Saatgut trocknen – Endwert, Dauer und Kontrolle

Saatgut, also Samen, die für eine spätere Aussaat aufbewahrt werden, altert im üblichen Lagerbereich umso schneller, je mehr Wasser es enthält. Saatgut trocknen heißt deshalb, den Samen vor dem Einlagern so viel Wasser zu entziehen, dass sie bei 5 % bis 7 % ihres Gewichts ankommen, rund einem Viertel dessen, was frisch geerntete Hanfsamen tragen. Wie trocken sie dabei werden, legt die Luft im Raum fest, wann es so weit ist, zeigt eine Waage, und das Verfahren bleibt gleich, ob die Samen danach im Kühlschrank, im Gefrierfach oder verschlossen im Schrank liegen.

Wie stark das Wasser wirkt, zeigt eine zweijährige Lagerreihe an einer Hanfsorte, in der beide Partien bei 21 °C lagen, also bei Zimmertemperatur. Samen mit 14 % Wasser keimten nach drei Monaten überhaupt nicht mehr. Dieselbe Sorte, auf 6 % getrocknet, keimte nach 24 Monaten noch zu 89 %. Die Temperatur war für beide dieselbe; den Unterschied machte der Wassergehalt.

Welchen Wassergehalt die Raumluft einstellt

Der Wassergehalt ist der Anteil Wasser am Gewicht eines Samens. Liegt Saatgut offen im Raum, gibt es so lange Wasser an die Luft ab, bis beide im Gleichgewicht sind. Der Wassergehalt, der sich dann einstellt, heißt Gleichgewichtsfeuchte, und über ihn hinaus zieht dieselbe Luft kein Wasser mehr heraus. Welcher Wert das ist, hängt an der relativen Luftfeuchte: wie viel Wasserdampf die Luft trägt, im Verhältnis zu dem, was sie bei ihrer Temperatur höchstens tragen könnte. Bei 20 °C ergibt sich für Hanf rechnerisch:

Luftfeuchte im Raum	Wassergehalt im Korn	Bezug zum Zielbereich 5 % bis 7 %
15 %	4,2 %	darunter
20 %	4,9 %	knapp darunter
25 %	5,5 %	im Ziel
30 %	6,1 %	im Ziel
40 %	7,2 %	knapp darüber
50 %	8,2 %	darüber
60 %	9,4 %	zu feucht
70 %	10,6 %	zu feucht
80 %	12,0 %	zu feucht

Die Zahlen sind gerechnet und nicht gemessen. Eine Schätzgleichung aus einem Genbank-Handbuch ermittelt sie aus Luftfeuchte, Temperatur und Ölanteil des Korns, hier mit 32 % Öl; gemessen lag der Ölanteil an 20 Hanf-Genotypen zwischen 28,5 % und 36,0 %, im Mittel bei 31,9 %. Eine solche Kurve, die den Wassergehalt über der Luftfeuchte aufträgt, heißt Sorptionsisotherme. An Hanf gemessen ist sie nur zwischen 34 % und 94 % Luftfeuchte: bei 35 °C und 34 % lag die Sorte Altair bei 5,8 % Wassergehalt, eine zweite Sorte 0,3 bis 0,5 Prozentpunkte darüber, und bei 10 °C und 94 % lag Altair bei 13,7 %. Die Gleichung trifft den ersten Punkt mit 5,8 % und überschätzt den zweiten mit 16,5 % deutlich. Unterhalb von 34 % Luftfeuchte gibt es für Hanf keine Messung, und genau dort liegen die trockenen Zeilen der Tabelle.

Nach unten werden die Abstände zwischen den Zeilen größer. Von 30 % auf 50 % Luftfeuchte steigt der Wassergehalt um 2,1 Prozentpunkte, von 60 % auf 80 % um 2,6. Feuchte Luft schiebt das Ergebnis also schneller nach oben, als trockene es nach unten bringt.

Praktisch heißt das: ein Raum mit 25 % bis 30 % Luftfeuchte trifft den Zielbereich, bei 40 % bleibt das Saatgut knapp darüber, und ab 50 % bleibt es darüber, gleich wie lange es liegt. Welchen Wert ein Raum hat, zeigt ein Hygrometer, ein kleines Messgerät für die Luftfeuchte. Liegt der Wert zu hoch, bleiben drei Wege: ein trockenerer Raum, ein Luftentfeuchter im Raum, oder ein geschlossener Behälter, in dem ein Trocknungsmittel wie Silicagel das Wasser aufnimmt oder eine gesättigte Salzlösung eine feste, niedrige Luftfeuchte hält. Wie die Behälter-Verfahren im Einzelnen gehen, steht im Artikel über das Ernten, Reinigen und Einlagern von Saatgut.

Welche Luftfeuchte ein Innenraum hat, hängt daran, ob kalte Außenluft hereinkommt und erwärmt wird. Kalte Luft trägt wenig Wasserdampf; auf Zimmertemperatur gebracht, sinkt ihre relative Feuchte, obwohl kein Tropfen verschwunden ist. Ein beheizter Raum in der kalten Jahreszeit ist deshalb trockener als derselbe Raum unbeheizt. Welche Monate das sind, hängt an der Halbkugel; der Mechanismus gilt überall.

Wie lange die Trocknung dauert

Frisch geerntete Hanfsamen tragen 22 % bis 30 % Wasser, das Drei- bis Sechsfache des Zielbereichs. Die internationale Genbanknorm verlangt, frisch geerntetes Saatgut binnen drei bis fünf Tagen in eine kontrollierte Trocknung zu bringen und es bis dahin nicht über 30 °C oder 85 % Luftfeuchte kommen zu lassen. Eine Formel, die aus Luftfeuchte und Schichtdicke vorhersagt, wie lange die Trocknung in Raumluft dauert, findet sich in den gelesenen Arbeiten nicht. Es gibt zwei Messpunkte, und sie beginnen bei verschiedenen Ausgangswerten.

Der erste stammt aus dem Labor, wo in dünner Schicht mit erwärmter Luft und Gebläse getrocknet wird. Hanfsamen, zuvor auf 20 % Wasser angefeuchtet, verloren bei 40 °C und 30 % Luftfeuchte in der schnellsten Phase stündlich 0,2 bis 0,3 kg Wasser je kg Trockenmasse, also je kg Samen ohne ihr Wasser, und kamen bis auf 4,5 %; die längsten Läufe dauerten über zehn Stunden. Unter 35 °C blieb die Rate in jedem Lauf unter 0,2 kg je kg und Stunde; wärmere Luft trocknet schneller, eine Schale bei Zimmertemperatur braucht deshalb länger. Der zweite Messpunkt liegt näher am Alltag: Hanfsaatgut mit 7,7 % und 10,0 % Wasser, 5 mm dünn ausgebreitet, erreichte nach zwei Wochen bei 22 °C bis 28 °C und 30 % bis 45 % Luftfeuchte etwa 5 %.

Gegen Ende wird die Trocknung langsamer. Unterhalb von 13 % Wassergehalt fiel die Rate im Laborversuch unter 0,1 kg je kg und Stunde, unter die Hälfte ihres Höchstwerts. Die letzten Prozentpunkte kosten damit mehr Zeit als die ersten.

Zwei Umstände verlängern das. Die gemessenen Werte stammen aus dünnen Schichten; in einer dicken Schüttung erreicht die Luft die Mitte schlechter, und um wie viel das die Trocknung verlängert, ist in den gelesenen Arbeiten nicht gemessen. Und liegt der Wassergehalt am Anfang über 15 %, wie bei frisch geerntetem Saatgut, sieht das Genbank-Handbuch eine zweistufige Trocknung vor: erst langsam bei etwas höherer Luftfeuchte, dann die eigentliche Trocknung. Bei Soja, Erdnuss und Kichererbse hat zu schnelles Austrocknen die Samenschale reißen lassen. An Cannabis ist eine solche Rissbildung nicht dokumentiert.

Woran man das Ende der Trocknung erkennt

Weil sich die Dauer nicht vorausberechnen lässt, wird das Ende gemessen, und dafür gibt es vier Wege.

Der einfachste: die Schale mit dem Saatgut jeden Tag zur selben Zeit wiegen. Solange das Gewicht fällt, geben die Samen noch Wasser ab. Bleibt es über mehrere Tage gleich, haben sie den Endwert dieser Luft erreicht, ihre Gleichgewichtsfeuchte, und längeres Warten ändert nichts mehr. Ein einzelner ruhiger Tag reicht dafür nicht: das Wasser wandert im Korn langsam nach außen, im Labor gilt ein Gleichgewicht erst, wenn drei aufeinanderfolgende Wägungen um weniger als 0,1 Prozentpunkte auseinanderliegen, und eine schnelle Trocknung in dünner Schicht lag im Mittel 0,5 Prozentpunkte über dem echten Endwert. Das braucht keinen bekannten Ausgangswert, wohl aber eine Waage mit 0,01 g Auflösung: 20 g Saatgut verlieren auf dem Weg von 8 % auf 4,5 % Wassergehalt rechnerisch 0,73 g, weniger als vier Hundertstel ihres Gewichts, und eine Waage mit 1 g Schritten kann diesen Weg nicht abbilden.

Wer einen bestimmten Zielwert treffen will, rechnet ein Sollgewicht aus: Anfangsgewicht mal (100 minus Anfangsfeuchte), geteilt durch (100 minus Zielfeuchte). Ein Beispiel: 100 g Saatgut mit 9 % Wasser, die auf 6 % sollen, sind bei 100 × 91 ÷ 94 = 96,8 g am Ziel. Mit dieser Formel wurden auch die Feuchtestufen der zweijährigen Hanf-Reihe eingestellt. Sie setzt voraus, dass die Anfangsfeuchte bekannt ist, und die liefert die Ofenprobe: zwei kleine Proben von je 0,5 g bis 1,0 g oder mindestens zehn Samen werden gewogen, vollständig ausgetrocknet und nach dem Abkühlen erneut gewogen; der Gewichtsverlust ist ihr Wasser. Für ölhaltige Arten schreibt das Regelwerk 103 °C über 17 Stunden vor, gegenüber 130 °C bis 133 °C für nicht ölhaltige, weil heißere Öfen bei ölreichen Samen flüchtige Bestandteile austreiben und den Wassergehalt zu hoch erscheinen lassen. Cannabis steht in der Artenliste des Regelwerks nicht, die Zuordnung zu den Ölsaaten folgt aus seinem Ölanteil. Die Proben überleben den Ofen nicht; der Rest der Partie kommt nie hinein.

Der dritte Weg misst statt des Korns die Luft darüber. Ein kleines digitales Hygrometer, mit einer Handvoll Samen in ein dicht verschlossenes Glas gelegt, zeigt, sobald sich die Anzeige nicht mehr ändert, mit welcher Luftfeuchte das Saatgut im Gleichgewicht steht; die Tabelle oben übersetzt das in einen Wassergehalt. Die Samen bleiben dabei unversehrt, und die Messung lässt sich später am eingelagerten Glas wiederholen. Wie genau handelsübliche Geräte unterhalb von 20 % Luftfeuchte messen, ist in den gelesenen Arbeiten nicht geprüft.

Der vierte Weg spart das Messen bei späteren Partien. Wer einmal aufgezeichnet hat, wie eine Partie unter bestimmten Bedingungen trocknet, kann für weitere Partien derselben Art unter gleichen Bedingungen die Dauer von dieser Kurve ablesen.

Trocknungsrechner

Sobald das Gewicht über mehrere Tage gleich bleibt, steht das Saatgut im Gleichgewicht mit der Raumluft. Aus Luftfeuchte und Temperatur ergibt sich dann sein Wassergehalt, und daraus das Gewicht, das es für einen Zielwert noch verlieren muss.

Was gemessen wurde

Gewicht im Gleichgewicht (g)

Luftfeuchte im Raum (%)

Temperatur im Raum (°C)

Die Luftfeuchte wird im Trocknungsraum abgelesen, nicht im Gefäß. Ein Hygrometer im geschlossenen Glas zeigt einen anderen Wert, sobald Trockenmittel darin liegt.

Stand jetzt

Wohin es gehen soll

Zielfeuchtigkeit

Der Zielbereich für Hanf liegt bei 5 % bis 7 %, abgeleitet aus zwei Lagerreihen, die um 6 % ihren Gewinn fanden. Er gilt für Kühlschrank und Gefrierfach gleich; für das Gefrierfach spricht die Beleglage eher gegen das untere Ende. Unter 4 % kann Trocknung schaden.

Alle Zielstufen

Die Zeile zur eingestellten Zielfeuchtigkeit ist hervorgehoben.

Zielfeuchtigkeit	Zielgewicht	Noch zu verlieren

Der Wassergehalt ist aus einer Schätzgleichung berechnet und nicht gemessen; der Rechner setzt einen Ölanteil von 32 % an. An Hanf gemessen sind zwei Punkte: bei 34 % Luftfeuchte und 35 °C trifft die Rechnung eine von zwei geprüften Sorten, bei 94 % liegt sie knapp drei Prozentpunkte zu hoch. Das Zielgewicht selbst ist reine Arithmetik und so genau wie die Waage.

Welcher Wassergehalt das Ziel ist

Zwei Lagerreihen an Hanf geben den Rahmen. Die eine lief 24 Monate an einer Sorte: 6 % und 8 % Wasser hielten die Keimfähigkeit, also den Anteil der Samen, die noch keimen, bei 4 °C bis 21 °C über die ganze Zeit weitgehend stabil, bei 4 °C bis 10 °C lag sie am Ende bei 81 % bis 90 %. Die andere lief 66 Monate an fünf Cannabis-Formen bei 11 %, 6 % und 4 % Wasser und vier Temperaturen von 20 °C bis −80 °C. Nach ihrer veröffentlichten Kurzfassung brachte sowohl das Trocknen auf 6 % als auch das Kühlen auf 5 °C einen großen Gewinn, weiteres Trocknen auf 4 % keinen zusätzlichen, weiteres Kühlen einen kleinen. Nach unten setzt ein Erfahrungssatz der Saatgutlagerung die Grenze: zwischen 4 % und 14 % verdoppelt jeder Prozentpunkt weniger Wasser die Lebensdauer, unter 4 % kann Trocknung bei manchen Arten schaden, und unter etwa 2 % wird ein Trocknungsschaden bei vielen Arten wahrscheinlich. Daraus ergibt sich ein Zielbereich von 5 % bis 7 %: um die 6 %, bei denen beide Reihen ihren Gewinn fanden, mit Abstand zur Grenze von 4 %. Das ist eine Ableitung aus diesen Angaben und keine eigene Messung; in keiner der gelesenen Hanf-Reihen hat ein Wert unter 6 % einen Vorteil gezeigt.

Die Lagertemperatur verschiebt das Ziel nicht nach unten. Je kälter gelagert wird, desto weniger fällt der Wassergehalt ins Gewicht: bei −20 °C beeinflusste er die Keimung in der zweijährigen Reihe weniger als bei den wärmeren Stufen. Die internationale Genbanknorm hält außerdem fest, dass eine niedrigere Lagertemperatur den günstigsten Wassergehalt anhebt und die Gefahr des Übertrocknens wächst. Für das Gefrierfach spricht die Beleglage damit eher gegen das untere Ende des Bereichs. Die Sorge, im Frost könnten die Samen durch Eis Schaden nehmen, betrifft Saatgut mit etwa 15 % Wasser und mehr; auf 4 % bis 8 % getrocknetes Saatgut liegt weit darunter.

Saatgutbanken, die Samen über Jahrzehnte halten, folgen einer internationalen Norm: bis zum Gleichgewicht trocknen bei 5 °C bis 20 °C und 10 % bis 25 % Luftfeuchte, danach lagern bei −18 °C. Die Norm gibt die Luft vor und nicht den Wassergehalt, weil dieselbe Luft in ölreichen Samen wie Hanf weniger Wasser zurücklässt als in stärkereichen wie Weizen. Auf Hanf übertragen ergibt ihr Bereich deshalb rechnerisch 3,4 % bis 6,2 % Wassergehalt, und seine trockene Hälfte liegt unter dem Zielbereich von 5 % bis 7 %: 10 % Luftfeuchte bei 5 °C führen zu 3,9 %, 25 % Luftfeuchte zu 5,5 % bis 6,2 %. Wer sich bei Hanf an der Norm orientiert, nimmt deshalb ihr feuchtes Ende um 25 %. Gemessen ist davon an Hanf nichts, denn der ganze Luftbereich der Norm liegt unter 34 %, dem trockensten an Hanf gemessenen Punkt.

Wie weit Übertrocknen schadet, ist für Hanf nicht bestimmt. Ein Laborverfahren, das Samen bei 65 °C künstlich altern lässt, fand die Grenze, unter der weiteres Trocknen nicht mehr nützt, bei ölreichen Arten tief: 3,3 % bei Soja und 2,0 % bei Erdnuss, gegenüber 4,5 % bis 5,0 % bei Weizen und Gerste. Das Handbuch, das diese Werte nennt, warnt selbst davor, sie ungeprüft auf reale Lagerbedingungen zu übertragen.

Was nach dem Trocknen kommt

Ob der erreichte Wert hält, entscheidet die Verpackung. Viele Materialien lassen Wasserdampf durch, und eine Partie, die auf 6 % gebracht wurde, gleicht sich in der falschen Verpackung mit der Zeit wieder der Raumluft an; welches Material was leistet, steht im Artikel über Lagergefäße für Saatgut. Kommt eine Partie aus dem Kühlschrank oder dem Gefrierfach, wird der Behälter erst geöffnet, wenn er Raumtemperatur erreicht hat. Sonst schlägt sich Wasser aus der warmen Raumluft auf den kalten Samen nieder, so wie auf einer Flasche, die aus dem Kühlschrank kommt.

Was für Cannabis nicht belegt ist

Vier Lücken gehören zu den Zahlen oben. Unterhalb von 34 % Luftfeuchte gibt es für Hanf keine Messung der Gleichgewichtsfeuchte; die trockenen Zeilen der Tabelle sind dort gerechnet. Kein Modell in den gelesenen Arbeiten sagt die Trocknungsdauer in Raumluft aus Luftfeuchte und Schichtdicke voraus. Ob zu schnelles Trocknen die Samenschale von Cannabis reißen lässt, wie bei anderen Ölsaaten, ist nicht geprüft. Und die drei gelesenen Hanf-Arbeiten bestimmen den Wassergehalt mit drei verschiedenen Ofenverfahren, sodass ihre Zahlen um einen unbekannten Betrag gegeneinander verschoben sein können.

Offen ist außerdem, ob die kühle Trocknung der Norm für frisch geerntete Samen die beste ist. Bei Sojabohnen verlängerte eine erste Trocknungsstufe von bis zu acht Tagen bei 40 °C, 20 °C über der Obergrenze der Norm, in drei von vier Herkünften die spätere Haltbarkeit im beschleunigten Alterungstest, bei einer Herkunft von 29,7 auf 66,6 Tage. Bei der Augenbohne trat der Vorteil nur in drei von zehn Partien auf. Soja enthält rund 21 % Öl, die Augenbohne rund 1 %; Hanf liegt mit 28,5 % bis 36,0 % näher an der Soja. Bei Reis zeigte sich der Effekt an Samen, die bei der Ernte noch über etwa 16,5 % Wasser trugen, und frisch geerntete Hanfsamen liegen mit 22 % bis 30 % darüber. An Cannabis ist das nicht geprüft; bis dahin bleibt die kühle Trocknung die belegte Empfehlung.