Gebrauchte Holzfasersubstrate sinnvoll weiterverwenden

Holzfasern können als Ersatz für Steinwollsubstrate im Unterglas-Gemüsebau eingesetzt werden, um den hohen Energieeinsatz zum Herstellen der mineralischen Produkte und die Kosten für deren Entsorgung zu vermeiden. Steinwolle muss laut Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz nach Kulturende als Sondermüll entsorgt werden.

Vom Abfall zum wertvollen Dünger

Gebrauchte Holzfasersubstrate aus hydroponischen Systemen enthalten wertvolle Nährstoffe und können anders als Steinwolle im Freiland einerseits zur Versorgung der Böden mit organischem Material dienen sowie Bodeneigenschaften positiv beeinflussen. Andererseits kann durch sie ein Teil der Nährstoffversorgung von Freiland-Gemüsekulturen abgedeckt werden, wodurch sich Aufwandmengen und Kosten für mineralische Dünger reduzieren lassen.

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Gebrauchte Holzfasersubstrate aus hydroponischen Systemen enthalten wertvolle Nährstoffe Dennis Dannehl

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Dies sind die Aspekte zum Einsatz gebrauchter Holzsubstrate im Freilandgemüsebau, die im Rahmen des Projekts UpgoeS untersucht werden sollen. Das Fachgebiet Biosystemtechnik der Humboldt Universität zu Berlin, das Institut für Gemüsebau und das Institut für Bodenkunde und Pflanzenernährung der Hochschule Geisenheim University starteten 2023 gemeinsam dieses Projekt, das von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V., Gülzow-Prüzen, gefördert wird.

In einem dreijährigen Projekt soll der Einfluss von Gaben gebrauchten Holzfasersubstrats geprüft werden auf:

• die Entwicklung und Ertragsbildung von Sommerzwiebeln (2024), Rote Bete (2025) und Schnittsalat(2026),
• Nährstoff-Frachten aus den Substraten, die den Kulturen zugutekommen und den Aufwand für mineralische Dünger reduzieren können und
• die Dauerhaftigkeit positiver Wirkungen von Holzfasersubstraten auf das Pflanzenwachstum, die Bodenstruktur und die Wasseraufnahmefähigkeit von Böden.

Erste Ergebnisse aus dem Zwiebelanbau 2024

Erste Erfahrungen zur Wirkung der Substratgaben werden anhand der Ergebnisse des Versuchs 2024 in Geisenheim mit Zwiebeln dargestellt. Nach der Aussaat der Sommertrockenzwiebel ‘Hysky’ (Bejo) Mitte April mit 100 Korn je Quadratmeter wurde das Holzsubstrat ausgebracht und zwischen den Saatreihen händisch flach eingearbeitet. Ziel war, das Substrat in den obersten Zentimeter des Bodens zu belassen und nicht in tiefere Bodenschichten einzuarbeiten. Bei sehr flachem Einarbeiten wurde erwartet, dass die Chance positiver Wirkungen auf die Wasseraufnahmefähigkeit des Bodens am höchsten ist.

Verglichen wurde eine unbehandelte Kontrolle mit Substratgaben von circa 700 g Trockenmasse (TM) je Quadratemter und 1400 g TM/m2. Die Aufwandmenge von 700 g/m2 wurde so bemessen, dass die damit verbundene Phosphat-Zufuhr aus dem Substrat 148 kg P₂O₅/ha nicht übersteigt. Dieser Wert entspricht dem erwarteten Entzug der geplanten dreijährigen Fruchtfolge Zwiebel – Rote Bete – Schnittsalat.

Als N-Bedarfswert wurde 108 kg N/ha angesetzt. Dies entspricht 70 % der Werte der Düngeverordnung. Bei der Düngermengenberechnung wurde der N_min-Wert in 0 bis 60 cm Bodentiefe sechs Wochen nach Aussaat berücksichtigt. Zu diesem Zeitpunkt war jedoch kein Einfluss der ausgebrachten Substrate auf den N_min-Gehalt des Bodens feststellbar. Eine nennenswerte Stickstofffreisetzung aus dem Substrat war nicht erfolgt.

Die Kaliumdüngung wurde in Höhe der halben Feldabfuhr von Zwiebeln mit 72 kg K₂O/ha bemessen, entsprechend der K-Gehaltsklasse D der Versuchsfläche. Mit dem K-Gehalt der Substrate konnte die K-Düngermengen bei 700 g Holzsubstrat je Quadratmeter um 30 % und bei 1400 g Holzsubstrat je Quadratmeter um 60 % reduziert werden. Auf einen Ausgleich der unterschiedlichen P-Zufuhr aus den jeweiligen Substratmengen im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle musste wegen sehr hoher P-Gehalte der Versuchsfläche verzichtet werden.

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Sehr frühzeitig zeigten Zwiebeln eine positive Reaktion auf die Substratgabe Jana Zinkernagel

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Bewässert wurde – versuchstechnisch bedingt – über Tropfbewässerung, wenn die Saugspannung -200 hPa erreicht hatte, anfänglich in einer Bodentiefe von 10 cm gemessen, ab Anfang Juni in 20 cm Tiefe. Eine Tropfstellendichte von 13 Stück pro Quadratmeter sicherte eine nahezu flächige Durchfeuchtung des Bodens.

Positive Wirkung auf die Pflanzenentwicklung

Sehr frühzeitig zeigten Zwiebeln eine positive Reaktion auf die Substratgabe. Die Pflanzenentwicklung nahm in der Reihenfolge Kontrolle < 700 g/m2 < 1400 g/m2 deutlich zu.

Die Unterschiede in der Pflanzenentwicklung hielten bis zum Schlottenknick an. Wenngleich sich die Unterschiede der Bulbengrößen bis zum Abreifen noch verringerten, die Zwiebeln der unbehandelten Kontrolle also noch aufholten, konnte zum Erntezeitpunkt eine deutliche Ertragszunahme in den Parzellen mit Substratgaben im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle festgestellt werden. Mit Gaben von 700 g TM/m2 stieg der Ertrag von 6,5 auf 7,6 kg/m2. Der Ertragszuwachs beruhte auf einer deutlichen Erhöhung der Anteile großer Zwiebeln. Substratgaben von 1400 g/m2 bewirkten keine weitere Ertragszunahme.

Weitere Untersuchungen folgen

Spannend wird sein, herauszufinden, wie lange die positive Wirkung einer einmaligen Substratgabe anhält. Dazu wird das Projekt 2025 mit Rote Bete ohne erneute Substratgaben fortgesetzt. Begleitende Untersuchungen zur Nährstoffdynamik im Boden, zur Veränderung wertgebender Bodeneigenschaften und zur Wasseraufnahme- und -speicherfähigkeit der Böden haben das Ziel, die Ursachen der positiven Wirkungen der Substratgaben auf die Entwicklung von Gemüsekulturen zu ermitteln.