Kurzname: SUBSTRATTONE
Projekt: Steuerfunktionen von Tonen / Tonmineraloberflächen in gärtnerischen Substraten – Erfassung von Toneigenschaften und deren Parametrisierung zur Optimierung der Pflanzenqualität
Laufzeit: 01.08.2008 bis 31.07.2011
Koordination:

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Universität Hannover, Institut für Bodenkunde
Herrenhäuser Str. 2
30419 Hannover

Projektpartner:
Programm: Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN
Themenschwerpunkt: Mineraloberflächen: Von atomaren Prozessen zur Geotechnik
Ziele:

Kultursubstrate sind Betriebsmittel im Erwerbsgartenbau, an die bei automatisierter Düngung und Bewässerung sowie "just in time" Produktion höchste Anforderungen bestehen. Ein geeignetes Substrat ist für die Erzeugung gesunder, optimal gewachsener und haltbarer Pflanzen essentiell. Bei der Jungpflanzenanzucht, speziell im Gemüse- und Zierpflanzenbau werden Pikier-Roboter eingesetzt, die Jungpflanzen aus kleinsten Anzuchteinheiten entnehmen und umpflanzen. Für dieses Verfahren ist die Stabilität des Ballens Voraussetzung um Ausfälle zu vermeiden. Ein wichtiger Substratausgangsstoff ist Ton, der, in Mengen von 10-30 Vol.% zugesetzt, sowohl chemische als auch physikalische Parameter des Kultursubstrates erheblich beeinflusst. Die Verwendung von Ton in Substraten ist mit Zielen wie ausgeglichener Nährstoffversorgung für Phosphor und Kalium, pH-Pufferung, Verbesserung der Benetzbarkeit, Bindigkeit des Substrates und Spurenelementversorgung verknüpft.

In dem Projekt soll die Auswahl von Tonen auf eine erweiterte, wissenschaftlich und gartenbaulich abgesicherte Basis gestellt und geeignete mineralogische, chemische und physikalische Parameter für Auswahl, Quantifizierung, Mischung, und Modifizierung bzw. Funktionalisierung erarbeitet werden. Oberflächeneigenschaften und -reaktionen von Substrattonen sind grundlegend für deren Einsatz in Kultursubstraten. Ton wirkt dabei über kombinierte chemische und physikalische Effekte. Chemische Eigenschaften umfassen die Sorption und Desorption von Kalium und dem komplexen Anion PO4, den Protolyseverlauf, Abgabe und Abscheidung strukturell gebundener Gitterkationen an Mineraloberflächen nach deren Oxidation während wichtige physikalische Eigenschaften die Benetzbarkeit, Bindigkeit, Oberflächenladung bei verschiedenen Randbedingungen und die Oberflächenrauhigkeit sind. Durch verschiedene technisch einfach zu realisierende Vorbehandlungen soll Ton modifiziert (funktionalisiert) und bezüglich seiner Eigenschaften im Substrat optimiert werden.

Die Untersuchungen an Substrattonen und die Validierung der Toneigenschaften in Kulturversuchen werden in interdisziplinärer Zusammenarbeit von Wissenschaftlern aus dem Gebiet der Tonmineralogie und Pflanzenernährung durchgeführt. Die bestehende Praxis zur Auswahl von Substrattonen soll neu bewertet und auf eine abgesicherte wissenschaftliche und gartenbauliche Grundlage gestellt werden.