Nährfilmtechnik (NFT): Wie das Rinnensystem funktioniert

So funktioniert ein NFT-System

Ein NFT-System (Nutrient Film Technique) besteht aus leicht geneigten Rinnen oder Kanälen, in denen die Pflanzen mit ihren Wurzeln liegen, einem Reservoir für die Nährlösung und einer Pumpe, die ständig Lösung an das obere Ende der Rinnen fördert. Von dort fließt sie als dünner Film über die Wurzeln nach unten und am Ende der Rinne zurück ins Reservoir. Anders als bei DWC hängen die Wurzeln hier nicht dauerhaft in einer größeren Wassermenge, sondern liegen in der Rinne, wobei nur der untere Teil ständig vom Film benetzt wird und der obere Teil an der Luft liegt.

Entwickelt wurde das Verfahren am Glasshouse Crops Research Institute im englischen Littlehampton gegen Ende der 1960er-Jahre; die erste wissenschaftliche Beschreibung veröffentlichten Cooper und Charlesworth 1977 am Beispiel von Fleischtomaten. Das Grundprinzip macht sich zunutze, dass Wurzeln Nährstoffe und Sauerstoff am effizientesten aufnehmen, wenn beides gleichzeitig zur Verfügung steht – ein dünner, gut durchmischter Film erreicht das eher als ein tiefes, stehendes Wasserbad. Wie sich NFT gegenüber anderen Wasserkultursystemen wie DWC einordnet, beschreibt eine Übersichtsarbeit zu erdelosen Kulturverfahren: NFT wird dort neben Aeroponik und schwimmender Hydroponik vor allem für die Produktion von Blattgemüse eingesetzt.

Gefälle und Durchfluss richtig einstellen

Ohne ausreichendes Gefälle bleibt der Film stehen oder bildet Pfützen, in denen der Sauerstoffgehalt schneller sinkt. Als Richtwert für horizontale NFT-Rinnen gilt ein Mindestgefälle von etwa 2 %. Ein Versuch mit Tomaten zeigte darüber hinaus, dass eine Erhöhung des Gefälles von 2 % auf 4 % den Sauerstoffverlust im Film entlang der Rinne weiter verringerte – das Wasser bewegt sich dann schneller und nimmt unterwegs mehr Sauerstoff aus der Luft auf.

Die Pumpe muss so ausgelegt sein, dass sie den Film über die gesamte Rinnenlänge konstant hält, auch am unteren Ende. Weil das System auf ständige Förderung angewiesen ist und kein großes Wasserpolster im Kanal selbst vorhält, wirkt sich ein Förderausfall hier deutlich schneller aus als bei DWC oder RDWC: Die Wurzeln liegen in den dünnen Rinnen bereits nach kurzer Zeit trocken. Eine funktionierende Ausfallwarnung oder eine Reservepumpe ist deshalb bei NFT besonders wichtig.

Sauerstoff und Temperatur im dünnen Film

Der dünne Film hat den Vorteil, dass er sich beim Fließen leicht mit Sauerstoff aus der Luft anreichert, gleichzeitig aber den Nachteil, dass er nur ein kleines Lösungsvolumen enthält. Das macht die Temperatur im Kanal empfindlich gegenüber Umgebungswärme, etwa durch Lampen oder einen warmen Growraum. Sinkt der gelöste Sauerstoff unter etwa 5 mg/l, treten bei Tomate Stresssymptome und gehemmtes Wachstum auf; wie eng Sauerstoffgehalt und Temperatur zusammenhängen, erklärt der Artikel Sauerstoff in Nährlösungen.

Weil die gesamte Lösung durch dasselbe Reservoir und dieselben Rinnen zirkuliert, verteilen sich auch Wurzelerreger wie Pythium in einem solchen System schnell auf alle angeschlossenen Pflanzen. Eine kühle Lösung, ausreichend Durchfluss und ein sauberes Reservoir sind deshalb keine optionalen Feinheiten, sondern Grundvoraussetzungen für ein funktionierendes NFT-System.

Wo die Grenzen von NFT liegen

NFT wurde ursprünglich für schnell wachsende, flachwurzelnde Kulturen mit kurzer Standzeit entwickelt – typische Kulturdauern in der Forschung liegen bei etwa 30 bis 50 Tagen, etwa für Salat oder Kräuter. Bei langlebigeren Kulturen mit ausgedehntem Wurzelsystem stößt das Prinzip an Grenzen: Die Wurzeln füllen die schmale Rinne mit der Zeit zunehmend aus, was den Fluss der Nährlösung behindert und Nährstoff- sowie Sauerstoffversorgung einschränken kann.

Für Cannabis mit einer Vegetations- und Blütezeit von mehreren Monaten und einem entsprechend umfangreichen Wurzelsystem fehlen direkte Studien in NFT. Die allgemeinen Erkenntnisse zu langlebigen Kulturen legen aber nahe, vorsichtig zu sein: Wer NFT dennoch nutzen möchte, sollte großzügig dimensionierte Rinnen wählen und die Wurzelentwicklung regelmäßig kontrollieren, statt sich auf die für Blattgemüse ausgelegten Standardmaße zu verlassen.

Typische Fehler beim Betrieb

• Zu geringes Gefälle. Unter etwa 2 % staut sich die Lösung leichter, der Sauerstoffgehalt im Film sinkt schneller und Wurzeln können in stehenden Bereichen faulen.

• Keine Ausfallsicherung für die Pumpe. Weil die Rinnen kaum Wasser puffern, wirkt sich ein Stromausfall oder eine defekte Pumpe bei NFT schneller aus als bei wasserreicheren Systemen.

• Zu lange, zu schwach durchflossene Rinnen. Am Ende einer langen Rinne kann der Film bereits deutlich wärmer und sauerstoffärmer sein als am Anfang; kürzere Segmente oder ein stärkerer Durchfluss gleichen das aus.

• Langlebige Kulturen in schmale Standardrinnen setzen. Wurzeln füllen die Rinne mit der Zeit aus und blockieren den Film. Regelmäßige Kontrolle und ausreichend Platz beugen vor.

• Reservoir und Rinnen selten reinigen. Biofilm und Algen setzen sich an den Kanalwänden fest und können Sauerstoffverbrauch und Erregerdruck im System erhöhen.

• NFT mit Ebbe und Flut verwechseln. Bei NFT fließt die Lösung ständig in dünner Schicht, bei Ebbe und Flut wird das Medium periodisch komplett geflutet und läuft wieder vollständig ab – beide Prinzipien lösen die Sauerstoffversorgung unterschiedlich.

Weitere Artikel zu Hydroponik-Systemen und zur Sauerstoffversorgung der Wurzeln findest du in der Kategorie Hydroponik.