Rekultivierung mit Kalk im Braunkohletagebau

Von der Wüste zum Ackerland

Vielen sind die Bilder von kargen Landschaften im Lausitzer Braunkohlerevier nach der Wende in Erinnerung. Rekultivierung muss hier mehr sein als Verschönerung, sie ist ökologische Notwendigkeit. Statt eine aufwändige und teure Methode der Rekultivierung mit verschiedenen Verfahren zur Bodenverbesserung durchzuführen, bietet ein Forschungsvorhaben, das der Bundesverband der Deutschen Kalkindustrie e. V. in Auftrag gegeben hat, neue Möglichkeiten einer rascheren Rekultivierung in einem Arbeitsgang. Denn noch immer gleichen große Teile der Tagebaufläche von rund 750 km2 einer Wüste. Die Einbringung von kalkhaltigen und kalkkonditionierten Klärschlämmen kann die Bodenstruktur, die mikrobiellen Aktivitäten und das Sickerwasser gründlich und schnell sanieren und für blühende Landschaften sorgen.

Mondkrater in der Lausitz

Der Abbau großflächiger Braunkohlenflöze im Lausitzer Revier erfolgt im Tagebau. Die Schäden der letzten 50 Jahre haben tiefe Spuren in der Landschaft hinterlassen. Vor allem ungeordnete Schüttungen auf Halden und Kippen haben die Bodenstrukturen derart zerstört, dass durch die Inhomogenität eine Rekultivierung äußerst aufwendig ist. Intensive Oxidationen und Auslösung von Schwefelverbindungen sind die Folge. Die pH-Werte sind mit < 2 extrem kulturfeindlich. Es setzen kräftige Verwitterungsprozesse ein, die die noch vorhandenen Nährstoffe aber auch die Schwermetalle tief in den sandigen Boden einwaschen.

Versuchsraketen in der Feldforschung

Ein spezielles Verfahren der Grundstrukturverbesserung, bei dem basenreiche Braunkohleaschen und/ oder Düngekalke in zum Teil hohen Mengen eingebracht wurden, ist vor einigen Jahren schon entwickelt worden. Jetzt sollte ein umfangreiches Forschungsvorhaben unter Leitung des Forschungsinstituts für Bergbaufolgelandschaften in Finsterwalde die Möglichkeiten der Einbringung einer Kombination von organischen und anorganischen Bodenverbesserungsmitteln in einem Arbeitsgang untersuchen.

Wasser als Treibstoff

Treibende Kraft der Verschlechterung der Bodeneigenschaften ist unter den herrschenden Bedingungen das Wasser. Denn die sandigen Böden sind von zu starker Auswaschung bedroht, sodass allein ein Kalkeintrag zwar den pH-Wert erhöht, aber an sich folgenlos bleibt, wenn nicht zugleich eine Wasserbindung durch Mikroorganismen und Pflanzenbewuchs erfolgt. Deswegen war die wichtigste Forderung des Großlysimeter- und Freiflächenversuchs die Humusbildung zu verstärken. Die Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass der Einsatz von organischen Reststoffen wie Klärschlamm oder Klärschlammkompost die Bodenfruchtbarkeit und damit die pflanzliche Produktivität der Kippböden dauerhaft erhöht. Organische Substanzen steigern die mikrobiellen Aktivitäten, regulieren den Wasser- und Lufthaushalt und kontrollieren die Sickerwässer.

Ein neues Gesetz treibt den Fortschritt an

Immer noch gibt es Vorurteile bei der Einbringung von Klärschlämmen in landwirtschaftliche Böden. Alle Untersuchungen aber zeigen: die Vorteile überwiegen die Nachteile bei weitem. Es werden bei sachgerechter Anwendung insgesamt keine Verschlechterungen der Spurenstoffe in Boden und Sickerwasser erzielt. Im Gegenteil - die Einbringung ist von umweltpolitischer Bedeutung. Vor dem Hintergrund der Verschärfung der Deponierungskriterien in 2005, die der umweltverträglichen und abfallarmen Kreislaufwirtschaft und der Ressourcenschonung einen noch höheren Stellenwert einräumt als bisher, sollte in Zukunft die landwirtschaftliche Klärschlammverwertung eindeutig Vorrang vor der Verbrennung haben. Reserven sind vorhanden, denn heute wird nur ca. ein Viertel der Klärschlämme landwirtschaftlich verwertet.

Der Lysimeter-Versuch

Aufbau eines Lysimeters

Dem Forschungsvorhaben ging die Idee voraus: Was wäre, wenn man die Einbringung von organischen zusammen mit anorganischen Bodenverbesserungsmitteln in einem Arbeitsgang durchführen würde? Dadurch könnte ein besonders aufwändiger Bodenbearbeitungsschritt eingespart werden. Denn anders als direkte Kalkgaben können kalkhaltige Schlämme homogener auf die inhomogenen Bodenschichten aufgebracht werden und etablieren direkt unter Wasserkontakt alkalische Reaktionsverhältnisse. Die Praktikabilität dieser Idee sollte durch den einjährigen Lysimeterversuch getestet werden. Dazu wurden 8 Großlysimeter aufgebaut, die mit unterschiedlichen Füllungen - gemäß den Böden des Lausitzer Reviers - bestückt und mit einer Testkultur aus Waldstaudenroggen bepflanzt wurden. Lysimeter simulieren die natürliche Beziehung zwischen Boden, Atmosphäre und Pflanze. In der bodenkundlichen Forschung dienen sie als Werkzeug zur Untersuchung unterschiedlichster Problemstellungen.

Die Versuche und Analysen sollten folgende Fragen klären:

  • Wie hoch muss die Dosierung bezogen auf die unterschiedlichen Einbautiefen sein?
  • Wie sind die Wechselwirkungen auf bodenmikrobielle und enzymatische Stoffwechselaktivitäten sowie die bakteriologische Unbedenklichkeit der Kalkschlämme einzuschätzen?
  • Welche Gaben in welchen Zeiträumen wirken sich besonders positiv auf den Pflanzenertrag aus?

Wieder auf der Erde

Ertragskundliche Daten zum Lysimeterversuch

Um es vorweg zu nehmen: Die Ergebnisse der Lysimeter-Studie sind durchweg positiv zu bewerten. Eine Verschlechterung des bakteriologischen Eintrags in den Sickerwässern konnte nicht festgestellt werden. Damit war zunächst die Sicherheit in wasserökologischer Hinsicht gewährleistet. Die Rekultivierung in einem Arbeitsgang war dann optimal, wenn die Klärschlämme zusätzlich mit Branntkalk versetzt wurden und zwar angepasst an die Bodenart. Dieser Zusatz erhöhte unter anderem auch die Rieselfähigkeit und konnte so sehr homogen in den Boden eingebracht werden. Außerdem belegt der Versuch, dass der Einsatz kalkkonditionierter, organogener Bodenverbesserungsmittel zu einer verbesserten Nährstoffversorgung und damit zu höheren Pflanzenerträgen führt.

Ein stärkerer Bewuchs optimiert natürlich insgesamt den Humus- und Wasserkreislauf und stabilisiert einen kulturfreundlichen pH-Wert. Untersuchungen der Universität Hohenheim fordern sogar - abweichend von der Klärschlammverordnung - künftig höhere Gaben an kalkkonditionierten Schlämmen zuzulassen, nämlich für solche Gebiete, die, wie das Lausitzer Braunkohlenrevier, extrem sandige, nährstoffarme, inhomogene Erden besitzt. Um den Gesetzgeber hier zum Umdenken zu bewegen, sind weitere Forschungsanstrengungen unbedingt fortzuführen - wir alle leben schließlich nicht hinter dem Mond.

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