Wie funktioniert CO₂-Bindung im Boden?

Mithilfe von Photosynthese entnehmen Pflanzen Kohlenstoffdioxid aus der Luft und spalten es auf.  Dabei geben sie Sauerstoff an die Atmosphäre ab und speichern Kohlenstoff in ihren Pflanzen oder Wurzeln. Wenn die Pflanze (oder ein Teil von ihr) abstirbt, fällt sie zu Boden und wird dort von Mikroorganismen und Bodentieren zersetzt. Hierdurch gelangt der Kohlenstoff in den Boden und wird in den oberen Erdschichten, vor allem im Humus, gespeichert. So kann der Boden dauerhaft große Mengen CO₂ aufnehmen und binden. 

Welcher Boden speichert am meisten CO₂?

Trockengelegte Moorflächen, die als Grünland genutzt werden, speichern bis zu 1.000 Tonnen Kohlenstoff pro Hektar ab – sie sind damit der effizienteste CO₂-Bodenspeicher unter den landwirtschaftlich genutzten Flächen. Dauergrünland speichert im Vergleich 181 Tonnen und ein aktiv genutzter Ackerboden 95 Tonnen pro Hektar. Doch bei all diesen Werten handelt es sich um Durchschnittswerte – der ausschlaggebende Faktor für die CO₂-Aufnahme ist der Humusgehalt des Bodens. Je höher dieser ist, desto mehr Kohlenstoff kann der Boden aufnehmen. Was Humus ist und welche Bedeutung er für die Bodenstruktur hat, erfährst Du in diesem Beitrag. 

Warum Ackerböden weniger CO₂ speichern 

Es gibt zwei Gründe, warum Ackerböden weniger Kohlenstoffdioxid speichern als andere Nutzflächen. Zum einen werden Pflanzen auf Ackerböden mit dem Ziel angebaut, irgendwann geerntet zu werden. Hierdurch bleibt nur ein kleiner Teil der Pflanzen auf dem Acker zurück, wodurch weniger Kohlenstoff in den Boden gelangen kann. Auf dem Grünland hingegen bleiben alle Pflanzenreste erhalten und werden durch Mikroorganismen nach und nach zersetzt. So kann mehr Kohlenstoff in den Boden gelangen und dort eingelagert werden.

Zum anderen verändern Ackerbaumethoden, wie Pflügen oder Düngen, die Zusammensetzung der Humusschicht. Dies kann dazu führen, dass Teile des gespeicherten CO₂ wieder an die Atmosphäre abgegeben werden. 

Was wir tun, um die CO₂-Speicherung zu verbessern 

Aufbau und Pflege von Humus sind wichtige Ansatzpunkte, um die Bindung von Kohlenstoff im Ackerboden zu erhöhen. Dabei haben sich verschiedene landwirtschaftliche Methoden bewährt, die den Acker zu einem noch effizienteren CO₂-Speicher machen: 

• Organischen Dünger verwenden: Organischer Dünger hat einen pflanzlichen oder tierischen Ursprung und wird nicht künstlich hergestellt. Die bekanntesten organischen Düngemittel sind Kompost, Gülle oder Stallmist. Gezielt aufgetragen, können organische Dünger das Pflanzenwachstum positiv beeinflussen und die Bodenstruktur verbessern. 

• Ganzjährig anbauen mit Zwischenfrüchten: Besonders bewährt hat sich eine ganzjährige Bodenbedeckung in der Landwirtschaft. Nach der Ernte der Hauptfrucht im Sommer (zum Beispiel Getreide) werden Pflanzen wie Senf oder Grassorten angepflanzt. Diese werden jedoch nicht geerntet, sondern vor der nächsten Aussaat in den Boden eingearbeitet. So gelangt das gesamte organische Material in den Boden und reichert diesen mit Kohlenstoff und anderen Nährstoffen an. Das kommt der Humusschicht und der nächsten Generation der Nutzpflanzen zugute.

• Weniger Bodenbearbeitung: Besonders der Pflug verändert die Zusammensetzung der Humusschicht. Deshalb setzen immer mehr Landwirte auf eine pfluglose Bodenbearbeitung oder pflügen nur teilweise. 

• Erweiterte Fruchtfolgen: Der Anbau von Getreide, Mais, Zuckerrüben und Raps ist in Deutschland wirtschaftlich am rentabelsten. Durch den Fokus auf diese Pflanzen haben sich die Fruchtfolgen in den letzten Jahrzehnten verengt. Der Trend geht heute jedoch wieder hin zu vielfältigeren Fruchtfolgen, da sich diese positiv auf die Bodenqualität und die CO₂-Speicherung auswirken. 

Kohlenstoffspeicher Wald 

Obwohl Wälder forstwirtschaftlich genutzt werden, sind sie keine klassischen Nutzflächen. 

Abgestorbene Blätter fallen zu Boden und werden zersetzt, wodurch Waldböden eine besonders hohe CO₂-Konzentration aufweisen. Auch die Bäume speichern während ihrer Wachstumsjahre Kohlenstoff in ihrem Holz. Mit zunehmendem Alter nimmt der CO₂-Speicher des Baumes jedoch ab. 

Ein absterbender Baum gibt einen erheblichen Teil des in ihm gespeicherten CO₂ wieder an die Atmosphäre ab. Ein gefällter und weiterverarbeiteter Baum hingegen konserviert einen großen Teil des gespeicherten Kohlenstoffdioxid. Deshalb kann das Fällen und Wiederaufforsten von Bäumen einen positiven Beitrag zum Klimaschutz darstellen. 

Beitrag der Landwirtschaft zum Klimaschutz

Die Forst- und Landwirtschaft spielt eine aktive Rolle bei der Bindung von Kohlenstoffdioxid. Ein Teil der Emissionen aus dem Straßenverkehr oder der Industrie kann so kompensiert werden. Dank neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse (Stichwort: Carbon Farming), haben viele Landwirte ihre Arbeitsmethoden verändert, um die Speicherung von CO₂ in Ackerflächen noch effizienter zu machen.