Sind organische Säuren die Zukunft der Cannabis-Biostimulanzien?

Die globale Cannabisindustrie wird voraussichtlich im Jahr 2025 einen weltweiten Umsatz von über 68 Milliarden US-Dollar^[1] erreichen, der bis 2029 auf 75 Milliarden US-Dollar angewachsen sein dürfte. Dank ständiger Innovationen in diesem aufstrebenden Sektor hat die Branche vielfältige Produkte hervorgebracht. So gewinnen Biostimulanzien unter anderem bei Growern, die einen nachhaltigen Bio-Ansatz zur Wachstumsförderung bevorzugen, zunehmend an Bedeutung.

Der European Biostimulant Industry Council (EBIC) schätzt^[2] den Marktwert für Cannabis im Jahr 2022 auf bis zu 2 Milliarden US-Dollar und die jährliche Wachstumsrate auf 10–12 %. Biostimulanzien für Cannabis sind zwar ein neuer Trend, doch setzt die konventionelle Landwirtschaft diese Technologien bereits erfolgreich ein. Zahlreiche wissenschaftliche Forschungsarbeiten dokumentieren ihre Wirksamkeit.

Im Folgenden führen wir dich durch die neue und spannende Welt der Cannabis-Biostimulanzien, wobei wir besonderes Augenmerk auf organischen Säuren legen werden. Nachdem du den Text gelesen hast, wird sich die Art, wie du Cannabis anbaust, vielleicht für immer verändern!

Was sind Cannabis-Biostimulanzien?

Der Begriff „Biostimulans“ deutet auf Art und Funktion der so benannten Produkte hin: „Bio“ steht für „Leben“ und „Stimulans“ für beschleunigtes Wachstum.

Die Vorschriften der Europäischen Union definieren^[2] Pflanzen-Biostimulanzien als „Produkte, die die Nährstoffprozesse der Pflanzen unabhängig vom Nährstoffgehalt des Produkts anregen, mit dem alleinigen Ziel, eine der folgenden Eigenschaften zu verbessern“. Zu diesen Merkmalen gehören:

• Nährstoffnutzungseffizienz
• Toleranz gegenüber abiotischem Stress
• Qualitätsmerkmale
• Verfügbarkeit gebundener Nährstoffe im Boden oder in der Rhizosphäre

Eine weitere Definition^[3], die Oleg Yakhin im Jahr 2017 in seinem Artikel in Frontiers formulierte, beschreibt Pflanzenbiostimulanzien als „ein formuliertes Produkt biologischen Ursprungs, das die Pflanzenproduktivität aufgrund der neuartigen oder emergenten Eigenschaften des Komplexes seiner Bestandteile verbessert und nicht allein aufgrund des Vorhandenseins bekannter essentieller Pflanzennährstoffe, Pflanzenwachstumsregulatoren oder Pflanzenschutzmittel“.

Wie du siehst, fördern Biostimulanzien das Pflanzenwachstum nicht auf die gleiche Weise wie Düngemittel, denn diese liefern eine Reihe von Makronährstoffen und Mikronährstoffen, die Pflanzen für ihre physiologischen Prozesse benötigen. Stattdessen werden bei Biostimulanzien lebende Organismen oder deren Produkte eingesetzt, um Pflanzen zu helfen, die im Boden vorhandenen Nährstoffe zu nutzen und Umweltbelastungen besser tolerieren zu können.

Mikrobielle Biostimulanzien

Mikrobielle Biostimulanzien bestehen aus ganzen Organismen oder deren Sporen. Je nach Wirkmechanismus und Wechselwirkung mit Pflanzen werden sie manchmal auch als „Biodünger“ bezeichnet. Angesichts der großen Menge potenziell nützlicher Mikroben in der Natur befindet sich die Forschung in diesem Bereich noch in den Kinderschuhen. Bestimmte Pilze und Bakterien haben jedoch vielversprechende Ergebnisse gezeigt.

Die Beimpfung von Cannabiswurzeln mit Mykorrhizapilzen kann die Nährstoffaufnahme und das Stressmanagement verbessern. Diese Organismen verschmelzen mit den Cannabiswurzeln und wirken im Austausch gegen Exsudate wie Zucker und Aminosäuren als Erweiterung des Wurzelsystems.

Eine 2022 veröffentlichte Studie^[4] zeigt, dass die Anwendung von Mykorrhizapilzen das Potenzial hat, das Wachstum sowie den Cannabinoid-Gehalt von Cannabispflanzen zu steigern.

Trichoderma, eine weitere Pilzgruppe, gewinnen als Cannabis-Biostimulanzien ebenso an Bedeutung. Ein 2021 veröffentlichter Forschungsartikel^[5] legt nahe, dass Trichoderma die Beimpfung der Wurzeln mit Mykorrhizapilzen fördert. Die Kombination beider Biostimulanzien bewirkte in Hanfpflanzen eine Steigerung der Blütenanzahl, des Ertrags und des CBD-Gehalts.

Auch Algen gehören zu den vielversprechenden Pflanzenbiostimulanzien. Dr. James White, ein renommierter Endophytenforscher, fand heraus, dass einige Algenarten im Boden quasi als „Taxiservice“ fungieren, indem sie stickstoffhaltige Bakterienzellen aufnehmen und zur Weiterverarbeitung in die Pflanzenwurzeln transportieren.

In einer Studie^[6] aus dem Jahr 2022 untersuchte man das Wachstum und die Schwermetallaufnahme von Spirulina-Algen im Rahmen der Bioremediation. Die Autoren der Studie stellten fest, dass Spirulina das Wachstum von Hanfpflanzen förderte.

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Humin- und Fulvosäuren

Humin- und Fulvosäuren sind nicht lebende Biostimulanzien. Bei diesen organischen Säuren handelt es sich um kohlenstoffbasierte Verbindungen, die durch die Zersetzung von Pflanzen und Tieren im Boden entstehen. Sobald organisches Material im Boden dieses Stadium der Zersetzung erreicht, bleibt es weitgehend resistent gegen einen weiteren Abbau durch Mikroben.

Huminstoffe bieten insgesamt mehrere Nutzen für die Pflanzen- und Bodengesundheit:

• Mehr Mikroben im Boden: Huminstoffe erhöhen die Anzahl der Mikroorganismen im Boden, was sich positiv auf den Nährstoffkreislauf und den Abbau organischer Stoffe auswirkt.
• Verbesserte Kationenaustauschkapazität: Dieser Begriff bezeichnet die Menge an Nährstoffen, die der Boden speichern kann, wodurch der Zugang und die Aufnahme von Nährstoffen für Pflanzen verbessert werden.
• pH-Pufferung: Dies bezieht sich auf die Fähigkeit des Bodens, pH-Schwankungen zu widerstehen und so den von den meisten Pflanzen gewünschten optimalen pH-Wert beizubehalten.
• Verbesserte Bodenstruktur: Eine bessere Bodentextur verbessert die Belüftung und Drainage – zwei Faktoren, die die Gesundheit und Entwicklung von Pflanzen maßgeblich beeinflussen.

Unter den Huminstoffen fördern Huminsäuren nachweislich die Photosynthese – den Grundstein für Pflanzenwachstum und -produktivität. So erhöht beispielsweise die Blattapplikation von Huminsäuren auf Rasenflächen die Produktion photosynthetischer Pigmente und Carotinoide signifikant^[7].

Ebenso scheinen Huminsäuren auch die Hormonwege von Pflanzen zu beeinflussen. Studien^[2] an ausgewählten Pflanzen zeigen, dass sie die Expression von rund 1000 Genen beeinflussen sowie eine Vielzahl von Stoffwechselwegen im Zusammenhang mit Photosynthese, Zellstoffwechsel und Pflanzenhormonen beeinflussen.

Auch Fulvosäuren sind als organische Säure-Biostimulanzien für Weed-Pflanzen vielversprechend. Die verfügbare Literatur dokumentiert hauptsächlich Studien, in denen diese Substanzen zusammen mit anderen Biostimulanzien (darunter Huminsäuren und Algenextrakte) verabreicht wurden. In einige Studien wurden sie allerdings auch isoliert untersucht.

Ein Studienbericht^[8] aus dem Jahr 2021 belegt beispielsweise, dass Fulvosäuren die Keimzeit verkürzen, krankheitsbedingte Schäden an Sprossen reduzieren sowie Ernteertrag und -qualität bei Sommergetreide und Zuckerrüben steigern.

Aminosäuren und Peptide

Proteinhydrolysate (PHs), die durch Hydrolyse von Abfallbiomasse hergestellt werden, sind ebenfalls eine nachhaltige Quelle für Biostimulanzien. Diese Substanzen zerfallen in Aminosäuren (die Bausteine von Proteinen) und Peptide (kurze Aminosäureketten). Diese Abbauprodukte modulieren das Pflanzenwachstum und die Vitalität über verschiedene Mechanismen, unter anderem durch eine ähnliche Wirkung wie sie Pflanzenhormone ausüben.

Die Blattapplikation von PHs führt zur Vermehrung^[9] von Bakterien, die auf Pflanzenoberflächen leben. Sie erhöhen außerdem die Dichte und Länge der Seitenwurzeln und regen die enzymatische Aktivität an.

Die Rolle organischer Säuren für den Cannabisanbau

Verschiedene Arten von Biostimulanzien, darunter auch organische Säuren, werden voraussichtlich zukünftig eine Rolle in der nachhaltigen Cannabisproduktion spielen.

Obwohl es in der wissenschaftlichen Literatur zahlreiche Hinweise auf die generellen Nutzen von Biostimulanzien auf Basis organischer Säuren in der Landwirtschaft gibt, wurden ihre Auswirkungen speziell auf Cannabis bisher nur in wenigen Studien untersucht. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass sie dort auf ähnliche Weise die Nährstoffaufnahme und wichtige Wachstumsparameter der Pflanzen verbessern.

Doch wie genau fördern organische Säuren das Cannabiswachstum? Studien aus dem Jahr 2024 zeigen, dass die Anwendung von Huminsäuren, sowohl isoliert als auch in Kombination mit Bio-Düngern, die Pflanzenhöhe^[10], den Chlorophyllgehalt, die photosynthetische Effizienz und die oberirdische Biomasse von Cannabispflanzen erhöht. Das für diese Ergebnisse verantwortliche Forschungsteam geht davon aus, dass Huminsäuren die Aktivität mikrobieller Biodünger stimulieren und so eine Synergie zwischen den beiden organischen Inputs schaffen.

Aktuelle Trends und Innovationen bei Cannabis-Biostimulanzien

Neben den in der Landwirtschaft bereits weit verbreiteten Biostimulanzien, die auch im Cannabisanbau zunehmend an Bedeutung gewinnen, haben sich auch einige weniger bekannte Innovationen entwickelt, die Growern noch mehr Möglichkeiten zur Förderung des Pflanzenwachstums bieten.

Neue Biostimulanzien-Technologien

Die Idee, Nanopartikel und Nanomaterialien als Pflanzen-Biostimulanzien zu nutzen, gewinnt in einigen wissenschaftlichen Kreisen an Bedeutung. In geringen Mengen angewendet, fördern diese Substanzen das Pflanzenwachstum, verändern den Nährstoffgehalt der Pflanzen und helfen ihnen, mit Stress umzugehen.

Nanotechnologie könnte allerdings nicht nur die Bioverfügbarkeit von Nährstoffen im Boden verbessern, sondern auch dazu beitragen, Nährstoffe und weitere Stoffe zeitgesteuert und kontrolliert in den Boden freizusetzen.

Diese spannenden Technologien sind allerdings für die patentierte Produktion und teure, zentralisierte Anwendungen bestimmt. Viele Cannabisanbauer bevorzugen hingegen einen eher basisorientierten Grow-Ansatz, was Trends wie fermentierten Pflanzenextrakten (FPEs) zum Durchbruch verhilft.

Bei FPEs handelt es sich einfach um flüssige Lösungen, die durch die Fermentation von Pflanzen entstehen, bei der nützliche Mikroben (am häufigsten Milchsäurebakterien) einwirken. Sie lassen sich leicht zu Hause selbst herstellen und verbessern^[12] die Funktionalität des Bodenökosystems, fördern mikrobielle Interaktionen, steigern die Nährstoffverfügbarkeit und stärken die Stresstoleranz der Pflanzen.

Einsatz im Cannabisanbau

Biostimulanzien gewinnen im Cannabisanbau zunehmend an Bedeutung, denn lizenzierte Anbauer integrieren diese Produkte in ihre Verfahren, um Ertrag und Qualität zu steigern.

Doch auch immer mehr Hobbygärtner entscheiden sich für den Kauf von Biostimulanzien führender Unternehmen, während andere ihre eigenen Produkte herstellen.

Dank zunehmender wissenschaftlicher Forschung sorgt die Verwendung von mikrobiellen und nicht lebenden Pflanzen-Biostimulanzien für eine spürbare Begeisterung in der Cannabis-Welt, weil sie eine neue und vor allem natürlichere Anbaumethode erschließt.

Die Zukunft der Cannabis-Biostimulanzien: Was ist zu erwarten?

Da Cannabis-Biostimulanzien stetig weiter an Bedeutung gewinnen, ist mit einem explosiven Marktwachstum, darauf reagierenden und unterstützenden regulatorischen Änderungen sowie einem Anstieg der Forschung und Entwicklungsbemühungen zu rechnen.

Regulatorische Änderungen und Marktwachstum

Mit dem kontinuierlichen Wachstum der Cannabisbranche entwickeln sich die regulatorischen Rahmenbedingungen weiter, mit denen Produktsicherheit und ökologische Nachhaltigkeit gewährleistet werden sollen. Den Einsatz synthetischer Stoffe zu reduzieren, rückt zunehmend in den Fokus, was zu einer verstärkten Nutzung organischer Biostimulanzien führen könnte.

Marktanalysen prognostizieren ein starkes Wachstum im Sektor der Biostimulanzien, der durch die Nachfrage nach nachhaltigen landwirtschaftlichen Praktiken und hochwertigen Cannabisprodukten angetrieben wird.

Forschung und Entwicklung im Bereich der Biostimulanzien

Kontinuierliche Forschung ist entscheidend, um das volle Potenzial der Biostimulanzien im Cannabisanbau ausschöpfen zu können. Jüngste Studien konzentrieren sich auf das Verständnis der spezifischen Mechanismen, durch die organische Säuren und andere Biostimulanzien das Pflanzenwachstum fördern.

So lieferte beispielsweise die Erforschung der Rolle von organischen Säuren, die von Bodenbakterien produziert werden, Erkenntnisse über deren Fähigkeit, Phosphat zu solubilisieren und so die Nährstoffverfügbarkeit für Pflanzen zu verbessern.

Zukünftig sind neben technologisch ausgefeilten Produkten auch KI-integrierte quantitative Tools zu erwarten, mit denen Grower die mikrobielle Zusammensetzung ihres Bodens bestimmen können.

Praktischer Leitfaden: Anwendung von Biostimulanzien im Cannabisanbau

Welches sind die besten Biostimulanzien für Cannabis? Und wie solltest du sie im eigenen Garten einsetzen? Die Antworten auf diese Fragen sind nicht in Stein gemeißelt, sondern variieren je nach deinen individuellen Umständen.

Die Auswahl des richtigen Biostimulans

Die Wahl des besten Biostimulans hängt ganz von deinen spezifischen Zielen ab. Um die Gesundheit der Sämlinge zu fördern und die Nährstoffaufnahme während der Wachstumsphase zu verbessern, solltest du Trichoderma- und Mykorrhizapilze anwenden.

In der Wachstumsphase fördern organische Säuren eine gesunde Wurzelentwicklung und verbessern die Bodenstruktur.

Um die Stresstoleranz und Widerstandsfähigkeit deiner Pflanzen zu verbessern, hast du die Möglichkeit, während des gesamten Lebenszyklus Aminosäuren und Peptide einzusetzen. Diese Biostimulanzien sind in Dürreperioden, bei pH-Ungleichgewicht und übermäßiger Hitze besonders nützlich.

Anwendungsmethoden

Die Anwendung von Biostimulanzien im Cannabisanbau lässt sich in zwei Hauptkategorien unterteilen: Blattdüngung und Bodenbewässerung.

Substanzen wie Algenextrakte und Mykorrhizapilze wirken am besten, wenn sie direkt auf den Boden aufgetragen werden, wo sie den Nährstoffkreislauf und die Nährstoffaufnahme fördern.

Organische Säuren und Aminosäuren hingegen eignen sich hervorragend für die Blattdüngung, da sie von dort aus schnell in das Pflanzengewebe eindringen.

Cannabis-Biostimulanzien: Der Weg in eine biologisch nachhaltige Zukunft

Cannabis-Biostimulanzien werden sich zu einem wichtigen Bestandteil der Cannabisbranche entwickeln. Im kommerziellen Anbau ebenso wie im privaten Bereich werden sie die Pflanzenvitalität und -produktivität steigern, während sie gleichzeitig die Abhängigkeit von im Labor hergestellten Düngemitteln reduzieren werden.

Diese Rezepturen gehen Hand in Hand mit Bio-Düngemitteln, wobei die Biostimulanzien die Aufnahme und Wirksamkeit der Düngemittel verbessern. Während einige Biostimulanzien im Labor hergestellt werden, lassen sich andere einfach zu Hause selbst zubereiten. Aus diesem Grund sind sie ein weiterer Faktor, der es Growern ermöglicht, unabhängiger zu werden und nachhaltiger anzubauen.

Organische Säuren werden diesen neuen Ansatz voraussichtlich noch weiter vorantreiben. Als rein natürliche Produkte bieten sie großes Potenzial, die Bodengesundheit und Pflanzenproduktivität durch einfache Blatt- und Bodendüngung zu verbessern.