Axel Göttlein
Auf der Suche nach einem besseren Baumschulsubstrat – LWF aktuell 129

Torfbasierte Kultursubstrate spielen heute im Baumschulbereich eine große Rolle, da vermehrt Containerpflanzen an den Kunden ausgeliefert werden. Torf ist eine ideale Basis für Kultursubstrate, da sich daraus ein maschinentaugliches Substrat mit stets gleichartiger Beschaffenheit herstellen lässt, welches sowohl eine günstige Wasserspeicherkapazität als auch eine stets ausreichende Luftkapazität besitzt und aufgrund seiner Nährstoffarmut sich durch Nährstoffzugaben in nahezu jede gewünschte Richtung verändern läßt.

Aus Gründen des Moorschutzes wäre es jedoch wünschenswert, zumindest einen Teil des in der Pflanzenanzucht verwendeten Torfes durch heimische Alternativsubstrate zu ersetzen. Hier können neben organischen Ersatzstoffen wie Holzfaserstoffen, Komposte und Rindenhumus auch Terra Preta-ähnliche pflanzenkohlehaltige Substrate eine gewisse Rolle spielen (BZL 2020).

In den großen, wenig fruchtbaren Gebieten Amazoniens gibt es kleine Inseln sehr fruchtbarer dunkler Böden. Diese als »Terra Preta do indio« (schwarze Indianererde) bezeichneten Böden sind anthropogenen Ursprungs und haben ein Alter von mehreren hundert Jahren, teilweise bis 2.000 Jahre und mehr (Bechtold 1982). Terra Preta zeichnet sich durch einen hohen Anteil an Pflanzenkohle aus, welche aufgrund ihrer großen spezifischen Oberfläche als Wasserspeicher und vor allem als Speicher für zugegebene Nährstoffe dienen kann.

Die positiven Effekte von Pflanzenkohle auf das Baumwachstum scheinen besonders ausgeprägt in frühen Wachstumsphasen und bei Laubbäumen zu sein. Allerdings gibt es hierzu nur eine relativ geringe Anzahl an Studien, so dass es angebracht erschien, zusätzliche Untersuchungen durchzuführen und den aktuellen Kenntnisstand zur Eignung von Terra Preta-ähnlichen Anzuchtsubstraten zu erweitern.

In der Baumschule Steingaesser in Miltenberg wurden am 4. Mai 2020 einjährige Sämlinge der Baumarten Eiche, Buche und Lärche in QuickPot®-Platten getopft. Diese Platten besitzen 24 Pflanzpositionen à 300 ml Volumen. Als Pflanzsubstrate diente zum einen ein von der Fa. Steingaesser standardmäßig verwendetes Torfsubstrat mit einem Quarzsandanteil von 5 %.

Dieses Pflanzsubstrat wurde zusätzlich mit 100 g pro m3 Radigen, einem Mikronährstoff-Depotdünger, und mit 4 kg pro m3 Osmocote, einem NPKMg-Depotdünger, versetzt. Als Alternativsubstrat wurde ein von der Fa. Terra Magica vertriebenes und im Kompostwerk Buchen hergestelltes, pflanzenkohlehaltiges Substrat verwendet. Dieses Substrat enthält keine weiteren Zusätze.

Am 13. August 2020 wurden auf dem Baumschulgelände alle für das Projekt angezogenen Pflanzen auf Vitalität geprüft. Zusätzlich wurden pro Baumart und Substrattyp zehn Pflanzen samt Wurzelballen und je fünf Proben des Standard- und des Alternativsubstrates entnommen und zur Analyse nach Freising gebracht.

Die Ausfall-Prozente der einzelnen Pflanzvarianten sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Der Mittelwert des Ausfall-Prozents lag für alle in Standardsubstrat angezogenen Pflanzen unter 10%, wobei die Lärche die günstigsten Werte aufwies. Im Alternativsubstrat haben alle Baumarten ein signifikant höheres Ausfall-Prozent, mit dem höchsten Wert von knapp 30% bei Lärche.

Der deutlich schlechtere Anzuchterfolg im Alternativsubstrat läßt sich zumindest in Teilen auf die schlechte Dränwirkung und damit auf den schlechteren Lufthaushalt zurückführen. Zufälligerweise ging am Beprobungstag ein Gewitterregen nieder. Dabei zeigte sich, dass in etlichen QuickPot®-Töpfchen des Alternativsubstrates nach Beendigung des Regens das Wasser bis zum Rand stand (Tabelle 2). Im Standardsubstrat konnte in keinem Fall ein Wasserüberstau beobachtet werden. Insgesamt waren die im Alternativsubstrat angezogenen Pflanzen einen deutlich schlechteren Zustand (Abbildung 1).

Es zeigen sich im Sproß- wie auch im Wurzelbereich signifikante Größen- und Gewichtsunterschiede. Die im Standardsubstrat angezogenen Pflanzen sind wesentlich schwerer und deutlich größer. Berechnet man das Sproß/Wurzel-Verhältnis auf Gewichtsbasis, so ist dies im Standardsubstrat für alle drei Baumarten höher. Auch der Wurzelhalsdurchmesser ist im Standardsubstrat stets um ca. 1 mm höher, wobei bei Eiche aufgrund der höheren Streuung der Einzelwerte die beiden letztgenannten Effekte nicht signifikant sind.

Betrachtet man die Nährelementgehalte der Assimilationsorgane, so fällt auf, dass für alle Baumarten das Alternativsubstrat bei Kalium signifikant höhere Werte bewirkt, während dies im Standardsubstrat für Calcium der Fall ist (Tabelle 3). Für Eiche gibt es bei keinem weiteren Element signifikante Unterschiede zwischen den Substraten. Bei Buche sind im Standardsubstrat zusätzlich die Gehalte von P und Mn signifikant höher, bei Lärche gilt dies für die Elemente N, S, Mg, Mn, Cu und Zn. Das Alternativsubstrat führt zusätzlich zu K lediglich bei der Buche für Zn zu signifikant höheren Werten.

Bei den Blatt/Nadelspiegelwerten zeigt sich, dass sich nur die Schwefelernährung durchgängig im Normalbereich befindet. Eisen befindet sich für alle Varianten im Überschußbereich, ebenso Magnesium für Eiche und Buche. Bei Stickstoff und Phosphor finden sich unsystematisch Werte im Überschußbereich, wogegen für Kalium ausschließlich überhöhte Werte für das Alternativsubstrat zu finden sind.

Werte im Mangelbereich finden sich bei den Makroelementen nur im Alternativsubstrat, und zwar für Buche und Lärche bei Calcium und für Lärche bei Magnesium. Bei den Spurenelementen fallen bei der Lärche der sehr niedrige Wert für Mangan und der niedrige Wert für Zink im Alternativsubstrat auf. Auch bei den beiden Laubbaumarten gibt es Mängel im Spurenelementbereich bei Kupfer und Zink, die jedoch kein systematisches Muster erkennen lassen.

Bei der Bewertung der Nährelementgehalte ist zu berücksichtigen, dass Nährelementüberschüsse bei einzelnen Elementen kombiniert mit Mängeln bei anderen Elementen zu Nährelementungleichgewichten führen. Auffällig ist, dass bei der Lärche, die im Alternativsubstrat die größte Anzahl von Nährelementmängeln und Nährelementungleichgewichten aufweist, auch die größte Differenz in Ausfallprozent und Sproßlänge zwischen Standard- und Alternativsubstrat zu beobachten ist.

Tabelle 3 vergleicht wichtige chemischen Eigenschaften der beiden Substrate. Das Standardsubstrat, welches ein nahezu pures Torfsubstrat ist, zeigt erwartungsgemäß einen sauren pH-Wert. Nach gut 100 Tagen Pflanzenwachstum haben sich in beiden Substraten die pH-Werte von den Herstellerangaben (Standardsubstrat: pH ca. 5,8; Alternativsubstrat: pH ca. 8,8) um ca. 1,5 pH-Einheiten in Richtung saureres Milieu bewegt. Der hohe C-Gehalt sowie der hohe Glühverlust des Standardsubstrats ergibt sich aus der hauptsächlichen Verwendung von Torf.

Beide Substrate haben eine vergleichbare Austauschkapazität und einen Alkali-Erdalkali-Anteil (Basensättigung) von über 99%. Bei der Austauscherbelegung dominiert in beiden Substraten das Calcium, wobei dessen Anteil im Standardsubstrat signifikant höher liegt. Im Alternativsubstrat belegt Kalium gut 30% der Austauschplätze, das sind ca. 23% mehr als im Standardsubstrat. Bei Magnesium und Natrium liegt die Austauscherbelegung in beiden Substraten in einem vergleichbaren Bereich. Der hohe Kaliumanteil des Alternativsubstrates beeinflußt stakt die ernährungskundlichen Kennwerte.

Die im TerraPreta-ähnlichen Alternativsubstrat angezogenen Pflanzen zeigen eine signifikant höhere Ausfallrate, eine signifikant schlechtere oberirdische Entwicklung und deutlich ungünstigere Ernährungskennwerte. Die beobachtete Ungunst dieses Substrates lässt sich vor allem auf zwei Faktoren zurückführen.

Zum einen neigt das Alternativsubstrat zur Verschlämmung, d.h. die Wasserleitfähigkeit ist nicht gut genug, um auch bei Starkregenereignissen eine ausreichende Drainage des Niederschlagswassers zu gewährleisten. Durch den Wasserstau verschlechtert sich die Sauerstoffversorgung der Wurzeln. Feinwurzeln sterben ab und verfaulen. Zum zweiten hat das Alternativsubstrat ein unausgewogenes Nähstoffangebot. Bei der beobachteten Dominanz des Nährelementes Kalium führt dies zu einer K-Überversorgung, die Nährstoffungleichgewichte von Kalium relativ zu Calcium und Stickstoff bewirkt.

Alternative Pflanzsubstrate werden nur dann Akzeptanz finden, wenn sie in Reinform oder als Zuschlag zu Torfsubstraten aus wirtschaftlicher Sicht attraktiv sind, sowohl im Hinblick auf die Beschaffungskosten als auch bezüglich der erzielten Pflanzenqualität. Ferner müssen sie gleichmäßig günstige Substrateigenschaften aufweisen und maschinentauglich in der Pflanzenanzucht einsetzbar sein. Wie die vorliegende Studie gezeigt hat, ist die Abkehr vom Standard-Torfsubstrat kein einfaches Unterfangen und es bedarf umfangreicher und intensiver Studien um ein wirtschaftlich und betriebspraktisch realisierbares Alternativsubstrat zu finden.

Die Untersuchung wurde durch das Bayerische Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten unter der Nummer klifW03 gefördert.