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Die Pflanzenanalyse ist ein etabliertes Verfahren zur Kontrolle des Ernährungszustandes von Kulturpflanzen. Bei der klassischen Vorgehensweise werden die Nährelementgehalte in Blättern nach Trocknung und Aufschluss der Pflanzensubstanz laboranalytisch bestimmt. Als Alternative zu den relativ zeitaufwendigen und teuren Laboranalysen kommen Schnelltests in Betracht, bei denen die Inhaltsstoffe von Pflanzensäften mit speziellen Teststäbchen und/oder tragbaren Messgeräten direkt im Feld ermittelt werden können. Ziel der hier vorgestellten Untersuchungen war es, Grenzwerte für den Nitrat- und Kaliumgehalt im Pflanzenpresssaft zur Erfassung von Ernährungsstörungen zu ermitteln. Die Untersuchungen erfolgten an der Hainbuche (Carpinus betulus) und der Rispenhortensie (Hydrangea paniculata ˈLimelightˈ), da diese Gehölze von großer Bedeutung für die Baumschulwirtschaft sind. Neben dem Hauptziel, wurden folgende Fragen ebenfalls untersucht: Gibt es Unterschiede im Pflanzenpresssaft bei verschiedenen Sorten der Rispenhortensie? Hat die Tageszeit der Probenahme einen Einfluss auf die Nährstoffgehalte im Presssaft? Welchen Einfluss hat die Blattposition auf die Ergebnisse? In vorausgehenden Untersuchungen wurde bereits die Eignung verschiedener Schnelltestmethoden zur Bestimmung von Nitrat, Ammonium und Kalium ermittelt. Im weiteren Versuchsverlauf wurden aufgrund dieser Ergebnisse das Reflektometer RQflex®10 plus zur Bestimmung von Nitrat und die Horiba LAQUAtwin Kalium-Elektrode verwendet. Ebenfalls fanden auch das Reflektometer für die Kalium-Messung Verwendung sowie die LAQUAtwin Nitrat-Elektrode aufgrund der einfachen Handhabung.
Die Untersuchungen erfolgten mithilfe eines Container- und Freilandversuches in einer randomisierten Blockanlage mit vier Wiederholungen. In jeder Wiederholung standen zehn Pflanzen für die Untersuchungen zur Verfügung. Um Einflüsse durch den unterschiedlichen Wasserbedarf und eine gegenseitige Beschattung auszuschließen, wurden die zwei Kulturen getrennt voneinander aufgestellt bzw. gepflanzt. Insgesamt wurden acht Düngestufen angelegt. In Abhängigkeit von dem Düngebedarf der Kulturen wurden je vier Stickstoff- und vier Kaliumdüngestufen angelegt, wobei eine Düngestufe dem Bedarf der Kultur entsprochen hat und als Kontrolle diente. Die Düngung erfolgte während der gesamten Vegetationsperiode über eine Bewässerungsdüngung. Für die Messungen des Pflanzensaftes sowie für den Vergleich mit der klassischen Pflanzenanalyse wurden standardisierte Blattproben entnommen. Ebenfalls wurden Substrat- bzw. Bodenproben gewonnen.
Die Höhe der Düngung spiegelte sich deutlich in den Nitratkonzentrationen im Press-saft der Rispenhortensie wider. Zwischen der niedrigsten und der höchsten Dünge-stufe war am dritten Messtermin eine Differenz von 400 mg NO3-/l messbar. Jedoch haben starke Regenfälle zu hohen Nährstoffauswaschungen geführt, wodurch es zu einer Beeinflussung der Ergebnisse kam. Das Pflanzenwachstum bestätigte diese Ergebnisse. Der Nitratgehalt im Saft der Rispenhortensie korrelierte sehr eng mit dem Nitratangebot im Substrat (R2 = 0,89) bzw. in der durchwurzelten Bodenschicht (R2 = 0,85). Die Kaliumgehalte im Pflanzenpresssaft zeigten ebenfalls einen Einfluss durch die Höhe der Kaliumdüngung. Der lineare Zusammenhang mit den Gehalten im Substrat (R2 = 0,65) und in der durchwurzelten Bodenschicht (R2 = 0,73) war hier jedoch schwächer ausgeprägt.
Die Ergebnisse des Sortenvergleiches zeigten, dass signifikante Unterschiede zwischen den Sorten zu beobachten sind. Besonders in Bezug auf Nitrat waren die Unterschiede durchweg sehr groß. Ursächlich hierfür ist vor allem das unterschiedliche Pflanzenwachstum trotz gleiche Düngung und gleichem Standort. Eine negative Korrelation zwischen der Höhe der Pflanze und dem Nitratgehalt im Presssaft konnte festgestellt werden (R2 = 0,54). Für Kalium war dieser Zusammenhang mit einem R2 = 0,38 schwach ausgeprägt.
Insgesamt zeigten die Auswertungen des Freiland- und Containerversuches vielversprechende Ergebnisse für die Rispenhortensie. Die Unterschiede in den Nitrat- und Kaliumgehalten des Presssaftes waren deutlich messbar. In weiteren Untersuchungen müssten die erfassten Referenzwerte unter verschiedenen Anbaubedingungen überprüft und verglichen werden, da vor allem die Witterung einen hohen Einfluss auf die Ergebnisse hat. Ebenfalls sollten für ein praxisgeeignetes Schnelltestverfahren weitere Kulturen hinzugenommen werden, da sogar innerhalb einer Art Sortenunterschiede vorzufinden sind.
Die Verwendung von Torf als Hauptbestandteil von Blumenerden für den Hobbygärtner sowie von Kultursubstraten für den Erwerbsgartenbau ist eines der am meisten diskutierten Themen im deutschen Gartenbau. Verschärftes Bewusstsein von Verbrauchern, NGOs, Verbänden und Politik zwingt Substrathersteller langfristig dazu, Torf ganz oder zumindest in großen Teilen durch alternative, volumenbildende Substratausgangsstoffe zu ersetzen. Bis zum heutigen Zeitpunkt steht allerdings kein Ersatzstoff zur Verfügung, welcher Torf hinsichtlich seiner positiven Eigenschaften für die Kultur von Pflanzen, seiner gleichbleibenden Qualität und mengenmäßigen Verfügbarkeit zu entsprechenden Preisen ersetzen kann. Im Rahmen einer Semester-Projektarbeit an der Hochschule Osnabrück haben wir uns diesem Thema gewidmet und ein aufbereitetes Restprodukt aus der konventionellen Tierhaltung auf dessen Eignung als Torfersatzstoff untersucht. Eine Besonderheit des in Niedersachsen ansässigen und regional agierenden Stalleinstreuproduzenten stellt dabei das angewendete Recycling-Konzept dar. Die Stalleinstreuprodukte werden durch den Hersteller nicht nur vertrieben, sondern auch entsorgt und durch Kompostierung oder Vergärung weiterverarbeitet. Diese so entstehenden Restprodukte könnten aufgrund der strukturellen Eigenschaften und der enthaltenen Nährstoffe als torfreduzierende Komponente in Blumenerden und Kultursubstraten interessant sein und so darüber hinaus einen Ressourcenkreislauf schließen. Die deutsche Substratwirtschaft stellt an sämtliche Substratkomponenten höchste Ansprüche und verfügt über diverse Qualitätsrichtlinien sowie Gütezertifizierungsmaßnahmen. Im Fokus dieser Arbeit stand die Überprüfung fünf verschiedener Typen von kompostierten bzw. vergorenen Reststoffen (im Weiteren als Komposttypen bezeichnet), der bereits beschriebenen Stalleinstreuprodukte, hinsichtlich der Eignung als volumenbildender Substratausgangsstoff. Anhand von Kriterien aktueller RAL-Zertifizierungsrichtlinien wurden weiterhin einige der Reststoffe in ihrer reinen Form getestet. Außerdem wurde der vielversprechendste Typ, ermittelt durch vorab durchgeführte Schnelltestverfahren, in Mischungen zu drei praxisüblichen Substratvarianten (80 % Torf / 20 % Kompost, 60 % Torf / 40 % Kompost und ein torffreie Mischung aus 40 % Kompost / 30 % Holzfasern / 30 % Coco-Peat) auf chemische, physikalische und biologische Eigenschaften geprüft. Sämtliche Untersuchungen wurden unter Einhaltung von DIN-Norm-Vorschriften und VDLUFA Verfahrensanweisungen in Eigenverantwortung geplant und in den Laboren der HSOsnabrück durchgeführt. Anhand der gewonnenen Daten hat sich gezeigt, dass die RAL-Vorgaben für pH-Werte, Salz- und Stickstoffgehalte deutlich von allen Versuchsvarianten überschritten wurden. Der gesamte N-Haushalt erwies sich als instabil. Es wurden NO2--Gehalte in pflanzentoxischen Konzentrationen nachgewiesen. Eingehalten wurden von allen Komposttypen die Grenzwerte für P2O5-, K2O, Na und Cl für eine niedrige Beimischungsquote von substratfähigen Komposten. Weiterhin haben die vorliegenden Ergebnisse verdeutlichet, dass durch Mischen der Komposttypen mit den verwendeten Substratausgangsstoffen ein Absenken des pH-Wertes sowie der Salzgehalte möglich ist. Auch eine Stabilisierung des N-Haushaltes ist auf diese Weise erreicht worden. Dennoch wurden bei den angefertigten Substratmischungen die Richtwerte für hoch aufgedüngte Substrate bei den ermittelten N-, P2O5- und K2O-Gehalten überschritten. Die biologischen Keimtests mit Kresse und Chinakohl haben eindrucksvoll gezeigt, dass der detailliert getestete Komposttyp weder in purer Form noch als Substratmischung akzeptable Ergebnisse erzielen konnte. Gründe für das schlechte Abschneiden sind auf die hohen Salzgehalte und pH-Werte in Kombination mit hohen Ammoniak-, Chlorid- und Natriumgehalten sowie der Anwesenheit von Nitrit zurückzuführen. Auch die festgestellten physikalischen Eigenschaften, wie Minderung der Wasserkapazität und Steigerung der Luftkapazität mit zunehmenden Kompostanteil, können hierzu beigetragen haben. Unter Einbezug sämtlicher Ergebnisse muss abschließend festgehalten werden, dass weder einer der getesteten Komposttypen in seiner reinen Form noch als volumenbildender Bestandteil von Kultursubstraten, bei einer Beimischungsquote von 20 bis 40 Vol. %, verwendbar ist.
Der Verzicht auf Torf in Kultursubstraten kann einen Beitrag zum Klimaschutz durch eine Reduktion von CO2-Emissionen leisten. Als Hauptkomponenten für solche Substrate kommen nachwachsende Rohstoffe wie Holzfasern und Kokosmark in Betracht, die bereits als Zuschlagstoffe in torfreduzierten Substraten Anwendung finden. Im Vergleich zum Torf weisen diese organische Materialien aber abweichende chemische und physikalische Eigenschaften auf. Ziel dieser Untersuchung war es, die Stickstoffdynamik sowie Veränderungen in der Luft- und Wasserkapazität von torffreien Substratmischungen im Verlauf einer Containerkultur zu untersuchen.
Als Versuchspflanze diente Lonicera nitida 'Maigrün', die über einen Zeitraum von 18 Wochen in zwei torffreien Substraten und in Torf (Kontrolle) kultiviert wurde. Die beiden torffreien Substrate bestanden zu jeweils 50 Vol.- % aus Holzfasern und Kokosmark (Substrat 1) bzw. aus einer Mischung dieser Komponenten mit 20 Vol.- % Kompostanteil (Substrat 2). Die Nährstoffversorgung der Pflanzen erfolgte mit Osmocote Exact Standard 5 - 6M und Radigen als Vollbevorratung. Die Stickstoff-(N)-Gehalte in Substrat, Dünger, Wurzel, Spross und Drainwasser wurden an vier Terminen bestimmt, die über den gesamten Kulturzeitraum verteilt waren. Parallel hierzu wurden getopfte Substratballen in Anlehnung an DIN EN 13041 auf physikalische Parameter untersucht.
Mit beiden torffreien Kultursubstraten konnten gleich hohe Sprossmassenerträge und ebenso gute Pflanzenqualitäten produziert werden wie bei einer Anzucht in Torf. In dem aus Holzfasern und Kokosmark zusammengesetzten Substrat nahm die Luftkapazität im Kulturverlauf stärker ab (-10 Vol.- %) als in den beiden anderen Versuchsvarianten (-4 Vol.- %). In allen geprüften Substraten blieb die Luftkapazität aber bis zu Kulturende bei ≥ 20 Vol.- % und lag damit durchweg in einem pflanzenbaulich günstigen Bereich. Die N-Bilanz zeigte im Kulturverlauf für die beiden torffreien Substrate N-Defizite von bis zu 14 % an. Diese Fehlbeträge wiesen auf eine Immobilisierung von mineralischem Stickstoff in der mikrobiellen Biomasse hin. Das Einmischen von Kompost im Substrat 2 wirkte dieser Entwicklung entgegen, wahrscheinlich durch eine erhöhte Mineralisierung der organischen Substanz. Zu Kulturende wurde in dieser Versuchsvariante sogar ein positiver N-Saldo von 9 % ermittelt. Im Torfsubstrat war die N-Bilanz über den gesamten Kulturverlauf weitgehend ausgeglichen.
In einer in der Region ansässigen Bonsaischule traten bei der Anzucht der Bonsaijungpflanzen im Kulturverlauf Blattchlorosen und Wuchsdepressionen auf. Im Rahmen einer Diplomarbeit wurde ein Düngeversuch in der Jungpflanzenkultur des Betriebes angelegt, um Ernährungsstörungen bei Haupt- und Spurennährstoffen als mögliche Ursachen zu ermitteln und Empfehlungen zur Optimierung der Nährstoffversorgung bei Bonsaijungpflanzen abzuleiten.
Dazu wurde das für die Berechnung der Düngung in Containerkulturen der Baumschule häufig verwendete Bedarfsgruppensystem (2, 4, 5 g Depotdünger/ l Substrat) für die Anzucht ausgewählter 4-jähriger Bonsaijungpflanzen (Acer campestre, Carpinus betulus, Potentilla fruticosa, Pyracantha coccinea, Quercus robur, Tilia cordata) mit der betriebsüblichen Düngung verglichen. Ergänzend wurden kulturbegleitend Gießwasser- und Substratuntersuchungen durchgeführt, um pH-Änderungen im Substrat und die damit verbundene Veränderung in der Spurenelementverfügbarkeit zu erfassen
Die ermittelten Frischsubstanzerträge und Nährstoffgehalte in Substrat und Pflanzen ergaben, dass eine Bevorratung des Substrates mit 4 und 6 g Depotdünger/ l Substrat, ergänzt mit einer wöchentlichen Flüssignachdüngung (0,1 % Mehrnährstoff-dünger) ab Juli die besten Jungpflanzenqualitäten (Frischsubstanzertrag, Sprossaufbau, Blattfärbung) für die Gestaltung von Bonsaipflanzen ergab.
Im Kulturverlauf (Juli/Aug.) traten bei einigen Versuchspflanzen (z.B.: Potentilla) Blattchlorosen auf. Als Ursache hierfür konnte eine hohe Karbonathärte (12 °dKH) des Gießwassers ermittelt werden, die einen pH-Wert-Anstieg im Substrat von pH 5,8 auf 6,8 verursachte, sodass die Verfügbarkeit und Aufnahme des Eisens vermindert wurde. Der daraus resultierende Eisenmangel kann durch die Verwendung von hochwertigen Eisendüngern (EDDHA-Chelate), eine Reduzierung des pH-Wertes in der Substratmischung von pH 5,8 auf 5,0, sowie eine Verminderung des Karbonateintrages in das Gießwasser durch eine Entfernung der Karbonatablagerungen im Bewässerungsteich vermieden werden.
Die Pflanzenanalyse ist ein etabliertes Verfahren zur Kontrolle des Ernährungszustandes von Kulturpflanzen. Bei der klassischen Vorgehensweise werden die Nährelementgehalte in Blättern nach Trocknung und Aufschluss der Pflanzensubstanz laboranalytisch bestimmt. Als Alternative zu den relativ zeitaufwendigen und teuren Laboranalysen kommen Schnelltests in Betracht, bei denen die Inhaltsstoffe von Pflanzensäften mit speziellen Teststäbchen und/oder tragbaren Messgeräten (Reflektometern, ionenselektive Elektroden) direkt im Feld ermittelt werden können. Ziel der hier vorgestellten Untersuchungen war es, Referenzwerte für ausreichende Nitrat- und Kaliumgehalte im Pflanzenpresssaft der Rispenhortensie (Hydrangea paniculata) zu ermitteln. Hierzu wurden Container- und Freilandversuche mit jeweils vier Stickstoff (N)- und Kalium (K)-Düngestufen in Form einer randomisierten Blockanlage mit vier Wiederholungen (à zehn Pflanzen) durchgeführt. Die Nährstoffversorgung der Gehölze erfolgte während der gesamten Vegetationsperiode über eine Bewässerungsdüngung. Für die Untersuchung der Pflanzensäfte sowie für den Vergleich mit der klassischen Pflanzenanalyse wurden kulturbegleitend an insgesamt zehn Terminen standardisierte Blattproben entnommen. Parallel hierzu wurden Substrat- bzw. Bodenproben gewonnen und die Nitrat- und Kaliumgehalte im CAT-Extrakt bestimmt.
Der Nitratgehalt im Pflanzenpresssaft der Rispenhortensie schwankte im Kulturverlauf zwischen 5 bis 30 mg/l in der niedrigsten N-Düngungsstufe und 120 bis 450 mg/l in der höchsten N-Düngestufe. Die Höhe der Stickstoffdüngung spiegelte sich damit deutlich im Nitratgehalt des Pflanzenpresssaftes wider. Außerdem korrelierte der Nitratgehalt im Saft der Rispenhortensie sehr eng mit dem Nitratangebot im Substrat (R2 = 0,89) bzw. in der durchwurzelten Bodenschicht (R2 = 0,85). Die Presssaftanalyse zeigte die Stickstoffversorgung der Gehölze damit empfindlicher an als die herkömmliche Pflanzenanalyse. Auch der Kaliumgehalt im Pflanzenpresssaft variierte in Abhängigkeit von der K-Düngehöhe. Der Zusammenhang zu dem korrespondierenden Kaliumgehalt im Substrat (R2 = 0,65) und in der durchwurzelten Bodenschicht (R2 = 0,73) war hier jedoch schwächer ausgeprägt. Die Ergebnisse eines Sortenvergleiches zeigten insbesondere in Bezug auf den Nitratgehalt deutliche genotypische Unterschiede an, die im Zusammengang zum Pflanzenwachstum standen. Kleinwüchsigere Sorten wiesen dabei höhere Nitratgehalte auf als größere Sorten. Als weitere maßgebliche Einflussfaktoren des Nitratgehaltes im Pflanzenpresssaft wurden das Blattalter (jüngere Blättern > ältere Blätter) und die Tageszeit (Morgenstunden > Abendstunden) identifiziert. Diese Parameter müssen daher bei der Probenahme standardisiert werden, um den N-Ernährungszustand der Rispenhortensien mit dem Nitratschnelltest zuverlässig bewerten zu können.