Vereinfachte Methode zur Messung und Bewertung hydraulischer Kennwerte von Blumenerden und Substraten im Gartenbau

摘要

Blumenerden und Substrate werden für die gärtnerische Nutzung als Mischung aus verschiedenen organischen und mineralischen Komponenten hergestellt. Im Rahmen dieser Studie wurden insgesamt 18 handelsübliche Blumenerden und Substrate hydraulisch untersucht. Ziele der Studie waren (ⅰ) die Prüfung des erweiterten Verdunstungsverfahrens für die Quantifizierung der hydraulischen Eigenschaften der Erden und (ⅱ) die Diskussion und Bewertung der Ergebnisse hinsichtlich deren hydraulischer Eignung. Die Variablen für die hydraulische Bewertung waren (ⅰ) die Wasserkapazität im leicht pflanzenverfügbaren Bereich, die (ⅱ) Luftkapazität und (ⅲ) der kapillare Wasseraufstieg. Als begrenzende Faktoren wurden zusätzlich die Schrumpfung und die Wiederbenetzungszeit quantifiziert. Die hydraulische Bewertung erfolgte getrennt für die Anwendung im Topf und unter freier Dränung. Die Messung der hydraulischen Kennwerte erfolgte mit dem HYPROP System (HYdraulic PROPerty analyser), das methodisch auf dem erweiterten Verdunstungsverfahren (EEM) basiert. Das HYPROP ermöglicht die simultane Messung der Wasserretentionskurve und der hydraulischen Leitfähigkeitsfunktion an 250 cm~3 Stechzylinderproben bis nahe dem permanenten Welkepunkt. Die Messzeit beträgt 3 bis 10 Tage. Die parallele Messung von mehreren Proben ist möglich. Zusätzlich kann der Schrumpfungsverlauf gemessen werden. Die Wiederbenetzungsei- genschaften wurde mit der „Water Drop Penetration Time Method" quantifiziert. Letzteres konnte während des Verdunstungsversuches erfolgen, so dass alle erforderlichen hydraulischen Informationen in einem Messdurchlauf bestimmt werden konnten. Der gesättigte Wassergehalt der untersuchten Erden lag zwischen 71,8 und 87,1 Vol.-%. Die Wasserversorgung wurde von den meisten geprüften Erden abgesichert. Kritisch hingegen war die Luftkapazität im Blumentopf, wobei diese bei mehr als 50% der Proben unter dem Grenzwert von 10 Vol.-% lag. Dabei zeigte sich, dass Substrate die keine Zusätze von Ton hatten, dafür jedoch Anteile von Kokosfasern, Perlite, Kompost und geringere Beimengungen von Hochmoortorf enthielten, überwiegend Luftkapazitäten größer als 10 Vol.-% hatten. Bewertungsrelevante Unterschiede zwischen den Erden gab es auch im Schrumpfungsverhalten und bei der Wiederbenetzung. Um die Beurteilung der hydraulischen Eignung von Blumenerden effektiver und vergleichbarer machen zu können, sollte ein Bewertungsrahmen entwickelt werden. Die Beurteilung der Einzelgrößen sollte sich an anerkannten Grenzwerten orientieren und die Eignung in einer Punkteskala abgebildet werden.%Gardening substrates are produced for horticultural use as a mixture of different organic and mineral ingredients. 18 commercial gardening substrates were hydraulically investigated during this study. The aims of the study were (ⅰ) to examine the extended evaporation method (EEM) for quantifying the hydraulic properties of gardening media and (ⅱ) to discuss and evaluate the results in terms of their suitability for horticulture. The variables for the hydraulic evaluation were (ⅰ) the easily plant available water, (ⅱ) the air capacity, and (ⅲ) the capillary rise. Additionally, the shrinkage and the rewetting time were quantified as limiting factors. The hydraulic evaluation was applied separately for cultivation in containers and in the ground (free drainage). The hydraulic properties were measured with the HYPROP system (HYdraulic PROPerty analyser), which is methodologically based on the extended evaporation method (EEM). HYPROP enables the simultaneous measurement of the water retention curve and the unsaturated hydraulic conductivity function of 250 cm~3 substrate samples close to the wilting point. The measurement varies between 3 and 10 days. Multiple soil or substrate samples can be studied simultaneously, and shrinkage can be measured. The rewetting behaviour was quantified using the water drop penetration time method. This measurement was applied during the evaporation experiment. This means that all required information could be determined during the evaporation experiment. The saturated water content of the samples varied between 71.8 and 87.1% by vol. Most of the tested substrates guaranteed a supply of water. However, the air capacity in containers was a critical factor. For more than 50% of the investigated substrates the water capacity was lower than the threshold value of 10% by vol. It was found that substrates without clay but containing coir, perlite, compost and a small amount of bog peat generally achieved air capacities greater than 10% by vol. The shrinkage and rewetting time also revealed evaluation-relevant differences between the substrates investigated. A more effective evaluation of the hydraulic suitability of soilless media in horticulture requires the development of an evaluation framework. The assessment of the individual values should be based on accepted threshold values, and the suitability should be evaluated based on a point scale.