Nährstoffe

Makronährstoffe

Makronährstoffe in der Pflanzenernährung sind diejenigen chemischen Elemente, die für das Pflanzenwachstum in größeren Mengen benötigt werden. Neben Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O), die primär aus Wasser oder Kohlenstoffdioxid gewonnen werden, zählen zu den Makronährstoffe: Stickstoff (N), Schwefel (S), Phosphor (P), Kalium (K), Calcium (Ca), Magnesium (Mg) und Silicium (Si).

N

Stickstoff

Stickstoff als Motor des Wachstums ist mit der wichtigste Nährstoff im Pflanzenbau.
Die Pflanze benötigt Stickstoff vor allem für das Wachstum im Meristem des Sprosses und in den Wurzelspitzen. Deshalb kann der Stickstofftransport in der Pflanze in beide Richtungen verlaufen. Dies ist wichtig, wenn man Mangelsymptome verschiedener Nährstoffe unterscheiden möchte. Beim Schwefelmangel beispielsweise zeigt sich der Mangel erst an den jüngsten Blättern.
Die Pflanze nimmt Stickstoff aus dem Boden vorwiegend als Nitrat auf, in geringerem Maße auch als Ammonium. Die Aufnahme erfolgt über die Wurzel. Luftstickstoff kann nicht über das Blatt aufgenommen werden. Von den landwirtschaftlichen Kulturen können die Leguminosen, wie Erbsen, Bohnen, Lupinen oder Klee durch eine Symbiose mit Knöllchenbakterien (Rhizobium) Stickstoff aus der Luft nutzen.

Aufgaben in der Pflanze:
  • Stickstoff beeinflusst von allen Nährstoffen den Ertrag am stärksten
  • Bauelement von Chlorophyll und vielen Enzymen
  • wichtigster Nährstoff für die Bildung von Aminosäuren und Eiweiß
  • fördert indirekt die Bildung von Vitamin B
Stickstoffmangel:
  • Chlorose und Nekrose der älteren Blätter → Eiweißabbau
  • geringe Bestockung → Störung des Stoffwechsels
  • schlechtes Wurzelwachstum → Störung des Stoffwechsels
Stickstoff im Boden:

Stickstoff liegt im Boden in verschiedenen Formen vor:

  • organisch gebunden (Humus)
  • mineralisch (Nitrat, Ammonium)
Stickstoffmangel im Weizen

Stickstoffmangel im Weizen

Zwischen den Stickstoff-Formen finden verschiedene Umwandlungsprozesse statt. Nicht jede Stickstoff-Form ist für die Pflanze gleich gut verwertbar. Was genau im Boden geschieht erfahren Sie in unserm Video zum Stickstoff-Kreislauf:

Nitrat als Pflanzennährstoff

Im Gegensatz zu Ammonium ist Nitrat im Boden frei beweglich. Es ist im Bodenwasser gelöst und wird mit dem Bodenwasser an die Pflanzenwurzel herangetragen. Darum wirken nitrathaltige Stickstoffdünger rasch und weitgehend unabhängig von Witterungseinflüssen.
Weitere Informationen finden Sie dazu hier: Umsetzungs-Geschwindigkeit der Stickstoffformen.

Ammonium ist hingegen nicht frei beweglich im Boden, da es von Tonmineralen fixiert beziehungsweise vom Humus absorbiert ist. Pflanzen können daher nur Ammonium aufnehmen, dass sich in unmittelbarer Nähe zu ihren Wurzeln befindet. Erst wenn Ammonium durch Bodenbakterien in Nitrat umgewandelt ist (Nitrifikation), ist auch der Stickstoff aus dem Ammonium verfügbar.

Aus diesem Grund nehmen Pflanzen den Stickstoff hauptsächlich in Form von Nitrat auf. Daher ist es sinnvoll, einen nitratbetonten Dünger auszubringen. Im Vergleich zu nicht-nitrathaltigen Düngern können hierdurch oft höhere Erträge erzielt werden.

Weitere Informationen zur Stickstoff-Effizienz können Sie hier nachlesen.

In dem folgenden Video erfahren Sie wichtiges zu Stickstoff-Ertragskurven. Sie helfen dem Landwirt dabei, die Dünge-Effizienz zu steigern und Verluste zu vermeiden.

P

Phosphor

Phosphat wird durch die Pflanze als Orthophosphat (H2PO4, HPO4) aufgenommen. Die Aufnahme erfolgt über die Wurzel und hängt nicht allein vom Bodenvorrat ab. Vielmehr Temperatur und Bodenstruktur bestimmen, ob pflanzenverfügbar gebundenes Phosphat gelöst wird und für die Pflanze somit verfügbar ist.
Phosphat ist an allen Prozessen des Energiehaushaltes beteiligt und beeinflusst so beispielsweise die Synthese von Kohlenhydraten, Fetten und Eiweiß.

Kein Wachstum ohne Phosphor

    • Phosphor ist als Phosphat die wichtigste Verbindung für die Energieübertragung im Stoffwechsel der Pflanze
    • Kein Pflanzenwachstum ohne Phosphat
      • Eingeschränktes Wurzelwachstum
      • Führt zu schlechter Nährstoff- und Wasserausnutzung
    • Eiweiß-, Fett-und Zucker/Stärkebildung in der Pflanze nicht optimal
    • Reparatur-Stickstoff zum Ausgleich schlechter Wachstumsetappen z.B. durch eingeschränkte P-Aufnahme nicht mehr möglich.
    • Weniger Biomasse
      • = weniger Ertrag
      • = hohe N-Bilanz
    • Sinkende Ölerträge bei Raps
    • Sinkende Zuckererträge bei Zuckerrübe
    • Fehlende Qualität im Getreide
    • Weniger Energie- und Stärkeertrag bei Mais und im Grünland
Aufgaben in der Pflanze:
  • Zellbaustein → Bauelement der Zellmembran und von Nukleinsäuren
  • Wichtig für die Steuerung der Zellfunktionen
  • Energieträger und somit an allen wichtigen Stoffwechselvorgängen in der Pflanze beteiligt
  • Erhöht Krankheits- und Frostresistenz
  • Verbessert das Wurzelwachstum
  • Beeinflusst Bestockung des Getreides positiv
  • Erhöhung der Qualität des Erntegutes → P ist als Phytinphosphat zu 80 Prozent in Körnern und Samen gebunden
Phosphatmangel:
  • vermindertes Wurzelwachstum → Störung des Stoffwechsels
  • geringe Bestockung → Störung des Stoffwechsels
  • rötliche Blattfärbung → Chlorophyllanreicherung, erhöhter Anthocyangehalt
  • Kümmerwuchs und schlechte Gesamtentwicklung → Störung des Stoffwechsels
  • Stärkeeinlagerung ins Korn wird gehemmt → Störung des Stoffwechsels
Phosphat im Boden:

Im Boden liegt Phosphat in verschiedenen Bindungsformen vor. Man unterscheidet wasserlösliche, labile und stabile Phosphatformen. Der Gesamtvorrat an Phosphat im Boden liegt bei 2000 Kilogramm pro Hektar bis circa 9000 Kilogramm pro Hektar Phosphat. Die Versorgung der Pflanzen erfolgt aber nur aus dem in der Bodenlösung gelösten Phosphat. Diese Phosphatmenge ist sehr gering. In der Hauptwachstumszeit werden bis zu drei Kilogramm Phosphat pro Hektar täglich von den Kulturen benötigt. Ein Liter Bodenlösung enthält nur circa ein bis zwei Milligramm Phosphat (entspricht: ein bis zwei Kilogramm pro Hektar), so dass aus dem Bodenvorrat zügig Phosphat nachgeliefert werden muss, damit kein temporärer Phosphatmangel auftritt. Diese Nachlieferung erfolgt je nach Bodenfeuchte und Wärme aus der labilen Phosphatfraktion. Daher kann gerade im zeitigen Frühjahr ein Mangel an wasserlöslichem Phosphat die Entwicklung der Kulturpflanzen hemmen.

Phosphat-Mangel im Mais

Phosphat-Mangel im Mais

Phosphatdüngung:

Die Aufnahme von Phosphat steht in engem Zusammenhang mit den Phosphatgehalten in der Bodenlösung. Eine direkte Düngewirkung ist daher nur durch eine Erhöhung der Phosphat-Konzentration in der Bodenlösung zu erzielen. Phosphat unterliegt im Boden bekanntermaßen der Alterung, das heißt gedüngtes Phosphat wird im Boden recht schnell absorbiert und ist für die Pflanzen fortan nur eingeschränkt verfügbar. Eine Phosphatdüngung sollte also möglichst zeitnah zum Bedarf der Pflanze ausgebracht werden, um kurzfristig die Phosphatkonzentration im Boden zu erhöhen. Oberflächig ausgebrachtes wasserlösliches Phosphat dringt mit den Niederschlägen bis zu fünf Zentimeter in den Boden ein. Somit gelangt es bei einer Frühjahrsdüngung direkt an die Pflanzenwurzel und kann die Versorgung zu diesem Zeitpunkt sicherstellen.

Versorgung der Pflanzen mit Phosphat
KulturP2O5Erntemengekg/ha P2O5
Getreidekorn
Getreidekorn
Raps
Körnerleguminosen

Körnermais
CCM (60% TS)
Silomais (32% TS)
Getreide-GPS (35% TS)

Zuckerrüben
Kartoffeln

0,8 kg/dt
0,3 kg/dt
1,8 kg/dt
1,1 kg/dt

0,8 kg/dt
0,5 kg/dt
1,7 kg/t
2,5 kg/t

1,0 kg/t
1,4 kg/t

90 dt/ha
80 dt/ha
45 dt/ha
60 dt/ha

120 dt/ha
150 dt/ha
50 t/ha
40 t/ha

85 t/ha
50 t/ha

72
24
81
66

96
75
85
100

85
70

1 kg P2O5 = 0,44 kg P , 1 kg P = 2,29 kg P2O5

Nach den Nährstoffgehalten einer dreigliedrigen Fruchtfolge von Winterraps, Winterweizen, Zwischenfrucht und Silomais ergeben sich folgende Nährstoffentzüge für Phosphat, die dem Boden wieder zugeführt werden müssen, um seine Fruchtbarkeit zu erhalten.

Winterraps (35dt/dt) = 27 kg P/ha
Winterweizen (70 dt) = 31 kg P/ha
Zwischenfrucht (90 dt) = 5 kg P/ha
Silomais (350 dt) = 28 kg P/ha

Über die beispielhafte Fruchtfolge werden 92 Kilogramm Phosphat pro Hektar entzogen, die über die Erhaltungsdüngung wieder zugeführt werden müssen.

JahrKulturAbfuhr
HP / NP
Ertrag
dt FM / ha
Nährstoff-
gehalt
kg P / dt FM
Phosphor-Bedarf
kg P / ha
1.WinterrapsKorn35X0,78=27,3
2.WinterweizenKorn und Stroh70X0,45=31,5
Futterzwischen-
frucht (15 % TM)
Gesamtpflanze90X0,06=5,4
3.Silomais
(35 % TM)
Gesamtpflanze350X0,08=28,0
Summe gerundet92

Die neue Düngeverordnung gibt folgende Hinweise für die Düngebedarfsermittlung für Phosphat:

Düngebedarfsermittlung für Phosphat

  • Auf Flächen > 1 ha – vor dem Ausbringen wesentlicher Nährstoffmengen erforderlich!
  • Phosphatbedarf des Pflanzenbestandes entsprechend den Standort-und Anbaubedingungen
    • ⇒ Düngung nach Entzug
  • Berücksichtigung der im Boden verfügbaren Phosphatmengen (repräsentative Bodenprobe im Rahmen der Fruchtfolge, mindestens alle 6 Jahre)
    • ⇒ ermöglicht das Aufdüngen niedrig versorgter Schläge unter Beachtung der erlaubten Nährstoffsalden!
  • Bei Überschreitung des durchschnittlichen Phosphatgehaltes ( gewogener Ø ) von 25 mg/100g Boden nach der DL-Methode ( empfohlene Methode für Brandenburg) maximal Düngung bis zum Entzug möglich
  • Bei schädlichen Gewässerveränderung : Anordnung einer reduzierten Düngung möglich!

Fruchtfolgedüngung gestattet: bei >= 25 mg Phosphat- bis maximal 3 Jahre

Aktualisierte Empfehlung für Zu- und Abschläge bei der P-Düngung

Gehaltsklassemg P-(DL) / 100 g BodenZu- bzw. Abschlag
in Kg P/ha*a
Ackerland
Zu- bzw. Abschlag
in Kg P/ha*a
Grünland
A≤ 1,5+30+20
A> 1,5 – 3,0+20+15
B> 3,0 – 4,5+15+10
B> 4,5 – 6,0+10+5
C> 6,0 – 7,600
C> 7,6 – 9,0-15-10
D> 9,0 – 11,0-25-20
D> 11,0 – 13,0-35-30
E> 10,4Düngung nicht empfohlenDüngung nicht empfohlen
Für 2017 und 2018 werden die bisherigen und die neuen Zu- und Abschläge anerkannt (Übergangszeitraum)

K

Kalium

Kalium reguliert den Wasserhaushalt in der Pflanze. Über die Konzentration von Kalium in der Blattzelle wird das Öffnen und Schließen der Stomata (Spaltöffnungen) gesteuert. Es wird nicht in die organische Substanz eingebaut, sondern ist ein freies Ion in der Vakuole der Zellen. Kalium wird daher schon vor der Ernte aus abgestorbenen Blättern ausgespült.

Aufgaben in der Pflanze:
  • Steuerung des Wasserhaushaltes → durch Kalium wird der osmotische Druck in den Zellen reguliert
  • Verbesserung der Frostresistenz → durch hohe Salzkonzentrationen in der Pflanze wird die Winterfestigkeit gefördert
  • Festigung der Zellwände → Kalium fördert die Photosyntheseaktivität und den Assimilattransport (Transport von Zucker, Stärke, Zellulose)
  • Erhöhung der Krankheitsresistenz → gut versorgte und standfeste Pflanzen bieten weniger Nährboden für Krankheiten und Pilze
  • Verbesserung der Qualitätseigenschaften durch optimalen Assimilattransport
Kaliummangel:
  • „Welketracht“ → gestörte Wasserversorgung
  • Blattrandnekrosen bei älteren Blättern → verringerter Assimilattransport
  • Lagerneigung bei Getreide → verringerter Assimilattransport
  • Erhöhte Krankheitsanfälligkeit → verringerter Assimilattransport
Kalium-Mangel in Mais

Kalium-Mangel in Mais

Kalium im Boden:

Der Gehalt an Kalium im Boden hängt in erster Linie von der Bodenart ab. Da Kalium an Tonminerale gebunden wird, kann Kalium auf schweren Standorten durch Fixierung eingeschränkt verfügbar sein. Im Gegensatz dazu kann auf leichten Böden Kalium in tiefere Bodenschichten verlagert werden.

Gehaltsklassen und Versorgungsstufen für Kali in Acker-und Grünland, CAL-Methode
(n. LK Reinland und Westfalen -Lippe)
(Quelle : LAD Informationen zur Düngung, Ausgabe NRW 2004)

Gehaltsklassemg K2O/100g Boden
Bodenart für Acker und Grünland
S
mg K2O/100g Boden
Bodenart für Acker und Grünland
Is, sU,ssL,IU,sL,uL, L
mg K2O/100g Boden
Bodenart für Acker und Grünland
utL,tL,T
A ( sehr niedrig)bis 2bis 3bis 5
B ( niedrig)3-54-96-13
C (anzustreben)6-1210-1814-24
D ( hoch)13-1919-3225-38
E ( sehr hoch)ab 20ab 33ab 39
Kaliumdüngung:

Entsprechend der Bodenart, der Kultur und der Ertragserwartung wird der Kaliumbedarf ermittelt. Hilfestellung geben Düngeplanungs-Programme wie YaraPlan . Die Kaliumentzüge ausgewählter Kulturpflanzen sind nachfolgend aufgeführt:

Nährstoffgehalte Pflanzlicher Erzeugnissse von Ackerkulturen

KulturErnteprodukt
(Rohproteingehalt)
T S in
FM %
HNV
1:
KK2O
WinterweizenKorn (14% RP)
Stroh
Korn+Stroh**
86
86
 
 
0,8
0,50
1,16
1,43
0,60
1,40
1,43
WintergersteKorn (12% RP)
Stroh
Korn+Stroh**
86
86
 
 
0,7
0,50
1,41
1,49
0,60
1,70
1,79
WinterrapsKorn (23% RP)
Stroh
Korn+Stroh**
91
86
 
 
1,7
0,83
2,08
4,37
1,00
2,50
5,25
Quelle nach TLL, Betriebsbezogene handschriftliche Nährstoffbilanz gemäß Düngeverordnung (DüV) 2006, H. Heß und Dr. W. Zorn
* HNV: Haupternteprodukt (Korn) – Nebenernteprodukt (Erntereste)-Verhältnis
** Nährstoffgehalt Hauptprodukt (Korn) und Nebenernteprodukt (Erntereste) bezogen auf das Haupternteprodukt (marktfähige Ware)

Die Tabelle zeigt einen Ausschnitt.

Nach den Nährstoffgehalten einer dreigliedrigen Fruchtfolge von Winterweizen, Wintergerste und Winterraps ergeben sich folgende Nährstoffentzüge für Kali, die dem Boden wieder zugeführt werden müssen, um seine Fruchtbarkeit zu erhalten (das Stroh verbleibt auf dem Feld):
• Winterweizen (80 dt) = 48 kg K 2O
• Wintergerste (70 dt) = 42 kg K 2O
• Winterraps (35 dt) =    35 kg K 2O
Über die beispielhafte Fruchtfolge werden 125 Kilogramm Kalium entzogen, die über die Erhaltungsdüngung wieder zugeführt werden müssen.

Wichtige Kali-Dünger

In den meisten Ackerkulturen (Getreide, Mais, Raps, Zuckerrüben) und im Grünland werden Kaliumchlorid-haltige Dünger verwendet. Einige Kulturen, wie zum Beispiel Kartoffeln, reagieren empfindlich auf Chlorid. Daher werden dort vorwiegend Kaliumsulfate eingesetzt.

Zusammensetzung wichtiger Kalidünger
(Quelle: LAD Informationen zur Düngung, Ausgabe NRW 2004)

ProduktK2O %
MgO %
Na %
S %weitere
Nährstoffe
Kom Kali mit 6% MgO40634K-Chlorid, Mg-Sulfat
60er Kali „gran“60K-Chlorid
Magnesia – Kainit
115204K-Chlorid,Na-Chlorid, Mg-Sulfat
Kaliumsufat „gran“
5018K-Sulfat
Patentkali
301017K-Sulfat, Mg-Sulfat

Ca

Calcium

Calcium ist weniger für die Pflanzenernährung als vielmehr für die Bodenbildung bedeutend. Calcium liegt in Salzen als Calcium-Carbonat in Form von Calcit, Dolomit und Calcium-Phosphat sowie in basischen Gesteinen vor. Kalke unterscheiden sich im Ausgangsmaterial und der anschließenden Herstellung. Im Tagebau abgebauter Kalkstein wird anschließend vermahlen. Kohlensaurer Kalk entsteht, der mit zunehmenden Vermahlungsgrad eine größere Oberfläche erhält. Damit einher steigt die Reaktivität. Neben dem Kalkgehalt ist der Magnesiumgehalt bedeutend, denn Magnesium hat etwa ein 1,4-fach höheres Säurebindungsvermögen als Calciumoxid (CaO).
Wird Kalkstein gebrannt entsteht Branntkalk. Wird dieser anschließend mit Wasser vermischt entstehen gelöschte Kalke. Die Reaktivität kennzeichnet die Wirkungsgeschwindigkeit.

Aufgaben in der Pflanze:
  • Bau- und Funktionselement → Calciumpektin trägt zur Versteifung der Zellwände bei, hat entquellende Wirkung, fördert Funktionsfähigkeit und Stabilität der Zellmembran
  • Reifeförderung → Calcium wirkt der durch Kalium bedingten Permeabilität entgegen und fördert so die Reifung
  • Bedeutung für Pflanzen- und Wurzelwachstum → unterstützt die Zellstreckung
Calciummangel:
  • Chlorose junger Blätter → die schlechte Beweglichkeit von Calcium führt bei einer Unterversorgung zu gestörtem Wachstum der jüngeren Blätter
Calcium im Boden:

Im Boden stabilisiert Calcium in erster Linie die Bodenstruktur. Ist der Boden gut versorgt, wirkt sich das positiv auf die Struktur aus. Die Gefahr von Erosion und Verschlämmung wird reduziert. Außerdem wird die biologische Aktivität und somit die Umsetzung organischer Substanz im Boden gefördert. Der für die Bodenart optimale pH-Wert hilft, dass die Nährstoffe besser genutzt werden können.

Calcium-Mangel in Salat

Calcium-Mangel in Salat

Kalkung

Je nach Aufkalkungsziel und Bodenart muss entschieden werden, ob ein gebrannter oder ein ungebrannter Kalk ausgebracht wird. Branntkalke (CaO und MgO) besitzen die höchste Nährstoffkonzentration und können den pH-Wert des Bodens am schnellsten anheben. In gebrannter Form als CaO oder MgO setzt Kalk seine säurebindende Wirkung sofort um. Daher muss er direkt nach der Ausbringung eingearbeitet werden, damit er mit dem Bodenwasser reagieren kann und ausreichend wirkt.
Kalke in carbonatischer Bindungsform (kohlensaure Kalke) wirken langsamer als Branntkalke. Sie werden vor allen für die Erhaltungskalkung eingesetzt. Neben den Inhaltsstoffen ist vor allem der Vermahlungsgrad das wichtigste Qualitätskriterium. Carbonatische Kalke sind gering wasserlöslich und müssen daher fein vermahlen werden, damit sie als Dünger im Boden wirken. Mit stärkerer Vermahlung ist die Oberfläche für die Reaktion mit Säuren größer, die Kalkwirkung tritt schneller ein. Werden grob vermahlene Kalke eingesetzt, muss mehr Kalk als bei mikrofeiner Vermahlung eingesetzt werden. Um eine zügige Kalkwirkung zu erhalten, sollten carbonatische Kalke einen Vermahlungsgrad von mindestens 0,2 Millimeter und feiner aufweisen.

Es gibt neben den Kalkdüngern auch noch mineralische Stickstoff-Dünger wie zum Beispiel Kalkammonsalpeter und Yara Sulfan, die Calcium enthalten.

Effekte der Kalkung auf den Boden

Auswahl von Kalkdüngern und deren Bewertung

ProduktBasische Wirkung % CaOAnmerkungen
Kohlensauer Kalk45-53Kalkform: CaCO3 (und MgCO3): langsame und nachhaltige Wirkung
Branntkalk80-95gebrannter Kalk mit sehr schneller Wirkung
Mischkalk60-65Gemisch aus Branntkalk und kohlensaurem Kalk; schnelle aber weniger nachhaltige Wirkung
Hüttenkalk Konverterkalk47
43
Kieselsaure Kalk mit nachhaltiger Wirkung; Spurennährstoffe
Carbokalk abgepresst (aus Verabeitung der Zuckerrübe)30-32CaCO3 mit schneller Wirkung: 0,6-1% P5O3, ca. 0,4% N und 12-15 % org. Bestandsteile
Carbokalk Flüssig (aus Verabeitung der Zuckerrübe)19CaCO3 mit schneller Wirkung: 0,7% P2O5, ca. 0,2% N und 6 % org. Bestandsteile
Rückstandskalk (aus der Aufbereitung von Trinkwasser )>30 in der TMKalkform: Überwiegend CaCO3
Kalkdünger aus der Verbrennung von Braunkohle40Schwefel, Kieselsäuren, Spurennährstoffe
Reaktivität der Kalke steigt mit der Mahlfeinheit an
Quelle: nach KTBL, Faustzahlen für die Landwirtschaft

Mg

Magnesium

Der Magnesiumgehalt der Böden hängt sehr stark vom Ausgangsgestein ab, aus dem sich dieser entwickelt hat. Daher gibt es viele Böden, die von Natur aus magnesiumarm oder magnesiumreich sind. Insbesondere auf leichten und sauren Böden reicht oft das pflanzenverfügbare Magnesium im Boden nicht aus, um den Bedarf vieler landwirtschaftlicher Kulturarten zu decken.
Magnesium spielt eine zentrale Rolle in der Pflanze, da es das Zentralatom des Chlorophylls ist. Fehlt Magnesium, so ist der Energiehaushalt der Pflanzen gestört.

Aufgaben in der Pflanze:
  • zentraler Baustein des Chlorophylls → 10 bis 30 Prozent des Magnesiums in der Pflanze sind im Chlorophyll gebunden; Magnesium ist somit unentbehrlich für die Fotosynthese
  • trägt zur Bildung von Eiweiß-, Kohlenhydraten und Vitaminen bei → wichtiger Baustein bei Stoffwechselvorgängen
Magnesiummangel:
  • vermindert im Getreide die Kornzahl pro Ähre → gestörte Stoffwechseltätigkeit
  • verringert die Kohlenhydratproduktion → gestörte Stoffwechseltätigkeit
  • Streifenchlorosen / perlschnurartige Aufhellungen auf den Blättern → gestörte Photosyntheseleistung
Magnesium im Boden:

Tonreiche Standorte wie beispielsweise Marschböden haben generell einen höheren Magnesiumanteil als leichte Sandböden. Sandböden sind stärker von Magnesiumverlagerung betroffen als schwere Standorte. Die Pflanze nimmt Magnesium überwiegen passiv als Mg++ unter Abgabe von 2 H+ auf, daher wirkt Magnesium neutralisierend (1,4-fach als CaO).

Magnesium-Mangel im Winterweizen

Magnesium-Mangel im Winterweizen, Quelle: Yara

Gehaltsklassen und Versorgungsstufen für Magnesium in Acker- und Grünland, CAL-Methode
(n. LK Reinland und Westfalen -Lippe )
(Quelle : LAD Informationen zur Düngung, Ausgabe NRW 2004)

Gehaltsklassemg MgO/100g Boden
Bodenart für Acker
S, IS , sU
mg MgO/100g Boden
Bodenart für Acker
ssL, IU,sL, uL, L
mg MgO/100g Boden
Bodenart für Acker
utL, tL, T
mg MgO/100g Boden
Bodenart für Grünland
alle Böden

A (sehr niedrig)bis 1bis 2bis 3bis 3
B (niedrig)234-54-7
C (anzustreben)3-44-66-98-12
D (hoch)5-77-1010-1413-18
E (sehr hoch)ab 8ab 11ab 15ab 19
Magnesium-Düngung:

Magnesiumsulfat ist wasserlöslich und damit für die Pflanze schnell verfügbar. Andere Magnesium-Formen wie Carbonat-, Oxid-, und Silikate können erst nach einer Umwandlung im Boden von der Pflanze direkt aufgenommen werden. Sie dienen sowohl der Boden-, als auch der Pflanzendüngung.
Magnesium kann sehr gut über magnesiumhaltige Kalke gedüngt werden. Auf stark magnesiumbedürftigen Böden sollte möglichst Magnesiumsulfat zur schnellen Versorgung eingesetzt werden. Eine Frühjahrsdüngung ist dann sinnvoll. Hierzu bietet sich ein Stickstoff-Magnesium-Schwefel-Dünger an (zum Beispiel Yara Optimag 24).

Nährstoffgehalte pflanzlicher Erzeugnisse von Ackerkulturen und Grünland

KulturErnteprodukt
(Rohproteingehalt)
T S in
FM %
HNV
1:
MgMgO
WinterweizenKorn (14% RP)
Stroh
Korn+Stroh**
86
86
 
 
0,8
0,12
0,12
1,72
0,20
0,20
0,36
WintergersteKorn (12% RP)
Stroh
Korn+Stroh**
86
86
 
 
0,7
0,12
0,12
0,20
0,20
0,20
0,34
WinterrapsKorn (23% RP)
Stroh
Korn+Stroh**
91
86
 
 
1,7
0,30
0,09
0,15
0,50
0,15
0,76
Quelle nach TLL, Betriebsbezogene handschriftliche Nährstoffbilanz gemäß Düngeverordnung (DüV) 2006, H. Heß und Dr. W. Zorn
* HNV: Haupternteprodukt (Korn) – Nebenernteprodukt (Erntereste)-Verhältnis
** Nährstoffgehalt Hauptprodukt (Korn) und Nebenernteprodukt (Erntereste) bezogen auf das Haupternteprodukt (marktfähige Ware)

Die Tabelle zeigt einen Ausschnitt.

Nach den Nährstoffgehalten einer dreigliedrigen Fruchtfolge von Winterweizen, Wintergerste und Winterraps ergeben sich folgende Nährstoffentzüge für Magnesium, die dem Boden wieder zugeführt werden müssen, um seine Fruchtbarkeit zu erhalten (das Stroh verbleibt auf dem Feld):
• Winterweizen (80 dt) = 16 kg MgO
• Wintergerste (70 dt) = 14 kg MgO
• Winterraps (35 dt) = 17,5 kg MgO
Über die beispielhafte Fruchtfolge werden 47,5 Kilogramm Magnesium-Oxid entzogen, die über die Erhaltungsdüngung wieder zugeführt werden müssen.

S

Schwefel

Bis Ende der Achtziger Jahre spielte Schwefel in der Düngung landwirtschaftlicher Kulturen nur eine untergeordnete Rolle, da die Schwefeldioxid-Emissionen von Industrie und Verkehr die Kulturen versorgten. Heute sind die Emissionen durch luftreinhaltende Umweltmaßnahmen minimiert, auf durchschnittlich circa zehn Kilogramm Schwefel pro Hektar und Jahr. Daher muss Schwefel nun gezielt gedüngt werden. Schwefel beeinflusst die Stickstoff-Wirkung entscheidend.

Aufgaben in der Pflanze:

Schwefel ist essentieller Baustein für schwefelhaltige Aminosäuren (Methionin, Cystin, Cystein) und damit für den Chlorophyll-Haushalt wichtig. Außerdem unterstützt er die Eiweißbildung und hilft, Vitamine und wachstumsfördernde Enzyme zu bilden. Soll Stickstoff effizient genutzt werden benötigt die Pflanze Schwefel. Der ist für die Reduktion des aufgenommenen Nitrates essentiell. Bei Schwefelmangel steigt der Gehalt an Nitrat in den Pflanzen. Die enge Wechselwirkung von Stickstoff und Schwefel zeigt das Stickstoff-Schwefel- Verhältnis. Es sollte in der Pflanze zwischen 10 und 15:1 liegen. Das heißt, dass zur Ausnutzung von 10 bis 15 Kilogramm Stickstoff ein Kilogramm Schwefel notwendig ist. Die Schwefeldüngung steigert somit die Effizienz der Stickstoffdüngung

Schwefelmangel:
  • Aufhellung gerade der jüngsten Blätter → verminderte Bildung von Chloroplasten und Chlorophyll; Schwefel kann in der Pflanze nicht verlagert werden
  • Kümmerwuchs → verminderte Stoffwechseltätigkeit, gestörte Eiweißsynthese
Schwefel-Mangel in Winterweizen:
  • Beginnt an den jüngeren Blättern,
  • Die älteren Blätter sind noch grün
  • Die Aufhellung ist deutlicher als bei Stickstoff-Mangel
Schwefel im Boden:

Schwefel ist im Boden zu 90 Prozent in organischer Form gebunden, der restliche Anteil ist in kristalliner Form in der mineralischen Bodensubstanz vorhanden. Die Hauptmenge an Schwefel wird über die Wurzel als Sulfat aufgenommen. Die Aufnahme übers Blatt erfolgt durch Gasaustausch, ist aber derart gering, dass dies nicht relevant ist. Sowohl organisch gebundener Schwefel (Gülle, Jauche, Mist) als auch elementarer Schwefel können von der Pflanze nicht direkt aufgenommen werden.

Schwefel-Mangel im Roggen

Schwefel-Mangel im Roggen

Schwefel-Mangel in Winterweizen

Diese Schwefelformen müssen erst mineralisiert werden, bevor sie von den Pflanzen aufgenommen werden können. Diese Mineralisierung erfolgt durch Bodenbakterien, die eine gewisse Temperatur und entsprechend Zeit für die Umsetzung benötigen.

Mangel wird gefördert durch:

  • Leichte, sandige Böden (wenig organische Substanz vorhanden)
  • Hohe Winterniederschläge
  • Trockenes Frühjahr
  • Niedrige Temperaturen
  • Geringe organische und mineralische Schwefel-Düngung

Aus dem organisch gebundenen Schwefel werden circa 10-20 Kilogamm pro Hektar im Jahr mineralisiert.
Besonders auf leichten Standorten kann Schwefel in Sulfatform verlagert werden.

Schwefeldüngung:

Die Schwefelaufnahme der Pflanzen läuft parallel zur Stickstoff-Aufnahme. Daher ist es sinnvoll, den Schwefel direkt zu Vegetationsbeginn zu düngen, damit die Grundversorgung sichergestellt wird.

Bei Getreide, Kartoffeln, Mais und Zuckerrüben wird meist eine Schwefel-Menge von 10-20 Kilogramm Schwefel pro Hektar als Düngung möglichst im Frühjahr beziehungsweise zu Vegetationsbeginn der Pflanze empfohlen. Schwefelbedürftiger sind Grünland und Raps. Hier ist eine Versorgung mit 20-40 Kilogramm Schwefel pro Hektar sinnvoll. In Einzelfällen können auch höhere Mengen notwendig sein. Die Schwefelmenge sollte stets an das Stickstoff-Düngeniveau gekoppelt sein. Organische Dünger tragen nur zu geringem Teil zur Schwefelversorgung bei, da zu Vegetationsbeginn aufgrund der kühlen Bodentemperaturen noch nicht ausreichend organisch gebundener Schwefel mineralisiert wird und der Gehalt gering ist. Der Anteil an sofort pflanzenverfügbarem Sulfat liegt unter 20 Prozent des gesamten Schwefelgehaltes. Im Anwendungsjahr ist die Schwefelausnutzung aus organischen Düngern gering.

Die Abbildung „Schwefelbedarf von Raps und Weizen“ zeigt, dass Schwefel aus den Bodenvorräten azyklisch gegenüber dem Pflanzenbedarf bei Raps und Weizen nachgeliefert wird. Besonders im Frühjahr ist der Bedarf der Pflanzen an Schwefel höher als die Nachlieferung aus dem Boden.

Entwicklung N-und S-Aufnahme von Raps
Schwefelbedarf von Raps und Weizen

Nachfolgend sind einige wesentliche Düngemittel, die Schwefel enthalten, aufgeführt

Wichtige Stickstoff-Schwefel Dünger

ProduktNährstoffgehalt in %
Gesamt-N
Nährstoffgehalt in %
Schwefelanteil
Anteil der N-Formen am Gesamt-N in %
Nitrat-N
Anteil der N-Formen am Gesamt-N in %
Ammonium-N
Anteil der N-Formen am Gesamt-N in %
Amid-N
Kalkzehrung
in Kg/ CaO je 100kg N*
YaraBela Sulfan2465050-87
AHL + S243213346-122
Yara Ureas38,57,52080-134
Ammonsulfat-Harnstoff-Lösung2063070-152
Piamon S33123070-191
ASS26132773-196
ssA2124100-300
* 1 kg CaO entspricht zusätzlichen Kalikosten von ca. 6-8 Cent

Mikronährstoffe

Mikronährstoffe sind für Organismen lebensnotwendige Mineralstoffe, deren Konzentrationen im Pflanzengewebe im Bereich von Millionstel Gramm liegen. Für Pflanzen sind dies Eisen (Fe), Mangan (Mn), Zink (Zn), Kupfer (Cu) und Molybdän (Mo) sowie die Nichtmetalle Chlor (Cl) und Bor (B).
Bei regelmäßiger organischer Düngung liegen die meisten Mikronährstoffe zwar in ausreichender Menge vor. Für Höchsterträge steigt jedoch der Bedarf an Mikronährstoffen und damit auch die Bedeutung dieser Nährstoffe in der Düngung.

Im Folgenden werden die Mikronährstoffe und ihre Bedeutung in der Pflanze vorgestellt.

Mn

Mangan

Aufgaben in der Pflanze:
  • Aktivator von Enzymen
  • Fördert Kohlehydrat- und Eiweißsynthese
  • Wichtig für Hormonhaushalt
  • Steuerung von Oxidations- und Reduktionsvorgängen
Manganmangel:
  • Dörrfleckenkrankheit (Hafer)
  • Blattaufhellungen, Chlorosen und Nekrosen in den Zwischenaderstreifen junger Blätter
  • Abknicken der Einzelpflanze
  • Mangelhafte Wurzelentwicklung
  • Reduzierte Kälteresistenz
  • Wachstumshemmungen
  • Rückgang des Zucker- und Zellulosegehaltes in der Pflanze (Zuckerrübe, Erdbeere)
  • Verminderung des Kohlehydratgehaltes im Maiskorn
  • Rückgang des Stärkegehaltes in Kartoffeln
  • Reduzierte Fettprozente bei Raps
Mangan im Boden:

Die Bodenfeuchtigkeit, der Sauerstoffgehalt und der pH-Wert beeinflussen die Bodenverfügbarkeit von Mangan. Bei Trockenheit oxidiert Mangan und fällt als Braunstein aus. Mangan ist dann nur eingeschränkt verfügbar. In feuchten Böden hingegen ist es dann wieder pflanzenverfügbar. Der pH-Wert und der Sauerstoffgehalt des Bodens beeinflussen die Mangan-Verfügbarkeit, da sich die Mangan-Ionen in Verbindung mit Sauerstoff zu Manganoxid umwandeln. Dies kann von der Pflanze nicht genutzt werden. In verdichteten Böden mit pH-Werten unter 6,5 ist daher häufig eine bessere Mangan-Verfügbarkeit festzustellen, als in lockeren Böden mit hohem pH-Wert. Die Auswaschungsverluste liegen bei circa 250 Gramm Mangan pro Hektar und Jahr.

Manganmangel

Manganmangel

Manganmangel in Gerste

Manganmangel in Gerste

Mangandüngung:

In der Regel ist eine Düngung mit Mangan in Höhe von 0,4-4 Kilogramm Mangan pro Hektar über Blattdünger sinnvoll. Tritt der Mangel bereits im Herbst auf, sollte bereits dann über das Blatt gedüngt werden. Nur bei extrem niedrigen Mangangehalten kann eine Bodendüngung von 10-20 Kilogramm Mangan pro Hektar erfolgen.

Kulturen mit hohem Manganbedarf:

Weizen, Hafer, Zucker- und Futterrübe, Erbse, Bohne

Zn

Zink

Aufgaben in der Pflanze:
  • Erhöhte Krankheitsresistenz
  • Bestandteil von Enzymen und beeinflusst Enzymreaktionen
  • Verbesserte Pollen- und Samenvitalität
  • Beteiligt an Eiweißsynthese und Energiestoffwechsel
  • An Produktion von Wuchsstoffen beteiligt
Zinkmangel:
  • Geringer Eiweißgehalt und Anreicherung von Nitrat in der Pflanze
  • Gehemmtes Wachstum
  • Erst helle, dann bräunliche Flecken auf älteren Blättern beim Weizen
  • Streifenförmige, großflächige Aufhellungen bei Mais
  • Chlorosen/Nekrosen
  • Blattdeformation
  • Erhöhte Krankheitsanfälligkeit
Zink im Boden:

Die Zinkaufnahme der Pflanzen hängt neben dem Bodengehalt vor allem vom pH-Wert und dem Phosphatgehalt im Boden ab. Zinkmangel ist selten. Er tritt auf Standorten auf, die einen hohen pH-Wert (>7) aufweisen oder sehr stark aufgekalkt wurden. Bei hohen Phosphatgehalten im Boden (> Gehaltsklasse C) können sich schwer lösliche Zink-Phosphate bilden. Ein Mangel kann aber auch auf Böden mit hohem Anteil an unzersetzter organischer Substanz und nach hohem Zink-Entzug, beispielsweise durch hohe Maiserträge, auftreten. Jährlich werden circa 100 Gramm Zink pro Hektar ausgewaschen.

Zinkmangel im Mais

Zinkmangel im Mais

Zinkdüngung:

Es wird bei Bedarf eine Blattapplikation mit Zinksulfat oder Zink- Chelaten in Höhe von 0,3 bis 0,5 Kilogramm Zink pro Hektar empfohlen.

Kulturen mit hohem Zinkbedarf:

Mais, Winterraps, Lein, Hopfen

B

Bor

Aufgaben in der Pflanze:
  • Bestandteil der Pektine der Zellwand
  • Beeinflusst Funktionen im Kohlenhydrat-Stoffwechsel
  • Wichtig für Zellteilung, Zelldifferenzierung und Zellstreckung, Stabilisierung der Zellwände
  • Gewebebildung
  • Wichtig für die Regulation des Wasserhaushaltes
  • Bor ist Wachstumselement
  • Fertilität Raps etc.
Bormangel:
  • An den jüngsten Blättern und Vegetationspunkten von Spross und Wurzel sichtbar
  • Verminderung des Wurzelwachstums
  • Besonders in Trockenperioden und auf Sandböden
  • Gehemmtes Pflanzenwachstum
  • Herz- und Trockenfäule bei Rüben, Wurzelverdickung bei Raps
Bormangel Zuckerrübe

Bormangel Zuckerrübe

Bor im Boden:

Die Bordüngung sollte sich nach dem Bedarf der Kulturen (bevorzugt zu Raps, Rüben und Mais) und dem Ergebnis der Bodenuntersuchung richten. In der Regel werden circa ein Kilogramm Bor pro Hektar benötigt, um die Kulturen ausreichend zu versorgen. Eine Vorratsdüngung ist bei Bor nicht möglich, da dieser Nährstoff stark auswaschungsgefährdet ist.
Eine Überversorgung mit Bor kann bei Gerste oder Leguminosen auftreten, wenn diese Früchte in der Fruchtfolge direkt nach mit Bor gedüngten Kulturen angebaut werden. Die Gerste reagiert auf zu hohe Borgehalte im Boden mit Wachstumsstörungen und Ertragsminderungen.

Bordüngung:

Es wird bei Bedarf eine Blattapplikation mit Zinksulfat oder Zink- Chelaten in Höhe von 0,3 bis 0,5 Kilogramm Zink pro Hektar empfohlen.

Kulturen mit hohem Borbedarf:

Winterraps, Zucker- und Futterrübe, Luzerne, Kohlarten, Sonnenblume

Cu

Kupfer

Aufgaben in der Pflanze:
  • 70 Prozent des gesamten Kupfers in der Pflanze befinden sich in den stoffwechselaktiven jungen Blättern
  • Beteiligt an Eiweißsynthese
  • Wichtig für Photosynthese
  • Halmstabilisierung
  • Aktivator von Enzymen
  • Sichert Anlage der Blüten und Fertilität der Pollen
Kupfermangel:
  • Zuerst an jungen Blättern – Einrollen jüngster Blätter
  • Welke
  • Weißährigkeit/-spitzigkeit
  • Absterben jüngster Blätter
  • Verringerte Standfestigkeit
  • Verringerte Frucht- und Samenausbildung
  • Chlorosen/Nekrosen
  • Gehemmtes Wachstum: geringe Trockensubstanz-Gehalte, Stickstoff-Verunreinigung im Zuckerrübensaft, geringe Eiweißgehalte von Backweizen
Kupfermangel in Weizen

Kupfermangel in Weizen

Kupfer im Boden:

Im Boden ist Kupfer an organischer Substanz sowie Tonteilchen, Eisen- und Manganoxiden gebunden. Bei hohen pH-Werten (>7,0) ist Kupfer im Boden nur eingeschränkt verfügbar. Daher tritt Kupfermangel häufig nach starken Aufkalkungen auf. Im Boden wird Kupfer kaum verlagert. Auswaschungsverluste liegen bei 10-110 Gramm Kupfer por Hektar im Jahr. Ein Mangel tritt vornehmlich auf Sandböden, Moor- und Torfböden auf.

Kupferdüngung:

In der Regel sollte über das Blatt gedüngt werden. Hier reicht eine Menge von 0,3-1 Kilogramm Kupfer pro Hektar häufig aus. Für eine Bodendüngung liegen die Düngeempfehlungen bei 2-5 Kilogramm Kupfer pro Hektar.

Kulturen mit hohem Kupferbedarf:

Weizen, Gerste, Hafer, Lein, Sonnenblume, Luzerne

Fe

Eisen

Aufgaben in der Pflanze:
  • Aktivator von Enzymen
  • Funktion bei Samen- und Keimbildung
  • Beteiligung an Photosynthese
Eisenmangel:
  • Streifenchlorosen
Eisen im Boden:

Der Eisengehalt in Mineralböden übersteigt in der Regel den Pflanzenbedarf. Auf Kalkböden und bei Staunässe kann Eisen eingeschränkt verfügbar sein.

Eisendüngung:

Es wird eine Blattdüngung von 0,5-1,5 Kilogramm Eisen pro Hektar als Blattdüngung empfohlen.

Kulturen mit hohem Eisen-Bedarf:

Weinreben, Obstgehölze

Eisenmangel in Weinreben

Eisenmangel an Weinreben

Mo

Molybdän

Aufgaben in der Pflanze:
  • Aktivator von Enzymen und Enzymstoffwechsel
  • Bestandteil der Nitrogenase
  • Wichtig für Energiestoffwechsel
  • Besondere Bedeutung bei Leguminosen (Stickstoff-Bindung der Knöllchenbakterien)
Molybdänmangel:
  • Im Pflanzenbau sehr selten, visuelle Diagnose schwierig
  • Chlorosenbildung durch verminderten Wuchs
  • Aufhellung der älteren Blätter
  • Verminderter Samenertrag
  • Nekrosen
  • Blattdeformationen durch reduzierte Blattspreiten und Blattrandaufwölbungen

Molybdänmangel Blumenkohl

Molybdän im Boden:

Molybdän ist bei niedrigem pH-Wert sehr schlecht verfügbar, daher tritt Molybdänmangel auch hauptsächlich auf sauren Standorten auf (pH-Wert <5).

Molybdändüngung:

Es wird eine Blattdüngung mit 0,5-2 Kilogramm Natriummolybdat pro Hektar empfohlen.

Kulturen mit hohem Molybdänbedarf:

Luzerne, Rotklee, Kohlarten