Vor der Aquaponik oder Hydroponik kommt die Anzucht der Pflanzen. Dazu hier einige Tips aus dem regulären Gartenbau.

Die Anzucht von Pflanzen ist gar nicht so schwierig. Dennoch werden insbesondere bei Anfängern diverse Fehler gemacht, weshalb die Anzucht nicht zufriedenstellend gelingt. Dies ist natürlich schlecht für den Geldbeutel, da einige Saatgutsorten recht teuer sind, und außerdem ist es schlecht für die Psyche, wenn die kleinen Pflanzenbabys nicht so sprießen wie zuvor erhofft. Mögliche Folgen sind, dass schnell die Lust an der eigenen Anzucht verloren geht und auf bereits vorgezogene Jungpflanzen (mitunter von Hybridzüchtungen) zurückgegriffen wird.

Damit das nicht passiert und die Motivation an der eigenen Anzucht weiterhin aufblüht, möchten wir die 5 häufigsten Fehler bei der Anzucht aufzeigen und wie sich diese mit einfachen Mitteln vermeiden lassen.

Zu viele Nährstoffe

Der wohl häufigste Fehler bei der Anzucht liegt begründet in der Wahl des Substrats, in dem das Saatgut keimen soll. Meist aus Kostengründen wird hier auf Anzuchterde verzichtet und stattdessen die handelsübliche Blumenerde verwendet. Diese Blumenerde ist allerdings vorgedüngt und somit voll mit Nährstoffen.

Weder das Saatgut noch die kleinen Keimlinge benötigen diesen Nährstoff-Boost. In diesem Stadium benötigen sie im Grunde nur zwei Faktoren: Licht und Wasser.

Hilfreich außerdem ein festes, aber nicht gepresstes Substrat, in dem die Keimlinge erste Wurzeln bilden können. Dieses Substrat sollte frei von Nährstoffen oder zumindest nährstoffarm sein. Also mindestens die handelsübliche Anzuchterde.

Noch bessere Ergebnisse haben wir allerdings mit Kokoshumus gemacht. Dieses Kokoshumus ist frei von Nährstoffen, wirkt schimmelhemmend und speichert Wasser deutlich besser als Blumenerde.

Zu wenig oder zu viel Wasser

Beide Fehler werden gerne gemacht – entweder zu wenig oder zu viel Wasser. Entweder völlig ausgetrocknet oder aber der ganze Topf oder Behälter steht unter Wasser. Ein nahezu konstantes Feuchtmilieu wird selten geschaffen.

Nachdem wir mehrere Möglichkeiten der Anzucht (Blumenerde, Anzuchterde, Watte, uvm.) ausprobiert haben, hat sich nach und nach eine Methode ergebnistechnisch mit deutlichem Vorsprung hervorgetan.

Wir benutzen bzw. wiederverwerten die Plastikschalen, in denen sich im Supermarkt frisches Obst und Gemüse befindet. Beispielsweise Rucola, Spinat, aber auch Erdbeeren und Weintrauben werden meist in diesen Schalen verkauft. In den meisten Haushalten landen diese Schalen im gelben Sack, doch bei uns werden sie gesammelt und für die Anzucht wiederverwendet. Vorteil: Es gibt sie gratis dazu und sie sind durchsichtig – so lässt sich auch von der Seite regelmäßig kontrollieren, wie feucht das Substrat ist.

In diese Plastikschalen füllen wir zu etwa zwei Dritteln das oben angesprochene Kokoshumus. Dieses Kokushumus speichert das Wasser ganz besonders gut. Ein Nachgießen während der Keimzeit ist in der Regel nicht notwendig. Einmal Angießen, Plastikfolie darüber, fertig. Mithilfe der Plastikfolie wird im Inneren ein biologisches Mikroklima erzeugt.

Kritiker werden nun natürlich die Menge an verwendetem Plastik und/oder den Kokos monieren, aber aus unserer Sicht ist diese Variante dennoch zu empfehlen. Alle drei Komponenten, sowohl das Humus als auch die Schalen und die Folie, können immer wieder verwendet werden. Selbstverständlich ist dies nicht die 100 Prozent perfekte und umweltfreundlichste Variante der Welt, aber verglichen mit vielen anderen Umweltsünden, die tagtäglich auf diesem Planet passieren, ist dies eine Variante die sich mit dem eigenen Gewissen vereinbaren lässt.

Zu wenig Licht

Der dritte sehr beliebte Fehler bei der Anzucht ist der Mangel an Licht, den die frisch gekeimten Pflänzchen dringend benötigen. Sollte dieses Licht fehlen oder nicht ausreichend vorhanden sein, ist ein Phänomen zu beobachten, dass als Vergeilung bezeichnet wird.

Bei der Vergeilung wächst die Pflanze nicht ordnungsgemäß, sondern bildet einen extrem langen, aber dünnen Trieb, um an das gewünschte Licht zu gelangen. In seltenen Ausnahmefällen schafft es die Pflanze später, sich zu erholen, aber in der Regel wird eine vergeilte Pflanze nach spätestens ein oder zwei Woche sterben.

Es ist also von enormer Wichtigkeit, für genügend Licht zu sorgen, sobald die ersten Keimlinge zu sehen sind. Beste Erfahrungen haben wir mit sogenannten Anzuchtlampen (engl. Grow Lights) gemacht, die über den Plastikschalen befestigt sind. Dies belastet zwar als anfängliche Investition den Geldbeutel, aber die Pflanzen werden es dir danken.

Leider ist die Anzuchtlampe, die wir empfehlen möchten, nicht mehr käuflich zu erwerben. Sobald wie eine weitere Empfehlung parat haben, wird sie hier ergänzt.

Zu kalt

Zwar ist eine zu warme oder gar heiße Umgebung ebenfalls ein möglicher Fehler, jedoch eher selten.

Viel häufiger ist es, dass die Anzucht in einer viel zu kalten Umgebung erfolgt. Bei uns erfolgt die Anzucht im Allgemeinen grundsätzlich im Haus bzw. in einem Raum, der relativ konstante Temperaturen zwischen 20 und 22 °C aufweist. Nur wenige Pflanzen benötigen es etwas wärmer oder kälter.

Wenn gewünscht ist, dass die Anzucht grundsätzlich im Gewächshaus stattfindet, dann empfehle ich über Methoden nachzudenken, um das Gewächshaus zu wärmen und die Temperaturen konstant zu halten. In Deutschland können die Temperaturen nachts auch im Mai noch unter den Gefrierpunkt sinken. Tagsüber zwar teilweise strahlender Sonnenschein, aber nachts noch am frösteln. Ohnehin gilt im Allgemeinen, die sogenannten “Eisheiligen” abzuwarten, um Jungpflanzen nach draußen zu stellen.

Zu eng gesät

Sollten Sie die Jungpflanzen nicht einzeln angesetzt haben sondern planen diese bei entsprechender Entwicklung zu pikieren, sollten Sie daran denken die Aussaat nicht zu eng zu gestalten. Obwohl es teilweise eine echte Mühseligkeit ist, die kleinen Samen einzeln zu verteilen, sollte dennoch genau darauf geachtet werden.

Die Jungpflanzen brauchen Platz zur Entfaltung, benötigen Licht, was sie sich bei zu enger Aussaat möglicherweise gegenseitig wegnehmen, und spätestens beim Pikieren rächt es sich, wenn untereinander verknotete Wurzeln abreißen.

Wir empfehlen bei der Aussaat einen Abstand von mindestens zwei Zentimetern zum jeweiligen Samen. Hier muss natürlich nicht mit dem Linear exakt nachgemessen werden, aber wer so ungefähr eine Daumenbreite einhält, ist auf der sicheren Seite. Mit dieser Methode lässt sich außerdem wunderbar nachzählen, welche Samen tatsächlich gekeimt sind und somit die Keimrate errechnen.

• Übersicht der Mangelerscheinungen

Düngemittel-Programme

Vorab: Sollten Sie eine Dünger-Empfehlung bekommen, ohne das Sie erklärt haben welche Pflanzen Sie ganz genau züchten, können Sie solche Empfehlungen beherzt ignorieren. Es gibt nicht hunderte von Düngersorten, weil es eine Antwort gibt.

Jede Pflanzenart hat einen individuellen Nährstoffbedarf der sich auch noch dahingehend unterscheidet in welcher Wachstumsphase sie sich befindet. Darüber hinaus kann ein wahlloses Düngen, Überdüngung, Unterdüngung, falsche Zusammensetzung etc. für viele Pflanzen verheerende Folgen haben, welche von Unterversorgung bis hin zu spezifischen Pflanzenkrankheiten reichen. Um die beste Nährstoffmischung für eine spezielle Pflanze zu erreichen, kommt man um eine Analyse der Pflanze selbst nicht herum. Wir empfehlen schon aus Kostengründen die Nährstoffzusammensetzung selbst anzufertigen. 

Hydroponikdünger selber mischen ?

Die im Handel erhältlichen Düngemittel bestehen aus einem Volldünger, der mit Makronährstoffen ergänzt wird. Sie werden von einigen Hydrokultur- und/oder Düngemittelfirmen angeboten und variieren je nach Hydrokulturpflanze. Ein Beispiel für ein Düngemittelprogramm ist das von Hydro-Gardens angebotene Programm für Hydrokultur-Tomaten.

Bei diesem Programm kaufen die Züchter die Hydro-Gardens Chem-Gro-Tomatenformel. Es hat eine Zusammensetzung von 4-18-38 und enthält auch Magnesium und Mikronährstoffe. Um eine Nährlösung herzustellen, wird sie mit Kalziumnitrat und Magnesiumsulfat ergänzt, je nach Sorte und/oder Wachstumsstadium der Pflanze.

Vorteile von Düngeprogrammen

Programme wie diese sind einfach zu bedienen. Es ist nur eine minimale Bestellung von Düngemitteln erforderlich (nur 3 im Beispiel von Hydro-Gardens).
Die Herstellung von Nährstofflösungen erfordert nur sehr wenige oder gar keine mathematischen Berechnungen.

Nachteile von Düngeprogrammen

Düngeprogramme ermöglichen keine einfachen Anpassungen der einzelnen Nährstoffe. Zum Beispiel, wenn die Blattanalyse zeigt, dass mehr Phosphor benötigt wird. Bei der ausschließlichen Verwendung eines Düngeprogramms kann nicht einfach nur Phosphor hinzugefügt werden.
Ein weiterer Nachteil ist, dass die Düngeprogramme den Landwirten nicht erlauben, die bereits in der Wasserquelle enthaltenen Nährstoffe zu berücksichtigen. Wenn eine Wasserquelle beispielsweise einen Kaliumgehalt von 30 ppm aufweist, gibt es keine Möglichkeit, die im Düngeprogramm zugeführte Kaliummenge anzupassen. Und zuviel Kalium kann wiederum die Aufnahme von anderen Nährstoffen blockieren.

Rezepte für Nährstofflösungen / Hydroponik Dünger selber mischen

Es gibt auch Rezepte für die Herstellung von Nährstofflösungen. Die Rezepte enthalten eine bestimmte Menge jedes Nährstoffs, der der Nährlösung zugesetzt werden soll. Sie sind spezifisch für eine bestimmte Kulturpflanze und in einer Vielzahl von Quellen erhältlich, z. B. bei den Beratungsstellen der Universitäten, im Internet und in Fachzeitschriften. Ein Beispiel ist die unten abgebildete modifizierte Sonovelds-Lösung für Kräuter (Mattson und Peters, Insidegrower).

Modifiziertes Sonneveld-Rezept / Kräuter

Es liegt im Ermessen des Züchters, welche Düngemittel er zur Herstellung einer Nährlösung nach einem Rezept verwendet. Zu den üblicherweise verwendeten Düngemitteln gehören:

Vorteile von Nährstofflösungsrezepten

Nährlösungsrezepte ermöglichen die Anpassung von Düngemitteln auf der Grundlage der in Wasserquellen enthaltenen Nährstoffe. Ein Beispiel: Ein Gärtner verwendet eine Wasserquelle mit 30 ppm Kalium und stellt die modifizierte Sonneveld-Lösung für Kräuter her, die 210 ppm Kalium erfordert. Er müsste dem Wasser 180 ppm Kalium (210 ppm - 30 ppm = 180 ppm) hinzufügen, um die in diesem Rezept geforderte Menge an Kalium zu erhalten.
Mit Rezepten lassen sich Nährstoffe leicht anpassen. Wenn ein Blattanalysebericht anzeigt, dass eine Pflanze Eisenmangel hat. Es ist einfach, der Nährlösung mehr Eisen zuzusetzen.
Da Rezepte eine einfache Anpassung ermöglichen, können Düngemittel effizienter eingesetzt werden als in Düngeprogrammen. Die Verwendung von Rezepten kann weniger kostspielig sein als die Verwendung von Düngeprogrammen.

Nachteile von Nährstofflösungsrezepten

Es muss berechnet werden, wie viel Dünger der Nährlösung zugesetzt werden muss. (Link zu  der Durchführung von Berechnungen). Manche Menschen mögen sich durch die damit verbundenen Berechnungen eingeschüchtert fühlen. Die Berechnungen erfordern jedoch nur  unkomplizierte mathematische Fähigkeiten, die auf Multiplikation und Division beruhen.
Für die Messung von Mikronährstoffen ist auch eine hochpräzise Waage erforderlich, da die benötigten Mengen sehr klein sind. Eine solche Waage ist bereits ab 30.- € auf Amazon zu finden: z.B.: KUBEI 100g/0.001g.

Hier geht es zur Berechnung von Nährstofflösungen für den Eigenbedarf

Kontext: 

ID: 153

Diese verkürzte Übersicht dient als Hilfestellung um bei der Analyse und Kontrolle der Nährstoffe mit denen die Pflanzen gedüngt werden, die Größenordnung abzuschätzen die auf Seiten der Analysetechnik notwendig sind.

Die Analysequalität in der Chemie hat bereits eine Präzision erreicht, die für unsere Zwecke einer kontrollierten Düngung überflüssig ist. Um bei der Auswahl der verschiedenen Analysemethoden und Analysegeräte nicht mit Kanonen auf Spatzen zu schießen, haben wir hier eine stark verkürzte Übersicht der notwendigen Genauigkeiten aufgeführt, die bei der Kontrolle der einzelnen Zusatzstoffe ausreichend ist. Die verwendete Technik der gewählten Analysemethode hat einen großen Einfluss auf die Gesamt-Betriebskosten.

Neben der Kontrolle der notwendigen Stoffe ist ebenso eine Kontrolle nötig um eine Überdüngung zu verhindern. Die durch die Fischzucht anfallenden Nährstoffe dürfen eine gewisse Konzentration nicht übersteigen, da dies sonst das optimale Wachstum der Pflanzen beeinträchtigen.

Es gibt inzwischen eine sehr große Anzahl an Analysemethoden auf dem Markt, die sich sowohl in der verwendeten Technologie als auch in der Anwendung vor Ort sehr stark unterscheiden. Diese Übersicht hilft Ihnen, auch ohne unsere Beratung, Angebote von verschiedenen Herstellern einzuholen die Ihren Bedürfnissen genau entsprechen. Hier eine zufällige Auswahl an Herstellern.

Hier finden Sie die essentiellen Verbindungen die für ein Pflanzenwachstum erforderlich sind. Je nach Pflanze und bzw. oder Wachstumsphase kann oder muss die Form der Darreichung, der chemischen Verbindung in der der gewünschte "Stoff" gebunden ist, variieren. In der bisherigen Anbauweise (in der Erde) haben die Mikroorganismen und Pilze die Aufschließung der notwendigen Verbindungen bewirkt. Da in der Hydroponik keine Mikroorganismen diese Aufgabe übernehmen ist dies auch immer noch ein aktueller Grundlagenforschungsbereich.

Verbindungen und Spurenelemente / Größenordnungen in Nährstofflösungen

K

Kalium

0,5 - 10 mmol/L

Ca

Calzium

0,2 - 5 mmol/L

S

Schwefel

0,2 - 5 mmol/L

P

Phosphor

0,1 - 2 mmol/L

Mg

Magnesium

0,1 - 2 mmol/L

Fe

Eisen

2 - 50 µmol/L

Cu

Kupfer

0,5 - 10 µmol/L

Zn

Zink

0,1 - 10 µmol/L

Mn

Mangan

0 - 10 µmol/L

B

Bor

0 - 0,01 ppm

Mo

Molybdän

0 - 100 ppm

NO2

Nitrit

0 – 100 mg/L

NO3

Nitrat

0 – 100 mg/L

NH4

Ammoniak

0,1 - 8 mg/L

KNO3

Kaliumnitrat

0 - 10 mmol/L

Ca(NO3)2

Calciumnitrat

0 - 10 mmol/L

NH4H2PO4

Ammoniumdihydrogenphosphat

0 - 10 mmol/L

(NH4)2HPO4

Diammoniumhydrogenphosphat

0 - 10 mmol/L

MgSO4

Magnesium sulfat

0 - 10 mmol/L

Fe-EDTA

Ethylendiamintetraessigsäure

0 – 0,1 mmol/L

H3BO3

Borsäure

0 – 0,01 mmol/L

KCl

Kaliumchlorid

0 – 0,01 mmol/L

MnSO4

Mangan (II)-Sulfat

0 – 0,001 mmol/L

ZnSO4

Zinksulfat

0 – 0,001 mmol/L

FeSO4

Eisen(II)-sulfat

0 – 0,0001 mmol/L

CuSO4

Kupfersulfat

0 - 0,0002 mmol/L

MoO3

Molybdänoxid

0 – 0,0002 mmol/L

Umrechnung: Mol und PPM

Eine technische Definition von ppm

Was ist ppm? Und wie kann etwas, das "Teile pro Million" genannt wird, dargestellt werden durch mg / L? Teile pro Million gibt die Anzahl der "Teile" von etwas in einer Million "Teilen" von etwas anderem an. Der „Teil“ kann jede Einheit sein, aber beim Mischen von Lösungen stellen ppm normalerweise Gewichtseinheiten dar. In diesem Zusammenhang gibt ppm an, wie viele Gramm eines gelösten Stoffes auf eine Million Gramm Lösungsmittel (z. B. Wasser) kommen.

1 g gelöst / 1.000.000 g Lösungsmittel

Beim Umgang mit Wasser bei Raumtemperatur ist es üblich anzunehmen, dass die Dichte des Wassers gleich 1 g / ml ist. Daher können wir die Beziehung wie folgt umschreiben:

1 g gelöst auf 1.000.000 ml Wasser

Dann teilen wir ml durch 1000 ml:

1 g gelöst auf 1.000 L Wasser

Indem man beide Einheiten durch 1000 dividiert, wird das Verhältnis zu:

1 mg gelöst auf 1 L Wasser

Daher kann man sagen 1 mg in 1 L Wasser ist das gleiche wie 1 mg in 1.000.000 mg Wasser oder 1 Teil pro Million (unter der Annahme sowohl von Raumtemperatur als auch von einem atmosphärischen Druck von 1 Atmosphären).

Wie konvertiert man ppm in Mol?

Um ppm in Molarität oder Molarität in ppm umzurechnen, müssen Sie nur die Molmasse des gelösten Elements oder Moleküls kennen. Hier ein Periodensystem für die Molmassen (oben Links: das Atomgewicht).

Nehmen Sie die Molarität mol/L und multiplizieren Sie mit ihrer molaren Masse
g/mol so erhalten Sie g/L. Multiplizieren Sie noch einmal mit 1000 um Gramm in Milligram umzurechnen und Sie haben mg/L für wässrige Lösungen.

Beispiel: Bereiten Sie eine NaOH-Lösung vor

Sie haben eine Stammlösung von 1 molar NaOH. Wie gehen Sie beim Erstellen einer 1L Lösung von 200 ppm NaOH vor? NaOH hat eine Molmasse von 39.997 g/mol.

1. Konvertieren Sie 200 ppm zur Molarität.

Nehmen wir zunächst an 200 ppm = 200 mg/L. Teilen Sie dann das Ergebnis durch 1000 und Sie bekommen g/L: 200 mg/L geteilt durch 1000 mg/g ist gleich 0,2 g/L.

Als nächstes teilen Sie 0,2 g/L durch die Molmasse von NaOH (Na= 22,9 O=16 H=1) um die Molarität zu erhalten: 0,2 g/L geteilt durch 39.997 g/mol das ist 0,005 Mol/L.

2. Berechnen Sie das Verdünnungsrezept.

Aus Schritt 1 kennen wir die Zielmolarität 0,005 Mol/L. Um die Verdünnung zu berechnen, verwenden wir die Verdünnungsgleichung: m1⋅v1=m2⋅v2

wobei:
• m1— die Konzentration der Stammlösung;
• m2— die Konzentration der verdünnten Lösung;
• v1— das Volumen der Stammlösung; und
• v2 - Das Volumen der verdünnten Lösung

Wir können die Zahlen für alle Variablen mit Ausnahme des Volumens der Stammlösung eingeben:

1 M ⋅ v1 = 0,005 M ⋅ 1 L

Durch Umstellen der Gleichung finden wir das benötigte Volumen der Stammlösung:
v1 = 0,005 M / 1 M ⋅ 1 L = 0,005 L

Daher müssen wir verdünnen 0,005 L (oder 5 ml) Stammlösung auf ein Endvolumen von
1 L und so bekommen wir 200 ppm NaOH Lösung.

Wie berechne ich ppm aus der Volumenkonzentration?

So erhalten Sie Volumen-ppm:

Nimm die molare Konzentration der Lösungen in mol/L.
Multipliziere es mit der Molmasse in g/mol .
Teilen Sie es durch die Dichte des gelösten Stoffes in g/cm³.
Multipliziere alles mit 1000 mg/g.
Die resultierende ppm-Volumeneinheit ist typischerweise μL/L.

Ein etwas ausführlicheres Beispiel finden Sie hier für beide Umrechnungs-Richtungen:

Umrechnung Mol in Gramm

Umrechnung Gramm in Mol

HowTos und Messgeräte

Um den Pflanzenwuchs und die Wachstumsbedingungen für die Fischzucht im optimal Rahmen zu halten, bedarf es verschiedener Messtechniken. Im Bereich der Pflanzenzucht bedarf es eines ganz anderen Ansatzes als bei der Fischzucht. Hinzu kommt, das Pflanzen natürlich verschiedene Wachstumsphasen durchlaufen, die je nach Phase eine teils völlig unterschiedliche Düngung (Nährstoffzufuhr) benötigen. Bei den Fischen gild das natürlich genauso.

Darüber hinaus beeinflussen sich die Nährstoffe je nach Konzentration gegenseitig. Das kann in einigen Fällen zur Blockade der Aufnahme bestimmter Stoffe führen. Und auch die Mangel-Symptome die die Pflanze zeigen sind trotz unterschiedlicher Ursache leicht zu verwechseln. Hier ein, zugegebenermaßen gemeines, Beispiel:

Calcium-Mangel: Nekrotisch (abgestorbene) braune Punkte zwischen den Blattadern welche ungleichmäßig verteilt sind.
Bor-Mangel: Nekrotisch braune Punkte zwischen den Blattadern welche fleckenartig sind.

Calciummangel kann mit Bormangel verwechselt werden. Ein Calciummangel blockiert dabei die Aufnahme von Bor.

Also, vom Interpretationsspielraum (Punkte/Flecken) bis zur maximal möglichen Fehlinterpretation, haben Sie die ganze Bandbreite.

In der Analyse der Nährstoffe bieten sich je nach gewünschter Handhabung und den zu testenden Stoffen unter anderem folgende Techniken an.

· Photometrie bezeichnet ein Messverfahren im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes mit Hilfe eines Photometers.
· Titration erlaubt mittels einer Maß-Lösung (eine Lösung von Stoffen deren Zusammensetzung und Konzentration exakt bekannt ist) die Menge eines Stoffes zu bestimmen.
· Colorimetrie ermittelt anhand der Farbanalyse Erkenntnisse auf die Inhaltsstoffe. 
· Chemilumineszenz zeigt das Vorhandensein geringster Konzentrationen bis hin zu einzelnen Molekülen.
· ISE dient als Sensor für die Konzentration oder genauer die Aktivität eines bestimmten gelösten Ions.
· Voltametrie ist ein elektrochemisches Analyseverfahren.

Technik

Die gesamte von uns verwendete Messtechnik basiert, soweit bereits vorhanden, auf Industriestandards. In einigen Fällen ist für den Bereich der Aqua- und Hydroponik noch keine zuverlässige Messtechnik verfügbar oder nicht standardisiert. Hier entwickeln wir auf Basis existierende Technologie entsprechende Messsysteme.Auch für verwandte aber fachfremde Disziplinen wie den Ackerbauentwickeln wir eigene Messgeräte, etwaTensiometer.

Aquaponik

In der Aquaponik fallen sehr viele Substanzen an die den hydropischen Teil der Anlage empfindlich stören können – von der möglichen Vergiftung der Fische durch einen Überschuss an Ammoniak ganz abgesehen. Da es sich um ein geschlossenes System handelt, das auch noch eine gewisse «Einlaufzeit» benötigt um mit den Biofiltern in ein Gleichgewicht zu kommen, ist eine genaue Analyse der Inhaltsstoffe unerlässlich.

In diesem Bereich ist eine kontinuierliche Kontrolle von Nitrat, Nitrit, Sauerstoffgehalt und Ammoniak zwingend. In diesem Segment gibt es verschiedene Anbieter die sich durch Qualität und Haltbarkeit preislich unterscheiden. Sprechen Sie uns an.

Hydroponik

Die Substanzen und ihre Konzentration in den Nährstoffen entscheiden über Qualität und Ertrag. Je nach Pflanze und ihrer Wachstumsphase ist eine genaue Menge bestimmter Stoffe entscheidend.Hier wird neben den Standardsensoren besonderes Augenmerk auf die für die Pflanzen wichtigen Stoffe gelegt, wie unter anderem:  Stickstoff, Phosphor, Kalium, Calcium, Magnesium, Schwefel, Eisen, Mangan, Bor, Zink, Kupfer und Molybdän.

Es gibt noch eine große Menge von Spurenelementen die sich leicht mit der Photometrie analysieren lassen, unter anderem: Al2(SO4)2, KJ, KBr, TiO2, SnCl2, LiCl, MnCl2, B(OH)3, ZnSO4, CuSO4, NiSO4, Co(NO3)2. Diese werden in der Regel mit Analysekits (Mess-Stäbchen, Titrieren, Lakmusstreifen, etc.) kontrolliert oder durch Photometrie wenn es sich um sehr geringe Mengen handelt. Siehe dazu auch den Artikel über Dünger und Mangelerscheinungen.

Photometrie

Photometrie ist eine Technik mit der sich kleinste Mengen an Substanzen kostengünstig testen lassen. Dafür wird aus der Nährstofflösung wenige Milliliter, in eine Küvette gefüllt und vom Photometer analysiert. Einige Hersteller bieten hierfür vorgefertigte Reagenzien an, mit der der gesuchte Stoff im Photometer gemessen werden kann. Als Orientierung hier einige Preisbeispiele eines bekannteren Photometer-Herstellers:

 Bor: Messbereich 0,05-2,5 mg/l, Reagenz für 25 Tests: 121.- € / 4.84 € pro Test.

 Mangan: 0,005-0,5 mg/l, Reagenz für 50 Tests 145.- € / 2.90 € pro Test

Diese Tests werden in Regelmäßigen Abständen durchgeführt um die Versorgung der Pflanzen zu kontrollieren. Sollten bestimmte Stoffe in zu hoher oder zu niedriger Konzentration vorkommen, können Sie sogar den Pflanzenwuchs so stark beeinträchtigen das die Pflanzen zu Grunde gehen. Hier ein kleiner Ausschnitt der Wechselwirkungen bei Mineralstoffen.

By: Jon Chui

 Kontext: 

ID: 41 

Verbindungen und Spurenelemente / Größenordnungen in Nährstofflösungen

K

Kalium

0,5 - 10 mmol/L

Ca

Calzium

0,2 - 5 mmol/L

S

Schwefel

0,2 - 5 mmol/L

P

Phosphor

0,1 - 2 mmol/L

Mg

Magnesium

0,1 - 2 mmol/L

Fe

Eisen

2 - 50 µmol/L

Cu

Kupfer

0,5 - 10 µmol/L

Zn

Zink

0,1 - 10 µmol/L

Mn

Mangan

0 - 10 µmol/L

B

Bor

0 - 0,01 ppm

Mo

Molybdän

0 - 100 ppm

NO2

Nitrit

0 – 100 mg/L

NO3

Nitrat

0 – 100 mg/L

NH4

Ammoniak

0,1 - 8 mg/L

KNO3

Kaliumnitrat

0 - 10 mmol/L

Ca(NO3)2

Calciumnitrat

0 - 10 mmol/L

NH4H2PO4

Ammoniumdihydrogenphosphat

0 - 10 mmol/L

(NH4)2HPO4

Diammoniumhydrogenphosphat

0 - 10 mmol/L

MgSO4

Magnesium sulfat

0 - 10 mmol/L

Fe-EDTA

Ethylendiamintetraessigsäure

0 – 0,1 mmol/L

H3BO3

Borsäure

0 – 0,01 mmol/L

KCl

Kaliumchlorid

0 – 0,01 mmol/L

MnSO4

Mangan (II)-Sulfat

0 – 0,001 mmol/L

ZnSO4

Zinksulfat

0 – 0,001 mmol/L

FeSO4

Eisen(II)-sulfat

0 – 0,0001 mmol/L

CuSO4

Kupfersulfat

0 - 0,0002 mmol/L

MoO3

Molybdänoxid

0 – 0,0002 mmol/L

Grundsätzlich wird der Anbau von Tomaten als Substratkulturen folgendermaßen durchgeführt:

- Ansetzen der Setzlinge im Dezember/Januar

- Veredlung der Setzlinge:
   - Köpfen nach dem 3 Blatt  1 Samen = 2 Triebe (Saatgutkosten sparen)
   - Evtl. erneutes Köpfen nach dem 6. Blatt möglich

- Es werden kontinuierlich Triebe geerntet, welche Tomaten tragen

- Pro Jahr etwa 30 Ernten

- Ernte pro Strauch: 600 g Tomaten
   - 600 g x 2,5 Pfl./m2 x 30 Ernten = 45 kg Tomaten / m²
   - Für 20m² Gewächshaus 900 kg Tomatenernte / Jahresernte

Folgende Punkte sind bei der Düngung von Tomaten in Substratkulturen zu beachten:

- Generell müssen für die Nährstoffe eine A- und B-Lösung hergestellt werden.

- Beide Lösungen dürfen nicht zeitgleich in das Wasser gegeben werden, da es sonst zu Gipsbildung bzw. Ausfällung kommt (hoher Calcium-Gehalt)

- Eine Düngergabe erfolgt i. d. R. nach Einstrahlungswerten (LUX)
   - 20 bis 30 Starts bei hoher Sonneneinstrahlung im Sommer, z. B. 100 cm³/Pflanze bei ca. 20 kg
   - 2 bis 3 Starts bei Dunkelheit (Februar/März)

- In der Startphase benötigen Tomaten alle 8 h 50 cm³/Pflanze

-  Ansonsten 3 bis 5 l/Pflanze im Hauptwachstum

-  Für den Geschmack ist ein hoher Salzgehalt nötig
   - Tragen die Tomatensträucher keiner Früchte, ist weniger Kalium zu düngen

-  Ammonium wird nur zum Stabilisieren des pH-Wertes in der Matte gegeben

-  Kalium und Calcium sollen in einem Verhältnis von 1:1 in der Matte oder im Dränwasser vorliegen

 - Wenn mit einem geschlossenen System kultiviert wird, werden für die Nährlösung 8 mmol K und 4 bis 5 mmol Ca empfohlen

 -  Die Schwefelgehalte können in der Nährlösung auf 2 mmol gesenkt werden.

 - In Tomatenkulturen werden Anpassungen an den Entwicklungsstand der Kultur vorgenommen (s. nachfolgende Tabelle):

Kosten der Düngung:

1300 l Wasser pro m² / Jahr werden benötigt (davon 300 l wiederverwertbar als Prozesswasser)
das entspricht 1,3 m³ Wasser/m² 

1 m³ Wasser = 0,30 € - 1,00 €
für die Nährlösung werden folgende Werte angenommen:
Preis Dünger je m³ Wasser = 1,00 € - 1,20 €

Umgerechnet auf 2,5 Pflanzen pro m² ergeben sich Düngungskosten von ca. 1,70 € bis 2,90 € pro m² / Jahr.
Für eine exakte Düngebedarfsrechnung kann ein Programm genutzt werden, welches im Folgenden verlinkt ist:
http://www.haifagroup.com/Dutch/knowledge_center/expert_sofwares/

Fazit

Systeme
Es gibt unterschiedliche Hydrokultursysteme, die nach verschiedenen Kriterien betriebsindividuell ausgewählt werden müssen. Welche Kultur/en sollen angebaut werden, welche finanziellen Mittel stehen zur Verfügung und welche Arbeitszeit kann/soll eingebracht werden? Für die Kombination eines Systems mit einer Aquakultur eignen sich vor allem N.F.T. oder Ebb and flow auf Grund der einfachen Struktur und einem abgetrennten Bereich für die Nährlösung.

Prozesswasser
Mit Hilfe der Futterzusammensetzung ist die Grundlage gegeben, um die theoretische Wasserbelastung und die für die Hydrokultur zur Verfügung stehenden Nährstoffe abzuschätzen. Die anfallenden Nährstoffmengen sind aber variabel und abhängig von der Futterzusammensetzung (Höhe des XPGehaltes), der Fütterungsintensität, den Besatzdichten (kg/m³) und der Verteilung der Fütterungsintervalle über den Tag. Durch eine 24 StundenFütterung sind Schwankungen in der Wasserbelastung zu senken und damit wird ein gleichmäßigerer Wasserdurchfluss/Wasseraustausch ermöglicht.
Die gesamte Ammoniumstickstoffproduktion setzt sich zusammen aus 51,3 % des enthaltenen N/kg Futter als nicht fäkale Verluste und 9,4 % des enthaltenen N/kg Futter als fäkale Verluste. Die restlichen 39,3 % des enthaltenen N/kg Futter werden für das Wachstum der Fische verbraucht. Ziel der Modellrechnung ist es, die Nitratmenge (g) im Wasser bei unterschiedlichen
Besatzdichten der Fische möglichst exakt zu errechnen, um anfallende Stickstoffmenge abschätzen zu können. Dafür wurden unterschiedliche Faktoren einbezogen und als Variablen in einer Tabelle verwendet. Bei einer
Futterintensität von 3 % ergibt dies eine Mastdauer von 147 Tagen. Dabei bildet insbesondere eine intensive Besatzdichte (450 kg/1,5m³) sehr hohe Nitratmenge. Während eine geringe Besatzdichte (75 kg/1,5m³) nicht annähernd diese Menge hervor bringt. Die hat zur Folge, dass die Nitratmengen sehr variieren.

Nährstoffversorgung

Die Düngung in Hydrokulturen orientiert sich an Richtwerten für bestimmte Salzgehalte im Wasser. Diese Salzgehalte sind durch den EC-Wert (Elektronische Konduktivität) beschrieben. Ein EC-Wert von 3,7 ist im Durchschnitt ein repräsentativer Richtwert. Dafür entsprechend werden die Nährstoffe berechnet. Die Nährstoffzugabe erfolgt in zwei Schritten, A und B Lösung. Damit wird ein Verklumpen (Vergipsung) der Nährlösung verhindert. Entsprechend der Pflanzenentwicklung wird die Nährstoffmenge angepasst. Im Durchschnitt liegt die Nährstofflösungsmenge bei 3-5 l je Pflanze im Hauptwachstum.

Schlussfolgerung:

I) Pflanzen
Nitratbedarf: 1,426 g/l NO3
Pflanzenmenge: 5 l/Pflanze
Anzahl Pflanzen: 2,5 Pflanzen/m²
Gesamtfläche: 20 m²
Rechnung (1): 1,426 g/l NO₃ * 5 l/Pflanze * 2,5 Pflanzen/m² * 20 m² = 356,5 g NO₃/Jahr u. Gesamtfläche

II) Prozesswasser
Annahme: 75 kg/ Becken
Nitratmenge: 312,14 g aus drei Becken
Masttage: 147
Durchgänge: 365 : 147 = 2,5
Rechnung (2): 2,5 Durchgänge * 312,14 g NO3/Jahr u. Gesamtfl. = 780,35 g NO3/Jahr
Rechnung (3): 780,35 g NO3/Jahr : 356,5 g NO3/Jahr u. Gesamtfl. = 2,19

Bei einer Besatzdichte von 75 kg/ Becken steht zurzeit 2,19-mal so viel Nitrat zur Verfügung wie die Tomaten benötigen.

III) Empfehlung:
Rechnung (4): 75 kg/ Becken : 2,19 = 34,25 ~ 34 kg/ Besatzdichte
Für die benötigte Nitratmenge der Pflanzen bei einer Gesamtfläche von 20 m² ist eine Besatzdichte der Fische von 34 kg als empfehlenswert anzusehen.