Substratbestandteile

Substratbestandteile bezeichnet die in einem Substrat enthaltenen Bausteine oder Komponenten. Der Begriff wird in verschiedenen Fachrichtungen verwendet, darunter Bodenkunde, Materialwissenschaft, Biotechnologie und Chemie. Ein Substrat kann als Trägermaterial, Wachstumsunterlage oder Reaktionssubstrat dienen; die Substratbestandteile bestimmen wesentliche Eigenschaften wie Zusammensetzung, Struktur und Verhalten unter Umweltbedingungen.

Zu den Substratbestandteilen gehören:

- Inorganische Bestandteile: Mineralpartikel und Tonminerale, wie SiO2, Al2O3, Fe2O3, Salze und andere Minerale, die das Mineralgefüge und die pH-Pufferung beeinflussen.

- Organische Bestandteile: Humus, organische Polymere oder Rückstände von Zellen und Mikroorganismen, die Nährstoffe speichern und die Nährstoffbindung beeinflussen.

- Wasser- und Gasphase: Porenfeuchte, gebundenes Wasser und gelöste Gase, sowie Luftanteil im Porensystem, die Löslichkeit, Diffusion und Reaktivität steuern.

- Zusatzstoffe und Verunreinigungen: Bindemittel, Spurenelemente oder Fremdstoffe, die chemische Reaktionen oder biologische Prozesse modulieren.

- Strukturkomponenten: Textur, Porenraum und Oberflächenenergie, die Adsorption, Wasserhaushalt und mechanische Stabilität beeinflussen.

Wichtige Aspekte sind die Einflussnahme auf physikalische Eigenschaften wie Porenvolumen, Oberflächenfläche und Festigkeit sowie chemische Eigenschaften wie Nährstoffverfügbarkeit, pH-Stabilisierung und Reaktivität. Die Substratbestandteile bestimmen außerdem Wechselwirkungen mit Organismen, etwa Wachstumsbedingungen in der Landwirtschaft, Zellkulturen oder katalytischen Systemen.

Analytik und Anwendungen umfassen die Bestimmung von Mineral- und Organischgehalt, pH-Wert, Feuchteanteil sowie die Untersuchung von Oberflächen und Porenstruktur. Anwendungen reichen von Böden über Kultursubstrate bis hin zu Geweben, Katalysatoren und Baustoffen.