Minderung der Stickstoffimmobilisierung in Holzfaser-Kultursubstraten durch eine Beaufschlagung mit Lignin

Abstract

Holzfasern sind ein wichtiger Bestandteil von Kultursubstraten und Blumenerden. Ihre Verwendung wird allerdings durch eine hohe Stickstoffimmobilisierung eingeschränkt. Eine Ursache hierfür ist, dass Holz zu einem hohen Anteil aus mikrobiell leicht abbaubaren Hemicellulosen besteht. Gleichzeitig sind diese Komponenten durch ein weites Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff (C/N) charakterisiert, was bei ihrer Zersetzung zu einer Festlegung von Stickstoff führt. Von Natur aus sind Hemicellulosen durch die Einlagerung in ligninhaltige Fibrillen geschützt. Durch die Auffaserung geht diese schützende Matrix allerdings verloren. Vor diesem Hintergrund wurde geprüft, inwiefern durch eine Zugabe von Kraft-Lignin während der Auffaserung im Extruder die Stabilität von Holzfasern erhöht werden kann. Im Gegensatz zu vorherigen Untersuchungen wurde das Lignin mechanisch eingearbeitet anstatt chemisch über das Lösen in Kaliumhydroxid und anschließendes Fällen mit Salpetersäure. Infolgedessen blieb der Salzgehalt auch nach der Behandlung auf einem niedrigen Niveau. Über das optimierte Beaufschlagungsverfahren konnte der Ligningehalt von ursprünglich 29 % auf bis zu 56 % (m/m) gesteigert werden. Selbst nach intensiver Waschung blieb der Ligningehalt bei 51 % (m/m). Zur Bewertung der pflanzenbaulichen Eignung wurden drei Chargen ligninbeaufschlagter Holzfasern zu einem Anteil von 47,5 % (v/v) mit Torf und Grüngutkompost vermischt. Im Kressetest und Keimpflanzentest wiesen diese Mischungen keine Unterschiede zur Torfkontrolle auf. In der Mischung mit unbehandelten Holzfasern zeigte sich bei den Pflanzen hingegen ein deutlicher N-Mangel. Diese Beobachtungen deckten sich auch mit den Ergebnissen eines Inkubationsversuchs. So ließ sich die N-Immobilisierung in Mischungen mit ligninbeaufschlagten Holzfasern gegenüber der Variante ohne Lignin über den Versuchszeitraum von 80 Tagen signifikant reduzieren