Carbon Farming: Der Nutzen des Humusaufbaus in der Landwirtschaft

Dieser Artikel ist Teil unserer Recherche-Serie „Countdown Earth: So lösen wir die Klima- und Artenkrise". Here you can find an English version of this article for Download.

Es ist sommerlich heiß im österreichischen Riedlingsdorf. Inmitten drei Meter hoher Mieten von verrottenden Pflanzenresten, Pflanzenkohle und Sand schiebt Gerald Dunst seinen breitkrempigen Lederhut in den Nacken und wischt sich den Schweiß von der Stirn. Es riecht dumpf nach Erde. Sein kunstvoll nach oben gezwirbelter schwarzer Schnurrbart zittert, wenn er spricht. „Sonnenerde“ prangt als Logo auf seinem dunkelgrünen T-Shirt, der Name seines 22-köpfigen Betriebs. Biomasse wie Gartenabfälle, Baum- und Strauchschnitt oder Holzreste verwandelt die Firma des 58-jährigen Unternehmers in rund 30 verschiedene Erdsorten sowie in Pflanzenkohle.

Bereits vor seinem Garten- und Landwirtschaftsstudium faszinierte ihn das Thema Kompost. „Das ist mein Ding“, sagt Dunst. Er forschte, referierte und schrieb vielbeachtete Bücher darüber, gründete 1998 die Firma, initiierte zusammen mit seinem Bruder Rainer 2007 das kommunale Klimaschutzprogramm „Ökoregion Kaindorf“ und das damit verbundene Projekt „HUMUS +“. Es ist europaweit die erste Initiative, die sich den Humusaufbau auf landwirtschaftlichen Flächen zum Ziel gesetzt hat. Los ging es mit fünf Teilnehmern, heute sind über 400 Landwirtinnen und Landwirte in Österreich und Slowenien daran beteiligt.

„Wir haben das Problem, dass in den vergangenen Jahrzehnten auf vielen Äckern humuszehrend gewirtschaftet worden ist“, kritisiert Gerald Dunst, „man hat von den Bodenreserven gezehrt, statt das Ökosystem Boden zu pflegen und nachhaltig Humus aufzubauen.“ Eine gesunde, vielfältige Mischung von Bodenorganismen – speziell Regenwürmern und Pilzen – seien dafür essenziell. „Wir versuchen den Humusaufbau zu optimieren“, sagt der Kompostexperte, „um mehr Kohlenstoff zu speichern, dem Klimawandel entgegenzuwirken und gleichzeitig den Boden zu verbessern“.

Wege zu mehr Humus

Grundsätzlich haben Böden das Potenzial, CO₂ aus der Atmosphäre zu binden, indem sie Humus aufbauen. Die Humusbildungsrate hängt deutlich davon ab, wie viel Kohlenstoff im Verhältnis zu Stickstoff im organischen Bodenmaterial enthalten ist. Optimal ist ein Verhältnis von etwa 10:1. Zu viel ungebundener Stickstoff führt zu einer geringen Bildung von Dauerhumus – das ist der Teil des Humus, der dem Boden seine dunkle, krümelige Struktur verleiht, langfristig im Boden verbleibt und somit als Kohlenstoffsenke wirkt. Vor allem leichtlösliche mineralische Stickstoffdünger und große Güllemengen wirken sich auf die Fähigkeit CO₂ zu speichern ungünstig aus.

Liegengelassene Erntereste, Gründüngung, Untersaaten, ganzjährige Bodenbedeckung durch vielfältige Zwischenfruchtmischungen und häufige Fruchtwechsel – all das soll hingegen die Kohlenstoffspeicherung in Form von Humus fördern. Wichtig ist auch eine schonende Bodenbearbeitung, am besten ohne Einsatz des Pflugs. Einige Landwirte bringen zudem Pflanzenkohle und Kompost auf ihren Feldern aus, damit der Prozess am Anfang in Schwung kommt. Zu keiner Jahreszeit, so Dunst, solle der Acker „nackt und kahl“ daliegen, sonst leide die Bodenbiologie und Stickstoff gehe verloren.

Neben vermehrter CO₂-Speicherung preist der gemeinnützige Verein „HUMUS+ Modell Ökoregion Kaindorf“ weitere Vorteile des Humusaufbaus an: Der Boden wird insgesamt stabiler und fruchtbarer, nimmt mehr Wasser auf, ist leichter zu bearbeiten und besser gegen Erosion geschützt. Außerdem, so der Verein, verbessere sich die Bodengesundheit – dank der steigenden Zahl und Vielfalt von Bodenorganismen.

Nach anfänglichen Erfolgen auf den Humus-plus-Versuchsflächen entstand im Verein rasch die Idee, in den Handel mit CO2-Emissionszertifikaten einzusteigen. Dadurch, so die Hoffnung, könnten die am Projekt teilnehmenden Landwirtschaftsbetriebe vom einem ähnlichen System profitieren, wie es in der Industrie bereits funktioniert.

Als Carbon Farming wird dieses Konzept inzwischen bezeichnet und weltweit erprobt. Als Teil des Humusaufbauprogramms „4 per 1000“, der sogenannten 4-Promille-Initiative, wurde es während der Klimarahmenkonvention 2015 in Paris vor allem von Frankreich propagiert und von vielen Staaten unterstützt, darunter auch Deutschland und Österreich. Die Länder unterschrieben eine Zielvereinbarung, die auf einer theoretischen Hochrechnung beruht. Derzufolge könnten alle anthropogenen Kohlenstoff-Emissionen kompensiert werden, wenn der Kohlenstoffgehalt in sämtlichen Böden jährlich um vier Promille oder 0,4 Prozent stiege.

Klimawirte brauchen Geduld

Das etablierte „HUMUS+“-Zertifikate-System funktioniert folgendermaßen: Ein Landwirt schließt mit dem Verein einen Vertrag, in dem er sich verpflichtet, auf einer mindestens einen Hektar großen Fläche während der nächsten fünf Jahre Humusaufbau zu betreiben, den Bodenzustand von einem unabhängigen Labor überprüfen zu lassen und Kosten in Höhe von insgesamt rund 900 Euro zu tragen. Darin sind die Probenahmen, deren Analyse und ein Beratungsservice enthalten.

Ein Techniker verortet per GPS auf dem Feld 25 Probestellen, die der jeweilige Bauer nicht kennt – das soll Manipulationen vorbeugen – und entnimmt Einzelproben, die in einem staatlichen Labor vermengt und anschließend unter anderem auf den Gehalt an Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor, Kalium, Calciumcarbonat sowie den pH-Wert untersucht werden. Nach fünf bis sieben Jahren erfolgen an exakt den gleichen Stellen erneute Probenahmen. Deren Ergebnisse werden mit dem ersten Test verglichen. Falls der Kohlenstoff-Anteil im Boden deutlich gestiegen ist, wird diese Zunahme in Tonnen CO₂-Äquivalente umgerechnet. Das Labor speist alle Informationen direkt in eine Datenbank ein.

Der Landwirt enthält danach ein Zertifikat, das die Höhe der Kohlenstoff-Zunahme genau dokumentiert, und verpflichtet sich, den Humusgehalt im untersuchten Acker mindestens fünf weitere Jahre stabil zu halten. Jede Tonne CO₂ ist derzeit 57 Euro wert. Zwei Drittel des Zertifikatwertes zahlt der Verein sofort aus. Das restliche Drittel wird zurückgehalten und nur dann bezahlt, wenn der Humusgehalt am Ende zumindest gleichgeblieben ist.

Zu einem Preis von 126 Euro pro Tonne CO₂ werden die Zertifikate an Firmen weiterverkauft, die Klimaneutralität anstreben. Diese müssen vorher nachweisen, dass sie bereits andere Maßnahmen zur Treibhausgasvermeidung in ihren Betrieben umgesetzt haben. Ein Zementhersteller, eine Bank oder ein Malereibetrieb kann so einen nicht vermeidbaren CO₂-Ausstoß kompensieren, indem sich das Unternehmen sozusagen „freikauft“.

Die Hoffnung, dass Landwirte auf diese Weise als „Klimawirte“ ein nennenswertes Zusatzeinkommen erwirtschaften können, hat sich bislang nicht erfüllt. Die Erfahrungen der vergangenen 16 Jahre zeigen aber, dass die meisten „HUMUS+“-Teilnehmer mit den Zertifikaten am Ende etwas mehr erwirtschaften als sie investiert haben. „Über 500.000 Euro wurden bislang insgesamt an die teilnehmenden Betriebe ausgeschüttet“, sagt Jochen Buchmaier, der Geschäftsführer des Vereins. „Bei dem ganzen Prozess ist viel Geduld gefordert, doch die Betriebe profitieren letztlich von der kontinuierlichen Verbesserung ihrer Böden.“

Die Bilanz auf mittlerweile über 5.300 Hektar Projektfläche kann sich sehen lassen: Etwas mehr als Fünf Tonnen Kohlendioxid pro Hektar und Jahr konnten im Durchschnitt in den „HUMUS+“-Äckern gebunden werden. Das entspricht einem Zuwachs von fast 0,1 Prozent. Der Wert liegt dennoch deutlich unter dem hoch gesteckten Pariser 4-Promille-Ziel. Insgesamt konnten, nach Angaben des Vereins, seit dem Start des Projekts 16.500 Tonnen CO₂ gespeichert werden. Das entspricht dem mittleren Treibhausgas-Ausstoß von rund 100 Personen im selben Zeitraum.

Inzwischen gibt es eine Reihe ähnlicher Projekte, die sich am Kaindorfer Vorbild orientieren, wie etwa den Verein „Bopen Op – Humusreich“ in Hürup bei Flensburg. Auch einige Zertifizierungsfirmen haben das Carbon Farming inzwischen als Geschäftsmodell entdeckt. Zudem gibt es regionale EU-Initiativen wie das INTERREG-Projekt Carbon Farming, die Humusaufbauprojekte fördern.

Wissenschaftliche Bedenken

So beliebt das System des Carbon Farming bei den teilnehmenden Landwirten und auch manchen Investoren ist: Von wissenschaftlicher Seite kommt zunehmend Kritik daran. Im März 2020 veröffentlichte das BonaRes-Zentrum für Bodenforschung die Studie „CO₂-Zertifikate für die Festlegung atmosphärischen Kohlenstoffs in Böden: Methoden, Maßnahmen und Grenzen“.Autoren des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF), des Thünen-Institutes, des Helmholtz Zentrums für Umweltforschung, des Forschungsinstitutes für biologischen Landbau sowie der Technischen Universität München wirkten an der Studie mit.

Die Forschenden kamen darin zu dem vorsichtig formulierten Ergebnis, dass privatwirtschaftliche Humus-Zertifikate als Anreizinstrument für mehr Klimaschutz in der Landwirtschaft möglicherweise ungeeignet sind – zumindest zum jetzigen Zeitpunkt. Die Studie betont zwar grundsätzlich die positive Wirkung des Humusaufbaus auf Bodenfruchtbarkeit und Wasserhaltevermögen, kritisiert aber vor allem die mangelnde Aussagekraft der angewendeten Testmethoden.. Die genaue Analyse mache deutlich, „dass alle Anreicherungen vollständig reversibel sind, eine Zusätzlichkeit und Langfristigkeit der Kohlenstoffspeicherung kaum sichergestellt ist und Verschiebungseffekte, die nur scheinbar eine positive Klimawirkung erzielen, von Zertifikatanbietern nur schwer ausgeschlossen werden können“ – so fasst einer der Autoren, ZALF-Mitarbeiter Carsten Paul, die Ergebnisse zusammen.

Axel Don, stellvertretender Leiter des Thünen-Instituts für Agrarklimaschutz, betrachtet zudem den Humusaufbau auf Ackerflächen nur als kleine Stellschraube im Kampf gegen den Klimawandel. Er ist überzeugt: Wenn eine Mehrheit der Landwirte gezielt Humusmehrung betreiben und auch noch Heckenrandstreifen und Grünland erweitern würde, ließen sich im Idealfall höchstens drei Millionen Tonnen CO₂ pro Jahr in deutschen Böden speichern. „Damit könnten gerade einmal fünf Prozent der landwirtschaftlichen Treibhausgasemissionen in Deutschland ausgeglichen werden.“ Viel effektiver wäre es, beim Humusaufbau der Moore anzusetzen. Ein wiedervernässtes Moorgebiet könne 35 Tonnen CO₂ pro Hektar und Jahr speichern, deutlich mehr als ein Acker.

Das Problem mit dem Lachgas

Und dann gibt es noch das Lachgas-Problem: Wenn zu wenig Sauerstoff im Acker vorhanden ist und gleichzeitig viel ungebundener Sticktoff vorliegt, können Böden aufgrund mikrobieller Prozesse größere Mengen Lachgas abgeben. Dieses wirkt als Treibhausgas etwa 300-fach stärker als CO₂ und kann den Klimaschutz-Effekt des Humusaufbaus rasch zunichte machen. Diese Tatsache werde bei der Humuszertifizierung bislang überhaupt nicht berücksichtigt, kritisiert der Bodenkundler Axel Don: „Der Humusaufbau auf Äckern ist grundsätzlich eine gute Sache; seine tatsächliche Klimawirksamkeit lässt sich aber nicht genau bestimmen, weshalb eine seriöse Zertifizierung schwierig ist.“

Das Bauernehepaar Höfler lässt sich durch die Skepsis der Wissenschaftler nicht verunsichern. Die beiden nehmen mit ihrem 50 Hektar großen Betrieb am Rand von Kaindorf seit Beginn am „HUMUS+“-Programm teil und betreiben inzwischen auf 20 Hektar Carbon Farming. Auf ihrer ersten „Versuchsfläche“ verzeichneten sie zu Beginn etwa 2 Prozent Humusanteil, wie in den meisten Ackerböden der Region, zuletzt, nach fast 16 Jahren, mehr als das Doppelte: 4,7 Prozent. Das ist ein verhältnismäßig hoher Wert für Ackerböden. Grünland kann sogar 15 Prozent und mehr erreichen.

Die Höflers glauben nicht, dass es auf ihren „HUMUS+“-Flächen zu nennenswerter Lachgasbildung kommt. „Wir achten sorgfältig darauf, dass unsere Böden gut durchlüftet sind und es möglichst keine Verdichtungen durch zu schwere Landmaschinen gibt“, sagt Martina Höfler. Um das zu veranschaulichen sticht ihr Mann mit seinem Spaten einen Erdquader aus dem Vorzeigeacker. Auffällig sind die feinporige, krümelige Struktur und eine satte dunkelbraune Färbung, die durchgängig bis in 30 Zentimeter Tiefe reicht. Beides spricht für den hohen Humusgehalt. Mehrere Regenwurmgänge sind gut zu erkennen. In einem Gang hat ein Wurm einen Strohhalm eine Handbreit tief in den Boden gezogen. Die Probe riecht frisch, angenehm würzig nach Pilzen. „Bilderbuchboden“, sagt Johann Höfler sichtbar stolz.

Auf der stark abschüssigen Feldfläche versuchen sich die Höflers an der Königdisziplin der bodenschonenden Bearbeitungsmethoden, der Direktsaat. Die Reste der vorausgegangenen Kultur, in diesem Fall ein Gemisch aus Roggen, Wicken, Inkarnatklee und Raps, werden lediglich umgewalzt und liegengelassen. Mit einer speziellen Sämaschine ritzt der Landwirt dann die Oberfläche nur an und sät direkt in den dünnen Spalt. Der Mais, der sich Anfang Juli aus dem Strohteppich schiebt, ist für die Jahreszeit und trotz des guten Bodens noch etwas kümmerlich. „Wir hatten eine längere Schlechtwetterphase mit viel Starkregen, aber der Mais holt schon noch auf“, erklärt Bauer Höfler zuversichtlich. „Als es an einem Tag heftig schüttete, schoss das Wasser unten am Hang aus dem Acker“, erzählt Johann Höfler. „Beim Nachbarn war das eine braune Brühe, bei uns glasklar.“ Das ist aus seiner Sicht ein entscheidender Vorteil des Humusaufbaus: „Er hält den Boden zusammen.“