Die Erfindung betrifft ein Kultursubstrat, sowie ein Ver¬ fahren zu dessen Herstellung.

Als Kultursubstrat wird im Gartenbau vorwiegend Torf ver¬ wendet. Im biologischen Sinn ist Torf die Humusform der Moore, insbesondere der Hochmoore, die zu den besonders be¬ drohten Lebensräumen gehören; zahlreiche dort lebende Pflanzen und Tiere füllen die rote Liste der vom Aussterben bedrohten Arten. Doch noch immer werden alljährlich durch den Torfabbau ca. 1000 ha Hochmoorfläche allein in der Bundesrepublik Deutschland trokken gelegt und alljährlich werden über 8 Millionen Kubikmeter Torf in unseren Gartenan¬ lagen und im Erwerbsgartenbau verwendet. Bis zu 10000 Jahre benötigen Moore zu ihrer Entstehung - und in nur wenigen Jahrzehnten werden sie zerstört sein, wenn der Torfabbau nicht gestoppt wird. Der Verzicht, besser der Ersatz, von Torf im Gartenbau und Hobbybereich hilft, die Moore zu er¬ halten.

Den positiven Wirkungen des Torfes, wie z.B. die Bodenstrukturverbesserung, stehen aber sehr viele Nachteile gegenüber:

* Torf ist kein Dünger, wie es die Bezeichnung "Düngetorf" vortäuscht; er enthält praktisch keine Pflanzennährstoffe.

* Torf hat einen sehr niedrigen pH-Wert (pH 3-4) und ver¬ sauert somit den Boden. -Diese Versauerung führt zu Nähr¬ stoffmangel und erfordert wiederum zusätzliche kostspie¬ lige, umweltschädliche Düngung.

* Das Wasserspeicherungsvermögen des Torfes ist sehr ge¬ ring. Der Torf verliert sehr schnell seine Feuchtigkeit und liefert dann im Vergleich zu anderen organischen Ma¬ terialien (Kompost, Rindenmulch) nur sehr geringe Humus¬ mengen.

* In Sandböden ist die Wirkung durch Torfeinsatz meist sehr schnell erschöpft, während in schweren Lehmböden auf¬ grund unzureichender Luftzufuhr eine Verkohlung ablaufen kann.

* Besonders wirkungslos ist das Abdecken des Bodens mit Torf, da der Torf gerade an der Oberfläche besonders leicht austrocknet. Die positive Wirkung einer Bodenab¬ deckung kann mittels Torf nicht erreicht werden.

Bis zum heutigen Tage wurden bereits eine Reihe von "Torfer¬ satzprodukten" entwickelt, die einen Teil des Torfes, der für gartenbauliche Zwecke verwendet wird, ersetzen können:

Ersatzstoffe organischer Art:

Rindenprodukte, Komposte, Reisspelzen, Kokosfasern,

Baumwollabfälle

Ersatzstoffe mineralischer Art: Blähton, Blähschiefer, Steinwolle, Sand und Kies, Bims, Lavalite, Perlite, Vermi- culite, etc.

Ersatzstoffe synthetischer Art:

Styromull, Hygromull, Kunststoffborsten, etc.

Einige negativen Eigenschaften dieser Produkte machen oft den Einsatz höherer Mischanteile in Kultursubstraten unmöglich. Folgende Kriterien müssen beim Einsatz dieser Produkte berück¬ sichtigt werden:

- Salzgehalt

- Nährstoffgehalt

- Stickstoffestlegung

- Gehalt an Schwermetallen und gesundheitsschädlichen Fasern (Steinwolle, Kunststoffborsten, organische Schadstoffe)

- Wasserspeicherungskapazität

- Luftkapazität

- ^" Strukturstabilität

- Ionenaustauschkapazität

- einheitliche Beschaffenheit

- Preis

- Verfügbarkeit

- Transportkosten

- Ökobilanz

Torfersatzsto fe mineralischer und synthetischer Art besitzen meist einen zu hohen Salzgehalt und eine mangelhafte Struktur¬ stabilität; ihr Einsatz führt zu einer starken Stickstoff- bindung und einem schlechten Lufthaushalt im Boden. Synthe¬ tische Ersatzstoffe sind zudem meist gesundheitsschädlich. Auch die Entsorgung und Rückführung in den biologischen Kreis¬ lauf bereitet bei mineralischen und synthetischen Torfersatz¬ produkten Schwierigkeiten.

Bisher verwendete organische Torfersatzprodukte besitzen eben¬ falls Nachteile. Beispielsweise enthält Kompost aus Garten- und Küchenabfällen, Müll oder Klärschlamm meist Rückstände von Pflanzenschutzmitteln, Schwermetallen, carcinogenen Kohlenwas¬ serstoffen, Antibiotika oder anderen Fremdstoffen. Die Her¬ stellung von Kompost ist oft mit üblem Geruch verbunden; wei¬ terhin können die vorstehend genannten Fremdstoffe durch Sickerwasse die Qualität des Grundwassers negativ beein¬ flussen.

Zusammenfassend wird hervorgehoben, daß kein allgemein ver¬ wendbarer Ersatzstoff auf dem Markt erhältlich war, der auch nur annähernd die gleichen Eigenschaften von Weißtorf besitzt. Der für ein optimales Pflanzenwachstum wichtige Luftporenan¬ teil bei gleichzeitig hohem Wasserhaltevermögen wurde mit den bisher bekannten Ersatzprodukten nicht erreicht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand deshalb darin, ein Material zur Verfügung zu stellen, das die wesentlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften von Weißtorf auf¬ weist und darüber hinaus dahingehend verbessert ist, daß es im Vergleich zu Weißtorf beispielsweise einen günstigeren pH-Wert, einen höheren Luftporenanteil und Düngergehalt be¬ sitzt. Weiterhin sollte die Herstellung des Materials auf eine umweltfreundliche Weise, kostengünstig und standardisierbar möglich sei

Die vorliegende Erfindung stellt ein Kultursubstrat zur Ver¬ fügung, das sich hervorragend als Torfersatz eignet. Das er¬ findungsgemäße Kultursubstrat enthält zerkleinerte Pflanzen, ausgewählt aus Staudenknöterich, C.-Pflanzen und Pflanzen aus den Gattungen Cannabis und Dicksonia.

Vorzugsweise enthält das Kultursubstrat zerkleinerte poly- ploide Staudenknöterich-Pflanzen.

Der Staudenknöterich (Polygonum sachalinense, Reynoutria sachalinense oder Reynoutria japonica) , wurde Mitte des vori¬ gen Jahrhunderts aus Südsachalin - einer Insel vor der Ost¬ küste Rußlands - als Zier- und Futterplanze nach Europa einge¬ führt. Seitdem kommt er mit einer verwandten Art, dem ja¬ panischen Staudenknöterich, oft verwildert an Bachläufen oder Waldrändern vor. Der Vorteil von Staudenknöterich liegt unter anderem darin, daß dieser schnell nachwächst und mit herkömm-

lichen landwirtschaftlichen Maschinen ohne hohen Energiever¬ brauch geerntet werden kann. Bisher bekannte und verwilderte Staudenkulturen erreichten einen Ertrag von 50 bis 150 Tonnen Frischbiomasse pro Hektar und Jahr. Ein weiterer Vorteil ist, daß beim Anbau von Staudenknöterich keine Pflanzenschutzmittel eingesetzt werden müssen, da bisher keine Schädlinge bekannt sind.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es gelungen, unter Verwendung von Colchizin eine Chromosomenzahlvermehrung (Poly- ploidisierung) bei Staudenknöterich zu erreichen, wodurch es ermöglicht wurde, besonders ertragreiche Sorten anzubauen. Durch Anbau von polyploidem Staudenknöterich wird ein Ernte¬ ertrag von 200 bis 500 Tonnen Frischbiomasse pro Hektar und Jahr erhalten. Im folgenden wird beschrieben, wie eine Poly- ploidisierunmg bei Staudenknöterich erreicht wurde:

1. Von Testfeldern wurden kräftige und frostresistente Staudenknöterich-Pflanzen ausgewählt; diese Pflanzen sind das Ausgangsmaterial für die in vitro-Vermehrunσ und für genetische Untersuchungen.

2. Zum Anlegen einer Sterilkultur wurden junge Sprossen in einer 1%-igen Natriumhypochloridlösung sterilisiert.

3. Mit Hilfe eines Mikroskops wurden die Meristeme der Pflanzen entnommen und steril auf ein Medium (Tabelle 1) gebracht. Da 80 bis 90% der entnommenen Meristeme nicht steril sind, werden diese Kulturen in den Reagenzgläsern bzw. Kulturgefäßen von Pilzen oder Bakterien überwuchert. Um einige sterile Ausgangspflanzen zu erhalten, müssen tausende von Meristemen entnommen und kultiviert werden.

4. Sterile Meristeme wurden anschließend auf unterschied¬ lichen Medien weitervermehrt, wodurch eine optimale Ver-

mehrungsrate bestimmt wurde. Auf diese Weise wurden inner¬ halb von ca. 6 bis 12 Monaten Klone für die weitere Ver¬ mehrung aufgebaut.

Die Vermehrung der Chromosomen wurde durch Zugabe von Colchizin in das Wachstumsmedium induziert. Colchizin ist ein Inhaltsstoff der Herbstzeitlose (Colchicu annuum) , welcher als Mitosehemmstoff wirkt. Colchizin wurde in Was¬ ser gelöst und filtersterilisiert, da es thermolabil ist. Die Konzentration der Colchizinlösung lag im Bereich von 0,01 bis 0,50 Gew.-%.

Bei Verwendung einer stark konzentrierten Colchizin¬ lösung war die Behandlungszeit sehr kurz, bei Verwendung einer schwach konzentrierten Lösung wurde die Behandlungs¬ zeit dementsprechend verlängert.

Nach der Behandlung wurden die Pflanzen mit sterilem Wasser gewaschen, um die verwendeten Chemikalien zu ent¬ fernen. Anschließend wurden die Meristeme auf ein Kultur¬ medium in einem verschließbaren Kulturgefäß gesetzt und unter künstlichem Licht (2000-2500 Lux, 16 Stunden) bei geeigneter Temperatur (25 +/- 1°C) und Luftfeuchtigkeit (50 % rel. Luftfeuchtigkeit) kultiviert.

Da Colchizin hochgiftig ist, überlebten nur wenige Me¬ risteme diese Behandlung und von diesen hatten wiederum nur einige eine erhöhte Chromosomenzahl.

Jede Pflanze wurde mittels eines Cytometers untersucht. Anhand der Anzahl der -Stomata und der Chloroplasten in den Zellen der Cuticula konnte festgestellt werden, ob sich die Chromosomenzahl der Pflanzenzellen verändert hatten. Polyploide Pflanzen besitzen bedeutend mehr dieser Kompo-

nenten. Weiterhin kann man eine Polyploidisierung aufgrund einer Vergrößerung der Epidermiszellen im Vergleich zu di- ploiden Zellen erkennen.

10. Eine Untersuchung der Wurzelspitzen ergab eindeutige Ergebnisse. Hierzu wurden die Chromosomen der Testpflanzen eingefärbt. Die Chromosomen spiralisieren sich in einem Ausmaß, daß sie unter dem Mikroskop gezählt werden können.

11. Polyploide Pflanzen bzw. Pflanzenteile wurden weiter¬ vermehrt und nach entsprechender Kultivierungszeit als Setzlinge auf Felder ausgebracht.

Tabelle 1

Zusammensetzung eines Nährmediums für die Vermehrung von Meristemen von Staudenknöterich- und C,-Pflanzen

CaCl ₂ . 2H ₂ 0 440 mg/1

KH ₂ P0 ₄ 170 mg/1

KN0 ₃ 1900 mg/1 M S Macronte

MgS0 ₄ . 7H ₂ 0 370 mg/1

CoCl ₂ . 6H ₂ 0 0,025 mg/1

Na ₂ o0 ₄ . 2H ₂ 0 0,25 mg/1 cuso ₄ . 5H ₂ 0 0,025 mg/1

KJ 0,83 mg/1 M S Micro

H ₃ B0 ₃ 6,2 mg/1

MnS0 ₄ . 4H ₂ 0 22,3 mg/1

Zn S0 ₄ . . 7H ₂ 0 8,6 mg/1

Na ₂ . EDTA 37,2 mg/1

FeS0 ₄ . 7H ₂ 0 27,8 mg/1

Nicotinsäure 0,50 mg/1

Pyridoxine (Vitamin B _g ) 0,50 mg/1

Thiamine (Vitamin Bl) 1,0 mg/1

Zucker 30,0 g/i

Agar-Agar 6,5 g/i

BAP (6-Benzyl-aminopurin) 2,0 mg/1

NAA (1-Naphthylessigsäure) 0,01 mg/1

GA3 (Gibberillinsäure) 1,0 mg/1

Adeninsulfat 80,0 mg/1

Zur Polyploidisierung von Staudenknöterich kann auch Ace¬ naphthen verwendet werden. Da Acenaphthen nicht wasserlös¬ lich ist, werden Kristalle dieser Substanz ungelöst auf den Vegetationspunkt der Meristeme aufgebracht. Außerdem werden die zu behandelnden Pflanzenteile unter Glasglocken ge¬ stellt, deren Innenseiten ebenfalls mit Acenaphthen-Kris-

tallen belegt sind.

Unter der Glasglocke bildet sich in Abhängigkeit von der Temperatur ein Dampfdruck der sublimierten Substanz, von dessen Höhe die Behandlungsdauer abhängt.

Staudenknöterich-Pflanzen, die hohe Biomasseerträge liefern, können auch durch gezielte Selektion spontan mutierter Pflanzen bzw. Pflanzenteile erhalten werden.

Es wurde gefunden, daß ein ausgehend von Staudenknöterich hergestelltes Kultursubstrat Stoffe enthält, die darin ein¬ getopfte Pflanzen kräftigen und vor einem eventuellen Pilz¬ befall, wie Mehltau oder Nelkenrost, und der bakteriellen Krankheit Feuerbrand schützen. Pflanzen, die in dieses Kul¬ tursubstrat eingetopft wurden, weisen bestimmte StoffWechselveränderungen auf. Bereits wenige Stunden nach dem Eintopfen steigen die Konzentrationen verschiedener Enzyme in den Pflanzen an. Dazu gehören die Chitinasen, die Bestandteile der Pilzzellwand abzubauen vermögen. Daher liegt die Vermutung nahe, daß diese StoffWechselprodukte maßgeblich an der Abwehr der Pflanzen gegen Pilzbefall be¬ teiligt sind. Auch andere Enzyme werden vermehrt produziert, die weitere Abwehrreaktionen der Pflanzen bewirken können. Insgesamt ist der Wirkmechanismus, der der durch das er¬ findungsgemäße Substrat induzierten Resistenz zugrundeliegt, sehr kompliziert und noch nicht in allen Einzelheiten ge¬ klärt.

Das erfindungsgemäße Kultursubstrat enthält zusätzlich zu oder anstelle von zerkleinerten Staudenknöterich-Pflanzen zerkleinerte C ₄ ~Pflanzen.

Als C ₄ -Pflanzen werden eine Reihe von Pflanzenarten be¬ zeichnet, die sich durch hohe Photosyntheseraten aus¬ zeichnen. Diese beruhen auf einer effektiven Kohlendioxid-Verwertung, auch bei geringem C0 ₂ -Angebot. Das erste nachweisbare Reaktionsprodukt ist ein C ₄ ~Körper (Oxal- acetat, Malat, Aspartat) im Gegensatz zu dem C ₃ -Körper 3-Phospoglycerinsäure bei den C ₃ -Pflanzen. Die Morphologie der C ₄ ~Pflanzen unterscheidet sich zu derjenigen der C ₃ -Pflanzen darin, daß die assimilierenden Zellen bei den C ₄ ~Pflanzen kranzartig um die Blattgefäßbündel angeordnet sind, während diese bei den C ₃ ~Pflanzen üblicherweise ge¬ schichtet sind.

Bevorzugt ist ein Kultursubstrat, das zerkleinerte C ₄ ~Pflanzen aus den Gattungen Sorghum, Miscanthus, Andro- pogon, Coelorhachis, Coix, Cymbopogon, Echinoloa, Erianthus, Hyparrhenia, Leptochloa, Panicum, Paspalum, Pennisetum, Saccharum, Schizachyrum, Spartina, Sporobolus, Themeda, Thripsacum, Vetiveria und/oder Zea enthält.

Besonders bevorzugt enthält das erfindungsgemäße Kultur- substrat zerkleinerte C ₄ ~Pflanzen der Arten: Sorghum allmum, Sorghum halapense, Sorghum versicolor, Sorghum bicolor (Sor¬ te: CV-Silk) , Sorghum bicolor var. arundinacaeum, Sorghum bicolor var. verticilliflorum, Sorghum caucasicum, Sorghum drummondii, Sorghum giganteum, Sorghum milliaceum, Sorghum milliaceum var. parvispiculum, Sorghum nidium, Sorghum pugi- onifolium, Sorghum serratum, Sorghum stapffii, Sorghum suda- nense, Sorghum vulgäre, Sorghum zizanioides und Sorghum adans) .

Durch jahrelange Auslese auf Versuchsfeldern ist es den Er¬ findern gelungen, die wichtigsten Sorten der C ₄ ~Pflanzen- arten Sorghum allmum, Sorghum bicolor (Sorte: CV-Silk) und

Sorghum halapense für das europäische Klima winterfest zu züchten.

Um besonders ertragreiche C .-Pflanzen zu erhalten, können die vorstehend für Staudenknöterich beschriebenen Polyploidisierungsmethoden durchgeführt werden. Da C ₄ -Pflanzen zu den Monokotyledonen gehören, deren Spitzen- meristen durch Blätter gut geschützt ist, schneidet man im Keimpflanzenstadium die Koleoptile kurz über dem Spitzen¬ meristem ab und trägt das Colchizin auf den Torso auf. Der Blattapparat wird nach wenigen Tagen durch das Nachwachsen junger Blätter wieder aufgebaut.

Im Fall der C ₄ ~Pflanzen können auch angekeimte Samen in Petrischalen für etwa 3 bis 4 Stunden einer dünnen Schicht Colchizinlösung ausgesetzt werden. Die günstigste Konzen¬ tration der wäßrigen Colchizinlösung ist artabhängig. Sie schwankt bei C ₄ ~Gräsern zwischen 0,05 - 0,4 %. Die Samen müssen während der Behandlung - vor allem bei einer längeren Applikation von Colchizin - regelmäßig beobachtet werden. Bei auftretender Wurzelverdickung ist die Behandlung abzu¬ brechen. Danach werden die Samen gründlich gewaschen und in Pikierkästen ausgesät.

Weiterhin ergeben zerkleinerte Pflanzen aus den Gattungen Cannabis (Hanf) und Dicksonia (Baumfarn) das erfindungs¬ gemäße Kultursubstrat. Bevorzugt ist ein Kultursubstrat aus zerkleinerten Pflanzen der Arten Cannabis sativa, Cannabis sativa ssp. indica, Cannabis sativa ssp. sativa, Cannabis sativa ssp. sativa gigantea (var. chinensis) , Cannabis sa¬ tiva ssp. sativa (De, Cannabis gigantea Del. ex. Vilm; Riesenhanf) oder Dicksonia antaretica.

Vorzugsweise enthält das Kultursubstrat zerkleinerte Staudenknöterich- und/oder C ₄ ~Pflanzen mit einer natürlichen Restfeuchte von 15 bis 25%, besonders bevorzugt von 18 bis 20%. Pflanzen mit einer entsprechenden Restfeuchte können dadurch erhalten werden, daß diese solange auf dem Halm ge¬ lassen werden, bis sie jahreszeitlich bedingt ihr Wachstum im Herbst einstellen und die Nährstoffe aus den ober¬ irdischen Pflanzenteilen in das Wurzelrhizom zurückver¬ lagern. Sobald die Pflanzen die vorstehend angegebene Rest¬ feuchte besitzen, werden sie mittels landwirtschaft¬ licher Maschinen geerntet und anschließend wird die ge- häckselte Biomasse beispielsweise mittels einer fahrbaren Hammermühle grob oder fein zermahlen.

Zum Zerkleinern der Pflanzen können beispielsweise Trommel¬ hacker, Trommelreißer, Scheibenhacker, Doppelstrommühlen, drucklose oder Druckrefiner, Rindenmühlen, Spanaufteuer, Deckschichtmühlen, Hackschnitzelzerspanner, Schlagzerspaner und ähnliche Maschinen, die zum Aufschluß von Hack¬ schnitzeln, Spänen und Einjahrespflanzen geeignet sind, ver¬ wendet werden.

Während des Zerkleinerungsprozesses, oder danach, können ab¬ hängig von der späteren Verwendung des Kultursubstrates Zu¬ schlagstoffe zugegeben werden.

Solche Zuschlagstoffe können beispielsweise Pflanzenöle sein. Die Zumischung von Pflanzenölen verhindert eine Staub¬ bildung durch das erfindungsgemäße Kultursubstrat. Als Pflanzenöle können beispielsweise Soja- , Raps- und Sonnen¬ blumenöl verwendet werden. Vorteilhaft ist es, 1 bis 5 1

₃ Pflanzenöl unter 1 m Kultursubstrat unterzumischen.

Als Zuschlagstoffe eignen sich weiterhin Polyacrylamid- granulate, Tonmineralmischungen, Lavagesteinsmehl, Bims, Bentonit, Sand, Altpapier, Flugasche aus der Braunkohlever¬ brennung, Braunkohleabfälle und jegliche Art von Dünge¬ mitteln.

Polyacrylamidgranulate verbessern das erfindungsgemäße Kul¬ tursubstrat dadurch, daß es eine große Wasserspeicherungs- kapazität besitzt. Besonders vorteilhaft sind gelbildende, guervernetzte Polyacrylamidgranulate, wie sie beipielsweise unter der Bezeichnung Polywater-Aqua- Plus ^® von der Firma Polyplant GmbH, Xanten, erhältlich sind.

Die Zugabe von Tonmineralmischungen zu dem erfindungsgemäßen Kultursubstrat ermöglicht die Bildung von Ton-Humus-Komplexen.

Weiterhin eignen sich in vorteilhafter Weise organische Zu¬ schlagstoffe, wie z.B. Seetangextrakt, Rhizinusschrot, Horn- späne, Hornmehl, Blutmehl, Weichholzspäne, Baumwollabfälle, Flachsabfälle, Textilabfalle, Kokosfasern und Lauberde.

Ein flüssiger Seetangextrakt kann beispielsweise ausgehend von Ascophyllum nodosum nach gängigen Verfahren hergestellt werden. Käuflich erwerbbar ist Seetangextrakt beispielsweise unter der Bezeichnung Maxicrop Triple ^® von der Firma Maxi- crop International Ltd., Norwegen.

Für spezielle Anwendungsgebiete des erfindungsgemäßen Kul¬ tursubstrats können als Zuschlagstoffe weiterhin Stickstoff¬ fixierende Bakterien, Pflanzenhormone, Vitamine, Fungizide und Aminosäuren verwendet werden.

Als Stickstoff-fixierende Bakterien eignen sich beispiels¬ weise Bakterien der Gattung Azotobacter. Ein Azotobacter-

enthaltendes Präparat für eine Anwendung in der Landwirt¬ schaft ist unter der Bezeichnung "Krishio Mitra Liquid Biofertiliser ^® " von der Firma Suyash Sankalp Exports Pvt. Ltd., Pune, Indien, erhältlich. Als Pflanzenhormone können Auxine, Zytokinine, Gibberelline etc. eingesetzt werden. Vi¬ tamine können ausgewählt werden aus Thiamin, Riboflavin, Pyridoxin, Cobalamin, Nikotinsäure, Pantothensäure, Folsäure und Biotin.

Ein Präparat, das eine als Zuschlagstoff für das erfindungs¬ gemäße Kultursubstrat geeignete Mischung aus Pflanzenhor¬ monen, Vitaminen, Fungiziden, Aminosäuren und weiteren Nähr¬ stoffen enthält, kann unter der Bezeichnung "Vitormone ^® " von der Firma Suyash Sankalp Exports Pvt. Ltd., Pune, Indien erhalten werden.

Die folgende Tabelle 2 stellt die Eigenschaften eines er¬ findungsgemäßen Kultursubstrates aus zerkleinerten Sorghum allmum-Pflanzen denjenigen von Weißtorf gegenüber:

Tabelle2

Eigenschaften des erfindungsgemäßen KulturSubstrates aus Sorghum allmum-Pflanzen im Vergleich zu Weißtorf

erfindungsgemäßes Eigenschaften Kultursubstrat Weißtorf

pH-Wert 6,2 3,0 - 4,5

Trockenmasse in % 86,945 % 20,0 - 30,0 %

Total N in I 0,34 % 0,8 - 1,2 %

Total P in % 1,70 % 0,01 - 0,04 %

Total K in % 3,70 0,01 - 0,03 %

C/N Verhältnis 30 : 1 30 : 50

Volumengew. ,tr. in g/1 220 g/1 55-75 g/1

Volumengew. , feucht, in g/1 1510 g/1 150-180 g/1

Wie der vorstehenden Tabelle entnommen werden kann, ist das erfindungsgemäße Kultursubstrat sehr nährstoffreich und so¬ mit hervorragend als Torfersatz geeignet. Das Substrat un¬ terliegt wie alle organischen Materialien im Laufe der Zeit einer natürlichen, mikrobiellen Zersetzung. Da es sich bei den vorstehend genannten Pflanzen um stark Lignin- und mark- haltige Biomasse handelt, wird das Kultursubstrat nur lang¬ sam abgebaut und größtenteils in Dauerhumus umgewandelt. Es verbessert die Struktur des Bodens, verhindert eine Boden¬ verdichtung oder -verkrustung, erhöht die Bodentemperatur und ist verträglich mit im Boden lebenden Organismen. Das erfindungsgemäße Kultursubstrat ist nicht phytotoxisch. Es eignet sich in hervorragender Weise im Garten- und Land- schaftsbau und Erwerbsgartenbau, beim Obst-, Gemüse- und Weinanbau und in der Forstwirtschaft. Es kann weiterhin als Blumenerde verwendet werden. Da das Substrat Feuchtigkeit bindet, Geruchsbildung verhindert, nicht verklebt und lang-

dauernd elastisch bleibt, eignet es sich auch als Ein¬ streuung bei der Tierhaltung, insbesondere als Katzenstreu.

Die folgende Tabelle 3 zeigt eine Vergleichsanalyse zwischen Weißtorf, Schwarztorf und dem erfindungsgemäßen Kultur¬ substrat:

Tabelle3

Es wird hervorgehoben, daß zusammen mit der erfindungsge¬ mäßen Biomasse aus zerkleinerten Nutzpflanzen, insbesondere Staudenknöterich- oder C ₄ -Pflanzen, auch Stallmist (Rinder-, Schweine-, Hühner- oder Pferdemist) fermentiert werden kann. Das Ausbringen von nicht-fermentiertem Stallmist auf Acker¬ böden bringt verschiedene Probleme mit sich. Die wichtigsten negativen Auswirkungen seien hier kurz zusammengestellt:

* Stapelmist schadet aufgrund des Gehalts an schädlichen Stoffen (Indol, Skatol, Putrescin, Cadaverin, etc.) die Pflanzenwurzeln;

* beim Abbau von frischer organischer Substanz durch Mikroorganismen werden wurzelhemmende Substanzen frei¬ gesetzt;

* Stapelmist enthält lebensfähige Unkrautsamen und Krankheitserreger;

* durch faulenden Mist werden Schädlinge und Insekten angelockt, wie z.B. Kartoffelkäfer;

* Stapelmist kann infolge einer "Ionenkonkurrenz" die Mineralstoffaufnähme der Pflanzen hemmen.

Erst das gleichzeitige Fermentieren von Stallmist und er¬ findungsgemäßem Kultursubstrat ergibt einen Dünger, der be¬ denkenlos verwendet werden kann.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Her¬ stellen von Kultursubstrat, welches die folgenden Ver¬ fahrensschritte umfaßt:

a) Ernten von Pflanzen, ausgewählt aus Staudenknöterich, C ₄ -Pflanzen und Pflanzen aus den Gattungen Cannabis und Dicksonia

b) Zerkleinern der Pflanzen; und gegebenenfalls

c) Vermischen der so erhaltenen Biomasse mit mindestens einem Zuschlagsstoff.

Wie vorstehend bereits erwähnt, eignen sich zum Anbau be¬ vorzugt polyploide Staudenknöterich- bzw. C ₄ ~Pflanzen der vorstehend genannten Gattungen bzw. Arten.

Die landwirtschaftlich angebauten Pflanzen können mittels landwirtschaftlicher Maschinen, wie z.B. einem reihenun¬ abhängigen Maisgebiß, geerntet und anschließend mittels der vorstehend erwähnten Maschinen grob oder fein zermahlen wer¬ den.

Vorzugsweise werden die Pflanzen zu einem Zeitpunkt ge¬ erntet, an dem die Pflanzen eine jahreszeitlich bedingte, natürliche Restfeuchte von 15 bis 25% besitzen.

Die zerkleinerten Pflanzen können vorzugsweise mit den vor¬ stehend genannten Zuschlagstoffen vermischt werden.

Es ist besonders vorteilhaft, die geernteten und zer¬ kleinerten Staudenknöterich- und/oder C ₄ ~Pflanzen bzw. Pflanzen aus den Gattungen Cannabis und Dicksonia gegebenen¬ falls zusammen mit mindestens einem der vorstehend genannten Zuschlagstoffen nach gängigen Verfahren zu kompostieren.

Beispiele für besonders bevorzugte Zusammensetzungen des erfindungsgemäßen Kultursubstrats werden nachstehend aufgeführt:

1. pro Kubikmeter Kultursubstrat:

70 Teile zerkleinerte Pflanzen 20 Teile Sand

10 Teile Polyacrylamid-Granulat, Korngröße 1-3 mm 1 kg Algenextrakt, in 50 1 Wasser aufgelöst und untergemischt

2. pro Kubikmeter Kultursubstrat:

70 Teile zerkleinerte Pflanzen

29 Teile Bims

1 Teil Polyacrylamid-Granulat, Korngröße 1-3 mm

1 kg Algenextrakt

3. pro Kubikmeter Kultursubstrat:

60 Teile zerkleinerte Pflanzen

39 Teile Altpapier, geschreddert und angefeuchtet 1 Teil Polyacrylamid-Granulat, Korngröße 1-3 mm 1 kg Algenextrakt

4. pro Kubikmeter Kultursubstrat:

500 Teile Sorghum allmum oder Sorghum halapense, trocken, geschreddert, 1-3 mm 500 Teile Miscanthus sinensis giganteus, trocken geschreddert, 1-5 mm 5-15 kg Tonmineralmischung 1 (Tabelle 4) 5-15 kg Tonmineralmischung 3 (Tabelle 6)

2,5-5 kg Rhizinusschrot oder 1 kg Algenextrat

5. pro Kubikmeter Kultursubstrat:

333 Teile Sorghum allmum oder Sorghum halapense oder sonstige Sorghumarten, trocken geschreddert, 1-3 mm 333 Teile Miscanthus sinensis giganteus oder

Miscanthus sinensis oder Stroh oder Tompinambur (oberirdische Biomasse, 18-20% Restfeuchte) , trocken geschreddert, 1-5 mm 333 Teile Altpapier, in 0,5 mm Streifen geschreddert, 5-15 kg Tonmineralmischung 2 (Tabelle 5) 5-15 kg Tonmineralmischung 3 oder 1 kg Polywater-Aqua-Plus ^® , 1-3 mm Korngröße 4-5 kg Hornspane oder 2-3 kg Hornmehl oder 1 kg Blutmehl oder 1 kg Algenextrakt

6. pro Kubimeter Kultursubstrat:

333 Teile Sorghum allmum oder Sorghum halapense, trocken geschreddert, 1-3 mm 333 Teile Weichholzspäne 150 Teile Altpapier in 0,5 mm Streifen oder als

Pulpe oder als Papierschlamm 183 Teile Miscanthus sin. gig. oder Miscanthus sin. 1-2 kg Harnstoff oder Algenextrakt, aufgelöst in

10 - 50 1 Wasser, unter die obige Masse verteilt 5-15 kg Tonmineralmischung 2

1 kg Polywater-Aqua-Plus , 1-3 mm Korngröße oder 10-15 kg Tonmineralmischung 3

7. pro Kubikmeter Kultursubstrat:

333 Teile Sorghum allmum oder Sorghum halapense oder andere Sorghum-Arten, trocken geschreddert, 1-3 mm

333 Teile gemahlene Baumwollabfälle oder gemahlene

Flachsabfälle (Werg) oder gemahlene Textilabfälle oder Kokosfasern oder Flugasche von der Braunkohle¬ verbrennung oder Braunkohleabfälle, Lauberde oder Altpapier, Papierschlamm oder Papierpulpe

333 Teile Miscanthus sin. gig. oder Miscanthus sin.

1-2 kg Harnstoff oder Hornspane oder Blutmehl oder Rhizinusschrot oder Algenextrakt, aufgelöst in in 10-50 1 Wasser, unter die obige Masse verteilt

5-15 kg Tonmineralmischung 2

1 kg Polywater-Aqua-Plus , 1-3 mm Korn¬ größe oder Tonmineralmischung 3

8. pro Kubikmeter Kultursubstrat:

333 Teile Sorghum, trocken geschreddert, 1-3 mm

333 Teile Altpapier 0,5 mm, geschreddert und angefeuchtet

333 Teile Sand und Bims, Bims 1-3 mm, zu gleichen Teilen

5-15 kg Tonmineralmischung 2

1 kg Polywater-Aqua-Plus ^® , 1-3 mm Korngröße oder

Tonmineralmischung 3 1-2 kg Harnstoff oder Hornspane oder Hornmehl oder

Blutmehl oder Rhizinusschrot oder

Algenextrakt, aufgelöst in 10-15 1 Wasser, unter die obige Masse verteilt.

Um bei längerer Lagerung in Säcken eine Schimmelbildung im Kultursubstrat zu vermeiden, sollte dieses eine Restfeuchte von höchstens 18% besitzen. Alternativ können Konser-

vierungsmittel zugegeben werden. Besonders empfehlenswert sind biologische Konservierungsmittel, wie z.B. Krapp¬ wurzeln.

Tabelle4

Tonmineralmischunσ 1

Bestandteile Mineralische Zusammensetzung Tonminerale Montmorillonit 70 - 75 % Illit 15 - 20 % Quarz 3 - 5 %

Hauptsächliche Begleitmineralien: Feldspat und Glimmer hohes Ionenaustauschvermögen

Chemische Analyse:

Kieselsäure (sio ₂ ) : 56,5 %

Aluminiumoxid (A1 ₂ 0 ₃ ) : 20,8 %

Eisenoxid (Fe ₂ 0 ₃ ) ) : 5,0 %

Titanoxid (Ti0 ₂ )) : 0,3 %

Calciumoxid (CaO) 2,1 %

Magnesiumoxid (Mgθ) 3,4 %

Kaliumoxid (K ₂ 0) 1,4 %

Natriumoxid (Na ₂ 0) : 2,3 %

Glühverlust 8,3 %

Mikronährstoffe : Mangan, Kupfer, Bor, pH-Wert (8 % wäßrige Suspension) : 9,

Wasserbindevermögen reversibel (hoch)

Kationenaustauschver ögen : 40 - 50 mval/

100 g/Trockenton

Wirksame (spezif.) Oberfläche : 5 - 7 ha / 1 kg Trockenton

Tabelle 5

Tonmineralmischunσ 2

Kieselerde (Siθ ₂ ) 50,5 %

Tonerde (A1 ₂ 0 ₃ ) 24,0 %

Titanoxid (Tio ₂ ) 4,0 %

Eisenoxid (Fe ₂ 0 ₃ ) 13,5 %

Calciu oxid (CaO) 3,0 %

Magnesiumoxid (MgO) 3,4 %

Kaliumoxid (K ₂ 0) 0,6 %

Natriumoxid (Na ₂ 0) 10,0 %

Glühverlust 10,0 %

Spurenelemente

Blei 5,0 mg/kg

Bor 120,0 mg/kg

Cadmium 20,2 mg/kg

Chrom 95,0 mg/kg

Kobalt 43,0 mg/kg

Kupfer 39,0 mg/kg

Nickel 52,0 mg/kg

Zink 110,0 mg/kg

Mangan 1600,0 mg/kg

Sonstige Daten:

pH-Wert : 5,2

T-Wert : 75 mval (100 g)

N : 23 mg/1

^P 2°5 277 mg/1 κ ₂ o 203 mg/1

Mg 559 mg/1

Salz (als KCi) : 0,23 g/1

Tabelle6

TQTi-ti-tneralmischung 3

Schüttgewicht, Körnung : 0,5 - 3,5 mm, 770 g/1

Porosität : 52 %

Wasserkapazität pro 1 Mineralgranulat : 600 - 800 cm ³ je nach

Körnung pH-Wert : auf Dauer neutral

Farbe der Granulate : rot-gelb-braun Säure-, laugen- und frostbeständig

Chemische Analyse (Richtwerte)

Kieselsäure (Si0 ₂ ) ca. 60,00 %

Tonerde (A1 ₂ 0 ₃ ) ca. 23,00 %

Titanoxid (Tiθ ₂ ) ca. 1,90 %

Eisenoxid (Fe ₄ 0 ₃ ) ca. 3 - 8

Calciumoxid (CaO) ca. 0,20 %

Magnesiumoxid (MgO) ca. 0,80 %

Kaliumoxid (K ₂ 0) ca. 2,20 &

Natriumoxid (Na ₂ 0) ca. 0,30 %

Karbonat und Sulfat frei