Wie aus CO2 Bodenkohlenstoff wird

Liquid carbon pathway beschreibt den Prozess, bei dem gasförmiges Kohlendioxid aus der Atmosphäre in Bodenhumus umgewandelt wird. Diese „biologische Kohlenstoffspeicherung“ beginnt mit der Photosynthese, die Luft-CO2 in Kohlenhydrate umwandelt (und so die Pflanze mit Fetten und Eiweißen versorgt) und endet in einer kohlenstoffreichen Bodenmatrix durch Wurzelausscheidungen der Grünpflanze.

Die entscheidende Rolle spielen dabei die Spezies der Pflanze, die Artenvielfalt und ein ausgeprägtes Wurzelsystem: Je biodiverser, kräftiger und tiefgreifender die Wurzeln desto mehr CO2-Speicherung ist möglich.

Sowohl beim Holz als auch beim Humus ist die Umwandlung in Kohlenstoffverbindungen ausschlaggebend, um CO2 dauerhaft zu speichern: Bei Bäumen und Sträuchern ist es der Prozess der Verholzung und in Böden ist es die Humifizierung.

Der Humifizierung gegenüber steht die Mineralisierung. Sie zersetzt tote Biomasse wie z.B. Ernterückständen vollständig – typischerweise an der Bodenoberfläche. Dabei entstehen gelöste anorganische Stoffe wie Mg, Fe, N, die die Pflanze als Nährstoffe über ihre Wurzeln erneut aufnimmt. Dieser organische Anteil im Boden heißt deshalb Nährhumus. Im Nährhumus wird nur labiler Kohlenstoff gespeichert, der schnell als CO2 erneut in die Atmosphäre entweicht.

Der meiste humifizierte Kohlenstoff im Boden stammt vom „löslichen Kohlenstoff“ aus der Pflanze, die über ihre Wurzeln einen Cocktail an organischen Verbindungen (z.B. Zucker, Aminosäuren, organische Säuren, Hormone und Vitamine) in den Boden abgibt. Eine wichtige Rolle spielt hier die symbiotische oder assoziative Wechselbeziehung zwischen Wurzeln und der Mikroflora des Bodens (Pilze und Bakterien), die Nährstoffe aus dem Boden im Austausch gegen Kohlenstoff an die Pflanze liefern.

Die Wurzelexsudate wiederum sind Nahrung für Bodenmikroben, die für die Umwandlung der toten Biomasse in hochmolekulare organische Stoffe zuständig sind.

Aus Pflanzenkohlenstoff entsteht so mikrobieller Bodenkohlenstoff. Kohlenstoffbindungsraten in der Größenordnung von 5-20 Tonnen CO2 pro Hektar und Jahr sind dann möglich.

Ergänzend verkitten Bodenmikroben das organische Material mit kleinsten mineralischen Bodenteilchen (Tonminerale) zu stabilen organo-mineralische Komplexen. So entsteht eine stabile Bodenmatrix mit hoher Beständigkeit gegen mikrobielle und oxidative Zersetzung. So bleibt atmosphärischer Kohlenstoff über Hunderte von Jahren fest gebunden und sorgt sogar dafür, dass Wasser vollständig im Boden versickert und gespeichert wird.

Stefanie von Kompostino.
Damit toter Boden wieder lebendig wird und seine natürliche Speicherfähigkeit für CO2 und Wasser wiedererlangt.