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Holzfasern sind mit einem Marktanteil von 12% der zurzeit bedeutendste Torfersatzstoff für gartenbauliche Kultursubstrate in Deutschland (IVG, 2022). Sie werden durch das mechanische und thermische Auffasern von S?geabf?llen und Resth?lzern gewonnen, welche in der holzverarbeitenden Industrie anfallen. Das aufgefaserte Material ist praktisch frei von pflanzensch?digenden Inhaltsstoffen und Schaderregern, hat eine hohe Luftkapazit?t und eine geringe Salzkonzentration. Ein wesentlicher Nachteil ist die Immobilisierung von Stickstoff, welche das Pflanzenwachstum erheblich beeintr?chtigen kann. Vor diesem Hintergrund k?nnen Kultursubstraten zumeist nur maximal 20 % (Volumenanteil) Holzfasern beigemischt werden.

Urs?chlich für die Immobilisierung ist die geringe Stabilit?t des zellulosereichen aufgefaserten Materials gegenüber mikrobiellem Abbau. Im Vergleich zur Zellulose werden Lignine nur langsam abgebaut. Lignine fallen als Nebenprodukt in der Zellstoffproduktion (z.B. Papierherstellung) an. Inwiefern eine Beaufschlagung von Holzfasern mit technisch gewonnenem Lignin die Widerstandsf?higkeit gegenüber mikrobiellem Abbau erh?hen kann wird nun in einer Reihe von Labor- und Inkubationsversuchen geprüft. Weiter werden die Pflanzenvertr?glichkeit und Anbaueignung der modifizierten Fasern in Vegetationsversuchen bewertet.

Obwohl im Jahr 2022 Grüngutkompost mit 31 % den wichtigsten Ausgangsstoff für Blumenerden im Hobbybereich dargestellt hat, betrug der Einsatz in der substrattechnischen Verarbeitung im Profibereich nur 4 % .¹ Ein Grund für die Begrenzung ist der hohe pH-Wert, welcher unabh?ngig von der Art des Ausgangsmaterials meist im (schwach) alkalischen Bereich liegt. Zu hohe pH-Werte im Substrat führen bei empfindlichen Pflanzen, mit Ausnahme von Molybd?n, schnell zu Spurenn?hrstoffmangel. Dabei pr?gt sich Eisenmangel zuerst und am st?rksten aus. In seltenen F?llen kann es auch zu einer Phosphatfestlegung im Substrat kommen.²

Besonders in torfreduzierten bzw. torffreien Mischungen stellt der hohe pH-Wert von Grüngutkompost ein Problem dar, da sich dieser durch den Einsatz weiterer Torfsubstitute, z.B. Holzfasern nicht abpuffern l?sst. Als besondere Herausforderung sind in diesem Zusammenhang Substrate für Kulturen einzustufen, deren Kulturansprüche einen besonders niedrigen pH-Wert erfordern.

Ziel des Teilprojekts ist es, verschiedene Ans?tze zu prüfen, welche die Alkanit?t von Grüngutkompost bereits w?hrend der Kompostierung vermindern sollen. Hierdurch soll nicht nur ein sofort einsatzf?higes Endprodukt erzeugt sondern auch die Emission umweltrelevanter Spurengase (Ammoniak, Lachgas), welche w?hrend der Kompostierung in nennenswertem Umfang auftreten k?nnen, reduziert werden. Zu diesem Zweck sind zun?chst Modellversuche in Beh?ltern von bis zu 70 Litern Füllvolumen vorgesehen. Erfolgsversprechende Varianten sollen im n?chsten Schritt in gr??eren Kompostierungsboxen (1,8 m³) wiederholt und anschlie?end auf ihre pflanzenbauliche Eignung als Substratausgangsstoff untersucht werden.

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¹ IVG Produktionsstatistik (2022).

² Schmitz, H.-J., Fischer, P. (2002): Absenkung des pH-Werts von Kompost. In: Zentralverband Gartenbau e.V. (ZVG) (Hrsg.) "Handbuch Kompost im Gartenbau". Bonn: FGG F?rderungsgesellschaft Gartenbau mbH, 221-241.

Als neuer, nachhaltiger und aus heimischen Anbau erzeugter Rohstoff für Gartenkultursubstrate kommt Rohrkolben in Frage. Rohrkolben stammt aus Paludikulturen (palus = lat. Sumpf), und w?chst auf wiedervern?ssten Fl?chen. Durch den Anbau von, aus Paludikulturen stammenden Ernteprodukten, bleiben wiedervern?sste Niedermoorfl?chen wirtschaftlich weiterhin nutzbar.   

Für Kultursubstrate eignen sich unbehandelte Rohrkolbenh?cksel jedoch nicht, da sie nicht ausreichend gegen mikrobiellen Abbau geschützt sind und so zu einer N-Immobilisierung führen. Die Folgen sind Minderwuchs und Mangelsyptome der Pflanze. Daher sollen in diesem Projekt verschiedene Ans?tze getestet werden, die zu Abbau stabileren H?ckselgut führen.

Zum einen k?nnte durch eine thermische- oder thermohydrolytische Behandlung der H?cksel, der Anteil an leicht zersetzbarer Hemicellulose zu Gunsten des abbaustabilen Lignins veringert werden.

Eine weitere M?glichkeit stellt die Silierung dar. Bei der unter aneroben Bedingungen, leicht abbaubare Kohlenhydrate in Milchs?ure umgewandelt werden.

Zur Bewertung der pflanzenbaulichen Eignung von Substratkomponenten und Mischungen stehen auf nationaler und internationaler Ebene etablierte Tests zur Verfügung. Die meisten Methoden wurden für torfbasierte Kultursubstrate entwickelt. Bei Substraten auf Basis von z.B. Holzfasern lassen sich die im Labor ermittelten Ergebnisse dieser Standardmethoden oft nur bedingt in Anbautests widerspiegeln. Dies gilt insbesondere für die Bewertung der Stickstoffimmobilisierung und N?hrstoffverfügbarkeit im Substrat. Folgende Methoden sollen im Hinblick auf Torfersatzstoffe optimiert bzw. weiterentwickelt werden:

Bewertung der mittelfristigen Stickstoffimmobilisierung im Bruttest (VDLUFA-Methode)

Dazu wird ein zu testendes Substrat unter definierten Bedingungen (N?hrstoffgehalte, Substratfeuchte, Temperatur) für 20 Tage in einem Klimaschrank aufgestellt. ?nderungen in der N?hrstoffkonzentration dienen als Indikator für die mittelfristig zu erwartende Immobilisierung oder Mineralisierung im Substrat. Ziel ist es unter einbeziehen weiterer Parameter (N₂O) die Aussagekraft des Bruttestes zu verbessern und die Inkubationsdauer zu verkürzen.

N?hrstoffextraktion und Messung via Pour Thru-Methode

Hierbei handelt es sich um ein Schnelltestverfahren zur Einsch?tzung der N?hrstoffverfügbarkeit im Topfballen. Ziel ist es die in diesem Verfahren gewonnenen Extrakte bereits vor Ort, in der G?rtnerei, analysieren zu k?nnen. Der Probenexport in ein Analysenlabor kann somit entfallen. Dies würde eine schnelle Anpassung der Düngung an die Pflanzenbedarfe erm?glichen.