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Wurzeln & Sauerstoff

Finde heraus warum Sauerstoff in der Rhizosphäre zentral ist für gesunden Wachstum

Zellatmung, Nährstoffaufnahme & Wurzelwachstum 

Sauerstoff ist für Pflanzen ein wichtiger Bestandteil, da er für die Zellatmung notwendig ist. Die Zellatmung ist ein biochemischer Prozess, bei dem in den Zellen durch den Abbau von Kohlenhydraten Energie freigesetzt wird, die für die verschiedenen Funktionen der Zelle, wie beispielsweise das Wachstum, benötigt wird. Bei der Zellatmung wird Sauerstoff als Elektronenakzeptor benötigt, um die Energie aus den Kohlenhydraten freizusetzen. Ohne Sauerstoff kann die Energie nicht freigesetzt werden, was dazu führt, dass die Zelle keine Energie hat und somit auch keine Funktionen ausführen kann.  
 
Die Zellatmung findet in allen Zellen einer Pflanze statt, auch in den Wurzelzellen. In den Wurzeln werden durch die Zellatmung Energie und Kohlenstoffdioxid produziert. Die Energie wird benötigt, um die Funktionen der Zelle aufrechtzuerhalten, einschließlich der Aufnahme von Nährstoffen aus dem Boden. Die Kohlenstoffdioxidabgabe ist ein Abfallprodukt des Prozesses.  
 
Damit die Zellatmung in den Wurzeln stattfinden kann, benötigen die Wurzeln Sauerstoff. Sauerstoff wird durch die Wurzelhaare aufgenommen, die auf der Oberfläche der Wurzeln zu finden sind. Die Wurzelhaare haben eine große Oberfläche, um den Sauerstoffaustausch zu erleichtern. Wenn es nicht genügend Sauerstoff im Substrat gibt, kann die Zellatmung in den Wurzeln beeinträchtigt werden. Dadurch kann das Wachstum der Wurzeln und der Pflanze insgesamt gehemmt werden.  
 
Das Wurzelwachstum hängt auch von der Verfügbarkeit von Sauerstoff ab. Eine ausreichende Sauerstoffversorgung fördert das Wachstum der Wurzeln und erhöht die Anzahl der Wurzelhaare. Dies erhöht wiederum die Oberfläche der Wurzeln und verbessert somit die Nährstoffaufnahme. Wenn es jedoch nicht genügend Sauerstoff gibt, können die Wurzeln gestresst werden, was zu einer Beeinträchtigung des Wurzelwachstums führt.  
 
Die Bedeutung von Sauerstoff für die Zellatmung und das Wurzelwachstum zeigt, wie wichtig eine gute Sauerstoffversorgung im Substrat für das Wachstum und die Gesundheit der Pflanze ist. Eine ausreichende Sauerstoffversorgung im Substrat wird durch eine ausreichende Belüftung des Bodens gewährleistet. Eine regelmäßige Belüftung des Bodens ist besonders wichtig in Situationen, in denen das Substrat dicht oder wasserstauend ist. 

Bekämpfung von Erregern

Sauerstoff im Substrat spielt auch eine wichtige Rolle bei der Regulation von potentiellen Erregern, die in der Erde leben können. Einige dieser Erreger können schädlich für die Pflanzen sein, indem sie Wurzelinfektionen und Krankheiten verursachen.
Eine erhöhte Sauerstoffkonzentration im Substrat kann die Populationsdichte und das Wachstum solcher schädlicher Erreger reduzieren. Dies liegt daran, dass viele solcher Erreger anaerob sind, das heisst sie wachsen und gedeihen in sauerstoffarmen Umgebungen. Wenn jedoch eine höhere Sauerstoffkonzentration im Substrat vorhanden ist, können solche Erreger nicht so schnell wachsen und ihre Populationen wird durch den Sauerstoff limitiert.

Förderung von Bodenbakterien 

In einem Boden mit hohem Sauerstoffgehalt können aerobe (sauerstoffliebende) Bakterien, Pilze und andere Mikroorganismen effektiv wachsen und sich vermehren. Diese Mikroorganismen spielen eine wichtige Rolle im Boden, da sie organische Substanzen abbauen und in anorganische Nährstoffe umwandeln, die von Pflanzen aufgenommen werden können. Ein Beispiel hierfür ist der Abbau von organischem Stickstoff in Ammonium oder Nitrat, die von Pflanzen als Nährstoffe genutzt werden können.

Eine höhere Anzahl von Mikroorganismen im Boden erhöht somit die Verfügbarkeit von Nährstoffen für Pflanzen. Außerdem können einige Bakterien und Pilze symbiotische Beziehungen mit Pflanzen eingehen, indem sie beispielsweise Stickstoff fixieren oder den Pflanzen helfen, Nährstoffe aufzunehmen. Diese symbiotischen Beziehungen können das Pflanzenwachstum und die Gesundheit verbessern.

Darüber hinaus können Mikroorganismen im Boden dazu beitragen, die Bodenstruktur zu verbessern, indem sie organische Stoffe zu Humus abbauen. Humus ist ein wichtiger Bestandteil von fruchtbarem Boden, da er Wasser und Nährstoffe speichern und langsam freisetzen kann, was wiederum das Wachstum von Pflanzen fördert. 

Praxistipps

Im obigen Teil wurde die Wichtigkeit einer ausreichenden Sauerstoffversorgung aufgezeigt. Nun soll erläutert werden wie der Sauerstoffgehalt im Substrat optimiert werden kann. 

Topferden

Topferden für die Cannabiszucht bestehen grundsätzlich aus Torf. Dieser weist eine hohe Wasserspeicherkapazität auf (ca. 70%) was impliziert dass das Substrat in voll aufgesaugtem Zustand relativ wenig Sauerstoff hält. Um das Sauerstoffverhältnis zu  optimieren eignet sich die Beigabe von Perlite oder das Einmischen von Coco.
 
Zuchterden aus dem Growshop enthalten in der Regel zwar Perlite, die eingemischten Mengen haben jedoch keinen wirklichen Einfluss auf die Eigenschaften der Topferden an sich. Aus diesem Grund kann es durchaus lohnenswert sein, zusätzlich ca. 20% Perlite der Topferde beizumischen. Es ist wichtig zu beachten das mit zunehmenden Anteil an Perlite I) die Wasserspeicherkapazität abnimmt, wodurch das Giessintervall verkürzt wird und II) die Eigenschaften der Topferde, wie die Nährstoffpufferfähigkeit abnimmt. Aus diesem Grund werden zu hohe Perlitmengen nicht empfohlen, die Eigenschaften der Topferde die ein einfaches Handling erlauben, sollen bleiben. Als Alternative zu Perlite können ca. 30% Coco in das Substrat gemischt werden. Coco hat eine Wasserspeicherkapazität von ca. 50%, wodurch der Sauerstoffgehalt in Topferden-Coco Gemisch zunimmt. 
 
Zusätzlich können Airpots o.ä. verwendet werden um die Atmung des Substrates zu fördern, wodurch eine bessere Sauerstoffsättigung im Substrat erreicht werden kann. Vergessen sie nicht dass das Giessverhalten den Sauerstoffgehalt im Substrat massgeblich beeinflusst. Lesen sie dazu den Artikel zur Ausarbeitung einer Giessstrategie in Topferden.

Cocosubstrate

Coco hat wie erwähnt eine Wasserspeicherkapazität von ca. 50%. Dieses Substrat hat daher hervorragende Substrateigenschaften für die Cannabiszucht. Coco zu überwässern ist aufgrund dieser Tatsache beinahe unmöglich. In Coco können auch bei niedrigen Transpirationsraten hohe Wachstumsraten umgesetzt werden, da die Wurzeln auch bei hoher Wassersättigung immer noch eine hohe Sauerstoffverfügbarkeit aufweisen.  
 
Die Anreicherung von Coco mit Perlite kann den Sauerstoffgehalt im Substrat weiter erhöhen. Anteile von rund 30% haben sich etabliert und bewährt. Es ist jedoch zu vermerken das Sinnhaftigkeit der Anreicherung von Coco mit Perlite an gewissen Bedingungen gebunden ist. Grundsätzlich sinnvoll ist die Beigabe von Perlite nur wenn Zuchtbedingungen vorherrschen in denen tiefe Transpirationsraten und somit grosse Giessintervalle vorliegen. Dies ist oft der Fall bei der Verwendung von LED-Leuchten in Räumen mit niedrigen Temperaturen. 

Steinwolle

Steinwolle hat eine hohe Wasserspeicherkapazität (ca. 80%) und hält damit in voll gewässertem Zustand nur wenig Sauerstoff im Vergleich zu anderen Substraten. Da Steinwolle in der Regel in vorgefertigten Formen verkauft wird, können die physikalischen Eigenschaften des Substrates nicht beeinflusst werden. 
 
Um den Sauerstoffgehalt im Substrat zu verbessern muss bei der Verwendung von Steinwolle als Zuchtsubstrat also zwingend ein Augenmerk auf die Zuchtbedingungen gesetzt werden.
 
Canusol empfiehlt grundsätzlich die Verwendung von Steinwolle als Zuchtmedium nur in Zuchträumen in denen hohe Transpirationsraten umgesetzt werden können. Dadurch können zügige Dry-Backs realisiert werden, wodurch der Sauerstoffgehalt jeweils wieder temporär ansteigen kann.

Wassertemperatur der Nährlösung

In DWC-, NFT- sowie Aerosystemen, aber auch generell in Nährlösungen für substratbasierte Zuchtsysteme, hat die Wassertemperatur einen massgeblichen Einfluss auf den Sauerstoffgehalt. 
 
Für den Anbau von Cannabis in hydroponischen Systemen sowie für Nährlösungen allgemein sollte eine Wassertemperatur zwischen 16 und 20 Grad Celsius angestrebt werden. Dadurch wird eine ausreichend hohe Sauerstoffsättigung gewährleistet um präventiv Wurzelfäule und anderen unerwünschten Krankheiten die Stirn zu bieten. Gleichzeitig ist das Wasser nicht zu kalt um die Nährstoffaufnahme aufgrund verminderter Aktivität der Wurzel negativ zu beeinflussen. 

Sauerstoffpumpe für Nährstofftanks

Zusätzlich lohnt sich die Anschaffung einer Sauerstoffpumpe für Nährstofftanks. Für die Anreicherung von Nährlösungen für substratbasiert Zuchtsysteme reichen kleine Fördermengen aus. Für die Anreicherung von Nährlösungen für DWC-Systeme empfiehlt Canusol einen Luftzustrom von 1l/min pro 5 Liter Wasservolumen, um eine optimale Sauerstoffanreicherung zu gewährleisten.

Schlusswort

In diesem Artikel wurde die Funktion und Notwendigkeit von Sauerstoff im Wurzelraum erläutert. Es wurden zudem Tipps gegeben wie der Sauerstoffhaushalt in verschiedenen Substraten verbessert werden kann. Die Wichtigkeit dieses Aspektes der Cannabiszucht sollte nicht unterschätzt werden. Bei richtigen Handhabung ist ein gutes Sauerstoffmanagement ein Schlüsselaspekt zur Optimierung der Wachstumsraten. Gleichzeitig zeichnet sich dieses Thema in substratbasierten Zuchtsystemen durch seine hohe Komplexität aus, da in diesem Fall die Sauerstoffverfügbarkeit stark davon abhängt welche Giessstrategie der Züchter praktiziert.

Canusol

Canusol ist ein in der Schweiz ansässiges Unternehmen, das sich auf die Fabrikation von Düngemitteln für die Cannabisindustrie spezialisiert hat. Tiefgreifende Kompetenz in der Cannabiszucht zeichnet Canusol aus. 

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