Leere Fruchtstände der Ölpalme gelten oft als Abfall – dabei steckt in ihnen grosses Potenzial. Am Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen (IUNR) der ZHAW untersucht die Forschungsgruppe Bodenökologie gemeinsam mit internationalen Partnern, wie aus Palmöl-Reststoffen wertvolle Pflanzenkohle entsteht. Ein Forschungsaufenthalt aus Malaysia brachte dabei neues Know-how und Impulse für die Entwicklung nachhaltiger Lösungen für tropische Böden.
Vom Abfall zur Ressource: Ein zweites Leben für Palmöl-Reststoffe
Jahr für Jahr fallen in der Palmölproduktion enorme Mengen organischer Reststoffe an. Während viele Nebenprodukte bereits weiterverwendet werden, bleiben die sogenannten Empty Fruit Bunches (EFB) – die leeren Fruchtstände der Ölpalme – häufig ungenutzt. Sie verrotten in grossen Haufen auf Plantagen und setzen dabei klimaschädliche Treibhausgase frei.
Genau hier setzt das internationale Forschungsprojekt WASTE4CHAR an. Gemeinsam mit Partnerinstitutionen aus Malaysia, der Türkei, Spanien und Deutschland erforscht die Forschungsgruppe Bodenökologie am ZHAW Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen (IUNR), wie sich diese Reststoffe in hochwertige Pflanzenkohle umwandeln lassen – und welchen Beitrag sie zu einer nachhaltigeren Landwirtschaft leisten können.
Pflanzenkohle als Chance für tropische Böden
Aus den Palmöl-Reststoffen entstehen durch Pyrolyse oder hydrothermale Karbonisierung (HTC) Pflanzenkohleprodukte. Ziel: Böden verbessern, die durch niedrige pH-Werte und geringe Nährstoffgehalte nur eingeschränkt fruchtbar sind.
Während Pflanzenkohle auf den vergleichsweise jungen Schweizer Böden oft nur begrenzte Vorteile bietet, zeigt sie in tropischen Regionen grosses Potenzial. Sie kann Wasser und Nährstoffe besser speichern und damit das Pflanzenwachstum unterstützen. Im Projekt WASTE4CHAR optimieren die Forschenden unterschiedliche Herstellungsverfahren, um möglichst wirksame Pflanzenkohleprodukte für diese anspruchsvollen Böden zu entwickeln.
Forschung verbindet Kontinente
Wie wertvoll internationale Zusammenarbeit für die Forschung ist, zeigte sich diesen Sommer ganz praktisch. Für fünf Wochen war Pouya Mohammadi von der University Malaysia Terengganu (UMT) zu Gast an der Forschungsgruppe Bodenökologie des ZHAW IUNR.
Der Wissenschaftler bringt aus seinem abgeschlossenen Doktorat umfassende Erfahrung in der Karbonisierung verschiedener Biomassen mit – unter anderem von Garnelenschalen. Gemeinsam mit Gabriel Gerner entwickelte und testete er unterschiedliche Pflanzenkohleprodukte. Besonders spannend war dabei die Kombination zweier Verfahren: Zunächst wurden die Reststoffe hydrothermal karbonisiert, anschliessend folgte eine Pyrolyse. Dieser innovative Ansatz könnte die Eigenschaften der Pflanzenkohle gezielt verbessern.
Ein Blick in den Boden liefert entscheidende Erkenntnisse
Parallel dazu untersuchte Pouya gemeinsam mit Thea Schönenberger Bodenproben aus Malaysia. Die Analysen bestätigten, was frühere Untersuchungen bereits vermuten liessen: Die Böden weisen sehr tiefe pH-Werte sowie geringe Nährstoffgehalte auf – Bedingungen, unter denen Pflanzenkohle besonders vielversprechend sein könnte.
Doch bevor neue Produkte im Gewächshaus getestet werden, müssen sie sich zunächst bewähren. Deshalb wurden während des Forschungsaufenthalts Keimversuche mit Kresse durchgeführt. Sie dienen dazu, mögliche negative Auswirkungen der Pflanzenkohle auf die Keimung frühzeitig auszuschliessen.
Im nächsten Schritt folgen Topfversuche. Dabei untersuchen die Forschenden verschiedene Kohleprodukte und Dosierungen hinsichtlich ihres Einflusses auf Pflanzenwachstum sowie physikalische, chemische und biologische Bodeneigenschaften.
Wissenschaft lebt vom Austausch
Forschung entsteht nicht nur im Labor. Neue Ideen entwickeln sich oft auch im persönlichen Austausch.
Auch abseits des Labors spielte die Zusammenarbeit eine wichtige Rolle. Daniel Wächter organisierte Pouyas Aufenthalt und lud das Team bereits in der ersten Woche zu einem gemeinsamen Grillabend ein. Ausflüge in die Schweizer Bergwelt rundeten das Programm ab.
Für Pouya Mohammadi war der Forschungsaufenthalt fachlich wie persönlich eine bereichernde Erfahrung:
«My time in Zurich and at ZHAW was a valuable and enjoyable research experience. I gained practical insight into hydrothermal carbonization and continuous-flow pyrolysis, and expanded my knowledge of soil measurements and biochar effects on soil–plant interactions. I sincerely appreciate Dr. Beatrice Kulli and her research team for their guidance, hospitality and the friendly working environment.»
Gemeinsam nachhaltige Lösungen entwickeln
Der Forschungsaufenthalt hat gezeigt, wie wichtig internationale Zusammenarbeit für innovative Forschung ist. Wir haben stark von Pouyas Expertise profitiert und danken ihm herzlich für die tolle Zusammenarbeit. Die Kombination verschiedener wissenschaftlicher Perspektiven und Erfahrungen bringt das Projekt WASTE4CHAR entscheidend voran. Wir haben stark von Pouyas Expertise profitiert und danken ihm herzlich für die tolle Zusammenarbeit.
Mit seiner Forschung leistet das ZHAW Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen (IUNR) einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung nachhaltiger Lösungen für die Landwirtschaft und die Kreislaufwirtschaft. Die Erkenntnisse aus WASTE4CHAR bilden die Grundlage für weitere Untersuchungen und könnten langfristig dazu beitragen, Reststoffe aus der Palmölproduktion sinnvoll zu nutzen, tropische Böden nachhaltiger zu bewirtschaften und natürliche Ressourcen effizienter einzusetzen.
Kontakte & Links
Beatrice Kulli (Autorin)
Gabriel Gerner
Thea Schönenberger
Daniel Wächter
Forschungsgruppe Bodenökologie
8th Joint Call: WASTE4CHAR | Southeast Asia – Europe Joint Funding Scheme for research and innovation
ZHAW Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen (IUNR)
Redaktion: Andrea van der Elst
