Ithaka Institut

Jahresbericht 2017

Das Jahr 2017 war insbesondere durch eine Vielzahl wissenschaftlicher Publikation geprägt, welche insbesondere auf den Resultaten von Projekten der beiden Vorjahre beruhen. Zudem wurden mit Empyrion, BUNCH2SCALE und BioCAP drei umfangreiche Projekte im Bereich Nährstoffrezyklierung, Ernährungssicherheit und Klimaschutz begonnen. Die Waldgartenprojekte in Nepal wurden fortgesetzt, in Cuba wurden organische Pflanzenkohle basierte Dünger eingeführt, und in Andalusien ein Pilotweinberg für Qualitätsweinbau im Klimawandel angelegt.

Klimafarming & Biochar

  1. BioCAP: In dem vom deutschen BMBF geförderten Projekt BioCAP (Globales Biomasse-CCS zur Erreichung des 1.5°-Ziels: Analyse von Potenzialen, Nebenwirkungen und Synergieeffekten für atmosphärischen C-Entzug und C-Sequestrierung durch Biomasse-Karbonisierung) arbeitet Ithaka gemeinsam mit dem Potsdam Instituts für Klimafolgenforschung und der Hochschule Geisenheim University. In der ersten, bis Oktober währenden Projektphase wurde berechnet, wie groß die Fläche wäre, die benötigt würde, um so viel Biomasse anzubauen, dass mittels PyCCS (pyrogenic carbon capture and storage) genügend CO2 aus der Atmosphäre entzogen und im Boden sequestriert werden könnte, um den Klimawandel auf 1,5°C zu begrenzen.     
  2. Ebenfalls im Rahmen von BioCAP wurde eine Datenbank erstellt, um das Potential verschiedenster Landwirtschaftssyteme zur Akkumulierung von Kohlenstoff zu berechnen. Die Datenbank wird Mitte 2018 auf den Webseiten des Ithaka Instituts als Open Access frei zugänglich gemacht.
  3. Empyrion:   Gemeinsam mit dem schweizerischen Agroscope und der ebenfalls schweizerischen EAWAG wird in diesem vom Bundesamt für Umwelt geförderten Projekt untersucht, inwiefern und aus welchen lokalen Biomassereststoffen Aktivkohlen hergestellt werden können, die sich für die Abwasserreinigung der vierten Klärstufe eignen. In diesem Rahmen wurden an der von Ithaka konzipierten Pyreka-Technikumsanlage (http://www.ithaka-institut.org/de/ct/96) über 100 Aktivkohlen hergestellt und getestet. Im Ithaka Journal wurde dazu ein erster Übersichtsartikel verfasst: http://www.ithaka-journal.net/aktivkohlen-eine-saubere-sache    
  4. Waldgärten und Carbon Farming in Ratanpur, Nepal: Nach dem Ende des ADB geförderten Pflanzenkohle-Projektes bleibt Ithaka weiter in Nepal präsent. So hat das 2016 gegründete Ithaka Institut Nepal seine Arbeit aufgenommen. Dank des vom britischen Department for International Development finanzierten Adaptation at Scale Preise konnte das Waldgartenprojekts in Ratanpur auf die Umgebung von Bandipur ausweitet werden. 2016 wurden so weitere knapp 25.000 Mischbäumne gepflanzt. Dank weiterer Spenden der Freunde Ithakas und einer größeren Spende durch die Schöck Familienstiftung konnten in zwölf weiteren Dörfern Baumschulen eingerichtet werden. Es wurden weitere Vorbereitungen getroffen, um die Produkte aus den Waldgärten ab 2017 wertschöpfend zu verarbeiten und auf den lokalen wie internationalen Märkten einzuführen. 2016 wurden die ersten CO2-Abos für die Waldgärten in Nepal verkauft. Ein ausführlicher Artikel über das Konzept und Projekt wurde hier veröffentlicht: https://www.biochar-journal.org/en/ct/88
  5. Biochar-Urine Nutrient Cycling for Health (BUNCH), Bangladesh: Das von LANSA (http://lansasouthasia.org/blog/urine-biochar-fertilizer-would-bangladeshi-farmers-accept-it) finanzierte Projekt konnte 2017 erfolgreich abgeschlossen werden. Es fand durch das vom holländischen ARF (http://knowledge4food.net/research-project/bangladesh-bunch2scale/) nahtlose Fortsetzung. Es geht in dem Folgeprojekt nun darum, die erfolgreich entwickelte und erprobte Methode in 80 Dörfern mit über 500 Bauernfamilien zu etablieren. Dazu wurden 2017 bereits 465 Felder einmal mit Urin-Pflanzenkohle und zum Vergleich ohne das Wurzelsubstrat gedüngt. Hauptziel ist es weiterhin, den Bauern in der Region zu helfen, durch Förderung der Bodenfruchtbarkeit für eine höhere Nahrungsvielfalt insbesondere bei Frauen und Kindern zu sorgen.
  6. Pflanzenkohle basierte Düngung: Neben den Feldversuchen in Nepal und Bangladesh wurden auch in Europa sowie im Dezember auch auf Cuba zahlreiche Feld- und Topfversuche durchgeführt bzw. koordiniert. Dank dieser Versuchsarbeit konnte die Methode der Pflanzenkohle basierten organischen Düngung weiterentwickelt und optimiert werden. Mehrere Veröffentlichungen und Vorträge haben diese Erkenntnisse öffentlich zugänglich gemacht (http://www.ithaka-institut.org/de/publikationen).
  7. European Biochar Certificate (EBC): Unter Führung des Ithaka Instituts werden die Richtlinien für die nachhaltige Produktion und landwirtschaftliche Verwendung von Pflanzenkohle kontinuierlich weiterentwickelt. Das von der schweizerischen Firma q.inspecta durchgeführte Kontrollprogramm ist europaweit etabliert. 2017 wurden abermals zehn industrielle Pflanzenkohleproduzenten zertifiziert. Das EBC Zertifizierungssystem gilt neben dem der IBI als internationaler Standard und wird entsprechend in der Fachliteratur zitiert. (www.european-biochar.org)
  8. Beratung: Ithaka hat wieder eine Reihe von innovativen Firmen bei der Umsetzung oder Planung ihrer Klimastrategie geholfen, darunter ein Autozulieferer, ein internationaler Teppichhersteller, ein europäischer Obstgroßhändler und die Stadtwerke von Stockholm.

 

Ökologischer Weinbau

  1. Humusaufbau: Die Versuche zum Humusaufbau mittels Gründüngung, Pflanzenkohle, Pflanzenkohle-Komposten und Mulching (Rolojack) wurden fortgesetzt. Es wurden die Auswirkungen der Substrate auf die biologische Bodenaktivität, physikalische Bodenqualität, Nährstoffdynamik des Bodens, Aufbau von organischer Materie, Interaktion mit der Gründdüngung, Schadstoffimmobilisierung, Wasserdynamik, Nährstoffaufnahme der Rebe, Fruchtbarkeit, Krankheitsresistenz und Traubenqualität untersucht.
  2. Weinbau im Klimawandel: Im extremen Klima Südandalusiens (Mijas, Provinz Malaga) wurde ein 3 ha großer Weinberg in Biodiversität als Model und Forschungsobjekt für Qualitätsweinbau in Zeiten des Klimawandels angelegt. Zahlreiche neue ökologische Strategien wie Vetiverbegrünung, unterirdische Bewässerung mit Fermenten und Pflanzenkohle, strategische Beschattung, Wasserrückhaltung, hoher Biodiversität und natürlich rein organischer Düngung und Pflanzenschutz wurden hierbei angewandt. Die erste kleine Vorernte wird im Herbst 2017 erwartet.  

 

Publizistik, Vorträge, Führungen, weitere Aktionen

  1. Fachartikel: In verschiedenen internationalen Fachzeitschriften wurden Artikel über die Ergebnisse unserer Arbeit veröffentlicht. Neun peer-reviewed Artikel wurden veröffentlicht, fünf davon als Hauptautor (Nikolas Hagemann und Hans-Peter Schmidt). Weitere Artikel wurden eingereicht und werden 2018 veröffentlicht. Siehe Publikationsliste unten.
  2. Ithaka-Journal und the Biochar Journal: Neben dem seit 2009 veröffentlichten Ithaka Journal wird seit 2014 das englischsprachige the Biochar Journal (tBJ) vom Ithaka Institut herausgegeben. Im tBJ wurden 2016 - neben zahlreichen Blogartikeln - drei und im Ithaka Journal vier Themenartikel publiziert.
  3. Vorträge: Mitarbeiter des Ithaka-Institutes haben 2017 rund 10 Fachvorträge in Schweiz, Österreich, Schweden, Deutschland, Nepal, USA, Cuba und Bangladesch gehalten (u.a.: http://www.ithaka-institut.org/de/vortraege).
  4. EBC: HP Schmidt ist Chair der European Biochar Foundation.

 

Wissenschaftliche Publikationen 2017

  1. Schmidt HP, Pandit BH, Cornelissen G, Kammann CI. 2017. Biochar-Based Fertilization with Liquid Nutrient Enrichment: 21 Field Trials Covering 13 Crop Species in Nepal. Land Degradation & Development. DOI: 10.1002/ldr.2761
  2. Conte P, Schmidt H. 2017. Soil – Water Interactions Unveiled by Fast Field Cycling NMR Relaxometry. 6: 1–12. DOI: 10.1002/9780470034590.emrstm1535
  3. Hagemann N, Joseph S, Schmidt HP, Kammann CI, Harter J, Borch T, Young RB, Varga K, Taherymoosavi S, Elliott KW, Albu M, Mayrhofer C, Obst M, Conte P, Dieguez- A, Orsetti S, Subdiaga E, Behrens S, Kappler A, Nutrition P, Sciences C. 2017. Organic coating on biochar explains its nutrient retention and stimulation of soil fertility. Nature communications, 8, doi:10.1038/s41467-017-01123-0
  4. Hagemann N, Kammann CI, Schmidt H-P, Kappler A, Behrens S. 2017. Nitrate capture and slow release in biochar amended compost and soil. PLOS ONE 12: e0171214. DOI: 10.1371/journal.pone.0171214
  5. Kammann C, Ippolito J, Hagemann N, Borchard M, Cayuela J, Estavillo T, Fuertes-Mendizabal T, Jeffery S, Kern J, Novak J, Rasse D, Saarnio S, Schmidt H, Spokas K, Wrage-Mönnig N. 2017. Biochar as a tool to reduce the agricultural greenhouse-gas burden - knowns, unknowns and future research needs. Journal of Environmental Engineering and Landscape Management 25. DOI: 10.3846/16486897.2017.1319375
  6. Meyer S, Genesio L, Vogel I, Schmidt H-P, Soja G, Someus E, Shackley S, Verheijen FGA, Glaser B. 2017. Biochar standardization and legislation harmonization. Journal of Environmental Engineering and Landscape Management 6897: 1–17. DOI: 10.3846/16486897.2016.1254640
  7. Pandit NR, Mulder J, Hale SE, Schmidt HP, Cornelissen G, 2017. Biochar from Kon Tiki flame curtain and other kilns: Effects of nutrient enrichment and kiln type on crop yield and soil chemistry. PLOS ONE 12: e0176378. DOI: 10.1371/journal.pone.0176378
  8. Smebye AB, Sparrevik M, Schmidt HP, Cornelissen G. 2017. Life-cycle assessment of biochar production systems in tropical rural areas: Comparing flame curtain kilns to other production methods. Biomass and Bioenergy 101: 35–43. DOI:10.1016/j.biombioe.2017.04.001
  9. Hilber, I.; Mayer, P.; Gouliarmou, V.; Hale, S. E.; Cornelissen, G.; Schmidt, H.-P.; Bucheli, T. D. Bioavailability and bioaccessibility of polycyclic aromatic hydrocarbons from (post-pyrolytically treated) biochars. Chemosphere 2017, 174, 700–707