Salatgurken Sauerstoffeinspeisung in das Gießwasser, Tastversuch 2010, Gewächshaus, Albertshofen

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1 Salatgurken Sauerstoffeinspeisung in das Gießwasser, Tastversuch 2010, Gewächshaus, Albertshofen Martin Schulz und Paul Napp, Bayer. Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau Veitshöchheim Versuchsfrage: Wie wirkt sich technisch eingespeister Sauerstoff in Gießwasser auf Ertrag und Pflanzengesundheit von Salatgurken aus? Versuchsdurchführung: Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau Veitshöchheim Versuchsbetrieb: Gartenbaubetrieb Busigel, Am Rothberg 2, Albertshofen (Unterfranken) Kulturdaten Versuchsanlage: Parzellengröße: Drahthöhe: Substrat: einfaktorieller Tastversuch, keine Wiederholungen jeweils eine Reihe mit 97 Töpfe x 2 Pflanzen mit 4 x 10 Töpfen für Bonituren 210 cm 80% Perlit, 20% Kokosfaser Reihenabstand: 1,60 cm/m 2 ; 1,5 Pflanzen/m 2 Tagtemperatur: 21 C Nachttemperatur: 18 C Pflanzdatum: Sorte: Prolog Anschluss der Vergleichsvariante an das altes Gewächshaus: 3 Wochen nach der Pflanzung Räumung des alten Gewächshaus (ohne O 2 und Anschluss der Vergleichsvariante an O 2 -Anreicherung: Räumung des Gewächshauses mit O 2 Anreicherung (Ernteende): EC- Wert: 2,6 (minus 0,4 auf Strahlungsstärke) 1

2 Pflanzenschutz: praxisüblich Düngung: Tabelle 1: Ergebnis der Analyse des Gießwassers am O 2 - Variante Variante ohne O 2 K mg/l 292,70 322,99 Mg mg/l PO 4 mg/l NH 4 mg/l 10,06 10,47 NO 3 mg/l 2914, ,82 Fe mg/l 0,8 0,8 ph-wert 5,1 4,4 Cu mg/l 0,06 0,08 Bor mg/l 0,48 0,45 Leitfähigkeit ms/cm -1 2,64 2,92 Na mg/l Ca mg/l K/Ca Verhältnis 1,30 1,35 o HCO Cl mg/l SO 4 mg/l Mn mg/l 0,54 0,56 Zn 0,40 0,52 Zusammenfassung der Ergebnisse: Die LWG hat sich an einem Praxisversuch im Gemüsebaubetrieb Busigel in Albertshofen (Lkr. Kitzingen) beteiligt. In Form eines Tastversuches ohne Wiederholungen sollten erste Erfahrungen bzw. Aussagen zu dem von der Messer Austria GmbH, Gumpoldskirchen, Österreich, angebotenen Verfahren und der Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung von Gießwasser gewonnen werden. Das Verfahren und die Vorrichtung wurde unter DE- Aktenzeichen als Patent von der Messer Austria GmbH in Deutschland angemeldet und wird laut Anbieter bereits von verschiedenen Gartenbaubetrieben in Österreich angewendet. Anwender in Österreich und der Hersteller behaupten: - dass durch ein verbessertes Wurzelwachstum die Pflanzen gesünder und damit ein höherer Ertrag erzielt wird, - das Verfahren würde zu einer Einsparung von Pestiziden führen, - Material wird eingespart, da die Tropfleitungen und Filter sauberer bleiben. Allerdings ist die Wirkung einer zusätzlichen Begasung umstritten, zumal eine Erklärung von Wirkungsmechanismen durch den Anbieter fehlt. Auch sind den Autoren des Berichtes bisher keine aussagekräftigen Versuche bekannt. Eine Recherche aus Fachliteratur bzw. Anfragen bei verschiedenen pflanzenphysiologischen Instituten ergab: - Pflanzenwurzeln senken den O 2- Gehalt, schon eine relativ kurze Fließstrecke in Fließkultursystemen führt damit zu geringeren O 2 -Gehalten im Bewässerungswasser und als Folge dessen können Wurzelschäden durch Anaerobie auftreten; - je kleiner das Wurzelvolumen ist, desto größer ist die Gefahr einer O 2 -Verknappung; - je nach Temperatur, Durchflussraten der Nährlösung pro Bewässerungsstelle und Substrat sind teilweise anaerobe "microsites" im Wurzelraum nicht auszuschließen und könnten damit zu einer Beeinträchtigung der Wurzelleistung führen; - O 2 -Gehalt im Wurzelraum fördert die aeroben Stoffwechselvorgänge (Atmung und damit ATP, GTP und UTP Bildung) und die aktive Nährstoffaufnahme könnte effizienter ablaufen; 2

3 - aeroben Mikroorganismen bauen organische Verbindungen (Wurzelexudate und Abbauprodukte abgestorbener Wurzelteile) ab. Dies könnte zu einer geringeren Belastung der Filter führen und möglicher Weise auch zu einer geringeren Befallsrate durch Wurzelpathogene führen; - Pflanzenwurzeln benötigen Sauerstoff zur Atmung, im Gegensatz dazu ist CO 2 ein Atemgift. Ein Anreichern des Wassers mit Sauerstoff ändert das Verhältnis von gelöstem CO 2 zu gelöstem O 2 im Gießwasser, hier könnte eine Ursache für eine bessere Wurzelatmung bzw. eventuell eines besseren Wurzelwachstums liegen. Versuchsaufbau: Der Gemüsebaubetrieb Busigel produziert schwerpunktmäßig Salatgurken im Gewächshaus. Für den Sommersatz Salatgurken im Juli 2010 wurde eine Vorrichtung zur Sauerstoffeinspeisung in das Gießwasser für das komplette Gewächshaus installiert. Der Sauerstoff wurde dabei als technischer Sauerstoff mit Hilfe eines Flaschenbündels über einen Druckminderer und einer Eintragsvorrichtung (Venturidüse) in den Gießwassermischbehälter eingeleitet. Die eingeleitete Sauerstoffmenge wurde mit einer Zeitsteuerung reguliert. Die Auslegung der Sauerstoffeinspeisung erfolgte weitgehend nach den empfohlenen Angaben der Informationsschrift: Sauerstoff in Gießwasser; Optimierte Bewässerung im Gewächshaus der Firma Messer Österreich. Für einen Tastversuch wurden als Varianten jeweils eine Reihe (97 Töpfe x 2 Pflanzstellen) mit O 2 angereicherten Gießwasser sowie eine Reihe als Vergleichsvariante mit Gießwasser ohne zusätzliche Sauerstoffanreicherung ausgewählt. Je Variante wurden 4 x 10 Töpfe für die regelmäßigen Bonituren auf Pflanzenkrankheiten und Schädlinge ausgewählt. Die Vergleichsvariante ohne O 2 wurde mittels eines 100 m langen PE-Schlauch (32 mm) an den Bewässerungskreislauf des Nachbargewächshauses angeschlossen. Allerdings konnte der Anschluss erst mit Beginn der Ernte erfolgen, das heißt 21 Tage nach der Pflanzung. Die Tabelle 1 gibt Ergebnisse einer Analyse des Gießwassers der O 2 bzw. der Vergleichsvariante ohne O 2 wieder. Eine Bewässerung beider Varianten mit identischem Gießwasser war technisch nicht realisierbar. Dies alles schränkt die Aussagekraft des Tastversuches ein. Erträge: Die Auswertung des Gesamtertrages zeigte keinen positiven Ertragseffekt, die Vergleichsvariante erbrachte sogar einen geringfügig höheren Ertrag. Die Ergebnisse innerhalb der einzelnen Größenklassen spiegeln diese Tatsache wieder (Abb. 1 bis 6). Pflanzengesundheit: Alle 2 Wochen wurde eine Bonitur auf Pflanzenkrankeiten bzw. -schädlingen durchgeführt. Mitte August wurde ein geringfügiger Befall mit Falschem und Echtem Mehltau in beiden Varianten bonitiert. Der Befall wurde durch den Einsatz von Pflanzenstärkungsmitteln eingedämmt. Am Ende des Erntezeitraumes wurden praxisüblich keine Pflanzenschutzmaßnahmen durchgeführt. Als Folge dessen breiteten sich Pflanzenkrankheiten wie Botritis, Sclerotinia, Falscher und Echter Mehltau aus (Tab 1). Unterschiede innerhalb der Varianten konnten jedoch nicht bonitiert werden. Die Anzahl geernteter marktunfähiger Salatgurken war in der Vergleichsvariante ohne O 2 höher als in der O 2 Variante (Tab. 2). Allerdings war die Anzahl gelber bzw. fauler Gurken in der O 2 Variante niedriger. Messungen des Sauerstoffgehaltes des Gießwassers an den Endtropfern: Um Aussagen über den Sauerstoffgehalt des Gießwassers an den Endtropfern treffen zu können, wurden am Sauerstoffmessungen im Versuchsgewächhaus durchgeführt (Abb. 7). Dazu wurden jeweils 6 Messpunkte pro Versuchsvarianten ausgewählt. Das Gießwasser wurde jeweils in 200 ml fassende Messbecher aufgefangen und zeitnah mit einem temperatur- und salzkompensierenden Sauerstoffmessgerät ausgewertet. Zwi- 3

4 schen der sauerstoffangereicherten- und der Vergleichsvariante konnte dabei ein Unterschied im Sauerstoffgehalt festgestellt werden. In der Sauerstoffvariante wurde am etwa 3 mg/l mehr gelöster Sauerstoff als in der Vergleichsvariante gemessen. Festzustellen ist aber auch, dass in der angereicherten Variante nur etwa 85 bis 102 % der natürlichen Luftsauerstoffsättigung gemessen wurde. Die Verteilung der Sauerstoffsättigung an den Endtropfern ist in Abbildung 8 ersichtlich. Zu erkennen ist die Abnahme des gelösten Sauerstoffes im Gießwasser von der Einspeiseseite beginnend bis zum Ende der jeweiligen Versuchsgurkenreihe. Anzumerken ist, dass bei anderen stichpunktartigen Messungen vom Betriebsleiter weitaus höhere Werte der Sauerstoffsättigung bei der angereicherten Variante gemessen worden sind. So wurden z.b. am bei sonnigem Wetter Werte von etwa 12 mg O 2 /l gemessen. Mögliche Ursachen für die Schwankungen sind: - Wechselnde Wasserdurchflussmenge des Bewässerungssystems - Fließgeschwindigkeit des Gießwassers - Art der Einstrahlung im Gewächshaus (Aufheizung der Tropfschläuche) - Unterschiedliche Temperaturen des Gießwassers - Unterschiedlicher Salzgehalt des Gießwassers - Anzahl der Bewässerungszyklen Ablagerungen in den Tropfschläuchen: Um Aussagen über Unterschiede bei den Ablagerungen in den Tropfschläuchen des mit Sauerstoff angereicherten Gießwasserstranges im Vergleich mit dem nicht angereicherten Gießwasser zu ermöglichen, wurden am (gegen Ende der Kulturzeit) jeweils 5 Strangproben von etwa einem halben Meter Länge über die gesamte der Untersuchung zugrunde liegende Bewässerungsstrecke entnommen. Die entnommenen Schlauchabschnitte enthielten je 2 Endtropfer. Um die sich an den Innenwänden der Schläuche befindlichen Ablagerungen beurteilen zu können, wurden die Stränge aufgeschnitten und einer visuellen Kontrolle unterzogen. Dabei konnte festgestellt werden, dass die Stärke der Ablagerungen bei beiden Varianten stark von der Einspeisungsseite beginnend abnahmen. Dies könnte mit der erhöhten Gießwassermenge und somit auch Nährstofffracht am Anfang des Bewässerungsschlauches liegen, die über die Schlauchstrecke abnimmt. Bei der Schichtdicke der Ablagerungen konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen der mit Sauerstoff angereicherten und der Vergleichsvariante festgestellt werden. Bei den betrachteten Abschnitten der Vergleichsvariante kann sogar aufgrund der schnelleren Abtrocknung an der Luft auf eine etwas geringere Ablagerungsdicke geschlossen werden. Auch in der Konsistenz der Ablagerungen unterschied sich bei den beiden Varianten im feuchten Zustand nichts. Lediglich bei der Farbe der Ablagerungen konnte bei der Sauerstoffvariante eine eher grünlich braune Farbgebung festgestellt werden, die bei der Vergleichsvariante ins gräuliche ging. Dies könnte auf eine unterschiedliche Verschmutzung durch Algen hindeuten, aber auch durch den etwas abweichenden EC-Wert der Varianten und der damit verbundenen unterschiedlichen Nährsalzfracht liegen. Beim glänzenden, durchsichtigen und schmierigen Film, der sich an den Innenwänden der Schläuche befindet und auf eine Verschmutzung durch Bakterien hindeutet, konnten keine Abweichungen bei den beiden Versuchsvarianten festgestellt werden. Nach vollständiger Trocknung der Tropfbewässerungsschläuche zeigen sich in der Mikrostrukturierung der Ablagerungen größere Teilchen bei der sauerstoffangereicherten Variante. Diese sind durch längere Schlagschatten zu erkennen. Diese Teilchen ließen sich jedoch problemlos zwischen den Fingern zerreiben und dürften somit nicht zu Verstopfungen an den Tropfern führen. Insgesamt gesehen lassen sich bei der Untersuchung der Tropfschläuche auf Abweichungen in den Ablagerungen keine gravierenden Unterschiede 4

5 in den Varianten mit und ohne Sauerstoffanreicherung feststellen. Diese Untersuchung bestätigt demnach nicht die These, dass durch Sauerstoff angereichertes Gießwasser zu einer Minderung bei den Ablagerungen führt. Fazit: Um zu belastbaren Aussagen zu kommen, ist ein aufwendiger Exaktversuch erforderlich. Besonders um Aussagen zur Pflanzengesundheit zu bekommen ist eine strikte Trennung der beiden Varianten einzurichten. Weiterhin müssen die sonstigen Wachstumsbedingungen gleich sein (gleiches Gießwasser etc.). Messungen des O 2 Partialdruckes sind in verschiedenen Bereichen des Systems durchzuführen beispielsweise im Vorratstank, am Einlass und den Wurzelbereich und an verschiedenen Stellen des Wurzelraumes. Nur so sind Schwankungen der Sauerstoffkonzentration, die verschiedene Ursachen haben können, einzuordnen. Die Wirkungsmechanismen müssen geklärt werden (Aufnahmeraten, Atmung etc.). Tabelle 2: Marktunfähige Salatgurken KW faule Krumme gelbe Total +O 2 Ohne O 2 +O 2 Ohne O 2 +O 2 Ohne O 2 +O 2 Ohne O 2 Stk Stk Stk Stk Stk Stk Stk Stk Total Tab 3: Pflanzenkrankheiten Bonitur am O 2 Variante Vergleich (ohne O 2) Echter Mehltau Falscher Mehltau Sclerotinia Blattläuse Bonitur am Echter Mehltau Falscher Mehltau Sclerotinia Blattläuse Ausfälle/Variante 9 12 Boniturschlüssel: 1 = fehlend; 2 = sehr gering bis gering; 3 = gering; 4 = gering bis mittel; 5 = mittel; 6 = mittel bis stark; 7 = stark; 8 = stark bis sehr stark; 9 = sehr stark 5

6 Abb1: Anzahl geernteter marktfähiger Gurken Abb 2: Anzahl Gurken Größenklasse 300 g g Abb 3: Anzahl Gurken Größenklasse 350 g g Abb 4: Anzahl Gurken Größenklasse 400g g Abb.5: Anzahl Gurken Größenklasse 500 g g Abb. 6: Anzahl Gurken nicht marktfähige Gurken 6

7 Abbildung 7: Durchschnittlicher Sauerstoffgehalt des Gießwassers am Tropfer am Abbildung 8 : Sauerstoffgehalt des Gießwassers am Tropfer vom (14:45-15:15 Uhr, von der Einspeiseseite beginnend) Bilder im Mittelteil! 7