Gärreste und Fasernessel zum Torfersatz geeignet?

Womit sich die Forschung zum Torfersatz derzeit beschäftigt, das machte der Online-Workshop „Zukunft Torfersatz – Alternative Substratausgangsstoffe“, veranstaltet von der Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe (FNR), deutlich. Zwei neue Ersatzstoffe stehen dabei besonders im Fokus des Projektes „ToPGa“: Gärreste und Schäben der Fasernessel.

Von Katrin Klawitter

Gärreste: Wirkung schwer fassbar

„Die völlig unterschiedliche Zusammensetzung von Gärresten treibt der Wissenschaft den Schweiß auf die Stirn.“ Dieser Eingangssatz von ToPGa-Projektkoordinatorin Dr. Annmarie-Deetja Rohr brachte gleich ziemlich genau auf den Punkt, welche Besonderheit der Einsatz von Gärresten als Torfersatzprodukt der Praxis bringen wird: Sie sind in ihren Bestandteilen, Eigenschaften und Auswirkungen sehr variabel, da sie aus völlig unterschiedlichen Quellen und Prozessen stammen.

Deshalb haben die TopGa-Wissenschaftlerinnen Rohr (JKI) und Dr. Katharina Leiber-Sauheitl (Leibniz Universität Hannover) in ihren Versuchen erst einmal Grundparameter und Eigenschaften von Gärresten aufgenommen, sie systematisch zu Substraten gemischt und das Wachstum von ausgewählten Kulturen darin getestet. Mit ersten Ergebnissen, die gar nicht so schlecht ausfallen.

Verwendet haben sie feste Gärreste aus der fermentativen Biogasgewinnung. Es sind die Produkte, die in der Biogasanlage aus Mais- oder Grassilage, Mais- oder Getreideschrot, Rinder- oder Geflügelmist, Rindergülle, Zuckerrüben, Futterresten und weiteren Reststoffen aus der Landwirtschaft unter Biogasbildung entstehen. Unterschieden wurde in den Versuchen auch zwischen frisch separierten und abgelagerten Gärresten.

Sie wurden verschiedenen Substratmischungen, bei denen Torf von 25 bis zu 100 Prozent ersetzt wurde, zugegeben. Kultiviert haben die Wissenschaftlerinnen darin unter anderem Topfkräuter, Cyclamen, Petunien und Baumschulkulturen wie Hypericum und Rosa.

Nicht immer ­pflanzenverträglich

Die Gärreste waren unterschiedlich pflanzenverträglich, führten bei einer Beimischung von zehn Prozent Gärresten in das Substrat aber bei keiner Mischung zu sichtbaren Schäden oder Wachstumseinbußen. Bei höheren Anteilen traten je nach Kultur teilweise starke Salzschäden auf, während beispielsweise die Kultur von Petunien auch im Substrat mit 25 Prozent Gärresten noch gut funktionierte.

Rohrs Zwischenfazit (die Versuche gehen noch weiter) zur Verwendung von Gärresten als Torfersatzstoff: Sie bieten den Vorteil, lokal verfügbar zu sein, weisen wie gesagt eine hohe Variabilität je nach Zusammensetzung, Behandlung und Charge auf. Entsprechend variiert die Pflanzenverträglichkeit stark. „Die Eigenschaften können durch verschiedene Verfahren angepasst werden“, weiß Rohr.

Derzeit laufen bei ToPGa Versuche zur Einsparung von Phosphor und Kalium bei der Düngung, da Gärreste von sich aus schon teils recht hohe K₂O- und P₂O₅-Gehalte aufweisen.

Fasernesseln: Anbau im Agroforst

Auch die Erprobung von Fasernessel als Torfersatzstoff steckt noch in den Anfängen, wie Leiber-Sauheitl im Workshop vorstellte. Fasernesseln, im Versuch die Konvarietät der Großen Brennnessel (Urtica dioica L. convar. fibra) mit züchterisch gesteigertem Fasergehalt, haben geringe Ansprüche an den Boden.

Ein ressourcenschonender Anbau als Dauerkultur ist möglich. In ToPGa wird ihr Anbau im Agroforstsystem untersucht. Bedeutet: Links und rechts der eigentlichen Feldfrucht stehen bis zu 20 Meter breite Streifen von Fasernesseln, die jeweils von Baumstreifen abgeschlossen werden. Geerntet werden die kompletten Pflanzen mit Blättern, dazu ist ein spezielles Schnittgerät erforderlich. Nach der so genannten „Winterröste“ (Auslegen auf dem Feld) erfolgt das Häckseln und Sieben. Für die Substratbeimischung testen die Wissenschaftler nur die Schäben und kleinere Fasern, weil sie ein Restprodukt sind.

Die großen Fasern dagegen können andere Verwendungsmöglichkeiten, beispielsweise für die Textilherstellung, haben.

Hoher Salz- und Kaliumgehalt

Getrocknete Fasernesseln (besonders die im Herbst geernteten) haben laut Leiber-Sauheitl einen hohen Salz-, vor allem Kaliumgehalt und ein weites C:N-Verhältnis, ähnlich wie Holzfasern.

In den Versuchen machte sich das deutlich am Pflanzenwachstum bemerkbar: Je größer der Anteil an Schäben im Substrat (bis 50 Prozent), desto kompakter und immer kleiner wuchsen darin beispielsweise Basilikum-Pflanzen – bei einem gleichzeitigen Anteil von 25 Prozent Gärresten.

Das Zwischenfazit der Fasernesselversuche bisher: Diese Pflanze ist auf landwirtschaftlich weniger attraktiven Flächen mehrjährig anbaubar, beispielsweise im Übergangsbereich Agroforstsystem. Die Schäben könnten als möglicher Torfersatzstoff dienen, außerdem wird schon die Nutzung von Fasern in Erdpresstöpfen untersucht. Aufgrund des weiten C:N-Verhältnisses der Schäben können sie im Substrat zur N-Immobilisierung führen.

Das Projekt ToPGa untersucht neue Torfersatzstoffe weiterhin systematisch auf Anbauparameter, Qualität, Verarbeitung und Potenzial des Anbaus.

Neu: Gärreste aus Pappelfasern

In den Projekten „PaplGas“ und „PaplGas2“ beschäftigt sich Dr. Britt Schumacher vom Deutschen Biomasseforschungszentrum (DBFZ) mit dem Gärrest, der bei der Biogasproduktion durch Vergärung von Pappelfasern aus Kurzumtriebsplantagen (KUP) entsteht. Bei den zugrunde liegenden, sehr innovativen Projekten ist unter anderem der Substrathersteller Klasmann-Deilmann einer der Partner. Spannend für Substratunternehmen ist die Nutzung der aus den Gärresten separierten und aerob nachbehandelten Pappelfasern als Torfsubstitut für gärtnerische Kultursubstrate.

Laut Schumacher hat das Projekt zum Ziel, einen Prozess zur stabilen und ertragreichen Vergärung von Pappelholzfasern zu Biogas und ein Wärmeversorgungskonzept mit Biomethan für ein urbanes Wohnquartier zu entwickeln, außerdem auch pflanzenbauliche Nutzungskonzepte für die vergorenen und aerob nachbehandelten Fasern als Torfsubstitut zu finden.

Vielversprechende Eigenschaften

Schumachers Zwischenfazit bisher: Der Gärrest ist teilweise und mit Einschränkungen als Torfersatzstoff einsetzbar. Physikalische Eigenschaften wie die Wasserkapazität gelten als limitierender Faktor. Dennoch, Gärreste aus der Pappelholzvergärung zeigen vielversprechende Eigenschaften: Sie sind relativ salz- und nährstoffarm je nach Co-Substrat und Intensität der Separation. Sie haben eine substratgeeignete Struktur und sind bei ­aerober (aktuell mehrwöchiger) Nachbehandlung biologisch stabil.

Somit ist der Einsatz aerob und anaerob behandelter Pappelholzfasern im Hobby- und im Profisektor als Topfsubstrat für Zierpflanzen und Baumschulen vorstellbar. Und er scheint laut Schumacher aufgrund der gleichzeitigen Energiegewinnung ökologisch vorteilhaft zu sein. Die technische und ökonomische Umsetzung in der Praxis bedarf weiterer Forschung und Entwicklung.