Pflanzen brauchen Mineralsalze

Entdeckungsgeschichte:
Bis ins 17 Jahrhundert glaubte man, nach Aristoteles Humustheorie, dass eine Pflanze alle zum Leben notwendige Stoffe bereits in fertiger Form im Boden vorfindet. Johann Bapista van Helmont pflanzte im Jahre 1635 einen Weidenzweig mit einem Gewicht von 2,5 kg in einem Topf mit 100 kg Erde. In der folgenden Zeit wurde die Pflanze nur mit Regenwasser versorgt. Nach fünf Jahren stellte er fest, dass das Gewicht der Pflanze jetzt 84,5 kg betrug, aber das Gewicht der Erde nur um 60 g abnahm und widerlegte so die Humustheorie (nach Aristoteles hatte die Abnahme auch 84,5 kg betragen müssen). Van Helmont nahm darauf an, dass die Pflanze ihren Stoffbedarf durch die Aufnahme und Umwandlung von Wasser erhalten habe. Erst in der Mitte des 19. Jahrhunderts gelang es in Sandkulturversuchen zu beweisen, dass Pflanzen Mineralsalze zum Wachstum benötigen. So erklärte sich auch das Ergebnis des van Helmontschen Experiments: bei den von der Weidenpflanze aufgenommen Stoffe handelte es sich um Mineralsalze. Diese sind normalerweise im Bodenwasser gelöst und werden von der Pflanze in Form von Ionen aufgenommen (etwa als Nitrat-, Phosphat-, Chlorid-, Kalium-, oder Magnesium-Ionen. In einer Pflanze lassen sich alle im Boden vorkommende Mineralsalzionen nachweisen, deren Nutzen man durch Mineralsalz-Mangelversuche feststellen kann. Dazu werden die Pflanzen in Hydrokulturen (Mineralsalzlösungen) herangezogen. Ob sie sich gut entwickeln hängt davon ab wie gut die Mengen bestimmter Mineralsalze aufeinander abgestimmt sind. Man spricht von ausbalancierten Lösungen. Symptome einer Mangelerscheinung sind:

• Zwergwuchs der ganzen Pflanze
• Verfestigungs- oder Verwelckungserscheinungen
• Chlorophyll-Mangelerscheinungen
• Absterben von Teilungsgeweben
• Verkürzung oder Verlängerung der Entwicklungsphase

Die Bedeutung eines Mineralsalzes zeigt sich dann, wenn bei Vorenthaltung Mangelerscheinungen auftreten. Als Lebenswichtig für Pflanzen haben sich folgende zehn Stoffe erwiesen, die auch als Makroelemente bezeichnet werden: C, O, H, N, S, K, Ca, Mg, Fe. In nur winzigen Spuren tauchen folgende Spurenelemente auch, Mikroelemente auf: Bor, Mn Cu, Zn, Mo, Cl, Na, Al. Für alle lebensnotwendigen Elemente gilt das Gesetz des Minimums. Der im Minimum vorliegende Stoff ist jeweils der begrenzend Faktor im Stoffwechsel der Pflanze. Bei zu geringer oder zu hoher Konzentration kommt es zu Mangel- oder Überschussreaktionen. Diese Erkenntnisse werden zur Düngung genützt, aber auch um Gurken oder Tomaten in Salzlösungen heranzuziehen. Hier soll jedoch ein Geschmacksunterschied zu herkömmlichem Gemüse bestehen.

Düngung und Ertrag
Da die Pflanzen die Mineralsalze des Boden "aufsaugen" werden die Ressourcen des Bodens knapper und es bilden sich nicht genügend neue Mineralsalze. Um die auszugleichen düngt man den Baden, entweder mit mineralischem Dünger (Kunstdünger) oder mit Naturdünger wie Stallmist oder Jauche. Die im Stallmist oder in der Jauche enthaltenen organischen Substanzen von Bodenmikroorganismen zersetzt und letztendlich zu Mineralsalzen. Dieser Vorgang wird Mineralisierung genannt. Der größte teil der organischen Substanzen zerlegt sich jedoch nur langsam und bildet mit anorganischen Bodenpartikel Bodenkrümel, auf deren Oberfläche sich wiederum Bakterien, Pilze und Algen ausbilden. Diese bilden einen feinen Rasen, der die Krümel miteinander verklebt. Dies führt zu einer stabilen Krümelstruktur. Diese Struktur ist nicht nur für die Fruchtbarkeit des Bodens sehr wichtig sondern dient auch besserer Belüftung und Feuchtigkeit. Diese Eigenschaften fördern das Wachstum der Pflanzen.

Bei sehr intensiver Bewirtschaftung nutzt meistens nur Mineraldünger. Im Volldünger sind bereits alle wichtigen mineralischen Bestandteile enthalten, wobei eine gute Ausbalancierung wichtig ist. Eine Alternative zur Mineraldünung ist Gründünung, bei der zum Beispiel Klee angebaut und dann in den Boden eingearbeitet wird. Düngung kann jedoch auch negative Auswirkungen haben, denn zu hohe Salzkonzentrationen im Boden können die Bodenlebewesen, die Humussubstanzen abbauen, zerstörenden der Boden nicht genügend Humussubstanzen erhält, trocknet er aus und das Regenwasser versickert zu schnell womit dann auch große Mengen des Düngers ins Grundwasser gelangen können. Dies gilt vor allem für die von Pflanzen unverwendeten Nitrate, die dem Menschen gesundheitlich sehr schädigen können (Atemnot, Magen- und Speiseröhrenkrebs)

Bei der Verwendung von phosphathaltigem Mineraldünger gelangen auch Schwermetalle wie Cadmium, das im Dünger als Verunreinigung enthalten ist in den Boden. Rund 40% der Cadiumbelastung sind auf Mineraldüngung zurückzuführen. Daher besinnen sich heutzutage viele Landwirte wieder zurück auf die Naturdüngung, wobei jedoch viel Erfahrung der Landwirte erforderlich ist. So treibt zum Beispiel bei jahrelanger Düngung durch Gülle der hohe Salzgehalt die Regenwürmer an die Oberfläche, wo sie dann wegen des Sonnenlichtes verenden. Die hohe Güllekonzentration verursacht gleichzeitig eine Verschlammung der Bodenkrümel. Außerdem bewirkt es bei Getreide durch die hohe Nitrataufnahme zu starkes Wachstum, wobei die Verholzung zu schwach ist. Eine Alternative bietet der Maisanbau, da er viel Dünger aufnehmen kann, besonders Nitrate. Der Maisanbau ist jedoch für den Boden sehr schadhaft, da die nötigen Pflüge den Boden zu stark aufreißen und verhärten. Außerdem ist beim Maisanbau der Boden nur kurze Zeit durch eine Pflanzendecke geschützt, so dass es zu Auswaschungen des Bodens kommen kann.

Folgende Referate könnten Dich ebenfalls interessieren:

Die nachfolgenden Dokumente passen thematisch zu dem von Dir aufgerufenen Referat:

• Pflanzen - Mutationen von Pflanzen
• Symbiose - die Verbindung zweier Organismen
• Karnivoren - Fleischfressende Pflanzen
• Schadstoffe in der Luft - Auswirkungen auf Pflanzen
• Pflanzen - Bewegung und Reizbarkeit von Pflanzen