von Ben Schäfter, Medo Friebel, Lilly Meyer, Institut für Botanik der HHU
Sehr geehrte Freundinnen und Freunde der Naturwissenschaft,
ihr kennt unser Projekt vielleicht schon aus den letzten Jahren. Wir sind drei Biologie-Studenten der HHU und haben im Rahmen unserer Bachelorarbeit am Botanik Institut unter Prof. Dr. Petra Bauer 2025 das Zucchini-Experiment fortgeführt, das durch das Programm Bürgeruniversität in der Lehre gefördert wurde.
Hintergrund
Zucchini wachsen schnell und bringen tolle Erträge, sie brauchen dafür aber auch eine gute Nährstoffversorgung. Klassische Dünger (wie z.B. herkömmlicher NPK Dünger aus dem Baumarkt) wirken zwar effektiv, können langfristig jedoch Boden und Umwelt stark belasten (Chai, R. et al., 2019)1, deshalb werden nachhaltige Alternativen vor allem in der heutigen Zeit immer wichtiger. Hier kommen wir mit einer umweltfreundlichen Alternative ins Spiel!
Biokohle kann Wasser und Nährstoffe im Boden speichern und gleichzeitig Kohlenstoff langfristig binden. Sie wirkt in ihrer Funktion etwas wie ein Schwamm: Wenn sie trocken und unbehandelt in der Erde vorliegt, kann sie den Pflanzen erstmal die Nährstoffe entziehen. Deshalb wird Biokohle oft vorher „aktiviert“, zum Beispiel in unserem Experiment mit der Zugabe von flüssiger Vinasse, einem nährstoffreichen Nebenprodukt der Zuckerindustrie.
© L. Meyer. Fotos der Vinasse, Biokohle von keep it grün®2, 3 und der Kombination aus beidem, der aktivierten Biokohle (rechts).
Die aktivierte Kombination aus Biokohle und Vinasse verbindet Bodenverbesserung, Kreislaufwirtschaft und Klimaschutz. Die heutige Verwendung dieser umweltschonenden Zusätze ist stark inspiriert von historischen Beispielen wie zum Beispiel den fruchtbaren Terra-Preta-Böden im Amazonasgebiet (Glaser, 2007; Kammann et al., 2016)4.
Unser Ziel
Nach den spannenden Ergebnissen der vergangenen Jahre wollten wir es als Abschluss dieser Langzeit-Studie noch einmal genauer wissen:
„Wie wirkt sich mit Vinasse aktivierte Biokohle im Vergleich zu nicht aktivierter Pflanzenkohle, Vinasse allein und unbehandeltem Boden unter echten Hobbygarten-Bedingungen aus?“
Dabei lag unser Fokus diesmal noch stärker auf einer sauberen Trennung der Untersuchungsparameter – und auf besseren Feldbedingungen als im Vorjahr.
Versuchsaufbau
Untersucht wurden dieses Jahr insgesamt zwei alte Zucchinisorten:
- Costata Romanesco
- Tondo di Nizza
Von beiden Sorten haben wir genügend Samen im Gewächshaus des Instituts keimen lassen und für zwei Wochen in kompostierbaren Töpfen, die sich über Zeit in der Erde auflösen, sowie übrig gebliebener Erde des Botanischen Gartens angezüchtet.
© L. Meyer, B. Schäfter. Prozess der Keimling-Anzucht im Gewächshaus des Botanik Instituts der HHU.
Frühzeitig haben wir auch das Outdoor-Feld für unser Experiment in Düsseldorf-Hamm vorbereitet, das uns von dem Start-up Unternehmen „Hammer Ernte“ von Tobias Korfmacher, welches Feldflächen für Hobby-Gärtner vermietet, zur Verfügung gestellt wurde. Tobias Korfmacher half uns nicht nur mit dem Bagger, sondern netterweise auch mit der Pflege des Feldes.
© L. Meyer, B. Schäfter. Ablauf der Vorbereitung des Hammer-Ernte Feldes.
Die Pflanzen wurden unter vier verschiedenen Bodenbedingungen angebaut:
- CO – unbehandelter Boden (Kontrollgruppe, englisch COntrol group)
- AB – Boden mit Aktivierter Biokohle
- UAB – Boden mit UnAktivierter Biokohle
- V – Boden mit Vinasse
Um die starke Verunkrautung aus dem Vorjahr besser in den Griff zu bekommen, haben wir 2025 zusätzlich Mulch Folie eingesetzt. Das hat uns die Pflege der Beete deutlich erleichtert!
Arbeitsteilung – Teamwork im Feld
Unser Experiment wurde von drei Studierenden durchgeführt:
- Zwei von uns untersuchten die Pflanzen im vegetativen Stadium
- Der dritte Student übernahm die Analyse der Fruchtparameter
Die Pflanzen beider Zucchini Sorten wurden in drei, um jeweils eine Woche versetzten, „Batches“ angezogen, wobei jedes Batch jeweils alle von den vier Düngerbedingungen enthielt. In jeder Düngerbedingung wurden pro Sorte 14 Pflanzen gepflanzt. Für jedes Batch wurden die Pflanzen über sechs Wochen hinweg wöchentlich vermessen und ausreichend gegossen, bevor die Fruchtbildung im Fokus stand. Die Untersuchung der Blüten und Früchte der Zucchinis erstreckte sich über 8 Wochen.
Die von uns gemessenen Parameter
Vegetative Parameter (B. Schäfter, L. Meyer)
© L. Meyer. Bildliche Darstellung von vegetativen Parametern. Die Grafiken wurden mit biorender.com erstellt.
Blüten- und Fruchtparameter (M. Friebel)
© M. Friebel. Bildliche Darstellung von Blüten- und Fruchtparametern.
Ergebnisse – was kam dieses Jahr dabei raus?
Vegetatives Wachstum
Bei beiden Sorten gab es klare und sogar optisch erkennbare Ergebnisse:
- Aktivierte Biokohle und Vinasse führten zu deutlich besserem Wachstum als die Kontrollgruppe, wobei die Vinasse noch besser abschnitt als die aktivierte Biokohle
- Nicht aktivierte Biokohle schnitt sehr schlecht ab – teilweise sogar schlechter als der unbehandelte Boden (Kontrollgruppe)
© L. Meyer. Sichtbare Unterschiede zwischen den 4 Bedingungen in Batch 1.
Dieser Effekt ist aber mit dem anfangs erwähnten „Schwamm“-Effekt gut erklärbar: Unbehandelte, frische Pflanzenkohle bindet zunächst Nährstoffe im Boden und entzieht sie den Pflanzen, bevor sie langfristig positiv wirken kann. Uns fiel ebenfalls auf, dass die Vinasse Pflanzen sich zwar in fast allen Parametern der aktivierten Biokohle überlegen zeigten, jedoch oft sehr variables Wachstum aufwiesen. Die Standardabweichungen waren bei Vinasse Dünger allein stets höher als bei den anderen Bedingungen. Wir glauben, dass ein Grund für dieses Phänomen an der ungleichmäßigen Verteilung bei der Feldvorbereitung liegt, da bei dem Graben der Löcher, in die die Dünger gegeben wurden, kleine Vertiefungen entstanden, in welche die Vinasse sich wahrscheinlich mehr verteilt hat als an anderen, flacheren Stellen.
© L. Meyer. Foto der Vinasse-Verteilung (oben links). In RStudio erstellte Grafik (unten) zeigt hohe SD5 bei Vinasse Bedingung, hier gezeigt am Beispiel: SPAD-Messungen für Batch 3 in Costata Romanesco.
Blüten- und Fruchtentwicklung
© M. Friebel, Fruchtanzahl für Costata Romaneco und Tondo di Nizza. Die Grafik wurde mit RStudio erstellt.
Die Auswertung der Frucht- und Blütenparameter ergab:
- Vinasse und aktivierte Biokohle erzielten die besten Ergebnisse, zeigten aber insgesamt zwischen einander keine besonderen Unterschiede
- Kontrollgruppe und nicht aktivierte Biokohle blieben deutlich zurück
Tondo di Nizza produzierte generell kleinere und auch weniger Früchte als Costata Romanesco. Unsere Meinung ist: Wenn es um die Ästhetik geht, ist die Tondo Sorte für interessierte Hobby-Gärtner vielleicht empfehlbarer aufgrund ihrer besonders hübschen, runden Form; wenn es einem motovierten Gärtner jedoch um den größten Ertrag geht, dann ist wahrscheinlich doch Costata Romanesco die bessere Wahl.
© L. Meyer. Fotos der Früchte von Tondo di Nizza (links) und Costata di Romanesco (rechts).
Fazit – was nehmen wir aus 2025 mit?
Unser wiederholtes Feldexperiment bestätigt die Ergebnisse der Vorjahre:
- Aktivierte Biokohle kann unter Hobbygarten-Bedingungen das Pflanzenwachstum und den Ertrag deutlich verbessern
- Nicht aktivierte Biokohle ist ohne vorherige Nährstoffanreicherung ziemlich unvorteilhaft und kann das Wachstum sogar hemmen
- Vinasse stellt ebenfalls eine wirklich klasse Alternative für die Umwelt zu herkömmlichen chemischen Düngern da, für kurzzeitigen Anbau sogar geeigneter als aktivierte Biokohle
Die Kombination aus realistischen Umweltbedingungen für Hobbygärtner, effizienter Arbeitsteilung und auch kleinen Verbesserungen im Vergleich zum Vorjahr wie z.B. der Mulch Folie, hat das Experiment aussagekräftig und auch etwas robuster als im Vorjahr gemacht. Insgesamt ist unsere persönliche Empfehlung für Hobbygärtner, die sich hoffentlich inspiriert dazu fühlen, diese umweltfreundlichen Dünger zu nutzen, darauf zu achten, in welchem Zeitraum der Gemüseanbau geplant ist!
- Für kurze Zeiträume (wie z.B. ein 1-season Anbau, wie bei uns dieses Jahr) empfehlen wir nur Vinasse allein als Zusatz.
- Für langfristige Garten-Projekte, die mehr als ein Jahr dauern, empfehlen wir definitiv den Zusatz von Biokohle aktiviert mit Vinasse, um den Boden langfristig, effizient und umweltschonend zu unterstützen und so der Natur etwas Gutes zu tun. Das volle Potential der Biokohle steigt nämlich umso länger sie im Boden ist!
© L. Meyer. Fotos von verschiedenen Insekten-Besuchern auf dem Zucchini Feld.
Wir hoffen, unsere Resultate und auch die aus den letzten Jahren, haben euch einen interessanten Einblick in umweltfreundliche Düngeralternativen gegeben und inspirieren euch zum Nachmachen! Wenn ja, wünschen wir euch eine reiche und erfolgreiche Ernte, und vor allem – viel Spaß!
- Chai, R., Ye, X., Ma, C., Wang, Q., Tu, R., Zhang, L., & Gao, H. (2019). Greenhouse gas emissions from synthetic nitrogen manufacture and fertilization for main upland crops in China. Carbon Balance and Management, 14(1), 20. ↩︎
- https://keep-it-gruen.shop/collections/pflanzenkohle/products/pk ↩︎
- https://keep-it-gruen.shop/products/bio-flussigdunger-1 ↩︎
- Glaser B. (2007). Prehistorically modified soils of central Amazonia: a model for sustainable agriculture in the twenty-first century. Philosophical transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological sciences, 362(1478), 187–196. ↩︎
- „SD“ steht hier für „standard deviation“, auf Deutsch ist es die Standardabweichung ↩︎