In den Einzugsgebieten der ZVG-Trinkwasserbrunnen sind häufig nährstoffarme, sandige Äcker zu finden. Auf der einen Seite tragen diese Böden aufgrund des geringen Wasserspeichervermögens und der sehr geringen Nährstoffhaltefähigkeit überproportional zur Grundwasserneubildung bei, auf der anderen Seite können sie auch zu deren Belastung mit unerwünschten Stoffen wie z.B. Nitrat beitragen.
Um diese Flächen zu verbessern, wird häufig organischer Dünger oder Kompost ausgebracht. Dadurch können die Erträge gesteigert werden, aber auch das Auswaschungsrisiko kann dabei erhöht werden. Zudem ist die Zufuhr von organischem Dünger oder Kompost nur wenige Jahre wirksam, da der organische Anteil mehr oder weniger schnell abgebaut wird. Zum Schutz des Grundwassers müssten also entweder Nährstoffe oder Wasser oder beides besser im Boden gehalten werden. Biokohle ist pyrolytisch umgeformtes Pflanzenmaterial ähnlich der Holzkohle.
Die Idee, Biokohle als Bodenverbesserer anzuwenden, kommt aus der Terra Preta-Forschung. Terra Preta sind Schwarzböden in Brasilien im Amazonas Gebiet, die sehr fruchtbar sind.
Holzkohle ist ein Bestandteil dieser fruchtbaren Böden. Erst seit kurzem gibt es Produkte, die auf der Terra Preta-/Biokohle-Idee basieren. Sie haben ein langzeitstabiles Kohlenstoffgerüst, das die Wasserspeicherfähigkeit verbessert, und an ihrer Oberfläche funktionelle Gruppen, die die Nährstoffhaltefähigkeit erhöhen. Gleichzeitig sind sie langzeitstabil, d.h. sie müssen nur einmalig aufgebracht werden und können über Jahrzehnte wirken.
Durch die Ausbringung von Biokohle auf dem Versuchsfeld bei Schaafheim soll sowohl die Nährstoff- als auch die Wasserhaltefähigkeit erhöht werden. Es soll geklärt werden, ob das Grundwasser auf diesen Risikostandorten besser geschützt werden kann bzw. welches Potenzial die Biokohle hinsichtlich des Grundwasserschutzes auf diesen Flächen hat.