Kokosprodukte

Die zähen Kokosfasern werden zur Herstellung von Seilwaren, Matten, Besen, Dränagerohrummantelungen, Autopolsterung etc. verwendet. Der Fasergewinnung geht ein Aufbereitungsprozess voran, bei dem die Kokosfrüchte in Wasser eingeweicht werden, damit sich die Fasern besser von der Kokosnuss trennen lassen. Vor der zunehmenden Verwendung von Kokosmark im europäischen Gartenbau Anfang der 1990er Jahre erfolgte das Einweichen nicht nur in Süßwasser, sondern auch in Brackwasserlagunen mit zum Teil sehr hohen Natriumchloridgehalten. Das Einweichen der Früchte (manchmal inkorrekt als ‚Mazeration‘ bezeichnet, d. h. mit Wasser oder anderen Lösungsmitteln bei 20 °C hergestellte Extrakte von Drogen oder Zellaufschlüsse(2) ) dauert mehrere Wochen. Es folgt das maschinelle oder manuelle Auskämmen des Marks. Die dabei gewonnenen langen Kokosfasern werden vorwiegend zu den oben genannten Produkten weiterverarbeitet. Für die Verwendung in Substraten werden sie entweder im Herkunftsland auf eine vorgegebene Länge geschnitten, verdichtet und verpackt oder zu Seilware verarbeitet, die dann der Kunde selbst maschinell auf die gewünschte Länge schneidet.
Das Kokosmark ist ein Nebenprodukt der Fasergewinnung. Es enthält prozessbedingt immer einen gewissen Anteil an kurzen Fasern (< 20 mm), der je nach Intensität der Auskämmung und Aussiebung 2 bis 20 % (v/v) ausmacht. Erhältlich sind aber auch gezielt zusammengestellte Mischungen von Fasern und Mark.

VAN DOREN(3) beschreibt die Abfolge der kontrollierten Gewinnung der Kokosfasern und des Kokosmarks von frisch geernteten Kokosfrüchten wie folgt:

• Auskämmen: Trennung des Mesokarp-Gewebes in Kokosfasern und Kokosmark durch Auskämmen und anschließendes Sieben.
• Alterungsprozess: Das Kokosmark wird mindestens sechs Monate gelagert. Während der Alterung werden die leichter abbaubaren Bestandteile des Kokosmarks mikrobiell abgebaut, wodurch die Strukturstabilität verbessert wird und das Risiko einer N-Immobilisierung sinkt. Betonierte Bunker als Lagerplätze vermindern Verunreinigungen z. B. durch Wildkrautsamen. (Anmerkung: Heute ist die Lagerdauer häufig kürzer.)
• Waschen: Um den Salzgehalt zu reduzieren, wird das Kokosmark mit Süßwasser gespült.
• Siebung: Vor dem Trocknen werden weitere Faseranteile abgesiebt.
• Trocknung: Das Kokosmark wird auf Betonböden unter Dach oder im Freien an der Luft getrocknet; der Feuchtigkeitsgehalt beträgt danach etwa 20 % (m/m).
• Verdichten: Nach dem Trocknen wird das Kokosmark aus Transportkostengründen zu Briketts, Blöcken oder anders geformten Presslingen unterschiedlicher Größe gepresst. Der Abnehmer muss das gepresste Kokosmark mit Wasser rekonstituieren (bewässern und auflockern), damit es zu Substrat verarbeitet werden kann.

Der Waschprozess kann als wesentlicher Teil bei der Gewinnung von Kokosfasern und -mark für gartenbauliche Zwecke betrachtet werden. Bei nicht kontrollierten Herkünften ist es möglich, dass das Kokosmark, das als Nebenprodukt in Schütthaufen vor Ort deponiert wird, einem natürlichen Rotteprozess von bis zu einigen Jahren ausgesetzt wird. Diese Art der Deponierung bei den natürlich vorherrschenden hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit hat erhebliche Auswirkungen auf den Grad der Verrottung. Je länger der Verrottungsprozess, desto dunkler das Kokosmark, desto höher der Feinanteil und desto niedriger die Luftkapazität. Auch die Verunkrautung der Schütthaufen nimmt zu, die Gefahr der Kontamination mit phyto- und humanpathogenen Keimen sowie Pflanzenschädlingen (z. B. Nematoden) steigt und die Homogenität des Materials ist nicht gegeben, da über Jahre hinweg immer neues Kokosmark auf den gleichen Schütthaufen deponiert wird. Somit ist die Prüfung des verwendeten Kokosmaterials vor Verwendung erforderlich. Inzwischen sind viele Kokosmark- und Kokosfaserausgangsstoffe nach den Bestimmungen der Gütegemeinschaft Substrate e. V. oder der niederländischen Stiftung R.H.P gütegesichert.

Nach Angaben von MOREL et al. (2000) haben Kokosfasern einen Ligningehalt zwischen 35 und 70 % (m/m); der Cellulosegehalt liegt nach deren Angaben zwischen 23 und 43 % (m/m). VAN DOREN(3) nennt für Kokosmark einen Wert von etwa 45,5 % Lignin. Das C/N-Verhältnis liegt bei etwa 1 : 100. Der hohe Ligningehalt verhindert einen raschen Abbau der organischen Substanz; die Strukturstabilität von Kokosmark und insbesondere von Kokosfasern ist daher hoch bis moderat.

Je nach Herkunft, Alterungsgrad und Aufbereitungsprozess können die chemischen und physikalischen Substrateigenschaften von Kokosmaterial stark schwanken. So weist NOGUERA(1) darauf hin, dass die Partikelgröße, die maßgeblich vom Alterungsprozess abhängt, einen nicht unerheblichen Einfluss auf den Salzgehalt und den Gehalt an pflanzenverfügbaren Haupt- und Spurenelementen hat: Je feiner das Kokosmark, desto höher sind die gemessenen Gehalte. Zurückzuführen ist dies auf den Zersetzungs- und Mineralisierungsprozess des Materials im Schütthaufen nach der Fasergewinnung. Kokosmark und -fasern können, bedingt durch hohe Gehalte an Kalium, Natrium und Chlorid, einen hohen Salzgehalt aufweisen. Das kann mehrere Ursachen haben. Kokospalmen wachsen häufig in Küstennähe. Standortbedingt nimmt die Kokospalme mehr oder weniger an diesen Elementen auf und speichert sie im Mesokarp der Frucht. Wird vor dem Auskämmen zu kurz oder nicht in Süßwasser eingeweicht oder nach der Lagerung nicht gewaschen, so werden diese Salze nicht ausreichend ausgespült.

Kokosmaterial von frisch geernteten Kokosfrüchten enthält nicht näher definierte pflanzenschädliche Substanzen, weshalb empfohlen wird, einen Alterungs-/Rotteprozess von 4 bis 6 Monaten einzuhalten(4) (3) (5) . Gleichzeitig wird durch den Alterungsprozess das weite C/N-Verhältnis von etwa 1 : 100(1) dadurch eingeengt.

Da Stickstoff- und Phosphatgehalt von Kokosfasern und -mark praktisch so niedrig wie bei Hochmoortorf sind, müssen bei der Substratherstellung stickstoff- und phosphathaltige Dünger zugemischt werden. Kokosmark hat einen hohen Kaliumgehalt, es sei denn, das Material wurde einer Pufferung unterzogen. Dieser ist bei der Formulierung von Substraten zu berücksichtigen und der Anteil Kokosmark im Substrat dem Einsatzbereich anzupassen. Natrium- und Chloridgehalte können je nach Herkunft des Rohkokosmaterials sehr hoch sein – je nach Wuchsstandort der Palme und der Art des verwendeten Wassers zum Einweichen und Waschen. Es sind sogar bei Roh-Kokosmarkherkünften 2.000 mg/l Chlorid und mehr gemessen worden – ein deutlicher Hinweis darauf, dass das Material nicht sachgerecht aufbereitet wurde. Dort, wo Kokos der alleinige Substratausgangsstoff ist, sind die chemischen Eigenschaften umso mehr zu beachten.

Stickstoff-Immobilisierung kann bei Kokosmark unter Umständen zu Problemen führen, wenn die N-Immobilisierung hoch ist und das Kokosmark als alleiniger Ausgangsstoff eingesetzt wird. So führen GRANTZAU et al.(6) Immobilisierungswerte zwischen 47 und 274 mg N/l an. In Mischungen mit Hochmoortorf bis 50 % (v/v) sei eine N-Bindung um 100 mg N/l vertretbar. Generell, aber insbesondere bei höherer N-Bindung, ist eine rechtzeitig angepasste Stickstoffdüngung erforderlich.

In der Kultur und insbesondere bei Kapillarbewässerungssystemen, wie z. B. Ebbe-Flut-Bewässerung, kann der hohe Kalium- und Natriumgehalt zu einem unausgewogenen Nährstoffverhältnis im Wurzelraum führen, wenn lösliches Calcium und Magnesium gegen adsorbiertes Kalium und Natrium ausgetauscht werden. Dadurch wurde vielfach Calcium- und Magnesiummangel sowie Kalium- und Natriumüberschuss hervorgerufen(7) . Um dieses Kulturrisiko zu minimieren, verwenden Substrathersteller vielfach Kokosmark, dem bei der Aufbereitung ein Ca- oder Mg-Salz zugesetzt wurde. Dadurch werden Kalium und Natrium vom Austauscher verdrängt, so dass sie nicht mehr unkontrolliert während der Kultur abgegeben werden. Bei Sättigung des Austauscherkomplexes spricht man von gepuffertem Kokosmark. Für den konventionellen Anbau wird für die Pufferung Calciumnitrat und für den Bioanbau Magnesiumsulfat eingesetzt. EMMEL(8) führt wesentliche chemische Eigenschaften von Kokosmark nach verschiedenen Aufbereitungsprozessen auf. Derselbe Autor weist darauf hin, dass die hohen Borgehalte von Kokosmark zu Borüberschusssymptomen bei empfindlichen Kulturen wie Poinsettien führen können.

Vergrößerte Darstellung von: Das Prinzip der Pufferung von Kokosmark mit Calciumnitrat zur Vermeidung von Ernährungsstörungen von Kulturpflanzen (KNAFLA 2013, unveröffentlicht)

Das Prinzip der Pufferung von Kokosmark mit Calciumnitrat zur Vermeidung von Ernährungsstörungen von Kulturpflanzen (KNAFLA 2013, unveröffentlicht)

Der pH-Wert von Kokosfasern und -mark liegt meist zwischen 5,0 und 6,0 (CaCl2), je nach Herkunft und Aufbereitungsprozess. Entsprechend ist dies bei der Aufkalkung des Substrats zu beachten.

Vergrößerte Darstellung von: Ausgewählte chemische Eigenschaften von Kokosmark unterschiedlicher Aufbereitungsstufen

Ausgewählte chemische Eigenschaften von Kokosmark unterschiedlicher Aufbereitungsstufen

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Kokosausgangsstoffe werden fast ausschließlich als gepresste Briketts (z. B. 20 x 10 x 5 cm) oder in Blockform (z. B. 30 x 30 x 15 cm) geliefert. Sowohl der Substrathersteller wie auch der Hobbygärtner, dem solche Presslinge auch angeboten werden, müssen das Material rekonstituieren, d. h. mit Wasser benetzen und auflockern, bevor es eingesetzt wird. Trotz des niedrigen Feuchtigkeitsgehaltes der Presslinge von ca. 15 bis 20 % (m/m) nimmt Kokosmark Wasser sehr schnell auf. Sogar wasserfreies Kokosmark [Wm = 0 % (m/m)] nimmt Wasser vorzüglich auf – ein erheblicher Vorteil gegenüber ausgetrocknetem Torf. Durch dieses hygroskopische Verhalten können Kokosmark oder -fasern in Mischungen mit Torf dessen Benetzungswiderstand nach starker Austrocknung herabsetzen, die Kapillarität des Substrats verbessern und eine gleichmäßigere Wasserverteilung im Substrat bewirken. Da insbesondere die Verwendung von Kokosmark bei der industriellen Substratproduktion in den letzten Jahren zugenommen hat, bieten verschiedene Hersteller Kokosmühlen zum Zerkleinern der trockenen Presslinge und Blöcke an. Dabei wird entweder vor oder nach dem Mahlgang die erforderliche Wassermenge zugegeben.

Je nach Grad der Zersetzung des Kokosmarks liegt der Anteil an organischer Substanz bei 85 bis 95 % (m/m). (Anmerkung: Erfolgt die Trocknung des Kokosmarks im Ursprungsland auf nicht befestigten Flächen, so kann es zu einer Verunreinigung des Kokosmarks kommen, wodurch der Anteil an organischer Substanz reduziert wird.) Das Gesamtporenvolumen (PS), ermittelt nach DIN EN 13041, ist mit 85 bis 95 % (v/v) sehr hoch. Wasserkapazität (WV) und Luftkapazität (A V) liegen je nach Aufbereitungszustand mit 60 bis 70 bzw. 15 bis 35 % (v/v) in Bereichen von schwach bis mäßig zersetztem Hochmoortorf. Der Schrumpfungswert kann zwischen 15 und 25 % schwanken und ist somit torfähnlich. Ein signifikanter Einfluss der Partikelgrößenverteilung auf die Wasser- und Luftkapazität wurde von NOGUERA(1) festgestellt: Je größer das Korn, desto höher die Luftkapazität, desto niedriger die Wasserkapazität und desto geringer das leicht verfügbare Wasser. Solche Beobachtungen wurden vielfach auch bei anderen Substratausgangsstoffen wie Hochmoortorf gemacht. Folglich ließen sich für Kokosmark bestimmte Werte für WV und AV durch gezielte Fraktionierung einstellen, allerdings ist die Korngrößenverteilung von Kokosmark grundsätzlich auf recht feine Partikel beschränkt.

PRASAD(9) stellt eine mäßige Sackung von Kokossubstraten fest, die zwar nicht so stark ist wie bei Holzfasern, aber deutlich stärker als bei Hochmoortorf. Er äußert daher Bedenken gegen die Verwendung von Kokossubstraten für Langzeitkulturen. In der Praxis haben sich diese Bedenken beispielsweise bei der Sackkultur von Rosen oder Erdbeeren nicht bestätigt.

Erste Lieferungen von Kokosmark nach Europa Ende der 1980er Jahre waren zum Teil hochgradig mit tropischen Wildkräutern verunreinigt; das ist heute die Ausnahme. Die Kokosfrüchte sind frei von bodenbürtigen Krankheitserregern. Lange und offen gelagertes Kokosmaterial war jedoch einer möglichen Verunreinigung durch pilzliche und bakterielle Keime (z. B. E. coli und Salmonellen) sowie Zuflug von Wildkrautsamen ausgesetzt. Dies war der Grund, warum in den 1980er Jahren Methylbromid-Behandlungen vor dem Export durchgeführt wurden. Aufgrund der strengeren Qualitätskontrollen in den Herkunftsländern und des Anwendungsverbots von Methlybromid sind heutige Lieferungen nicht mit Methylbromid belastet.
Wie andere organische Ausgangsstoffe werden auch Kokossubstrate von saprophytisch lebenden Pilzen befallen. Leucocoprinus-Arten scheinen dabei häufiger vorzukommen.

Kokosmark ist bereits bei vielen Substratherstellern ein etablierter Substratausgangsstoff für die Verwendung in Topf-, Gemüse-, Stauden- oder Baumschulsubstraten. Der Einsatz in Pflanzbeuteln (Grow Bags) mit 100 % Kokos ist in manchen Einsatzbereichen praxisüblich und steht in Konkurrenz zu Mineralwolle-Matten oder Pflanzbeuteln mit Torfsubstrat. Bei der Kultur in Pflanzbeuteln mit 100 % Kokos wird entweder bereits vom Hersteller gewaschenes und gepuffertes Kokosmaterial verwendet oder Pufferung und Waschen erfolgen im Betrieb mit Calciumnitrat-Gaben über die Tröpfchenbewässerung und anschließendes Durchspülen mit reinem Wasser. Kokosfasern haben nicht den erdähnlichen Charakter wie Kokosmark, weshalb ihre Substratverwendung nicht so vielseitig ist wie die von Kokosmark. Kokos-Chips werden für die Kultur von Grünpflanzen oder luftbedürftigen Topfpflanzen wie z. B. Orchideen oder Bromelien eingesetzt.

Kokosfasern wie auch Kokosmark haben sich bei Einhaltung vor allem der chemischen Qualitätsrichtwerte als sehr gut zu verwendende Substratausgangsstoffe bewährt. Ihre sehr gute Wiederbenetzbarkeit, die extrem hohe Luftkapazität und niedrige Wasserkapazität der Fasern, aber auch die recht ausgewogene Luft-/Wasserführung des Kokosmarks erlauben eine gezielte Verwendung in allen Bereichen der Substratherstellung. Kokosmark kommt den Eigenschaften von Torf sehr nahe und wird in Zukunft trotz seines höheren Preises einen wachsenden Markt finden.

Vergrößerte Darstellung von: Gütemerkmale und Prüfbestimmungen für Kokosprodukte (Kokosmark, -fasern und Kokos-Chips) als Substratausgangsstoffe — Wertebereiche und Prüfmethoden nach RAL-GZ 250

Gütemerkmale und Prüfbestimmungen für Kokosprodukte (Kokosmark, -fasern und Kokos-Chips) als Substratausgangsstoffe — Wertebereiche und Prüfmethoden nach RAL-GZ 250

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