Regner eines Rasen-Sprinkler-System, wasserstrahl spritzt heraus.
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Verfahren der Wasserenthärtung

Eine Übersicht der verschiedenen Enthärtungsverfahren und ihre Vor- und Nachteile.

Die Gesamthärte des Wassers ist für die Pflanzen nicht von Bedeutung. Massgebend ist der Anteil an Karbonathärte, also jener Anteil Calcium, der als Hydrogenkarbonat (HCO3-) vorliegt. Abhängig vom Düngungssystem und dem Niveau der Karbonathärte ist eine Enthärtung angebracht. Kalkhaltiges Wasser erhöht den pH-Wert und begünstigt Chlorosen – die Pflanzen können gewisse Spurenelemente nicht mehr, oder nur erschwert aufnehmen.

Hydrogenkarbonat bildet sich durch das Lösen von Kalkgestein oder anderen Kalkquellen in kohlensäurehaltigem Wasser. Teure Verfahren wie die Enthärtung durch Ionenaustauscher oder Vollentsalzungsanlagen entfernen zwar Salze, aber auch das für die Ernährung der Pflanzen wichtige Calcium.

Durch Kochen wird Kohlensäure aus dem Wasser entfernt und der Rest des Hydrogencarbonates fällt wieder als Kalk aus. Deshalb wird die Karbonathärte gelegentlich auch als temporäre Härte bezeichnet.

Enthärtung durch Kochen

Enthärtung mit Säure (Bsp. Phosphorsäure)

Blattflecken als Folge von hartem Wasser?

Der Verdacht ist naheliegend, dass Blattflecken auf Kalkausfällungen zurückzuführen sind. Sie entstehen jedoch vermutlich auch durch Auskristallisierung von Calcium mit Oxalsäure als Reaktionsprodukt des Blattes, wenn das Wasser langsam verdunstet. Dünne Wasserfilme und rasches Abtrocknen führen weniger zu störenden Blattflecken. Bei der Ausfällung an Tropfern dagegen handelt es sich um Kalk, dessen Ursprung die Karbonathärte ist.

Vollentsalzung

In Regionen mit versalztem Wasser ist eine Vollentsalzung nötig. In Deutschland und der Schweiz ist die Qualität des Leitungswassers jedoch so gut, dass dies nicht notwendig ist. 

Bei Enthärtungsverfahren auf „Austauscherbasis“, wie sie oft in Anlagen in Grossgebäuden anzutreffen sind, muss darauf geachtet werden, dass das Calcium nicht durch ein unerwünschtes Element wie Natrium ausgetauscht wird. Dies ist bei Hydrokulturen in Gebäuden mit Enthärtungsanlagen von Bedeutung. 

Enthärtung mit Zusätzen 

Ein verhältnismässig einfaches Verfahren, die Karbonathärte kontrolliert bis auf einen gewünschten minimalen Rest zu eliminieren, besteht darin, sie durch Säurezusatz in NichtKarbonathärte umzuwandeln. Dabei kommen verschiedene Säuren zum Einsatz:

  • Aus Sicht der heutigen Produktionspraxis steht an erster Stelle die Salpetersäure, die zugleich auch der Nährstoffversorgung dient (siehe Kapitel Nährstoffzufuhr).
  • Die Enthärtung mit Phosphorsäure stösst aufgrund der P-Zufuhr rasch an eine Grenze. Eine Enthärtung um 6° fH ergibt bereits eine P-Konzentration für Kulturen mit hohem P-Bedarf (40 mg P/I Nährlösung).
  • Der Einsatz von Schwefelsäure kann in gewissen Fällen günstig sein. Bei der Umwandlung bildet sich Calciumsulfat (Gips), das in der gebildeten Menge zwar in der Nährlösung gelöst bleibt, sich aber pH-neutral verhält. Untersuchungen haben gezeigt, dass der vom Gips ausgehende Salzgehalt keine Nachteile für die Pflanze mit sich bringt. Blattflecken und Kalkablagerungen bleiben weitgehend aus.
  • Für eine Enthärtung mit Oxalsäure oder Ammoniumoxalat sind Absetzbecken und Absetzzeiten von zwei bis drei Stunden notwendig. Sie kommt deshalb für die wenigsten Betriebe in Frage, hat aber den Vorteil, dass Calcium bis auf ein gewünschtes Niveau entfernt wird und somit keine Kalkflecken oder Ablagerungen auftreten.

Optimal: Enthärtung mit Ammoniumstickstoff

Eine einfache und sichere Weise, der Karbonathärte ohne Ansäuerung entgegenzuwirken, ist die Anwendung von Ammoniumstickstoff.

Bei der Umwandlung des Ammoniumstickstoffs in der Pflanze oder durch Mikroorganismen entstehen H+-Ionen, die eine pH-Senkung bewirken. Im Durchschnitt wird ein H+ pro Molekül Ammonium abgegeben, das gleich sauer wirkt wie ein Molekül Salpetersäure. Die Pflanze wird ausserdem zur Abgabe von chelatisierenden Ausscheidungen angeregt, was die Aufnahme von Spurenelementen verbessert. 

Dieses Verfahren eignet sich für Substrate mit pH-Werten über 5,5 (siehe Tabelle unten). Bei niedrigeren Werten ist in der Regel keine zusätzliche pH-Senkung erwünscht; ausserdem kann sich wurzelschädigendes Nitrit anreichern.

Wasser enthärten mittels Magnetfeldern

Durch Anlegen von Magnetfeldern wird die Kristallisation von Kalk beeinflusst. Dieses Verfahren wird in der Praxis mit Erfolg angewendet. Es verändert nicht die Wasserhärte an sich, sondern die Form des Niederschlags, so dass Kalkablagerungen deutlich reduziert werden. Vor der Anschaffung sollte aber die Wirksamkeit einer solchen Anlage für die vorgesehene Verwendung in der Praxis überprüft werden. Insbesondere sollte man sich vergewissern, dass Blattflecken, Ablagerungen an Tropfern und die Anhebung des pH-Wertes im Substrat tatsächlich verhindert werden.

Weniger geeignete Enthärtungsverfahren

Grundsätzlich kann die Senkung der Karbonathärte auch mit schwächeren Säuren auf organischer Basis erfolgen, beispielsweise mit Ameisen- oder Zitronensäure. Dies ist aus verschiedenen Gründen ungeeignet:

  • Mit dem Zusetzen von organischen Verbindungen wird der Kohlenstoffgehalt der Lösung erhöht.
  • In der Lösung werden die Verbindungen relativ rasch abgebaut, wobei Sauerstoff verbraucht wird. Diese O2-Zehrung kann sich ungünstig auf die Wurzelaktivität auswirken. Im Mittel sollte die Nährlösung einen Sauerstoffgehalt von über 6 mg/l aufweisen.

Tipps für die Wasserenthärtung

  • Enthärtung nicht unter 10° fH.
  • Die Karbonathärte darf nicht unter eine Resthärte von 10° fH (5° dH) fallen. 
  • Der pH-Wert des entkalkten Wassers muss über 5,5 liegen. Ansonsten besteht die Gefahr eines pH-Sturzes. 
  • Wird Giesswasser bis auf 10° fH enthärtet, muss anschliessend nitratbetont nachgedüngt werden, denn die Pufferkapazität des Wassers fängt die versäuernde Wirkung von Ammoniumstickstoff nicht mehr auf.
  • Vorsicht beim Hantieren! Bei der Verwendung von starken Säuren ist eine Schutzausrüstung (Schutzbrille usw.) erforderlich. Gesetzliche Lagervorschriften beachten.

Spezielles Verfahren für blaue Hortensien

Bei Hortensien besteht die Möglichkeit, das für die Blaufärbung notwendige Aluminium in Form von Aluminiumsulfat (9,1 % Al) direkt bei der Enthärtung mit einzubeziehen. Dieses Verfahren ist jedoch nur für Hortensien geeignet. Pro 1° fH müssen rund 60 g Aluminiumsulfat pro Kubikmeter Giesswasser zugesetzt werden. Hier kann bis auf 0 Grad Härte enthärtet werden. Für Wasser mit 20° fH ergibt dies eine Konzentration von 0,12 %.

Zufuhr von Nährstoffen durch Enthärtung

Übersicht der Nährstoffzufuhr bei Anwendung der verschiedenen Wasserenthärtungsmittel.