Die Nährstofftypen
Nährstoffe unterteilen sich in zwei große Gruppen: organische und anorganische. Die ersteren machen zwischen 90 und 95% der Trockenmasse der Pflanzen aus und bestehen aus den Elementen Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff, gespeist aus dem Kohlendioxid in der Luft und dem Wasser im Boden. Die restlichen 5-10 % Trockenmasse der Pflanzen bestehen aus dem, was als Mineralstoffanteil bezeichnet wird.
Die Nutzeffekte der Beimengung von Mineralien wie z. B. Hausbrandasche oder Kalk in den Boden in einer Region mit regenreichem Klima sind seit mehreren Jahrhunderten bekannt. Bis vor 150 Jahren aber war die Funktion, die die unterschiedlichen mineralischen Elemente für das Wachstum der Pflanzenhaben, umstritten.
Denn zu einer Zeit, als die modernen Methoden zur Analyse von Böden und Pflanzengewebe noch nicht erfunden waren, konnten nur Theorien darüber aufgestellt werden, welche Funktion die unterschiedlichen Nährstoffe haben und welche von ihnen für das Wachstum einer Pflanze unentbehrlich sind. Dabei entstand der Begriff des essenziellen Elements für das Pflanzenwachstum.
Eine dieser Mitte des 19. Jahrhunderts entstandenen Theorienwar das Liebigsche Minimumgesetz des deutschen Barons und Chemikers Justus von Liebig. Laut dieser Theorie hängt das Wachstum einer Pflanzenkultur von verschiedenen Faktoren ab (Wasser, CO2, Stickstoff, Licht, relative Feuchtigkeit), die in einer gewissen Mindestmenge vorhanden sein müssen, da die Pflanze ansonsten die Erzeugung von Biomasse einstellt.
Später – im Jahre 1880 – bewies der Botaniker Julius von Sachs, dass Pflanzen auch in einer Nährstofflösung wachsen können, ohne dass sie einen Boden benötigen (Hydrokultur). Ausgehend von den Experimenten mit Hydrokulturen und der später möglichen Gewebeanalyse kam man zu der Erkenntnis, dass weder das Vorhandensein noch die Menge eines Elements in einer Pflanze bedeuten müssen, dass dieses auch essenziell ist.
Denn die Pflanzen nehmen nicht auf selektive Weise nur die von ihnen benötigten Nährstoffe auf und können sich sogar vergiften, wenn im Boden bzw. in der Nährstofflösung ein schädliches Element vorhanden ist. Ebenso können sie auch Elemente aufnehmen, die zwar unschädlich, aber für ihr Wachstum überflüssig sind.
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Essenzielles mineralisches Element
Der Begriff des essenziellen mineralischen Elements wurde 1934 von den amerikanischen Forschern Daniel Arnon und Arlow Scout vorgeschlagen. Diese Forscher behaupteten, dass ein Element nur als essenziell gelten kann, wenn es folgende drei Kriterien erfüllt:
- Bei seinem Fehlen ist es der Pflanze unmöglich, ihren Lebenszyklus zu vollenden.
- Die Funktionen, die dieses Element erfüllt, können von keinem anderen wahrgenommen werden.
- Das Element muss direkt am Stoffwechsel beteiligt oder in einer bestimmten Stoffwechselphase notwendig sein, wie z. B. für eine Enzymreaktion.
Wenn ein Element nur einige der Funktionen eines essenziellen Elements wahrnimmt oder nur die Wirkungen eines schädlichen Elements abschwächt, dann sprechen wir von einem nützlichen Element.
Für die höheren Pflanzen wie die verschiedenen Cannabis-Arten wurden siebzehn essenzielle Elemente gezählt, die sich in Mikronährstoffe und Makronährstoffe unterteilen. Wie ihr Name schon andeutet, sind die Mikronährstoffe nur in geringen Mengen für einige Enzymreaktionen notwendig; dennoch kann die Pflanze ohne ihr Vorhandensein ihren Lebenszyklus nicht vollenden.
Einige Elemente wie Nickel, Natrium und Silizium sind nur für eine geringe Anzahl von Arten essenziell; bei anderen Arten betrachtet man sie lediglich als nützliche Elemente.
| Klassifizierung | Element (nur anorganische) |
| Makronährelemente | Stickstoff, Phosphor, Kalium, Schwefel, Magnesium, Calcium |
| Mikronährelemente | Eisen, Mangan, Zink, Kupfer, Bor, Molybdän |
| Nützliche Elemente | Natrium, Silizium, Kobalt, Jod, Vanadium… |
Seit der Entwicklung moderner Methoden der Gewebeanalyse und der Herstellung von Düngemittelmischungen wird die unbeabsichtigte Zugabe von Verunreinigungen abnehmen, womit diese Liste in ihrem Umfang demnächst vielleicht zunehmen wird. Denn was nicht mehr als essenziell gelten kann, könnte bisher in die Düngemittelmischungen (vor allem im Fall der Mikronährelemente) nur als Verunreinigung der essenziellen Verbindungen hinzugegeben worden sein.
Makronährelemente
Die sechs Elemente, die wir im Folgenden näher untersuchen (N, P, K, Mg, S, Ca), bilden zusammen mit den organischen Elementen Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff die Gesamtheit der Makronährelemente. Ein Großteil von ihnen ist in der Molekularstruktur der Pflanze enthalten, und ihr Name nimmt Bezug darauf, dass sie in großen Mengen benötigt werden (ihr Gehalt im Pflanzengewebe ist immer größer als 0,1 %).
Stickstoff
Abgesehen von Wasser der wichtigste Nährstoff für die Entwicklung der Pflanze, da er an der Proteinstruktur beteiligt ist. Auch weil die Stickstoffmenge in den meisten Böden sehr gering ist – sogar in organischen Böden – ist der Stickstoffmangel zusammen mit dem Mangel an Phosphor und Kalium die häufigste Mangelerscheinung.
Der größte Anteil an Stickstoff im Boden liegt in organisch gebundener Form vor, die von den Pflanzen nicht aufgenommen werden kann. Pflanzen nehmen nur die Formen Nitrat (NO3–) und auch Ammonium (NH4+) aus dem Boden auf; ferner können sie Ammoniak in sehr geringen Mengen über die Blätter aufnehmen.
Eine andere, eher ungewöhnliche Form der Stickstoffaufnahme trifft man bei den Leguminosen: Die Wurzeln dieser Pflanzen leben in Symbiose mit einigen Bodenbakterien, die in der Lage sind, Stickstoff (N2) aus der Luft zu binden, um ihn danach der Pflanze zuzuführen, die ihn dann zu Ammonium abbaut oder zu Nitrat oxidiert. Die Verfügbarkeit von Stickstoff im Boden hängt zum Großteil vom im Boden vorhandenen mikrobiellen Leben ab, das die organischen Formen des Stickstoffs in aufnehmbare umwandelt (ein Prozess, der als Mineralisierung bekannt ist).
Dieser Umstand führt dazu, dass es immens wichtig ist, für einen konstanten Stickstoffgehalt im Boden zu sorgen, zugleich aber auch für das mikrobielle Leben, das diesen Stickstoff den Pflanzenkulturen erst zugänglich macht. Der Stickstoffgehalt in der Trockenmasse von Pflanzen schwankt zwischen 1,5 und 5 %.
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Phosphor
Phosphor wird durch die Pflanze als Phosphat-Ion aufgenommen, bevorzugterweise als H2PO4– in neutralen oder leicht sauren Böden und als HPO42- in Kalkböden. In der Pflanze liegt es als Phosphat in den ATP-Energiemolekülen (Adenosintriphosphat) vor und spielt eine grundlegende Rolle bei den Energiestoffwechselprozessen, der Atmung und der Photosynthese.
In sehr kalkreichen Böden liegt Phosphor nicht als Lösung vor, weshalb es unabdingbar ist, es in einer Nährlösung zuzuführen (z. B. mit einer PK 13/14-Mischung). Daneben gibt es einen anderen, sehr wichtigen Aufnahmeweg über die Mykorrhizen. Diese Bodenpilze lösen das im Boden vorhandene Phosphor und nehmen es auf, so dass seine Verfügbarkeit für die Pflanze stark ansteigt, was ihr Wachstum begünstigt.
Kalium
Bildet den Hauptbestandteil der handelsüblichen Düngemittel; sein Verhalten ist dem von Stickstoff und Phosphor sehr ähnlich: Es wandert leicht von den alten zu den jungen Organen der Pflanze, weshalb eine Mangelerscheinung hauptsächlich an den älteren oder tiefer liegenden Blättern zu beobachten ist. Kalium spielt eine grundlegende Rolle bei der Verdunstung von Wasser durch die Pflanze, da es die Öffnung und Schließung der Stomata in den Blättern reguliert.
Kalium aktiviert mehr als fünfzig Enzym-Komplexe, auch wenn es in einigen Fällen durch Natrium ersetzt werden kann. Es ist das Element, das den Pflanzen eine vitale Gestalt verleiht (feste und kräftige Blätter und Stiele). Dabei ist das Kation (K+) in den Pflanzen am reichhaltigsten vorhanden und macht bis zu 10% ihrer Trockenmasse aus.
Schwefel
Schwefel kommt in einigen Aminosäuren und verschiedenen Enzymen vor. Ebenso spielt er eine wichtige Rolle bei der Zellatmung. Er wird als Sulfat-Ion (SO42-) absorbiert und als solches durch das Xylem der Pflanze transportiert. Es kann auch durch die Stomata der Blätter als Schwefeldioxid (SO2) aufgenommen werden, so als Luftschadstoff, der durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe entsteht.
Wenn dies geschieht, bildet sich in der Pflanze ein Produkt namens Bisulfit, das das Magnesium aus dem Chlorophyll-Molekül verdrängt, sodass die Photosynthese reduziert wird. Oft wird dies dadurch kompensiert, dass in Gebieten mit hohem Verkehrsaufkommen die Konzentration an Kohlendioxid ebenfalls sehr hoch ist, und dieses kompensiert die negativen Wirkungen des gasförmigen Schwefels. Seine Konzentration in der Pflanze beträgt gewöhnlich 1:15 im Verhältnis zu Stickstoff.
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Kalzium
Als Kalzium-Pektat ist es Bestandteil der Zellwände und verleiht ihnen Widerstandskraft, ähnlich wie bei Tierknochen. Es ist beteiligt an den Anpassungsmechanismen der Pflanze an die Licht- und Temperaturbedingungen. Kalzium wird als zweiwertiges Ion Ca2+ aufgenommen, das in den meisten Böden reichhaltig vorhanden ist. Ein Mangel dieses Elements ist äußerst selten, es sei denn, Pflanzen werden auf unbehandeltem Torf angebaut, der einen sehr sauren pH-Wert hat.
In Gebieten mit sehr sauren Böden hat man seit jeher Kalk zur Förderung des Wachstums eingesetzt, da die essenzielle Bedeutung von Kalzium seit langem bekannt ist. Bei Hydrokulturen mit Osmose-Wasser kann der Kalk-Mangel sich durch eine Unterentwicklung der Wurzeln zeigen. In der Pflanze liegt Kalzium in Konzentrationen um 1% der Trockenmasse vor.
Magnesium
Magnesium ist Bestandteil des Chlorophyll-Moleküls, weshalb es für eine erfolgreiche Entwicklung der Pflanzen wesentlich ist. Ebenso greift es in den Energiestoffwechsel ein, da es zusammen mit dem ATP Verbindungen aufbaut. Es wird aufgenommen als zweiwertiges Kation Mg2+, und sein Vorkommen in den Böden ist in der Regel ausreichend, sehr sandige und saure Böden ausgenommen.
Es verhält sich als ein in der ganzen Pflanze sehr bewegliches Element, weshalb ein Mangel an Magnesium sich immer an den ältesten Blättern und dem Zustand des Gewebes zwischen ihren Leiterbahnenzeigt.
- Disclaimer:Die Gesetze und Vorschriften zum Cannabisanbau sind von Land zu Land unterschiedlich. Sensi Seeds rät Ihnen daher dringend, Ihre lokalen Gesetze und Vorschriften zu befolgen. Handeln Sie nicht im Widerspruch zum Gesetz.
