Mineral Nutrition

Berlin

2007

S. 73-93

11 Abb., 57 Lit. Ang.

Artikel aus einem BuchUnselbständiges Werk

200146955

Pflanzen sind autotrophe Organismen, die mithilfe des Sonnenlichts aus Kohlendioxid, Wasser und den im Boden gelösten Mineralstoffen alle ihre Bestandteile synthetisieren können. Wie Analysen der pflanzlichen Ernährung gezeigt haben, sind bestimmte Mineralelemente essenziell für das pflanzliche Leben. Diese Elemente werden abhängig von ihren relativen Mengen im Pflanzengewebe in Makro- und Mikroelemente eingeteilt. Wird eine Pflanze mit einem dieser Elemente nur unzureichend versorgt, äußert sich das in einer Ernährungsstörung mit charakteristischen Symptomen. Diese Ernährungsstörungen treten auf, weil die Nährstoffe Schlüsselrollen im Pflanzenstoffwechsel haben. Sie sind Bestandteile organischer Verbindungen, an der Energiespeicherung sowie an der Aufrechterhaltung pflanzlieher Strukturen beteiligt, ebenso stellen sie Cofaktoren von Enzymen dar und haben eine Funktion bei Elektronenühertragungsreaktionen. Die Mineralstoftbedarf kann mithilfe von hydroponischen (Hydrokulturen) und aeroponischen Kulturverfahren untersucht werden. Boden und Pflanzengewebe können Informationen über den Ernährungsstatus des Pflanzen-Wurzel-Systems liefern und Korrekturmaßnahmen zur Vermeidung von Nährstoffdefiziten oder auch Toxizitäten nahelegen. Moderne landwirtschaftliche Anbauverfahren für Kulturpflanzen, die auf Hochleistung ausgerichtet sind, entziehen den Böden beträchtliche Nährstoffmengen, insbesondere Stickstoff, Phosphor und Kalium. Zur Vermeidung von Mangelerscheinungen, können die Nährstoffe in Form von Dünger in die Böden zurückgeführt werden. Dünger, die Nährstoffe in anorganische Form enthalten, werden als Kunstdünger bezeichnet; solche, die aus pflanzlichen oder tierischen Resten gewonnen werden, als organische Dünger. In beiden Fällen absorbieren Pflanzen die Nährstoffe vorwiegend als anorganische Ionen. Die meisten Dünger werden über den Boden appliziert, doch können einige auch auf die Blätter gesprüht werden. Der Boden ist in physikalischer, chemischer und biologischer Hinsicht ein komplexes Substrat. Die Größe der Bodenpartikel und die Kationenaustauschkapazität eines Bodens bestimmen, in welchem Maß er als Wasser- und Nährstohreservoir dienen kann. Der Boden-pH-Wert hat ebenfalls einen großen Einfluss auf die Verfügbarkeit der Mineralstoffe. Liegen die Mineralelemente, insbesondere Natrium oder Schwermetalle, in zu hoher Konzentration im Boden vor, so wird das Pflanzenwachstum häufige negativ beeinflusst. Bestimmte Pflanzen können übermäßige Nährstoffkonzentrationen tolerieren, und einige wenige Arten - die man im Fall von Natrium als Halophyten bezeichnet - gedeihen sogar unter diesen extremen Bedingungen. Um Nährstoffe aus dem Boden aufnehmen zu können, entwicklen Pflanzen ausgedehnte Wurzelsysteme. Wurzeln haben eine relativ einfache Struktur, mit radialer Symmetrie und wenigen differenzierten Zelltypen. Sie erschöpfen fortwährend den Nährstoffgehalt der unmittelbaren Bodenumgebung und dringen mit ihrer einfachen Struktur schnell in unverbrauchte Bodenbereiche vor. Pflanzenwurzeln bilden häufig Verbindungen mit Mycorrhizapilzen. Deren feine Hyphen vergrößern die Reichweite der Wurzeln in den sie umgebenen Boden und erleichtern die Beschaffung von Mineralelementen, insbesondere von verhältnismäßig wenig mobilen wie Phosphor. Die Pflanzen wiederum versorgen die Mycorrhizapilze mit Kohlenhydraten. Bei hohem Nährstoffangebot wird die Mycorrhizabildung im allgemeinen von den Pflanzen unterdrückt.