Die planetaren Grenzen für den Klimawandel sind erreicht

Die planetaren Grenzen für den Klimawandel sind erreicht

Die organischen Abfälle aus der Bio-Tonne  verarbeitet die BSR in Berlin zu Biogas und Kompost, der als Dünger auf landwirtschaftliche Flächen außerhalb Berlins aufgetragen wird. Genauso gut könnte dieser Kompost den Humusgehalt der stadtnahen Grünflächen erhöhen und die CO2-Speicherung erhöhen .

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Die planetaren Grenzen für den Klimawandel sind erreicht.

wir suchen deshalb Projektpartner, die mit uns Siedlungsgrünflächen in CO2 -Senken umwandeln.

In der Großstadt Berlin weichen gerade viele Brachflächen mächtigen Neubauten, obwohl sie wertvolle CO2- und Wasserspeicher und Grundlage für artenreiche Lebensräume sind. Gleichzeitig entstehen neue, monotone Grünflächen, die nur noch wenig von dem für die Treibhausgasfestlegung, die Wasserspeicherung und die Biodiversität wertvollen Humus besitzen.

Das geht auch anders!
Eine natürliche Grünflächengestaltung des Siedlungsraumes, die Klima, Boden, Wasser und Lebewesen schützt ist möglich.

Um zu zeigen wie das geht, suchen wir für unser Pilotprojekt Bauherren, Architekten, Landschaftsplaner und Grundstückseigentümer in Berlin, die ihre Grünflächen in CO2-Senken umwandeln und damit den Klimaschutz vorantreiben.

Um Klimaneutralität bis zum Jahr 2050 (eigentlich seit April 2021 schon 2045) bis  zu erreichen, muss Berlin seinen jährlichen CO2-Ausstoß von 23 Mio t CO2 (2010) auf 4,4, Mio t CO2 (2050) reduzieren. Das entspricht einer jährlichen Verringerung von ca. 0,5 Mio. t CO2.

Neben der notwendigen Reduzierung städtischer Emissionen aus den Handlungsfeldern Gebäude, Verkehr, Wirtschaft, Haushalt und Konsum können Grünflächen wie z.B. Straßenrandstreifen, Parks oder Gebäudegrün in CO2-Senken mit hohen potenziellen Kohlenstoffbindungsraten umgewandelt werden.

Berliner Grünflächen können also CO2 aufnehmen und der Atmosphäre entziehen. Aktuell wird dieses CO2-Einsparpotenzial nicht ausgenutzt oder sogar häufig zerstört. Bei entsprechender Bewirtschaftung können Grünflächen 0,01 Mio t CO2 pro Jahr zusätzlich binden. Das sind 2 % der notwendigen jährlichen CO2-Einsparraten, um Klimaneutralität bis 2050 in Berlin zu erreichen.

Wie nun Berliner Grünflächen in CO2-Senken umwandeln?
Unsere Strategie für das Pilotprojekt:
kompostierter Biomüll der BSR auf Siedlungsflächen auftragen (Schließung des städtischen Kreislaufs), Humus aufbauen und stabilisieren sowie Pflanzenvielfalt anregen.

Biologische Kohlenstoffspeicherung

Biologische Kohlenstoffspeicherung

Beispiele für innerstädtische CO2-Speicher

Straßenbegleitgrün auf nährstoffarmen Standort, Lkr. Fürth, Foto A.M. Bartsch 2019

CO2 Speicher innerstädtischer essbarer Wildpflanzenpark, Mönchengladbach, Planung: M. Koppmann, 2021; Foto: © Stadt MG 2021

CO2 Speiche innerstädtische solidarische Landwirtschaft Berlin Frohnau.
Foto Elisabeth Krämer 2020

CO2- und Wasserspeicher innerstädtische Blüh-, Wasserretentions- und Badeflächen, Malzfabrik Berlin, Foto St.Harwart 2021

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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 mit dem Aufbau einer stabilen, 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 komplexe und stabile Kohlenstoffverbindungen ausschlaggebend, um CO2 dauerhaft zu speichern: Bei Bäumen und Sträuchern ist es der Prozess der Verholzung und in Böden ist es die Humifizierung, die stabilen kohlenstoffhaltigen Dauerhumus aufbaut.

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 (und damit festgelegte) 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 schwer abbaubare organische Stoffe (=Dauerhumus) 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 besser in den Boden versickert und dort für die Pflanzen gespeichert wird.

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

Stickstoff

Stickstoff

Stickstoff ist als wichtiger Nährstoff im Kompost ausreichend vorhanden, muß aber durch Bakterien erst verfügbar gemacht werden.

Stickstoff ist nach Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff das wichtigste Nährelement für Pflanzen. Im Ackerboden sind etwa 2000 -10000 Kg N/ha (das ist ungefähr die Größe eines Fußballfeldes) in unterschiedlichen Bindungsformen in der organischen Substanz gebunden. In der Regel liegen aber meist weniger als 15 % des gesamten Stickstoffs mineralisch und damit düngewirksam vor. In einem Ackerfeld, das die Größe eines Fussballfeldes hat, stehen damit im Durchschnitt 900 Kg Stickstoff als natürlicher Nährstoff zur Verfügung.
Die industrielle Herstellung von flüssigem Stickstoffdünger ist sehr energieaufwendig. Für die analoge Produktion von 900 Kg künstlichem Stickstoff werden 6300 Kwh benötigt und 1200 Kg CO2 durch die Verbrennung von Erdgas in die Atmosphäre abgegeben. Das ist mehr Strom und Erdgas, die eine 4-köpfige Familie pro Jahr verbraucht. 

Natürlich düngewirksamer Stickstoff im Kompost

Kompostino mikrobielle Prozesse im Komposthaufen
Stickstoff wird im wesentlichen in Form von Nitrat (NO3-) über die Wurzeln von der Pflanze aufgenommen.
Eine wichtige Strategie einer effizienten Nährstoffaneignung ist daher die Ausbildung einer ausgedehnten Wurzeloberfläche.

Wurzellänge, Wurzeldurchmesser, Verzweigungsgrad, Ausprägung und Länge von Wurzelhaaren sind artspezifisch.

Kompostino Strohdüngungund Mulchfolien legen Stickstoff im Boden fest
Stickstoffhaltige organische Verbindungen (R-NH4) aus Garten- und Küchenabfällen (z.B. Proteine) werden im Kompost mit Hilfe von Bakterien, Pilzen und Wasser aufgebrochen. Es entstehen zuerst komplexe Verbindungen wie z.B. Aminosäuren. Erst dann bilden sich Ammonium (NH4 +) und Nitrat (NO3-). Stickstoff liegt damit in einer pflanzenverfügbaren form vor. Dieser Prozess wird Mineralisation genannt.
Kompostino Mobilisierung und Festlegung von Stickstoff im Kompost
Wenn im Verhältnis zu Stickstoff der Anteil von Kohlenstoff (C/N>20) im Boden hoch ist (z.B. durch Strohdüngung oder C-haltige Mulchfolien), entwickeln sich viele C-heterotrophe Bakterien, die Stickstoff in ihre eigene Körpersubstanz einbauen und festlegen. Stickstoff wird immobil und steht nicht mehr als Nährelement zur Verfügung.
Kompostino Strohdüngungund Mulchfolien legen Stickstoff im Boden fest
Pflanzenverfügbares Nitrat kann immer wieder in den organisch festgebundenen N-Pool zurückgehen und immobil werden. Es hat dann keine Düngewirkung mehr.

Es gibt auch stickstoffhaltige organische Verbindungen, die grundsätzlich mikrobiell schwer abbaubar sind und dem Boden seine positive Struktur geben, z.B. eine gute Wasserspeicherfähigkeit.

Kompostino Strohdüngungund Mulchfolien legen Stickstoff im Boden fest
Der Natur ausgesetzt

Der Natur ausgesetzt

Der Natur ausgesetzt

Auf Bioböden wachsen starke Pflanzen
erschienen bei eat responsible

Je nach Stoffgruppe sind die Gehalte an sekundären Pflanzenstoffen in biologischen Lebensmitteln ca. 20 % höher als in konventionell erzeugten Lebensmitteln.

Ist der Boden fruchtbar, so setzt sich die Fruchtbarkeit in den Pflanzen fort und die Pflanzengesundheit überträgt sich auf Tiere und Menschen. Davon ist der Experte für Humuswirtschaft Erhard Henning (1906 -1998) überzeugt. Der Gedanke, dass die Gesundheit von Böden, Pflanzen, Tieren und Menschen miteinander verbunden ist, ist nicht neu – allerdings immer noch nicht eindeutig verstanden.
Grundsätzlich besteht ein positiver Zusammenhang zwischen der Verfügbarkeit von Bodennährstoffen, dem Pflanzenwachstum und dem Mineraliengehalt im Gewebe.

Gesunde Böden – gesunde Pflanzen – gesunder Mensch

  • Der Boden ist der Darm der Pflanzen. Hier beginnt Gesundheit.
  • humusaufbauende Anbaumethoden haben positiven Einfluss auf die Nährstoffe in den Pflanzen.
  • Pflanzen aus der ökologischen und biologischen Landwirtschaft müssen sich verstärkt gegen natürliche Kräften schützen und bilden dadurch für Mensch und Tier gesundheitsfördernde Inhaltsstoffe.

Allerdings ist es in Wirklichkeit so einfach leider nicht, wenn man bedenkt, dass Pflanzensorten, Alter und Zeitpunkt der Ernte Nährstoffgehalt beeinflussen. Noch komplizierter wird es dadurch, dass Nährstoffe in der Pflanze unterschiedlich beweglich sind und sich in Pflanzenteilen (Wurzel, Stängel, Blatt, Frucht) verschieden stark anreichern. Hinzu kommen die vielfältigen Prozesse im Boden, die die Art und Menge von Nährstoffen bereitstellen und die Maßnahmen, mit denen wir Menschen (Art der Düngung, Schnitt, Schädlingsbekämpfung und Lagerung) versuchen, die Produktqualität zu beeinflussen.

Nach der Humustheorie von Aristoteles (384 v.Chr – 322 v. Chr.) und der Humuslehre von Hans-Peter Rusch (1906 – 1977) ist der Boden der Darm der Pflanzen, dessen Ziel es ist, Verdauungsarbeit zu leisten. So wie Verdauungsvorgänge im Mund, Magen und Darm des tierischen und menschlichen Organismus die zugeführte Nahrung mechanisch, chemisch und mikrobiell zerkleinert, übernimmt dies für die Pflanzen der Boden. Hier fressen, stückeln, verdauen zahlreiche Kleinsttiere, Mikroben und Mikroorganismen organischen Abfall und legen Nährstoffe sowie komplexe Verbindungen für die Pflanzen frei. Sie werden dabei von Regen, Sonne, Wind, Hitze und Frost unterstützt. Das tiefer liegende Ursprungsgestein liefert weitere wichtige Nährstoffe.

Landwirtschaftliche Systeme können die Pflanzengesundheit fördern. Dies belegen viele aktuelle Studien. In Böden, deren Humusaufbau durch biologische Anbaumethoden gefördert wird, ist z.B. der Anteil an Bodenporen hoch. Hier können Pflanzenwurzeln leicht und fein verzweigt wachsen und gut an notwendige Nährstoffe gelangen. Poren sind auch Wasserreservoire für regenarme Perioden und belüften den Boden, sodass Fäulnis verhindert wird. Durch günstige pH-Werte werden festgelegte Nährstoffe mobil und damit pflanzenverfügbar, schädliche Stoffe dagegen wie z.B. Schwermetalle werden festgelegt. Und die natürliche Gemeinschaft aus Kleinstlebewesen und Mikroorganismen im Boden reduziert das Krankheitspotenzial der Pflanzen, weil sich Schädlinge und ihre natürlichen Feinde selbst regulieren.

Pflanzen brauchen Energie in Form von Licht und Materie in Form von anorganischen Verbindungen (CO2, H2O, NO3-, H2PO4-) oder Ionen (z.B. Mg2+, Ca2+, K-, Cl- ), um organische Verbindungen für ihr eigenes Pflanzenwachstum herzustellen. Für uns Menschen und die Tiere sind das essentielle Verbindungen (z.B. Vitamine, Fettsäuren und Aminosäuren, energiereiche kohlenstoffhaltige organische Verbindungen).

Jüngste Vergleiche zwischen ökologischen und konventionellen Produkten zeigen, dass biologisch angebautes Gemüse verstärkt diese sekundären Pflanzenstoffe bilden. Ursache ist möglicherweise verstärkter Pflanzenstress. Denn, sind Pflanzen durch Trockenheit, Hitze, Kälte, Insektenfraß, Bakterien, Pilze, Viren oder Abknicken gestresst, bilden sie verstärkt Abwehr- und Regenerationsstoffe – die sekundären Pflanzenstoffe.
In der ökologischen-biologischen Landwirtschaft erfahren Pflanzen Stress, weil sie sich durch den Verzicht von Insektiziden und Pestiziden gegen Schad- und Krankheitserregern schützen müssen.

 

Dr. Stefanie Harwart
Initiatorin von www.kompostino.de
wenn der Blumenkompost vom Bioacker lernt: Edelkomposterde fixfertig für Minifarmen

Fühlt sich die Kuh wohl freut sich auch dein Körper

Fühlt sich die Kuh wohl freut sich auch dein Körper

Fühlt sich die Kuh wohl freut sich auch dein Körper

Superfood von glücklichen Kühen und zellbasierter Fleischraum aus molekularen Kochbüchern
erschienen bei eat responsible

Am 4. September 2019 hat das Bundeskabinett das Tierwohlkennzeichengesetz beschlossen, das ab 2020 für Mastschweine Anwendung finden wird. Das haben wir zum Anlass genommen, die auf dem deutschen Lebensmittelmarkt existierenden Tierwohl-Labels und -Standards genauer unter die Lupe zu nehmen. Bei den Recherchen ist uns erneut aufgefallen, dass es den Tieren in den Ställen nicht besonders gut geht und keines der Labels wirkliche Erleichterung schafft. Wir sind deshalb der Meinung, dass eigentlich nur Milch von glücklichen Kühen oder zellbasierter Fleischraum eine Alternative für das Tierwohl sind.

Milch und Milchprodukte sind die Hauptquellen für CLAs (conjugated linoleic acids) in der menschlichen Ernährung [6] und leisten einen guten Beitrag an essentiellen ungesättigten Omega-3-Fettsäuren.[7] Während die CLAs eine antikanzerogene Wirkung haben, arteriosklerotische Erkrankungen positiv beeinflussen und den Körperfettanteil reduzieren können, helfen Omega-3-Fettsäuren bei entzündlichen Prozessen, neurologischen und psychischen Erkrankungen, Fettstoffwechselstörungen, rheumatoider Arthritis und Hauterkrankungen.[8]

Vergleicht man Milch von Weidekühen ohne Silomaisfütterung mit der Milch von Kühen aus der Stallhaltung mit Silagefütterung, hat die Weidemilch die deutlich höheren Konzentrationen an positiven Omega-3-Fettsäuren und CLAs[9] und scheint damit gesünder zu sein – manch einer bezeichnet die Milch von 100%igen Weidekühen sogar als Superfood.[10]

Reine Weidemilch in Deutschland ist rar. Die intensive Stallhaltung ist nach wie vor die dominante Nutztierhaltung und verspricht die höchsten wirtschaftlichen Gewinne. Nur ca. 42 % der Tiere haben regelmäßigen Weidegang, ganzjährig schon gar nicht.[12]
Hinzu kommt, dass es im Stall ganz schön eng, ungemütlich und langweilig werden kann, wenn sich z.B. neun Hennen 1 qm oder drei Kälber 4,5 qm teilen müssen und kaum Bewegungsfreiraum finden.[4] Und obwohl im ersten Grundsatz des staatlichen Tierschutzgesetzes steht, dass „Niemand einem Tier ohne vernünftigen Grund Schmerzen, Leiden oder Schäden zufügen darf“ [1], leiden tagtäglich Kuh, Rind, Schwein, Huhn und Henne in ihren Ställen. Jedes Jahr werden allein in Deutschland etwa 45 Millionen Brüderküken von Legehennen kurz nach dem Schlüpfen getötet, weil ihr Fleisch nicht so gut ist wie das ihrer männlichen Kollegen einer anderen Hühnerrasse.[5]

Die Kastration an unter acht Tage alten Ferkeln wird immer noch routinemäßig ohne Betäubung durchgeführt, nur um den unangenehmen Fleischgeruch beim männlichen Schwein zu verhindern. Dabei ist die betäubungslose Ferkelkastration eigentlich nach dem Tierschutzgesetz seit 2013 gar nicht mehr erlaubt. Da es aber bisher keine Einigung zwischen Tierwohlzielen und wirtschaftlichen Belangen gab, ist das Verbot leider nie in Kraft getreten.[2] Auch das Verbot des Schnabelkürzen bei Legehennen wird in der Praxis durch Ausnahmeregelungen immer wieder umgangen und angewendet.[3]
Macht man sich dann noch bewusst, dass die Viehzucht von Wiederkäuern der Hauptverursacher der von Menschen gemachten globalen Methan-Emissionen ist[11], können einem die prognostizierten Einbußen der klassischen Fleisch- und Milchproduktion durch Kunstfleisch schon positiv auffallen: die Zahl der Rinder werden sich durch die auf pflanzlicher und mikrobiologischer Basis erzeugten Lebensmittel in den USA bis 2030 halbieren[13]. Erfolgsversprechend scheint vor allen Dingen die precision fermentation zu sein, bei der Wissenschaftler Mikroorganismen so programmieren können, dass sie ihre gewünschten Moleküle herstellen. Damit ist der Grundstein für molekulare Kochbücher und Gourmet-Lebensmittelingenieure gelegt, die zellulären Fleischraum für jeden beliebigen Geschmack und alle Vorlieben kreieren können – ganz ohne Tierleid und Klimabelastung.

Quellen: 

[1] http://www.gesetze-im-internet.de/tierschg/BJNR012770972.html#BJNR012770972BJNG000103377 am 8.10.2019
[2] https://www.bmel.de/DE/Tier/Tierschutz/_texte/Ferkelkastration201811.html am 8.10.2019
[3] https://albert-schweitzer-stiftung.de/kampagnen/schnabelkuerzen-beenden 7.9.2019
[4] http://www.gesetze-im-internet.de/tierschnutztv/ am 8.10.2019
[5] https://www.bmel.de/DE/Tier/Tierwohl/_texte/Tierwohl-Forschung-In-Ovo.html am 8.10.2019
[6] Wagner, K-H (2004): Biologische Wirksamkeit von konjugierten Linolsäuren.Ernährung & Medizin 2004; 19(1): 11-15. https://www.thieme-connect.com/products/ejournals/html/10.1055/s-2004-822856 am 10.10.2019
[7] Pfeuffer, M. (1997): Bedeutung mehrfach ungesättigter Fettsäuren in der Ernährung. Fette in der Ernährung. Schriftenreihe des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten. Köller Druck+Verlag GmbH. Bonn 1997. Heft 464. S. 35-67.
[8] Kogler, K. (2005): Essenzielle Omega-3-Fettsäuren – eine Übersicht. Phytotherapie Nr. 3.
[9]Ehrlich, M.E. (2007): Fettsäurenzusammensetzung (CLA, Omega-3Fettsäuren) und Isotopensignatur (C) der Milch ökologischer und konventioneller Betriebe und Molkereien. Diplomarbeit FG Landnutzung und regionale Agrarpolitik, FB Ökologische Agrarwissenschaften, Uni Kassel.
[10] Hofmekler, O. (2017): The 7 Principles of Stress. Extend Life, Stay Fit, and Ward Off Fat. North Atlantik Books. Berkeley, California.
[11] IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 6.3.3.2.
[12] https://www.praxis-agrar.de/tier/rinder/milchviehhaltung-in-deutschland/ am 11.10.2019
[13] https://www.rethinkx.com/press-release/2019/9/16/new-report-major-disruption-in-food-and-agriculture-in-next-decade am 11.10.2019

Dr. Stefanie Harwart
Initiatorin von www.kompostino.de
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