Nährlösungskonzentration im geschlossenen Bewässerungssystem

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Hauptartikel: Düngung im Zierpflanzenbau


Voraussetzung für den Kulturerfolg sind die genauest mögliche Dosierung der Nährstoffe und die Einhaltung hoher Ansprüche an die Gießwasserqualität. Mit abnehmendem Anteil puffernder Substanzen in den Kulturmedien steigen die Ansprüche an die Nährstoffdosierung und Gießwasserqualität. Die exakte Nährstoffdosierung ist nur mit Verwendung von Einzeldüngern zu erreichen. Ein geschlossenes System wirklich geschlossen zu betreiben, birgt ein wesentlich höheres Risiko als diese offen zu fahren.
Für die Herstellung einer Nährlösung nach Rezept sind geringe chemische Grundkenntnisse nötig:

Die Pflanzen sind auf eine nahezu kontinuierliche Nährlösungszufuhr angewiesen, denn im Vergleich zur Bodenkultur fehlen Wasserkulturverfahren Puffersysteme weitgehend oder ganz. Daher werden an die Zusammensetzung der Nährlösung noch größere Anforderungen gestellt, so dass für einzelne Kulturen und auch Sorten spezifische Nährlösungszusammensetzungen angewendet werden. Dabei handelt es sich um Gleichgewichtslösungen.
Die Theorie geht davon aus, dass die Konzentration einer Nährlösung konstant bleibt, wenn Wasser und Nährstoffe in relativ gleichen Raten aufgenommen werden. Das gilt für eine durchschnittliche Einstrahlung. In der Praxis kommt es dagegen oft zu einer Salzanreicherung im Wurzelbereich. Daher muss ständig mit an dem Substrat angepassten Abständen mit Überschuss zur Senkung des Salzgehalts bewässert werden. In der Praxis wird häufig keine Veränderung der Nährlösungskonzentration zwischen Sommer und Winter vorgenommen. In der Folge wird evtl. wird die Winterproduktion vermindert, dafür setzt im Frühjahr ein besseres Wachstum ein, da der Salzvorrat durch erhöhte Einstrahlung in Massenproduktion umgesetzt wird. Alle Rechenwege führen zu annähernd gleichen Ergebnissen.

Ermittlung der Konzentration

Die Berechnung erfolgt analog der Ermittlung der Konzentration in Erden und Substraten, indem der Entzug durch den Wasserbedarf in der Kulturzeit dividiert wird. Stickstoff dient wiederum als Leitelement, zu dem die anderen Nährstoffe in das Verhältnis gesetzt werden.

Nährstoffkonzentration der Nährlösung = \frac{Naehrstoffbedarf} {Wasserbedarf}

Die kalkulatorische Ermittlung der Nährstoffkonzentration in der Nährlösung wird über den mittleren Nährelementgehalt in der TrS mit dem mittleren Transpirationskoeffizienten multipliziert. Der Transpirationskoeffizient beträgt bei unseren gängigen Kulturpflanzen ca. 300 l/kg Trockensubstanz.


Berechnung des EC-Wertes
Die Nährlösungskonzentration wird in Holland und in den USA in mmol pro l oder µmol pro l angegeben, das dürfte sich auch in Deutschland durchsetzen. Die verwendeten Nährlösungen besitzen äquivalente Mengen positiv und negativ geladener Ionen = Ionengleichgewicht. Das sollte aber nicht überbewertet werden, da die Pflanze selbst den Ladungsausgleich schafft. Liegt ein Kationendefizit z.B. wegen geringen Ammoniumgehalts vor, schafft die Pflanze den Ausgleich durch z.B. verstärkte Kaliumaufnahme. Die Pflanze gibt nicht für jedes aufgenommene NO3-Ion ein HCO3-Ion ab. Außerdem ist die Aufnahmegeschwindigkeit der einzelnen Ionen unterschiedlich, wodurch das Gleichgewicht ständig gestört wird. Auch wenn die mengenmäßigen Anteile dem Entzug entsprechen, kann eine einseitige Anreicherung oder Verarmung eintreten. Für jede Nährlösung wird nach Erstellung des Ionengleichgewichts ein EC-Wert über die Anzahl Ladungen errechnet. Die Summe aller Äquivalente wird durch 20 dividiert. Dieser Wert dient als errechneter EC-Wert für die Herstellung von Nährlösungen für die einzelnen Kulturen. Zwischen den verschiedenen Kulturen bestehen Unterschiede in der Salzverträglichkeit, übliche Werte bei Rosen und Gerbera liegen zwischen 1,2 und 1,5 EC ohne Berücksichtigung des Ausgangswassers.
Konzentrationsbereiche einer Gleichgewichtslösung
Nährstoff Konzentration [mg/l]
N
P2O5
K2O
Mg
Ca
100 -150
30 - 50
150 - 200
20 - 40
80 - 150
Fe
Mn
Zn
Cu
Mo
1,0
0,5
0,1
0,02
0,05
Beispiele für Nährlösungen für EC-Werte von 1,2 bis 1,5
Nges P SO4 K Ca Mg
Rosen [mg/l] 130-170 30-40 80-120 120-150 130 20-25
Gerbera [mg/l] 150-180 30-40 80-120 200-220 120 20-25
Mn B Cu Zn Mo Fe
Rosen [mg/l] 0,3 0,2 0,05 0,2 0,05 1,5
Gerbera [mg/l] 0,3 0,3 0,05 0,25 0,05 2,0



In Deutschland wird das Kationen-/Anionenverhältnis nicht in den Vordergrund gestellt, es wird mehr Wert auf eine harmonische Ernährung durch Anpassung der Nährstoffgehalte an den Entzug gelegt. Der Gehalt an einzelnen Nährstoffen bestimmt im wesentlichen die Qualität und die Wachstumsgeschwindigkeit und nicht der EC-Wert.

Um die Angabe des Nährstoffgehalts in mg pro l zu erhalten, muss die Konzentration in mmol bzw. *mol pro l mit dem Atom- bzw. Molekulargewicht des Nährstoffs multipliziert werden.


Beispiel: Eine Nährlösung soll 10 mmol N enthalten. Wie viel mg Kalksalpeter sind abzuwiegen?

A. Berechnung der Menge Stickstoff in mg

mmol x Atomgewicht = mg
10 x 14 = 140 mg N

B. Berechnung der Menge Kalksalpeter
16 mg N in 100 mg Kalksalpeter
140 mg N in x mg Kalksalpeter

x = \frac{140*100} {16} = 875 mg Kalksalpeter = 0,875 g


Zusammensetzung

Die erste wichtige Grundlage für den Kulturerfolg ist die Beachtung des Nährstoffverhältnisses. Hier liegen verschiedene Rezepte für Einzeldünger und Mehrnährstoffdünger der Reihe ‘Peters Excel’ vor. Nur bei idealen Nährstoffgehalten werden Nährstoffe und Wasser in relativ gleichen Raten aufgenommen, so dass sich die Nährlösungskonzentration längerfristig nicht ändert. Erst bei Abweichung verändern sich die Aufnahmeraten, die im wesentlichen durch Veränderung in der Einstrahlung hervorgerufen wird.

Im Gießwasser enthaltene Nährstoffe müssen auf die Düngung angerechnet werden. Ein zweiter Grundsatz für eine erfolgreiche Kultur ist die Stabilisierung des pH-Werts in der Nährlösung. Dabei ist darauf zu achten, dass die Summe der aus Säure und Ammonium stammenden Wasserstoffionen für die Einstellung zu berücksichtigen ist. Während die Säure direkt die Carbonathärte beseitigt, wirkt Ammonium erst nach Nitrifikation bzw. nach Aufnahme durch die Pflanze, die für jedes aufgenommene Ammoniumion ein Wasserstoffion abgibt. Im vollständig geschlossenen System ist die Steuerung über die Änderung des Ammonium-Nitratverhältnisses nicht zu empfehlen. Der Ammoniumgehalt ist von der Jahreszeit abhängig zu machen, um Nitritbildung zu verhindern. Nitrit ist pflanzengiftig und verursacht Wurzelverbrennungen. Bei einer Temperatur oberhalb von 27° C enthält Wasser keinen Sauerstoff mehr. Unter dieser Bedingung wird das Ammonium zwar in Nitrit, aber nicht mehr in Nitrat umgesetzt, da die für die zweite Stufe der Nitrifizierung benötigten Bakterien nicht unter Sauerstoffabschluss arbeiten. Kommt es unter den betrieblichen Gegebenheiten zur Nitritbildung, muss während einer längeren Hitzeperiode im Sommer die Nährlösung ammoniumfrei sein. Alternativ ist die Verwendung von ENTEC Solub 21, das mit DMPP einen Nitrifikationshemmer enthält und gut pflanzenverträglich ist. Im Winter sind die in holländischen Rezepten empfohlenen 1,5 mmol Ammonium pro Liter (das entspricht 21 mg N pro Liter) aus Ammonium-Sulfat anwendbar. Es ist aber zu beachten, dass damit ca. 4° Carbonathärte beseitigt werden.

Eine zweite Bedingung für die Einstellung der Aktivität der Nitratbildner ist ein ungewollter pH-Wertabfall. Es ist die Summe der aus Säure und Ammonium stammenden Wasserstoffionen für die Enthärtung zu berücksichtigen. Wird der pH-Wert bzw. die Carbonathärte durch Säure reguliert und enthält die Nährlösung noch zusätzlich Ammonium, verursacht letzteres einen pH-Wertabfall in der Nährlösung, da in der ersten Stufe der Nitrifizierung neben dem Nitrit Wasserstoffionen entstehen, die sich in geschlossenen Systemen gravierend auswirken. Unter pH-Werten von 4,5 endet die Nitrifizierung mit dem Nitrit.

Eine versteckte Ammoniumquelle bedeutet die Verwendung von festem Kalksalpeter, da dieser Dünger einen Ammoniumanteil von ca. 1,2 % besitzt. Der Gehalt reicht aus, den pH-Wert ständig abfallen zu lassen, so dass mehrmals in der Woche mit Kaliumlauge gegengesteuert werden muss. Um einen ständigen pH-Wertabfall in der Nährlösung zu verhindern, der bis in den toxischen Bereich möglich ist, ist diese Menge auf die Enthärtung und auf die Stabilität des pH-Werts anzurechnen. Im Sommer ist u.U. nur ammoniumfreier Kalksalpeter in flüssiger Form die Alternative zur Deckung des Stickstoff- und auch Calciumbedarfs.

Die Kosten für einen m3 Nährlösung betragen bei Verwendung von Einzeldüngern ca. 1,- €. Dabei ist der Einsatz von Spurennährstoffen in Chelatform besonders kostenträchtig. Gelingt es, den pH-Wert im unteren Optimalbereich zu halten, sind die Schwermetalle in Form von Sulfat gut einsetzbar. Als Eisendünger hat sich auch Optifer flüssig bewährt.

Bei einem Wasserverbrauch von ca. 500 Litern pro Jahr und qm im vollständig geschlossenen System betragen die Düngerkosten etwa 0,6,- € pro qm. Bei offen gefahrenem System verdrei- bis vervierfacht sich die Wassermenge und damit auch die Düngerkosten.

Standardnährlösungen für verschiedene Zierpflanzen in Steinwolle
Nelken Rosen Gerbera Chrysanth. Topf (Blähton)
EC-Wert 1,7 1,5 1,5 1,4 1,4
Nährstoffe [mmol/l]
NO3-N
P
SO4
NH4-N
K
Ca
Mg
13,0
1,25
1,25
1,0
6,25
3,75
1,0
11,0
1,25
1,25
1,25
5,0
3,5
0,75
11,25
1,25
1,25
1,5
5,5
3,0
2,0
10,5
1,0
1,0
1,0
5,0
2,75
1,0
10,6
1,5
1,0
1,1
5,5
3,0
0,75
Nährstoffe [µmol/l]
Fe
Mn
Zn
B
Cu
Mo
25
10
4
30
0,75
0,5
25
5
3,5
20
0,75
0,5r
35
5
4
30
0,75
0,5
60
20
3
20
0,5
0,5
20
10
3
20
0,5
0,5


Geeignete Dünger

Geeignete Hauptnährstoffdünger für erdelose Kulturverfahren
Dünger chemische Formel  % Reinnährstoff Mol.-Gewicht mmol Nährstoff in 1 mmol Dünger
Calcium-Nitrat Ca(NO3)2 14,3 NO3-N; 18,8 Ca 1,2 NH4-N 200,0 1 Ca, 2 NO3
Kalium-Nitrat KNO3 13,0 N; 38,0 Kr 101,1 1 K, 1 NO3
Ammonium-Nitrat NH4NO3 34,5 N 80,0 1 NH4, 1 NO3
Magnesium-Nitrat Mg(NO3)2 11,0 N; 9,0 Mg 265,3 1 Mg, 2 NO3
Kalium-Phosphat KH2PO4 23,0 P; 28,0 K 136,1b 1 K, 1 P
Ammonium-Phosphat NH4H2PO4 26,0 P; 12,0 N 115,0 1 NH4, 1 P
Kalium-Sulfat K2SO4 45,0 K; 18 S 174,3 2 K, 1 SO4
Ammonium-Sulfat (NH4)2SO4 21,0 N; 24,2 S 132,1 2 NH4, 1 SO4
Magnesium-Sulfat MgSO4·7H2O 10,0 Mg; 13,0 S 246,4 1 Mg, 1 SO4
Salpetersäure (65%) HNO3 63,0 1 H, 1 NO3
Phosphorsäure (85%) H3PO4 97,0r 1 H, 1 P
Geeignete Spurennährstoffdünger für erdelose Kulturverfahren
Dünger chemische Formelr  % Reinnährstoff Mol.-Gewicht
Mangan-Sulfat
Zink-Sulfat 23 %
Zink-Sulfat 36 %
Borax
Kupfer-Sulfat
Natrium-Molybdat
MnSO4*H2O
ZnSO4*7 H2O
ZnSO4*H2O
Na2B4O7*10 H2O
CuSO4*5 H2O
Na2MoO4*2 H2O
32,0 Mn
23,0 Zn
36,0 Zn
11,0 B
25,0 Cu
40,0 Mo
169,0
287,5
179,5
381,2
249,7
241,9
Eisendünger für erdelose Kulturverfahren
Dünger  % Fe Mol.-Gewicht pH-Bereich
Fe-EDTA 13 430 6
Fe-DTPA



3
6
7
9
11
1863
932
799
621
508
< 7,5*

Fe-EDDHA


5
5,6
6
1118
1016
932
alle Bereiche
Zusammensetzung von Mikronit H (Spurennährstoffdünger) für erdelose Verfahren
g/l Reinnährstoff
Fe Mn Zn Cu Bo Mo
20,0 8,0 3,0 0,8 3,0 0,4

Herstellung einer Stammlösung

Ansetzen von Stammlösungen
Üblicherweise werden Stammlösungen für geschlossene Kulturverfahren in 100-facher Konzentration angesetzt. Um Ausfällungen von Salzen zu verhindern, werden die Dünger auf verschiedene Becken verteilt. Calcium und Sulfat können in hoch konzentrierten Lösungen als Gips ausfallen, bei hohem pH-Wert können sich Calcium- und Magnesium-Phosphat bilden.

Es genügt, die Dünger auf zwei Becken zu verteilen.
Becken A: kein Sulfat und kein Phosphat, aber Eisen (auch als Chelat), Calcium-Nitrat
Becken B: keine calciumhaltigen Dünger, aber die übrigen Spurennährstoffdünger außer Eisen; Kalium-Sulfat, Kalium-Phosphat, Magnesium-Sulfat, Ammonium-Phosphat.
Die Verteilung von Ammonium-Nitrat, Kalium-Nitrat, und Magnesium-Nitrat ist beliebig.

Düngemittel Menge
normal konz.
mg/l
100-fach konz.
kg/m3
normal konz.
ml/l
100 fach konz.
l/m3
Behälter A
Calcium-Nitrat
Ammonium-Nitrat
Eisen-Chelat
638,30
36,75
23,17
63,83
3,67
2,3
Behälter B
Kalium-Nitrat
Kalium-Phosphat
Kalium-Sulfat
Magnesium-Sulfat
Salpetersäure
Phosphorsäure
639,56
67,88
88,20
266,00
-
-
40,23
6,79
8,82
26,60
-
-
-
-
-
-
0,054
0,011
-
-
-
-
5,4
1,1
Mangan-Sulfat
Zink-Sulfat
Borax
Kupfer-Sulfat
Natrium-Molybdat
0,84
1,0
2,0
0,19
0,12
0,084
0,1
0,2
0,019
0,012
Mikronit H 0,0695 6,95


Überwachung der Düngung

Priorität hat die Kontrolle des pH-Werts im Drainwasser. Dieser ist dreimal wöchentlich zu kontrollieren und gegebenenfalls zu regulieren. Der pH-Wert bestimmt die Verfügbarkeit der Nährstoffe, wobei der Toleranzbereich zwischen 4,8 bis 6,2 liegt mit dem Optimum von 5 bis 6. Zu niedrige Werte (< 5) werden besser vertragen als hohe (> 7). Da die Nährlösung nicht gepuffert ist, schwankt der pH-Wert ständig. Faktoren der Veränderung sind Nitrifizierung, Carbonathärte des Gießwassers, die Phosphatkonzentration und die Geschwindigkeit der N-Aufnahme.
Oberhalb pH 6,2 ist die Löslichkeit verschiedener Salze problematisch und wegen Ausfällungen können Tropfschläuche verstopfen, Spurennährstoffe außer Mo werden festgelegt. Unter pH 4,5 kommt es zu Wurzelschäden durch Nitritbildung und auch Ca-Mangel, indem Wurzelhaare absterben. Unter pH-Werten von 2,5 entstehen direkte Säureschäden. Es ist auch zu beachten, dass im stark sauren Bereich Eisenchelate zerstört werden. Im unteren Optimalbereich besteht eine positive Wirkung auf das Wachstum von Rosen, da Schwermetalle besser verfügbar sind und z.B. kein Mn-Mangel auftritt.
Bleibt der pH-Wert über einen längeren Zeitraum im Drainwasser stabil, braucht nicht eingegriffen werden. pH-Wert-Kontrollen sind aber weiter durchzuführen. Sinkt der Wert gegenüber der Startlösung ständig leicht ab, sollte zuerst die Menge an Ammonium reduziert und die an Nitrat erhöht werden, da dieses erst in der Kultur seine versauernde Wirkung zeigt.
Eine direkte Korrektur darf nur mit unmittelbar den pH-Wert verändernden Verbindungen wie Salpetersäure oder Kalilauge durchgeführt werden, aber nie über physiologisch wirkende wie die Stickstoffform. Wird kein Düngecomputer eingesetzt, wird die benötigte Säure- oder Laugenmenge über die Carbonathärte berechnet.
Die Leitfähigkeit (EC-Wert) wird zusammen mit dem pH-Wert im Rücklauf- und Vorratswasser kontrolliert. Die Kontrolle des Rücklaufs lässt erkennen, ob die Düngung stimmt. Bei optimaler Zusammensetzung der Nährlösung ändert sich das Nährstoffverhältnis nur geringfügig. Einzelanalysen sind bei rascher Erneuerung der Nährlösung nicht notwendig. Sie haben einen Sinn, wenn der Ernährungszustand auf ein falsches Verhältnis deutet. Für solche Untersuchungen stehen Labore zur Verfügung.
Optimale Salzgehalte im Vorratswasser liegen zwischen 1,2 bis 1,5 EC (= mS/cm). Dazu kommt noch der vorhandene Salzgehalt im Gießwasser. Kurzfristig ist eine Versalzung bis 3,5 EC ausgeschlossen. Hohe EC-Werte sind wie eine trocken gefahrene Kultur zu beurteilen. Die Nährstoffaufnahme ist gehemmt durch erhöhten Energieaufwand wegen steigenden osmotischen Gegendrucks der Nährlösung, der als Wachstumsbremse wirkt. Längerfristig steigt der EC-Wert im Vorratsbecken, da es bei Wiederverwendung des Wassers im geschlossenen System zu einer ständigen leichten Erhöhung der Salzkonzentration im Substrat und in der Rücklauflösung gegenüber der ursprünglichen Nährlösung kommt. Die Anlieferung von Ionen ist größer als die Abfuhr, dadurch:

  • langsame Fließgeschwindigkeit der Ionen im Substrat
  • geringere Aufnahme einzelner Ionen
  • Wasserverluste durch Verdunstung
  • erhöhter Wasserverbrauch durch die Pflanze.

Als Folge wird in der Praxis häufiger bewässert als es für den Entzug notwendig ist und mit Wasserüberschuss gegossen, um die Salzkonzentration im verträglichen Bereich zu halten. Im geschlossenen System bestimmt die Bewässerung die Kulturführung und nicht die Düngung.
Da sich auch der Salzgehalt im Vorratsbecken erhöht, muss die Nährlösung in kurzen Zeitabständen erneuert werden, damit es nicht zu schädlichen Anreicherungen in der Umlauflösung kommt. Das ist über die anzusetzende Nährlösungsmenge zu regeln. Als unproblematisch erwies sich ein Nährlösungsreservoir von einem cbm für 200 Pflanzen. Die Restwassermenge beträgt ca. 30 % bei der Erneuerung, so dass im Sommer die Nährlösung zweimal in der Woche, im Winter alle drei bis vier Wochen erneuert wird.
Der EC-Wert muss auch in Zusammenhang mit dem pH-Wert der Nährlösung gesehen werden. Im pH-Wertbereich oberhalb von 4,5 wird der EC-Wert hauptsächlich durch die Nährlösung bestimmt, darunter kommt es mit zunehmendem Abfall zu einer sehr starken Erhöhung, die durch die H-Ionenkonzentration und nicht vom Salzgehalt verursacht wird. EC-Werte sind nur über pH-Werten von 4,5 aussagefähig. Ein Messwert von z.B. 8 EC braucht keine Panik auszulösen, wenn damit ein pH-Wert von 1,8 verbunden ist. In solch einem Fall ist nach pH-Anhebung der EC-Wert wieder normal.
Der Drainwasseranteil wird bestimmt durch den EC-Wert des Rücklaufwassers. Ist der EC-Wert zu hoch, ist zunächst eine Steigerung des Überschusses durch Erhöhung der Bewässerungsdauer vorzunehmen. Lange Bewässerungszeiten halten den EC-Wert längerfristig konstant. Ist damit keine Absenkung zu erreichen, ist der Salzgehalt der Nährlösung zu senken. Auch kurze Bewässerungsintervalle mit hoher Anzahl an Bewässerungen sind positiv zu beurteilen. Gute Erfahrungen liegen mit Gerbera im Worm-System im Winter vor.
Besonders zu beachten ist das Nitritproblem, das vor allem im Sommer auftritt, wenn die Wassertemperatur > 27° C steigt. Die Überwachung des Nitritgehalts mit Hilfe von Nitratteststäbchen, die neben dem Messfeld für Nitrat ein zweites für Nitrit besitzen, ist nicht zuverlässig. Wird Nitrit festgestellt, muss eine Laboruntersuchung Gewissheit verschaffen und bei Bestätitgung unverzüglich das Wasser verworfen werden. Der Schaden wird behoben durch starkes Gießen mit ammoniumfreier Nährlösung, wobei das System bis zum pH-Anstieg im Substrat offen gefahren wird. Vorbeugend wird die Nitritbildung nur durch Verzicht auf Ammonium in der Nährlösung verhindert. Das geschieht durch Austausch von festem Kalksalpeter gegen flüssigen. Die Enhärtung erfolgt dann allein über Säuren. Eine Möglichkeit, die empfohlene Ammoniummenge in die Nährlösung zu geben, bietet ENTEC Solub 21. Dieser Dünger entspricht dem Ammonium-Sulfat, enthält aber mit DMPP einen Nitrifikationshemmer, der die Umsetzung des Ammoniums etwa vier Wochen verzögert.
Trotz aller chemischer Überwachungsmethoden darf das Erscheinungsbild der Pflanzen nicht außer Acht gelassen werden. Zu der Beobachtung von Krankheiten und Schädlingen gehört auch, die Blattfarbe und den -glanz, die Stabilität der Blütenstiele und vor allem das Wurzelbild ständig im Auge zu behalten. Für den Kulturerfolg ist neben der Bewässerungsdauer auch die Häufigkeit der täglichen Bewässerung von Bedeutung.

Bewässerung von Rosen im geschlossenen System
System Zeitraum Tägl. Bewässerung Bew.-Dauer [min] Pause [min] Bewässerung/ Tag
Steinwolle Winter
Frühjahr/Herbst
Sommer
9-16°° Uhr
8-18°° Uhr
6-20°° Uhr
5
5
3
60
60
45
8
11
17
Perlite Winter
Frühjahr/Herbst
Sommer
9-12°° Uhr
8-17°° Uhr
8-19°° Uhr
5
5
5
180
90
60
2
6
12
Worm/Potgrond Winter
Frühjahr/Herbst
Sommer
9-14°° Uhr
8-17°° Uhr
8-19°° Uhr
5
3
3
180
90
60
2
7
12
Dutch Plantin/ Cocossäcke Winter
Frühjahr/Herbst
Sommer
9-14°° Uhr
8-17°° Uhr
8-19°° Uhr
5
3
3
180
90
60
2
10
12
Bewässerung von Gerbera im geschlossenen System
System Zeitraum Tägl. Bewässerung Bewässerungs- dauer [min] Pause [min] Bewässerung/ Tag
Worm/Potgrond Pflanzung
Winter
Frühjahr/Herbst
Sommer
8-14°° Uhr
10-14°° Uhr
8-18°° Uhr
8-19°° Uhr
2
3
3
3
180
240
60
60
3
1
11
12
Schubert/Blähton Pflanzung
Winter
Frühjahr/Herbst
Sommer
8-16°° Uhr
8-16°° Uhr
8-19°° Uhr
6-20°° Uhr
2
2
2
2
120
60 (90)
45
30 (45)
5
9 (6)
10
30 (20)
Worm/Growcubes Pflanzung
Winter
Frühjahr/Herbst
Sommer
8-17°° Uhr
8-16°° Uhr
8-18°° Uhr
6-20°° Uhr
2
2
2
2
90
60 (90)
60
45
7
9 (6)
11
17

Berechnungsbeispiele

Hauptnährstoffe

Eine Wasseranalyse für Steinwollkultur brachte folgendes Ergebnis: Der geforderte Nährstoffgehalt beträgt:
Wasserhärte 5,6° dHKH
pH-Wert 7,0
NO3-N 7 mg/l
P -
K 7 mg/l
Ca 25 mg/l
Mg 5 mg/l
SO4 12 mg/l
NO3-N 14,0 mmol/l
P
1,4 mmol/l
K
8,0 mmol/l
Ca
4,0 mmol/l
Mg
1,3 mmol/l
NH4-N
1,0 mmol/l
SO4
1,3 mmol/l

5 mg pro l des P-Bedarfs sollen über Phosphorsäure (85 %, 13,9 n) gedeckt werden, die daneben teilweise die Wasserhärte neutralisiert. Die restliche Wasserhärte wird über Calcium-Nitrat, Ammonium-Nitrat und Salpetersäure (65 %, 14,5 n) neutralisiert, die ihrerseits einen Teil des Stickstoffbedarfs deckt.
a) Wie viel ml Phosphorsäure werden zur Deckung von 5 mg pro l P benötigt, und wie viel der Wasserhärte wird neutralisiert?
b) Wie viel mg pro l Kalium-Phosphat, Calcium-Nitrat, Ammonium-Nitrat, Kalium- Nitrat, Kalium-Sulfat und Magnesium-Sulfat werden benötigt?
c) Wie viel ml Salpetersäure sind zur vollständigen Neutralisation erforderlich und wie viel mg NO3-N werden damit geliefert?

Zunächst werden die Äquivalente an H-Ionen ausgerechnet, um die Carbonathärte auf 1,5° dH abzusenken. Es ist zu beachten, dass in geschlossenen Systemen der Ammoniumgehalt im Calcium-Nitrat für die Enthärtung angerechnet werden muss.

Ausgangshärte 5,6° dHKH = 2,00 mmol/l
Resthärte 1,5 ° dHKH = 0,53 mmol/l
zu beseitigen 4,1° dHKH = 1,47 mmol/l

A. Umrechnung der geforderten Nährstoffgehalte von mmol pro l in mg pro l

geforderter Gehalt
[mmol/l]
Atom-, Molekular-
gewicht
geforderter Gehalt
[mg/l]
NO3-N
P
K
Ca
Mg
NH4-N
SO4
14,0
1,3
8,0
4,0
1,3
1,0
1,3
14,0
31,0
39,1
40,1
24,3
14,0
96,0
196,0
40,3
312,8
160,4
31,6
14,0
124,8

B. Berechnung der Menge Phosphorsäure zur Deckung von 5 mg P/l
45,4 g P/l entsprechen 100 ml Phosphorsäure
0,005 g P/l entsprechen x ml Phosphorsäure

x = \frac{0,005*100} {45,4} = 0,011 ml Phosphorsäure pro l

0,011 ml Phosphorsäure in 1 l Wasser liefern 5 mg P, das entspricht 11,0 ml pro m3.

C. Berechnung des Äquivalents von 11,0 ml Phosphorsäure
100,0 ml Phosphorsäure entsprechen 1,39 mval
11,0 ml Phosphorsäure entsprechen x mval

x = \frac{11,0*1,39} {100} = 0,15 mval Phosphorsäure

D. Berechnung des Ca-Bedarfs aus Calcium-Nitrat
Es ist nur selten möglich, den Ca-Bedarf exakt der Berechnung anzupassen. Abweichungen vom geforderten Gehalt, vor allem erhöhte Mengen, sind jedoch unproblematisch. Gehalte um 120 mg Ca pro l reichen aus.
18,8 mg Ca in 100 mg Calcium-Nitrat
120 mg Ca in x mg Calcium-Nitrat

x = \frac{120*100} {18,8} = 638,3 mg Calcium-Nitrat pro l

E. Berechnung der Mengen Ammonium und Nitrat in 638,3 mg Calcium-Nitrat
1,00 mg Calcium-Nitrat enthält 0,012 mg Ammonium-N
638,3 mg Calcium-Nitrat enthalten x mg Ammonium-N

x = 638,3 x 0,012 = 7,66 mg Ammonium-N

1,00 mg Calcium-Nitrat enthält 0,143 mg Nitrat-N
638,3 mg Calcium-Nitrat enthalten x mg Nitrat-N

x = 638,3 x 0,143 = 91,28 mg Nitrat-N

- Berechnung der Restmengen Ammonium- und Nitrat-N

Ammonium-N Nitrat-N
gefordert [mg/l]
geliefert [mg/l]
14,00
7,66
196,00
91,28
Restbedarf [mg/l] 6,34 104,72

F. Berechnung der Menge Ammonium-Nitrat zur Deckung des Ammonium-Bedarfs
17,25 mg Ammonium-N in 100 mg Ammonium-Nitrat
6,34 mg Ammonium-N in x mg Ammonium-Nitrat

x = \frac{6,34*100} {17,25} = 36,75 mg Ammonium-Nitrat

36,75 mg Ammonium-Nitrat liefern 6,34 mg Nitat-N.

G. Berechnung der Menge Salpetersäure zur vollständigen Neutralisation

für Enthärtung gefordert [mmol/l] 1,47
geliefert [mmol/l]
- über Phosphorsäure
- über Ammonium

0,15
1,00
Restbedarf Salpetersäure [mmol/l] 0,32

14500 mval/l entsprechen 1000 ml Salpetersäure
0,32 mval/l entsprechen x ml Salpetersäure

x = \frac{0,32*1000} {14500} = 0,022 ml Salpetersäure pro l

H. Berechnung der Menge Nitrat-N in 0,022 ml Salpetersäure
100,00 ml Salpetersäure enthalten 20,27 g N
0,022 ml Salpetersäure enthalten x g N

x = \frac{0,022*20,27} {100} = 0,0044 g Nitrat-N = 4,4 mg Nitrat-N

0,022 ml Salpetersäure in 1 l Wasser liefern 4,4 mg N, das entspricht 22,0 ml pro m3.

I. Berechnung des Nährstoffbedarfs [mg/l] nach Abzug der Lieferung durch Säuren, Gießwasser und ammoniumhaltige Stickstoffdünger

Nährstoffmengen [mg/l]
NO3-N P K Ca Mg NH4-N SO4
geforderter Gehalt 196,0 40,3 312,8 160,4 31,6 14,0 124,8
über Säuren geliefert
über Gießwasser geliefert
über Calcium-Nitrat geliefert
über Ammonium-Nitrat geliefert
4,4
7,0
91,28
6,34
5,0
-
-
-
-
7,0
-
-
-
25,0
120,0
-
-
5,0
-
-
-
-
7,66
6,34
-
12,0
-
-
über restliche Dünger zu liefern 85,66 35,3 305,8 - 26,6 14,0 -

K. Berechnung der restlichen Düngermengen
der restliche Phosphatbedarf wird durch Kalium-Phosphat gedeckt
52,0 mg Phosphat in 100 mg Kalium-Phosphat
35,3 mg Phosphat in mg Kalium-Phosphat

x = \frac{35,3*100} {52} = 67,88 mg Kalium-Phosphat


Berechnung des Kaliumgehalts in 67,88 mg Kalium-Phosphat
100 mg Kalium-Phosphat enthalten 34 mg Kalium
67,88 mg Kalium-Phosphat enthalten x mg Kalium

x = \frac{67,88*34} {100} = 23,08 mg Kalium

-Berechnung der Menge Kalium-Nitrat zur Deckung des Stickstoff-Bedarfs(86,98 mg)
13,6 mg N in 100 mg Kalium-Nitrat
86,98 mg N in x mg Kalium-Nitrat

x = \frac{86,98*100} {13,6} = 639,56 mg Kalium-Nitrat pro l

Berechnung der Kaliummenge in 639,56 mg Kalium-Nitrat
100 mg Kalium-Nitrat enthalten 38 mg K
639,56 mg Kalium-Nitrat enthalten x mg K

x = \frac{639,56*38} {100} = 243,03 mg K

Zur Berechnung der Restmenge Kalium werden vom Gesamtbedarf (305,8 mg) die durch Kalium-Nitrat (243,03) und Kalium-Phosphat (23,08 mg) gelieferten K-Mengen abgezogen und als Kalium-Sulfat (39,69 mg K) aufgefüllt.
45 mg K in 100 mg Kalium-Sulfat
39,69 mg K in x mg Kalium-Sulfat

x = \frac{39,69*100} {45} = 88,2 mg Kalium-Sulfat

Abschließend wird die Menge an Magnesium ermittelt.
10 mg Mg in 100 mg Magnesium-Sulfat
26,6 mg Mg in x mg Magnesium-Sulfat

x = \frac{26,6*100} {10} = 266,0 mg Magnesium-Sulfat


Zur Überprüfung, ob bei Sulfat Grenzwerte überschritten wurden, werden deren Mengen aus Kalium-Sulfat (55,1 % SO4) und Magnesium-Sulfat (38,96 % SO4) errechnet.

100,00 % entsprechen 266 mg Magnesium-Sulfat
38,96 % entsprechen x mg Magnesium-Sulfat

x = \frac{38,96*266} {100} = 103,63 mg SO4

100,0 % entsprechen 88,2 mg Kalium-Sulfat
55,1 % entsprechen x mg Kalium-Sulfat

x = \frac{55,1*88,2} {100} = 48,6 mg SO4

Mit 152,23 mg SO4 pro l aus beiden Düngern ist der Gehalt unproblematisch.


L. Zusammengefasst haben die Rechnungen folgende Verteilung der Reinnährstoffe ergeben:

Nährstoffmengen [mg/l]
NO3-N P K Ca Mg NH4-N SO4
geforderter Gehalt 196,0 40,3 312,8 160,4 31,6 14,0 124,8
über Säuren geliefert
über Wasser geliefert
4,4
7,0
5,0
-
-
7,0
-
25,0
-
5,0
-
-
-
12,0
über Dünger zu liefern 184,6 35,3 305,8 - 26,6 14,0 -
Düngemittel
Calcium-Nitrat
Ammonium-Nitrat
Kalium-Nitrat
Kalium-Phosphat
Kalium-Sulfat
Magnesium-Sulfat
-
91,28
6,34
86,98
-
-
-
-
-
-
-
35,3
-
-
-
-
-
243,03
23,08
39,69
-
-
120,0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
26,6
-
7,66
6,34
-
-
-
-
-
-
-
-
-
48,6
103,63
Summe 196,0 40,3 312,8 165,99 31,6 14,0 164,23

Folgende Mengen an Salzen und Säuren werden benötigt:

Calcium-Nitrat
Ammonium-Nitrat
Kalium-Nitrat
Kalium-Phosphat
Kalium-Sulfat
Magnesium-Sulfat
Phosphorsäure
Salpetersäur
638,30 mg
36,75 mg
39,56 mg
67,88 mg
88,20 mg
266,00 mg
0,011 ml
0,054 ml


Spurennährstoffe

Die Berechnung der erforderlichen Mengen an Spurennährstoffen erfolgt analog zu den Hauptnährstoffen.

Berechnung aus Einzeldüngern

Als Dünger sollen Eisen-Chelat 6 %, Mangansulfat, Zink-Sulfat 23 %, Borax, Kupfer-Sulfat und Natrium-Molybdat verwendet werden.


Nährstoffmengen [µmol/l]
Fe Mn Zn B Zu Mo
geforderter Halt 25 5 3,5 20 0,75 0,5


A. Umrechnung der geforderten Nährstoffgehalte von µmol/l pro l in mg pro l

geforderter Gehalt
[µmol/l]
Atom-, Molekular-
gewicht
geforderter Gehalt
[mg/l]
Fe
Mn
Zn
B
Cu
Mo
25
5
3,5
20
0,75
0,5
55,9
54,9
65,4
10,8
63,6
95,9
1,39
0,27
0,23
0,22
0,048
0,048

mg/l = \frac{\mu mol*Atomgewicht} {1000}

B. Berechnung der Düngermengen (exemplarisch am Beispiel des Eisenchelats)
6 mg Fe in 100 mg Eisenchelat
1,39 mg Fe in x mg Eisenchelat

x = \frac{1,39*100} {6} = 23,17 mg Eisenchelat


Damit sind folgende Düngermengen abzuwiegen [mg/l]:

Eisen-Chelat 6% 23,17
Borax 2,00
Mangan-Sulfat 0,84
Kupfer-Sulfat 0,19
Zink-Sulfat 23% 1,00
Natrium-Molybdat 0,12


Berechnung aus Mikronit H

Die Rechnung wird über den Eisengehalt (1,39 mg/l) in der Nährlösung ausgeführt.
20,00 g Fe in 1000 ml Mikronit = 1 mg in 0,05 ml
1,39 mg Fe in 0,0695 ml Mikronit/l = 1,39 g Fe in 69,5 ml/1000 l

Eine 100-fach konzentrierte Stammlösung enthält somit 6,95 ml/l = 6,95 l/m3.

Quelle

Ulrich Harm (2007): Neustadter Heft: Bodenanalyse und Düngung im Zierpflanzenbau. Herausgeber DLR Rheinpfalz. Neustadt an der Weinstraße.