Würden Silikate in großem Maßstab als Dünger eingesetzt, könnte die Landwirtschaft ihre Klimaschutzziele erreichen und die Bodenerosion verlangsamt werden. Diesen Vorschlag machte ein internationales Forscherteam in der Fachzeitschrift "Nature Plants" unter Beteiligung des Potsdamer Instituts für Klimafolgenforschung. Offen sind aber die ökologischen Konsequenzen einer globalen Anwendung.

Das Taurusgebirge ist reich an Basaltvorkommen.
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Das Taurusgebirge ist reich an Basaltvorkommen.

Silikat kommt in Form von Basalt weltweit als Vulkangestein vor. Basalt verwittert relativ schnell und setzt dabei Phosphor, Kalium, Calcium, Magnesium und Eisen frei – wertvolle Nährstoffe fürs Pflanzenwachstum. Trifft leicht saurer Regen auf Basalt, reagiert das Gestein. Kohlenstoff aus dem Regen wird im Boden gespeichert. Würden allein auf den US-amerikanischen Mais- und Sojafeldern je Hektar zwischen 10 und 50 t Basalt ausgebracht, sänken die globalen Emissionen der Landwirtschaft um bis zu 13 Prozent – 1,1 Mrd. t CO2-Äquivalente, berechnen die Forscher. Am Ende würde der Kohlenstoff in stabiler, anorganischer Form aus dem Boden ausgewaschen und für mindestens 100.000 Jahren in den Meeren gebunden, glauben die Forscher.

Ökonomische Vorteile für Landwirte

Für die Landwirte könnte die Düngung mit Silikat aus drei Gründen wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll sein. Verwitternder Basalt erneuert den Nährstoffgehalt der Böden und wirkt der Übersäuerung entgegen, die von Düngern wie Ammonium, Schwefel oder Harnstoff verursacht werden. Basalt erhöht auch indirekt die Menge organischen Kohlenstoffs im Boden, fördert die Bildung von Bodenaggregaten und erzeugt einen physikalischen Schutz für sich zersetzende Biomasse – kurzum: Basalt beschleunigt die Bodenbildung und erhält dessen Produktivität. Der zweite positive Aspekt beim Einsatz von Basaltdünger ist der gesteigerte Ertrag. Zwar gibt es bislang wenig Forschung dazu, aber die wenigen bekannten Beispiele sind vielversprechend: So hat ein Basalteintrag von mindestens 20 t/ha die Ernte von Zuckerrohr für fünf Ernten in Folge um bis zu 30 Prozent verbessert. In einer anderen Studie zeigte sich nach der Düngung mit Silikatschlacke noch drei bis vier Jahre nach der letzten Anwendung ein positiver Effekt auf den Ertrag von Zuckerrohr, Mais und Reis.

Der dritte Vorteil von Basaltgaben ist ein besserer Schutz vor Krankheiten und Schadinsekten. Verwitternder Basalt bildet im Boden Kieselsäure, die von den Pflanzen aufgenommen wird. Diese erhöht die Härte der Stängel und der Zellwände in Blättern und Wurzeln. Die Pflanze erleidet weniger Läsionen und bietet so weniger Angriffspunkte. Gleichzeitig aktiviert die Kieselsäure indirekt bestimmte Bereiche des pflanzlichen Immunsystems.

Neun Milliarden Tonnen Basalt pro Jahr

Damit ein klimarelevanter Effekt entstehen kann, müsste die Silikatdüngung großflächig angewendet werden. 800 Mio. ha Ackerfläche weist die Welternährungsorganisation weltweit als besonders produktiv aus. Für einen flächendeckenden Einsatz auf diesen Böden würden jährlich mindestens 9 Mrd. t Basalt benötigt. Die Studie empfiehlt daher, zunächst in Regionen mit großen Anbauflächen und hoher Produktivität zu beginnen, wo die Wirtschaftlichkeit am höchsten wäre: USA, China, Indien, Russland, aber auch Frankreich und Deutschland.

Ökologische Folgen noch zu erforschen

Wie bei allen Maßnahmen, die derzeit zur Verzögerung des Klimawandels erwogen werden, sind auch hier viele ökologische Fragen noch ungeklärt. Der Basaltabbau beeinträchtigt sowohl die Abbauregionen als auch die gesamte CO2-Bilanz. Und nach der Düngung werden Silikate und infolge der Verwitterung weitere Stoffe ausgewaschen und letztlich in den Meeren angereichert. Sie könnten dort große Mengen an zusätzlichen Sedimenten bilden und den pH-Wert der Meere beeinflussen. Die Wissenschaftler fordern daher, die Methode der Silikatdüngung zunächst intensiv in Feldversuchen zu erproben. Dabei müsse das Potenzial zur CO2-Bindung weiter erforscht und die sozialen und ökologischen Fragen beantwortet werden.

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