Struktur und –stabilität

Oft werden Substrate als locker, rieselfähig, maschinenfreundlich, gut dränierend, vergießfest oder formstabil (z. B. bei Presstopferden) beschrieben. Die Substratstruktur bestimmt solche Eigenschaften.

Grob unterteilt besteht ein Substrat aus Festsubstanz, Wasser und Luft. Dabei treten diese Kenngrößen natürlich nicht geschichtet auf, sondern sind miteinander vermengt. Abgeleitet von der bodenkundlichen Definition, kann die Substratstruktur als die räumliche Anordnung der organischen und mineralischen Substratbestandteile definiert werden. Wo synthetische Ausgangsstoffe eingesetzt werden, gilt dies auch für solche Anteile. Die Teilchen der Substratfestsubstanz haben dabei zueinander Kontakt und bilden ein Gefüge. Bei rein mineralischen Substraten (z. B. Blähton oder Blähperlit) ändert sich dieses Gefüge während der Kulturzeit kaum. Substrate, die nur aus mehr oder weniger starren organischen Ausgangsstoffen bestehen (z. B. Pinienrinde), ändern ihre Struktur im Kulturverlauf wenig. Die Struktur und das Gefüge sind somit recht stabil, bis ihre Zersetzung voranschreitet.

Die meisten Kultursubstrate und Blumenerden bestehen jedoch aus hohen Anteilen organischer Substanz. Organische Materialien sind bei Einwirken von äußeren Einflüssen (z. B. Topfen, Gießen, Niederschlag, Transport) weniger strukturstabil. Hinzu kommt die Einwirkung der Wurzeln, die mit zunehmendem Wachstum die Struktur und das Gefüge ändern. Die Strukturstabilität eines Substrats steht auch in direktem Zusammenhang mit seiner mikrobiellen Zersetzung. Ausgangsstoffe mit leicht abbaubarer organischer Substanz wie Komposte, Holzfaserstoffe oder Rindenhumus sind Strukturveränderungen eher ausgesetzt als Kokos oder stark zersetzter Torf. Wenig zersetzter Torf oder getrocknetes Torfmoos enthalten mehr leicht abbaubare Kohlenstoffquellen und unterliegen eher der mikrobiellen Zersetzung als stark zersetzter Torf. Ferner führen Schrumpfung und Quellung eines Substrats zu Änderungen der Strukturstabilität.

Abhängig von der Form und Größe der Partikel/Körner bilden diese unterschiedlich große Hohlräume, also Poren im Substrat. Die Substratstruktur ist demnach eine Folge des Anteils an sogenannten Fein-, Mittel- und Grobporen im Substrat. In der Regel wird die Substratstruktur als fein, mittel und grob angegeben.

Durch geeignete Gewinnungsverfahren der Rohstoffe, vor allem aber durch die weitere Verarbeitung mittels Mahlen, Fraktionierung und Mischen geeigneter Ausgangsstoffe kann die Struktur eines Substrats gezielt eingestellt werden. Für eine Containerkultur mit langer Standzeit wird man ein Substrat mit grober Struktur herstellen, um das schnelle Abfließen überschüssigen Wassers sicherzustellen. Ein Aussaatsubstrat wird eine feine Struktur haben, um gute Fließeigenschaften des Substrats zur Befüllung von z. B. Multizellenplatten zu gewährleisten sowie ein optimales Keimbett sicherzustellen.