Wasserspeicherfähigkeit Substrate

Hi @ll!

Seit langer Zeit hat mich die Frage interessiert, inwiefern sich die verschiedenen, bei Kakteenliebhabern gängigen Substrate in ihrer Wasserspeicherfähigkeit unterscheiden. Darum habe ich dazu heute einen Versuch durchgeführt. Es wurden je Substrattyp 3 Körnchen (ca 0,1-0,2 cm³ Volumen) ausgewählt. Sie wurden im trockenen Zustand gewogen, anschließend mit Wasser versetzt (außen anhaftende Wassettropfen wurden abgeschüttelt), nochmals gewogen und letztendlich nach 50 Minuten abschließend gewogen. In diesen 50 Minuten lagen die Körnchen einzeln bei 25,7 °C auf einer Plastikscheibe ohne Sonneneinstrahlung. Alle Werte wurden gemittelt.

In den nachfolgenden Graphen ist dargestellt, wie sich die Wasserspeicherfähigkeit in Relation zum Gewicht und zum Volumen bei den einzelnen Substrattypen darstellt. Zur prozentual dargstellten "Wasserspeichermenge": 0% im Graph ist das Originalgewicht. 50% bedeutet, dass durch Zugabe des Wassers das Gewicht auf 150% gestiegen ist. Das Volumen ist mit g/cm³ angegeben, also zeigt es wieviel Gramm Wasser pro cm³ gespeichert werden können.

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Es zeigt sich bei den Ergebnissen, dass Kieselgur sowohl in Relation zu seinem Gewicht als auch zu seinem Volumen am meisten Wasser speichern kann. Interessant ist auch, dass Wasser bei Kieselgur allerdings schneller verdunstet als bei Akadama, welches in Relation zu seinem Gewicht allerdings etwas weniger Wasser aufnehmen kann. Die Substrate mit der schlechtesten Wasserhaltefähigkeit sind Blähschiefer, Lava - und interessanterweise, im Verhältnis zum Volumen - Bims.

Gruss
Denis

Ich finde deinen Beitrag super ! , sich die Arbeit zu machen und das auszuklamüsern , find ich echt prima !!!
Interessant wäre jetzt noch inwieweit sich dieses Aufnahme und Speicherverhalten bei weichem oder harten Wasser verändert ...

Super, Danke für die Arbeit und besonders: Es hier zu posten
Die Werte werden mich in der Zukunft sicher in der Substratauswahl beeinflussen

Hallo,

seid mir bitte nicht böse, aber ich halte den Versuch so wie er durchgeführt wurde für nicht aussagefähig und auch mit einer irrsinnigen Streuung behaftet.

1. drei Körnchen, die Menge ist schonmal viel zu wenig
2. Die Wasseraufnahme ist ja auch eine Funktion der Zeit bis die Sättigung eingetreten ist. Diese dürfte von Substrat zu Substrat unterschiedlich sein.
3. das Wasser abgeschüttelt, das ist eine sehr ungenaue Methode das nicht aufgenommene Wasser zu entfernen, zumal die Krafteinwirkung unterschiedlich sein kann. Damit ist schonmal ein großer Fehler bei der Wägung vorprogrammiert.
4. Die Wägung, bei der angegebenen Substratmenge bräuchte man eine recht genaue Waage, welche mindenstens auf 0,01 g verläßlich genau ist. Kleine Taschenwaagen wären völlig unzureichend.
5. Natürliche Substrate wie Bims, Lava, Zeolith, Akadama haben von sich aus schon eine teilweise beträchtliche Streuung in der Kapillarwirkung, je nachdem wie die geologischen Vorprozesse waren, als auch jene Prozesse nach einer Mineralentstehung und welche Körnung das Endmaterial dann auch hat.

Den Gedankenansatz finde ich gut, aber die Durchführung der Untersuchung müßte mit sehr viel mehr Planung und Sorgfalt erfolgen.

Ich weiß ich bin jetzt mal wieder ein notorischer Querschläger, und mir geht es einzig darum auf die wichtigsten Fehlerquellen in dem Versuch hinzuweisen.
Trotzdem aber Dankeschön für die Arbeit, die Du Dir gemacht hast.

@Mike der Kalkgehalt/Salzgehalt spielt bei der Kapillarwirkung keine Rolle (wenn man nicht wirklich konzentrierte Lösungen hat, die dann zusätzlich auch die Viskosität des Lösungsmittels verändern). Wohl aber bei der Wägung, denn das Salz verdampft ja nicht und bleibt auf dem Substrat zurück. Dadurch wird zusätzlich das Meßergebnis verfälscht. Soll der Vorgang mehrmals wiederholt werden, wird die Aufnahmefähigkeit des Substrates herabgesetzt, denn durch die Rückstände werden feine Kapillare verstopft, die dann der Wasseraufnahme nicht mehr zur Verfügung stehen.

Gruß Peter

Hallo Travelbear,

zu deinen Kommentaren:
ad 1) Klar ist die Menge recht gering, jedoch war die Standardabweichung der Wasserspeichervolumina zwischen den einzelnen Körnchen sehr gering und eine höhere Anzahl führt zu zeitlich ungenauen/uneinheitlichen Messungen (60 Minuten oder jetzt doch 80 Minuten, weil die restlichen 20 Minuten 100 weitere Körnchen vermessen wurden).

ad 2) Die Sättigung war auf jeden Fall bei jedem Substrat erreicht, da die einzelnen Körnchen in einen 50 ml Behälter mit Wasser gefüllt wurden und mindestens 30-40 Sekunden durch Schütteln dazu gebracht wurden, die Luftblasen abzugeben und dementsprechend Wasser aufzunehmen.

ad 3) Das Problem ist: Schüttelt man das Wasser nicht ab, so haben größere Körnchen durch anhaftende größere Wassertropfen schon einen "Wasserspeichervorteil", um den es nicht ging. Trocknet man die Körnchen mit einem Tuch ab, so wird durch den Kapillareffekt wieder ein Teil des Wassers herausgesaugt. Durch das Abschütteln war bei jedem Körnchen jedoch der Zustand erreicht, dass keine sichtbaren Wasserlachen bei Auflegen mehr vorhanden waren.

ad 4) Habe ich gesagt, dass ich eine Taschenwaage verwendet habe? Nö, habe das Experiment mit einer geeichten Analysenwaage (Radwag AS 160) gemacht, Genauigkeit 0,0001 g.

ad 5) Habe alle Materialien von Haage bezogen, von daher eine von Kakteenliebhabern oft genutzte Quelle. Und wie gesagt, war zwischen den einzelnen Körnchen die Abweichung so minimal, dass der Streuungseffekt in diesem Fall nicht dominant war. Natürlich können Substrate aus anderen Quellen andere Werte ergeben, jedoch habe ich nicht Zugriff auf alle Varianten von Zeloith/Akadama/etc.

Hoffe, dass ich ein wenig Klarheit in die Sache bringen konnte
Gruss
Denis

mal kurz nebenher ... wenn ich die Linien verlängere auf >60min ist im Prinzip alles weg ? bei jedem Substrat ?, gut Akadama lassen wir auf 80 min aber dann sollte es kein Wasser mehr "haben" ... das hab ich im Topf aber nicht , denn da sitzt teilweise auch noch Stunden später ordentlich Feuchtigkeit im Substrat. Also wäre der Versuch auch "praxisbezogener" wenn er im Plastetöpfchen gemacht würde ?, ich weiß das ist bisserl ... naja .
Erklährts mir halt

Hallo Denis,

also eine Wassersättigungsuntersuchung würde ich nicht unter 100g eines jeden Substrats machen. zusätzlich mindestens 10 Versuche unter den exakt gleichen Bedingungen wiederholen. Damit mittelst Du auch die Korngrößenstreuung einigermaßen zuverlässig aus. Abgezählte, form- und volumengleiche Körnchen sind unrealistisch, da ein gekauftes Substrat meist nicht mehr weiter ausgesiebt wird, sondern so "wie erhalten" eingesetzt wird. Somit habe ich auch eine große Streuung des Materials selbst.

Außerdem würde ich das Substrat mindestens 1h mit dem Wasser in Kontakt lassen, denn so nehmen auch tiefere Schichten im Korn das Wasser auf. Wenn ich meine Pflanzen anstaue, dann stehen sie auch nicht nur 50 sec in einem Wasserbad sondern mind 15 bis 20 min oft auch deutlich länger, je nach Wetterlage.

Adhäsiv angelagertes Wasser unter reproduzierbaren Bedingungen zu entfernen... da hab ich keine Lösung, da ich mich mit der Materie noch nie beschäftigt habe. Literatur dürfte aber hierzu Auskunft geben können.

Wenn Du eine Analysenwaage hast mit 0,1 mg Genauigkeit, dann ist das schon einmal ein sicherer Parameter, aber eine Kette ist immer nur so stark wie ihr schwächstes Glied!

Auch die Kakteenhändler haben oftmals sehr unterschiedliche Qualitäten eines Substrats/Minerals. Was ich alles schon an Bimsstrukturen untergemischt habe, da würden 10 verschiedene Versuche nicht ausreichen. Bei Lava ist es ähnlich. Manche ist dich und andere wieder hochporös, je nachdem was für Erdmantelgestein bei einer vulkanischen Eruption hochgeschleudert wurde.

Wie gesagt ich will Deine Untersuchung nicht zerpflücken oder gar schlecht machen. Dies auf gar keinen Fall!
Mir geht es mehr um die kritische Beurteilung des Ergebnisses. Der Leser sollte dies lediglich als sehr groben Leitfaden aufnehmen.

Gruß Peter

Hallo Mike,

hier geht es nicht um die Verdampfungsgeschwindigkeit des Wasser bei verschiedenen Schichtdicken, sondern um die Wasseraufnahmefähigkeit des Substrates. Diese ist schichtdickenunabhängig sondern u.a. eine Funktion der Substratmasse (bei weitgehend einheitlicher Körnung).

Es macht gar keinen Sinn, die Kurven zu verlängern, denn wenn ein Substrat mehr Wasser aufnimmt als das andere, ist es logisch, daß das mehr Wasser länger braucht bis es verdunstet ist...
Gruß Peter

Hallo,

ich wollte absichtlich nicht mehr als einzelne Körnchen verwenden. Die Körnchen waren auch nicht absolut volumengleich sondern nur ähnlich, das Volumen hatte ich mit einem Messchieber ermittelt und berechnet. Pauschal kann man sagen, dass das Haftwasser zwischen den Körnchen eher von Korngröße und der Größe/Vielzahl der Zwischenräume abhängt, völlig unabhängig vom Substrat. Darüber hinaus kann man die Größe der Zwischenräume weder anständig kontrollieren noch messen. Selbst mit dem gleichen Substrat und dem gleichen Topf entsteht bei jedem Einfüllen eine neue Anzahl an Zwischenräumen unterschiedlicher Volumina. Darüber hinaus kann man bei einem "Topf-Experiment" die Experimentalreihe für jede Topfgröße/Höhe/Weite neu ansetzen, da jeder Topf andere Eigenschaften für das Substrat bietet.

Einzelne Körnchen bei 25,7 °C halten Wasser nun mal nicht lange, mehrere Körnchen mit Zwischenräumen im Inneren eines Topfes schon eher.

Und, Peter: Wenn ein Substrat mehr Wasser aufnimmt als das andere, heisst das noch lange nicht, dass es auch langsamer verdunstet. Wenn die Oberfläche des Substrates groß ist, verdunstet es nämlich schneller als bei einem Substrat mit kleiner Oberfläche. Das sieht man gut am Beispiel Akadama/Kieselgur im "Volumengraph".
Meine Pflanzen staue ich nicht an, sondern gieße sie nur von oben. Von daher sind 20-30 Sekunden "Einwirkzeit" schon etwas über dem normalen Niveau hinaus. Auch staut nicht jeder Kakteenliebhaber so lang an. Selbst wenn ich anstaue, nicht länger als 2-3 Minuten.

Gruss
Denis