Was bewirken Wetting Agents?

Benetzungsmittel optimieren Wasser-Effizienz

In der Rasenpflege haben sich insbesondere im Golfbereich seit vielen Jahren Produkte zur Verbesserung der Wiederbenetzbarkeit von ausgetrockneten Böden bewährt. Hierbei handelt es sich um Tenside („Surfactans“) bzw. um Netzmittel („Wetting Agents“), die in einer produktspezifischen Konzentration auf die Rasenoberfläche ausgebracht werden, bevor anschließend der Beregnungsvorgang durchgeführt wird. Die Wirkungsmechanismen dieser Produkte sind vielfältig, sodass bei der Auswahl des geeigneten Präparates auf die entsprechenden Eigenschaften geachtet werden sollte. Wichtig ist es, dass ein bestimmter Wirkungsgrad erreicht wird und die Pflanzenverträglichkeit gewährleistet ist.

Die Verwendung von Wetting Agents verringert die Oberflächenspannung des Beregnungswassers, so dass eine Wiederbefeuchtung der hydrophoben Bereiche leichter erfolgen kann.

Die in den Produkten enthaltenen Wirkstoffe lassen sich in drei Gruppen von anionischen, kationischen und nichtionischen Tensiden unterteilen (HENLE et al., 2007).

Zur Optimierung der Beregnungseffizienz nutzen in den USA über 90 % der Golfanlagen den Einsatz von Wetting Agents (XIONG und ANDERSON, 2020), sodass hier eine Reihe von Forschungsergebnissen ermittelt worden sind.

Schematische Darstellung der Wirkung von Wetting Agents auf die Oberflächenspannung von Wassertropfen. (Grafik MÜLLER-BECK, 2020)

Wetting Agent: Wirkung auf die Oberflächenspannung des Wassers

Wie beschrieben, kann die Verwendung von Wetting Agents die Oberflächenspannung des Wassers verringern, sodass damit ein Eindringen in hydrophobe Bodenschichten ermöglicht wird.
Die Ergebnisse aus den jüngsten amerikanischen Untersuchungen zeigen, dass alle getesteten Benetzungsmittel, unabhängig von der Konzentration, die Oberflächenspannung des Wassers erheblich reduzieren konnten, was auf eine verbesserte Infiltration in eine hydrophobe Bodenoberfläche hinweist (XIONG und ANDERSON, 2020).

Abb.2 a), b), c): Eingefärbte Wassertropfen auf hydrophober Filzmatte, ohne (a) und mit Besprühung eines Wetting Agents (b +c). Fotos: K.G. Müller-Beck

Wetting Agent: Wirkung auf die Wasserinfiltration

Die Wirkung einer Rasenberegnung kann erst dann einsetzen, wenn die Wurzeln das Wasser aufnehmen. Wetting Agents sorgen dafür, dass der sogenannte „Run Off“ des Wassers bei hydrophoben Oberflächen aus bleibt und eine Versickerung in den Wurzelhorizont möglich wird.

Im Labor wurden in der amerikanischen Untersuchung sechs Wetting Agents im Hinblick auf die Förderung Wasserinfiltration in hydrophoben Sanden getestet (XIONG und ANDERSON, 2020).

Abb. 3: Wasser-Infiltrationsrate von sechs ausgewählten Wetting Agents in einem hydrophoben Sand. Die reine Wasser-Behandlung drang nicht in den hydrophoben Sand ein, daher wurde keine Infiltration erzeugt. (Quelle: XIONG und ANDERSON, 2020)

Sande, die der USGA-Spezifikation für Grünsaufbauten entsprechen, wurden im Labor behandelt, um eine konstante zu erzeugen. Dieser Grad an Hydrophobie wird als stark wasserabweisend eingestuft. Der Sand wurde dann gleichmäßig in ein Infiltrationssystem aus PVC-Rohren eingefüllt. Die Infiltrationsrate der ausgewählten Wetting Agents wurde mit den empfohlenen Aufwandmengen ermittelt.

Wetting Agent: Wirkung auf die Wasserrückhaltung

Die Wasserrückhaltung eines Bodensubstrates wird in hohem Maße von den physikalischen und chemischen Eigenschaften des Bodens, wie Textur, Porosität und Gehalt an organischer Substanz, beeinflusst. Wenn ein Wetting Agent-Gemisch auf einen hydrophoben Boden aufgebracht wird, so wird der Einfluss auf die Wasserretention des Bodens durch die Funktion der chemischen Eigenschaften des Produktes definiert.

Für das Experiment der Autoren XIONG und ANDERSON (2020) wurden Sande mit offensichtlichen LDS-Symptomen genutzt. Der Grad der Hydrophobie des Sandes wurde als sehr schwerwiegend eingestuft. Der Gehalt an organischer Substanz des benutzten Sandes wurde mit 1,73 Gew.-% gemessen.

Die Ergebnisse aus dieser amerikanischen Studie zeigten, dass die Verwendung der 15 evaluierten Wetting Agents ein breites Spektrum an pflanzenverfügbarem Wasser im Wurzelhorizont hinterließen. So wurden Werte zwischen 13,3 % und 5,5 % ermittelt (XIONG und ANDERSON, 2020). In der Null-Variante konnte Leitungswasser allein aufgrund der Hydrophobie keine Wasserspeicherung im Sandprofil erzeugen.

Gerade bei der Beurteilung der Nutzung des Beregnungswassers spielt die Wasserrückhaltung eine wichtige Rolle bei der Verwendung von Wetting Agents.

Abb. 4 a), b): Doppelring-Infiltrometer zur Messung der Wasserinfiltration auf dem Rasenplatz (a) und Wirkung von Wetting Agent bei der Versickerung auf dem Rasen (b). Fotos: K.G. Müller-Beck

Schlussfolgerung

Diese aktuellen Forschungsergebnisse zu Wetting Agents zeigen sehr deutlich, dass aufgrund der chemischen Eigenschaften sehr unterschiedliche Auswirkungen beim Einsatz der verschiedenen Produkte zu erwarten sind. Mit Blick auf die spezifischen Ziele, sollten Anwender die geeigneten Wetting Agents aus dem Angebot der Marktprodukte auswählen.
Praktische Test-Methoden, wie der „Water Droplet Penetration Test (WDPT) zur Beurteilung der Stärke der Hydrophobie oder die Messung der Wasserinfiltration nach Anwendung von Wetting Agents mit der Doppelring-Infiltrations-Methode, liefern nützliche Bewertungskriterien.

Quellennachweis

HENLE, W., C. HORN, J. MORHARD, H. SCHULZ, U. THUMM und W. CLAUPEIN, 2007: Hydrophobe Böden, Local Dry Spots (LDS) und die Bekämpfung mit Wetting Agents. Z. Rasen-Turf-Gazon, 4-2007.
MÜLLER-BECK, K.G., 2020: Wirkungseigenschaften von „Wetting Agents“ sind unterschiedlich. Deutsche Rasengesellschaft, Rasen-Thema 07-2020. https://www.rasengesellschaft.de/rasenthema-detailansicht/juli-2020-kopie.html
XIONG,X. and S.H. ANDERSON, 2020: Wetting agents: Differences and implications for best use. GCM 5-2020, http://www.gcmonline.com/research/news/wetting-agent-differences

Autor

© Dr. Klaus Müller-Beck, Ehrenmitglied DRG