirken sie wie ein Widerspruch. Ihre außergewöhnliche Fruchtbarkeit blieb über Jahrhunderte stabil und trotzt bis heute dem tropischen Regen, der normalerweise Mineralstoffe schnell auswäscht.
Archäologische Funde zeigen, dass diese Böden nicht zufällig entstanden sind, sondern das Ergebnis bewusster menschlicher Tätigkeit. Indigene Gemeinschaften mischten über lange Zeiträume verkohlte Pflanzenreste, organische Abfälle wie Essensreste, Tierknochen, Mist, Asche und sogar Tonscherben in den Boden. Dadurch entstand ein stabiler, nährstoffreicher Lebensraum für Pflanzen und Mikroorganismen. Dieses Wissen wurde über Generationen hinweg weitergegeben – eine stille, aber hochwirksame Kulturtechnik.
Erste wissenschaftliche Aufmerksamkeit im 19. und 20. Jahrhundert
Schon europäische Entdecker und Missionare berichteten im 19. Jahrhundert über ungewöhnlich fruchtbare Böden im Amazonasgebiet, doch erst im 20. Jahrhundert wurden diese systematisch untersucht. Der niederländische Bodenkundler Wim Sombroek veröffentlichte in den 1960er-Jahren das Werk Amazon Soils, in dem er die außergewöhnlichen Eigenschaften der Terra Preta beschrieb. Er prägte den Gedanken, dass hier menschengemachte Böden vorliegen – ein revolutionärer Gedanke, der die bis dahin dominierende Sicht auf Böden als rein „natürlich“ geformte Systeme in Frage stellte.
Sombroeks Arbeit inspirierte eine ganze Generation von Forschenden. In den folgenden Jahrzehnten griffen Wissenschaftler wie Johannes Lehmann, Bruno Glaser, William Woods und Eduardo Neves das Thema auf. Sie kombinierten archäologische, bodenkundliche und ethnologische Methoden, um die Herkunft der Terra Preta nachzuvollziehen. Lehmanns Arbeiten an der Cornell University in den frühen 2000er-Jahren waren entscheidend, um die Verknüpfung zwischen traditioneller Praxis und moderner Bodenkunde herzustellen.
Vom alten Wissen zur globalen Bewegung
Während die Terra-Preta-Forschung zunahm, erkannte man, dass das Prinzip – Biomasse verkohlen, im Boden stabil einlagern und fruchtbarer machen – auch weltweit reproduzierbar ist. Forschende begannen zu experimentieren: mit Holz, Reisspelzen, Maisspindeln oder Nussschalen. Parallel dazu wurde die Klimawirksamkeit erkannt: Verkohlte Biomasse setzt den enthaltenen Kohlenstoff nicht mehr kurzfristig als CO₂ frei, sondern bindet ihn auf Jahrhunderte.
In dieser Zeit tauchte auch der Begriff Biochar auf – ein Kunstwort aus „biological“ und „charcoal“. Es sollte den Unterschied zur klassischen Grill- oder Holzkohle verdeutlichen und den wissenschaftlichen wie landwirtschaftlichen Kontext betonen. Rund um 2006/2007 formierte sich die International Biochar Initiative (IBI), die bis heute Forschung, Standards und Vernetzung vorantreibt.
Traditionen außerhalb Amazoniens
Auch wenn die Terra Preta als bekanntestes Beispiel gilt, gibt es Hinweise, dass ähnliche Praktiken in anderen Kulturen existierten. In Japan etwa wurde seit Jahrhunderten „Sumiyaki“ betrieben – die Einbringung kleiner Mengen Pflanzenkohle in landwirtschaftliche Böden. In Westafrika sind Regionen dokumentiert, in denen Asche und verkohlte Reste systematisch in die Landwirtschaft integriert wurden. Diese parallelen Entwicklungen zeigen: Die Idee, Feuer und Kohle nicht nur als Brennstoff, sondern als Bodenverbesserer zu nutzen, ist tief in menschlichen Gesellschaften verwurzelt.
Die Wiederentdeckung im 21. Jahrhundert
Heute wird Biochar weltweit erforscht – von kleinen Gartenprojekten bis hin zu großtechnischen Anlagen. Die historische Linie reicht jedoch ungebrochen von den indigenen Praktiken Amazoniens über die bodenkundlichen Arbeiten des 20. Jahrhunderts bis in unsere Zeit. Die „Entdeckung“ von Biochar ist daher keine Erfindung einzelner Köpfe, sondern eine Wiederentdeckung und Weiterentwicklung eines uralten Wissens, das im Lichte moderner Klimaforschung und Landwirtschaft neue Bedeutung gewonnen hat.
Was ist Biochar bzw. Pflanzenkohle?
Pflanzenkohle – international meist als Biochar bezeichnet – ist ein besonderes Produkt, das entsteht, wenn organisches Material unter Luftabschluss erhitzt wird. Dieser Vorgang heißt Pyrolyse. Dabei verbrennen die Pflanzenreste nicht, sondern sie verkohlen. Typischerweise geschieht das bei Temperaturen zwischen 350 und 700 °C. Am Ende bleibt ein hochporöser, schwarzer Kohlenstoff zurück, der sich chemisch und physikalisch deutlich von normaler Holzkohle unterscheidet.
Der entscheidende Unterschied: Pflanzenkohle wird nicht in erster Linie als Brennstoff genutzt, sondern gezielt für die Verbesserung von Böden. Sie ist reich an winzigen Poren, die wie ein Schwamm wirken. In diesen Poren kann sich Wasser einlagern, ebenso wie Nährstoffe, die für Pflanzen lebenswichtig sind. Zudem schaffen die vielen Hohlräume einen idealen Lebensraum für Mikroorganismen. Dadurch wirkt Pflanzenkohle wie eine Drehscheibe im Boden: Sie speichert Nährstoffe, hält Wasser zurück und bietet Bodenorganismen Schutz und Platz.
Chemisch betrachtet ist Pflanzenkohle ein sehr stabiler Kohlenstoff. Während frische Pflanzenreste schnell verrotten und ihr enthaltenes CO₂ wieder freisetzen, bleibt Pflanzenkohle über Jahrhunderte oder sogar Jahrtausende im Boden erhalten. Damit unterscheidet sie sich deutlich von gewöhnlicher organischer Substanz. Die Stabilität hängt unter anderem von der Herstellungstemperatur ab: Je höher die Temperatur, desto „fester“ und widerstandsfähiger wird der Kohlenstoff, während bei niedrigeren Temperaturen mehr nährstoffaktive Oberflächen entstehen.
Auch die Ausgangsmaterialien spielen eine Rolle. Holz, Stroh, Nussschalen, Reisspelzen oder Maisspindeln ergeben jeweils Pflanzenkohlen mit leicht unterschiedlichen Eigenschaften. Holz liefert eher strukturstabile Kohlen mit großen Poren, während landwirtschaftliche Reststoffe feiner strukturierte Kohlen mit höherer Kationenaustauschkapazität erzeugen. Deshalb ist Biochar kein einheitliches Produkt, sondern ein Sammelbegriff für viele Varianten, deren Wirkung stark vom Ausgangsmaterial und der Herstellung abhängt.
Für den Boden bedeutet das: Pflanzenkohle selbst ist kein Dünger im klassischen Sinn. Sie liefert keine sofort verfügbaren Mengen an Stickstoff, Phosphor oder Kalium. Ihre Stärke liegt darin, Nährstoffe, die über Kompost, Mist oder Dünger eingebracht werden, festzuhalten und nach und nach wieder abzugeben. Man kann sie sich wie ein Nährstoffpuffer vorstellen, der das Bodenmilieu stabilisiert. Gleichzeitig wirkt sie als Wasserspeicher – gerade in leichten, sandigen Böden macht sich das bemerkbar, weil Wasser dort normalerweise schnell versickert.
Darüber hinaus hat Pflanzenkohle Einfluss auf den pH-Wert von Böden. In vielen Fällen wirkt sie leicht alkalisch und kann saure Böden neutralisieren. Das macht sie besonders interessant in Regionen, in denen Versauerung durch Regen oder intensive Landwirtschaft ein Problem ist.
Kurz gesagt: Biochar oder Pflanzenkohle ist mehr als „verkohltes Holz“. Sie ist ein hochentwickeltes, natürliches Material, das die Eigenschaften von Böden dauerhaft verbessert, das Bodenleben fördert und gleichzeitig als langfristiger Kohlenstoffspeicher dient.
Herstellung – drei verständliche Methoden
1. Langsame Pyrolyse
Das ist die industrielle Methode. Biomasse (z. B. Holz, Stroh, Nussschalen) wird in großen Öfen mehrere Stunden erhitzt. Ohne Sauerstoff verbrennt das Material nicht, sondern verkohlt. Neben dem Biochar entstehen auch nutzbare Gase und Öle – beispielsweise zur Energiegewinnung oder als Rohstoffe.
Kurz gesagt: Unternehmen packen Pflanzenreste in einen riesigen, luftfreien „Ofen“ und holen daraus gleichzeitig Kohle und Energie.
2. TLUD-Stoves (Top-Lit UpDraft)
Hier verwendet man robuste Metallrohre oder große Metallbehälter – etwa Abluftrohre oder lebensmittelechte Eimer – um einen handlichen Pyrolyseofen zu bauen. Wichtig ist: ein Mindestdurchmesser von etwa 10 cm (4″), besser 15 cm (6″), damit genug Luft zirkuliert und Holzgase sauber verbrannt werden. Die Pflanzenreste werden oben entzündet, die Flamme läuft langsam nach unten. Die entstehenden Gase verbrennen sauber in der Flamme, während unten Pflanzenkohle entsteht. Mit Wasser wird das Ganze am Ende gelöscht.
Kurz gesagt: Du baust aus einem Metallbehälter einen Mini-Ofen, entzündest die Biomasse von oben – und bekommst unten Kohle, oben saubere Flamme zum Kochen oder Heizen.
3. Kon-Tiki- oder Flame-Curtain-Öfen
Hier arbeitet man in einer konischen Grube oder einem Metallkessel. Zuerst macht man ein kleines Feuer unten. Dann legt man nach und nach weitere Pflanzenreste oben drauf. Durch die spezielle Form zieht die Flamme nach oben und verbrennt die Gase sofort, sodass kaum Rauch entsteht. Die Schichten unten verkohlen, die oben verbrennen. Am Ende löscht man die Kohle mit Wasser.
👉 Mit einem Kon-Tiki kann man im Garten aus Ästen, Strauchschnitt oder Holzresten einfach und sauber größere Mengen Pflanzenkohle machen – ohne teure Technik.
Ein Feuer, das mehr hinterlässt als Asche
Als wir unsere Kohle herstellten, fühlte es sich tatsächlich wie ein riesiges Lagerfeuer an – nur tiefer und gezielter. Wir hatten die Grube extra tief angelegt, damit wir genug Schichten aufbringen konnten. Das Material dafür hatten wir schon über Wochen gesammelt: viel Totholz, das einst als Unterlage für schwere Rodungsmaschinen diente, um den Boden zu schützen. Indem wir es nun einsetzten, haben wir zwei Dinge auf einmal geschafft – das Grundstück ein Stück aufgeräumt und befreit, das Brandrisiko durch trockenes Holz reduziert und gleichzeitig wertvolle Pflanzenkohle erzeugt. Schicht für Schicht legten wir das Holz nach, sahen die Flammen tanzen und hörten das Knistern – fast wie am Lagerfeuer, nur mit dem Wissen, dass hier gerade etwas Dauerhaftes entstand: Kohle, die unserem Boden Fruchtbarkeit für viele Jahre schenken wird.
Warum „Aufladen“ so wichtig ist
Frische Pflanzenkohle ist zunächst leer – sie enthält keine Nährstoffe, sondern nur Poren und Oberfläche. Gibt man sie direkt in den Boden, „saugt“ sie Nährstoffe aus der Erde auf, die dann den Pflanzen fehlen könnten.
Aufladen bedeutet, die Pflanzenkohle vor dem Einbringen mit Nährstoffen und Mikroorganismen zu füllen. Das kann auf verschiedene Arten geschehen:
Mit Kompost: Die Kohle wird in den Komposthaufen eingemischt. Während der Rotte nimmt sie Nährstoffe und Bodenleben auf und wird so zu einem „Nährstoffspeicher“.
Mit Mist: Pflanzenkohle kann mit tierischem Mist vermischt werden. Dabei werden ihre Poren mit Stickstoff und anderen Nährstoffen gefüllt.
Mit Flüssigkeiten: Pflanzenkohle lässt sich in verdünntem Urin, Komposttee oder selbst angesetzten Jauchen (z. B. Beinwelljauche) einweichen. Auch so werden die Poren besetzt.
So vorbereitet, wirkt die Pflanzenkohle nicht als Nährstofffänger, sondern als Nährstoffquelle, die im Boden über lange Zeit Nährstoffe langsam wieder freigibt und zugleich ein Zuhause für Mikroorganismen bietet.
Wenn Kohle zum Leben erwacht
Wir haben unsere Kohle nicht einfach in den Boden gegeben, sondern sie zuerst „gefüttert“. In großen Mülltonnen haben wir Wasser, Urin, Komposttee und Beinwelljauche gemischt. Mehrere Wochen lang durfte die Kohle in dieser Brühe ziehen, wir haben sie immer wieder umgerührt, Nährstoffe ergänzt, sie atmen lassen. Es war ein Prozess, den man sogar riechen konnte: Anfangs streng, fast stechend, wurde der Geruch mit der Zeit neutral, erdig, lebendig. Daran wussten wir: Jetzt hat die Kohle alles aufgenommen, was sie brauchte. Erst dann kam sie in unsere Beete – als ein Speicher, der das Leben im Boden nicht hemmt, sondern beflügelt.
Forschung – Wirkung und Potenzial
Ertragssteigerung
In tropischen, nährstoffarmen oder sandigen Böden wirkt Biochar wie ein Wasserschwamm, der Dünger festhält. Jeffery et al. (2017) analysierten über 100 Studien und fanden durchschnittliche Ertragssteigerungen von ca. 25 %. Besonders sichtbar wird das bei Trockenheit oder Starkregen. Selbst in fruchtbareren europäischen Böden zeigt sich ein Mehrwert – etwa Stabilisierung von Erträgen und Schutz in Hitzesommern durch erhöhte Wasserspeicherung.
Klimaschutz
Pflanzenkohle ist extrem stabil. Crombie & Mašek (2013) zeigen, dass höhere Pyrolysetemperaturen aromatische Kohlenstoffstrukturen bilden, die über Jahrhunderte kaum abgebaut werden. Das macht Biochar zu einer echten Kohlenstoffsenke – im Boden gebundenes CO₂, statt als Gas in der Luft. Besonders in Klimaprojekten gewinnt das an Bedeutung: Biochar ist eine der wenigen Methoden, Landwirtschaft mit langfristiger Kohlenstoffbindung zu verknüpfen.
Treibhausgasreduktion
N₂O (Distickstoffmonoxid) ist ein extrem klimawirksames Gas – bis zu 300-mal schädlicher als CO₂. Studien wie von Cayuela et al. (2014) und Kaur et al. (2023) zeigen, dass Biochar die N₂O-Emissionen um 30–50 % senken kann. Das liegt einerseits an bodenphysikalischer Veränderung, andererseits an Veränderungen im Bodenmikrobiom – die Kombination sorgt für weniger gasförmige Verluste und mehr Speicherung.
Bodenleben
Han et al. (2023) belegen: Biochar stärkt das mikrobielle Leben. Die Poren werden zu Wohnstätten für Bakterien, Pilze und Mikroorganismen – insbesondere bei Trockenheit, weil Restfeuchte und Schutz in den Poren verbleiben. Das führt zu stabileren, widerstandsfähigeren Bodenlebensgemeinschaften, die Pflanzen besser fördern.
Grenzen & Risiken
Spokas (2010) warnt: In fruchtbaren Lehmböden bringt Biochar wenig Nutzen. Bei unbehandelter Kohle kann es sogar zu Anfahrverlusten kommen, weil zuerst Nährstoffe gebunden werden. Zudem birgt unsauberer Prozess (Schwelbrand, PAK-Bildung) Risikos. Qualität, sichere Prozesse und richtige Anwendung sind entscheidend – nicht nur die Existenz des Produkts selbst.
Ausbringung – wann & wie Biochar in den Boden kommt
Wann?
Frühjahr: Am besten nur mit bereits aufgeladener Kohle, damit das Wachstum nicht behindert wird. So können junge Pflanzen von Anfang an profitieren, ohne dass die Kohle ihnen Nährstoffe entzieht. Besonders Starkzehrer wie Tomaten oder Kohlarten danken es mit kräftigem Wuchs.
Herbst: Die Kohle hat über den Winter Zeit, sich mit Mikroben zu besiedeln. In Kombination mit herbstlichem Kompost oder Mulch entsteht so eine besonders fruchtbare Ausgangsbasis für das nächste Frühjahr.
Wie?
Aufstreuen & Einarbeiten: Man kann die Kohle oberflächlich ausstreuen und dann mit Hacke oder Grubber leicht einarbeiten. Je feiner die Stücke, desto gleichmäßiger verteilt sie sich im Boden. In sandigen Böden bringt das spürbare Verbesserungen in der Wasserspeicherung.
In Beete integrieren: Wer neue Beete anlegt, etwa Hoch- oder Hügelbeete, sollte vorgeladene Pflanzenkohle gleich in die Bodenschicht einbauen. Dort kann sie von Beginn an Nährstoffe binden und wieder freigeben.
No-Till Gardening: In gartenbaulichen Systemen, die ohne Umgraben auskommen, wird die Kohle einfach in die Mulchschicht oder die oberste Kompostdecke eingestreut. Regen, Regenwürmer und Mikroorganismen transportieren sie allmählich in den Boden. Das ist die sanfteste und bodenschonendste Methode.
Hochbeete: Pflanzenkohle kann hier als dauerhafte Komponente dienen. Sie verhindert Nährstoffauswaschung im unteren Bereich und stabilisiert die Feuchtigkeit – ideal, wenn Hochbeete im Sommer schnell austrocknen.
Hügelbeete: Besonders effektiv, weil die Kohle zusammen mit Holz und organischen Resten in der Tiefe wirkt. Sie puffert Feuchtigkeit und Nährstoffe, wenn die Schichten oben verrotten.
Kübel und Töpfe: In Pflanzkübeln verbessert Biochar die Wasserspeicherung. Gerade in heißen Sommern, wenn Töpfe schnell austrocknen, sorgt sie für gleichmäßigere Bedingungen.
Agroforstsysteme: In Baumstreifen oder Strauchreihen eingearbeitet, stabilisiert Pflanzenkohle den Boden langfristig und sorgt für gleichmäßigere Versorgung tiefer Wurzeln.
Wein- und Obstgärten: Hier kann Biochar helfen, die Bodenstruktur zu lockern, die Wasserspeicherung zu erhöhen und die Vitalität der Kulturen über Jahre hinweg zu fördern.
Die Bilder zeigen eindrucksvoll, wie stark sich die Sträucher entwickelt haben, die wir in unserem Soil-Biochar-Mix gesetzt haben. Vom ersten Austrieb bis zu kräftigen Büschen mit reicher Fruchtbildung – schon im ersten, spätestens im zweiten Jahr konnten wir die ersten Ernten einbringen. Wie wir die Beete dafür angelegt haben, erklären wir ausführlich im Blogbeitrag: Was ist Homesteading?
Gedanken am Feuer
Wenn wir heute an unser erstes „Kon-Tiki-Lagerfeuer“ zurückdenken, dann war es mehr als nur ein Experiment. Es war ein Abend voller knisternder Flammen, dampfender Glut und dem Wissen, dass aus scheinbar nutzlosem Totholz etwas Neues entsteht: ein Schatz für unseren Boden. Pflanzenkohle ist für uns nicht nur ein Forschungsobjekt, sondern ein Werkzeug, das altes Wissen, moderne Wissenschaft und die Freude am Gärtnern miteinander verbindet.
Jede Schicht Kohle, die wir ausgebracht haben, war ein Schritt hin zu einem lebendigeren Boden, zu weniger Abhängigkeit von künstlichen Düngern, zu mehr Widerstandskraft unserer Pflanzen. Und gleichzeitig wissen wir: Jedes Stückchen Kohlenstoff, das im Boden bleibt, ist ein kleiner Beitrag gegen den Klimawandel.
Vielleicht beginnt es bei dir mit einem kleinen TLUD-Ofen im Garten oder mit ein paar Schaufeln Kohle im Hochbeet. Vielleicht wird es ein großes Projekt mit Kompost, Mist und aufgeladener Pflanzenkohle. Aber egal wie klein der Anfang ist – es ist ein Anfang. Und das Wunder der Kohle ist, dass sie bleibt.
Quellenverzeichnis
Cayuela, M.L. et al. (2014): Biochar’s role in mitigating nitrous oxide emissions. Agriculture, Ecosystems & Environment.
Crombie, K., Mašek, O. (2013): Pyrolysis characteristics and stability of biochar. Biomass & Bioenergy.
Glaser, B., Woods, W.I., Lehmann, J. (2004–2009): Sammelbände und Artikel zu Terra Preta und Biochar.
Han, Z. et al. (2023): Biochar effects on soil microbial communities. Frontiers in Environmental Science.
Jeffery, S. et al. (2017): Meta-analysis of crop yield response to biochar. Agriculture, Ecosystems & Environment.
Kaur, G. et al. (2023): Biochar and greenhouse gas mitigation. Science of the Total Environment.
Lehmann, J., Glaser, B. et al. (2003–2007): Biochar for environmental management. Cornell University.
Rittl, T.F. et al. (2021): Biochar reduces N₂O emissions in agricultural soils. Global Change Biology Bioenergy.
Sombroek, W. (1966): Amazon Soils.
Spokas, K. (2010): Review of biochar research and uncertainties. Sustainability.
Woods, W.I. et al. (2009): Amazonian Dark Earths: Origin, Properties, Management. Springer.
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