Nährlösung berechnen: aus Etikett und Gießwasser die Milligramm je Liter bestimmen

Eine Nährlösung ist das Gießwasser, nachdem der Dünger darin gelöst ist. Eine Nährlösung berechnen heißt, für jedes Nährelement zu bestimmen, wie viele Milligramm davon in einem Liter stecken, also wie viele Tausendstel Gramm, kurz mg/L. Zwei Quellen fließen dabei zusammen: der Dünger, dessen Gehalt auf dem Etikett steht, und das Wasser, das schon etwas mitbringt. Ob das Ergebnis passt, zeigt erst der Vergleich mit Zielbereichen, und die sind an Versuchen mit einer oder zwei Sorten je Studie gemessen.

Wie leicht man sich dabei verrechnet, zeigt eine einzige Zeile auf dem Etikett. Schwefel steht dort als Schwefeltrioxid, SO₃, einer Verbindung aus Schwefel und Sauerstoff, in der nur gut 40 % des Gewichts auf den Schwefel entfallen. Wer die Zahl vom Etikett als Schwefel einträgt, rechnet deshalb mit dem Zweieinhalbfachen dessen, was wirklich in der Flasche ist.

Vom Etikett zur Milligrammzahl

Düngeretiketten in der EU geben Phosphor, Kalium, Calcium, Magnesium und Schwefel als Oxide an, also als Verbindungen mit Sauerstoff: P₂O₅, K₂O, CaO, MgO und SO₃. Man kann sich das wie ein Gewicht samt Verpackung vorstellen, bei dem der Sauerstoff die Verpackung ist. Für die Rechnung zählt nur der Inhalt, und dafür gibt es feste Faktoren aus den Atommassen: P₂O₅ mal 0,4364 ergibt Phosphor, K₂O mal 0,8302 Kalium, CaO mal 0,7147 Calcium, MgO mal 0,6030 Magnesium und SO₃ mal 0,4005 Schwefel. Ein Etikett mit 10 % P₂O₅ meint also rechnerisch 4,36 % Phosphor. Stickstoff steht als Element auf dem Etikett, aufgeteilt nach den Formen, in denen er vorliegt.

Bei flüssigen Düngern kommt eine zweite Falle hinzu. Der Gehalt darf in Masseprozent oder in Volumenprozent angegeben sein, also bezogen auf das Gewicht oder auf den Raum, den die Flüssigkeit einnimmt. Nur bei Masseprozent geht die Dichte in die Rechnung ein, das Gewicht eines Milliliters: ein Dünger mit 3 % Stickstoff und einer Dichte von 1,2 g/ml liefert bei 2 ml je Liter Gießwasser rechnerisch 72 mg/L Stickstoff, wenn die 3 % Masseprozent sind, und 60 mg/L, wenn es Volumenprozent sind, ein Unterschied von einem Sechstel. Bei festen Düngesalzen hängt der Gehalt zusätzlich an der Handelsform: Bittersalz enthält 9,9 % Magnesium, Kieserit, ein Magnesiumsulfat mit weniger gebundenem Kristallwasser, 17,6 %. Welche Form ein Produkt hat, sagt sein Datenblatt.

Was das Gießwasser mitbringt

Was im Wasser schon gelöst ist, gehört zur Nährlösung und wird von der Zielmenge abgezogen, auch das Nitrat, eine Form des Stickstoffs. Wasserwerke geben Nitrat als ganzes Ion an, die Zielbereiche meinen den Stickstoff darin: 40 mg/L Nitrat im Leitungswasser sind rechnerisch 9,0 mg/L Stickstoff, rund 6 % der 160 mg/L, die einer der Stickstoffversuche als Optimum fand. Auch der Grenzwert der Trinkwasserverordnung von 50 mg/L bezieht sich auf Nitrat; als Stickstoff sind das 11,3 mg/L. Natrium und Chlorid begrenzen die Eignung des Wassers. Gemessen wird dabei in Millimol je Liter, einer Mengenangabe nach Teilchenzahl: unter 1,5 mmol/L, das sind 34,5 mg/L Natrium oder 53,2 mg/L Chlorid, gilt Wasser für alle Gewächshauskulturen als geeignet, bis 2,5 mmol/L noch für Kulturen, deren Lösung nicht im Kreis geführt wird.

Die Wasserhärte folgt aus Calcium und Magnesium: ein Grad deutscher Härte, 1 °dH, entspricht 7,15 mg/L Calcium oder 4,33 mg/L Magnesium. Für das Ansäuern zählt ein anderer Wert, die Säurekapazität KS4,3. Sie gibt an, wie viel Säure ein Liter Wasser aufnimmt, bis er den pH-Wert 4,3 erreicht, und misst damit vor allem das Hydrogencarbonat, den Stoff im Wasser, der zugegebene Säure abfängt. Eine verbreitete Praxisformel setzt das Hydrogencarbonat gleich KS4,3 minus 0,05 mmol/L; 1 mmol/L davon entspricht 2,804 °dH Karbonathärte. In Substratkultur wird das Hydrogencarbonat mit Säure neutralisiert, bis 0,5 bis 0,75 mmol/L übrig bleiben, und die Säuremenge richtet sich nach dem Hydrogencarbonat selbst. Die Säure bringt dabei ihren eigenen Nährstoff in die Lösung: je Millimol neutralisiertes Hydrogencarbonat liefert Salpetersäure 14,01 mg Stickstoff als Nitrat, Phosphorsäure 30,97 mg Phosphor und Schwefelsäure 16,03 mg Schwefel. Wird Wasser mit 2 mmol/L Hydrogencarbonat auf 0,5 mmol/L angesäuert, bringt Phosphorsäure so rechnerisch rund 46 mg/L Phosphor, mehr als der ganze Bereich von 11 bis 25 mg/L, über dem Phosphor in Torf keinen Nutzen mehr brachte. Wer Leitungswasser mit Regenwasser oder Osmosewasser mischt, also mit Wasser, das eine Membran weitgehend entsalzt hat, senkt alle diese Werte rechnerisch im Verhältnis der Mischung.

Bunkerlinge Düngerrechner

Der Rechner zeigt, wie viel Milligramm jedes Nährstoffs eine Mischung aus Handelsdüngern je Liter Gießwasser liefert, rechnet das Gießwasser mit ein und stellt das Ergebnis neben die Bereiche aus Cannabis-Studien.

Woran die Zielbereiche gemessen sind

Die Zielwerte im Düngerrechner gelten für das, was man ansetzt: die Lösung in der Gießkanne, im Tank oder am Tropfer. Im Topf und im Tank kann es später ganz anders aussehen. Was die Pflanze nicht aufnimmt, bleibt im Topf zurück, bis es mit dem Gießwasser unten herausläuft. Dieses Ablaufwasser heißt Drain, und je weniger davon abläuft, desto mehr Salz sammelt sich im Topf.

Zwei Versuche zeigen, wie weit das gehen kann. In Torf, bei dem 15 % des Gießwassers unten ablief, wurde die Phosphorgabe verdreifacht, und der Phosphor im Drain stieg auf das Zwölffache. In einer geschlossenen Wasserkultur wurde verbrauchte Lösung nur nachgefüllt. Mit dem Nachfüllen kamen 90 mg/L Phosphor hinein, im Tank standen aber rund 300 mg/L, mehr als das Dreifache. Wer genau nach Zielwert ansetzt und dann so knapp gießt, dass kaum etwas abläuft, oder den Tank nur auffüllt, kann an der Wurzel also ein Vielfaches dessen haben, was der Rechner anzeigt.

Die Spannen selbst stammen aus Topf- und Eimerversuchen mit einer oder zwei Sorten je Studie. Die Pflanzen wuchsen in Perlite, einem gebrannten Vulkangestein, das kaum Nährstoffe bindet, in Torfgemischen oder in Wasserkultur, bei der die Wurzeln in der Lösung hängen. Wie verschieden zwei Sorten sein können, zeigt Kalium: In einem Versuch mit zwei Sorten wuchs die eine bei 175 mg/L am besten, die andere wuchs ab 60 mg/L nicht mehr besser, auch wenn sie mehr bekam. Ob eine andere Sorte der einen, der anderen oder keiner von beiden gleicht, ist für Cannabis nicht untersucht. Die Spannen sind deshalb ein Ausgangswert, den man an der eigenen Pflanze prüft, zum Beispiel mit einer Blattanalyse, wie sie weiter unten beschrieben ist.

Stickstoff: Menge und Form

In der vegetativen Phase, dem Wachstum vor der Blüte, war 160 mg/L Stickstoff in einem Perlite-Versuch mit einer Sorte optimal; bei 240 mg/L war das Wurzelwachstum bereits gebremst, und zwischen beiden Stufen gab es keine Messung. Eine Wasserkultur-Studie mit einer anderen Sorte empfiehlt 160 bis 200 mg/L. In der Blüte erreichte der Ertrag in zwei Substratversuchen bei rund 160 mg/L ein Plateau: eine CBD-Sorte brachte 16,1 g Blüten-Trockenmasse je Pflanze bei 80 mg/L, 22,6 g bei 160 und 26,3 g bei 240 mg/L, der CBD-Ertrag je Pflanze war bei 160 und 240 mg/L aber statistisch gleich. Ein Wasserkultur-Modell sieht sein Optimum bei 194 mg/L. Mehr Stickstoff senkte in den zwei Substratversuchen die Konzentration der Cannabinoide, der Wirkstoffe wie THC und CBD, und in einem Versuch mit besprühten Wurzeln sank der THC-Gehalt zweier Sorten um 9,5 %, als 250 statt 150 ppm gegeben wurden; im Wasserkultur-Modell hatte Stickstoff darauf keinen Effekt. Wer auf Gehalt statt auf Ertrag düngt, bleibt deshalb am unteren Rand.

Pflanzen nehmen Stickstoff als Nitrat und als Ammonium auf, zwei verschiedenen Ionen. In einem Perlite-Versuch mit einer Sorte, bei gleichbleibend 200 mg/L Stickstoff, war reines Nitrat am besten: schon 10 % Ammonium am Gesamtstickstoff kosteten 35 % Blütenertrag, 50 % kosteten 46 %, und bei 100 % blieben vom Ertrag 3 % übrig. Die Autoren halten bis 30 % Ammonium für vertretbar und raten von mehr ab; die 30 % sind damit als Obergrenze genannt. Eine Gegenstudie, die bei 40 % Ammonium bessere Cannabinoid-Werte fand, stützt sich auf drei Pflanzen je Stufe und eine unklare Statistik. Harnstoff, eine Stickstoffverbindung, die im Wurzelraum erst zu Ammonium umgesetzt wird, hat keine der gelesenen Cannabis-Studien eingesetzt.

Phosphor, Kalium, Magnesium und die übrigen Elemente

Bei Phosphor in der Blüte hängen die Befunde am System, und sie lassen sich nicht zu einem Wert mitteln. In Perlite mit rund 30 % Drain lag das Ertragsplateau bei 30 bis 90 mg/L; 90 mg/L war dabei nur die höchste geprüfte Stufe. In Torf brachte Phosphor über 11 bis 25 mg/L weder mehr Ertrag noch mehr Cannabinoide. In Wasserkultur widersprechen sich zwei Studien: in einer geschlossenen Anlage genügten 15 mg/L, in Eimern mit wöchentlich getauschter Lösung sah ein Modell das Ertragsoptimum bei rund 59 mg/L. Für die vegetative Phase liegt kein gelesener Substratversuch vor. Kalium war in der Blüte zwischen 60 und 175 mg/L ohne Wirkung auf den Ertrag, die Säureformen der Cannabinoide und die Terpene, die Duftstoffe der Pflanze, sanken aber mit steigendem Kalium, und 240 mg/L schadete einer von zwei Sorten; die Autoren schlagen 60 mg/L vor. Magnesium hatte in der Blüte bei einer Drogensorte in Perlite sein Optimum bei 35 mg/L, während zwei CBD-Hanfsorten in Torf-Perlite bei 50 bis 75 mg/L am besten wuchsen.

Für Calcium, Schwefel, Bor, Kupfer, Eisen, Mangan und Molybdän hat keine der gelesenen Cannabis-Studien abgestufte Konzentrationen geprüft. Was in den Versuchen davon in der Lösung stand, kam aus einer gleichbleibenden Grundlösung, in einem der Stickstoffversuche rechnerisch 44,9 mg/L Calcium und 88,8 mg/L Schwefel. Dass diese Elemente gebraucht werden, zeigen Weglassversuche, in denen je ein Element fehlte: ohne Schwefel sank der Blütenertrag einer Sorte in Wasserkultur um 34 %, ohne Calcium waren die Cannabinoid-Gehalte am niedrigsten, wobei die calciumfreie Lösung zugleich am meisten Natrium enthielt, und an jungen Hanfpflanzen ohne Bor oder ohne Kupfer sank die Trockenmasse um 28 % und 45 %. Welche Menge optimal ist, sagt ein solcher Versuch nicht. Für Zink war in der Blüte 0,35 mg/L optimal, in einer Studie. Als Kontrolle bleibt das Blatt: aus 6119 Hanfproben stammen Bereiche für den Gehalt im Gewebe, für Bor etwa 30 bis 90 ppm, und eine Blattanalyse zeigt, was die Pflanze aufgenommen hat, während die Rechnung nur sagt, was angeboten wurde.