Verbrauchter Kaffeesatz wird zunehmend von Fachleuten und Gärtnern als nachhaltige Möglichkeit empfohlen, Ihren Gartenboden zu verbessern und Ihre Pflanzen mit Nährstoffen zu versorgen. Zu den Behauptungen gehören eine verbesserte Bodenstruktur, ein ideales Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff, eine verbesserte Fruchtbarkeit und die Bereitstellung von Stickstoff1. Die wissenschaftliche Literatur hat die Auswirkungen auf die Boden- und Pflanzenproduktion jedoch nicht ausreichend bewertet.
Jüngste Untersuchungen von Dr. Stephen Livesley und Sarah Hardgrove von der University of Melbourne haben gezeigt, dass frischer (nicht kompostierter) verbrauchter Kaffeesatz, der direkt auf Gärten aufgetragen wird, das Pflanzenwachstum und die Entwicklung erheblich verringern kann. Dieser Artikel befasst sich mit der Verwendung von verbrauchtem Kaffee im Garten und beschreibt die jüngsten wissenschaftlichen Erkenntnisse und ihre Auswirkungen.
Das Problem der Kaffeeabfälle
Weltweit werden jährlich schätzungsweise 6 Millionen Tonnen verbrauchter Kaffeemahlabfall produziert2, hauptsächlich in Städten. Australiens Beitrag wird auf 75.000 Tonnen pro Jahr geschätzt, und da der Kaffeeverbrauch in Australien um 4,3% pro Jahr steigt, wird auch das Abfallvolumen zunehmen. Die Verwendung von verbrauchtem Kaffeesatz als städtische Bodenverbesserung bietet eine attraktive und nachhaltige Möglichkeit, dieses wenig genutzte städtische Abfallprodukt zu nutzen.
Potenzial für Kaffeesatz zur Verbesserung der Boden- und Pflanzenwachstumseigenschaften
Verbrauchter Kaffeesatz kann möglicherweise ähnliche Vorteile für das Pflanzenwachstum und die Bodeneigenschaften bieten wie andere organische Zusätze wie Dünger, Pflanzenkohle, Vermicasts und Kompost. Diese Änderungen liefern Nährstoffe (insbesondere Stickstoff), erhöhen das Pflanzenwachstum, verbessern die Wasser- und Nährstoffhaltekapazitäten des Bodens, verbessern die Bodenstruktur und die Wasserinfiltration, erhöhen die Pufferkapazität gegen Auswaschung von Nitraten und Änderungen des pH-Werts, erhöhen die biologische Aktivität und die Widerstandsfähigkeit gegen Pathogene3.
Unter natürlichen Bedingungen haben sich Pflanzen an den Boden und die klimatischen Bedingungen ihrer lokalen Umgebung angepasst und entwickelt. Da die Bodeneigenschaften und der Nährstoffgehalt variieren, variieren auch die Pflanzen in ihrem Stickstoffbedarf und ihren pH-Präferenzen für ein optimales Wachstum. Diese Unterschiede beeinflussen unsere Entscheidungen über die Aufwandmengen von Düngemitteln für verschiedene Kulturen. Darüber hinaus beeinflusst die Bodentextur die Bewegung von Wasser und Nährstoffen im Boden und deren Verfügbarkeit für Pflanzenwurzeln. Ziel dieser jüngsten Forschung war es, die Auswirkungen auf Pflanzen zu untersuchen, die sich in ihrem Nährstoffbedarf und ihren pH-Präferenzen unterscheiden.
Das Experiment
In einem Gewächshaustopfversuch wurden Brokkoli, Rettich, Lauch, Viola und Sonnenblume (ausgewählt nach ihren unterschiedlichen Nährstoff-pH-Präferenzen) in Sand-, Lehm- und sandigen Lehm-Lehm-Substraten gezüchtet. Es wurden vier Behandlungen angewendet: keine Behandlungskontrolle, verbrauchter Kaffeesatz (5% Volumen), Dünger und verbrauchter Kaffeesatz plus Dünger.
Gleichzeitig wurden in einem Feldversuch dieselben Pflanzen unter sechs Behandlungen gezüchtet: kontrolle, Dünger und verbrauchter Kaffeesatz bei 2,5%, 5%, 10% und 20% Volumenaufwandmengen (in den oberen 10 cm Boden).
Die Ergebnisse
Pflanzenwachstum
In der Gewächshausstudie zeigten alle Pflanzen, die in kaffeemeditierten Bodenbehandlungen angebaut wurden, ein schlechtes Wachstum im Vergleich zu den Kontroll- und Düngemittel-modifizierten Bodenbehandlungen. Das linke Bild unten zeigt die fünf Pflanzen unter den vier Behandlungen von oben nach unten: Kontrolle, Dünger; verbrauchter Kaffeesatz; verbrauchter Kaffeesatz plus Dünger.
Im Feldversuch wurden ähnliche Ergebnisse erzielt. Das rechte Bild unten zeigt, von links nach rechts, Kontrolle, Dünger, Kaffee @ 2.5%; @5%; @10% und @ 20%.
Bodeneigenschaften
Wasseraufnahmekapazität
Die Ergebnisse des Gewächshausversuchs zeigten einen allgemeinen Trend zu einer erhöhten Wasseraufnahmekapazität für schlecht strukturierte Böden, jedoch weniger Auswirkungen für gut strukturierte Böden. Die Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass diese Verbesserungen Zeit brauchen, um sich zu zeigen. Andere Untersuchungen zeigen auch, dass sich der Nutzen je nach Art, Bodentyp und Temperatur erst 6-12 Monate nach der Anwendung eindeutig abzeichnet4.
pH
Der pH-Wert des Bodens wurde ebenfalls getestet, um zu untersuchen, ob die saure Natur des Kaffeesatzes das Pflanzenwachstum beeinflussen kann. Im Feldversuch war der pH-Wert des mit verbrauchtem Kaffeesatz geänderten Bodens ähnlich dem mit Dünger geänderten pH-Wert. Daher konnte der pH-Wert des zugesetzten Kaffees die Pflanzenwachstumsreaktion nicht ausreichend erklären.
Was erklärt dieses verminderte Pflanzenwachstum?
Die beiden möglichen Erklärungen für diese Pflanzenwachstumsreaktion waren biologische Stickstoff-Immobilisierung (Stickstoff-Drawdown) und Phytotoxizität.
Stickstoff-Drawdown tritt auf, wenn die Menge an Stickstoff, die von zersetzenden Mikroorganismen benötigt wird, höher ist als die Menge an Stickstoff, die Pflanzen aus dem Boden zur Verfügung steht. Wenn sich organisches Material zersetzt, wird den Pflanzen Stickstoff über ihre Wurzeln aus der umgebenden Bodenwasserlösung zugeführt. Der überwiegende Teil des Stickstoffs im Boden steht den Pflanzen jedoch nicht ohne weiteres zur Verfügung. Damit es verfügbar wird, muss es von Mikroorganismen in der Bodenwasserlösung umgewandelt werden, ein Prozess, der als Mineralisierung bekannt ist. Durch die Mineralisierung wandelt sich organischer Stickstoff in anorganischen Stickstoff um und wird pflanzlich verfügbar. In seiner pflanzenverfügbaren Form, als Nitrat (NO3-) und Ammonium (NH4 +), kann es leicht in der gesamten Pflanze und im Boden transloziert werden.
Umgekehrt, da Mikroorganismen Stickstoff als Brennstoff für ihre eigenen Stoffwechselprozesse benötigen, können sie ihn auch aus der Bodenwasserlösung ziehen, so dass der Boden anscheinend einen Stickstoffmangel aufweist und daher für die Pflanzenaufnahme nicht verfügbar ist: ein Prozess, der als biologische Immobilisierung bekannt ist. Diese Prozesse können dynamisch arbeiten, da sich die chemische Natur des Bodens im Laufe der Zeit ändert und neues Material hinzugefügt wird. Das Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff (C / N) ist hier ein nützlicher Leitfaden, da ein organisches Substrat mit einem höheren C / N-Verhältnis langsamer mineralisiert als eines mit einem niedrigen C / N-Verhältnis und eher zu einer biologischen Immobilisierung führt, da Stickstoff von den Mikroben aufgenommen wird, die an der Zersetzung des neuen großen Kohlenstoffsubstratpools beteiligt sind. Das C / N-Verhältnis des Kaffees in dieser Studie betrug 23. Es ist allgemein anerkannt, dass ein C/N-Verhältnis im Bereich von 20-30 nicht zu einer mikrobiellen Immobilisierung führt5.
Im Rahmen dieser Untersuchung wurde auch eine Mineralisierungsstudie durchgeführt, um zu testen, ob die Unterschiede im Pflanzenwachstum das Ergebnis eines Stickstoffabbaus waren. Die Ergebnisse zeigten deutlich, dass der Stickstoff-Drawdown die Pflanzenwachstumsreaktion nicht erklären konnte.
Die wahrscheinlichste Erklärung für ein vermindertes Pflanzenwachstum ist eine toxische Stressreaktion infolge des aufgebrachten Kaffeesatzes. Der genaue Mechanismus der Phytotoxizität bleibt unklar, jedoch wurden Koffein, Tannine, Polyphenole und Ligningehalt in früheren wissenschaftlichen Untersuchungen impliziert.
Soll ich meinem Garten Kaffeesatz hinzufügen?
Diese Forschung legt nahe, dass, wenn frischer, nicht kompostierter Kaffee in Gärten mit Volumenaufwandmengen von 2,5% und höher hinzugefügt wird, dies wahrscheinlich das gesamte Pflanzenwachstum und die Entwicklung verringern wird. Daher ist es wahrscheinlich eine bessere Idee, Ihrem Kompost Kaffeesatz hinzuzufügen, um die Zersetzung toxischer Bestandteile zu ermöglichen und die Vorteile der verbesserten Wasserhaltekapazität zu nutzen. Es wird empfohlen, Ihrem Kompost nicht mehr als 20% des verbrauchten Kaffeesatzvolumens zuzusetzen6.
Alternativ, wenn Sie ein Pflaster haben, das 6 Monate oder länger brach liegt und Sie die Geschwindigkeit des Unkrautwachstums reduzieren möchten, dann ist frischer verbrauchter Kaffeesatz, der in den Boden eingearbeitet oder als dünne Schicht Mulch aufgetragen wird, eine ziemlich gute Idee!
1. Lucas, J.W. 2010. Glücklich, Jagdgründe. Gesehen am 6. April 2014. http://davesgarden.com/guides/articles/view/1501/ – b
2. Tokimoto, T., N. Kawasaki, T. Nakamura, J. Akutagawa und S. Tanada. 2005. Entfernung von Bleiionen im Trinkwasser durch Kaffeesatz als pflanzliche Biomasse. Zeitschrift für Kolloid & Grenzflächenwissenschaft 281: 56-61.
3. Handreck, K. und N.D. Schwarz. 2002. Wachsende Medien für Zierpflanzen und Rasen / Kevin A. Handreck, Neil D. Schwarz. 3. Aufl., Sydney : UNSW Press, 2002.
4. Yamane, K., M. Kono, T. Fukunaga, K. Iwai, R. Sekine, Y. Watanabe, et al. 2014. Feldbewertung von Kaffeesatzanwendungen zur Verbesserung des Pflanzenwachstums, Unkrautbekämpfung, und Bodenverbesserung. Pflanzenproduktionswissenschaft 17: 93-102.
5. Preis, G. 2006. Australisches Handbuch zur Bodenfruchtbarkeit / Herausgeber: Graham Price. Collingwood, Vic. : CSIRO Publishing : Verband der Düngemittelindustrie Australiens, c2006. 3. Aufl.
6. Schalau, J. 2010. Hinterhofgärtner – Mit Kaffeesatz im Garten. Gesehen am 6. April 2014. http://cals.arizona.edu/yavapai/anr/hort/byg/archive/coffeegrounds.html
Sarah Hardgrove absolviert das letzte Semester des Master of Urban Horticulture an der University of Melbourne Burnley Campus.Sie arbeitet auch Teilzeit in einem Gartencenter in Melbourne.
Fotos: Experiment Ergebnisse: Sarah Hardgrove. Irgendetwas anderes: Sharron Pfueller