Archiv für Gartenbau: Band 9, Heft 2 1961 [Reprint 2021 ed.] 9783112506165, 9783112506158

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D E U T S C H E AKADEMIE D E R LANDWIRTSCHAFTSWISSENSCHAFTEN ZU B E R L I N

ARCHIV FÜR

GARTENBAU

IX. B A N D • H E F T 2 19 6 1

A K A D E M I E - V E R L A G

R E R L I N

DEUTSCHE DER

AKADEMIE

LANDWIRTSCHAFTSWISSENSCHAFTEN

ZU

A R C H I V FÜR GARTENBAU

IX. B A N D • H E F T 2 19 6 1

A K A D E M I E - V E R L A G

B E R L I N

BERLIN

INHALTSVERZEICHNIS Seite

R.

Steuckarät: Mutationsversuche mit Sommerastern (Callistephus chinensis)

85

F. Göhler: Die Überwachung und Regulierung v o n Nährlösungen bei der erdelosen Kultur v o n Gemüse unter Glas L.

96

Dreibrodt: D e r Einfluß verschiedener Substrate auf den Ertrag v o n Gemüse in Hydrokultur . 126

B. Spender: Blütenendständigkeit als Erscheinung nach der Uberwinterung v o n Tomaten jungpflanzen

134

H. Fröhlich und A., Henkel: Weitere Ergebnisse zur Frage der Zusatzberegnung bei Freilandsalat auf leichten Böden

139

REDAKTIONSKOLLEGIUM: G. Becker, G. Friedrich, J. Reinhold, H. Rupprecht Herausgeber: Deutsche Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin. Chefredakteur: Prof. D r . J. Reinhold, Institut f ü r Gartenbau, Großbeeren bei Berlin. Verlag: Akademie-Verlag G m b H . , B e r l i n W 8 , Leipziger Str. 3—4, Fernruf 22 04 41, TelexNr. 011773, Postscheckkonto: Berlin 35021. Bestellnummer dieses Heftes: 1039/IX/2. Veröffentlicht unter der Lizenz-Nummer Z L N 5005 des Ministeriums f ü r Kultur, Hauptverwaltung Verlagswesen. Herstellung: Druckhaus „Maxim G o r k i " , Altenburg. Das Archiv f ü r Gartenbau erscheint in einzelnen Heften mit einem Umfang von je 5 Druckbogen. Die Hefte, die innerhalb eines Jahres herauskommen (8 Hefte), bilden einen Band. Das letzte H e f t des Bandes enthält Inhalts-, Autoren- u n d Sachverzeichnis. E s werden nur Manuskripte angenommen, die bisher noch in keiner anderen Form im In- oder Ausland veröffentlicht worden sind. D e r Umfang soll nach Möglichkeit lx/2 D r u c k b o g e n (etwa 35 Schreibmaschinenseiten) nicht überschreiten. Die Autoren erhalten Fahnen- und Umbruchabzüge mit befristeter Terminstellung, bei deren Überschreitung durch den Autor von der Redaktion Imprimatur erteilt wird. I n den Fällen, in denen die Lesung durch den A u t o r (Ausländer) auf sehr große Schwierigkeiten stößt oder sehr zeitraubend wäre, wird die P r ü f u n g durch die Schriftleitung vorgenommen. Das Verfügungsrecht über die im Archiv abgedruckten Arbeiten geht ausschließlich an die Deutsche Akademie der Land Wirtschaftswissenschaften zu Berlin über. Ein Nachdruck in anderen Zeitschriften oder eine Ubersetzung in andere Sprachen darf nur mit Genehmigung der Akademie erfolgen. Kein Teil dieser Zeitschrift darf in irgendeiner F o r m — durch Fotokopie, Mikrofilm oder irgendein anderes Verfahren — ohne schriftliche Genehmigung der Akademie reproduziert werden. Jeder A u t o r erhält v o n der Akademie unentgeltlich 100 Sonderdrucke und ein H o n o r a r v o n 40 D M f ü r den D r u c k b o g e n . Das H o n o r a r schließt auch die Urheberrechte f ü r das Bildmaterial ein. Dissertationen, auch gekürzte bzw. geänderte, werden nicht honoriert. Jeder Arbeit m u ß vom A u t o r eine Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse beigegeben werden. Sofern er in der Lage ist, soll er diese gleich übersetzt in russisch und englisch bzw. in einer dieser Sprachen liefern. Gegebenenfalls wird die Ubersetzung in der Akademie vorgenommen. Bezugspreis je H e f t (etwa 80 Seiten) 5,— D M . Alle Rechte vorbehalten, insbesondere die der Ubersetzung. — All rights reserved (including those of translations into foreign languages). N o part of this issue may be reproduced in any form, by photoprint, microfilm o r any other means, without written permission f r o m the publishers. Printed in Germany.

INHALTSVERZEICHNIS Seite

R.

Steuckarät: Mutationsversuche mit Sommerastern (Callistephus chinensis)

85

F. Göhler: Die Überwachung und Regulierung v o n Nährlösungen bei der erdelosen Kultur v o n Gemüse unter Glas L.

96

Dreibrodt: D e r Einfluß verschiedener Substrate auf den Ertrag v o n Gemüse in Hydrokultur . 126

B. Spender: Blütenendständigkeit als Erscheinung nach der Uberwinterung v o n Tomaten jungpflanzen

134

H. Fröhlich und A., Henkel: Weitere Ergebnisse zur Frage der Zusatzberegnung bei Freilandsalat auf leichten Böden

139

REDAKTIONSKOLLEGIUM: G. Becker, G. Friedrich, J. Reinhold, H. Rupprecht Herausgeber: Deutsche Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin. Chefredakteur: Prof. D r . J. Reinhold, Institut f ü r Gartenbau, Großbeeren bei Berlin. Verlag: Akademie-Verlag G m b H . , B e r l i n W 8 , Leipziger Str. 3—4, Fernruf 22 04 41, TelexNr. 011773, Postscheckkonto: Berlin 35021. Bestellnummer dieses Heftes: 1039/IX/2. Veröffentlicht unter der Lizenz-Nummer Z L N 5005 des Ministeriums f ü r Kultur, Hauptverwaltung Verlagswesen. Herstellung: Druckhaus „Maxim G o r k i " , Altenburg. Das Archiv f ü r Gartenbau erscheint in einzelnen Heften mit einem Umfang von je 5 Druckbogen. Die Hefte, die innerhalb eines Jahres herauskommen (8 Hefte), bilden einen Band. Das letzte H e f t des Bandes enthält Inhalts-, Autoren- u n d Sachverzeichnis. E s werden nur Manuskripte angenommen, die bisher noch in keiner anderen Form im In- oder Ausland veröffentlicht worden sind. D e r Umfang soll nach Möglichkeit lx/2 D r u c k b o g e n (etwa 35 Schreibmaschinenseiten) nicht überschreiten. Die Autoren erhalten Fahnen- und Umbruchabzüge mit befristeter Terminstellung, bei deren Überschreitung durch den Autor von der Redaktion Imprimatur erteilt wird. I n den Fällen, in denen die Lesung durch den A u t o r (Ausländer) auf sehr große Schwierigkeiten stößt oder sehr zeitraubend wäre, wird die P r ü f u n g durch die Schriftleitung vorgenommen. Das Verfügungsrecht über die im Archiv abgedruckten Arbeiten geht ausschließlich an die Deutsche Akademie der Land Wirtschaftswissenschaften zu Berlin über. Ein Nachdruck in anderen Zeitschriften oder eine Ubersetzung in andere Sprachen darf nur mit Genehmigung der Akademie erfolgen. Kein Teil dieser Zeitschrift darf in irgendeiner F o r m — durch Fotokopie, Mikrofilm oder irgendein anderes Verfahren — ohne schriftliche Genehmigung der Akademie reproduziert werden. Jeder A u t o r erhält v o n der Akademie unentgeltlich 100 Sonderdrucke und ein H o n o r a r v o n 40 D M f ü r den D r u c k b o g e n . Das H o n o r a r schließt auch die Urheberrechte f ü r das Bildmaterial ein. Dissertationen, auch gekürzte bzw. geänderte, werden nicht honoriert. Jeder Arbeit m u ß vom A u t o r eine Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse beigegeben werden. Sofern er in der Lage ist, soll er diese gleich übersetzt in russisch und englisch bzw. in einer dieser Sprachen liefern. Gegebenenfalls wird die Ubersetzung in der Akademie vorgenommen. Bezugspreis je H e f t (etwa 80 Seiten) 5,— D M . Alle Rechte vorbehalten, insbesondere die der Ubersetzung. — All rights reserved (including those of translations into foreign languages). N o part of this issue may be reproduced in any form, by photoprint, microfilm o r any other means, without written permission f r o m the publishers. Printed in Germany.

85 A u s dem Institut f ü r Pflanzenzüchtung der Friedrich-Schiller-Universität J e n a in Dornburg/Saale (Direktor: Prof. Dr. K E P P L E R )

R. STEUCKARDT

Mutationsversuche mit Sommerastern (Callistephus chinensis) E i n g e g a n g e n am 16. Februar 1960

Bei der Verbesserung unserer Kulturpflanzen nimmt die Mutationszüchtung bereits einen breiteren Raum ein. So existieren mancherorts von Gerste, Weizen, Soja, Erdnüssen, Tomaten, aber auch bei Kern- und Beerenobst umfangreiche Sortimente von Mutanten, in denen einzelne direkt oder als Kombinationspartner züchterischen Wert besitzen. Auch mit Zierpflanzen wurden schon frühzeitig Mutationsversuche durchgeführt, wobei der Schwerpunkt auf der Untersuchung genetischer oder methodischer Fragen lag. Ein klassisches Objekt für derartige Versuche war Antirrhinum majus (z. B. STUBBE, 1934, K A P L A N , 1942). Im Verlauf dieser Untersuchungen konnten unter den aufgefundenen Mutanten auch wirtschaftlich wertvolle Formen selektiert werden (KNAPP, 1938). In Nachkommenschaften bestrahlter Antirrhinumsamen einer anfälligen Sippe traten in Versuchen STUBBES rostresistente Formen auf (STUBBE, 1934). Weitere Verbesserungen sind hinsichtlich der Blütenfarbe, der Größe und der Zahl der Blüten pro Einzeltrieb beschrieben worden. Mutationsversuche an Zierpflanzen mit praktischer Zielsetzung wurden anfänglich nur zögernd durchgeführt. Lediglich BIEBL und SCHINDLER (1950) berichten über Saatgutbestrahlungen bei Cyclamen persicum. Neuerdings liegen aber in größerer Zahl positive Ergebnisse mit Versuchen zur Erzeugung somatischer Mutationen vor (z. B. SINGLETON et. al., 1956, MIKAELSEN, 1956, D E M A R L Y , 1956, SPARROW et GUNCKEL, 1956, J A N K , 1957). A m hiesigen Institut wurden von 1955—1958 Mutationsversuche mit Sommerastern vorgenommen, über die nachstehend berichtet werden soll. I. M a t e r i a l u n d M e t h o d e n Für die Bestrahlungen wurden Samen mehrerer Einzelpflanzen-Nachkommenschaften einer Rosenaster, Sorte „Jugend", verwendet. Die Bestrahlungen erfolgten im Institut für Pflanzenzüchtung in Hohenthurm/Halle. Technische Daten des Röntgenapparates: 170 K V , 9 m A , 4,5 mm Alu-Filter, 40 cm Objektabstand, Röntgen-Intensität 28 r/min. Um die für Astern kritische Dosis zu erfassen, wurden 1955 Samenproben mit 5 bis 20 K r im Abstand von 5 K r bestrahlt. Dabei zeigte selbst die niedrigste Bestrahlungsdosis eine Schädigung von nahezu 95%. 1956 wurden die Versuche im Bereich von 0,5 bis 5 K r im Abstand von 0,5 K r wiederholt. Die anschließenden Triebkraftbestimmungen erfolgten in der von EGGEBRECHT (1941) beschriebenen Weise. Die Bedeckung mit Grobsand setzte jedoch auch die Keimkraft des Kontrollsaatgutes wesentlich herab. In Wiederholungsversuchen wurde statt dessen nur mit einer 0,5 cm starken Erdschicht abgedeckt.

6*

8(>

S T h U C K A R D T , M u t a t i o n s v e r s u c h c mit S o m m e r a s t e r n ( C a l l i s t c p h u s chinensis)

Die in den ersten Märztagen ausgesäten Samen der Xj-Generation liefen nach acht Tagen auf. Die Jungpflanzen wurden eine Woche später in Handkästen pikiert, worin sie bis zum Auspflanzen verblieben (Pflanzabstand 10 X 25 cm). Die Ende September reifen Samen der Hauptblüten dienten 1957 zur Anzucht der X 2 -Generation. Um etwaige Chimären zu erfassen, wurden von 200 Pflanzen auch Seitenblüten geerntet. Das von den Xj-Pflanzen geerntete Saatgut wurde 1957 in 8 cm-Töpfen ausgesät. Je Nachkommenschaft wurden nach dem Pikieren 15 Pflanzen ausgepflanzt und diese, soweit sie mutiert schienen, getrennt geerntet. Von ihnen erfolgte eine X 3 Aussaat. Je 30 Nachkommen einer X 2 -Pflanze standen dann in der Bestätigungsgeneration. Insgesamt wurden 2240 Nachkommenschaften von Einzelblüten, die von 817 X^Pflanzen stammten, geprüft. Die Witterungsverhältnisse zur Zeit der Blüte und Samenreife waren in allen drei Versuchsjahren für den Samenbau sehr ungünstig. Als Folge davon war die Samenernte meist sehr gering oder fiel bei vielen Pflanzen gänzlich aus. Mehrere Mutanten konnten daher in der X 3 -Generation nicht bestätigt werden bzw. setzten in der X 3 keinen Samen an, so daß eine Weitervermehrung ausfallen mußte. II. E r g e b n i s s e 1. D i e X j - G e n e r a t i o n Die Keimfähigkeit des Asternsamens ist von den Witterungsbedingungen zur Zeit der Ernte abhängig. Das für die Mutationsversuche verwendete Saatgut hatte eine durchschnittliche Keimfähigkeit von 65%. Die mit Röntgenstrahlen behandelten Samen keimten geringer. Bezogen auf die Triebkraft des Kontrollsaatgutes, sank diese bei den bestrahlten Samen proportional zur Erhöhung der Dosis und erreichte nach 4,5 Kr 51,7% (Tab. 1). Nach den Ergebnissen von GUSTAFSSON und v. WETTSTEIN (1956) ist diejenige Bestrahlungsdosis optimal im Sinne einer Mutantenauslese, nach der eine Letalität von 50% erreicht wird. Sie scheint in unseren Versuchen erreicht zu sein. Man darf daher annehmen, daß bei Sommerastern mit einer mittleren Keimfähigkeit von 65—70% die optimale Dosis zwischen 4 und 5 Kr liegt. Die in den Vorversuchen gewonnenen Ergebnisse, wonach 5 Kr bereits letal wirken, scheinen in der Hauptsache auf die schlechte Keimfähigkeit des Saatgutes (45%) zurückTabelle 1 Einfluß der Röntgcndosis auf die Triebkraft bestrahlter Asternsamen Dosis, K r .

Kontr.

Wiederholg. %

a b c

68 58 69

Sa.

195

x% Triebkraft bezogen auf Kontrolle

65,0 100

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

60 69 50

64 60 51

50 63 53

52 50 54

40 44 46

40 46 44

41 40 34

38 41 42

34 37 30

188

175

166

156

130

130

115

121

101

62,6 58,4 55,3 52,0 43,3 43,3 38,4 40,3 33,7 95,5 89,7 85,1 80,0 66,7 66,7 59,0 62,0 51,7

87 zuführen zu sein. 1957 und 1958 wurden die Versuche wiederholt, sie zeigen ähnliche Ergebnisse, wie die in Tab. 1 mitgeteilten. 2. D i e X 2 - u n d X 3 - G e n e r a t i o n Die Mutantenselektion erfolgte in der X 2 -Generation aus 2240 Einzelblütennachkommenschaften, die von insgesamt 817 X^Pflanzen abstammten. Außerdem wurden als Kontrolle 176 unbehandelte Pflanzennachkommenschaften überprüft. Die Auslese begann bereits während der Vorkultur im Gewächshaus. Neben den hierbei aufgefundenen Mutationen des Chlorophyllapparates ließen sich bei den Freilandbeobachtungen weitere von der Ausgangssorte abweichende Formen ermitteln. Als Ergebnis der Selektion wurden 16 Chlorophyllabweichungen, 15 Farbveränderungen, 35 Formabweichungen und mehrere in der Blütezeit von der Sorte „Jugend" abweichende Formen als mutmaßliche Mutanten erfaßt. Infolge der Modifikabilität der Einzelmerkmale, die bei den Kontrollpflanzen zu erkennen war, konnten nicht alle selektierten Formen sicher als Mutanten gedeutet werden. Alle in der X 2 ausgelesenen Abweichungen mußten deshalb, soweit Saatgut geerntet wurde, in einem X 3 -Anbau auf ihre Erblichkeit überprüft werden. Hierbei wurden 35 Mutanten bestätigt, die sich wie folgt auf die einzelnen Gruppen verteilen : a. b. c. d. e.

Chlorophyllmutationen 14 Veränderte Stiellänge 7 Physiologisch veränderte Formen 1 Farbmutanten 7 Veränderte Blütenformen 6 Sa. 35

Auf die einzelnen Dosisbereiche aufgegliedert, ergeben sich die in Tabelle 2 mitgeteilten Mutationsraten. Die Schwankungen sind hauptsächlich auf die für derartige Untersuchungen relativ kleine Nachkommenschaftszahl zurückzuführen. Trotzdem läuft mit zuTabelle 2 Mutationsraten von Astern bezogen auf XjEinzelpflanzennachkommenschaften nach Samenbestrahlung mit gestaffelten Röntgendosen Dosis

Anzahl Pflanzennachk.

Kontrolle o,5 K r 1 Kr 1,5 K r 2 Kr 2,5 K r 3 Kr 3,5 K r 4 Kr

176 50 134 135 114 91 83 141 69

Anzahl Mutationen

Mutationsrate

%

_

—

2 5 4 2 4 8 10

1,5 3,7 3,8 2,2 4,9 5,7 14,5

88

S T E U C K A R D T , M u t a t i o n s v e t s u c h e mit S o m m e r a s t e r n ( C a l l i s t e p h u s c h i n e n s i s )

nehmender Dosis die Erhöhung der Mutationsrate fast parallel und erreicht nach 4 Kr mit 14,5% Mutationen ihren Höhepunkt. Die in der gesondert geernteten Samen der Haupt- und Seitentriebe von 200 Pflanzen wurden in der X 2 ebenfalls getrennt angebaut. Dabei ergab sich, daß in Nachkommenschaften von Xj-Seitenblüten nur in einem Falle eine Albinamutation aufgetreten war. 3. B e s c h r e i b u n g a u f g e t r e t e n e r M u t a n t e n a) Mutationen des Chlorophyllapparates In insgesamt sieben Einzelblütennachkommenschaften, sie stammen von sechs Xj-Pflanzen ab, traten neben den normalen auch albinotische Keimpflanzen auf (Abb. 1). Eine Nachkommenschaft enthielt Xanthaformen. Diese Mutanten gingen

Abb. 1. Normal grüne und albinotische Keimpflanzen in einer X r Nachkommenschaft

nach Verbrauch ihrer Reservestoffe im Keimblattstadium zugrunde. Weitere Mutationstypen des Chlorophyllapparates, wie sie von GUSTAFSSON (1940) bei Gerste beschrieben worden sind, konnten bei Astern im Kotyledonenstadium nicht beobachtet werden. Dagegen traten im X 2 -Freilandanbau in sechs Nachkommenschaften Pflanzen auf, die sich durch Blatt und Aderaufhellungen unterschiedlicher Intensität auszeichneten. Die Merkmale verstärkten sich teilweise mit zunehmendem Alter und verzögerten außerdem die Blütezeit. Die Einzelblüten dieser „Chlorina-Mutanten" zeigten verminderte Größe und nicht die gleiche Farbintensität wie die Kontrollpflanzen. Häufig besitzen im Zierpflanzenbau Chlorophylldefekte, wie Chlorina- oder Aureaformen, gewissen Marktwert. Sie finden z. T. als Gruppensorten bei Beetbepflanzungen Verwendung. Die bei Astern bisher erzielten Formen sind jedoch kaum hierfür verwendbar. b) Veränderte Stengellänge Zwergastern sind in jedem Katalog verzeichnet und finden im Gruppenanbau, zur Beeteinfassung und z. T. auch als Topfpflanzen Verwendung. In der X 2 -Genera-

Archiv f ü r Gartenbau, I X . Band, Heft 2, 1961

89

tion unseres Mutationsversuches traten fünf kurzstielige Mutanten auf. Bei drei dieser Formen waren außerdem die Blütenkörbchen stark verkleinert. Wohl hauptsächlich infolge der regnerischen, kalten Witterung zur Blütezeit setzten diese Mutanten keinen Samen an. Bei einer weiteren Mutante, von der ebenfalls kein Samen geerntet werden konnte, war die Blütezeit um 14 Tage verspätet. Eine andere in Abb. 2 gezeigte Form könnte jedoch Bedeutung erlangen. Außer den verkürzten Stielen gleicht sie in allen Merkmalen der Ausgangsform und ist außerdem voll fertil. Langstielige Astern sind für Schnittzwecke besonders geeignet. Im X 2 -Anbau traten in zwei Nachkommenschaften derartige Formen auf, von denen eine als Mutation bestätigt werden konnte. Sie übertrifft die Ausgangsform um 10 bis 15cm, ist standfest und von straffem, aufrechtem Wuchs. In der Gruppe der Mutationen mit verändertem Wuchs soll schließlich noch eine einstielige Form genannt werden (Abb. 3), die mit drei mutierten Pflanzen in einer Nachkommenschaft besonders auf- Abb. 2. Zwergmutante (links) neben Ausgangsform (rechts) fiel. Die Größe des Blütenkorbes ließ jedoch zu wünschen übrig, so daß der gärtnerische Selektionswert gering ist. Die Mutante wurde zwar im X 3 Anbau bestätigt, reifte jedoch nicht aus. c) Physiologische Veränderungen Zu den physiologisch bedingten Merkmalen gehört vor allem die Blütezeit. Besonders früh blühende Sorten können entweder in das Spätsommerblumensortiment eingereiht werden oder tragen zur Vielfalt des Angebotes an frühen Herbstblumen bei. Sehr späte Astern hingegen erfreuen den Blumenliebhaber recht lange mit Schnittblumen, so daß in den Katalogen auch noch für den Spätherbst Sorten zu finden sind (z. B. die einfach blühenden Madeleine-Astern). Bei diesem Zuchtziel wird jedoch ein lohnender Samenbau in Mitteldeutschland sehr in Frage gestellt. In fünf Nachkommenschaften unseres Mutationsversuches blühten in der X 2 Generation einzelne Pflanzen bis zu 14 Tage früher als die Masse der übrigen Pflanzen. Eine dieser Formen wurde als Frühblüher in der X 3 -Überprüfung bestätigt. Eine der bereits als kurzstielig beschriebenen Mutanten zeigte außer Zwergwuchs noch um 18 Tage verspätete Blütezeit.

90 Diese beiden Beispiele beweisen, daß es durchaus möglich ist, mit Hilfe der Mutationszüchtung auch die Blütezeit einer Sorte zu verändern. d) Farbmutanten Vom Zierpflanzenbau wurden im größeren Umfang die hin und wieder in bestimmten Sorten spontan auftretenden Farbmutationen zur Erweiterung der Blumensortimente genutzt. Als markante Beispiele hierfür seien die „Farbsports" der Sorte „William Sim" bei D i a n t h u s c a r y o p h y l l u s (WASSCHER, 1956) und bei C h r y s a n t h e m u m i n d i c u m z. B. die Sports der Sorte „Rayonante" ( J A N K , 1955) genannt. Über die Erzeugung somatischer Farbmutationen mit Hilfe von Röntgen- und Radiumstrahlen liegen ebenfalls positive Ergebnisse vor (z. B. de M O L , 1944, S I N G L E T O N et. al., 1956, J A N K , 1957). J A N K (1957) betont, daß es wichtig ist, nur einzelne Merkmale zu verändern. Wenn das sonstige morphologische und physiologische Verhalten von Mutante und Ausgangsform gleich bleibt, kann bei denselben Kulturbedingungen (Temperaturansprüche, Knospenwahl usw. bei Chrysanthemum) von ursprünglich einer Sorte ein ganzes Farbsortiment angeboten werden. Auch nach Röntgenbestrahlung von Samen ist es möglich, Farbvarianten zu erzeugen, die von ihrem mutierten Merkmal abgeAbb. 3. Einstielige Mutante sehen, im wesentlichen den Sortencharakter der Ausgangsform beibehalten. So blühten in unserem Mutationsversuch mit Sommerastern in einer Nachkommenschaft drei Pflanzen weiß, besaßen sonst aber die gleichen morphologischen und physiologischen Merkmale wie die Ursprungssorte „Jugend". Insgesamt wurden sieben Farbmutanten bestätigt. Außer der weißblühenden Mutante wurden fünf fleischfarbene und eine rubinrote Mutante gefunden. e) Mutanten mit verändertem Blütenbau Die Ausgangsform gehört zur Gruppe der Rosenastern. Die Mehrzahl der in einem Korb sitzenden Einzelblütchen besitzt in dieser Gruppe typische Zungenblüten. Nach der Körbchenmitte zu finden sich jedoch häufiger Röhrenblüten. Dadurch neigt die Sorte „Jugend", ähnlich wie die meisten anderen gefüllt blühenden Asternsorten, zur „Knopfbildung", wobei in der Mitte des Blütenkörbchens vermehrt

91 zwittrige oder rein männliche Blüten auftreten, die keinen Schauapparat besitzen. Im Samenbau muß deshalb stets auf vollgefüllte Blumen selektiert werden. Die Abb. 4 bis 6 zeigen einige der Mutanten, die im Blütenbau in ganz charakteristischer Weise von der Ausgangsform abweichen. Abb. 4 zeigt eine Chrysanthemum- oder pyrethrumartig blühende Mutante, bei welcher der äußere Kranz der Blütenblätter typische langgestreckte Zungenblüten besitzt, der nach innen von einem Ring leicht gedrehter bzw. gekräuselter Zungenblüten abgelöst wird. Das Zentrum besteht wiederum aus zwittrigen, durch die Antheren gelb aussehenden Röhrenblüten. Derartige Formen traten in zwei verschiedenen Nachkommenschaften auf, die in zwei Fällen auf eine Bestrahlung mit 1 Kr zurückgehen, während die dritte aus der 4 Kr-Serie stammt. Diese drei Formen besitzen ebenso wie zwei weitere, bei denen überhaupt keine Blütenblätter ausgebildet sind (vgl. Abb. 5), keinen Selektionswert. Wertvoll schien dagegen eine Mutante, die im Wuchs etwas kürzer war, als die Ausgangsform. Die Primär- und Nebentriebe blühten fast zur gleichen Zeit auf. Sie besitzt Zungenblüten, die nach der Mitte des Körbchens zu in ihrer ganzen Länge geschlossen, röhrig sind. Ein einzelnes Körbchen A b b . 4. Chrysanthemumartig blühende Mutante gleicht einer Bellisblüte (Abb. 6). Die Blütenfarbe weicht nicht von der der Ausgangsform ab. Im Habitus und dem Blütenbau gleicht die Mutante der von der Firma F. C. Heinemann, Erfurt, gezüchteten Sorte „Cyriaksburg". Bedingt durch den sehr hohen Anteil rein weiblicher Röhrenblüten ist der Samenansatz dieser Mutante nur gering, so daß die Vermehrung auf Schwierigkeiten stoßen kann. Trotzdem gelang es bisher, diese an sich wertvoll erscheinende Mutante zu vermehren. III. D i s k u s s i o n In der Praxis entstehen neue Asternsorten gelegentlich durch Auslese von Formen, die von einer bei Astern nicht seltenen spontanen Fremdbefruchtung herrühren. Manche Farbspiele innerhalb einer Klasse mögen auf diese Weise „gezüchtet" worden sein. Eine solche „Neuheit" ist dann vor ihrer Vermehrung nur noch auf Konstanz zu prüfen. Bestimmte Zuchtziele, wie etwa die Kombination von Zwergwuchs mit einer gewünschten Blütenform und -färbe lassen sich im allgemeinen aber nur mittels Kreuzung geeigneter Ausgangsformen verwirklichen. Will man dagegen innerhalb einer bestimmten Klasse neue Typen gewinnen, kann die Mutations-

!)2

S T K U C K A R D T , Mutationsversuche mit Sommerastern (Callistephus chinensis)

Abb. 5. links normale Blüte, rechts Alutante ohne Blütenblätter Züchtung u. U. schneller zum Erfolg führen. Alle auftretenden Mutanten sind konstant, und falls ihnen Marktwert zukommt, genügt eine mehrjährige Saatgutvermehrung mit anschließender Einführung in die Praxis, so daß der Zuchtweg gegenüber der Kombinationszüchtung sogar abgekürzt werden kann. Die experimentell erzeugten Mutationen verlaufen richtungslos, d. h. man kann nicht bestimmte Merkmalsänderungen in einer abschätzbaren Häufigkeit erzielen. Das Auftreten bestimmter Mutationstypen ist abhängig vom Umfang des Mutationsversuches und der Technik der Auslese. Um mit genügender Sicherheit Mutanten auszulesen, soll nach den Erfahrungen bei anderen Kulturpflanzen (vgl. FREISLEBEN und LEIN, 1943) die X 2 -Generation mindestens 3000 bis 5000 Nachkommenschaften umfassen. Die Aussicht, unter den Mutationen auch züchterisch wertvolle Formen zu finden, ist hier größer als bei kleiner Nachkommenschaftszahl. Der Versuchsumfang war im vorliegenden Falle mit 817 X r N a c h kommenschaften für eine bestimmte praktische Zielsetzung zu klein. Daß es bei diesem Tastversuch trotzdem gelang, insgesamt 35 Mutationen zu Abb. 6. Bellisblütige Mutante bestätigen, beweist, daß diese Me-

A r c h i v f ü r Gartenbau, I X . Band, Heft 2, 1961

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thode die Variabilität von Zierpflanzenarten beträchtlich erhöhen kann. Mindestens drei dieser Mutanten kann nach zweijähriger Überprüfung außerdem Kulturwert zugesprochen werden. Neben einer direkten Einführung von Mutanten in die Praxis können andere mit einzelnen wünschenswerten Eigenschaften als Kombinationspartner Bedeutung erlangen. Von einem derartigen Falle hat erst kürzlich STUBBE (1959) berichtet. STUBBE hatte in Röntgenversuchen eine für gärtnerische Zwecke sehr erwünschte einstielige Mutante gefunden, die aber infolge gleichzeitiger Blütenanomalien zunächst nicht praktisch verwertet werden konnte. Indem VOGEL diese Mutante in andere Sorten einkreuzte, gelang es ihm, diesen pleiotropen Komplex aufzulösen und eintriebige Stangen zu entwickeln. In diesem Zusammenhang kann auch auf die in unseren Versuchen gefundene eintriebige und kleinblumige Asternmutante verwiesen werden. Es ist zwar bekannt, daß Kreuzungsarbeiten bei Callistephus technisch nicht sehr einfach sind. Falls Einstieligkeit ein wünschenswertes Zuchtziel sein sollte, ist es möglich, durch Kreuzung mit großblumigen Sorten oder Straußenfedertypen eine eintriebige Schnittsorte zu erzeugen. In der X 2 -Generation wurde von zahlreichen X r Pflanzen außer Samen der Hauptblüte auch noch Samen von Seitenblüten angebaut. Von einer Albinamutation abgesehen, traten bei geprüften X 2 -Nachkommenschaften, die aus Samen von Seitenblüten hervorgingen, keine Mutationen auf. Das bedeutet, daß das Mutationsgeschehen hauptsächlich an einer oder wenigen Initialzellen abläuft, aus denen später der Mitteltrieb hervorgeht. Die Samenernte der Xj-Generation läßt sich deshalb vereinfachen. Lediglich die abgeblühten Haupttriebe werden geerntet und verarbeitet, und es besteht keine Gefahr, einen Teil der ausgelösten Mutationen zu verlieren. Weitere Vereinfachungen bestehen in der Möglichkeit, die Mutantenselektion von der X 2 - auf spätere Generationen zu verschieben. Während in der X 2 -Generation Mutanten im günstigsten Falle nur zu 25% aus einer Nachkommenschaft ausspalten, sind bei einer X 3 -Selektion ganze Nachkommenschaften verändert und besser zu erkennen. Vor allem lassen sich auf diese Weise wertvolle Kleinmutationen leichter selektieren. Zusammenfassung 1. In Triebkraftversuchen wurde nach Anwendung gestaffelter Röntgendosen die Strahlensensibilität bei Callistephus chinensis ermittelt. Die Dosis letalis 50% liegt zwischen 4 und 4,5 Kr. 2. Von 69 in der X 2 selektierten Abweichungen wurden insgesamt 35 als Mutationen in einem X 3 -Anbau bestätigt. Die Gesamtmutationsrate beträgt 4,3%. Die Mutationsrate auf Dosisbereiche aufgegliedert steigt mit zunehmender Bestrahlungsdosis an und erreicht bei 4 Kr mit 14,5% ihren Höhepunkt. 3. Die in der Xj-Generation an den einzelnen Pflanzen gebildeten Seitenblüten wurden in der X 2 auf die Mutationsrate hin überprüft. Von einer Albinamutation abgesehen traten keine Mutanten auf. 4. Unter den verschiedenen aufgetretenen Mutationstypen wurden neben einer Reihe wertloser Formen auch einige züchterisch brauchbare Mutanten gefunden.

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STIiL'CKARDT, Mutationsversuche mit Sommerastern (Callistephus chinensis)

Pe3i0Me

1. B BHroHOTOHx onuTax npw noMomn B03pacTaic>miix aoa peHTreHOBCKHx jiyneii H3YHAJIACI> NYBCTBHTEJIBHOCTB Callistpheus chinensis K oSjiyneHHio. Dosis letalis 5 0 % HAXOFLMTCH MEJK^Y 4 H 4 , 5 K P .

2. PI3 69 OTOöpaHHHX B X 2 OTKjiOHeHHii Bcero 35 OKa3ajincb npii B03^GJitiBaHHH X 3 MyTau,HHMH. Oömeä npcmoHT MyTaqmi paBnaeTCH 4 , 3 % . 3 O J I H MyTai;HH, noApa3AeneHHaH no pasjnraiHM noaiw oßjiyneHHH, B03pacTaeT c yßenHHHBaiomeHCH fl03eft ofijiyiemiH H jjocTiiraeT MaKCHMyMa (14,5%) npn 4 Kp. 3 . BoKOBHe IJBGTKH, 06pa30BaBiiiHecH na oT^ejibHux pacTGHHHX IIOKOJIGHHH X X , B iiOKOJieHim X 2 npoBepHjincb OTHüCHTCJibiio JJOJIH MyTanniT. HOMHMO MyTau,MH ajibßnHa npyrnx MyTaHTOB He 6HUIO. 4. Cpe^H pa3JiHHbix IIOHBHBIIIHXCH THIIOB MyTaijHH KpoMe ijejioro pnjja HeronHbix (j)opM 6HJIO HAFTFLEHO HecKOJibKO MYTAHTOB, nparo^Hbix fljiH cejiem;HH. Summary 1. The susceptibility to radiation of Callistephus chinensis has been determined in shooting capacity experiments by applying graduated X-ray doses. The dose lethalis 50% ranges between 4 and 4,5 Kr. 2. Of 69 deviations selected in the X 2 , altogether 35 have been confirmed as mutations in a X 3 -cultivation. The over all mutation rate amounts to 4,3%. The mutation rate of the individual dosages rises with an increasing radiation dose and reached its maximum (14,5%) at 4 Kr. 3. Lateral flowers having been formed on the individual plants in the X^generation were examined in the X 2 as to the rate of mutation. Apart from one albina mutation no other mutants occurred. 4. Among the various mutation types there were also, in addition to a number of worthless forms, some mutants which may be used for breeding puposes. Literaturverzeichnis 1. BIEBL, R. und SCHINDLER, H.: 1950: Über pflanzliche Mutationen. Die Gartenbauwirtschaft 2. EGGEBRECHT, H.: 1941: Die Untersuchung von Saatgut in: Handbuch der landw. Versuchs- und Untersuchungsmethodik, 5. Bd. Verlag Neumann-Neudamm 3. FREISLEBEN und LEIN: 1943: Vorarbeiten zur züchterischen Auswertung röntgeninduzierter Mutationen II. Mutationen des Chlorophyllapparates als Testmutationen für die mutationsauslösende Wirkung der Bestrahlung bei Gerste. Zeitschrift f.Pflanzenzüchtung, 25, 2 2 5 - 2 8 3 4. GUSTAFSSON, A. und v. WETTSTEIN, D.: 1956: Mutationen und Mutationszüchtung in Kappert-Rudorf: Handbuch d. Pflanzenzüchtung, II. Aufl. Parey-Verlag, Berlin u. Hamburg 5. JANK, H.: 1957: Experimentelle Mutationsauslösung durch Röntgenstrahlen bei Chrysanthemum indicum. Der Züchter, 27, 223—231 5 a. JANK, H.: 1955: Zur Frage des „Sportens" bei Chrysanthemum indicum. Der Deutsche Gartenbau, 265—268 6. KNAPP, E.: 1940: Züchtung durch Mutationsauslösung in Roemer-Rudorf: Handbuch d. Pflanzenzüchtung, I. Aufl. Parey-Verlag, Berlin u. Hamburg

A r c h i v f ü r Gartenbau, I X . B a n d , Heft 2, 1961

95

7. KNAPP, E. und KAPLAN, R. W . : 1942: Beeinflussung der Mutationsauslösung und anderer Wirkungen der Röntgenstrahlen bei Antirrhinum majus durch Veränderung des Quellungszustandes der zu bestrahlenden Samen. Zeitschr. f. indukt. Abstammungsu. Vererbungslehre, 80. 5 4 6 - 5 8 9 8. MIKAELSEN, K . : 1956: Studies on genetic effects of chronic -eradiation in plants. Peaceful uses of Atomic energy, Proceedings of the internat. Conf. in Geneva. Vol. 12, United Nat., New York. 3 4 - 3 9 9. DE MOL, W. E . : 1944: Dreizehn Jahre ( 1 9 2 8 - 4 0 ) Röntgenbestrahlung bei Tulpen und Hyazinthen zur Erzeugung von somatischen Mutationen. Zeitschr. f. Pflanzenzüchtung, 26. 3 5 3 - 4 0 3 10. SINGLETON, KONZ AK, SHAPIRO und SPARROW, A. H.: 1956: The Contribution of radiation genetics to crop improvement. Peaceful uses of Atomic energy. Proceedings of the int. Conf. Vol. 12, New York, 25 — 30 11. SPARROW, A. H. und GUNKEL, J. E.: 1956: The effect on plants of chronic exposure -/-radiation from radio cobalt. Peaceful uses of Atomic energy. Proceedings of the int. Conf., Vol. 12, New York. 5 2 - 5 9 12. STUBBE, H . : 1959: Einige Ergebnisse der Mutationsforschung an Kulturpflanzen. Sitzungsberichte der Dt. Akademie der Wissenschaften zu Berlin. Klasse für Medizin, Nr. 1, S. 1 - 3 2 13. STUBBE, H.: 1934: Die Bedeutung der Mutationen für die theoretische und angewandte Genetik. Naturwissenschaften, 22, 781—87 14. WASSCHER, J . : 1956: The importance of sports in some florist's flowers. Euphvtica, 5, S. 1 6 3 - 1 7 0

96 Aus dem Institut für Gartenbau Großbeeren der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin ( D i r e k t o r : Prof. D r . J . R E I N H O L D )

F. G Ö H L E R

Die Überwachung und Regulierung von Nährlösungen bei der erdelosen Kultur von Gemüse unter Glas Eingegangen am 17. J u n i 1960

Die erdelose Kultur ist als Produktionsverfahren im Gemüsebau unter Glas bereits so weit entwickelt, daß sie in vielen Betrieben mit Vorteil gegenüber der üblichen Erdkultur eingesetzt werden kann. In sozialistischen Großbetrieben bietet sie die Möglichkeit der Mechanisierung und Teilautomatisierung des Produktionsprozesses bei gleichzeitiger Einsparung von Arbeitskräften. Bei sachgemäßer Durchführung können höhere und zeitigere Erträge erzielt werden, was besonders für die Versorgung der Bevölkerung mit Frühgemüse von Bedeutung ist. Schließlich bietet die erdelose Kultur erhebliche Vorteile für alle Frühgemüsebaubetriebe, bei denen größere Schwierigkeiten in der Beschaffung hochwertiger gärtnerischer Kulturerden auftreten. Durch den Wegfall des arbeits- und zeitaufwendigen Erdewechsels ist es möglich, die Glasflächen nahezu ganzjährig zu nutzen und weitere Arbeitskräfte einzusparen. Es ist abzusehen, daß auch die in Großbetrieben verstärkt auftretenden Probleme der modernen Pflanzenhygiene bei der erdelosen Kultur einfacher und rationeller gelöst werden können als bei der Erdkultur. Einer breiteren Einführung der erdelosen Kultur in die Praxis des Gemüsebaues standen bisher noch zwei ungenügend bearbeitete Probleme im Wege, erstens die Frage der einfachen Überwachung und Regulierung der Nährlösungen, sowie die Frage der Wirtschaftlichkeit unter den Bedingungen des Großbetriebes. Im Institut für Gartenbau Großbeeren wurden deshalb Untersuchungen über die verschiedenen Möglichkeiten der laufenden Kontrolle und Ergänzung der Nährlösungen im Produktionsbetrieb durchgeführt. Gleichlaufend wurden in einem sozialistischen Produktionsbetrieb 2jährige Untersuchungen über die Wirtschaftlichkeit der erdelosen Kultur von Gemüse durchgeführt, über die demnächst berichtet wird. Die laufende Überwachung und Regulierung der verwendeten Nährlösungen ist in Instituten, die über chemische Laboratorien verfügen, ohne Schwierigkeiten durchführbar. Wahrscheinlich wurde gerade aus diesem Grunde die wissenschaftliche Bearbeitung dieses Themas vernachlässigt, so daß in der überwiegenden Zahl der Veröffentlichungen dieses Problem entweder gar nicht erörtert oder nur ungenügend behandelt wurde. Eine Reihe von Autoren empfiehlt, die Nährlösungen in bestimmten Zeitabständen zu erneuern (5, 7, 12, 35), deren Länge von der Nährlösungskonzentration und den Ansprüchen der Kulturpflanzenart abhängig ist. Alle übrigen Methoden verzichten auf die Nährlösungserneuerung, sondern ergänzen in Abständen von 7 bis 14 Tagen die fehlenden Nährstoffe. Dabei geben über die Menge der zu ergänzenden Nährstoffe entweder elektrische Leitfähigkeitsmessungen (6, 18) oder ein Primitivverfahren Auskunft, bei welchem der Verdunstungsrückstand je eines Tropfens verschieden konzentrierter Nährlösungen visuell verglichen wird (21). Häufiger erfolgt die Ergänzung nach Erfahrungsnormen, die entweder auf Grund früherer chemischer Nährlösungsanalysen gesammelt (6) oder auf der

97

A r c h i v f ü r Gartenbau, I X . Band, Heft 2, 1961

Grundlage von Nährstoffentzugszahlen errechnet wurden. Letztere Methode wurde von FRIEDRICH und SCHMIDT (4) bei Wasserkulturen erfolgreich erprobt, ist jedoch bei der Kieskultur nicht anwendbar, da hier die erforderliche Nährstoffzufuhr stets wesentlich höher als der Nährstoffentzug ist (11). Von PENNINGSFELD (24) und TRAUB (33) wird empfohlen, das fehlende Nährlösungsvolumen in Abhängigkeit von der herrschenden Temperatur mit unterschiedlich verdünnter Nährlösung zu ergänzen. Als genaueste Methode wird am häufigsten empfohlen, die Nährlösung mittels chemischer Schnellteste im Betrieb selbst zu untersuchen (1,2,6, 21, 28), jedoch werden hierzu oft nur ungenügende Hinweise gegeben, wodurch der Eindruck entsteht, daß diese Frage nicht näher bearbeitet wurde. Lediglich einige Autoren geben genaue Arbeitsanweisungen für die Schnelluntersuchung von Nährlösungen (1, 2, 28, 29), bei deren Überprüfung sich jedoch teilweise herausstellte, daß sie in der angegebenen Form nicht anwendbar bzw. verbesserungsbedürftig sind. Ergebnisse, die über die erzielte Genauigkeit derartiger Methoden sowie über deren praktische Auswirkung berichten, sind bislang unbekannt. Zur Klärung dieses Problems wurde derart vorgegangen, daß zunächst einige der ernährungsphysiologischen Ansprüche der Gemüsearten untersucht werden, die in unmittelbarem Zusammenhang zum Thema stehen. Im folgenden wurden die Methoden ausgewählt und einer eingehenden methodischen Prüfung unterzogen, die zur Schnellbestimmung von Nährlösungen dienen können. Der dritte Teil der Untersuchungen mußte der Erprobung dieser Schnellmethoden im Vegetationsversuch dienen; denn nicht alle Fragen waren laboratoriumsmäßig zu klären, was insbesondere für die Überprüfung der Anwendbarkeit physikalischer Schnellmethoden gilt. Untersuchungen über einige pflanzenphysiologische Ansprüche der Gemüsearten an die Nährlösung Über die zweckmäßigste Z u s a m m e n s e t z u n g d e r N ä h r l ö s u n g e n für die erdelose Kultur von Gemüse ist bereits berichtet worden (8, 9). Insbesondere hat sich die Nährlösung aus Handelsdüngemitteln nach GEISSLER, bestehend aus Kaliammonsalpeter, Superphosphat, Reformkali sowie einem Zusatz von Spurenelementen und Säure in der Praxis sowohl pflanzenphysiologisch wie ökonomisch gut bewährt. Es konnte festgestellt werden, daß das Verhältnis der Hauptnährstoffe in dieser Nährlösung weitgehend mit den Entzugsverhältnissen der Gemüsearten Gurke, Tomate (11) und Salat übereinstimmt (Tabelle 1). Tabelle 1 Nährstoffgehalt der Nährlösung nach GEISSLER und Verhältnis des Nährstoffentzuges bei Gurke, Tomate und Salat

Nährstoffgehalt der Nährlösung in mg/1 Verhältnis (N = 1) Nährstoffentzugsverhältnis Gurke Tomate Salat

N

K2O

P2O5

CaO

MgO

150

1

365 2,43

135 0,90

305 2,03

22,5 0,15

1 1 1

2,32 1,82 2,44

0,93 0,58 0,45

1,8 1,2 n. b.

0,14 0,06 n. b.

G Ö H L K R , I b e r w a c h u n g und R e g u l i e r u n g v o n N ä h r l ö s u n g e n v o n G e m ü s e unter Glas

Bei der wichtigsten Gemüseart Gurke ist die Übereinstimmung somit sehr gut. Bei Tomate ist der Stickstoffentzug etwas höher, bei Salat der Phosphorentzug geringer als das Verhältnis in der Nährlösung. Die im wesentlichen gute Übereinstimmung ist jedoch sehr positiv zu bewerten, da sie die Richtigkeit der angegebenen Nährlösungszusammensetzung bestätigt und darüber hinaus auch die Anwendung physikalischer Methoden der Nährlösungsüberwachung erleichtert. Bezüglich der Nährlösungskonzentration konnte in einem entsprechenden Versuch zu einer mittelfrühen Tomatenkultur festgestellt werden, daß die höchsten Erträge bei einer Gesamt-Salzkonzentration von 2°/00 erzielt wurden (10), was sich mit Ergebnissen von RAUTERBERG und LENHARD (27) deckt. Eine Absenkung der Konzentration auf l°/00 brachte keine gesicherten Mindererträge, dagegen wirkten höhere Konzentrationen ertragssenkend. Deshalb sollte die Häufigkeit der Nährlösungsergänzungen so eingerichtet werden, daß die Konzentration der Nährlösung bei einer Ausgangskonzentration von 2°/00 nicht wesentlich unter l°/00 absinkt. In Modellversuchen wurde ferner nachgewiesen, daß ein Zusatz von Schwefelsäure zur pH-Absenkung bei dem verwendeten kalkreichen Wasser (280 mg CaO/1) notwendig ist. In Abhängigkeit vom Calciumgehalt und dem pH-Wert des Wassers bilden sich in der Nährlösung schwerlösliche Calcium- und Eisenphosphate. Durch nephelometrische Messungen wurde nachgewiesen, daß durch den Zusatz von Säure bis zu einem pH-Wert von 5,8 bis 6,0 diese Ausfällungen bei dem verwendeten Wasser um die Hälfte gesenkt werden können. Die verschiedenen Maßnahmen zur Kontrolle und Ergänzung von Nährlösungen sind von der absoluten H ö h e d e r e r f o r d e r l i c h e n N ä h r s t o f f z u g a b e n abhängig. Eine hohe Nährstoffaufnahme der Kulturpflanzen bedingt häufigere, z. B. bei Gurke und Tomate in der Regel wöchentliche Nährlösungsergänzung, während schwächer zehrende Kulturen, insbesondere manche Zierpflanzenkulturen z. B. nur alle 4 Wochen eine Regulierung oder auch Erneuerung der Nährlösung bedürfen. Da die absolute Höhe des Nährstoffverbrauches auch für die Höhe von Nährstoffzugaben ohne vorherige Kontrolle des Nährstoffgehaltes der Nährlösung von Bedeutung sein kann, wurden diese Verhältnisse zunächst für die wichtigsten Gemüsearten studiert. Alle von 1953 bis 1959 durchgeführten Versuche mit den Gemüsearten Gurke, Tomate und Salat sowie mit der Anzucht von Gemüsejungpflanzen wurden bezüglich der erfolgten Nährstoffzugabe ausgewertet, sofern diese Versuche normal verlaufen waren und unter annähernd praxisähnlichen Bedingungen durchgeführt wurden. Dabei zeigte sich, daß die Unterschiede zwischen den verschiedenen Versuchen bei derselben Gemüseart am geringsten sind, wenn die zugegebenen Nährstoffmengen auf den erzielten Ertrag bezogen wurden. Wurden die Nährstoffmengen dagegen auf die Pflanzenzahl oder das Nährlösungsvolumen bezogen, so ergaben sich deutlich höhere Schwankungen (11). Um zu Erfahrungsnormen für die wöchentliche Zugabe von Nährstoffen zu kommen, schien es jedoch zweckmäßig, die zugegebenen Nährstoffmengen auf die Pflanzenzahl zu beziehen, da der zu erzielende Gesamtertrag ebenso wie die Kulturdauer vor Kulturbeginn nicht bekannt sind. Im Mittel aller ausgewerteten Versuche ergaben sich dabei folgende Nährstoffmengen in Gramm, die je Woche und Pflanze (bei Salat und Jungpflanzen je 100 Pflanzen) zugesetzt wurden (Tabelle 2).

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A r c h i v f ü r Gartenbau, I X . Band, Heft 2, 1961

Tabelle 2 Mittlere wöchentliche Nährstoffzugabe bei Gurke, Tomate, Salat und Gemüsejungpflanzen (in g/Pflz. bzw. g/ioo Pflz.) Gurke Frühkultur Zahl der ausgewerteten Versuche:

N K2O

P2O5 MgO*)

3,52 7,80 3,22 0,33

7 ± ± ± ±

Tomate Frühkultur

7 0,45 0,93 ± 0,15 0,91 2,49 ± 0,33 0,48 1,37 ± 0,11 0,07 0,28 ± 0,04

Salat GurkenTomatenHerbstkultur Jungpflanzen Jungpflanzen

17 42 20 2,8

5 ±4 ±9 ±4 ± 0,6

12,9 30,8 13,4 2,3

3 ± ± ± ±

2,2 7,8 1,1 1,0

3,4 11,5 3,1 0,84

4 ± 0,8 ± 2,4 -4- 0,5 ± 0,34

* Eine Angabe der zugegebenen Calciummenge erschien nicht sinnvoll, da Calcium nur in sehr geringen Mengen in Form von Superphosphat zur Nährlösung zugegeben wurde. Wesentlich größere Calciummengen wurden der Nährlösung mit dem verwendeten außerordentlich calciumhaltigen Wasser (280 mg CaO/1) zugeführt. Die während der Versuche benötigten Wassermengen wurden jedoch meist nicht erfaßt.

Die angegebenen Zahlen geben nur eine angenäherte Vorstellung von der Höhe der wöchentlich zur Nährlösung zuzugebenden Nährstoffmenge. Es ist jedoch ersichtlich, daß diese Zahlen außerordentlich hohe Schwankungen aufweisen, obwohl die Versuche im wesentlichen unter vergleichbaren Bedingungen stattfanden. Eine regelmäßige Kontrolle der Nährlösungen auf deren Salz- bzw. Nährstoffgehalt können sie daher nicht ersetzen. Auch gelten die Zahlen nur für den angegebenen Entwicklungszeitraum. Zum Beispiel wurden bei einer Gurkensommerkultur zwar etwa dieselben NährstofFmengen pro 100 kg erzeugter Gurken zugegeben wie bei einer Frühkultur. Bei einer Umrechnung auf den Verbrauch je Pflanze und Woche ergab sich jedoch bei der Sommerkulttur eine fast doppelt so hohe Zugabe als bei der Frühkultur, was auf das wesentlich schnellere Wachstum im Sommer zurückgeführt werden muß. Der Gehalt der Nährlösungen an wasserlöslichen Pflanzennährstoffen nimmt im Verlauf der Kultur ständig ab. Die sich ergebenden Differenzen müssen durch Zugabe neuer Nährstoffe ständig ausgeglichen werden. Nachdem dargestellt wurde, welche Höhe diese Zugaben erreichen, ist es von Interesse, in welchem Ausmaß diese N ä h r s t o f f e v o n den Pflanzen aufgenommen und v e r w e r t e t werden. Überschlägige Berechnungen zeigten zunächst, daß dies nur zu einem geringen Prozentsatz der Fall ist, so daß ein weiterer Teil der in wasserlöslicher Form zugegebenen Nährstoffe auf andere Weise der Nährlösung entzogen werden muß. Theoretisch kommen hierfür in Betracht: 1. chemische Reaktionen in der Nährlösung selbst, die zu schwerlöslichen Verbindungen führen, welche dann den Pflanzen nicht mehr zur Verfügung stehen; 2. Wechselwirkungen zwischen der Nährlösung und dem mineralischen Substrat, dessen Salzgehalt während der Kultur ständig zunimmt, und 3. Verluste an Nährlösung durch Unachtsamkeit usw. In zwei Versuchen wurde deshalb der Nährstoffentzug einer frühen Gurkenkultur sowie einer mittelfrühen Tomatenkultur durch chemische Analysen der gebildeten Pflanzensubstanz bestimmt und in Beziehung zu der zugegebenen Nährstoffmenge 7

Archiv f ü r Gartenbau, I X , Heft 2, 1 9 6 1

100

G Ö H L E R , Überwachung und Regulierung von Nährlösungen von Gemüse unter Glas

gesetzt (11). Die Verwertung der zugegebenen Nährstoffe war in beiden Versuchen sehr gering und lag für die Hauptnährstoffe NPK bei Gurke zwischen 20 und 25%, bei der Tomate zwischen 9 und 14%. Neben diesen bereits veröffentlichten Ergebnissen wurde auch der Nährstoffentzug zweier aufeinander folgender Kopfsalatkulturen bestimmt und in Beziehung zu den insgesamt zugegebenen Nährstoffen gesetzt. Die Salatkulturen wurden in einer 60 m 2 großen Versuchsanlage nacheinander vom 15. 8. bis 16. 9. 1957 und vom 17. 9. bis 1. 11. 1957 durchgeführt. Im Kulturbecken standen jeweils 618 Pflanzen. Je m 2 Glasfläche wurde ein Ertrag von 1,49 kg bzw. 1,04 kg guter Qualität erzielt. Der Gesamtnährstoffentzug beider Kulturen sowie die prozentuale Verwertung der insgesamt zugegebenen Nährstoffe werden in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3 Nährstoffentzug und -Verwertung v o n 1 2 3 6 Salatpflanzen in erdelose K u l t u r

Nährstoffentzug Nährstoffverwertung

N

K2O

P2O5

337 g 39%

823 g 45%

151G 21%

Die Verwertung der Nährstoffe war somit bei Salat höher als bei Gurke und Tomate, ist jedoch insgesamt sehr niedrig. Diese schlechte Verwertung der Nährstoffe ist jedoch weniger ein ökonomisches als vielmehr ein pflanzenbauliches Problem. Denn obwohl ein Teil der zugegebenen Nährstoffe nach Kulturende in der Nährlösung verbleibt, und ein anderer Teil der nicht aufgenommenen Nährstoffe in schwerlöslicher Form als sekundäres Calciumphosphat, Eisenphosphat usw. schon im Nährlösungsbehälter ausfällt und somit den Pflanzen nicht mehr zur Verfügung steht, muß sich auch ein Großteil der Salze im Substrat anreichern und kann dadurch nach mehreren Jahren eventuell zu Salzschäden führen, wenn nicht durch regelmäßige Ausspülungen mit Wasser dieser Überschuß wieder beseitigt werden kann. Exakte Bilanzversuche zur Klärung dieser Frage stehen jedoch zur Zeit noch aus. Auch die Frage der erforderlichen H ä u f i g k e i t d e r N ä h r l ö s u n g s e r g ä n z u n g oder - e r n e u e r u n g wurde untersucht. Diese ist neben der Höhe des Nährstoffentzuges durch die Kulturpflanzen vom Verhältnis zwischen Nährlösungsvolumen und dem Volumen des anzustauenden Substrates abhängig. Werden aus wirtschaftlichen Gründen mit derselben Nährlösung mehrere Kulturbecken nacheinander angestaut, so muß infolge des höheren Nährstoffverbrauches entsprechend öfter eine Ergänzung vorgenommen werden. Die im folgenden angeführten Untersuchungen beziehen sich auf den Normalfall, wo das Nährlösungsvolumen etwa 30% des Substratvolumens betrug. In zwei Vegetationsversuchen zu Tomate ergaben sich nur geringfügige, statistisch nicht gesicherte Ertragsunterschiede insofern, als eine Ergänzung aller 7 Tage etwas besser als 14tägige Ergänzung war. Regelmäßige, alle 2 Tage durchgeführte Nährlösungsuntersuchungen ergaben jedoch, daß der Gehalt an den Hauptnährstoffen bei 14tägiger Ergänzung wesentlich stärker als bei 7tägiger Ergänzung absinkt. Bei allen Nährstoffen außer Nitratstickstoff wurden Werte unter 50% des Ausgangswertes gefunden.

A r c h i v f ü r G a r t e n b a u , I X . Band, Heft 2, 1961

101

Tabelle 4 Mittlerer Nährstoffgehalt der Nährlösungen nach 7- bzw. 14tägiger Benutzung in % zun\ A u s g a n g s w e r t ( = 100%) Ergänzung 7tägig 14tägig

NH 4 -N

N03-N

K2O

P2O5

38,4% 20,0%

78,5% 69,3%

61,9% 42,9%

62,2% 35,7%

In Abbildung 1 wird als typisches Beispiel ein Teil der Analysenergebnisse bei Phosphor angegeben. Die wesentlich größeren Schwankungen im P 2 O s -Gehalt bei 14tägiger Ergänzung sind deutlich zu erkennen. Es kann daher auf Grund dieser Analysenergebnisse geschlußfolgert werden, daß zumindest bei stark nährstoffbedürftigen Kulturen wie Gurke, Tomate u. a. eine wöchentliche Ergänzung oder Erneuerung der Nährlösung angebracht ist. Von vorwiegend wirtschaftlichem Interesse ist die Frage, ob die Nährlösungen in den pflanzenphysiologisch optimalen Zeitabständen ergänzt oder erneuert werden sollen. Die Berichte hierüber gehen auseinander. LUCK (22) kommt zum Schluß, daß die Erneuerung von 2 m 3 Nährlösung billiger als die Durchführung einer Analyse und die nachfolgende Ergänzung sei. Die gefundenen Unterschiede waren jedoch unerheblich und die Berechnung nicht ganz einwandfrei. Da in der Praxis zudem meist mit größeren Nährlösungsvolumen gearbeitet wird, wurden die Verhältnisse an der Großanlage im VE-Gemüsekombinat Wollup bei einem Nährlösungsvolumen von 7,3 m 3 untersucht. Die Berechnungen ergaben, daß die Durchführung einer Analyse mittels Näherungsverfahren und die anschließende Ergänzung der fehlenden Nährstoffe um 29% billiger ist als die völlige Erneuerung der Nährlösung.

Abb. 1. Phosphorgehalt von Nährlösungen bei 7- und 14tägigcr Nährstoffergänzung 7*

102 Ausarbeitung u n d methodische Überprüfung von Näherungsverfahren zur Nährlösungskontrolle Zur Kontrolle der Nährlösungszusammensetzung können grundsätzlich zwei Wege eingeschlagen werden: Exakte chemische Analysen und Näherungsmethoden. Dabei haben beide Methoden je nach Aufgabenstellung ihre volle Berechtigung. Die exakten chemischen Untersuchungsverfahren gestatten einen genauen Überblick über die jeweilige Nährlösungszusammensetzung und sind deshalb besonders für wissenschaftliche Zwecke unentbehrlich. Für praktische Zwecke lohnt der Aufwand exakter chemischer Untersuchungen, abgesehen von Ausnahmefällen dagegen nicht. Bekanntlich wirken unter praktischen Verhältnissen eine große Zahl von Faktoren auf die Nährlösung ein, die ein ständiges Schwanken der Nährlösungszusammensetzung verursachen und es unmöglich machen, jeweils eine genau definierte Nährlösung zu haben. Neben dem Nährstoffentzug durch die Kulturpflanzen spielen die folgenden Faktoren eine Rolle: Zur Herstellung und Ergänzung finden in der Regel Handelsdüngemittel Verwendung, deren Zusammensetzung schwankt und nur annähernd bekannt ist. Abgesehen von Extremfällen wird der Nährstoffgehalt des verwendeten Wassers meist vernachlässigt. Das Volumen der Nährlösung unterliegt ständigen Veränderungen und wird meist nur annähernd genau durch Zugabe von Wasser wieder hergestellt. Verschmutzung und ein gewisser Algenwuchs sind meist nicht zu vermeiden. Hinzu kommen die chemischen Veränderungen in der Nährlösung selbst sowie Wechselwirkungen mit dem mineralischen Substrat der erdelosen Kultur, die oft zu erheblichen Schwankungen in der Nährlösungszusammensetzung führen. Der Aufwand exakter Untersuchungsmethoden würde demnach in diesen Fällen nicht lohnen, da schon während des zur Untersuchung notwendigen Zeitraumes oft Veränderungen in der Nährlösungszusammensetzung auftreten, die größer sein können, als die Fehler bei Näherungsmethoden sind. Zudem bestätigen alle bisherigen Erfahrungen bei der erdelosen Kultur, daß die Kulturpflanzen gegen geringfügige Schwankungen in der Nährlösungszusammensetzung relativ unempfindlich sind. Als Näherungsmethoden werden solche Untersuchungsverfahren bezeichnet, die bei möglichst geringem Aufwand an Zeit, Material und chemischen Kenntnissen seitens des Untersuchenden einen für praktische Zwecke hinreichend genauen Einblick in die Zusammensetzung der Nährlösung gestatten. Hierdurch soll die laufende Ergänzung der verbrauchten Nährstoffe ermöglicht werden. Ferner sollen extremer Nährstoffmangel oder -Überschuß, pH-Schwankungen usw. rechtzeitig erkannt werden, um durch geeignete Maßnahmen Fehlentwicklungen vermeiden zu können. Bei den Näherungsmethoden sind wiederum physikalische und chemische Methoden zu unterscheiden. Durch physikalische Methoden ist lediglich der Salzgehalt der Nährlösungen, nicht jedoch deren chemische Zusammensetzung zu bestimmen. Dem Vorteil der einfachen Durchführung steht somit ein schwerer Nachteil gegenüber. Die physikalischen Methoden erscheinen demnach nur anwendbar, wenn sich auch während längerer Kulturperioden das Verhältnis der Nährstoffe zueinander in der Nährlösung nur wenig ändert. Die Entscheidung hierüber kann für die verschiedenen Nährlösungen jedoch nur durch Vegetationsversuche getroffen werden.

103 Bei den chemischen Näherungsverfahren bestehen diese Nachteile nicht. Sie ergeben innerhalb gewisser Fehlergrenzen einen Überblick über die chemische Zusammensetzung der Nährlösung und gestatten damit eine zuverlässige laufende Ergänzung der Nährlösung. Derartige chemische Schnellverfahren sind vor allem zur Nährstoffkontrolle landwirtschaftlicher Böden entwickelt worden und werden in mehreren Ländern gegenüber exakteren Methoden bevorzugt, da sie mit geringerem Aufwand als exakte Methoden durchführbar sind und für praktische Zwecke hinreichend genaue Ergebnisse liefern können (17). Der Hauptnachteil besteht darin, daß derartige Methoden vom Ausführenden gewisse chemische Kenntnisse sowie einen bestimmten Aufwand an Geräten und Chemikalien voraussetzen, der allerdings gegenüber exakteren Methoden ungleich geringer ist. Es muß darauf hingewiesen werden, daß diese chemischen Schnellteste durchweg auf sehr empfindlichen chemischen Reaktionen beruhen, daß demnach auch hier ein genaues und sauberes Arbeiten ebenso erforderlich ist, wie bei jeder anderen chemischen Analyse. Gegenüber letzteren unterschieden sie sich durch die Anwendung möglichst einfacher Reaktionen, durch den Fortfall aufwendiger chemischer Laborarbeiten sowie durch den Verzicht auf Meßgeräte, Analysenwaagen usw. Physikalische Methoden Als einfache physikalische Methoden kommen nur solche zur Bestimmung des Salzgehaltes der Nährlösungen in Betracht; denn alle übrigen physikalischen Methoden, die in letzter Zeit in zunehmendem Maß in die Analytik Eingang gefunden haben, erfordern komplizierte Meßgeräte und Apparaturen sowie häufig noch zusätzlich chemische Trennungsverfahren. Zur Bestimmung des Salzgehaltes wäßriger Lösungen sind neben der gravimetrischen Bestimmung des Abdampfrückständes folgende Methoden anwendbar: Messung der elektrolytischen Leitfähigkeit, Bestimmung der Siedepunkterhöhung bzw. Gefrierpunktserniedrigung, Bestimmung des osmotischen Druckes und Dichtebestimmungen. Von den angegebenen Möglichkeiten ist jedoch nur die elektrolytische Leitfähigkeitsmessung genügend empfindlich, um in dem eng begrenzten und sehr niedrigen Konzentrationsbereich der Nährlösungen Salzgehaltesunterschiede messen zu können. Sie wurde deshalb auch häufig zur Bestimmung des Salzgehaltes von Bodenwasser, Nährlösungen usw. herangezogen (14, 19, 23, 31) und war deshalb auch Gegenstand näherer Untersuchungen. Die elektrolytische Leitfähigkeit von Lösungen ist abhängig von der Konzentration der Lösung an Ionen, von deren Beweglichkeit, von der Temperatur, der Dielektrizitätskonstanten und der Viskosität der Lösung. Durch elektrolytische Leitfähigkeitsmessungen können daher die Konzentrationen wäßriger Salzlösungen sehr genau bestimmt werden, wenn in der Lösung nur ein Salz gelöst ist und während der Messung auf Temperaturkonstanz geachtet wird. Auch in Lösungen mehrerer Salze kann der Salzgehalt mittels Leitfähigkeitsmessungen festgestellt werden, jedoch ist hierzu die Aufstellung von Eichkurven von Verdünnungsreihen erforderlich. Dieser Fall liegt praktisch auch bei Nährlösungen vor. Es ist theoretisch möglich, durch Messung der Leitfähigkeit verschieden stark verdünnter Nährlösungen Eichkurven aufzustellen, mit denen bei späteren Messungen die Konzentration ermittelt werden

104

G Ö H L E R , Ü b e r w a c h u n g und R e g u l i e r u n g v o n N ä h r l ö s u n g e n v o n G e m ü s e unter G l a s

kann. Diese Voraussetzung gälte jedoch nur in dem praktisch nie eintretenden Fall, daß die chemische Zusammensetzung der Nährlösungen stets konstant bleibt. Die Leitfähigkeit wäßriger Salzlösungen ist neben der Konzentration entscheidend von der Beweglichkeit der verschiedenen Ionen beeinflußt, die als Äquivalentleitfähigkeit bei unendlicher Verdünnung A ^ in Q 1 cm 2 val 1 ausgedrückt werden kann. Die Beweglichkeit der Ionen ist verschieden groß, bewegt sich jedoch mit Ausnahme von H + ( H 3 0 + ) und OH~ etwa in der gleichen Größenordnung. Die Beweglichkeit von H+ und OH ist hingegen wesentlich höher als die der übrigen Ionen. Bei konstantem pH-Wert könnte demnach auch ohne Eichkurve in Lösungen mehrerer Salze mit annähernder Genauigkeit auf die Ionenkonzentration geschlossen werden. Für pflanzenbauliche Zwecke wäre aber eine derartige Definition der Konzentration von Nährlösungen weniger geeignet, da auch die nicht dissoziierten Moleküle durch Erhöhung des osmotischen Druckes in Konkurrenz zum Saugwert der Pflanzen stehen. Pflanzenphysiologisch am richtigsten wäre deshalb die Angabe der Nährlösungskonzentration als Zahl der je Volumeneinheit gelösten Teilchen, deren Bestimmung jedoch nur als Siedepunktserhöhung, Gefrierpunktserniedrigung oder als osmotischer Druck möglich ist, was in der Praxis meßtechnische Schwierigkeiten bereitet. Aus diesen Gründen hat sich deshalb in der Praxis der erdelosen Kultur allgemein die Konzentrationsangabe in Gewichtsprozent eingebürgert. Nun ergeben sich jedoch zwischen der Äquivalentleitfähigkeit A ^ und dem Äquivalentgewicht der Ionen erhebliche Unterschiede, die für den pflanzenphysiologisch wichtigsten Ionen zusammengestellt werden: Tabelle 5 Äquivalentleitfähigkeit, Äquivalentgewicht und deren Verhältnis bei den pflanzenphysiologisch wichtigsten Ionen Ion

H+ K+

NH4+

VI Mg ä+ V. Ca2+ V. Fe»+

OHCINO 3 V, s c v -

H2PO47* HPO42-

Äquivalentleitfähigkeit in n - 1 cm 2 val" 1 bei 18° C

Äquivalentgewicht

Äquivalentleitfähigkeit: Äquivalentgewichtseinheit

314,5 63,8 63,6 44,6 50,4 61,0

1,008 39,100 18,003 12,160 20,040 18,620

312,00 1,63 3,53 3,67 2,51 3,28

174,0 66,2 62,5 68,7 28,0 57,0 (25° Q

17,008 35,457 62,008 48,033 96,991 47,992

10,23 1,87 1,01 1,43 0,29 1,19

Die elektrische Leitfähigkeit verschiedener Ionen weist demnach, bezogen auf deren Gewichtseinheit, erhebliche Unterschiede auf, so daß bei Nährlösungen ohne Eichkurven nicht gearbeitet werden kann; denn eine Berechnung der Leitfähigkeit nach der Additivitätsregel der Leitfähigkeit kommt praktisch nicht in Betracht. Die Verhältnisse werden noch dadurch kompliziert, daß die Zusammensetzung der Nährlösung während der Kulturperiode nicht dieselbe bleibt. Von Leitfähigkeits-

105 messungen in Nährlösungen können deshalb nie genaue Konzentrationsangaben erwartet werden. J e nach dem Überwiegen des einen oder anderen Ions werden gewisse Abweichungen auftreten. Eine relativ konstant zusammengesetzte Nährlösung ist deshalb auch zur Erhöhung der Meßgenauigkeit von großem Interesse. Infolge der oft unterschiedlichen Zusammensetzung der Nährlösungen, deren Salzgehalt ferner durch Gehalt und Löslichkeit der verwendeten Düngemittel sowie durch den unterschiedlichen Salzgehalt des verwendeten Wassers unter praktischen Verhältnissen stets ein anderer ist, erwies es sich als notwendig, zu Kulturbeginn, sofort nach dem Ansetzen der Nährlösung eine Leitfähigkeitseichkurve aufzunehmen. Hierzu wurde die Nährlösung in 10 Stufen zu je 1 0 % mit dem verwendeten Leitungswasser verdünnt und bei konstanter Temperatur (20° C) die Leitfähigkeit gemessen. In allen Fällen erwiesen sich die erhaltenen Kurven einer Geraden weitestgehend angenähert, so daß man für praktische Verhältnisse mit 3 Verdünnungsstufen, z. B. 0 % , 5 0 % und 1 0 0 % auskommen und statt dessen zur Erhöhung der Genauigkeit mit mehreren Wiederholungen arbeiten kann. Diese Voraussetzung gilt jedoch nur für die geringen Konzentrationsunterschiede, wie sie in Nährlösungen vorhanden sind. In größeren Konzentrationsbereichen wurden Kurven höheren Grades erhalten, weil dann die unterschiedliche Dissoziation und die intermolekularen Kräfte eine Rolle spielen. Nachdem zunächst nur die Beziehungen zwischen unterschiedlich verdünnten Nährlösungen und deren spezifischer Leitfähigkeit untersucht wurden, interessierten nun die Verhältnisse, wie sie während des Ablaufes einer längeren Kulturperiode auftreten, da hier die Zusammensetzung der Nährlösung ständig wechselt. Es soll hier zunächst nur die Korrelation zwischen der spezifischen Leitfähigkeit und dem Salzgehalt der Nährlösung angegeben werden, während der Nährstoffgehalt solcher nur mittels Leitfähigkeitsmessungen ergänzter Nährlösungen später diskutiert wird. Als Bezugsgröße wurde der Salzgehalt gewählt, der als Abdampfrückstand der klar filtrierten Nährlösung mit anschließender Trocknung bei 105° C gefunden wurde. Zur Auswertung standen 3 Versuche zur Verfügung, bei deren Nährlösungen wöchentlich nebeneinander die spezifische Leitfähigkeit gemessen und der Salzgehalt bestimmt wurde. Infolge unterschiedlicher Nährlösungszusammensetzung waren die Versuche nicht direkt miteinander vergleichbar. Die Werte jedes einzelnen Versuches wurden deshalb in je ein Koordinatensystem eingetragen, auf deren Abszisse die Salzgehaltswerte und auf deren Ordinate die spezifischen Leitfähigkeitswerte aufgetragen sind. In allen drei Fällen wurde der Korrelationskoeffizient r, die Regressionskoeffizienten R x und R„, die Gleichung der Regressionslinie sowie die statistische Sicherung der Korrelation berechnet. Die Regressionskoeffizienten R x Tabelle 6 Korrelations- und Regressionskoeffizienten zwischen den Salzgehalten von 3 Nährlösungen und deren spezifischen Leitfähigkeiten

Nährlösung I Nährlösung II Nährlösung III

r

Ry

Rx

t

P%

0,7247 0,7429 0,9564

565,7 509,5 750,7

0,00093 0,00108 0,00121

6,66 5,51 12,68

0,10 0,10 0,10

106

GÖHLER, Überwachung und Regulierung von Nährlösungen von Gemüse unter Glas

drücken aus, um wieviel die spezifische Leitfähigkeit (in D _1 cm- 1 ) bei der Zunahme des Salzgehaltes um 1 g/1 wächst. Der Regressionskoeffizient R y gibt an, wie groß die Zunahme des Salzgehaltes bei der Steigerung von 1 cm - 1 im untersuchten Bereich wäre. Die Beziehung zwischen Salzgehalt und spezifischer Nährlösung bei der Nährlösung I ist in Abb. 2 graphisch dargestellt. Es bestand demnach bei allen drei Nährlösungen eine gut gesicherte Korrelation zwischen Salzgehalt und spezifischer Leitfähigkeit. Es ist also auch unter praktischen Verhältnissen, bei denen die Nährlösungszusammensetzung ständig wechselt, möglich, aus der spezifischen Leitfähigkeit mit angenäherter Genauigkeit auf den Salzgehalt der Nährlösung zu schließen. Chemische Methoden Bei der praktischen Handhabung der Nährlösungskontrolle ist es nicht notwendig, alle in der Nährlösung enthaltenen Pflanzennährstoffe, Spurenelemente und Ballaststoffe zu analysieren. Im allgemeinen genügt die Untersuchung auf Nitratstickstoff, Phosphorsäure, pHWert und Säurezusatz (28). In Sonderfällen kann noch die Bestimmung von Kalium und Eisen A b b . 2. Korrelation zwischen Salzgehalt und notwendig werden. Die Bestimspezifischer Leitfähigkeit bei Nährlösung I mung des Ammoniumstickstoffes bereitet methodische Schwierigkeiten und ist meist nicht erforderlich, da der Gehalt an NH 4 —N in Nährlösungen mit Kaliammonsalpeter meist nur etwa 30% des Nitratgehaltes ausmacht. Auch die Bestimmung von K a O ist oft nicht unbedingt erforderlich, da K a O bei der Ergänzung des Stickstoffgehaltes in Form von KNO s oder Kaliammonsalpeter immer in einem optimalen Verhältnis zur Nährlösung mit zugegeben wird. Eine Untersuchung auf Calcium, Magnesium, Sulfat, Chlorid und die Mikroelemente ist meist nicht notwendig, und würde auch die Möglichkeiten im praktischen Betrieb übersteigen. Falls ein besonderes Interesse an derartigen Untersuchungen vorliegt, müßten diese in entsprechenden chemischen Laboratorien durchgeführt werden. Die folgenden Untersuchungen beschränken sich daher auf die Bestimmung von NO a —N, K a O, P 2 0 5 , Fe 2 O s , pH und Säurezusatz. Bei der Auswahl der für die chemischen Schnellteste in Frage kommenden Reaktionen wurde darauf geachtet, daß diese folgenden Anforderungen genügen: 1. Die Empfindlichkeit der Reaktion muß derart sein, bzw. derart verändert werden können, daß bei entsprechender Handhabung der in Nährlösungen übliche Konzentrationsbereich voll erfaßt werden kann.

A r c h i v f ü r G a r t e n b a u , I X . B a n d , Heft 2, 1961

107

2. Die in Nährlösungen enthaltenen Fremdionen sollen die chemische Reaktion nicht stören, oder wenn das nicht möglich ist, müssen die Fremdionen durch geeignete einfache Maßnahmen zu entfernen sein. 3. Die chemischen Reaktionen sollen ohne komplizierte chemische Arbeiten wie Erhitzen, Eindampfen, Trennungen, Wägungen usw. durchführbar sein, da derartige Arbeiten höhere Anforderungen an materielle Einrichtungen und an die chemische Fertigkeit des Durchführenden stellen. Desgleichen sollen die zu benutzenden Reagenzlösungen einfach herstellbar sein und eine gute Haltbarkeit aufweisen. 4. Die chemischen Reaktionen sollen ohne Meßgeräte, Waagen usw. quantitativ erfaßbar sein, was am sichersten durch visuellen Vergleich von kolorimetrischen oder auch Fällungsreaktionen geschehen kann. 5. Die erhaltenen Werte sollen gut reproduzierbar sein, um mit Dauerstandards zu Vergleichszwecken arbeiten zu können. 6. Die verwendeten Chemikalien sollen nach Möglichkeit ungiftig und ungefährlich sein. Um diesen Anforderungen zu genügen, die für die Anwendbarkeit in der Praxis entscheidend sind, mußte gelegentlich auf die eine oder andere sonst besser geeignete Reaktion verzichtet werden. Die nach obigen Gesichtspunkten am besten geeigneten Reaktionen wurden einer näheren Überprüfung und Verbesserung unterzogen und für die praktische Anwendung empfohlen (13). Zur Bestimmung des N i t r a t s t i c k s t o f f e s in Nährlösungen erwies sich die Reaktion mit Diphenylamin in Schwefelsäure am geeignetsten. Im Konzentrationsbereich von 0 bis 30 mg N/1 entstehen gut abgestufte Blaufärbungen, die auf der Oxydation von Diphenylamin zunächst zu farblosem Diphenylbenzidin und weiter zum violettblauen holochinoiden Ammoniumsalz des Diphenylbenzidins beruhen (20, 25). Obwohl bei dieser Reaktion mit konzentrierter Schwefelsäure gearbeitet werden muß, erschien sie doch besser geeignet als die übrigen in Frage kommenden kolorimetrischen Bestimmungsmethoden. Die von SCHUTT (29, 30) empfohlene Bestimmung des Nitrates mit a-Naphtylamin und Sulfanilsäure scheiterte trotz ausgedehnter methodischer Untersuchungen an der Unmöglichkeit, das Nitrat unter einfachen Bedingungen quantitativ zu Nitrit zu reduzieren. Die von BENTLEY (1, 2) empfohlene Reaktion mit 2,4-Phenolsulfonsäure ist für die praktischen Verhältnisse zu schwer durchführbar, ferner stören Chloride, Carbonate und organische Substanzen. Die Bestimmung mit Brucin (20) ergibt sehr genaue Werte und ist die exakteste Methode zur kolorimetrischen Bestimmung von Nitrat in Nährlösungen, jedoch ist die Verwendung des giftigen Brucin in der Praxis problematisch. Ferner ist auch die entstehende Gelbfärbung visuell schwerer als die Blaufärbung bei der Reaktion mit Diphenylamin zu unterscheiden. Beim Diphenylamin wurden insgesamt 4 verschiedene Reagenzlösungen auf ihre Eignung überprüft, wobei besonders die Reproduzierbarkeit der erhaltenen Extinktionswerte angestrebt wurde, um eventuell beim visuellen Vergleich der Durchlässigkeit der Farblösungen mit Dauerstandards arbeiten zu können. Zum Vergleich kamen: 1. Diphenylaminschwefelsäure vom VEB Berlin-Chemie, 2. Diphenylaminschwefelsäure nach PFEILSTRICKER (zit. bei 20), 3. Reagenz nach PURVIS und BLUME (25), 4. Ein durch Verdünnen mit Wasser abgeändertes Reagenz, welches

108 aus 0,5 g Diphenylamin, 250 ml konzentrierter Schwefelsäure, 1 g Natriumchlorid und 250 ml Wasser bestand und eine geringere Empfindlichkeit aufwies. Das fertig käufliche Reagenz Nr. 1 zeigte eine so hohe Empfindlichkeit, daß es für quantitative Bestimmungen in Nährlösungen nicht geeignet war. Mit den Reagenzlösungen 2. bis 4. wurden teilweise längere Zeit praktische Bestimmungen in Nährlösungen durchgeführt. Die Extinktionswerte der zu diesem Zweck jeweils neu angefärbten Vergleichstandardreihen wurden gemessen und auf ihre Reproduzierbarkeit überprüft. In Tabelle 7 werden die Mittel der bei einer Schichtdicke von 5 mm mit dem Zeißfilter S 66 gemessenen Extinktionswerte, deren mittlerer Fehler sowie der mittlere Fehler in Prozent zum Extinktionsmittel ( s j % ) angegeben, wonach die Schwankungen gut beurteilt werden können. Tabelle 7 Mittlere Extinktionswerte von Standardreihen zur Nitratbestimmung mit Diphenylamin und deren prozentuale Streuung

mg N/1

6 12 18 24 30

2. Reagenz nach PFEILSTRICKER (6 Standardreihen)

3. Reagenz nach P U R V I S u. B L U M E (16 Standardreihen)

Extinktion

Extinktion

0,39 0,66 0,85 1,34 1,75

± ± ± ± ±

0,06 0,14 0,14 0,36 0,36

Sx% 15,7 20,9 16,4 26,5 20,6

0,45 0,89 1,31 1,72 2,01

± ± ± ± ±

0,03 0,04 0,06 0,07 0,08

XT

mg N/1

Extinktion

sx%

5,78 4,82 4,35 3,95 4,13

4. Reagenz mit verd. Schwefelsäure (12 Standardreihen)

30 60 90 120 150

0,31 0,50 0,70 0,83 0,94

± ± ± ± ±

0,03 0,03 0,04 0,04 0,03

sx%

7,25 5,60 5,43 4,58 3,42

Demnach war die Reproduzierbarkeit der Extinktionswerte nur bei den Reagenzlösungen 3 und 4 gut. Für die Bestimmung in der Praxis wurde die Reagenzlösung 3 vorgeschlagen, da die Reagenzlösung 4 nur bei Verwendung von doppelt destilliertem Wasser ohne störende Blaufärbung herstellbar war, woraus sich für die Praxis jedoch Schwierigkeiten ergeben würden. Das Reagenz nach P U R V I S und B L U M E ist leicht herstellbar, indem 0,5 g Diphenylamin in 250 ml konz. Schwefelsäure gelöst werden. Da die entstehende Farbtiefe jedoch auch vom Chloridgehalt der Untersuchungslösung abhängig ist, wurde von uns noch ein Überschuß von Chlorid in Form von 1 g Natriumchlorid zugesetzt, wodurch der unterschiedliche Chloridgehalt der Nährlösungen eleminiert wurde. Da nach dieser Methode nur Stickstoffgehalte bis 30 mg N/1 erfaßt werden können, muß die Nährlösung vor der Bestimmung verdünnt werden. Die Einzelheiten der sich ergebenden Arbeitsvorschrift wurden bereits veröffentlicht (13). Zur Bestimmung des P h o s p h o r g e h a l t e s der Nährlösungen wurde die in der agrikulturchemischen Praxis weit verbreitete Molybdänblaumethode benutzt. Obwohl ihre Genauigkeit gegenüber der neuerdings in zunehmendem Maß benutzten, zuerst von R A U T E R B E R G (26) beschriebenen Vanadatmethode geringer ist, wurde sie von uns wegen ihrer visuell besser zu beurteilenden Blaufärbung bevorzugt. Auch andere Autoren (1, 2, 17, 28, 29, 30) wenden aus diesen Gründen ausschließlich die Molybdänblaumethode an. Da bei dieser Methode die Wahl des geeignetsten Reduktionsmittels erhebliche Schwierigkeiten bereitet, wurde einem Vorschlag von S C H U T T (29, 30) gefolgt, der an Stelle von schwefelsaurer mit salz-

A r c h i v f ü r G a r t e n b a u , I X . Hand, Heft 2, 1961

109

saurer Ammoniummolybdatlösung arbeitet und zur Reduktion die Lösung mit einem blanken Reinzinnstab umrührt. Das sich dabei in geringen Mengen bildende SnCl 2 reduziert gebildetes Ammoniumphosphormolybdat (NH 4 ) 3 P(Mo3O 10 ) 4 zu Molybdänblau und wird dabei zu SnCl 4 oxydiert. Diese Methode wurde von uns entsprechend den Konzentrationsverhältnissen in Nährlösungen abgewandelt und eine geeignete Arbeitsvorschrift ausgearbeitet (13). Es zeigte sich, daß an Stelle des Reinzinnstabes mit demselben Erfolg mit gewöhnlichem Lötzinn gearbeitet werden kann. Ebenso wie bei der Stickstoffbestimmung wurden die Extinktionswerte von 19 unter praktischen Bedingungen hergestellten Standardreihen mit einander verglichen (Tabelle 8). Die Messungen wurden mit dem Zeiss-Filter S 66 bei einer Schichtdicke der Lösung von 5 mm ausgeführt. Tabelle 8 Mittlere Extinktionswerte von 19 Standardreihen zur Phosphatbestimmung und deren prozentuale Streuung mg P 2 0 5 /1 6 12 18 24 30

Extinktion 0,239 0,439 0,667 0,927 1,157

± ± ± ± ±

0,009 0,026 0,022 0,015 0,014

Sx% 3,77 5,92 3,30 1,62 1,21

Es ergibt sich, daß auch hier die Reproduzierbarkeit der Werte recht gut ist, daß mit Dauerstandards als Vergleichsmaßstab also gearbeitet werden kann. Da die Empfindlichkeit der Methode hoch ist, muß auch hier die Nährlösung vor der Bestimmung im Verhältnis 1:5 verdünnt werden. Zur K a l i u m b e s t i m m u n g sind direkte kolorimetrische Reaktionen nicht anwendbar. Es erschien deshalb zweckmäßig, zur angenähert quantitativen Bestimmung des Kaliums solche Fällungsreaktionen auszunutzen, die einen so fein verteilten Niederschlag ergeben, daß dieser nephelometrisch ausgewertet werden kann. Die visuelle Auswertbarkeit ist dabei wesentlich besser, als wenn der abgesetzte Niederschlag etwa am Boden eines Reagenzglases quantitativ geschätzt werden soll. Die in der qualitativen bzw. quantitativen Analytik gebräuchlichen Methoden der Fällung des Kaliums mit Weinsäure oder Perchlorsäure sind zur Nährlösungsuntersuchung unbrauchbar, da sowohl Kaliumhydrogentartrat wie Kaliumperchlorat im Konzentrationsbereich von 0 bis 500 mg KaO/l noch löslich sind, so daß kein Niederschlag erhalten wird. Ebenfalls wurde die Fällung als Kaliumhexachloroplatinat nicht untersucht, da die Verwendung von Platinsalzen für die Praxis in ihrer Beschaffung zu schwierig und zu teuer würde. Kalium ist ferner als Kaliumtrithiosulfatowismutat (III) fällbar, jedoch bereitet diese von BLOCK (3) angegebene Methode in der Herstellung der Reagenzlösung Schwierigkeiten und ist zu wenig empfindlich. Auch die Fällung des Kaliums mit Pikrinsäure in alkoholischer Lösung erwies sich als zu wenig empfindlich. Auch ist der erhaltene Niederschlag so grob kristallin, daß eine quantitative Beurteilung erschwert ist. Eingehend wurde die Fällung des Kaliums als Kaliumhexanitrokobaltat(III) studiert, da sie von allen Autoren als geeignete Schnellbestimmungsmethode angegeben wird (17, 29, 30, 32). Die Methode erwies sich als brauchbar und es wurde

110

G Ö H L E R , Ü b e r w a c h u n g und Regulierung v o n N ä h r l ö s u n g e n v o n G e m ü s e unter G l a s

eine geeignete Arbeitsvorschrift ausgearbeitet. Da sich jedoch die Bestimmung mit Natriumtetraphenylborat (W. Z . : „Kalignost") später besser bewährte, wird lediglich diese Methode näher beschrieben. Kalignost gibt mit Kalium einen äußerst fein verteilten milchigweißen Niederschlag, der sich derart langsam absetzt, daß die Trübung noch nach Stunden nephelometrisch auswertbar ist. Im Konzentrationsbereich von 0 bis 100 mg K a O/l ist die Trübung der Lösungen in Reagenzgläsern gut mit einer Standardreihe vergleichbar. Da in Nährlösungen K 2 0-Gehalte bis 500 mg/1 auftreten, muß auch hier die Nährlösung vor der Bestimmung im Verhältnis 1 : 5 verdünnt werden. Ebenso wie bei der Bestimmung als Kaliumhexanitrokobaltat(III) muß Ammonium aus der Nährlösung entfernt werden, da es dieselbe Reaktion wie Kalium gibt. Das kann jedoch, wie entsprechende Untersuchungen bewiesen, relativ leicht durch Zusatz von Formalin und wenig Natronlauge zur Nährlösung geschehen, wodurch Ammonium als Hexamethylentetramin gebunden wird (13). In Abb. 3 werden die mit dem Pulfrichphotometer bei 5 mm Schichtdicke und Filter S 53 gemessenen Extinktionswerte dargestellt, die von drei zu verschiedenen Zeitpunkten hergestellten Standardreihen stammen. Sie zeigen eine gute Übereinstimmung, so daß auch hier mit Dauerstandards gearbeitet werden kann. Zur annähernd quantitativen E i s e n b e s t i m m u n g in Nährlösungen, die gelegentlich von Interesse ist, wurde ebenfalls eine Schnellmethode ausgearbeitet, die die rote Färbung des Eisen-III-rhodanids ausnützt (13). Ein Nachteil der beschriebenen Methoden bestand zunächst noch darin, daß zu jeder Bestimmung eine Standardreihe angefärbt werden muß, was einen relativ hohen Arbeitsaufwand darstellt. Zudem macht die Herstellung genauer Eichlösungen in der Praxis gewisse Schwierigkeiten. Es wurde deshalb angestrebt, einfach herstellbare Dauerstandards als Be2ugsgröße für die visuelle Beurteilung der angefärbten Nährlösungen zu verwenden. Dabei erwies sich die gelegentlich vorgeschlagene Methode, hierzu verschiedene beständige Farbstofflösungen in unterschiedlicher Konzentration zu benutzen, als ungeeignet, denn die spektrale Zusammensetzung stimmt dabei nur selten mit der zu untersuchenden Lösung überein, wodurch der Vergleich Ext. 0.8 0.7 0.6

0.5

0.4 0.3 02 0.1

20

¿0

60

80

100mg K20/l

A b b . 3. Extinktionswerte von 3 zu verschiedenen Zeitpunkten angesetzten Standardreihen zur Kaliumbestimmung mit K a l i g n o s t .

A r c h i v f ü r G a r t e n b a u , I X . Band, Heft 2, 1961

sehr erschwert wird. Ferner sind zur erstmaligen Herstellung dieser Farblösungen genaue Wägungen erforderlich wie sie in der Praxis nicht durchführbar sind. Gangbarer erschien uns der Weg, solche Dauerstandards mittels Lichtfiltern herzustellen (1, 2, 16). Am geeignetsten erwiesen sich zu diesem Zweck die Agfacolor-Kopierfilter, wie sie im Positivprozeß der Farbphotographie verwendet werden. Sie werden in verschiedenen Dichtstufen für die 3 Komplementärfarben Gelb, Purpur und Blau grün hergestellt und gestatten deshalb die Zusammenstellung verschiedener spektraler Zusammensetzungen und Dichten, etwa in der Art der bekannten Abstimmfilter in der Farbphotographie (Abb. 4). Die Filter werden auch als Zelluloidfolien geliefert und sind deshalb bequem zu bearbeiten. Ihre Lichtechtheit beträgt mehr als 200 Sonnenstunden, so daß bei Aufbewahrung im Dunklen eine lange Verwendungsfähigkeit garantiert ist.

400

500

I I I

600

nm

700

Abb. 4. Dichtekurven der AgfacolorKopierfilter Gelb 5 0 % , Purpur 5 0 % und Blaugrün 5 0 % (aus 34)

Da die Reproduzierbarkeit der angegebenen kolorimetrischen Reaktionen gut war, bestanden auch in dieser Hinsicht keine Bedenken, mit Dauerstandards zu arbeiten. Die Auswahl der geeignetsten Filterkombinationen erfolgte zunächst visuell durch Vergleich mit den angefärbten Standardreihen. Die ausgewählten Filterkombinationen werden dann ebenso wie die einzelnen Stufen der Standardreihen mit allen 10 Filtern des Pulfrichphotometers durchgemessen, wodurch die Übereinstimmung bezüglich Dichte und Farbzusammensetzung überprüft werden konnte. Diese war in den meisten Fällen sehr gut, wie es aus Abb. 5 für eine Molybdänblaulösung bei der Phosphorbestimmung zu erkennen ist. Lediglich im roten Gebiet des Spektrums, für welches das menschliche Auge jedoch wenig empfindlich ist, ist die Übereinstimmung schlecht. Ähnliche Verhältnisse herrschten auch bei der Nitratstickstoff- und Eisenbestimmung. Zur Kaliumbestimmung konnten die Agfacolorkopierfilter nicht benutzt werden, jedoch erwiesen sich hierzu Agfacolor-Kopiergraufolien, die in 13 Dichtestufen von 0,06 bis 0,78 geliefert werden, als geeignet. Über die Zusammensetzung der einzelnen Filterkombinationen wurde bereits berichtet (13). Zur bequemeren Handhabung wurden die ausgewählten Filterkombinationen einer Standardreihe zwischen Glasscheiben eingeklebt und mit entsprechender Beschriftung versehen. Ein selbstgebautes Kolorimeter kann die Handhabung weiter erleichtern. Die Lösung wird dabei in Küvetten des Pulfrichphotometers in der angegebenen Schichtdicke eingegossen, die dann links neben dem Dauerstandard in

112

G Ö H L E R , Ü b e r w a c h u n g und R e g u l i e r u n g v o n N ä h r l ö s u n g e n v o n G e m ü s e unter G l a s

3,0

m

2,0

1,0

Molybdänblou Filter 400

5 00

600

700

e00m/u

Abb. 5. Extinktionsmoduln einer Molybdänblaulösung und der entsprechenden Agfa-Filterkombinationen

das Kolorimeter eingestellt werden. Durch Auf- und Abbewegungen des Dauerstandards ist dann der visuelle Vergleich zwischen Farblösung und Farbfiltern leicht möglich (Abbildungen in 13). Zur angenäherten Bestimmung des p H - W e r t e s in Nährlösungen sind die im Handel erhältlichen pH-Papiere hinreichend genau. Zur quantitativen Bestimmung des notwendigen Säurezusatzes zur Nährlösung wird die Titration einer genügend großen Nährlösungsmenge mit n/100 Schwefelsäure bei Verwendung von Methylrot oder Bromkresolpurpur als Indikator empfohlen. Beide Indikatoren haben ihren Farbumschlag etwa bei pH 6,0 bis 5,8 und können somit zur Endpunktbestimmung dienen. Überprüfung der verschiedenen KontrollVegetationsversuch

und Ergänzungsmethoden im

Das Ziel aller Versuche zum Vergleich der verschiedenen Kontrollmethoden im Vegetationsversuch bestand darin festzustellen, ob durch die verschiedene Handhabung der Nährlösungsüberwachung und -regulierung Ertragsunterschiede auftreten. Bei den physikalischen und chemischen Schnellverfahren sollte die Abweichung der gefundenen Testwerte vom tatsächlichen Nährstoffgehalt der Nährlösung erfaßt werden. Diese ist besonders bei der Leitfähigkeitsmessung von größter Bedeutung, jedoch auch bei den chemischen Schnelltesten von Interesse, da erfahrungsgemäß größere Fehler auftreten, wenn beispielsweise während 20 Wochen wöchentlich je 1 Probe getestet wird, als wenn gleichzeitig 20 Proben untersucht werden. Auch über die Anwendbarkeit von Nährstoffzusätzen nach Erfahrungsnormen usw. konnte nur der Vegetationsversuch Auskunft geben. Zur Klärung der angegebenen Fragestellung wurden 2 exakte Versuche mit unterschiedlicher Handhabung der Nährlösungskontrolle und -ergänzung durchgeführt und außerdem eine Reihe von Versuchen in größeren Praxisanlagen ausgewertet, deren Nährlösungen nach den verschiedenen Näherungsverfahren untersucht wurden. Allen Versuchen ist gemeinsam, daß neben der Kontrolle der Nährlösungen durch Näherungsverfahren gleichzeitig exakte chemische Analysen durch-

113 geführt wurden, so daß die Genauigkeit der Nährlösungsverfahren auswertbar war. Ferner wurden die Näherungsverfahren auch bei der bestehenden Großanlage im VEG-Gemüsekombinat Wollup eingesetzt. In methodischer Hinsicht können deshalb die durchgeführten Versuche in 3 Gruppen eingeteilt werden: a) exakte Versuche, bei denen verschiedene Kontroll- und Ergänzungsmethoden in mehrfacher Wiederholung untereinander verglichen werden konnten. b) Versuche in Großanlagen des Institutes, die nicht den Anforderungen einer exakten Versuchsdurchführung entsprachen, jedoch durch Ertragsvergleiche zu benachbarten Erdkulturen bzw. zu normal behandelten Hydrokulturen zuließen. Durch Vergleiche zwischen exakten Nährlösungsanalysen und den Näherungsverfahren war die Genauigkeit der letzteren jedoch auswertbar. c) Versuche im VE-Gemüsekombinat Wollup, bei denen ein Vergleich mit gleichzeitig durchgeführten exakten Nährlösungsanalysen nicht möglich war, wo jedoch durch einen exakten Ertragsvergleich zur Erdkultur über die Eignung der angewandten Näherungsmethoden im Produktionsbetrieb entschieden werden konnte. Die beiden exakten Versuche wurden zu Tomate in den Jahren 1958 und 1959 als mittelfrühe bzw. frühe Kultur durchgeführt. Die Kulturdaten beider Versuche waren folgende: Aussaat: 14.2.1958 19. 9. 1958 (Überwinterung) Pflanzung: 5. 5. 1958 22. 1. 1959 Erntebeginn: 20.6.1958 2.5.1959 Versuchsende: 5. 9. 1958 24. 7. 1959 Die zum Vergleich kommenden, in vierfacher Wiederholung angelegten Versuchsfragen (Versuchsanlage s. Abb. 6) lauteten: 1. Wöchentliche Ergänzung nach exakter chemischer Analyse. 2. Wöchentliche Ergänzung nach Leitfähigkeitsmessungen in der Nährlösung. 3. Wöchentliche Ergänzung nach chemischen Schnelltesten. 4. Wöchentliche Ergänzung nach Erfahrungsnormen und monatliche Kontrolle durch chemische Schnellteste. In beiden Jahren traten nur in einem Fall (Leitfähigkeit 1958) signifikante Ertragsunterschiede auf. Trotzdem müssen alle 4 Kontrollmethoden bezüglich ihres Einflusses auf den Ertrag als gleichwertig bezeichnet werden, wie die folgende Tabelle der erzielten Erträge sowie die Darstellungen der Ertragsverläufe (Abb. 7 und 8) ausweisen: Tabelle 9 Tomatenerträge bei unterschiedlicher Kontrolle und Ergänzung der Nährlösungen 1958 Versuchsfrage

1. 2. 3. 4.

Exakte Analyse Leitfähigkeit Test wöchentlich Test monatlich

kg/m2 Glasfläche 10,06 11,69 11,71 11,00

± ± ± ±

0,27 0,12 0,29 0,47

1959 in % 100 116 117 109

kg/m2 Glasfläche 10,51 9,05 9,56 10,60

± ± ± ±

0,36 0,40 0,52 0,73

in % 100 86 91 101

I14

G Ö H L E R , Überwachung und Regulierung von Nährlösungen von Gemüse unter Glas

A b b . 6. Gesamtansicht der Versuchsanlage

Ebenso wie bei den genannten exakten Versuchen mit Tomate wurden in Versuchen in Praxisanlagen mit Salat und Gurke sowohl bei Kontrolle mittels Leitfähigkeitsmessungen wie bei Kontrolle durch die angegebenen chemischen Näherungsverfahren normale, b2w. höher als bei Erdkultur liegende Erträge erzielt: Tabelle 10 Gemüseerträge in Praxisanlagen bei der Kontrolle der Nährlösungen durch Leitfähigkeitsmessungen und chemische Schnellteste

Versuchspflanzen

1. Großbeeren Salat 1957 Gurke 1958 (Frühkultur) G u r k e 1958 (Frühkultur) 2. V E G - W o l l u p Gurke 1958 (Sommerkultur) Gurke 1959 (Frühkultur)

E r t r a g in Prozent zu exakt konErdtrollierter kultur Kieskultur

G r ö ß e der Versuchsanlage (m 2 Glasfläche)

Kontrolle durch

Ertrag in kg/m 2 Glasfläche

120 120

Leitfähigkeit Leitfähigkeit

0,72 19,05

60

ehem. Test

18,18

—

111

192

ehem. Test

10,17

—

110,6

192

ehem. Test

26,46

—

119,9

101,4 101,3

— —

Beurteilung der verschiedenen Kontrollmethoden Der Ergänzung von Nährlösungen ausschließlich nach E r f a h r u n g s n o r m e n wurde in den genannten Versuchen keine größere Beachtung gewidmet, da entsprechend den Ergebnissen über die Höhe des Nährstoffverbrauches je nach den 8

Archiv f ü r Gartenbau, IX. Hand, H e f t 2, 1961

116

G Ö H L E R , Ü b e r w a c h u n g und R e g u l i e r u n g v o n N ä h r l ö s u n g e n v o n G e m ü s e unter G l a s

Kulturbedingungen mit größeren Schwankungen des Nährstoffverbrauches gerechnet werden muß und da infolgedessen das entstehende Risiko in keinem Verhältnis zu den geringen Kosten einer regelmäßigen Nährlösungskontrolle steht. Lediglich in einem Versuch zu Tomate wurde diese Frage überprüft. Die durchgeführten wöchentlichen Kontrollanalysen vor jeder Ergänzung wiesen im Mittel von 17 Untersuchungen im Vergleich zum Sollgehalt der Nährlösung folgende Werte auf: Tabelle 11 Mittlerer Nährstoffgehalt einer Nährlösung, die nach Erfahrungsnormen ergänzt wurde

N

KAO

P2Os

Sollgehalt

Kontrollanalysen

225 mg/1 485 mg/1 145 mg/1

337 mg/1 939 mg/1 103 mg/1

Der Stickstoff- und Kaliumgehalt lag demzufolge viel zu hoch, was sich auch in einem wenig befriedigenden Wachstum auswirkte. Da die Großbeerener Ergebnisse im Widerspruch zu der Ansicht verschiedener Autoren (15, 36) stehen, daß L e i t f ä h i g k e i t s m e s s u n g e n zur Kontrolle des Nährstoffgehaltes der Böden und Nährlösungen nicht geeignet sind, wurde die Genauigkeit dieser Methode überprüft. Es zeigte sich, daß sich bei den durchgeführten Versuchen während der meist langen Kulturdauer das Verhältnis der Hauptnährstoffe zueinander nur geringfügig verschob: Tabelle 12 Verhältnis der Hauptnährstoffe zu Versuchsanfang und -ende bei ausschließlicher Ergänzung nach Leitfähigkeitsmessungen Zeitpunkt

N

K2O

P2O5

1. Versuch (Salat)

Anfang Ende

13. 9. 1957 21. 11. 1957

1 1

2,96 2,22

1,44 1,51

2. Versuch (Tomate)

Anfang Ende

5. 5. 1958 5. 9. 1958

1 1

1,72 2,01

1,11 0,93

3. Versuch (Gurke)

Anfang Ende

9. 1. 1958 20. 8. 1958

1 1

2,30 1,96

1,43 0,71

Lediglich im 3. Versuch ist eine starke Veränderung des P 2 O ä -Gehaltes festzustellen, der jedoch dadurch begründet ist, daß zu Beginn dieses Versuches zur pHRegulierung eine hohe Menge Phosphorsäure zugesetzt wurde. Durch Kontrollanalysen, die bei allen Versuchen gleichzeitig mit den Leitfähigkeitsmessungen durchgeführt wurden, kann beurteilt werden, mit welcher Genauigkeit der Gehalt der Nährlösungen an Hauptnährstoffen durch die Meßwerte wiedergegeben wird. Die Verrechnung erfolgte stets derart, daß die Analysen- und Leitfähigkeitswerte der frisch angesetzten Nährlösung gleich 100% gesetzt und alle folgenden Werte in Prozent hierzu ausgedrückt wurden. Eine graphische Darstellung dieser Verhältnisse beim Versuch 3 ist in Abb. 9 wiedergegeben.

Archiv für Gartenbau, I X . Band, Heft 2, 1961

Es ist zu erkennen, daß die Leitfähigkeitsmeßwerte den Analysenwerten im allgemeinen gut folgen. Lediglich bei Phosphor sind anfänglich größere Abweichungen festzustellen, die auf den zu hohen Anfangsgehalt der Nährlösung an Phosphor zurückzuführen sind. Für die rechnerische Auswertung standen aus allen Versuchen insgesamt 83 Werte zur Verfügung. Die berechneten Differenzen wurden in Prozent des Ausgangsgehaltes der Nährlösung an Nährstoffen ( = 100%) ausgedrückt und unabhängig von ihren Vorzeichen gemittelt. Gleichzeitig wurde errechnet, wieviel mg Nährstoffe je Liter Nährlösung diesen Differenzen entsprechen. N K2O

Tabelle 13 Differenzen zwischen dem aus Leitfähigkeitsmeßwerten errechneten und dem tatsächlichen Nährstoffgehalt Mittel der Differenzen

N

K2O

P2O5

in% in mg/1

9,56% 21,8 mg

10,93% 53,2 mg

18,62% 51,5 mg

Die größenmäßige Verteilung der prozentualen Einzeldifferenzen ist in Abb. 10 für die 3 Hauptnährstoffe dargestellt. Für Stickstoff und Kalium können die Ergebnisse als recht befriedigend betrachtet werden, denn eine durchschnittliche Abweichung von 10% des Sollwertes erscheint für praktische Verhältnisse durchaus angängig. Ferner verteilen sich die Abweichungen ziemlich gleichmäßig um den Nullpunkt, so daß in der Praxis eine positive Abweichung in der Regel bald durch eine negative Abweichung wieder ausgeglichen wird und umgekehrt. Nicht so befriedigend liegen die Ergebnisse bei Phosphor, was damit erklärt wird, daß der Phosphoranteil gegenüber den übrigen Nährstoffen gering ist und vor allem daraus, daß die Äquivalentleitfähigkeit des H 2 P0 4 -Ions im Verhältnis zu den meisten übrigen Ionen außerordentlich klein ist. Ein größerer oder kleinerer Phosphatgehalt wird sich demnach nur ganz geringfügig auf die Gesamtleitfähigkeit der Nährlösung auswirken. 8*

118

G Ö H L R R , Ü b e r w a c h u n g und R e g u l i e r u n g v o n N ä h r l ö s u n g e n v o n G e m ü s e unter Glas

Phosphor

n ñ

l k

Kalium

JUL

XÜ.

M

L

Stickstoff

n -50

-40 -30 -20

-10

H n EL

0 +10 +20 + 30 %

HO+50

In den beschriebenen Versuchen war der Phosphatgehalt meist wesentlich niedriger, als man hätte auf Grund der Leitfähigkeitsmessungen schließen können. Die Ertragsergebnisse ließen jedoch nicht erkennen, daß dadurch eine Ertragsminderung aufgetreten wäre. Die Kontrolle von Nährlösungen durch elektrolytische Leitfähigkeitsmessungen, die noch durch Titrationen zur Regulierung des pH-Wertes ergänzt werden müssen, erscheint daher für praktische Verhältnisse bedingt geeignet. Zumindest ist ihr vor einem Auswechseln der Nährlösung bzw. ihrer Ergänzung nach Erfahrungsnormen der Vorzug zu geben. Ihr Hauptvorteil liegt in ihrer äußerst einfachen und sicheren Handhabung. Die im Institut ausgearbeiteten M e t h o d e n zur chemischen S c h n e l l u n t e r s u c h u n g von Nährlösungen wurden in 4 Versuchen mit langfristigen Tomaten- bzw. Gurkenkulturen überprüft. Das Ziel der Versuche bestand darin, die Genauigkeit der Schnellmethoden bei ihrer praktischen Anwendung im Vergleich zu exakten Kontrollanalysen zu ermitteln.

„ .,. , In allen Versuchen, deren Nährlösungen Abb. 10. Die erößcnmäßisc Verteilung ... ... . , , . , _ , ,, der Differenzen zwischen den Leitfähig- wöchentlich mittels chemischen Schnelltesten

keitsmeßwerten und dem tatsächlichen kontrolliert und ergänzt werden, wurden Nährstoffgehalt normale Erträge erzielt. Ein gesicherter Unterschied gegenüber der Kontrolle durch exakte chemische Analysen trat nicht auf, und gegenüber Vergleichserdekulturen wurden bei Gurke die üblichen Mehrerträge erreicht. In pflanzenbaulicher Hinsicht genügt das Verfahren somit den gestellten Anforderungen. Die Auswertung der Genauigkeit erfolgte ebenso wie bei den Leitfähigkeitsmessungen, indem die durchschnittlichen Abweichungen (ohne Berücksichtigung des Vorzeichens) in mg und in % des Sollgehaltes der Nährlösung an Nährstoffen (N = 225 mg/1; K a O = 450 mg/1; P 2 0 5 = 145 mg/1) angegeben werden. Diese Werte sind mit den entsprechenden Angaben bei den Leitfähigkeitsmessungen direkt vergleichbar. Schließlich wurde noch das Mittel der prozentualen Abweichungen zu den jeweiligen exakten Analysenwerten angegeben, das ein Urteil über die absolute Genauigkeit der Schnellmethoden bei praktischer Anwendung gestattet. Im Jahr 1958 wurden keine Schnellteste auf Kalium durchgeführt, und als Vergleichsstandards dienten gleichzeitig angefärbte Standardlösungen, da die Dauerstandards aus Agfacolor-Kopierfolien noch nicht entwickelt waren. 1959 wurden auch die Teste auf Kalium in das Programm aufgenommen und die beschriebenen

A r c h i v f ü r Gartenbau, I X . Band, Heft 2, 1951

119

Dauerstandards angewendet. Aus diesem Grund werden die errechneten Abweichungen für beide Jahre getrennt angeführt, um Unterschiede erfassen zu können. Tabelle 14 Differenzen zwischen exakten Analysenergebnissen und chemischen Schnelltesten 1958 Mittel der Differenzen in % des Sollwertes in mg/1 in % zum Analysenwert Zahl der ausgewerteten Teste:

N

6,4 % 14,6 mg 15,7 % 43

K2O

P2O5

0

3,8 % 5,6 mg 8,4 % 26

17,1 % 80,4 mg 14,6 % 28

10,7 % 15,5 mg 18,9 % 43

— —

1959 in Prozent des Sollwertes in mg/1 in % des Analysenwertes Zahl der ausgewerteten Teste:

9,9 % 22.3 mg 12.4 % 40

Die Ergebnisse können wie folgt gedeutet werden: Die Genauigkeit der chemischen Schnellteste ist am höchsten, wenn wie im Jahre 1958 jeweils neu angesetzte Standardreihen zum visuellen Vergleich herangezogen werden. Die erzielte Genauigkeit kann dabei als sehr befriedigend bezeichnet werden, wenn man berücksichtigt, daß man von Schnelltesten im allgemeinen nur ein Urteil über gute, mittlere und schlechte Versorgung erwartet. Diese Anforderung wird hier bei weitem erfüllt. Das gleiche gilt auch für die im Jahre 1959 durchgeführten Teste, die gegen die beschriebenen Dauerstandards verglichen wurden, wenn auch der Fehler gegenüber 1958 größer wurde. Die einfachere Handhabung der Dauerstandards spricht jedoch trotzdem für ihre bevorzugte Anwendung gegenüber der Methode mit jeweils neu anzufärbenden Standardreihen. Vergleicht man die Ergebnisse von 1959 mit denen der Leitfähigkeitsmessungen, so ergibt sich, daß bei Nitratstickstoff dieselbe Genauigkeit erreicht wird. Bei Kalium werden die Verhältnisse noch besser durch Leitfähigkeitsmessungen wiedergegeben, während bei Phosphor der chemischen Methode der Vorzug zu geben ist. Es ließe sich demnach die beste Genauigkeit erzielen, wenn zur Ergänzung von Stickstoff und Kalium die Leitfähigkeitswerte, von Phosphor jedoch die Werte der chemischen Schnellteste, angewendet würden. Da sich dieses Ergebnis jedoch erst nach Abschluß der beschriebenen Versuche herausstellte, konnte eine derartige Kombination beider Verfahren nicht praktisch erprobt werden. Neben der eben erwähnten Kombinationsmöglichkeit von Leitfähigkeitsmessungen und chemischen Schnelltesten bestand eine weitere Möglichkeit darin, die Ergänzung nach Erfahrungsnormen mit gelegentlichen chemischen Schnelltesten zu verbinden. Diese Methode erschien für die Praxis besonders aussichtsreich, da eine seltenere Durchführung der Schnelluntersuchungen den Arbeits- und Material-

120 aufwand weiter zu senken vermag. Da die ausschließliche Ergänzung der Nährlösung nach Erfahrungsnormen ein großes Risiko darstellen kann, erschien es ratsam, in vierwöchigem Abstand eine chemische Kontrolle der Nährlösung durchzuführen und die Nährlösung entsprechend zu regulieren. In der Zwischenzeit wurde dann auf der Grundlage von Erfahrungssätzen eine wöchentliche Ergänzung vorgenommen. Zur praktischen Überprüfung diente die Versuchsfrage 4 der beiden exakten Versuche zu Tomate. Die dabei erzielten Ertragsergebnisse bei Tomate zeigten keinen signifikanten Unterschied zur Kontrolle der Nährlösung nach wöchentlichen exakten Analysen. Nachdem auf diese Weise der pflanzenbauliche Nachweis erbracht wurde, daß diese Methode bei geringstem Arbeitsaufwand gleichwertige Ergebnisse zu bringen vermag, interessierte noch der Nährstoffgehalt der Nährlösungen, der durch die nach den verschiedenen Verfahren durchgeführten Ergänzung erreicht wurde. Zu diesem Zwecke wurde beim exakten Versuch zu Tomate 1958 jeweils sofort nach der Ergänzung eine nochmalige exakte chemische Analyse der Nährlösungen vorgenommen, die im Mittel von je 16 Einzeluntersuchungen folgende Werte ergab: Tabelle 15 Bei unterschiedlicher Kontrolle und Ergänzung erreichter Nährstoffgehalt der Nährlösungen im Vergleich zum Sollwert Versuchsfrage Sollgehalt 1. 2. 3. 4.

Exakte Analyse Leitfähigkeitsmessung Chem. Schnelltest Erfahrungsnorm + chem. Schnelltest

K2O

Ges.-N 225 mg/1 220 185 195 200

± ± ± ±

11 16 15 17

mg/1 mg/1 mg/1 mg/1

P2O5

450 mg/1 436 319 393 403

± ± ± ±

14 26 16 20

mg/1 mg/1 mg/1 mg/1

145 mg/1 182 173 202 211

± ± ± ±

17 21 15 13

mg/1 mg/1 mg/1 mg/1

Da bei dem genannten Versuch zur pH-Regulierung Phosphorsäure verwendet wurde, wurden meist höhere Phosphatwerte erreicht als beabsichtigt war. Die Phosphatwerte müssen daher außerhalb der Betrachtungen bleiben. Bei Stickstoff und Kalium wurde erwartungsgemäß der Sollgehalt der Nährlösung bei den exakten Analysen am besten erreicht und auch die Schwankungen der Werte sind hier am niedrigsten. Am schlechtesten ist die Übereinstimmung bei den Leitfähigkeitsmessungen, während die chemischen Schnellteste sowie die Ergänzung nach Erfahrungsnormen mit Testen alle 4 Wochen als gleichwertig gut zu bezeichnen sind. Die angeführten Versuchsergebnisse weisen somit aus, daß eine Ausführung der chemischen Schnellteste in vierwöchigem Abstand für praktische Zwecke durchaus genügt und gegenüber den anderen Methoden gleichwertig ist. Diskussion Die Hauptaufgabe der vorstehenden Untersuchungen bestand darin, durch eine Überprüfung und Vereinfachung der bisher angewandten Nährlösungsuntersuchungsmethoden die schnellere Einführung der erdelosen Kultur in die Produktion zu

121 ermöglichen. Dieses Problem kann im wesentlichen als gelöst betrachtet werden. Die angegebenen Methoden gestatten es jedem Produktionsbetrieb, mit einem Minimum an Arbeits- und Kostenaufwand die laufende Überwachung von Nährlösungen vorzunehmen. Die Genauigkeit dieser Methoden war in den eigenen Versuchen höher als für die Praxis notwendig erscheint, so daß eine gewisse Toleranz bei nicht völlig sachgemäßer Durchführung gegeben ist. Das Schwergewicht der Arbeit lag bei der Überprüfung verschiedener chemischer Untersuchungsmethoden, da diese am besten über die Nährstoffverhältnisse Aufschluß geben können und zur Klärung von Wachstumsanomalien überhaupt nur allein angewendet werden können. Bei der Ausarbeitung der chemischen Untersuchungsmethoden wurde darauf geachtet, daß diese unter den einfachsten Voraussetzungen und mit nur geringen Kenntnissen durchgeführt werden können, wodurch natürlich der erreichbaren Genauigkeit Grenzen gesetzt werden. Dieses Vorgehen war jedoch erforderlich, da anderenfalls durch die Einführung der erdelosen Kultur neue Hindernisse entstanden wären. Da kein Großbetrieb sofort die gesamte Produktion auf ein solches neues Kulturverfahren umstellen, sondern erst in kleineren Anlagen Erfahrungen sammeln wird, müssen zunächst auch erst die einfachsten Untersuchungsmethoden angewendet werden. Bei zunehmendem Ausmaß der erdelosen Kultur kann später die Einrichtung eines Betriebslaboratoriums mit einfachen Meßgeräten durchaus wirtschaftlich und notwendig werden. Die vorliegenden Versuchsergebnisse lassen erkennen, daß zur Nährlösungsüberwachung und -regulierung mehrere Methoden anwendbar sind. Das gilt für die wöchentlich durchgeführten chemischen Schnellteste auf die Hauptnährstoffe, wobei auf die Untersuchung von Kalium bei den verwendeten Nährlösungen verzichtet werden kann. Durch eine Kombination von Leitfähigkeitsmessungen mit chemischen Phosphatuntersuchungen kann die Sicherheit der Leitfähigkeitsmessungen erhöht werden, während eine Senkung des Arbeitsaufwandes dadurch möglich ist, daß bei einer Ergänzung nach Erfahrungsnormen nur aller 4 Wochen chemische Schnelluntersuchungen vorgenommen werden. Jede der angeführten Möglichkeiten hat ihre Vor- und Nachteile: Die Leitfähigkeitsmessungen stellen die am leichtesten durchführbare Methode dar, sind jedoch nicht in der Lage, mit Sicherheit die chemische Zusammensetzung der Nährlösung zu klären. Wöchentliche chemische Schnellteste umgehen diesen Nachteil, weisen eine gute Genauigkeit auf und regen die Durchführenden nicht zuletzt zur Beschäftigung mit chemischen Fragen an. Nachteilig ist der relativ höchste Arbeits- und Zeitaufwand. Insofern stellt die Kombination von Erfahrungszugaben und gelegentlichen Kontrollen einen sehr zu empfehlenden Ausweg dar. In der Arbeit wird für die Durchführung der chemischen Schnellteste die Anwendung von Dauerstandards aus Agfacolor-Kopierfolien empfohlen. Dies geschah in der Absicht, dem Produktionsbetrieb die Arbeit zu erleichtern. Das einmalige Zusammenstellen der angegebenen Filterkombinationen ist weniger arbeitsaufwendig als die Herstellung von Standardlösungen und das laufende Anfärben derselben bei jeder Untersuchung. Bei breiterer Anwendung besteht zudem die Möglichkeit, derartige Dauerstandards mit entsprechenden Kolorimetern handwerklich oder industriell herstellen zu lassen. Kürzlich wurde bekannt, daß von G Ä T K E ein einfaches Kolorimeter entwickelt wurde, welches zu einem relativ niedrigem Preis

122

GÖHLER, Überwachung und Regulierung von Nährlösungen von Gemüse unter Glas

(ca. 650,— D M ) erhältlich sein soll. Es erscheint daher möglich und empfehlenswert, solches Gerät zu erproben, wodurch natürlich die Genauigkeit weiter gesteigert werden kann. Trotz dieser weiteren Entwicklungsmöglichkeiten erscheint es jedoch zweckmäßig, den Produktionsbetrieben zunächst einfachste Methoden zu empfehlen. Obwohl die Bearbeitung der chemischen Schnelluntersuchungsmethoden von der erdelosen Kultur ausging, da diese Frage hier am dringendsten aber auch methodisch am einfachsten zu klären war, dürfte doch ihre Bedeutung auf dem Gebiet der Untersuchung gärtnerischer Kulturerden noch größer sein. In der Landwirtschaft hat sich in Deutschland seit langem die massenweise Bodenuntersuchung in besonderen Versuchs- und Untersuchungsanstalten durchgesetzt. Die dabei angewandten Methoden sind jedoch in der Mehrzahl für die wesentlich nährstoff- und humusreicheren gärtnerischen Kulturerden nicht anwendbar. Zudem ist im Gartenbau infolge der wesentlich höheren Intensitätsstufe besonders unter Glas eine viel häufigere Untersuchung und Düngung erforderlich, was ganz besonders für die in letzter Zeit in immer stärkerem Maß angewandten Torfkultursubstrate und Torfkulturerden gilt. Dem steht jedoch die Tatsache gegenüber, daß in der Mehrzahl der Betriebe die Düngung ausschließlich auf der Grundlage von „Erfahrenswerten" durchgeführt wird. Daß dieser Zustand unhaltbar ist, wird von vielen Produktionsbetrieben in zunehmendem Maße erkannt und ist um so mehr zu beachten, als in den nächsten Jahren eine weitere große Zunahme der Glasflächen geplant ist. Es ist deshalb anzustreben, daß die chemischen Schnelluntersuchungsmethoden vorrangig auch zur Untersuchung gärtnerischer Erden angewendet werden können, wozu auf der Grundlage der in dieser Arbeit angegebenen Methoden die nötigen wissenschaftlichen Voraussetzungen baldigst geschaffen werden müssen. Zusammenfassung Zur Einführung der erdelosen Kultur von Gemüse in die Produktion ist eine einfache und schnelle Überwachung der Nährlösungen erforderlich. Die Zusammensetzung der Nährlösung nach GEISSLER entspricht weitgehendst dem Nährstoffentzugsverhältnis der wichtigsten Gemüsearten. Dagegen schwankte die absolute Höhe der Nährstoffzugaben bei vergleichbaren Gemüsekulturen so sehr, daß eine Ergänzung der verbrauchten Nährstoffe ausschließlich auf der Grundlage von Erfahrungsnormen nicht möglich erscheint. Die Verwertung der zugegebenen Nährstoffe ist gering, die Verluste werden durch die Bildung schwerlöslicher Salze und Salzablagerungen im Substrat erhöht. Bei stark zehrenden Kulturen kann als optimaler Zeitabstand zwischen zwei Nährlösungsergänzungen 1 Woche angenommen werden. In Großanlagen ist die Kontrolle und Ergänzung der Nährlösungen wirtschaftlicher als deren regelmäßige völlige Erneuerung. Zur Überwachung der Nährlösungen in Produktionsbetrieben kommen physikalische und chemische Näherungsmethoden in Betracht. Bei den physikalischen Methoden sind aus meßtechnischen Gründen nur elektrolytische Leitfähigkeitsmessungen anwendbar. Zwischen den Meßwerten und dem Salzgehalt der Nährlösungen bestehen gut gesicherte Korrelationen. Verschiedene Methoden der chemischen Schnelluntersuchung wurden erprobt, und die geeignetsten Verfahren zur angenäherten Bestimmung von Nitratstickstoff,

Archiv für Gartenbau, IX. Band, Heft 2, 1961

123

Kalium, Phosphor, Eisen, p H und Säurezusatz für die praktische Anwendung bei einer breiten Anwendung chemischer Schnellverfahren die Anwendung eines empfohlen. Die Methoden zur Nährstoffbestimmung beruhen auf kolorimetrischen und nephelometrischen Reaktionen. Da ohne Meßinstrumente gearbeitet wird, wurden für die einzelnen Bestimmungsmethoden Vergleichsstandards aus AgfacolorKopierfolien entwickelt, die in ihrer Durchlässigkeit weitgehend den Vergleichslösungen entsprechen Die verschiedenen Kontroll- und Ergänzungsverfahren wurden in Vegetationsversuchen überprüft und miteinander verglichen. Sowohl mit Leitfähigkeitsmessungen wie mit chemischen Schnellmethoden wurden befriedigende Ergebnisse erzielt. Die Meßergebnisse der Näherungsmethoden wurden mit denen gleichzeitig durchgeführter exakter Nährlösungsuntersuchungen verglichen. Die erzielte Genauigkeit entsprach den Anforderungen. Für die Praxis wird empfohlen, die Nährlösungen alle 4 Wochen mit den angegebenen chemischen Schnellmethoden zu untersuchen und in der Zwischenzeit wöchentlich Nährstoffergänzungen nach Erfahrungswerten durchzuführen. Pe3i0Me Ilpn riirtpoKyjibType OBOINEÄ B saKpuTOM rpyrne e?KeHe«ejitHO Hy?KHO peryjiMpoBaTb nHTaTejibHfciii pa3TBop. BocnojiHeHiie n3pacxojjoBaHHHx liHTaTejibHhix BEMECTB npii STOM peHTaßejibHee neii nojiHoe B 0 3 O 6 H O B J I E N N E iiHTaTejibHoro pacTBopa. BocnojiHeHHe Hejib3H iip0H3B0,HHTb TOJibKO Ha 0CH0Be HaKonjieHHoro onbrra, TpeßyeTCH npii6jiH3HTejibHoe onpeflejiemie co^epHiaHHH riHTaTejibHux BemecTB. II ap>I,[y C 3 JIC K T p O JIII T H H e C K H M H3MepeHHeM npOBO^HIUOCTM npOH3BO,A,HTCH MGTO^HHecKoe H3yieHHe CKopocrabix xHMHiecKiix MeTOßOB onpe^ejieHHH HHTpaTHOro a30Ta, ( | ) 0 C ( | ) a T a , KajiHH, mejie3a H P H , KOTOPTIE CPABHHBAIOTCH B sereTaijHOHHbix onHTax. TOHHOCTB npe^jiojKeHHtix MeTOflOB ÖHjia npOBepeHa H OTBeiana TpeßoBaHHHM. fljiH npOH3B03;cTBeHHbix u,ejieii peKOMeH^yeTCH qepe3 KaHvaneneTbipe HeaeJIH npOH3BOHHTb HCCJieaOBaHHe CKOpOCTHbIMH XHMHHeCKHMH MeTO^aMH, a MejKfly TeM nHTaTejibHue BemecTBa fto6aBHTb eweHeHenbHO B COOTB6TCTBHH C HaKonjieHHHM OnHTOM. Summary The soilless culture of vegetables under glass requires a weekly control of the nutrient solution, a supplementary supply of the nutrients absorbed being more economic than a completely new solution. Supplementing may not be done according to empirical values, but an approximate examination of the nutrient content is necessary. Apart from electrolytic conductivity measurements, chemical rapid tests for nitrate nitrogen, phosphate, potassium, iron and p H were examined and compared in vegetation experiments. The accuracy of the methods proposed was examined and found to meet the demands. For practical conditions it has been recommended that chemical rapid tests should be made every 4 weeks and that in the intervening time nutrients should be added according to empirical values. Dissertation Berlin 1960 (gekürzt).

124

G Ö H L R R , Ü b e r w a c h u n g und Regulierung von N ä h r l ö s u n g e n von G e m ü s e unter Glas

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A u s dem Institut f ü r Obst- und Gemüsebau der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg ( D i r e k t o r : Prof. D r . G. F R I E D R I C H )

L. DREIBRODT

Der Einfluß verschiedener Substrate auf den Ertrag von Gemüse in Hydrokultur Hingegangen am 8. J u l i 1960

Bei der erdelosen Kultur von Gemüse spielt neben dem Nährstoffangebot das Substrat als Nährstoffträger eine besondere Rolle für die Entwicklung der Pflanze. In der Sowjetunion wurden umfangreiche Untersuchungen über die Eignung verschiedener Substrate mit Gurken, Tomaten und anderen Gemüsearten durchgeführt und, wie BERSON (1) berichtet, neue Verfahren entwickelt. GEISSLER (3, 4) verwendet als Substrat für seine Versuche Quarzkies. Besonders im Zierpflanzenbau findet schon in größerem Maße Torf als Nährstoffträger Verwendung (KÜHLE (5)und PENNINGSFELD (8)). Im Gemüsebau versucht man, die Jungpflanzen möglichst nur in Torf anzuziehen, um sich von Betriebserden unabhängig zu machen und die Pflanzenanzucht zu vereinfachen. Auch in dieser Hinsicht wurden gute Resultate in Weihenstephan erzielt (7). In unserem Gebiet haben bereits mehrere Betriebe damit begonnen, Hausgurken in Torf, der mit Nährlösung getränkt wird, anzuziehen. Der Nachteil des Torfes besteht in seiner leichten Zersetzbarkeit. Ein Torfsubstrat hat daher nur befristete Verwendungsdauer. Nach einer Tomatenkultur in reinem Torf in Tornau war das Substrat bereits derartig verändert, daß eine Folgekultur sicher mißlungen wäre. Für Hydrokulturen wirkt sich der rasche Zerfall des Torfes sehr nachteilig aus, denn es sollen ja durch die Verwendung eines Substrates anstelle von Erde gerade Erdebewegung und Erdeaufbereitung vermieden werden. Allerdings ist der Torftransport entschieden leichter und billiger zu bewerkstelligen als der von Erde. Ein Vorteil des Torfes gegenüber Kies liegt zweifelsohne in seiner höheren Wasserhaltefähigkeit. Man ist deshalb auch dazu übergegangen, dem Kies einen gewissen Prozentsatz Torf beizumischen und Pflanzen in einem solchen Gemisch zu kultivieren. Die Wasserkapazität wird schon durch eine geringe Torfbeimengung sehr günstig beeinflußt (s. nachstehende Tabelle). Wasserkapazität von Kies und Kies-Torfgemisch Substrat Kies ( 0 0 , 3 - 0 , 5 cm) Kies und 1 Gewichtsprozent Torf (trocken) Kies und 2 Gewichtsprozent Torf (trocken)

W K in Gewichtsprozent 3,6 7,7 14,7

Der Nachteil des Torfes — seine befristete Verwendbarkeit — beeinträchtigt natürlich auch dieses Substrat. Aus diesem Grunde wird das Kies-Torfgemisch kaum Bedeutung für den praktischen Pflanzenbau erlangen und nur als günstiges Substrat für pflanzenphysiologische Untersuchungen dienen. Der Praktiker müßte im Hin-

127

blick auf die angestrebte mehrjährige Verwendung voraussichtlich schon nach einem Vegetationsjahr zunächst Kies und Torf trennen und dann den gereinigten Kies erneut mit frischem Torf mischen. Dies wäre eine viel zu große Arbeitsbelastung. Nach PENNINGSFELD (7) eignet sich besonders die reine Torfkultur für wissenschaftliche Arbeiten, die sich mit der Ermittlung der Nährstoffansprüche von Gemüse befassen, weil in einem geeigneten Torfsubstrat alle in Frage kommenden Gemüseund Zierpflanzen gut gedeihen. Es wurden bereits vergleichende Untersuchungen mit Vermiculit, Sand und einem Gemisch aus beiden als Substrat durchgeführt (DREIBRODT, 1956) und darin mit geeigneten Nährlösungen Buschtomaten kultiviert. Es erübrigt sich, wegen der zu hohen Kosten von Vermiculit auf dieses Verfahren näher einzugehen. Nach den bisherigen Erfahrungen erscheint es lohnenswert zu versuchen, natürliche, leicht verrottende organische Substanz durch schwer zersetzbare Kunststoffe zu ersetzen. Dieses Material müßte den Gemüsepflanzen optimale Entwicklungsbedingungen bieten. Es dürfte keine pflanzenschädigenden Stoffe enthalten und durch Nährlösungen und Kulturen selbst nicht verändert werden. Es wurden daher Versuche mit Piatherm als Substrat durchgeführt. Wie uns das VEB Stickstoffwerk Piesteritz freundlicherweise mitteilte, handelt es sich bei Piatherm um ein Produkt, das sich auf Hamstoff-Formaldehydharz aufbaut. Das Ganze wird mittels eines Schaummittels zu einer sahnigen Masse verarbeitet. Die Härtung des zunächst noch löslichen Schaumes erfolgt durch Phosphorsäurezusatz. Abschließend wird das fast trockene Material mit gasförmigem Ammoniak behandelt und damit überschüssiges Formaldehyd weitgehend zu Hexamethylentetramin gebunden. Es erschien unwahrscheinlich, daß Gemüsepflanzen allein in Piatherm wachsen. Deshalb wurde dieser Kunststoff dem Kies anstelle von Torf beigemischt. Dabei erwies es sich als notwendig, eine vergleichbare Basis mit dem Kies-Torfgemisch zu finden. Die Wasserkapazität schien als Maßstab dafür am besten geeignet. Nach einigen Voruntersuchungen wurden deshalb jedem Gefäß (6 kg Kies) 20 bzw. 40 g Piatherm hinzugefügt, eine Menge, die annähernd der WK einer ein- bis zweigewichtsprozentigen Beimischung trockenen Torfes entspricht. Zur Durchführung dieser Versuche wurden Blumentöpfe von 24 cm Durchmesser verwendet. Sie wurden in Untersetzer gestellt, die 1,5 Ltr. Nährlösung fassen. Es war notwendig, die Blumentöpfe vor Gebrauch in flüssiges Paraffin zu tauchen, um jegliche Beeinflussung der Nährlösung durch die differenzierte Oberfläche des gebrannten Tones zu vermeiden. Ein schwarzer Vinidurring über dem Untersetzer sollte die Algenbildung vermeiden und die Nährlösung vor Verdunstung und vor Verunreinigung schützen. In dem Mischsubstrat wurden Radieschen und Petersilie kultiviert. Die für die Untersuchung verwendeten unterschiedlichen Substrate werden der Übersicht halber folgendermaßen bezeichnet: Ü b e r s i c h t über die v e r w e n d e t e n Kies Kies Kies Kies

u. u. u. u.

Substrate

1% Torfbeimischung = „einfach Torf" 2% Torfbeimischung = „doppelt Torf" 0,3% (20 g je Gefäß) Piathermbeimischung = „einfach Piatherm" 0,6% (40 g je Gefäß) Piathermbeimischung = „doppelt Piatherm".

128

D R E I B R O D T , Verschiedene Substrate auf den Ertrag v o n Gemüse in H y d r o k u l t u r

Bei der Auswahl von Radies und Petersilie war die Möglichkeit gegeben, in relativ kurzer Zeit durch Folgeaussaaten über eine große Zahl von Ergebnissen zu verfügen. Die Versuche wurden mit fünf Parallelen durchgeführt. 1 In jedes Gefäß wurden 21 Pflanzen pikiert. Radieschen und Petersilie erhielten beim Pflanzen Nährlösung, die bei Radieschen zum ersten Mal nach 12 Tagen, bei Petersilie nach 4 Wochen erneuert wurde. Im Verlauf des Pflanzenwachstums wurde die Nährlösung durchschnittlich jede Woche erneuert. Es besteht durchaus die Möglichkeit, Radieschen unmittelbar in das Substrat zu säen. Die Saat läuft jedoch in diesem Fall ungleichmäßig auf, und die Pflanzen sind als Ausgangsmaterial für Versuche wenig geeignet. Alle Substrate wurden vor dem Bepflanzen und nach jeder Kultur tüchtig ausgewaschen. Das gleiche Substrat wurde aber nicht nur für die Folgeaussaaten in einem Versuchsjahr, sondern unverändert auch im zweiten Jahr verwendet. Die Substrate bilden die eine Variante der Versuche, die Nährlösungen die andere. Nährlösungen wurden teils aus Voll- und Einzeldüngern, teils aus reinen Chemikalien hergestellt. Ihre Konzentration wurde wie üblich (2°/00) gewählt. Die Lösungen wurden wie folgt bezeichnet: Lösung I = Nährlösung aus Wolfener Spezialdünger, Lösung II = Nährlösung nach PENNINGSFELD (6), Lösung IV = Nährlösung nach LEHNHARD (9). Übersicht über die in den Gefäßen verwendeten Substrate und Nährlösungen Substrate einfach doppelt einfach doppelt

Torf Torf Piatherm Piatherm

Nährlösungen I I I I

-

II II II II

-

IV IV IV IV

Die graphischen Darstellungen 1, 2 und 5 verdeutlichen, in welchem Ausmaß die Pflanzen in dem Kies-Piatherm-Substrat wuchsen und Erträge brachten. Wie weiter zu erkennen ist, treten Ertragsunterschiede in den einzelnen Substraten bei Radieschen stärker an den Knollen als an den Blättern hervor. Die Radieschenknollen reagieren empfindlicher auf veränderte Anzuchtbedingungen als die -blätter. Zunächst sollen die Erträge verschiedener Folgeaussaaten und Substrate im Verlaufe eines Jahres besprochen werden. Über den Einfluß der Nährlösungen wird später noch berichtet. Bei den Folgeaussaaten im ersten Versuchsjahr (s. graphische Darstellungen 1 und 2) brachte das Substrat „doppelt Torf" sehr häufig die höchsten Ernten. Hohe Erträge sind zum Beispiel bei der sechsten Aussaat des Jahres 1958 im Substrat „doppelt Piatherm" zu finden. Auch im Jahre 1959 zeigt sich bei den Kulturen im Sommer ein starker Ertragsanstieg zugunsten des Substrates „doppelt Piatherm". Die Vermutung liegt nahe, daß sich u. a. die gute wasserhaltende Kraft des Piatherms in der heißen Jahreszeit als besonders vorteilhaft erweist. Die Erträge der achten und letzten Aussaat im Versuchsjahr sind alle niedrig, unabhängig vom Substrat. In dieser Jahreszeit bildet Lichtmangel den begrenzenden Faktor. Die 1

Für die D u r c h f ü h r u n g u. A u s w e r t u n g der Gefäßversuche möchte ich hierdurch der landw.-techn. Ass., Fräulein H e d w i g R U D I S C I I , danken.

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Abb. 1. Knollenerträge (Frischgewicht) von Radieschen in Gefäßen in verschiedenen Substraten und Nährlösungen. 1958

Abb. 2. Blatterträge (Frischgewicht) von Radieschen in Gefäßen in verschiedenen SubStraten und Nährlösungen. 1958

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Abb. 3. Radieschenerträge (Frischgewicht) in Gefäßen in verschiedenen Nährlösungen und einzelnen Substraten. 1958

Abb. 4. Radieschenerträge (Frischgewicht) in Gefäßen in verschiedenen Nährlösungen und einzelnen Substraten. 1959

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A r c h i v f ü r G a r t e n b a u , IX. Hand, Heft 2, 1961

Tendenz der Blatterträge ähnelt der der Knollenerträge. Wie bereits erwähnt, sind dabei die Ertragsunterschiede bei den verschiedenen Substraten nicht so ausgeprägt. Auch vom Jahresrhythmus ist der Blattertrag nicht in dem Maße abhängig wie der Knollenertrag. Stellt man die Radieschenerträge der Versuchsjahre 1958 und 1959 mit den verschiedenen Substraten in Beziehung, so fällt auf, daß die Erträge in „doppelt Torf" im zweiten Versuchsjahr bereits abfallen, während die in „doppelt Piatherm" ansteigen. Man kann dies besonders gut an den ersten Aussaaten der Jahre 1958 und 1959 beobachten. Es s s gibt bei den Folgeaussaaten auch vereinzeit in „doppelt Piatherm" 1959 geringere Erträge als 1958, doch ist dann der Ertragsabfall prozentual geringer 8? £? als in „doppelt Torf". Die Ergebnisse £ bestätigen erneut die sehr beschränkte Verwendbarkeit des Gemischs mit TorfSU1 beimischung und weisen daraufhin, daß ^ g n eine entsprechende Menge Piatherm vorteilhaft die wasserhaltende Kraft des Kieses erhöht und zum anderen längere £ Zeit gut als Substrat verwendbar ist als

ist allerdings auffällig, daß die Knollen^ ^ erträge der siebenten Aussaat 1958 in einfachem und doppeltem Torf sowie in einfachem Piatherm bei Nährlösungll * plötzlich am höchsten sind. Es ist anzunehmen, daß es sich hier um einen Ein— fluß des Lichtes handelt. Die Zusammensetzung der Nährstoffe nach PEN5 NINGSFELD (6) ermöglicht anschein nend den Pflanzen eine relativ bessere 2! Nährstoffaufnahme bei kürzer werdeng £ den Tagen. c Bei einem Vergleich der Erträge mit £ Nährlösung I und IV und den einzel- o> § S g g 2 ! 9

Archiv f ü r Gartenbau, I X . Hand, Heft 2, 1961

E **ì

*N

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D R E I B R O D T , Verschiedene Substrate auf den Ertrag v o n Gemüse in Hydrokultur

nen Substraten ist zu erkennen, daß die Erträge bei Nährlösung I im allgemeinen etwas niedriger liegen als bei Nährlösung IV. Diese Tendenzen bestehen in Abhängigkeit von den Substraten. Wie anfangs erwähnt, wurden die gleichen Gefäßversuche sowohl mit Radieschen als auch mit Petersilie durchgeführt. Aus Platzmangel konnten bei Petersilie nur Töpfe mit den Substraten „einfach T o r f " bzw. „einfach Piatherm" verglichen werden. E s wurden auch hier wieder Folgeaussaateri durchgeführt. Sehr viele Ernten in Kies-Torfgemisch brachten 1958 einen höheren Ertrag als in dem Substrat KiesPiatherm, doch sind die Ertragsdifferenzen zum Teil unerheblich und liegen im Bereich der Fehlergrenze. Im zweiten Versuchsjahr steigen dagegen auch bei Piatherm die Erträge zugunsten des Substrates „einfach Piatherm" an. Abgesehen von der leichten Zersetzbarkeit des Torfes wäre diese Beobachtung vielleicht noch dadurch zu erklären, daß schädigende Stoffe des Piatherms nach einem Versuchsjahr ausgewaschen sind. Über diesen Fragenkomplex kann erst nach längerer Verwendung der Substrate Auskunft gegeben werden. Betrachtet man die Erträge unter Berücksichtigung der Nährlösungen, so zeigt sich, daß bei Nährlösung II häufig die geringsten Ernten zu verzeichnen sind. Im Jahre 1959 übertrifft jedoch der Ertrag mit Nährlösung II manchmal den mit Nährlösung I, und zwar vorwiegend im Kies-Piatherm-Gemisch. Die günstigsten Erträge sind allgemein in Nährlösung I V zu finden. Zusammenfassung E s wurde mit der Verwendung von Piatherm ein Anfang gemacht, um Substrate auf Kunststoffbasis zu verwenden. Wie die Versuche zeigen, liegen die Ergebnisse zunächst noch in Verbindung mit Kies durchaus günstig. Pe3i0Me IIpHCTynHjiH K npHMGHeHHio imaTepMa, ITOÖM ncn0jii>30BaTb CYÖCTPATLI Ha 6a3e njiacTMacc. PeayjitTaTH ontrroB — Ha nepBHx nopax EME B CB«3H C rpaBHGM — BÜOJIHC y^OBJieTBOpHTGJlbHHG.

Summary By the use of piatherm it has been attempted to use plastics as subtrata. As shown by the experiments, the results are quite promising, at least in connection with gravel. Literaturverzeichnis 1. B E R S O N , H . : Erdeloser Pflanzenbau in der Sowjetunion. Deutsche Gärtnerpost, 11. Jahrg., Nr. 17, 1959 2. D R E I B R O D T , L . : Vermiculit als Substrat in Gefäßen. Zentralblatt f. d. Deutschen Erwerbsgartenbau, 8. Jahrg., Nr. 51/52, 1956 3. G E I S S L E R , T H . : Weitere Ergebnisse von der Hydrokultur bei Gemüse unter Glas. D. Deutsche Gartenbau, Bln., 2. Jahrg., 1955 4. G E I S S L E R , TH., N I C K I S C H , K. u. H. H Ä H N E L : Ein Beitrag zur Frage der Hydrokultur von Treibgurken. Archiv f. Gartenbau. 2. Bd., H. 1, 1954

A r c h i v f ü r G a r t e n b a u , I X . B a n d , Heft 2, 1961

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5. KÜHLE, J . : Rationelle Kulturverfahren im Zierpflanzenbau. Deutsche Gärtnerpost, Bd. 4, 1957 6. PENNINGSFELD, F.: Hydrokultur. Festschrift zur Feier des 150jährigen Bestehens der Lehr- und Forschungsanstalt für Gartenbau in Weihenstephan, 1804 — 1954 7. PENNINGSFELD, F.: Torf kulturversuche mit Gemüse und Zierpflanzen in Weihenstephan. D. Deutsche Gartenbauwirtschaft, 5. Jahrg., H. 12, 1957 8. PENNINGSFELD, F.: Torf als Hydrokultur-Substrat. Sonderdruck aus Taspo, Braunschweig, Nr. 9, 27. 2. 1959 9. R A U T E R B E R G , E. u. G. L E H N H A R D : Einfluß von Zusammensetzung u. Konzentration der Nährlösung auf die Entwicklung v. Tomaten und Kohlrabi bei der Hydrokultur. Zeitschrift f. Pflanzenernährung, Düngung u. Bodenkunde, Bd. 68, S. 132 — 141, 1955

9*

\34

S P E N D E R , B l ü t e n e n d s t ä n d i g k e i t nach der Ü b e r w i n t e r u n g v o n T o m a t e n j u n g p f l a n z e n A u s dem Institut f ü r Gartenbau Großbeeren der Deutschen A k a d e m i e der J.andwirtschaftswissenschaften zu Herlin (Direktor: Prof. Dr. J . R E I N H O L D )

B. SPENDER

Blütenendständigkeit als Erscheinung nach der Überwinterung von Tomaten) ungpflanzen E i n g e g a n g e n am 5. A u g u s t 1960

Für den frühen Tomatenanbau unter Glas wurde im hiesigen Institut nach sowjetischer Anregung die Jungpflanzenüberwinterung als Anzuchtmethode entwickelt, über die schon mehrfach berichtet wurde (2, 8). In unseren Versuchen fanden sich beim Anbau der überwinterten Pflanzen im Gegensatz zu den unter Zusatzbelichtung herangezogenen solche, die nach Ausbildung von ein bis zwei Blütenständen ihren Trieb entweder mit einem Blütenstand oder mit einem Blatt abschlössen (Abb. 1), obgleich die für den Anbau unter Glas verwendeten Sorten

A b b . 1. Endständige Tomatenjungpflanze (Sorte „ P r i m a v e r a " ) ohne Seitentriebbildung

135 Stabtomaten und damit nicht blütenendständig sind (3, 4). Diese Erscheinung trat bei allen für die Überwinterung verwendeten Sorten auf (Tab. 1). Aussaatdatum war in allen Versuchs]ahren der 1. September. Tabelle 1 Häufigkeit des Auftretens endständiger Pflanzen nach Überwinterung Versuchsjahr

Sorte

Zählung am:

1955/56 1956/57 1957/58 1958/59

Hellfrucht Hellfrucht Nr. 10 X Bison Hellfrucht Vollendung Nr. 10 x Bison Primavera

10. 3. 14. 3. 2. 4. 24. 6. 24. 6. 24. 6. 11.2. bzw. 29. 2.

1959/60

%-Satz endständ. Pflanzen 9 35 5 0 6 13 24

Der größte Teil der endständigen Pflanzen entwickelte einen kräftigen Seitentrieb, entweder direkt unter dem endständigen oder einem darunterliegenden Blütenstand (Abb. 2). Dieser Seitentrieb wurde als neuer Haupttrieb hochgezogen, der nicht mehr endständig wurde. Es bildeten sich an ihm normale Blütenstände. Dabei ist besonders darauf hinzuweisen, daß nur Seitentriebe, die direkt unter einem Blütenstand entstehen, weitergezogen werden sollten, da das Wachstum von Geiztrieben zwischen zwei Blütenständen von unten nach oben zunimmt, d. h. direkt unter einem Blütenstand der stärkste und über einem Blütenstand der schwächste Geiztrieb gebildet wird (6). Der ehemals endständige Blütenstand war häufig sehr vergrößert und zu einem Doppel- oder Klumpwickel ausgebildet. Nur wenige der endständigen Pflanzen brachten keinen Seitentrieb, sondern hörten mit dem Wachstum nach Ausbildung von ein bis zwei Blütenständen auf. Diese Pflanzen zeigten meist verbildete Blätter (Abb. 1). Von ihnen konnte kein normaler Ertrag erzielt werden. Es wurde ermittelt, wieviel von den anfangs endständigen Pflanzen mit einem Seitentrieb weiterwuchsen, der normales Wachstum und normale Blütenbildung ohne weitere Andeutung einer Endständigkeit zeigte. Es ergab sich, daß nur ein kleiner Teil der Pflanzen nicht mehr mit einem Seitentrieb durchwuchs. Das sind z. B. bei „Primavera" (1959/60) von 24 von 100 Pflanzen, die anfangs endständig waren, nur noch 4 Pflanzen, die völlig endständig geblieben sind, und bei „Nr. 10 X Bison" von den 5 von 100 Pflanzen nur noch 2. Es ist also, auch wenn bei der Überwinterung anfangs Endständigkeit auftritt, ein normaler Pflanzenbestand zu erreichen. Es muß nur darauf geachtet werden, daß bei den endständigen Pflanzen der unter der endständigen Blüte sich bildende s t ä r k s t e S e i t e n t r i e b a n s t e l l e des H a u p t t r i e b e s w e i t e r g e z o g e n w i r d . Eine sortentypische Reaktion auf die Überwinterungsbedingungen konnte bei einem entsprechendem Vergleich (1958/59) bei „Hellfrucht", „Vollendung" und „10 x Bison" beobachtet werden. Stärker als diese sortentypischen Unterschiede (zwischen 0 und 13%) waren jedoch die Jahresunterschiede, die z. B. bei der Sorte „Hellfrucht" zwischen 0 und 3 5 % lagen.

136

Archiv f ü r Gartenbau, IX. Band, Heft 2, 1961

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EDELSTEIN (1) bemerkt, daß bei niedrigen Anzuchttemperaturen bei frühen Tomatensorten Endständigkeit auftreten kann. Neben der niedrigen Anzuchttemperatur ist die Überwinterung durch eine Lichtmangelperiode ausgezeichnet; ferner ergibt sich aus agrotechnischen Gründen die Notwendigkeit, die Wasserversorgung der Pflanzen während dieser Zeit stark einzuschränken. Die Temperatur wird bei der Überwinterungsmethode ca. 2 Monate hindurch sehr niedrig, d. h. zwischen 6 und 8° C bzw. auch darunter gehalten, sie wird also den vorhandenen schlechten Lichtbedingungen (7) angepaßt. Auch die Wassergaben werden so stark eingeschränkt, daß der Wassergehalt der Topfballen bis auf 40 bis 5 5 % der F K absinkt. In unseren Versuchen hat sich gezeigt, daß bei einer Kombination von Überwinterung und Belichtung neben einer ertragsverfrühenden Wirkung die Bildung endständiger Pflanzen vermieden werden kann, was darauf schließen läßt, daß Lichtmangel im Winter möglicherweise ebenfalls zur Bildung endständiger Pflanzen beitragen kann, wobei allerdings anzunehmen ist, daß Lichtmangel und sehr niedrige Temperatur in Kombination den Effekt hervorrufen. Bei normaler Anzuchttemperatur im Winter konnte die Erscheinung der Endständigkeit nicht beobachtet werden. Weitere Versuche laufen noch, und es wird darüber zu gegebener Zeit weiter berichtet werden. Zusammenfassung Bei Anwendung der Methode der Tomatenjungpflanzenüberwinterung treten zu einem gewissen Prozentsatz blütenendständige Pflanzen bei den verwendeten Sorten auf. Die Prozentsätze in den Beobachtungsjahren schwankten zwischen 0 und 3 5 % und sind größer als die sortenbedingten Schwankungen. Der größte Teil der blütenendständigen Pflanzen bildet unterhalb des 1. Blütenstandes einen starken Seitentrieb, der als Haupttrieb weitergezogen werden kann. Dadurch entstehen normale Pflanzen. Pe3K)Me n P H npHMGHGHUH MeTO^a nepe3HMOBKH cajKemjeB TOMaTOB, y Hcn0Jib30BaHHHx noHBMjiCH H 3 B 6 C T H H Ü n p o i ; e H T n e T e p M H H a H T H H X p a c T e H H ü . 9 t o t npCmeHT b roAbi H a ö j i r o f l e H H H K o j i e ß a j i c n b n p e ^ e n a x 0 h 3 5 % h npeBtmiaji K O J i e ö a H H H o6vcjiOBjieHHue copTOM. OcHOBHan nacTb pacTeHHü c coijbgtiihmh Ha BepxyuiKe o6pa3C>Bajia m i m e n e p B o r o coqBeTHH x o p o n i o pa3BHTHft öokoboh n o ß e r , kotoraaBHOro n o ß e r a . T a K H M c > 6 p a 3 0 M nojiyP h h mojkho BupamHBaTi, b KaiecTBe HaiOTCH HOpMaJIbHBie paCTeHHH.

copTOB

Summary The overwintering of young tomato plants led with the indeterminate varieties used to a certain percentage of plants with a determinate type of gronth. During the years of observation the percentage varied from 0 to 3 5 % and was found to be greater than the fluctuations depended on the varieties. Most of the determinate plants formed below the first inflorescence a vigorous lateral shoot which can be raised on as main shoot producing thus normal plants.

138

S P K N D B R , l i l ü t c n e n d s t ä n d i g k c i t nach der: Ü b e r w i n t e r u n g v o n T o m a t c n j u n g p f l a n z c n

Literaturverzeichnis 1. EDELSTEIN, W. J . : Die Agrotechnik zur Erzielung von Frühgemüse im Freiland. Sad i ogorod 1957, 95, H. 1, 1 0 - 1 8 2. FRÖHLICH, H.: Jetzt Tomaten aussäen für die Ernte im April. Die Deutsche Gärtnerpost, 1956, 8, Nr. 37, 2 3. HONTSCHIK, H.: Beitrag zur Morphologie der Tomate. Zeitschr. f. Pflanzenzüchtung 1944, 26, 1 2 7 - 1 3 5 4. LEHMANN, CHR.: Das morphologische System der Kulturtomaten (Lycopersicon esculentum Miller.) Der Züchter, 1955, 25, 3. Sonderh., 1—64 5. REINHOLD, J., u. Autorenkollektiv: Ratgeber für den Gemüsebau unter Glas. Deutscher Bauernverlag Berlin, 1959 6. REINHOLD, J . : Die Tomatentreiberei. Ullmer Verlag Stuttgart 1938 7. SEIDEL, E.: Untersuchungen über die Strahlungsbedingungen bei der Zusatzbelichtung von Gemüsepflanzen in Gewächshäusern. Archiv, f. Gartenbau 1960, 8, 267—296 8. SPENDER, B.: Die Überwinterung von Gemüsejungpflanzen für das Anbaujahr 1959. Der Deutsche Gartenbau, 1958, 5, H. 9, S. 2 2 9 - 2 3 3 .

139 Aus dem Institut für Gartenbau Großbeeren der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin (Direktor: Prof. Dr. J . REINHOLD)

H. FRÖHLICH und A. HENKEL

Weitere Ergebnisse zur Frage der Zusatzberegnung bei Freilandsalat auf leichten Böden Hingegangen am 15. August 1960

Einleitung In einer Reihe von Veröffentlichungen wurde der Wert der ständigen Kontrolle des Bodenfeuchtigkeitsgehaltes während der Vegetationsperiode verschiedener Kulturpflanzen für die Versuche zur Bestimmung der Bewässerungsbedürftigkeit, aber auch für die praktische Durchführung der Zusatzbewässerung nachgewiesen (11, 12, 18, 22, 23, 24). Es wurde dabei den Fragen der einfachen aber hinreichend exakten Bestimmung der Bodenfeuchtigkeit verstärkte Aufmerksamkeit geschenkt (1, 11, 17, 22, 24, 28 u. a.). Nunmehr erscheint es möglich, auf Grund mehrjähriger Untersuchungen gewonnene Grenzwerte des optimalen Bodenfeuchtigkeitsbereiches einer Reihe von Gemüsearten bekanntzugeben. Diese Arbeit befaßt sich speziell mit der Bewässerung zu Freilandkopfsalat. Berichte über weitere Kulturpflanzen sind vorgesehen. I. P r o b l e m s t e l l u n g Im Jahre 1927 veröffentlichte VEIHMEYER eine Arbeit, nach der den Pflanzen die Bodenfeuchtigkeit zwischen Welkepunkt und voller Sättigung der Feldkapazität in gleicher Weise zur Verfügung stünde (26). GORDIENKO fußt 1930 ebenfalls noch auf der bereits von HASELHOFF (15) kritisierten Theorie HELLRIEGELS, daß das Wachstum zwischen 20% und 60% der Wasserkapazität ohne Schaden vor sich gehe (13). Im gleichen Jahr berichtet DEMNIG von einem allerdings unter unzureichenden Versuchsbedingungen durchgeführten Experiment zur Bewässerung von Freilandsalat, aus dem geschlußfolgert werden konnte, daß Salat auf differenzierte Bewässerung nicht deutlich reagiere (7). FEHER und PALITSCHEK zeigten 1939, daß den landwirtschaftlichen Nutzpflanzen ein bestimmtes Bodenfeuchtigkeitsoptimum eigen ist (8). Zehn Jahre später vertraten VEIHMEYER und HOLLAND wiederum die Ansicht, daß zu Sommersalat eine einzige Wassergabe etwa 30 Tage nach dem Vereinzeln der Pflanzen genüge. Der Zustand der Bodenfeuchtigkeit zum Zeitpunkt der Bewässerung wird weiterhin nicht berücksichtigt (27). Im Jahre 1951 berichten AGLIBUT u. a. von speziellen Bewässerungsversuchen zu Salat, bei denen die Bodenfeuchtigkeit und Düngung variiert wurden. Hier konnte bereits, allerdings ohne ausreichende fehlerstatistische Sicherung, der Einfluß der gestaffelten Bodenfeuchtigkeit in Form einer Optimalkurve erkannt werden (1). Während FRÖHLICH 1956 nachwies, daß bei frühem Freilandsalat in den Bereichen zwischen der vollen Sättigung und etwa 75% der FK und zumindest zwischen der 60%-Grenze bis zum Welkepunkt, der Ertrag des Salates wieder abnimmt (10), berichteten 1957 M A J M U DAR und HUDSON von einer Salatkultur unter Glas, bei der im Laufe der Kulturperiode die Bodenfeuchtigkeit von der vollen Sättigung bis zur Ernte ständig absank, ohne daß das Wachstum Schaden litt. Nach Ansicht der Verfasser sei die Be-

140

F R Ö H L I C H und H E N K E L , Z u s a t z b e r e g n u n g bei Freilandsalat auf leichten B ö d e n

Wässerung nicht unbedingt an einen bestimmten Grad der Bodenfeuchtigkeit gebunden. Es sei den Wurzeln möglich, entsprechend der Austrocknung des Bodens in tieferen Schichten mit genügend Wasservorräten nachzuwachsen (20). Abschließend zu dieser Fragestellung sei eine Bemerkung BROUWERS aus dem Jahre 1958 zitiert, in der er die Möglichkeit der Beurteilung der Bewässerungsbedürftigkeit der Kulturpflanzen entsprechend der Bodenfeuchtigkeit einschätzt: „Die Beregnung auf Grund der Bodenfeuchte vorzunehmen, erscheint einfach und einleuchtend, jedoch muß man zunächst einmal die Beziehungen zwischen der Bodenfeuchte und dem optimalen Wachstum bzw. dem Ertrag jeder einzelnen Kulturart genau kennen. Nirgends auf der Welt sind diese Beziehungen bekannt" (6). Neben diesen wissenschaftlichen Untersuchungen und Meinungen, welche die für den Salat erforderliche Bodenfeuchtigkeit betreffen, finden sich in der Literatur weitere Bewässerungsversuche zu Salat, bei denen durch schematisch festgelegte oder gefühlsmäßig bestimmte Bewässerungstermine, die Reaktion des Salates festgestellt werden sollte. Die hierbei gewonnenen Schlußfolgerungen sind natürlich nicht von gewissen Zufälligkeiten frei, zeigen jedoch die Tendenz an, daß in der Hauptwachstumszeit des Salates die größten Bewässerungserfolge zu erzielen sind. Voraussetzung hierbei ist, wie weiter unten noch an Beispielen nachgewiesen wird, daß die Bodenfeuchtigkeit zu Beginn der Kultur zumindest weitgehend gesättigt ist. Die hier gewonnenen Erfahrungen scheinen zunächst mehr oder weniger die Theorie BROUWERs, das Vorhandensein sogenannter „Kritischer Zeiten" des Wasserbedarfs innerhalb einer Kulturperiode (5), zu bestätigen. Interessante Studien über den Einfluß der Witterung und Beregnung auf den Salatertrag wurden 1954 von HERRMANN bekanntgegeben (16), die zeigten, daß entsprechend dem fortschreitenden Salatwachstum der Wasserbedarf zunimmt und besonders im letzten Kulturdrittel, also während der Kopfbildungsperiode, sehr hoch ist. Damit wird die Wirksamkeit der in diesem Zeitraum fallenden Niederschläge bzw. verabreichten Regengaben erklärt. Auch bei WOLTERS sind ähnliche Ergebnisse zu finden (31). BAUMANN faßt diese Erkenntnisse auf Grund umfangreicher Untersuchungen allgemein als Wechselwirkung zwischen Bodenfeuchtigkeit und Pflanzenwachstum auf (2). Somit wird wiederum die Menge der jeweils den Pflanzen zur Verfügung stehenden Bodenfeuchtigkeit in den Kreis der Betrachtungen einbezogen. Erfahrungen der Praxis bestätigen die Untersuchungen von HERRMANN; so stellt z. B. GÜRTLER die Periode der Kopfbildung als besten Bewässerungszeitpunkt heraus (14), REICHELT und TAUBITZ berichten im gleichen Sinne (21, 25). Auf der anderen Seite glauben jedoch LISGES und W E Y L davor warnen zu müssen, daß Salat während der Kopfbildungsperiode bewässert wird (19, 29). Diese Zusammenstellung zeigt, daß trotz zahlreicher Ansatzpunkte derzeitig noch keine einheitliche Beurteilung der Frage der Zusatzbewässerung zu Freilandsalat vorliegt. II. V e r s u c h s b e s c h r e i b u n g A . Plan der Versuchsdurchführung Es gilt den Nachweis zu erbringen, daß bei den einzelnen Gemüsearten, hier speziell Kopfsalat, ein Optimalbereich der Bodenfeuchtigkeit besteht. Es war ferner zu untersuchen, ob die Grenzwerte der Bodenfeuchtigkeit in verschiedenen Jahren

A r c h i v f ü r G a r t e n b a u , I X . Band, Heft 2, 1961

bei unterschiedlichen Witterungsbedingungen auf gleicher oder zumindest ähnlicher Höhe verbleiben oder ob typische Unterschiede auftreten. Eine weitere Aufgabe bestand in der Prüfung der Reaktion des Kopfsalates gegenüber einer tags oder nachts verabreichten Regengabe, zumal auf Grund verschiedener Mitteilungen in die Nachtberegnung große Erwartungen gesetzt werden (4, 9, 26 u. a.). Zur Lösung dieser Aufgaben wurden in den einzelnen Jahren folgende Versuche durchgeführt: 1. V e r s u c h e

zur

B e s t i m m u n g des o p t i m a l e n B o d e n f e u c h t i g k e i t s bereiches Jahr 1956: Früher Kopfsalat a) Unberegnet (Bodenfeuchtigkeit sank bis unter 60% der FK ab). b) Beregnet, wenn 1 cm der Bodenoberfläche staubtrocken war (zweimal bei etwa 80% der FK und dreimal bei etwa 70% der FK). c) Beregnet bei Unterschreiten der 65%-Grenze der FK. Jahr 1958: Sommerkopfsalat a) Unberegnet (Bodenfeuchtigkeit sank bis unter 40% der FK ab). b) Beregnet bei Unterschreiten der 70%-Grenze der FK. c) Beregnet bei Unterschreiten der 60%-Grenze der FK. Jahr 1959: Früher Kopfsalat a) Unberegnet (Bodenfeuchtigkeit sank bis unter 30% der FK ab). b) Beregnet bei Unterschreiten der 70%-Grenze der FK. c l ) Beregnet bei Unterschreiten der 60%-Grenze der FK. c2) Wie c l , jedoch nur am 20. 4. 59 beregnet, danach unbewässert. d) Beregnet bei Unterschreiten der 50%-Grenze der FK. Sommerkopfsalat a) Unberegnet (Bodenfeuchtigkeit sank bis unter 35% der FK ab). b) Beregnet bei Unterschreiten der 70%-Grenze der FK. c) Beregnet bei Unterschreiten der 60%-Grenze der FK. d) Beregnet bei Unterschreiten der 50%-Grenze der FK. Jahr 1960: Früher Kopfsalat a) Unberegnet (Bodenfeuchtigkeit sank bis unter 25% der FK ab). b) Beregnet bei Unterschreiten der 60%-Grenze der FK. c) Beregnet bei Unterschreiten der 50%-Grenze der FK. 2. V e r s u c h e

zur Bestimmung

der W i r k u n g e i n e r T a g - o d e r beregnung

Jahr 1958: Sommerkopfsalat a) Beregnet bei Unterschreiten der 60%-Grenze der FK, tags b) wie a, jedoch in der folgenden Nacht beregnet. Jahr 1959: Früher Kopfsalat a) Beregnet bei Unterschreiten der 60%-Grenze der FK, tags b) wie a, jedoch in der folgenden Nacht beregnet. Sommerkopfsalat a) wie a im Frühjahr b) wie b im Frühjahr Jahr 1960: Früher Kopfsalat a) wie a 1959 b) wie b 1959

Nacht-

142

F R Ö H L I C H und H E N K E L , Z u s a t z b e r e g n u n g bei Freilandsalat auf leichten B ö d e n

B. Beschreibung des Standortes u n d der Versuchsanlage Die Versuche wurden auf sich in gutem Kulturzustand befindlichem Sandboden mit folgendem P r o f i l durchgeführt. Tabelle 1 Bodencharakteristik des Versuchsfeldes. Gesamtes Profil: Sand mit weniger als 8 % abschlämmbaren Teilchen und einem C-Gehalt von 0,7 bis 0,8% in der Krume A Bt B2 C

0 28 42 ab

bis 28 bis 42 bis 58 58 cm

cm (durch Pfiugarbeit vermischte A I - und A 2 - Z o n e ) cm (Zone stärkerer Humuseinwaschung) cm (Übergangszone) (reiner Sand, z. T. mit schwachen Eisenbändern)

Der G r u n d w a s s e r s p i e g e l befindet sich etwa 2,05 m von der Bodenoberfläche entfernt und konnte die Versuchsergebnisse nicht direkt beeinflussen. Die Versuche wurden nach dem Schema eines L a n g r e i h e n v e r s u c h e s mit vier Wiederholungen angelegt. Die Teilstückgröße betrug 13,0 m 2 . Die einzelnen Teilstücke waren durch 60 cm breite Wege und nicht in das Versuchsergebnis einbezogene Trennreihen voneinander abgegrenzt. Die B e s t i m m u n g d e r B o d e n f e u c h t i g k e i t erfolgte in den Tiefen von 11,5 bis 15,5 cm und 35,5 bis 39,5 cm in wöchentlichem Abstand. Während der Hauptwachstumszeit lagen die Termine noch dichter beieinander. Die Proben wurden jeweils in sämtlichen Teilstücken mit 100 cm 3 fassenden Stahlzylindern entnommen und die Bodenfeuchte sowohl volumen- als auch gewichtsprozentig sowie in Prozenten der Feldkapazität bestimmt. C. A n g a b e n zur Kultur und z u m Witterungsverlauf Es würde den Rahmen dieser Arbeit überschreiten, wenn man versuchte, die Angaben zur Kultur und Witterung im einzelnen zu kommentieren. Es ist jedoch möglich, aus den Tabellen 2 und 3 den Verlauf der Wachstumsbedingungen für jeden Abschnitt der 9 beschriebenen Versuche zu ersehen. D. Die D u r c h f ü h r u n g der Bewässerung erfolgte quantitativ mittels feinporiger Schlauchbrausen bei einer durchschnittlichen ND von 20 mm/h und wurde bereits in einer früheren Arbeit näher beschrieben. Die Bewässerungsbedürftigkeit wurde ausschließlich nach der Bestimmung der Bodenfeuchtigkeit in der Tiefe von 11,5 bis 15,5 cm, die wie frühere Untersuchungen zeigten, einen für die Krume repräsentativen Mittelwert ergibt (Tab. 4, S. 145), durchgeführt. Tabelle 2 Angaben zur Kultur Jahr

Sorte

1956 1958 1959 1959 1960

,Maikönig' ,Brauner Trotzkopf' (I) ,Maikönig' (II) ,Brunetta' , Maikönig'

Kulturzeit auf dem Felde 17. 23. 14. 18. 4.

4. 6. 4. 7. 4.

bis bis bis bis bis

1. 6. 6. 8. 29. 5. 24. 8. 1.6.

Pflanzweite in cm 25 x 25 25x30 25x25 25 x 30 25 X 25

143 E. Versuchsergebnisse 1. V e r s u c h e z u r B e s t i m m u n g d e r o p t i m a l e n B o d e n f e u c h t i g k e i t Früher Kopfsalat In den Jahren 1956,1959 und 1960 wurden Versuche mit frühem Kopfsalat durchgeführt, die auf Grund ihrer ähnlichen Kulturweise ohne Schwierigkeiten miteinander zu vergleichen sind. Da der Versuch von 1956 bereits in einer anderen Arbeit (12) ausführlich beschrieben wurde, seien hier lediglich die Ergebnisse zum Vergleich herangezogen (s. Tab. 5, S. 146). Im Jahre 1959 erfolgte die Staffelung der Bodenfeuchtigkeit dergestalt, daß die bereits 1956 erhaltene Andeutung einer Optimalkurve noch besser erfaßt werden konnte. Zur näheren Charakteristik des Versuches sei der Verlauf der Bodenfeuchtigkeit in der Mitte der Krume (13,5 cm) während der Hauptwachstumszeit des Salates angegeben (Abb. 1). Die am 29. 5. 1959 gewonnenen Ernteergebnisse sind wiederum tabellarisch zusammengestellt. Es zeigt sich auch in diesem Versuch eine der Bodenfeuchtigkeit entsprechende Abstufung der Erträge (s. Tab. 6a und b, S. 147).

Abb. 1. Bodenfeuchtigkeitsverlauf bei frühem Kopfsalat (Versuch 1959) in der Tiefe von 11,5 bis 15,5 cm

144

FRÖHLICH und HENKEL, Zusatzberegnung bei Freilandsalat auf leichten Böden

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Summary In 4 years' irrigation trials with o u t d o o r lettuce conducted on the light soil of the Institute's experimental field 60—70% of the field capacity in the plough layer were found to be the optimum amount for growth. A soil moisture being constantly higher than 70% of the field capacity or sinking below the 60%-limit cause heavy yield depressions. Consequently, a supplementary irrigation should be started at 60% of the field capacity. T h e profitability of the supplementary irrigation is then fully guaranteed. The optimum range of the soil moisture did not differ much between early head lettuce and head lettuce g r o w n in summer. There were n o certain "critical times" of the water requirement. Levels below the 60%-limit of the field capacity produced a growth-inhibiting effect in all stages. The best grading results was also obtained at an optimum water supply. Comparisons between the effect of day resp. night irrigations showed that irrigation by night may favour the yield, particularly in extremely dry periods, but there were also cases with no significant differences between day and night irrigation.

160 Literaturverzeichnis 1. AGL1BUT, A. P., GONZALEZ, L. G., u. A. C. GARCIA: The influence of varying amounts of water on surface-irrigated lettuce fertiliced with ammonium sulfate. Phillip. Agric. 35, (304-318), 1951 2. BAUMANN, H.: Wetter und Ernteertrag. Berlin, 1949 3. BAU MANN, H.: Wasserbedarfszahlen für gärtnerische Kulturen. Zentralblatt f. d. deutschen Erwerbsgartenbau, 11, 33, (4 — 6), 1959 4. BORCHARDT, H.: Untersuchungen über die Feldberegnung auf Dauerweiden. Berlin, 1931, Diss. 5. BROUWER, W.: Die „kritischen Zeiten" und das ökologische Optimum der Witterungsfaktoren, ein Mittel zum Bestimmen der Ernteerträge. Pflanzenbau, 3, (330—334), 1926/27. 6. BROUWER, W.: Die Feldberegnung, Frankfurt/Main, 1959 7. DEMNIG, A.: Untersuchungen über den Wasserverbrauch und Wasserbedarf gärtnerischer Kulturpflanzen (Salat und Kohlrabi). Die Feldberegnung II, RKTL Schrift, 38 (95-110), Berlin 1933 8. FEHER und PALITSCHEK: Untersuchungen über den Wasserhaushalt des Kulturbodens und der Kulturpflanzen. Landw. Jahrbücher, 87, 1939 9. FRECKMANN, W.: Die bodenkundlichen Voraussetzungen und Folgen der künstlichen Beregnung. ZPDB, 45, (90), 1 - 3 , (266), 1949 10. FRÖHLICH, H.: Pflanzenphysiologische Voraussetzungen der zusätzlichen Wasserversorgung im Feldgemüesbau. (Vortrag Intern. Gemüsebaukongreß 1956 in Moskau) russ. 1956. 11. FRÖHLICH, H.: Untersuchungen über die Ansprüche der Gemüsearten an die Bodenfeuchtigkeit. Arch. f. Gartenbau, 6, 3 - 4 , (217-282), 1958. 12. FRÖHLICH, H.: Fragen der zusätzlichen Wasserversorgung im feldmäßigen Frühgemüseanbau. Arch. f. Gartenbau, 7, 3, (176-194), 1959. 13. GORDIENKO, M.: Über die Beziehungen zwischen Bodenbeschaffenheit und Wurzelgestaltung bei jungen Pflanzen. Landw. Jahrbücher, 72, 1930. 14. GÜRTLER, H.: Zur Frage der optimalen Mengen und Zeiten der künstlichen Beregnung. Rhein. Monatsschr. f. Gemüse-, Obst- und Gartenbau, 42, 7, (166), 1954 15. HASELHOFF, E.: Versuche über die Beziehung zwischen Bodenfeuchtigkeit, Pflanzenentwicklung und Nährstoffaufnahme. Die landw. Versuchsstation, 89, (19), 1916. 16. HERRMANN, A. J . : Der Einfluß der Witterung und Beregnung auf den Ertrag verschiedener Gemüsekulturen. Gartenbauwiss. 19, (160—172), 1954. 17. JANES, B. E.: Effect of avaible soil moisture on root distribution, soil moisture extraction and yield of celery. Proc. Amer. Soc. Horticult. Sei., 74, (526—538), 1959. 18. JONES, S. T., u. W. A. JOHNSON: Effect of irrigation at different minimum levels of soil moisture and of imposed droughts on yield of onions and potatoes. Proc. Amer. Soc. Horticult. Sei. 71, (440-445), 1938. 19. LISGES, H.: Beregnung im Freiland — Erfahrungen bei den einzelnen Gemüsearten. Der Blumen- und Pflanzenbau, 44, 30, (266), 1940 20. MAJMUDAR, A. M., u. J. P. HUDSON: The effect of different water-regimes on the growth of plants under glas. II. Experiments with lettuces. J. Horticult. Sei. 32, (201 bis 213), 1957 21. REICHELT, K.: Erfahrungen mit künstlicher Beregnung. Gartenwelt 36,1932 22. SALTER, P. J . : The effect of different irrigation treatments on the growth and yield of early summer cauliflowers. J. Horticult. Sei. 34, (23—31), 1959 23. STANHILL, G.: The effect of differences in soilmoisture status on plant growth. A review and analysis of soil moisture regime experiments 24. STANHILL, G.: Effects of soil moisture on the yield and quality of turnips. I und II, J. Horticult. Sei. 33, (108-118) und (264-274), 1958 25. TAUBITZ, A.: Salatanbau in den Vereinigten Staaten. Rhein. Monatsschr. f. Gemüse-, Obst- und Gartenbau, 42, 5, (105-106), 1954

Archiv für Gartenbau, IX. Hand, Heft 2, 1961

161

26. V E I H M E Y E R , F. J . : Some factors affecting the irrigation requirements of deciduos orchards. Hilgardia, 2, (125), 1927 27. V E I H M E Y E R , F. J., u. A. H. H O L L A N D : Irrigation and cultivation of lettuce. Bull. Calif. Agric. Exp. Stat. 711, (52), 1949 28. W E L L S , D. A . : Automatic watering tests on tomatoes. Grower, 51, (125 — 126), 1959 29. W E Y L , E . : Einige Erfahrungen in der Beregnung bei Obst und Gemüsekulturen. Die Deutsche Gartenbauwirtschaft, 5, 4, (66—67), 1957 30. WITTE, K . : Untersuchungen über den Einfluß der Niederschlagshöhe und Niederschlagsdichte künstlicher Regengaben auf die Wasserbewegung im Boden, die Bodenstruktur und das Pflanzenwachstum. Wasser und Boden, 6, 1954 31. W O L T E R S , H . : Über den Wasserbedarf und den günstigsten Beregnungszeitpunkt einiger Gemüsearten. Landwirtschaft — Angewandte Wissenschaft, Sonderheft Gartenbau. Nr. VII, Hiltrup b. Münster, 1954

RUDOLF MANSFELD

Vorläufiges Verzeichnis landwirtschaftlich oder gärtnerisch kultivierter Pflanzenarten (mit Ausschluß von Zierpflanzen) Prodromus Enumerationis Specierum Plantarum Agrt- et Horticulturae (plantis ornamentalibus exceptis) 1959. V, 659 Seiten - gr. 8° — D M 6 5 , - .

Das Verzeichnis enthält systematisch geordnet 1430 Pflanzenarten der ganzen Welt, die landwirtschaftlich oder gärtnerisch kultiviert werden oder früher angebaut wurden. Ausgenommen sind alle Arten, die in erster Linie oder ausschließlich als Zierpflanzen dienen. Ausgeschlossen sind auch Arten, die forstlich kultiviert werden. Selbstverständlich ist die Abgrenzung keine scharfe. Die Anordnung der Familien (und auch deren Umgrenzung) folgt dem System in EnglerDiels, Syllabus der Pflanzenfamilien, 11. Auflage (1936) mit der Abweichung, daß die Monocotylen den Dicotylen nachgestellt sind. Zu den Gattungs- und Artnamen ist jeweils die möglichst vollständige Synonymie gegeben. Bei den Arten sind einige Volksnamen genannt, dann folgen kurze Angaben über das-Areal bzw. das Anbaugebiet, die Nutzung sowie zur Geschichte und Abstammung (die bei vielen alten Kulturpflanzen noch nicht geklärt ist). In manchen Fällen sind nächstverwandte Wildpflanzen mit aufgeführt. Sippen unter Artrang sind nur bei einem Teil der Arten berücksichtigt worden.

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OTTOKAR HEINISCH

DIE ZUCKERRÜBE Ihre Bedeutung im Verlaufe der Entwicklung zur neuen Kulturpflanze und Rohstoffpflanze für die Zuckererzeugung 1960. VII, 94 Seiten - 43 Abbildungen, davon 1 auf 1 Falttafel 9 Tabellen - gr. 8° - DM 9,50

Das Buch vermittelt einen umfassenden Überblick über die Problematik, die mit der Entwicklung der Zuckerrübe zur Kultur- und Rohstoffpflanze der Zuckerindustrie unserer Zeit verbunden ist. Obwohl diese Thematik bereits von verschiedenen Autoren eingehend behandelt worden ist, bildet diese sorgfältig ausgearbeitete, zusammenfassende Darstellung der historischen Entwicklung durch den Verfasser eine wertvolle Bereicherung unserer Kenntnisse, da auch die neuesten Forschungseinrichtungen und -ergebnisse eingehend erörtert werden.

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BEITRÄGE ZUR RÜBENFORSCHUNG Nr. 5 (Wissenschaftliche Abhandlungen der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin, Nr. 48) 1960. 74 Seiten -

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