Mineralische Düngung
Kurzdefinition
Mineralische (synthetische) Düngung liefert Nährstoffe als wasserlösliche Salze, die beim Auflösen sofort bioverfügbare Ionen freisetzen. Sie ermöglicht ppm-genaue Nährstoffkontrolle, birgt aber das Risiko der Salzakkumulation und erfordert periodisches Flushen.
Wissenschaftliche Beschreibung
Chemie der wichtigsten Mineraldünger
Mineralische Nährstoffe dissoziieren vollständig in der Substratlösung:
| Dünger | Dissoziation | N | P | K |
|---|---|---|---|---|
| Ammoniumnitrat (NH₄NO₃) | NH₄⁺ + NO₃⁻ | 34% | — | — |
| Monokaliumphosphat (KH₂PO₄) | K⁺ + H₂PO₄⁻ | — | 22,8% | 28,7% |
| Kaliumsulfat (K₂SO₄) | 2K⁺ + SO₄²⁻ | — | — | 45% |
| Calciumnitrat (Ca(NO₃)₂) | Ca²⁺ + 2NO₃⁻ | 15,5% | — | — |
| Magnesiumsulfat (MgSO₄·7H₂O) | Mg²⁺ + SO₄²⁻ | — | — | — |
Minerallösungen müssen als Zwei- oder Drei-Komponenten-Systeme formuliert werden: Ca-haltige Konzentrate dürfen nicht mit Sulfat- oder Phosphat-haltigen gemischt werden (Ausfällung von CaSO₄/Ca₃(PO₄)₂). Kommerzielle Drei-Komponenten-Systeme (z.B. Flora Series) trennen Ca-Konzentrat (Teil A) von Phosphat/Sulfat-Konzentrat (Teil B) und einer Bloom-Komponente (Teil C).
Hoagland-Lösung als Referenz
Die Hoagland-Lösung (Hoagland & Arnon 1938) ist die klassische Referenz für hydroponische Vollernährung: - NO₃⁻: 15 mM (210 mg/L N) - K⁺: 6 mM (235 mg/L) - Ca²⁺: 5 mM (200 mg/L) - PO₄³⁻: 1 mM (31 mg/L P) - Mg²⁺: 2 mM (48 mg/L) - SO₄²⁻: 2 mM (192 mg/L) - Mikroelemente vollständig
Moderne Cannabis-Nährlösungen modifizieren die Hoagland-Formel für phasenspezifische Verhältnisse: hoher N in Vegetation, K/P-Dominanz in Blüte.
ppm-Präzision und Phasen-EC-Management
Mineralische Düngung erlaubt µg-genaue Nährstoffkontrolle über EC-Messung:
| Phase | N (mg/L) | P (mg/L) | K (mg/L) | EC (dS/m) |
|---|---|---|---|---|
| Frühvegetation | 100–150 | 30–40 | 100–150 | 0,8–1,2 |
| Spätvegetation | 150–200 | 40–50 | 150–200 | 1,2–1,8 |
| Frühblüte | 100–150 | 50–60 | 150–200 | 1,4–2,0 |
| Mittelblüte | 60–100 | 50–60 | 200–250 | 1,6–2,2 |
| Spätblüte/Reife | 20–40 | 30–40 | 200–250 | 1,4–2,0 |
| Flush | 0 | 0 | 0 | 0–0,4 |
Salzakkumulation und Flush-Bedarf
Wenn die Evapotranspiration schneller Wasser entzieht als Nährstoffe aufgenommen werden, konzentrieren sich Ionen in der Substrat-Porenlösung. Der Runoff-EC (Ablauf-EC) > Feed-EC + 0,5 dS/m zeigt Akkumulation an. Flush-Strategie: 2–3× Substratvolumen pH-korrigiertes Wasser → 20–30% Runoff. Vor der Ernte: Ernte-Flush 7–14 Tage mit pH-korrigiertem Wasser ohne Nährstoffe (Praxis umstritten hinsichtlich Auswirkung auf Cannabinoid-Profil).
Antagonismen bei Überdosierung
Hohe Mineral-EC erzeugt kationische Antagonismen: - Überschuss-K⁺ → Ca²⁺/Mg²⁺-Antagonismus (trivalenter Kanal AKT1) - Überschuss-NH₄⁺ → K⁺/Ca²⁺-Efflux (NH₄⁺-Toxizitätsmechanismus) - Überschuss-P → Fe/Zn/Cu-Ausfällung (pH-unabhängig bei P >60 mg/L)
Biologische Auswirkungen
- Schnelle Verfügbarkeit: Reaktion auf Nährstoffzufuhr innerhalb 24–72 h sichtbar
- Mikrobielle Suppression: hohe Mineral-EC (>2,5 dS/m) hemmt AMF und viele PGPR — living-soil-inkompatibel
- Cannabinoid-Effizienz: Saloner 2019 — N-Optimum für Cannabinoide liegt unter dem N-Optimum für Biomasse (~140 mg/L N vs. 210 mg/L)
- Salzstress-Risiko: NaCl-Äquivalent aus Mineral-Ionen addiert sich zur Quellwasser-EC
Anbau-Relevanz
- Hydro/Coco/Rockwool: einzige praktikable Düngemethode — Nährstoffkontrolle via EC/pH zentral
- Zwei-Komponenten-Ansatz (A+B) für Ca/Mg-Trennung obligatorisch — Mischung in Konzentrat-Form fällt aus
- TDS-Konversionsfaktor angeben: 500× (US) vs. 700× (international) ergibt 40% Unterschied bei gleicher EC → immer EC in dS/m berichten
- Mikrobiom-kompatible Dosierung: organische Substratsysteme mit Mineral-Basisnährstoffe bei EC <1,5 dS/m für AMF-Erhalt
Verwandte Begriffe
- organische-duengung — langsam freisetzende Alternative mit Mikrobiom-Unterstützung
- duenge-programme — NPK-Phasenverhältnisse und EC-Kurvenmanagement
- ec-monitoring — Runoff-EC-Messung als Kontrollwerkzeug
- salzstress — Osmotische Schwellen und Cannabinoid-Sensitivität
Quellen
- Hoagland & Arnon 1938 — The water culture method for growing plants without soil (California Agr. Exp. Sta. Circ. 347)
- Saloner & Bernstein 2022 — Nährstoffprogramm Medizinalcannabis (Frontiers in Plant Science)
- Cockson et al. 2019 (DOI: 10.3390/app9204432) — Nährstoffstörungen, ppm-Referenzwerte