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Nährstoff (Pflanze)

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Dieser Artikel oder Abschnitt basiert auf dem (Pflanze) Artikel „Nährstoff (Pflanze)“ aus der freien Enzyklopädie Wikipedia in der Version vom 17.7.2011 (Permanentlink) und steht unter einer Creative-Commons-Lizenz (CC-BY-SA 3.0). In der Wikipedia ist eine (Pflanze)&action=history Liste der Autoren verfügbar.


Nährstoffe sind für Pflanzen diejenigen anorganischen und organischen Verbindungen, welchen sie die chemischen Elemente entnehmen können, aus denen ihr Körper aufgebaut ist. Als Nährstoffe werden oft auch diese Elemente selbst bezeichnet.

In der Aquaponik kann die Pflanze die Nährstoffe aus der Luft oder dem Wasser entnehmen. Der Boden scheidet bei wegen der ausschließlichen Verwendung von anorganischen Substraten als Nährstoffquelle aus. Es handelt sich meistens um einfache anorganische Verbindungen wie Wasser (H2O) und Kohlendioxid (CO2) sowie Ionen wie Nitrat (NO3-), Phosphat (PO43-) und Kalium (K+).

Die Verfügbarkeit der Nährstoffe ist unterschiedlich. Sie hängt vom chemischen Verhalten des Nährstoffs und von den Standortbedingungen ab. Da die Nährstoff-Elemente in einem bestimmten Mengenverhältnis benötigt werden, begrenzt meist die Verfügbarkeit eines Elementes das Wachstum der Pflanzen. Führt man dieses Element zu, steigert sich das Wachstum. Diesen Vorgang nennt man Düngung.

Einteilung der Nährstoffe Bearbeiten

Eine Einteilung von Nährstoffen ist je nach Fragestellung auf unterschiedliche Weise möglich. Neben der Einteilung nach nicht-mineralisch, mineralisch oder organisch wird auch eine Gruppierung nach der Verfügbarkeit, Mobilität, Notwendigkeit oder nach der benötigten Menge des Nährstoffes getroffen. Man kann Kernnährelemente von Hauptnährelementen und Mikronährelementen unterscheiden.

Eine wichtige Einteilung der Nährstoffe erfolgt nach ihrer Notwendigkeit:

  • notwendige, essentielle Nährstoffe, zum Beispiel Kalium; lebensnotwendig sind neben den Kernelementen der organischen Substanz (C, O, H, N und P) noch 11 weitere Elemente bei höheren Pflanzen;
  • alternativ erforderliche, substituierbare Nährstoffe. Dabei geht es vor allem um unterschiedliche Bindungsformen eines Kernelements, z.B. Stickstoff als Nitrat, Ammonium oder Aminosäure.
  • nützliche Nährstoffe: Na+ als teilweiser Funktionsersatz für K+;
  • entbehrliche Nährstoffe - etwa 70 Elemente, die natürlich vorkommen; für die Pflanzenernährung entbehrlich ist zum Beispiel Jod, das für Tiere und Menschen lebensnotwendig ist.

Mengenbedarf Bearbeiten

Neben den Kernnährelementen Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor und weiteren Hauptnährelementen wie Kalium, Schwefel, Calcium, Magnesium gibt es eine Anzahl von Mikronährelementen, deren Wirkungsoptimum oft sehr schmal ist, d.h. nur kleine Mengenunterschiede dieser Spurennährstoffe oder Mikronährstoffe bewirken Mangelerscheinungen oder Überdüngung.

Da Wasserstoff und Sauerstoff als Wasser und der Kohlenstoff als Kohlendioxid aus der Luft aufgenommen werden, zählt man sie oft nicht zu den Nährstoffen. Dennoch ist ein Wassermangel für Landpflanzen eben so schädlich wie ein Kohlensäuremangel für submerse Wasserpflanzen und Algen.

Da typische Biomasse eine mittlere Zusammensetzung der Kernelemente von

C106H180O45N16P1

aufweist, müssen diese auch im entsprechenden Mengenverhältnis verfügbar sein.

Der Stickstoffbedarf wird in der Regel aus Nitrat- und Ammoniumgehalten des Wassers gedeckt. Spezialisierte Landpflanzen können eine Symbiose mit Knöllchenbakterien bilden, die im Stande sind, Stickstoffgas (N2) in eine biologisch verwertbare Form zu binden. In aquatischen Biotopen sind die Blaualgen (Cyanobacteria) zur Stickstoffbindung befähigt. Erst ihre N-haltigen Stoffwechselprodukte und Zerfallsprodukte stellen dem Ökosystem dann die aufgestockte N-Versorgung zur Verfügung.

Phosphor wird zwar in der vergleichsweise geringsten Menge benötigt, dennoch ist auch seine Verfügbarkeit wegen seiner Neigung zur Bildung schwerlöslicher Verbindungen meist sehr begrenzt, so dass er oft den Minimumfaktor darstellt. In aquatischen Systemen ist P prinzipiell der begrenzende Faktor, soweit nicht absichtlich, wie in Karpfenteichen mit Phosphat gedüngt wird. Ansonsten ist Phosphor die Ursache der Eutrophierung von Seen und Flüssen.

Verfügbarkeit Bearbeiten

Die Mechanismen der Nährstoffaufnahme sowie die Nutzbarkeit der Nährstoffe für die Pflanzen ist abhängig von biologischen Prozessen und der physikalischen und chemischen Wasserqualität-

Zu beachten sind bei der Ermittlung des Nährstoffbedarfes besonders der pH-Wert des Wassers und die Wirkung der verwendeten Nährstoff-Verbindung; Stickstoff kann zum Beispiel als basisch wirkendes Nitrat-Ion NO3-, als sauer wirkendes Ammonium NH4+ oder als basisch wirkender Kalkstickstoff CaCN2 eingesetzt werden.

Die vorhandene Pufferkapazität des Wassers ist wichtig für die Vermeidung eines zu hohen Salzgehalts in der Nährlösung. Neben der osmotischen Schadwirkung zu konzentrierter Nährsalze treten toxische Reaktionen - besonders von Mikronährstoffen - schon bei geringen Konzentrationen auf. Die relative Toxizität von Boraten liegt zum Beispiel um den Faktor 1000 höher als die von Natriumsulfat, das ggf. rein osmotisch schädigt.

Nährstoffdynamik Bearbeiten

Die Nährstoffdynamik im Substrat stellt ein ständig veränderliches dynamisches Gleichgewicht dar. Wasserlösliche, mobile Nährstoffe können durch die Pflanzenwurzeln leicht aufgenommen werden.

Das "Minimum-Gesetz" von Sprengel Bearbeiten

Jede Pflanze benötigt die Nährstoffelemente in einem bestimmten Mengenverhältnis, wie oben anhand der typischen Zusammensetzung der Biomasse gezeigt wurde. Das Minimumgesetz von Carl Sprengel, 1828 veröffentlicht, 1855 von Justus von Liebig popularisiert, besagt: Dasjenige Element, das im Vergleich mit dem benötigten Mengenverhältnis in der minimalen Menge verfügbar ist, bestimmt über das maximal mögliche Wachstum der Pflanze. Es kann kein Nährelement durch ein anderes ersetzt werden. Daher gleicht der Überschuss eines Elements nicht die Unterversorgung mit einem anderen Nährelement aus.

Große Bedeutung hat das Gesetz vom Minimum beim Dünger. Hier wird versucht, die Nährstoffe möglichst genau im Verhältnis ihres Bedarfs zur Verfügung zu stellen. Deshalb müssen vorher durchgeführte Bodenanalysen zeigen, von welchen Elementen um wie viel aufgestockt werden sollte.

Siehe auch Bearbeiten

Literatur Bearbeiten

  • Arnold Finck: Pflanzenernährung in Stichworten. 5. Auflage. Hirt/Borntraeger, Berlin 1991, ISBN 3-443-03100-5
  • Günther Schilling: Pflanzenernährung und Düngung. 1. Auflage. Teil I Pflanzenernährung; Teil II Düngung. VEB Deutscher Landwirtschaftsverlag, Berlin 1987 (Teil II: ISBN 3-331-00014-0)
  • Dietrich Uhlmann: Hydrobiologie. 1. Auflage. Fischer, Stuttgart 1975, ISBN 3-437-30212-4

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