The Solution to the Climate Crisis begins in Rothneusiedl

Climate Gardening With Terra Preta

As part of the JPI Urban Europe project “TRUSTMAKING”, young people provide forward-looking impulses for urban development in the south of Vienna by applying an old cultural technique. Local material and immaterial resources play a role as well as the approach of climate gardening, which not only yields good harvests, but also binds greenhouse gasses such as carbon.

„Terra Preta“ is Portuguese and refers to a deep black and fertile soil. Such soil is found in large quantities in the Amazon region of South America, even though the soil there is considered nutrient-poor. For years, they believed that forests could grow in the Amazon, but that agriculture was not possible.

The solution to this problem: The indigenous people of the Amazon produced Terra Preta themselves to increase soil fertility and to provide themselves with food. How did they do it? They knew how to use resources intelligently so that nothing was wasted. Charcoal and plant carbon played an important role in this.

Between fruit-bearing trees they laid out their fields and forest gardens. The combination of forestry and agriculture is still a common farming system among indigenous people today and was also common in our latitudes. Waste-wood and plant residues were used to make charcoal. During the industrialization of agriculture, this production system disappeared. A pile of charcoal mixed with daily waste materials, e.g. from the kitchen, could possibly have been the “recipe” for the accidental formation of a “Terra Preta substrate”. The quality of the otherwise nutrient-poor jungle soil could thus be significantly improved by building up organic matter or humus and binding nutrients.

With Terra Preta soils, the indigenous people of the Amazon achieved secure harvests, which eventually led to the rise of cities and entire cultures. But what does this ancient cultural technique mean for us today? How can it help us address the climate crisis and help make our cities future-proof?

The key to this is the charcoal. This is created by charring tree- and green-cuttings. Some of the plant residues are therefore not metabolized into CO2 during decomposition, but become stable, non-degradable, porous charcoal and can be added to the soil. Carbon is thus sequestered, made available to plants, and thus leads to exceptionally good harvests while simultaneously reducing climate-warming greenhouse gases. A win-win situation.At the Zukunftshof in Rothneusiedl, treecycle – urban eco-solutions together with forschen planen bauen – Thomas Romm ZT set themselves the task of using this old cultural technique for new areas of application in the city in the context of climate change. Understanding the city as an ecosystem means thinking in cycles. This is essential in the production of Terra Preta substrates.

The Circular City as a Climate Garden

The development area “Kurbadstraße” is located in the very neighborhood to Zukunftshof Rothneusiedl. Here, the construction of 750 apartments is planned. This makes cutting the trees currently standing on the site unavoidable. But it is precisely this green waste that can become a climate protection agent and nutrient store when turned into charcoal for Terra Preta. Let’s imagine that the raised beds on the roofs of the future apartments in Kurbadstraße will be filled with Terra Preta, making an important contribution to climate neutrality, and incidentally supplying the new district with local vegetables all year round.

We accept the challenge and first take up the spades. In Rothneusiedl, we are exploring the potential of Terra Preta substrate together with young people as part of an Urban Living Lab. Charcoal is relatively easy to produce. For example, biomass from tree cuttings or plant residues can be piled up in small, cone-shaped holes in the ground – so-called Kon Tikis – set alight , charred while depriving oxygen and extinguished. This process is called pyrolysis. Learning together by doing is not just about experimenting, but in particular about strengthening confidence in one’s own self-efficacy in solving the climate crisis.

The beneficial properties of vegetable carbon

One kilogram of plant carbon absorbs a multiple of CO2 (see Lehmann et al. 2006). Instead of being released into the atmosphere, the carbon is stored in the soil and cannot contribute to global climate heating. Therefore, increasing carbon content through Terra Preta on all agricultural soils is listed by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) as one of the technologies to remove CO₂ from the atmosphere (see BMLFRW 2022). Some sources even project that the application of Terra Preta to all agricultural soils worldwide could reduce atmospheric CO2 concentrations to pre-industrial levels. While these assumptions are only theoretical and perhaps overly euphoric, they demonstrate the massive potential of this cultural technique in addressing the climate crisis.
Terra Preta substrates can also be used to increase humus content in the soil: The potential when using Terra Preta is up to 15% humus content in the soil (see Scheub et al. 2013) – conventionally farmed arable land in Austria has an average humus content of 2.5 – 4% (see Dersch et al. 2013). Food sovereignty or alternative energy supply when using pyrolysis waste heat are only two of the “side effects” of Terra Preta production.

Moving from small to large 

We are standing on the field adjacent to the Zukunftshof on the outskirts of Vienna, the Terra Preta substrate in our hands, with a view of the wide field and the knowledge that a new urban district will be created here in the future. The young people are anticipating a piece of urban development here, mixing the black soil with the field soil and planting a fruit tree on the field edge. Young people are proving that even small steps can make a difference if you join forces with others. After all, something as banal as making black soil has real impact when it comes to the climate crisis. Moving from the small to the big. Nowhere is this connection more evident than in Rothneusiedl.

Sources

Dersch, G.; Spiegel, H.; Hösch, J.; Haslmayr, H.P.; Baumgarten, A.; Scheriau, S.; Hölzl, F. und Recheis-Kienesberger, J. (2013): Humusgehalt, Säuregrad und pflanzenverfügbare Phosphor- und Kaliumgehalte auf Acker- und Grünland in Oberösterreich. AGES – Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit, Wien.
Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft (2022): Humus in Diskussion. Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft, Wien.
Lehmann, J.; Gaunt, J; Rondon, M. (2006): Bio-Char Sequestration. In: Terrestrial Ecosystems – A Review. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change 11: 403–427.
Scheub, U.; Pieplow, H.; Schmidt, H.P. (2013): Terra Preta – Die schwarze Revolution aus dem Regenwald. Oekom Verlag, München.

Klimagärtnern Mit Terra Preta

Im Rahmen des JPI Urban Europe Projekts „TRUSTMAKING“ liefern Jugendliche durch die Anwendung einer alten Kulturtechnik zukunftsweisende Impulse für die Stadtentwicklung im Süden Wiens. Lokale materielle und immaterielle Ressourcen spielen dabei ebenso eine Rolle wie der Ansatz des Klimagärtnerns, wodurch nicht nur gute Ernten eingefahren, sondern auch Treibhausgase wie Kohlenstoff gebunden werden.

„Terra Preta“ ist portugiesisch und bezeichnet eine tiefschwarze und fruchtbare Erde. Solche findet man in großen Mengen im Amazonasgebiet in Südamerika und das, obwohl die Böden dort als karg und nährstoffarm gelten. Das stellte Forscher:innen vor ein Rätsel: Jahrelang haben sie geglaubt, dass im Amazonas zwar Wald wachsen, aber keine Landwirtschaft betrieben werden kann.
Die Lösung des Rätsels: Die Ureinwohner*innen des Amazonas stellten Terra Preta selbst her, um die Bodenfruchtbarkeit zu erhöhen und sich mit Nahrungsmittel zu versorgen. Wie haben sie das gemacht? Sie verstanden es Ressourcen intelligent zu nutzen, sodass nichts vergeudet wurde, denn die Natur kennt keine Abfälle. Dabei spielte Holz- und Pflanzenkohle eine wichtige Rolle.

Zwischen fruchttragenden Bäumen legten sie ihre Felder und Waldgärten an. Die Kombination von Wald- und Landwirtschaft ist bei indigenen Völkern bis heute noch ein verbreitetes Bewirtschaftungssystem und war auch in unseren Breitengraden üblich. Restholz und Pflanzenreste wurden für die Herstellung von Holzkohle verwendet. Im Zuge der Industrialisierung der Landwirtschaft ist dieses Produktionssystem in Vergessenheit geraten. Ein Haufen Holzkohle gemischt mit täglich anfallenden Abfallstoffen z.B. aus der Küche könnte eventuell das „Rezept“ für die zufällige Herstellung von Terra Preta gewesen sein. Die Qualität des ansonsten nährstoffarmen Urwaldbodens konnte so durch den Aufbau organischer Masse bzw. Humus und das Binden von Nährstoffen deutlich verbessert werden.

Mit Terra Preta Böden haben die Ureinwohner*innen des Amazonas sichere Ernten erzielt, was schließlich zum Aufbau von Städten und ganzen Kulturen führte. Doch was bedeutet diese alte Kulturtechnik für uns heute? Wie kann sie uns bei der Bewältigung der Klimakrise helfen und dazu beitragen unsere Städte zukunftsfähig zu machen?

A Burning Ring of Pflanzenreste.

Der Schlüssel dazu ist die Holzkohle. Diese entsteht durch Verkohlen von Baum- und Grünschnitt. Ein Teil der pflanzlichen Reststoffe verwandelt sich also nicht bei der Verrottung in CO2, sondern wird stabile, schwer abbaubare, porenreiche Pflanzenkohle und kann dem Boden beigemengt werden. Kohlenstoff wird also gebunden, pflanzenverfügbar gemacht und führt so bei gleichzeitiger Senkung von klimaerwärmenden Treibhausgasen zu ausgesprochen guten Ernten. Eine Win-Win Situation.

Beim Zukunftshof in Rothneusiedl stellen sich treecycle – urban eco-solutions mit forschen planen bauen – Thomas Romm ZT die Aufgabe diese alte Kulturtechnik für neue Anwendungsgebiete in der Stadt im Klimawandel zu Nutze zu machen. Die Stadt als Ökosystem zu verstehen, heißt in Kreisläufen zu denken. Das ist bei der Herstellung von Terra Preta Substraten essenziell.

Die Stadt als Kreislauf und Klimagarten

In direkter Nachbarschaft zum Zukunftshof befindet sich das Entwicklungsgebiet Kurbadstraße, auf dem die Errichtung von 750 Wohnungen geplant ist. Das macht die Rodung der derzeit auf dem Gelände stehenden Bäume unvermeidbar. Doch gerade dieser Grünschnitt kann als Pflanzenkohle für Terra Preta zum Klimaschutzagenten und Nährstoffspeicher werden. Stellen wir uns vor, die Hochbeete auf den Dächern der künftigen Wohnungen in der Kurbadstraße werden mit Terra Preta befüllt und liefern einen wichtigen Beitrag zur Klimaneutralität und versorgen nebenbei den neuen Stadtteil ganzjährig mit lokalem Gemüse.

Wir nehmen die Herausforderung an und erst einmal die Spaten in die Hand. In Rothneusiedl erforschen wir gemeinsam mit Jugendlichen das Potenzial von Terra Preta Substrat im Rahmen eines Urban Living Labs. Holzkohle lässt sich relativ einfach herstellen. So kann etwa in kleinen, kegelförmigen Erdlöchern – sogenannte Kon Tikis – Biomasse aus Baumschnitt oder Pflanzenresten aufgeschichtet werden, angezündet, und unter Entzug von Sauerstoff verkohlt und abgelöscht werden. Diesen Vorgang nennt man Pyrolyse. Beim gemeinsamen Lernen im Tun geht es nicht nur ums Experiment, sondern insbesondere um die Stärkung von Vertrauen in die eigene Selbstwirksamkeit bei der Lösung der Klimakrise.

Die vorteilhaften Eigenschaften der Pflanzenkohle

Ein Kilogramm Pflanzenkohle speichert ein Vielfaches an CO2 (vgl. Lehmann et al. 2006). Anstatt in die Atmosphäre zu gelangen, ist der Kohlenstoff langfristig im Boden eingelagert und kann nicht zur globalen Klimaerhitzung beitragen. Daher wird die Erhöhung des Kohlenstoffgehalts durch Terra Preta auf allen landwirtschaftlichen Böden vom Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) als eine der Technologien zur langfristigen Entfernung von CO₂ aus der Atmosphäre gelistet (vgl. BMLFRW 2022). Einige Quellen rechnen sogar vor, dass die Anwendung von Terra Preta auf allen landwirtschaftlichen Böden weltweit die atmosphärische CO2-Konzentration auf vorindustrielles Niveau senken könnte. Auch wenn diese Annahmen nur theoretisch und vielleicht zu euphorisch sind, zeigen sie doch das massive Potenzial dieser Kulturtechnik bei der Bewältigung der Klimakrise.

Terra Preta Substrate können außerdem zum Humusaufbau im Boden eingesetzt werden: Das Potenzial bei einer Verwendung von Terra Preta beträgt bis zu 15% Humusgehalt im Boden (vgl. Scheub et al. 2013) – konventionell bewirtschaftetes Ackerland hat hierzulande einen durchschnittlichen Humusgehalt von 2,5 – 4 Prozent (vgl. Dersch et al. 2013). Ernährungssouveränität oder alternative Energieversorgung bei der Nutzung der Pyrolyse-Abwärme sind nur zwei der „Nebeneffekte“ der Terra Preta Herstellung.

Vom Kleinen ins Große kommen

Wir stehen am Acker angrenzend an den Zukunftshof am Stadtrand von Wien, das Terra Preta Substrat in Händen, mit Blick ins weite Feld und dem Wissen, dass hier zukünftig ein neuer Stadtteil entsteht. Die Jugendlichen nehmen hier ein Stück Stadtentwicklung vorweg und mischen die schwarze Erde dem Ackerboden bei und setzen einen Obstbaum am Feldrain. Jugendliche setzen mehr als ein Zeichen und beweisen, dass selbst kleine Schritte etwas verändern können, wenn man sich mit anderen zusammentut. Denn etwas so Banales wie das Herstellen von schwarzer Erde hat in Bezug auf die Klimakrise durchaus Wirkmächtigkeit. Vom Kleinen ins Große kommen. Nirgendwo wird dieser Zusammenhang so deutlich wie in Rothneusiedl.

Quellen

Dersch, G.; Spiegel, H.; Hösch, J.; Haslmayr, H.P.; Baumgarten, A.; Scheriau, S.; Hölzl, F. und Recheis-Kienesberger, J. (2013): Humusgehalt, Säuregrad und pflanzenverfügbare Phosphor- und Kaliumgehalte auf Acker- und Grünland in Oberösterreich. AGES – Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit, Wien.

Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft (2022): Humus in Diskussion. Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft, Wien.

Lehmann, J.; Gaunt, J; Rondon, M. (2006): Bio-Char Sequestration. In: Terrestrial Ecosystems – A Review. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change 11: 403–427.

Scheub, U.; Pieplow, H.; Schmidt, H.P. (2013): Terra Preta – Die schwarze Revolution aus dem Regenwald. Oekom Verlag, München.