Auswirkung der Art der landwirtschaftlichen Praxis auf die Boden-Kohlenstoffbindung und den Ertrag einiger Kulturen

Warum unsere Anbaumethoden die Luft, die wir atmen, beeinflussen

Der größte Teil des auf dem Land gespeicherten Kohlenstoffs liegt unter unseren Füßen, eingelagert im Boden. Dieses unterirdische Reservoir spielt eine stille, aber wichtige Rolle für den Klimawandel und die Ernährung der Welt. Diese Studie stellt eine einfache, aber weitreichende Frage: Kann eine Veränderung der Anbaumethoden – von konventionellen, chemieintensiven Verfahren hin zu ökologischen oder biodynamischen Ansätzen – dazu beitragen, dass Böden mehr Kohlenstoff speichern, Wasser effizienter nutzen und trotzdem gute Erträge und Einkommen für Landwirtinnen und Landwirte liefern?

Drei Wege, denselben Betrieb zu führen

Die Forschenden arbeiteten fünf Jahre lang auf einem sandigen Betrieb in Ägypten und bauten vier vertraute Kulturen an: Mais, Tomate, Ackerbohne und Kartoffel. Sie teilten das Land in 27 Parzellen und bewirtschafteten diese mit drei unterschiedlichen Systemen. Die konventionellen Parzellen erhielten Mineraldünger und synthetische Pestizide. In den ökologischen Parzellen kamen Kompost, Komposttee, Biogasgülle, natürliche Gesteinsmehle und biologische Pflanzenschutzmaßnahmen zum Einsatz, ohne synthetische Chemikalien. In den biodynamischen Parzellen wurden dieselben organischen Eingaben verwendet, zusätzlich spezielle biodynamische Präparate, darunter kleine Dosen Hornmist und Silikasprays. Indem sie die Kulturen, das Klima und die Bewässerung konstant hielten, konnten sie gezielt untersuchen, wie sich der Bewirtschaftungsstil selbst auf Boden, Wasserverbrauch, Erträge und Wirtschaftlichkeit auswirkte.

Was mit dem Boden passierte

Über die fünf Jahre wurden die Böden unter ökologischer und biodynamischer Bewirtschaftung sowohl physikalisch als auch chemisch gesünder als unter konventioneller Landwirtschaft. Die Rohdichte – ein Maß dafür, wie kompakt und schwer der Boden ist – nahm in allen Systemen ab, sank jedoch am stärksten unter biodynamischer Bewirtschaftung, wodurch der Boden lockerer und besser belüftet wurde. Die Wasserspeicherkapazität stieg in allen Systemen, wuchs jedoch schneller und stärker in den ökologischen und biodynamischen Parzellen, was bedeutet, dass der Boden zwischen den Bewässerungen mehr Feuchtigkeit halten konnte. Chemisch gesehen führte die konventionelle Düngung tendenziell zu einem leicht höheren pH-Wert und zu den höchsten Werten der elektrischen Leitfähigkeit (ein Marker, der mit Versalzung in Verbindung gebracht wird). Im Gegensatz dazu steigerten ökologische und biodynamische Systeme die organische Substanz und den organischen Kohlenstoff im Boden sowie wichtige Nährstoffe wie Stickstoff, Phosphor und Kalium, und das ohne denselben Anstieg der Versalzung.

Wasser, Erträge und Effizienz

Der Bewässerungswasserverbrauch erzählte eine interessante Geschichte. Über alle vier Kulturen hinweg verbrauchten die konventionellen Parzellen konstant am meisten Wasser, während ökologische und biodynamische Parzellen deutlich weniger nutzten. Die Einsparungen bei Wasser in diesen alternativen Systemen lagen je nach Kultur bei etwa 16–26 %. Die Erträge zeigten ein nuanciertes Bild. Zu Beginn des Experiments erzielten die konventionellen Parzellen in der Regel höhere Erträge, was dem schnellen Schub durch Mineraldünger zuzuschreiben ist. Als sich jedoch die Bodenbedingungen im Laufe der Zeit verbesserten, stiegen die Erträge in allen Systemen und die Lücke wurde kleiner. Im fünften Jahr hatten sich die Erträge von Mais, Tomate, Ackerbohne und Kartoffel unter ökologischer und biodynamischer Bewirtschaftung deutlich verbessert, und die Wasser­nutzungs­effizienz – Kilogramm Ertrag pro Kubikmeter Wasser – war in diesen Systemen höher als in den konventionellen Parzellen.

Kohlenstoff speichern und Emissionen senken

Da organischer Bodenkohlenstoff größtenteils aus pflanzlichem Material besteht, verfolgte das Team, wie viel zusätzlicher Kohlenstoff in den jeweiligen Systemen gebunden wurde. Ökologische und biodynamische Parzellen speicherten deutlich mehr Kohlenstoff im Boden als konventionelle Parzellen, besonders ab dem dritten Jahr. Diese zusätzliche Speicherung führte zu größeren Reduktionen bei den CO2-Emissionen, wenn man sie in Klimatermen ausdrückt. Über die fünf Jahre hinweg war die Menge an effektiv aus der Atmosphäre entzogenem CO2 in den ökologischen und biodynamischen Systemen deutlich größer und machte diese Felder zu stärkeren Verbündeten im Klimaschutz. Als die Forschenden diese Gewinne in Marktwerte für Kohlenstoff umrechneten, war der finanzielle „Kohlenstoffgewinn“ für das biodynamische System am höchsten.

Gewinne durch gesünderen Boden

Landwirtschaftliche Entscheidungen hängen schließlich sowohl von Geld als auch von Umweltüberlegungen ab, daher erfasste die Studie sorgfältig alle Kosten und Erträge. Die Gesamtkosten umfassten Dünger, Saatgut, Arbeit, Energie, Bewässerung und Pflanzenschutz. Trotz teilweise höherer Inputkosten für biologische Produkte profitierten ökologische und biodynamische Systeme von verbessertem Boden, besserer Wasser­nutzung und – wichtig – einem soliden Marktwert für ihre Erzeugnisse. Nach fünf Jahren erzielte die ökologische Landwirtschaft den höchsten Nettogewinn für alle vier Kulturen, obwohl im Vergleich die Verkaufspreise über die Systeme hinweg gleichgesetzt wurden. Die biodynamische Bewirtschaftung brachte gleichzeitig das höchste Einkommen aus Kohlenstoffbindung. Zusammen deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die Abkehr von konventionellen Methoden kein finanzieller Verzicht sein muss; unter den richtigen Bedingungen kann sie sowohl Klimavorteile als auch stärkere Einkommen für Betriebe bringen.

Was das für alltägliche Ernährung und Klima bedeutet

Für Nicht-Fachleute ist die Botschaft klar: Wie Nahrung angebaut wird, kann den Boden von einer Kohlenstoffquelle in eine Kohlenstoffsenke verwandeln, gleichzeitig Wasser sparen und landwirtschaftliche Betriebe rentabel halten. Auf diesem ägyptischen Betrieb bauten ökologische und biodynamische Praktiken nach und nach reichere, schwammigere Böden auf, die mehr Kohlenstoff speicherten und weniger Bewässerung benötigten, dabei jedoch wettbewerbsfähige Erträge und höhere langfristige Gewinne lieferten. Wenn solche Ansätze skaliert und an lokale Bedingungen weltweit angepasst werden, könnten sie dazu beitragen, die Nahrungsmittelversorgung zu sichern, die Existenz von Landwirtinnen und Landwirten zu unterstützen und mehr klimawirksamen Kohlenstoff dauerhaft im Boden zu binden.

Zitation: Khater, ES., Bahnasawy, A., Hamouda, R. et al. Effect of type of farming practices on the soil carbon sequestration and yield of some crops. Sci Rep 16, 4368 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35230-0

Schlüsselwörter: Boden-Kohlenstoff, ökologische Landwirtschaft, biodynamische Landwirtschaft, Wasser­nutzungs­effizienz, klimafreundliche Landwirtschaft