Verfahren zum Vorkultivieren und Pflanzen von Forstgehölzen

Der Erhaltung der Produktivität der Waldgebiete und der Vergrößerung der Waldfläche durch Aufforstung bisher waldfreier Flächen wird große Bedeutung für die Kohlendi oxid-Bilanz der Erdatmosphäre zugemessen. Eine wirtschaftlich und ökologisch be gründete Schwerpunktaufgabe der Forstwirtschaft besteht im Waldumbau, bei dem Koniferen-Monokulturen durch ökologisch stabile und ökonomisch attraktive Mischwäl der ersetzt werden. Neben der Naturverjüngung in Kombination mit der Saat von Laub bäumen im lichten Baumholz ist hierfür die Pflanzung von dürreresistenten thermophi- len und wirtschaftlich wertvollen Baumarten bedeutsam. Infolge von Windbruch und Insektenbefall entstehen in zahlreichen, durch Trockenperioden geschwächten Fich ten- und Kiefernmonokulturen Schläge, von denen das gefallene oder geschädigte Holz entfernt werden muss. Die Aufforstung auf schirmarmen Standorten wird durch Konkurrenz tiefwurzelnder, ausdauernder und lichtliebender Gräser und Sträucher er schwert. Die Neugründung von Mischwald auf solchen Schlägen soll daher möglichst bald nach der Beräumung durchgeführt werden.

Die gegenwärtig genutzten Standardverfahren der forstlichen Pflanzung nutzen eine ein- oder mehrjährige Vorkultur in einer Baumschule zur Herstellung des Pflanzgutes. Dabei findet die Entwicklung des Samens oder Keimes zu einer produktiven schnell wachsenden konkurrenzfähigen Pflanze unter kontrollierten und optimierten Bedin gungen statt, wodurch wichtige Risiken der direkten Saat - Vertrocknen der Keimlinge und Samenkonsum durch Vögel und Säugetiere - vermieden werden. Die mit der Pflanzung verbundene Saatgutersparnis ist beispielsweise bei Traubeneichen und Stieleichen von großer Bedeutung, da für die Bestandsgründung durch Saat bei diesen Arten nur in Jahren mit guter Fruktifikation ausreichende Saatgutmengen vorhanden sind. Haben sich nach einer gut aufgegangenen Saat Pfahlwurzeln ungestört entwickelt und ständig feuchte tiefere Bodenschichter erreicht, kann mit einer hohen Trockenheitsre sistenz der Pflanzen gerechnet werden. Während bei der Saat trockenheitsbedingte Ausfälle vor allem in einer sehr frühen Entwicklungsphase auftreten, entstehen nach einer Pflanzung Ausfälle durch Wassermangel in bereits assimilationsfähigen Jung pflanzen mit transpirierenden Blättern, deren Wurzeln in ihrer Funktion durch die ver setzungsbedingte Schädigung oder unzureichende Ausdehnung während der Vorkul tur eingeschränkt sind.

Vor der Pflanzung wurzelnackter Baumschulpflanzen wird die bereits sekundär ver dickte Wurzel bei der Entnahme aus dem Boden oder durch Unterschneiden stark ver kürzt. Das System der feinen Zweigwurzeln wird dabei stark geschädigt. Bei hohem Wassersättigungsdefizit der Luft und oberflächlicher Bodentrockenheit kann das Wur zelsystem den Wasserbedarf des Sprosses am Pflanzort nur dann decken, wenn sich dort bereits kräftige Zweigwurzeln mit Anschluss an tiefer liegende feuchte Bodenho rizonte gebildet haben.

In den letzten Jahrzehnten werden für die forstliche Bestandsgründung zunehmend vorkultivierte Containerpflanzen eingesetzt. Zu ihrer Anzucht haben sich wiederver wendbare Paletten von substratgefüllten Hartwand-Containern aus Kunststoff bewährt (Hosius 2009), wie sie beispielsweise in DE 3638312C2 beschrieben sind. Gravitati onswasser kann durch Öffnungen im Containerboden ablaufen. Die Wurzeln können aus den Containern nicht in den trockenen Luftraum unter dem gelochten Boden oder einem Bodengitter herauswachsen. Hieraus ergibt sich der sogenannte Luftschnitt, der zu einer stark verzweigten Wurzel führt. Um das Wachstum von Zweigwurzeln nach unten zu führen, kann die Containerwand mit vertikalen Rippen ausgerüstet sein. Hier durch entstehen auf Grund des Luftschnitts kallöse Wurzelenden an den Perforationen des Gefäßbodens, die nach der Pflanzung bei ausreichender Bodenfeuchte gravitrope Wurzeln bilden. Im Verlauf mindestens einer Vegetationsperiode entwickeln sich die Sämlinge auf einem gedüngten und bewässerten Substrat zu jungen Pflanzen mit ei nem kräftigen Spross und einem komprimierten Wurzelballen mit unverletzten Fein wurzeln. Die Pflanzung der Containerpflanzen kann im späten Herbst erfolgen; oder das Pflanzgut kann nach der Frosthärtung der Knospen auf den Containerpaletten überwintern und im Frühsommer nach der Spätfrostgefahr zum Einsatz kommen. Auf Wassermangel nach der Pflanzung reagieren auch die Containerpflanzen empfindli cher als die Pflanzen einer gut aufgegangenen Saat des gleichen Erntejahres, die be reits eine tief im Boden verankerte Pfahlwurzel ausgebildet haben.

Zur Vorkultur von landwirtschaftlichem, gärtnerischen oder forstlichem Pflanzgut wer den bekanntlich verschiedene sogenannte Weichwandcontainer aus textilem Gewebe, aus Kunststoff bestehende Pflanztöpfe und substratgefüllte Folienbeutel eingesetzt. Zunehmend kommen zur Fierstellung der Vorkulturgefäße kompostierbare Thermo plaste zur Anwendung. Werden die Pflanzen mit diesen Vorkulturgefäßen in den Bo den gebracht, wird Plastikmüll vermieden (Bilck et al. 2014, Murhuri et al. 2014).

Die Aufgabe der nachstehend dargestellten Erfindung ist die Sicherung des Anwach sens vorkultivierter Jungpflanzen von Forstgehölzen unter Bedingungen, die durch Wassermangel in den oberen Bodenschichten und längere Trockenperioden in Ver bindung mit hohen Temperaturen den Anwuchs des Pflanzgutes gefährden. Die Lö sung der Aufgabe besteht in dem in Anspruch 1 offenbarten Verfahren und seinen in den Unteransprüchen dargelegten vorteilhaften Ausführungsformen.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Vorkultivieren und Pflanzen von Forstge hölze vorgeschlagen, dass folgende Schritte umfasst:

1 ) Bereitstellen von wasserbindenden Partikeln, die nach der Sättigung mit Wasser und dem Ablaufen des Gravitationswassers strukturstabile Partikelmassen mit ho her Wasserdurchlässigkeit und einem Luftgehalt über 15 Volumenprozent bei einem Haftwassergehalt über 60 Volumenprozent bilden.

Durch den Einsatz geeigneter wasserbindender druckstabiler Partikeln mit geringem volumenbezogenen Feststoffgehalt und hohem volumenbezogenen Wassergehalt ge lingt es ein wasserspeicherndes Substrat herzustellen, welches bei einem Wassergeh alt von über 50 Volumenprozent eine wasserdurchlässige stabile Struktur mit einem Luftgehalt von mindestens 15 Volumenprozent bildet. 2) Herstellen eines dreiphasigen feststoffarmen wasserspeichernden Substrates (1) in Form einer viskoelastischen feuchten Partikelmasse mit einem Anteil der wasser bindenden Partikeln über 50 Volumenprozent und einem Luftgehalt von mindestens 15 Volumenprozent bei einem Haftwassergehalt von mindestens 50 Volumenpro zent, das optimale Keim- und Wuchsbedingungen während der Vorkultivierung der Pflanzen von Forstgehölzen zur Verfügung stellt.

Während es bei den zu Vorkultur von Containerpflanzen üblichen Substraten auf die Rieselfähigkeit bei der maschinellen Füllung der Containers Wert gelegt wird, wird bei dem hier eingesetzten Verfahren ein Substrat eingesetzt, das als viskoelastische Masse in das Vorkulturgefäß eingepresst werden kann und in Verbindung mit dessen Wandung auf Grund seiner Viskoelastizität formstabild und gleichzeitig wasserdurch lässig bleibt.

3) Bereitstellen von biodegradierbaren bevorzugt isodiametrischen Rohrsegmenten mit standfester, für flüssiges Wasser nicht durchlässiger, bei Temperaturen um 20°C langfristig biodegradierbarer Wandung, einer Länge zwischen 25 und 40 cm und einer Weite zwischen 4 und 7 cm.

Als isodiametrisch wird in diesem Zusammenhang ein Rohrsegment betrachtet, welches auf seiner ganzen Länge den gleichen Durchmesser und den gleichen Rohr querschnitt besitzt. Unter dem Begriff biodegradierbar ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung der Abbau mittels biologischer Prozesse zu verstehen der Be griff umfasst dabei auch Bezeichnungen wie erdkom postierbar, kompostierbar und bi ologisch abbaubar und mikrobiell zersetzbar. und

4) Einbringen des wasserspeichernden Substrates (1) in die beidseitig offenen Rohrsegmente (10).

Das wasserspeichernde Substrat wird dabei in biodegradierbare Rohrsegmente mit isodiametrischem Querschnitt und wasserundurchlässiger Wandung eingefüllt, deren Ausmaße für die Vorkultur und Pflanzung an trockenheitsgefährdeten forstlichen Standorten optimiert sind.

5) Einbringen eines oder mehrerer Gehölzpflanzenkeime in die mit dem wasser speichernden Substrat gefüllten Rohrsegmente,

6) Aufstellen der Rohrsegmente mit den Keimen auf eine Plattform, auf der das aus den Rohrsegmenten austretende Gravitationswasser ablaufen kann,

7) Vorkultivieren des Pflanzgutes unter einem geeigneten Licht-, Temperatur- und Bewässerungsregime mindestens so lange, bis ein pflanzbarer Spross gebildet wurde, die Hauptwurzel die Plattform erreicht hat und das gravitrope Wachstum die ser Hauptwurzel in horizontales Wachstum übergegangen ist.

Die Pflanzung wird dabei durch Vorkultur von Gehölzpflanzenkeimen vorbereitet, wo bei in den substratgefüllten Rohrsegmenten vitales Pflanzgut mit assimilationsfähigen Sprossen und einer unbeschädigten Pfahlwurzelanlage an seinem unteren Ende ge bildet wird, die sofort nach der Pflanzung in die Tiefe wachsen kann.

Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vorkultivierung von Pflanzen werden die Nachteile überwunden, die sich bei herkömmlich kultivierten Pflanzen einstellen und es gelingt vitale und wuchsfreudige Pflanzen für die Pflanzung im Forstbestand bzw. bei der Bestandsbegründung zur Verfügung zu stellen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das Verfahren die weiteren Schritte:

8) Herstellen von Bodenlöchern mit einer Tiefe, die mindestens der Länge des Rohrsegments entspricht an einem Standort der forstlichen Bestandsgründung und

9) Einbringen der vorkultivierten Pflanzen in diese Bodenlöcher gemeinsam mit den Rohrsegmenten, nach weitgehender Sättigung der Haftwasserkapazität des was serspeichernden Substrates und/oder einem Haftwasservorrat von mindestens 200 g, wobei die bisher zum horizontalen Wachstum gezwungenen Hauptwurzelspitzen im Bodenloch mit einem gelockerten Substrat unter dem Rohrsegment in Kontakt kommen.

Erfindungsgemäß wird ein wasserspeicherndes Substrat eingesetzt, das sich von den für die Vorkultur von Containerpflanzen gebräuchlichen Substraten auf Torf- oder Kompostbasis durch eine höhere volumenbezogene Haftwasserkapazität und eine hö here Stabilität des Volumens und der Struktur unterscheidet. Bei den wasserbinden den Partikeln zur Herstellung eines im Verfahren verwendbaren Substrates handelt es sich bevorzugt um zellstrukturierte Bruchstücke eines pflanzlichen Stängelgewebes, die bei der Produktion von Pflanzenfasern als Nebenprodukt anfallen. Bevorzugt wer den Hanf-Kollerschäben oder Sphagnum-Thalli aus der Paludikultur oder Mischungen daraus verwendet. Hanf-Kollerschäben sind zellstrukturierte, irregulär geformte, ver holzte Gewebebruchstücke des Hanfstängels, die als Nebenprodukt der Faserproduk tion in großen Mengen anfallen und beispielsweise für den Einsatz im Lehmbau in getrockneter Form in den Handel gebracht werden. Im Unterschied zu lichtmikrosko pisch homogenen wassergesättigten Xerogelpartikeln auf der Grundlage von vernetz tem Dextran, Polyacrylat, Agar, Gelatine, Calcium-Alginat und vergleichbaren vernetz ten Hydropolymeren, aus denen bekanntlich strukturstabile und feststoffarme Partikel gele mit luftleitendem Hohlraumsystem und hohem Wassergehalt gebildet werden können, bestehen die genannten zellstrukturierten Sphagnum-Thalli und Hanf-Koller schäben größtenteils aus abgestorbenen Pflanzenzellen, die in ihrem Inneren Wasser adhäsiv und kohäsiv binden. Sphagnum-Thalli werden dabei bevorzugt grob zerklei nert oder nicht zerkleinert verwendet. Der Feststoff der aus ihnen gebildeten wasser speichernden Substrate wird hauptsächlich durch poröse Zellwände gebildet und be sitzt wie derjenige von partikulären wasserbinden Xerogelen einen sehr geringen An teil am Substratvolumen, unabhängig vom Wassergehalt. Im Unterschied zu feinstoff reichen Torfsubstraten, die bei Vernässung unter Abgabe der zwischen den Krümeln befindlichen Luft schrumpfen, sind Substrate mit hohem Volumenanteil von Hanf- Kollerschäben oder zellstrukturierten Sphagnum-Thalli auf Grund eines hohen Anteils von Festigungs- und Wasserleitgewebe Struktur- und volumenstabil nach dem Ein pressen in ein Rohrsegment infolge ihrer Viskoelastizität, die auf den mechanischen Eigenschaften und den Quellungseigenschafter der eingesetzten Partikeln beruht . Nach dem Ablaufen des Gravitationswassers ist das Substrat luftdurchlässig. Es ist anzunehmen, dass die bei der Produktion von Textilfasern aus den Pflanzenstängeln anderer Faserpflanzen anfallenden zellstrukturierten Partikeln zur Bildung eines was serspeichernden Substrates mit den in Anspruch 1 genannten Eigenschaften einge setzt werden können.

Ebenfalls von der Erfindung umfasst ist, wenn das das wasserspeichernde Substrat wassergesättigte Sphagnum-Thalli mit hohem Volumenanteil enthält. Die dünnwandi gen Sphagnum - Hyalozyten bilden ein Leit- und Speichersystem für Wasser. Mit ihrer Hilfe können die Thalli Wasser bis zum Dreißigfachen ihrer Trockenmasse speichern. Die Hyalozyten schrumpfen beim Trocknen nicht, weil sie Poren für das Eindringen der Luft in die Hyalozyten besitzen und durch Spiralfasern versteift sind. Die Thalli beisit zen verzweigte, elastische Stämmchen; daher kann das wassergesättigte Substrat nach kontrolliertem Abpressen von Wasser gelockert werden. Wird der Wassergehalt der aus Wasser und Sphagnum-Thalli bestehenden viskoelastischen Masse richtig eingestellt, lässt sich nach dem Einpressen dieser Masse in das Rohrsegment ein Luft gehalt über 15 Volumenprozent und ein Wassergehalt weit über 50 % problemlos er reichen.

Hanf-Schäben und Sphagnum Thalli sind in ausreichenden Mengen verfügbar. Hanf- schäben fallen bei der Faserproduktion als Nebenprodukt in großer Mange an. Sphag num-Biomasse wird in zunehmender Größenordnung als C0 ₂ -neutrale Alternative zum klimaschädigenden Torfabbau für die Produktion gärtnerischer Substrate in der Paludikultur (Temmink et al. 2017) oder auf Schwimm-Matten (Blievernicht et al. 2011 ) angebaut. Durch Mischen der Sphagnum-Thalli und der Kollerschäben miteinander oder mit weiteren Feststoffpartikeln können die Substrateigenschaften optimiert wer den. Möglichkeiten zur weiteren Verbesserung der Substrateigenschaften eines aus den genannten zellstrukturierten Partikeln gebildeten Substrates bestehen beispiels weise im mikrobiellen Abbau leicht mineralisierbarer Inhaltsstoffe durch eine geeignete Vorbehandlung des feuchten und lufthaltigen Partikelgels und in der Zugabe eines Komplexdüngers, dessen Nährstoffe langsam freigesetzt werden, beispielsweise ei nes Depotdüngers der Marke Osmocote. Außer den wasserspeichernden Partikeln und Nährstoffen kann das wasserspei chernde Substrat weitere Feststoffkomponenten enthalten, beispielsweise Perlit, koh lensauren Kalk, Jutefasern, Kompost, Gesteinsmehl, ton- oder humusreiche Erde, o- der mikrobielle Präparate zur Verbesserung der Rhizosphäre, beispielsweise Mycor- rhiza-Sporen.

Vorteilhaft wird das Verfahren daher dadurch weitergebildet, dass bei Bildung des was serspeichernden Substrates zu den wasserbindenden Partikeln bevorzugt Nährstoffe, insbesondere Komplexdünger, bevorzugt Komplexdünger mit verzögerter Nährstoff abgabe mit einem Anteil von 2 bis 5 g L ¹ , mikrobielle Präparate zur Verbesserung der Rhizosphäre, beispielsweise Mycorrhiza-Sporen, oder wachstumsfördernde Feststoff komponenten, bevorzugt Perlit, kohlensaurer Kalk, Jutefasern, Kompost, Gesteins mehl, ton- oder humusreiche Erde, oder Mischungen daraus mit einem Anteil von bis zu 10 Volumenprozent hinzugesetzt werden.

Zur Vorkultur wird mindestens ein Gehölzkeim in Kontakt mit dem wasserspeichernden Substrat gebracht. Als Gehölzkeim wird nachfolgend ein zur Regeneration eines Bau mes fähiger vegetativ oder generativ erzeugter Keim verstanden, beispielsweise ein gekeimter oder noch nicht gekeimter Samen, ein zur Bewurzelung fähiger Teil einer Sprossachse, ein zur Sprossregeneration fähiger Wurzelabschnitt oder ein regenera tionsfähiger Kallus.

Erfindungsgemäß wird zur Vorkultur, ein mit dem wasserspeichernden Substrat gefüll tes, beidseitig offenes Rohrsegment mit isodiametrischem Querschnitt eingesetzt. Um kurz nach der Pflanzung das Eindringen der Pfahlwurzel in ständig feuchte Schichten des Bodens zu ermöglichen, sollte das Rohrsegment mindestens 25 cm lang sein. Die Ausmaße des Rohrsegmentes ermöglichen die Vorkultur zu kräftigen Jungpflanzen und deren Pflanzung mit einer beträchtlichen Menge an pflanzenverfügbarem Wasser, das am Standort exklusiv von der jungen Pflanze genutzt werden kann. Der mit der Pflanze verbundene Wasserspeicher sichert die für das Wachstum erforderliche posi tive Wasserbilanz für eine Trockenperiode von mehreren Wochen. Die Gestaltung des pflanzfähigen Vorkulturbehälters als langgestrecktes Rohrsegment ermöglicht bereits bei der Pflanzung eine beträchtliche Ausdehnung der Wurzel in die Tiefe. Die Pfahl wurzeln können nach der Pflanzung sofort in die Tiefe wachsen. Die Länge und der Durchmesser der Rohrsegmente werden durch Material- und Verfahrenskosten nach oben begrenzt.

Die Form des kompostierbaren Substratbehälters als beidseitig offenes Rohrsegment ermöglicht seine Befüllung in einem automatisierbaren Prozess, bei welchem das was serspeichernde Substrat in die biodegradierbaren Rohrsegmente mit einem Schne- cken-Extruder unter Nutzung eines Fließbandes eingefüllt wird. Das erfindungsge mäße wasserspeichernde Substrat stellt eine viskoelastische feuchte Masse mit aus geprägter Fließgrenze dar, welche im Anschluss an die Scherbelastung beim Einfüllen in das Rohrsegment ein lufthaltiges und strukturiertes Partikelgel bildet. Das Substrat haftet kohäsiv an der Innenwand des Rohrsegmentes. Seine Struktur wird bei der Vor kultur durch das Wurzelsystem zusätzlich stabilisiert. Zur Sicherung gegen das Her ausgleiten des feuchten Substrates kann die Wandung des Rohrsegmentes nach in nen ragende Ankerstrukturen besitzen. Um das Einfüllen des Substrates nicht zu be hindern, besitzen solche Strukturen vorzugsweise eine Orientierung schräg zu einer Richtung der Rohrachse.

Das Rohrsegment besitzt eine für die Zeit der Vorkultur wasserundurchlässige biode- gradierbare oder kompostierbare Wandung, die jedoch nach der Pflanzung in einigen Jahren im Boden unter dem Einfluss der Mikroorganismen der Rhizosphäre vollständig zersetzt wird. Zur kostengünstigen Produktion der Rohrsegmente mit den genannten Eigenschaften kommen unterschiedliche Materialien in Frage. Beispielsweise kann das Wandmaterial ein dünnes, nicht beschichtetes Blech aus kaltgewalztem Eisen o- der Stahl sein, welches unter dem Einfluss von Feuchtigkeit im Boden mikrobiell unter Rostbildung zersetzt wird und insbesondere eine Wandstärke von bis zu 100 pm auf weist. Bleche dieser Art kommen beispielsweise bei der Herstellung von Bierdosen zum Einsatz, in diesem Fall allerdings mit einer für die erfindungsgemäße Anwendung störenden Zinnbeschichtung. Das Wandmaterial kann alternativ aus einem kompos tierbaren organischen Thermoplast oder einem aus Zellulosefasern oder Holzfasern gebildeten kompostierbaren Stoff wie Hartpapier, Pappe, Cellophan oder Holzfurnier bestehen. Da aus Zellulose- und Holzfasern bestehende Rohrwandungen keine aus reichende Barrierefunktion für Wasser besitzen, müssen sie mit einem wasserun durchlässigen kompostierbaren Polymer beschichtet sein. Technische Lösungen hier für hierzu sind beispielsweise zur Herstellung von kompostierbaren Kaltgetränkebe chern entwickelt worden.

Zur Erprobung des Verfahrens benutzten die Erfinder, wie im Anwendungsbeispiel ge zeigt, kompostierbare Rohrsegmente in Form von Versandhülsen aus Hartpapier, die innenseitig oder beidseitig von einem dünnwandigen, kompostierbaren Folienschlauch bedeckt wurden.

Um die Austrocknung des wasserfeuchten Substrates bei der Lagerung und dem Transport der Rohrsegmente zu verhindern, ist es vorteilhaft, sie beidseitig mit einer wiederverwendbaren Kappe zu verschließen.

Zur Vermeidung anaerober Verhältnisse im Substrat ist wegen der hohen Konzentra tion des Sauerstoffs in der Atmosphärenluft eine sehr geringe Gaspermeabilität der Rohrwandung erforderlich, welche sich nur geringfügig auf den radialen Wasserverlust auswirkt. Bei den im Ausführungsbeispiel beschriebenen Experimenten wurde die Gaspermeabilität der Rohrwandung durch eine dünne kompostierbare thermoplasti sche Folie begrenzt. Der Sauerstoffzutritt zum wasserspeichernden Substrat war aus reichend, um die Sauerstoffsättigung während der Vorkultur zu gewährleisten.

Werden zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Rohrsegmente mit für Gase undurchlässigen Wandung eingesetzt, beschränkt dies den Gasaustausch auf die axiale Diffusion durch das lufthaltige Substrat. Falls der laterale Gasaustausch bei Verwendung einer gasundurchlässigen Rohrwandung gefördert werden muss, können in die Wandung der Rohrsegmente in Längsrichtung kleinflächiger Perforationen in ei nem Abstand von mindestens 2 cm in vertikalen Reihen eingebracht werden. Die Gas- Barrierefunktion der Wandung kann so ohne starke Erhöhung der Wasserabgabe an den Sauerstoffbedarf der Rhizosphäre angepasst werden. Bei der Lagerung der sub stratgefüllten Rohrsegmente können die Perforationen durch ein Klebeband abge deckt werden, das vor dem Einsatz entfernt wird.

Wird ein erfindungsgemäß vorbereitetes substratgefülltes Rohrsegment zur Vorkultur eingesetzt, ist es vorteilhaft, die Austrocknung der oberen Substratschichten zu hem men, ohne die gelegentliche Wasserzufuhr durch Regen oder Bewässerung zu beein trächtigen. Hierzu kann das wasserspeichernde Substrat über den Gehölzkeimen mit einem für flüssiges Wasser durchlässigen, schnell trocknenden, wärmeisolierenden Material bedeckt werden, welches konvektions- und verdunstungshemmend wirkt. Diese Abdeckung kann beispielsweise eine wasserdurchlässige Schicht aus Perlit, Gesteins-Splitt, Glasschotter, feinem Quarzsand, gehäckselten Fichtenzweigen, Schilf- oder Stroheinstreu oder dergleichen sein. Eine andere Möglichkeit besteht da rin, die Konvektion der Luft über dem Substrat mit einem schnell trocknenden lockeren Gewebe oder einer geknüllten Folie aus einem kompostierbaren Kunststoff zu behin dern.

Rohrsegmente mit einer bevorzugten Länge von zwischen 25 cm und 40 cm Länge und einem Durchmesser von 4 bis 5 cm sind zur kurzzeitigen Vorkultur im Frühjahr des Pflanzjahres geeignet. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Dabei werden die Pflanzen beispielsweise in einem frostgeschützten Frühbeet, einem Ge wächshaus oder in klimatisch günstiger Lage im Freiland zur Pflanzreife gebracht. Die Pflanzung kann anschließend im Frühsommer erfolgen. Bei der Anwendung des erfin dungsgemäßen Verfahrens für die Vorkultur von Traubeneichen, Stieleichen und Edel kastanien in einem Gewächshaus bei 12 bis 17 °C wurde festgestellt, dass bereits nach zwei Monaten pflanzbare Sprosse mit einer Länge von 15 bis 20 cm gebildet wurden und die Wurzeln eine Länge von 30 überschritten hatten.

Längere und weitere Rohrsegmente mit einer größeren Volumenkapazität für pflan zenverfügbares Wasser werden vorzugsweise bei längerer Dauer der Vorkultur zur Bildung kräftiger Pflanzen mit einer Sprossmasse über 5 g eingesetzt. Beispielsweise findet hierzu die Vorkultur im Freiland im Verlauf einer Vegetationsperiode statt. Im Herbst haben die Pflanzen zahlreiche Blatt- und Triebknospen ausgebildet. Im Oktober oder November können sie mit den substratgefüllten kompostierbaren Rohrsegmenten am Pflanzort in den Boden gebracht werden. Alternativ können sie nach Frosthärtung für die Pflanzung im Frühjahr bei niedrigen Temperaturen gelagert werden. In vielen Fällen ist es erforderlich, den Pflanzeitraum unter Berücksichtigung der Spätfrostemp findlichkeit der jungen Blätter und Triebe festzulegen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren stehen die Rohrsegmente während der Vor kultur auf einer Plattform und werden dort bei Bedarf von oben bewässert. Die Platt form ist so gestaltet, dass Gravitationswasser abfließen kann. Im Unterschied zur Vor kultur von Containerpflanzen kommt es nach Erreichen der Plattform durch das Pfahl wurzelmeristem nicht zum sogenannten Luftschnitt. Die Hauptwurzel wächst nach dem Durchdringen des Substrates horizontal und erreicht die Basis des Rohrsegmentes, wo das gravitrope Wachstum durch horizontales Wachstum an der Plattform abgelöst wird. Nach Erreichen der Rohrwandung wächst die Hauptwurzel, dem Umfang des Rohrsegmentes folgend, in horizontalen Windungen weiter.

Der mit der Wurzel eingebrachte, durch die Rohrwandung gegen Abgabe an den Bo den geschützte Wasservorrat gewährleistet eine positive Wasserbilanz der Pflanzen, unabhängig von der Witterung und der Bodenfeuchte nach dem Pflanztermin. Das Wachstum der Wurzel in die Tiefe setzt bei ausreichenden Temperaturen sofort ein; die gegen Trockenheit empfindliche Entwicklungsphase nach der Pflanzung entfällt.

Ausführungsbeispiel

Als wasserbindende Partikeln wurden nahezu luftrockene Sphagnum Thalli aus der Paludikultur mit einem Wassergehalt von 0,3 kg pro kg des Materials eingesetzt. Das aus diesen Partikeln bestehende Roh-Sphagnum mit dem genannten Wassergehalt wurde von der Firma Moorkultur Ramsloh - Werner Koch GmbH und Co. KG - bezo gen. 1 kg dieses Materials absorbiert bis zum Erreichen der vollen Haftwasserkapazität mindestens 6 kg Wasser. Zur Herstellung des Substrates für die Wurzelhüllen wurde das Rohsphagnum im Masseverhältnis von 1 zu 5 mit Wasser versetzt. Zu 10 L des feuchten Produktes wurden 25 g eines Komplexdüngers mit verzögerter Nährstoffmo- bilisierung (Osmocote exakt 8-9 Monate) hinzugefügt. Hierdurch entstand ein dreipha siges feststoffarmes gedüngtes wasserspeicherndes Substrat 1 in Form einer viskoelastischen feuchten Masse, deren Feststoff überwiegend aus wasserbindenden feststoffarmen Sphagnum Thalli bestand. Das Substrat wurde mit einem Spaten in ei ner Kunststoffwanne gelockert. Der Wassergehalt des wasserspeichernden Substra tes betrug etwas über 60 Volumenprozent, der Luftgehalt über 20 Volumenprozent. Zur erfindungsgemäßen Bereitstellung kompostierbarer isodiametrischen Rohrseg mente mit standfester, für flüssiges Wasser nicht durchlässiger, bei Temperaturen um 20°C langfristig kompostierbarer Wandung 2 wurden handelsübliche zylindrische Ver sandhülsen aus Hartpapier mit einer Länge von 30 cm und einem Durchmesser von 5 cm mit einem kompostierbaren Folienschlauchsegment einer Länge von 70 cm, einer Schlauchbreite von 8 cm und einer Folienstärke von 30 pm kombiniert. Das Folien schlauchsegment wurde hierzu durch die Versandhülse geführt und anschließend über die Außenwand der Versandhülse gezogen, so dass die Hartpapierwandung die In nen- und Außenwandung bedeckte und die beiden Enden des Folienschlauches sich auf dieser Wandung an der Außenseite überlappten. Nach einseitigem Verschluss der so behandelten Versandhülse mit einer Polyethylen-Kappe können so behandelte Rohrsegmente mit Wasser befüllt werden, ohne das Hartpapier zu befeuchten. In je des Rohrsegment wurden 0,53 L des lockeren Substrates eingeführt und dabei so ver dichtet, dass auf einer Seite ein substratfreier Raum von ungefähr 5 cm Höhe verblieb. Als Gehölzkeim 3 wurden ein gekeimter Stieleichensamen oder Traubeneichensamen angrenzend an diesen Raum waagerecht in das Substrat gesteckt. Der substratfreie Raum wurde mit Perlit gefüllt, um eine leicht trocknende, konvektionshemmende und kapillar unwirksame Deckschicht 5 an der oberen Seite des Rohrsegmentes zu bilden. Auf diese Weise hergestellte und gefüllte kompostierbare Rohrsegmente wurden auf eine Plattform 4 in Form einer Schaumplatte aus PVC gestellt. Bei Bewässerung konnte das von oben zugeführte, überschüssige Wasser als Gravitationswasser von dieser Platte ablaufen. Die Vorkultur erfolgte mit einer Quantenflussdichte von durch schnittlich etwa 300 pmol Quanten rrr ² s ^_1 bei 12 stündiger Zusatzbelichtung mit einer LED-Leuchte und Temperaturen von 12 bis 17°C für 3 Monate in einem Gewächshaus. Nach der Ausbildung der Blätter erfolgte eine gelegentliche Bewässerung von oben. In dieser Zeit entwickelten sich pflanzbare Eichen mit sekundär verdickter Pfahlwurzel, kräftigen Sprossachsen und mehreren (meist 4 bis 6) voll ausgebildeten dunkelgrünen Blättern. Das gleiche Ergebnis wurde erreicht, wenn die Pflanzen von Ende März bis Ende Mai in einem dem Tageslicht ausgesetzten Frühbeet vorkultiviert wurden. Bereits nach etwa 6 Wochen erreichten die Hauptwurzeln die Ebene der Plattform. Danach wurde ihr Wachstum in horizontaler Richtung mehr oder weniger gradlinig bis zur Wan dung des Rohrsegmentes fortgesetzt. Anschließend folgte das Wachstum, wie in Figur 1 schematisch dargestellt, dem Verlauf dieser Wandung, z.T. in mehreren Windungen. Zur Vorbereitung der Pflanzung der drei Monate alten Eichen wurden mit einem Spi ralbohrer passende Pflanzlöcher auf einem vegetationsfreien Versuchsfeld erzeugt. Die Pflanzung erfolgte nach Bewässern bis zur Sättigung der Haftwasserkapazität. Nach 3 Tagen konnte festgestellt werden, dass bei allen Pflanzen die Hauptwurzel erneut das gravitrope Wachstum aufgenommen hatte und in den Boden des Pflanz standortes eingedrungen war.

Die Erfindung umfasst auch ein Gefäß zum Vorkultivieren und Pflanzen von Forstgehölzen bevorzugt in einem wie zuvor beschriebenen Verfahren wobei das Gefäß aus einem kompostierbaren, bevorzugt isodiametrischen und beidseitig offenem Rohrsegment mit einer standfesten, für flüssiges Wasser nicht durchlässigen Wandung und einer bevorzugten jedoch nicht beschränkenden Länge von zwischen 25 und 40 cm und einer Weite von zwischen 4 und 7 cm, gebildet ist und mit einem dreiphasigen feststoffarmen wasserspeichernden Substrat in Form einer viskoelastischen feuchten Partikelmasse mit einem Anteil der wasserbindenden Partikeln über 50 Volumenprozent und einem Luftgehalt von mindestens 15 Volumenprozent bei einem Haftwassergehalt von mindestens 50 Volumenprozent befüllt ist. Das erfindungsgemäße Gefäß stellt somit optimale Wuchsbedingungen für den Pflanzenkeim bis zur Bildung einer vitalen Hauptwurzel zur Verfügung und kann unmittelbar nach der Vorkultivierungsphase für das Ausbringen der Pflanzen im Freiland, beispielsweise bei der forstlichen Bestandsbegründung, verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Gefäß zeichnet sich vorteilhaft weiter dadurch aus, dass die Wandung bei Temperaturen um 20°C langfristig im Boden biodegradierbar und bevorzugt aus in feuchter Erde rostendem Stahlblech oder Eisenblech, einem kompostierbaren organischen Thermoplast oder einem beschichteten, aus Zellulosefasern oder Holzfasern gebildeten Stoff wie Hartpapier, Pappe, oder Cellophan gebildet ist.

Günstigerweise ist die Wandung aus Hartpapier gebildet iund innen oder beidseitig von einem dünnwandigen, kompostierbaren wasserundurchlässigen Folienschlauch bedeckt.

Bevorzugt können im Gefäß ein oder mehrere Gehölzpflanzenkeime in dem wasserspeichernden Substrat eingebracht sein.

Als vorteilhaft erweist es sich, wenn das Rohrsegment bis zur Verwendung beidseitig mit einem wiederverwendbaren Deckel verschließbar ist.

Dem Gasaustauch sowie der Ausbildung eines wuchsbegünstigenden Mikroklima im Gefäß ist zuträglich, wenn, wie ein einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, in die Wandung in Längsrichtung wenigstens eine Reihe kleinflächiger Perforationen mit einem Abstand von bevorzugt mindestens 2 cm eingebracht ist.

Eine bevorzugte, jedoch nicht beschränkende Ausführungsform der Erfindung wird in Figur 1 dargestellt, die nachfolgend erläutert wird.

Figur 1 zeigt im Längsschnitt das Rohrsegment 10 mit dem wasserspeichernden Substrat 1, der kompostierbaren wasserundurchlässigen Wandung 2 und dem Gehölzpflanzenkeim 3 in einem Stadium der Vorkultur, bei dem das gravitrope Wachstum der Hauptwurzel 7 bereits die Plattform 4 erreicht hat und in horizontales Wachstum übergegangen war. Über dem Keim wurde auf das wasserspeichernde Substrat eine konvektions- und verdunstungshemmende, für flüssiges Wasser durchlässige Deckschicht 5 aus Perlit aufgebracht. Sie wurde von der Sprossachse 6 durchwachsen, die bereits assimilierende Blätter gebildet hat (nicht dargestellt). Die gravitrop bis zur Plattform 4 gewachsene Hauptwurzel 7 besitzt zahlreiche Zweigwurzeln und ist im oberen Teil bereits sekundär verdickt. Der längs der Innenwandung gewachsene apikale Abschnitt 8 der Hauptwurzel 7 hat einen Ring gebildet an dessen Ende die Hauptwurzelspitze 9 erkennbar ist. Die vorkultivierte Pflanze kann im dargestellten Stadium direkt ins Freiland ausgepflanzt werden, beispielsweise zur forstlichen Bestandsbegründung oder im Rahmen einer Ergänzungspflanzung und zeigt dort einen hohen Anwuchserfolg.

Bezugszeichenliste

1 - wasserspeicherndes Substrat

2 - Wandung

3 - Gehölzpflanzenkeim

4 - Plattform

5 - Deckschicht

6 - Sprossachse

7 - Flauptwurzel

8 - apikaler Abschnitt

9 - Flauptwurzelspitze

10 - Rohrsegment

Zitierte Patente DE 3638312C2

Zitierte Publikationen

Bilck, A P, Olivato J.B. Yamashita F, de Souza J R P (2014) Biodegradable Bags for the Production of Plant Seedlings, Polimeros. 24, n. 5, 547- 553

(DOI.org/10.1590/0104-1428.1589)

Blievernicht A, Irrgang S, Zander M, Ulrichs C (2011) Produktion von Torfmoosen ( Sphagnum sp.) als Torfersatz im Erwerbsgartenbau, Gesunde Pflanzen 62, 125-131 (DOI 10.1007/s10343-010-0233-7)

Hosius B (2009)

Ökonomisches Pflanzen-guter Anwuchs. LAND & FORST 51 (17), 58-59 (https://www.yumpu.com/de/document/view/732152/0konomisches- pflanzen- guter- anwuchs)

Muriuki C W, Kuria A W, Muthuri C W, Mukuralinda A, Simons A J, Jamnadass R H (2014)

Testing biodegradable seedling Containers as an alternative for polythene tubes in tropical small-scale tree nurseries. Small-scale Forestry 13, 127-142 (DOI 10.1007/s11842- 013-9)

Temmink, R J M, Fritz C, van Dijk G, Hensgens G, Lamers L.P.M, Krebs M, Gaudig G, Joosten H

(2017) Sphagnum farming in a eutrophic world: The importance of optimal nutrient stoichio- metry. Ecological Engineering 98, 196-205 (DOI: 10.1016/j.ecoleng.2016.10.069)