Zur pflanzenbaulichen Wirkung verschiedener TPS-Qualitäten im Vergleich zu reiner Mineraldüngung werden Gefäßversuche angelegt. Untersucht wird die TPS-Anwendung an einer Podsol-Braunerde aus glazifluviatilem Sand von einem ertragsarmen Ackerstandort (Zinnitz) der Modellregion, zum anderen ein frisch planierter C-freier Rohboden aus quartärem Kipp-Kalklehmsand (Tagebau Welzow). Das besondere Interesse gilt zunächst der Düngewirkung unterschiedlicher Anwendungsmengen und Biokohleanteile von TPS. Ein weiterer Gefäßversuch soll zur Abschätzung der pflanzenbaulichen Wirkung von TPS-Chargen beitragen, die aus regionalen Inputstoffen (u.a. Braunkohle sowie Gips) hergestellt werden. Der Effekt veränderlicher Prozessparameter bei der Herstellung des TPS auf die pflanzenbauliche Wirkung ist Gegenstand eines weiteren Gefäßversuches. An den Pflanzenproben werden die Hauptnährstoffe und an den Bodenproben die für den Pflanzenbau, die Bodenfruchtbarkeit und Bodenschutz aussagekräftigen Parameter ermittelt.

Detaillierte Untersuchungen zum Stofffreisetzungsverhalten und zur Stoffverlagerung werden mittels Bodensäulen- und Großlysimeteruntersuchungen über zwei bzw. drei Vegetationsperioden durchgeführt. Dabei werden die auch in den Gefäßversuchen verwendeten Böden verwendet und mit unterschiedlich hohen TPS-Gaben beaufschlagt. Es erfolgt eine umfassende Analytik des Bodens und der Sickerwässer. Für jede einzelne Säule werden die Sickerwasserfrachten, Erträge und Entzüge ermittelt. Als Testkulturen werden Knaulgras, Winterroggen und Winterweizen angebaut.

Wichtiger Bestandteil des Arbeitsprogramms sind zudem praxisnahe Freilandversuche auf landwirtschaftlichen Nutz- und Rekultivierungsflächen in den Jahren 2011 bis 2014. Im Einzelnen handelt es sich um folgende Versuchsstandorte:

1. Kippenfläche Rohboden/Lockersyrosem aus quartärem Kipp-Kalksehmsand (oj-cls), frisch planiert, Tagebau Welzow, Vattenfall Europe Mining AG
2. Kippenfläche Pararendzina aus quartärem Kipp-kalklehmsand (oj-cls), Alter 40 Jahre, ehemaliger Tagebau Sedlitz, Agrargenossenschaft Großräschen e.G.
3. Natürlicher Ackerstandort, Podsol-Braunerde aus glazifluviatilem Sand (ls), ZGJ Landwirtschafts GmbH & Co. KG, Groß Jehser

Neben der praxisüblichen Mineraldüngervariante ist die Anwendung unterschiedlicher TPS Substrate und Mengen sowie der Einsatz von Kompost und Gärrückstand vorgesehen. Angebaut wird die Fruchtfolge Mais-Winterroggen-Hirse-Grünroggen. Das wissenschaftliche Interesse gilt dabei:

1. den erzielbaren pflanzenbaulichen Effekten,
2. der Stabilität der applizierten organischen Fraktion,
3. der klimaschutzrelevanten C-Speicherung in Boden und Biomasse,
4. der Wirkung auf den Nährstoffhaushalt,
5. möglichen gefügestabilisierenden Wirkungen und
6. den technologischen Aspekten der Mittelapplikation.

Inwiefern die einjährigen Kulturen als nachwachsende Rohstoffe für eine energetische und stoffliche Verwertung genutzt werden können, soll ebenfalls getestet werden. Weiterhin bilden die Ertragserhebungen der Testkulturen über den gesamten Fruchtfolgezeitraum die Grundlage für eine erste ökonomische Bewertung des TPS Einsatzes in der Landwirtschaft und Rekultivierung.

Auf der Grundlage der Gefäß-, Lysimeter- und Feldversuche werden Handlungsempfehlungen zum TPS-Einsatz bei der Rekultivierung von Kippenflächen sowie der landwirtschaftlichen Nutzung von ertragsschwachen Standorten abgeleitet, die sich an die Zielgruppe der Landwirtschafts-, Landschaftsbau-, Bergbau- und Sanierungsbetriebe richtet. Diese Handlungsempfehlungen sollen u.a. enthalten: Qualitätskriterien, Ausbringungs- und Einarbeitungstechnik, standort- und nutzungsvariierte Aufwandmengen sowie rechtliche und ökonomische Aspekte.

Die Inhalte und Ergebnisse des Teilvorhabens werden über den gesamten Projektzeitraum fortlaufend öffentlich gemacht. Hierzu erfolgt eine Mitwirkung an den durch die FU Berlin und die Hochschule Lausitz (Querschnittsprojekt I) geplanten Workshops und der Internetdarstellung des Verbundvorhabens. Im Rahmen des jährlich stattfindenden Feldtages werden alle Beteiligten und Interessierten der Landwirtschafts-, Landschaftsbau-, Bergbau- und Sanierungsbetriebe über die Ergebnisse und den Projektstand informiert. Die zunehmend auf Projektergebnissen begründete Öffentlichkeitsarbeit soll auf regionaler Ebene einen wesentlichen Beitrag zum Akteursmanagement liefern und zur Akzeptanz des Ansatzes und der Entwicklung von Konzepten zur Etablierung eines entsprechenden Stoffstrommanagement in der Modellregion beitragen. Diese Darstellungen der Vorteilswirkungen des TP-Konzeptes sind die Voraussetzungen zur Umsetzung der Pläne für eine Pilotanlage zur Herstellung von TPS in der Modellregion Lausitz.