Produktionsgartenbau

Im Unterglasgemüsebau spielen Kultursubstrate eine wesentliche Rolle, da bodenunabhängig Jungpflanzen herangezogen werden, die später bodenabhängig im Gewächshaus oder Feld bis zur Ernte weiterkultiviert werden. Kohlgemüsearten, Kopf-, Feld- und Eissalat, Kürbis, Gurken, Zwiebeln, Porree, Schnittlauch, Tomaten, Paprika, Basilikum, Petersilie, Dill, Sellerie und viele andere zum Verzehr angebaute Kulturen stellen hohe Qualitätsanforderungen an das Substrat hinsichtlich aller Substrateigenschaften, aber insbesondere bezüglich des Gehaltes an Schadstoffen und Schwermetallen.

Vergrößerte Darstellung von: Kultur von Basilikum auf Rinnen im Gewächshaus (© Klasmann-Deilmann GmbH)

Kultur von Basilikum auf Rinnen im Gewächshaus (© Klasmann-Deilmann GmbH)

Automatisierte Verarbeitungsprozesse bei der Aussaat, dem Pikieren, Umsetzen und Auspflanzen von Jungpflanzen verlangen Kultursubstrate, deren mechanische Eigenschaften den jeweiligen technischen Anforderungen angepasst sind. Kulturprozesse verlangen Kultursubstrate, die bis ins Detail maßgeschneidert sind und bei der Formulierung der Rezeptur keine Fehler zulassen. Da Torf aufgrund seiner Entstehung beste gartenbauliche Eigenschaften hat und frei von Schadstoffen und Schwermetallen ist, stellt er die Basis für Gemüsebau- und Kräutersubstrate. Die Abhängigkeit dieses Bereiches von Torf ist ausgeprägt. Pflanzenstückzahlen pro Betrieb und Jahr von vielen Millionen sind nicht selten.
Hauptbestandteil aller Presstopfsubstrate ist durchfrorener stark zersetzter Hochmoortorf (H6-H8), dem nach guter Durchfrostung meistens ein Anteil weniger stark durchfrorener Schwarztorf zur Erhöhung der Bindigkeit zugegeben wird; bei weniger guter Durchfrostung (witterungsbedingt) ist der Anteil geringer. Auch können bestimmte feinst vermahlene Tonarten zur Erhöhung der Bindigkeit beitragen. Manchen Presstopfsubstraten wird Sand in geringen Mengen zugegeben, um die Gleitfähigkeit während der maschinellen Verarbeitung zu erhöhen und die Benetzbarkeit während der Jungpflanzenkultur zu verbessern, denn einmal ausgetrocknete Presstopfsubstrate lassen sich schlecht wieder benetzen. Presstopfsubstrate enthalten zunehmend Anteile anderer Substratausgangsstoffe, um die Luftkapazität, die sehr niedrig sein kann, zu erhöhen. Beimischungen von Weißtorf, Kokosmark oder Holzfaserstoffen sind hierfür geeignet.
Presstopfsubstrate werden erdfeucht [Wm = 65-70 % (m/m)] geliefert und durch Zugabe von Wasser für den individuellen Pressvorgang auf Wm ≈ 70-75 % (m/m) erhöht. Mit Presstopfautomaten wird das Substrat zu Würfeln gepresst. Kantenlängen von 3 bis 4 cm für z. B. Salat- oder Kohlarten sind gängig; für Gemüse wie Gurken oder Tomaten können diese bis zu 10 cm sein. Die Anzahl von Presstöpfen, die aus 1 m³ Substrat hergestellt werden kann, ist von der Substratzusammensetzung, dem Feuchtigkeitsgehalt und dem Pressdruck abhängig. Bei einer Kantenlänge von 4 cm können zwischen 7.500 und 9.500 Presstöpfe hergestellt werden. Durch die maschinelle Formgebung wird das Substrat zwar verdichtet, was aber nicht zu Nachteilen bei der Bewurzelung führt.
Manche Gemüsebaubetriebe kultivieren Jungpflanzen in Multizellenplatten mit kleineren Einheiten von manchmal nur wenigen Millilitern Volumen. Bei Verwendung von Mehrwegplatten, die viele Jahre immer wieder verwendet werden können, ist das Entfernen von Algen und Substratresten nach Gebrauch und die anschließende Desinfektion der Platten aus hygienischen Gründen notwendig. Das Risiko des Austrocknens des Substrats ist bei Einsatz von Plattensystemen höher, weshalb die Bewässerung gut gesteuert sein muss. Tenside oder Ton im Substrat können die Benetzbarkeit verbessern.
Bei Fruchtgemüsearten wie Schlangengurken, Auberginen und Tomaten haben sich vorgeformte Substrate auf der Basis von Mineralwolle als Form der Hydrokultur in manchen Betrieben durchgesetzt. Ferner spielen Kokosmark, Blähperlit oder Torfsubstrate in Grow Bags eine nicht zu unterschätzende Rolle.

Kulturspeisepilze werden nicht auf Substraten im üblichen Sinn kultiviert, sondern auf Basissubstraten aus z. B. Stroh, Pferdedung, Hühnerkot, Gips und bestimmten Zusätzen(3) . Folglich heißen solche Substrate Strohsubstrate oder Pferdedungsubstrate. Das Myzel des Kulturchampignons beispielsweise zersetzt die Biomasse des Basissubstrats und versorgt sich so mit Nährstoffen. Im Verlauf der Kulturgeschichte des Champignons stellte man fest, dass das Abdecken des besiedelten Basissubstrats mit einer Schicht Erde sich förderlich auf die Fruchtkörperbildung (Fruktifikation) auswirkt. Aus diesen Erkenntnissen hat man für die Kultur der verschiedenen Kulturstämme des Champignons (und anderer Speisepilze) sogenannte Deckerden entwickelt, auf deren Produktion sich manche Hersteller spezialisiert haben. Nach LELLEY(3) werden von einer Deckerde bestimmte Eigenschaften erwartet, welche die Fruktifikation des Champignons begünstigen:

1. pH-Wert (CaCl2) 7,0 bis 8,0
2. gute pH-Pufferkapazität bei niedrigerem pH
3. hohe Wasserkapazität
4. nachhaltig gute Krümelstruktur (hohes Gesamtporenvolumen), um den Gasaustausch zwischen Basissubstrat und Raumluft zu gewährleisten
5. Freiheit von Krankheiten, Schädlingen und Konkurrenzorganismen

Vergrößerte Darstellung von: Champignonkultur mit Deckerde aus stark zersetztem Torf (© Klasmann-Deilmann GmbH)

Champignonkultur mit Deckerde aus stark zersetztem Torf (© Klasmann-Deilmann GmbH)

Aufgrund seiner Eigenschaften hat sich stark zersetzter Hochmoortorf für die Produktion von Champignongdeckerde als idealer Ausgangsstoff bewährt, dem manchmal Sand, Rindenhumus, Kompost oder andere Stoffe zugegeben werden, um den Wasserhaushalt zu optimieren. Für die Produktion von Deckerden für Speisepilze für den Frischmarkt wird in der Regel gebaggerter Nasstorf (Feuchttorf) verwendet, um die gute Krümelstruktur zu erreichen. Für Deckerden für Speisepilze für die Konservenindustrie werden auch „normal“ gewonnene Weißtorfe und Schwarztorfe verwendet.

In diesen Sparten des Gartenbaus ist aufgrund der Vielzahl der kultivierten Pflanzenarten und der größeren Kultureinheiten (Töpfe, Container) während der Weiterkultur der mengenmäßige Bedarf an Kultursubstraten hoch und die jeweilige Substratrezeptur sehr spezifisch. Praktisch alle Topfkulturen, Grünpflanzen, Beet- und Balkonpflanzen sowie Stauden werden in Kultursubstraten kultiviert. Diese Produktdiversifikation kommt nicht dem Substrathersteller in Bezug auf seine Ziele zur Reduzierung der Produktionskomplexität zu Gute, sie hilft aber dem Kultivateur, bestmögliche Kulturergebnisse zu erzielen. Im Zierpflanzenbau kommen vor allem bei der Weiter- und Topfkultur neben Torf die meisten anderen Substratausgangsstoffe zum Einsatz, denn größere und kräftige Pflanzen reagieren weniger empfindlich auf z. B. höhere Nährstoffgehalte (z. B. bei Komposten) als salzempfindliche Aussaaten, Stecklinge oder bewurzelte Jungpflanzen.
Wie im Gemüsebau hat die Mechanisierung und Automatisierung in den Zierpflanzenbau längst Einzug gehalten. Computergesteuerte Temperaturregelung, Bewässerung und Düngung, die automatisierte Ausbringung von chemischen und biologischen Pflanzenschutzmitteln, der Einsatz von Topfmaschinen, Pikierrobotern zum Umsetzen von Jungpflanzen in größere Einheiten und der Einsatz von Presstopfmaschinen zur Herstellung von Torfpresstöpfen sind Beispiele dafür, wie auch in dieser Gartenbausparte die zwangsläufige Produktivitätssteigerung erzielt wird. Geschlossene Kulturverfahren, die das Recyceln des Bewässerungswassers mit den darin enthaltenen Nährstoffen gewährleisten, vermeiden Nährstoffauswaschungen und schützen den Boden.

Vergrößerte Darstellung von: Pikierroboter beim Umsetzen von Stiefmütterchen in größere Kultureinheiten (© Klasmann-Deilmann GmbH)

Pikierroboter beim Umsetzen von Stiefmütterchen in größere Kultureinheiten (© Klasmann-Deilmann GmbH)

Ein wesentlicher Teil der in Deutschland produzierten Kultursubstrate wird für die Kultur bodenunabhängiger Baumschul- und Staudenkulturen im Freiland benötigt. Laubgehölze, Koniferen, Bodendecker, Sträucher, Stauden und Gräser werden in den unterschiedlichsten Topf- und Containergrößen kultiviert. Baumschulballungsgebiete wie der Raum um Pinneberg oder das Ammerland sind Zeugen der vielen tausend Hektar an Baumschulfläche in Deutschland. Bei der Containerkultur ist nicht nur die Wasserspeicherfähigkeit bei gleichzeitig gutem Lufthaushalt im Wurzelraum von Bedeutung, auch der Abfluss überschüssigen Niederschlagswassers muss gewährleistet sein. Grob fraktionierter Torf dient hierbei häufig als Basisausgangsstoff, dem andere Ausgangsstoffe wie Pinienrinde, Rindenhumus, grober Substratkompost, Reisspelzen, Bims oder Blähperlit zugesetzt werden können.

Vergrößerte Darstellung von: Großflächige Baumschulkultur von Eriken (© Klasmann-Deilmann GmbH)

Großflächige Baumschulkultur von Eriken (© Klasmann-Deilmann GmbH)

Landläufig bezeichnet man acidophile (säureliebende) Pflanzen als Moorbeetpflanzen. Die Azerca, eine Vereinigung von Gartenbaubetrieben, die sich als Sondergruppe innerhalb des ZVG (Zentralverband Gartenbau) mit der Kultur acidophiler Pflanzenarten befasst, zählt Azaleen, Eriken, Callunen und Kamelien zu dieser Pflanzengruppe. Der Gruppe der acidophilen Pflanzen werden aber auch Gaultherien, Pieris sowie typische Moorpflanzen wie Eriophorum (Wollgras) und Vaccinium (Heidelbeeren) zugeordnet. Einen Hinweis auf die Beziehung zwischen der Bezeichnung Moorbeetpflanzen und ihrer Herkunft, den Mooren, gibt GROSSE-BRAUCKMANN(4) .
Heute bieten sich eine Reihe von geeigneten Substratausgangsstoffen an, die in Substraten für acidophile Pflanzen mit verwendet werden, um bestimmte Substrateigenschaften einzustellen. Mit den kalktoleranten INKARHO®-Rhododendren werden Rhododendron-Unterlagen angeboten, die ein gutes Wachstum in den meisten Böden mit pH-Werten (CaCl2) von 4,5 bis 6,5 ermöglichen. Für INKARHO®-Rhododendren sind aufgrund der größeren Toleranz bezüglich der Substratacidität auch torffreie Substrate verwendbar. Die nachfolgende Tabelle beinhaltet Ausgangsstoffe, die zur Hauptkomponente Torf bei der Kultur von Rhododendren und Azaleen verwendet werden können.

Vergrößerte Darstellung von: Geeignete Substratausgangsstoffe bei Verwendung von Torf als Hauptkomponente für Substrate für Rhododendron und Azaleen

Geeignete Substratausgangsstoffe bei Verwendung von Torf als Hauptkomponente für Substrate für Rhododendron und Azaleen

(SCHMILEWSKI & HÄRIG 1994)

Obst wird vornehmlich bodenabhängig kultiviert. Kultursubstrate spielen daher im Obstbau insgesamt eine untergeordnete Rolle. Erdbeeren werden in manchen Betrieben in Grow Bags oder Containern oder anderen Behältnissen kultiviert. Substrate aus 100 % (v/v) Torf oder Kokosmark oder Mischungen aus diesen und anderen Ausgangsstoffen finden dabei Verwendung. Sowohl dem Produktions- als auch dem Hobbygärtner stehen Spezialsubstrate für die Kultur von Zierfruchtbäumen (z. B. Zitrusfruchtbäume) oder Beerenobst zur Verfügung.

Auch wenn wir im Sinne dieses Buches Kultursubstrate ausschließlich als Substrate für die bodenunabhängige Pflanzenkultur definieren, werden sie dennoch manchmal für die Pflanzung von Bäumen, Sträuchern, Stauden und anderen dekorativen Pflanzen im Freiland verwendet, vornehmlich um den Bodenaushub damit zu mischen. Auch gibt es speziell für den Außenbereich hergestellte Staudensubstrate, Rhododendron-Substrate, Teichsubstrate und viele andere Spezialsubstrate. Dabei handelt es sich aber nicht um Kultursubstrate wie zuvor definiert.

Spezielle Baumsubstrate werden in größeren Pflanzgruben dort eingesetzt, wo der gewachsene Boden ungeeignet ist. Gemäß RAL-GZ 250(5) gibt es zwei Baumsubstrattypen. Zum einen solche für die offene, nicht überbaute Pflanzgrube (Pflanzgrubenbauweise 1) und solche für die überbaute Pflanzgrube (Pflanzgrubenbauweise 2). Die FLL-Definitionen wurden in das RAL-GZ 250(5) übernommen und sind nachfolgend aufgeführt.

„Baumsubstrate für die Pflanzgrubenbauweise 1 kommen für offene, nicht überbaute Pflanzgruben zum Einsatz. Die Pflanzgrubenverfüllung reicht bis zur Oberfläche des daran angrenzenden Bodens. Sie hat in der Regel eine offene Baumscheibe und ihre Oberfläche wird nur geringfügig belastet. Baumsubstrate für die Pflanzgrubenbauweise 1 weisen bei leichter Verdichtung zur Vermeidung von Sackungen einen guten Wasser- und Lufthaushalt auf. Sie müssen strukturstabil und für den Einbau bis mindestens 1,5 m Tiefe geeignet sein (FLL 2010).“

„Baumsubstrate für die Pflanzgrubenbauweise 2 kommen bei überbauten Pflanzgruben zum Einsatz. Die Pflanzgrubenverfüllung ist nicht nur Pflanzenstandort, sondern auch Baugrund für die Verkehrsfläche. Die Pflanzgrubenverfüllung reicht im überbauten Bereich bis zur Oberkante des Oberbaus und muss entsprechend tragfähig sein. Baumsubstrate für die Pflanzgrubenbauweise 2 weisen bei Verdichtung zum Erreichen der Tragfähigkeitsanforderung an den Baugrund der vorgesehenen Verkehrsfläche einen ausreichenden Wasser- und Lufthaushalt auf (FLL 2010)“.

Beide Baumsubstrattypen bestehen in der Regel überwiegend aus mineralischen Ausgangsstoffen mit Anteilen an organischen Stoffen mit definierten Eigenschaften. SPRINGER(6) listet geeignete Ausgangsstoffe für Baumsubstrate und geht auf deren Eigenschaften ein. Da an die physikalischen Eigenschaften von Baumsubstraten zum Teil andere Anforderungen gestellt werden (z. B. ist die Wasserdurchlässigkeit eine wichtige Kenngröße) als an Kultursubstrate und Blumenerden und diese nach anderen Methoden (FLL-Methoden) untersucht werden, wird hier nicht weiter auf Baumsubstrate eingegangen.

Für die Begrünung von Flach- und Schrägdächern und Fassaden ist neben bau- und vegetationstechnischen Voraussetzungen dem Dach- oder Vegetationssubstrat hohe Bedeutung zuzumessen. Mit der Zunahme der Dachbegrünung in Deutschland werden erhebliche Mengen an Dachsubstraten benötigt. ROTH-KLEYER(7) führt für 1997 Mengen von 500.000 m³ Dachsubstraten an, die von überregionalen Anbietern für die bodenfreie Begrünung geliefert werden, wovon 15 bis 20 % auf Intensivsubstrate entfallen. Weitere 200.000 m³ sollen von regional orientierten Betrieben hergestellt werden. Inzwischen dürfte die jährlich produzierte Gesamtmenge weiter gestiegen sein.
Waren früher vorwiegend Blähton, Torf, Ober- und Unterboden die wichtigsten Ausgangsstoffe, so sind es heute vorwiegend mineralische Ausgangsstoffe wie Lava, Blähton und zunehmend solche aus dem Baustoffrecycling. Der Grund für diese Entwicklung ist die Mineralisierung der organischen Substanz, die zu dessen Schwund und ungünstigen Änderungen der physikalischen Eigenschaften während der langen Nutzungsdauer der Dachsubstrate führt. Die vegetationstechnischen Eigenschaften der heute verwendeten Dachsubstrate sind bei entsprechendem Mischverhältnis und entsprechender Aufbereitung der Ausgangsstoffe bedarfsgerecht und entsprechen weitgehend den Anforderungen der Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e. V. (FLL) und der RAL-GZ 250/6(5) . Beide Qualitätskataloge stellen sehr spezifische Anforderungen an Dachsubstrate und stimmen hinsichtlich der wesentlichen Güte- und Prüfbestimmungen überein.

Neben dem Pflanzsubstrat (z. B. Spezialsubstrate für Baumschulpflanzen oder Azerca-Substrate), dessen Eigenschaften auf die Bedürfnisse von Rahmenpflanzen (Nadel- und Laubgehölze) und Flächenpflanzen (niedrig wachsende Gehölze und Stauden) abgestimmt sind, kommt dem Friedhofssubstrat - wesentlich häufiger auch als Graberde bezeichnet - eine besondere Bedeutung zu. Graberden sollen rieselfähig und dadurch leicht verteilbar sein. Besonders wichtig ist eine dunkle Farbe, die das Erscheinungsbild der Grabstätte prägt.
Industriell hergestellte Graberden bestehen überwiegend aus fein fraktioniertem stark zersetztem Hochmoortorf (H7-H8). Manchmal werden Ausgangsstoffe wie Kompost oder Rindenhumus beigemischt, um die Durchlässigkeit der Erde zu verbessern. Gerade bei trockenen Witterungsbedingungen ist eine solche Beimischung nützlich, da so der Neigung des Schwarztorfes zum Schrumpfen, Hartwerden und zur Rissbildung entgegengewirkt wird. Auch wird die Wiederbenetzung bei Trockenheit durch Zugabe von Kompost oder Rindenhumus verbessert. Der Zusatz von Netzmitteln zu Graberden ist weniger üblich.
Mit dem Zweck, eine intensivere Dunkel- bzw. Schwarzfärbung zu erzielen, wird vielen Graberden Eisensulfat zugemischt.
Bei der Wechselbepflanzung auf Grabstätten gibt es in der Regel keine besonders anspruchsvollen Pflanzenarten. Der seitens der Substratwirtschaft eingestellte pH-Wert von Friedhofssubstraten liegt daher meist zwischen 5,0 und 6,0 (CaCl2).