Pflanzenernährung

Pflanzen brauchen zum Wachsen und für ihre Entwicklung nicht nur Licht, Wärme, Luft und Wasser, sondern auch eine Reihe von Stoffen, die wir zusammenfassend Nährstoffe nennen. Es sind chemische Stoffe, die für die Lebensvorgänge der Pflanze unentbehrlich sind. Dabei hat jeder von ihnen seine eigene, nicht ersetzbare Aufgabe im Aufbau oder in der Funktion.

Notwendige Pflanzennährstoffe gibt es insgesamt 16, und die Pflanze nimmt sie über die Wurzeln, teils auch über die Blätter, aus ihrer Umgebung auf.

Neben den eigentlichen Pflanzennährstoffen werden noch weitere chemische Elemente aufgenommen, die in der Umgebung vorhanden sind. Für ihr Leben brauchen die Pflanzen sie jedoch nicht.

Jeder Nährstoff hat in der Pflanze eigene Funktionen, die sich durch andere Nährstoffe nicht ersetzen lassen. Entweder sind sie „Bausteine“ organischer Substanz (der Kohlenhydrate, der Lipide bzw. Fette und der Stickstoffverbindungen, vor allem der Eiweiße), oder sie sind für die chemischen Prozesse nötig, in denen diese organische Substanz entsteht.

Die Funktionen der Nährstoffe in der Pflanze sind nicht nur komplex und vielgestaltig, sondern auch vielfach und bei verschiedenen Arten unterschiedlich stark ausgeprägt. Deshalb ist auch der Nährstoffbedarf der einzelnen Gartenkulturen verschieden.

Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, deren Quelle CO2, H2O und O2 sind, bilden die Grundbausteine der organischen Substanz, die in der Pflanze entsteht. Ihre Aufnahme
läuft so ab

Kohlendioxid (CO2) nimmt die Pflanze mit den Blättern aus der Luft auf. Es stammt aus der Atmung von Pflanzen und Tieren, aus dem mikrobiellen Abbau organischer Substanz
und aus der Verbrennung fossiler Energieträger (Kohle, Öl). 

Die CO2-Produktion im Boden (durch Mikroorganismen und das Wurzelsystem der Pflanzen) fällt umso stärker aus, je höher die biologische Aktivität des Bodens ist. Diese hängt stark von der Bewirtschaftung ab (vor allem von ausreichender organischer Düngung und guter Durchlüftung des Bodens). Die CO2-Produktion aus einem Ar Boden bewegt sich zwischen 10 und 50 g je Stunde. In der Luft geschlossener Gewächshäuser lässt sich der Kohlendioxidgehalt (CO2) durch das Verbrennen spezieller Briketts oder durch das Ablassen von verdichtetem CO2 aus Flaschen anheben (etwa bis zu einer Konzentration von 0,3 %).

Die Aufnahme über die Blätter läuft über die Spaltöffnungen (Stomata), deren Öffnen und Schließen nicht nur von den Lebensvorgängen der Pflanze, sondern auch von Licht-, Feuchte- und Temperaturverhältnissen gesteuert wird. Bei optimalen Licht-, Feuchte- und Temperaturbedingungen ist die Kohlendioxidaufnahme am höchsten.

Wasserstoff (H) gewinnt die Pflanze aus dem aufgenommenen Wasser.
Während die Nährstoffe C, O und H in größeren Mengen am Aufbau der organischen Substanz und an den physiologischen Vorgängen beteiligt sind, liegen die übrigen Nährstoffe in der Trockenmasse der Pflanze in geringer Konzentration vor (höchstens bis 12 %). Zusammenfassend
nennen wir sie Mineralnährstoffe, weil sich all diese anorganischen Stoffe auch in den Bodenmineralen finden.

Wir unterteilen sie in die Hauptnährstoffe

und die übrigen, von denen die wichtigsten sind: Schwefel (S), Eisen (Fe), Chlor (Cl), Natrium (Na) sowie die Spurenelemente Bor (B), Mangan (Mn), Kupfer (Cu), Zink (Zn) und Molybdän (Mo).

Mineralnährstoffe nehmen Pflanzen ganz überwiegend in Wasser gelöst auf, aus der sogenannten Bodenlösung, und zwar mit den Wurzeln. Bei der Aufnahme haben sie eine gewisse Auswahlfähigkeit. Das heißt: Aus einer Bodenlösung, in der alle Nährstoffe in angemessener Menge vorliegen, nehmen Pflanzen mehr von denen auf, die sie stärker brauchen. Das gilt allerdings nur, solange die Konzentration der Nährstoffe (oder eines einzelnen Nährstoffs) nicht zu hoch ist. In diesem Fall wird nämlich der aktive Mechanismus der selektiven Aufnahme gestört, und die Pflanze muss passiv aufnehmen. Dabei gilt: Je höher die Konzentration eines Nährstoffs, desto schneller und in desto größerer Menge dringt er in die Pflanze ein — ganz gleich, ob sie ihn braucht oder nicht. Die intensive Aufnahme eines Nährstoffs unterdrückt dann die Aufnahme der übrigen. Das führt zu einer unausgewogenen Nährstoffaufnahme.

Gärtnerinnen und Gärtner kennen die Wirkung der selektiven Aufnahme als Wirkung der alten Bodenkraft und tun alles dafür, dass sie in ihren Gartenkulturen voll zum Tragen kommt. Sie sorgen nicht nur für die Zufuhr organischer Dünger und für das Abpuffern saurer Bodenreaktion durch Kalkung, sondern auch für eine gute Bodenstruktur und einen passenden Wasser- und Lufthaushalt des Bodens. Kurz gesagt: Sie arbeiten an einer dauerhaft steigenden Bodenfruchtbarkeit. Genau die ist die Voraussetzung der alten Bodenkraft. Damit diese „Kraft“ zu hohen und guten Erträgen der Gartenkulturen führen kann, muss gedüngt werden. Der Nährstoffentzug durch hohe Ernten ist so groß, dass sich der Boden im Garten ohne Düngung rasch erschöpfen würde.

Schmetterlingsblütler (Hülsenfrüchte und Kleearten) können Stickstoff zusätzlich aus der Luft aufnehmen, und zwar über die sogenannten Knöllchenbakterien, die sich im Boden an den feinen Wurzeln bilden. Ihre Ansiedlung lässt sich mit Impfpräparaten fördern. Geimpft wird das Saatgut oder der Boden auf solchen Flächen, auf denen die betreffende Art entweder noch nie oder erst vor langer Zeit angebaut wurde.

Über die Blätter nehmen Pflanzen in Wasser gelöste Nährstoffe in starker Verdünnung auf (0,2 bis 0,5 %). Die Nährstoffe dringen vor allem durch die Blattoberhaut und werden per aktivem Transport über Trägermoleküle durch die Membranen bis in den Innenraum der Zelle (die Vakuole) befördert. Diese Art der Nährstoffaufnahme über die Blätter nennen wir Blattdüngung.

Bei dieser Form der Ernährung gelangen die Nährstoffe sehr schnell in die Pflanze und können daher unmittelbar für den Aufbau organischer Substanz genutzt werden. Der höchste Verwertungsgrad wird bei denjenigen Nährstoffen erreicht, an denen es der Pflanze mangelt.

Der Eintritt in die Blätter läuft so schnell ab, dass manche Nährstoffe schon innerhalb weniger Stunden eindringen. Untersuchungen haben gezeigt, dass binnen 1 bis 4 Stunden bereits 50 % des zugeführten Stickstoffs und binnen 5 Stunden 50 % des Magnesiums oder Natriums aufgenommen sind. Langsamer (in 3 bis 5 Tagen) werden Kalium, Phosphor und Calcium aufgenommen. Aber auch diese Zeiten sind im Vergleich zur Aufnahme „über die Wurzeln“ deutlich kürzer.

Auch der Verwertungsgrad der Nährstoffe „über das Blatt“ liegt zwei- bis dreimal höher als über den Boden. Zur schnellen und sehr guten Aufnahme über die Blätter tragen eine niedrigere Lufttemperatur und eine höhere relative Luftfeuchte bei. Ebenso lässt die Blattoberfläche nach einem Regen oder beim Einsatz sogenannter Netzmittel die Nährstoffe leichter durch.

Die aufgenommenen Nährstoffe werden in komplexen biologischen Vorgängen verwertet, deren Ergebnis Wachstum und Entwicklung der Pflanze bis hin zum gewünschten Erntegut sind. Fachlich sprechen wir von der Umsetzung des genetischen Programms der jeweiligen Art und Sorte. Je besser die Nährstoffaufnahme dem Bedarf und dem Vegetationsrhythmus der Pflanze entspricht, desto reicher und hochwertiger fällt die Ernte aus. 

Dieses Verhältnis ist für die einzelnen Arten und Sorten spezifisch und verschiebt sich in gewissen Grenzen auch im Lauf der Vegetation. So ist bei den meisten Kulturen das optimale Verhältnis von Stickstoff zu Phosphor bei jungen Pflanzen weiter (auf eine Einheit Phosphor kommt mehr Stickstoff) als bei älteren. Wie wichtig ein passendes Verhältnis der aufgenommenen Nährstoffe für den Anbauerfolg ist, zeigt zum Beispiel ein Versuch mit Tomaten.

Früchte je Strauch: 13,8
Mittleres Fruchtgewicht: 60,3 g
Gewicht der roten Früchte je Strauch: 779 g

Früchte je Strauch: 16,6
Mittleres Fruchtgewicht: 74,2 g
Gewicht der roten Früchte je Strauch: 1103 g

Früchte je Strauch: 20,3
Mittleres Fruchtgewicht: 76,6 g
Gewicht der roten Früchte je Strauch: 1453 g

An der Tabelle ist sehr gut zu sehen, dass bei unzureichender Aufnahme von Phosphor (P) und Kalium (K) weniger und kleinere Früchte wuchsen, sodass der Ertrag am Ende fast um die Hälfte niedriger ausfiel.

In der recht einfachen Regel, dass Pflanzen die Nährstoffe entsprechend ihrem Bedarf in ausgewogenem Verhältnis aufnehmen sollen, um viel und gut zu tragen, liegt der Erfolg all jener Gärtnerinnen und Gärtner, die das „Einmaleins von Pflanzenernährung und Düngung“ beherrschen.

Wir alle wissen: Erfolg auf diesem Feld verlangt nicht nur, sich bestimmte Düngemaßnahmen anzueignen, sondern auch einen „Blick hinter die Kulissen der chemischen und biologischen Vorgänge in Boden, Pflanze und Dünger“ — also auch das Studium der Fachliteratur. Denn beim Optimieren der Pflanzenernährung sind nicht nur der Bedarf der Kulturen und die Eigenschaften der Dünger zu berücksichtigen, sondern auch die Eigenschaften des Bodens, die Art seiner Bearbeitung, der Einfluss der Witterung und weiterer Faktoren, wie das folgende Kapitel über die Einflüsse auf die Nährstoffaufnahme zeigt.

Es ist noch nicht lange her, da nahmen wir an, auf die Nährstoffaufnahme der Pflanzen in unseren Gärten wirke vor allem der Dünger, den wir direkt zur Kultur geben. Chemische Pflanzenanalysen, die in den letzten Jahren auch bei Gartenkulturen durchgeführt werden, haben unsere früheren Vorstellungen korrigiert. Ein Beispiel: Die Karotte entzog, gedüngt mit 9,0 g Stickstoff, 1,8 g Phosphor und 10,0 g Kalium, dem Boden weit mehr Nährstoffe, als der Dünger geliefert hatte. Das liegt daran, dass in Gartenböden, die regelmäßig organisch und mineralisch gedüngt werden, hohe Nährstoffgehalte vorliegen und Nährstoffe aus dem Bodenvorrat besser aufgenommen werden.

Über den Nährstoffgehalt im Boden unserer Beete können wir uns per Bodenanalyse einer entnommenen Probe Klarheit verschaffen. So zeigte etwa die Analyse eines regelmäßig gedüngten Gartenbodens, dass bis 20 cm Tiefe auf 1 kg Erde 260 mg P (Phosphor), 510 mg K (Kalium) und 116 mg Mg (Magnesium) entfallen. Umgerechnet auf Gramm und Quadratmeter sind das 78 g P, 153 g K und 35 g Mg. Das ist ein Vielfaches dessen, was wir im Jahr über den Dünger zuführen. (Als sehr hohe Gabe gelten bereits 5 g P, 20 g K und 3 g Mg.)

Wir haben gesehen, dass Pflanzen Nährstoffe sowohl aus dem Dünger als auch aus dem Bodenvorrat schöpfen. Mit der Düngung liefern wir Nährstoffe an die Pflanzen; weil sie im Jahr der Düngung aber nur einen Teil davon aufnehmen können, geht der Rest in den Bodenvorrat (die alte Bodenkraft) über, aus dem ihn die folgenden Kulturen schöpfen. „Wir düngen also unmittelbar nicht nur die Pflanzen, sondern auch den Boden und über ihn die Folgekulturen.“

Aus organischen Düngern (Mist, Kompost) können Pflanzen im Jahr der Düngung rund 35 % des Stickstoffs, 25 % des Phosphors und 45 % des Kaliums aufnehmen. Aus Mineraldüngern liegt der im Düngejahr aufgenommene Anteil höher, nämlich bei etwa 60 % Stickstoff, 25 % Phosphor und 55 % Kalium. Der Ausnutzungsgrad hängt nicht nur von der passend gewählten Düngemaßnahme ab, sondern auch von einer Reihe weiterer Faktoren (Kulturart, Bodenfruchtbarkeit, Witterung). Wegen der unterschiedlichen Ausnutzung und der unterschiedlichen Fähigkeit der Böden, einzelne Nährstoffe festzuhalten, gehen auch Hobbygärtner zu einem System über, in dem mit Stickstoffdüngern vor allem die Pflanze und mit den übrigen eher der Boden gedüngt wird. Versuchsergebnisse und langjährige Erfahrung zeigen, dass diese Vorgehensweise auch im Garten zu einer besseren Ausnutzung der Nährstoffe für hohe und gute Erträge beiträgt.

Sprechen wir noch über die wichtigsten Ursachen, die die Ausnutzung der Nährstoffe aus Dünger und Boden mindern. Häufige Ursache einer geringen Stickstoffausnutzung aus leicht löslichen Düngern (Salpeter, Harnstoff oder Mehrnährstoffdüngern) ist, dass wir statt niedriger, häufiger Gaben eine einmalige hohe Gabe geben. Aus dieser können Pflanzen rund 40 % weniger aufnehmen, als wenn wir dieselbe Stickstoffmenge in Dritteln dreimal über die Vegetation verteilen. Das liegt daran, dass Pflanzen eine große Stickstoffmenge nicht auf einmal aufnehmen können und dass sich vor allem die Nitratform im Boden schlecht bindet. Beim ersten stärkeren Regen oder Gießen wandert der nicht aufgenommene Stickstoff also ins Grundwasser und verdirbt zum Schaden aller die Trinkwasservorräte. Die deutsche Trinkwasserverordnung setzt den Grenzwert bei 50 mg Nitrat je Liter an; Wasser, das für die Zubereitung von Säuglingsnahrung ausgelobt wird, darf höchstens 10 mg je Liter enthalten. Einmalig hohe Stickstoffgaben führen meist auch zu erhöhten Nitratgehalten in den Pflanzen, besonders im Gemüse, wo sie dem Menschen ebenfalls schaden. Deshalb gehen Hobbygärtner immer häufiger dazu über, Gartenkulturen während der Vegetation mit kleinen Gaben Stickstoffdünger nachzuversorgen.

Mit Blattdüngern beschleunigen wir die Nährstoffaufnahme: Stickstoff in Form einer Harnstofflösung wird zum Beispiel von Gurken oder Tomaten zu 50 % schon in 1 bis 4 Stunden aufgenommen, Magnesium beim Apfelbaum zu 20 % binnen einer Stunde.

Einen erheblichen Einfluss auf die Nährstoffaufnahme hat die Bodenreaktion. Die meisten Nährstoffe sind auf sauren wie auf basischen Böden schlechter verfügbar. Sehr deutlich reagiert etwa Phosphor (P) bei saurer Bodenreaktion (unter pH 5,0) und bei basischer (alkalischer) Bodenreaktion (über pH 7,0), wenn seine Verfügbarkeit für die Pflanze stark sinkt. Deshalb ist auch die Wirkung einer Düngung mit löslichen Phosphorformen (etwa Superphosphat) auf solchen Böden gering. Mangan (Mn) ist in sauren Böden am besten verfügbar, Bor (B) dagegen ist gerade in sauren Böden schlecht verfügbar.

Die besten Bedingungen für die Nährstoffaufnahme haben Gartenkulturen dort, wo die Bodenreaktion ihren Ansprüchen entspricht. Ist das nicht der Fall, sind passende Maßnahmen nötig: eine saure Bodenreaktion durch Kalkung abpuffern oder eine alkalische Reaktion durch Ansäuern senken (mit Torf, mit physiologisch sauren Düngern). Ein weiterer Faktor, der die Aufnahme mindert, ist Trockenheit. Bei Wassermangel leiden Pflanzen meist an einem Mangel an sämtlichen Nährstoffen. In Apfelblättern lag der Stickstoffgehalt in einem trockenen Jahr um 35 %, der Phosphorgehalt um 30 % und der Kaliumgehalt um 33 % niedriger als in einem feuchteren Jahr. Bei den einzelnen Kulturen begegnet uns vor allem Phosphor- und Bormangel.

Ohne Bewässerung 

P-Gehalt im Blatt = 100 %

K-Gehalt im Blatt = 100 %

Mit Bewässerung 

P-Gehalt im Blatt = 157 %

K-Gehalt im Blatt = 120 %

Ohne Bewässerung 

P-Gehalt im Blatt = 100 %

K-Gehalt im Blatt = 271 %

Mit Bewässerung 

P-Gehalt im Blatt = 157 %

K-Gehalt im Blatt = 125 %

Trockenheit lässt sich weitgehend durch Bewässerung ausgleichen. Obstbäume hatten bei Bewässerung höhere Gehalte an Phosphor (P) und Kalium (K) in den Blättern als unbewässerte Bäume.

Auch ein Zuviel an Wasser — Staunässe — stört die Nährstoffaufnahme, vor allem wegen des Luftmangels im Boden. Ähnlich ist es auf verschlämmenden Böden. Die Kruste, die sich an der Bodenoberfläche bildet, „erstickt“ die Pflanzen nicht nur, sie beschränkt auch ihre Ernährung. Versuche mit Gräsern zeigten, dass etwa bei der Wehrlosen Trespe Luftmangel in der Wurzelzone die Nährstoffaufnahme um rund ein Viertel senkte. Gärtnerinnen und Gärtner kennen die „düngende“ Wirkung des Lockerns verdichteter Erde gut: Danach folgt stets eine lebhaftere Nährstoffaufnahme. In einem Versuch mit Tomaten sank die Nährstoffaufnahme mit fallendem Sauerstoffpartialdruck (O2) in der Nährlösung.

Senkung des O2-Drucks um 76 %

P – Phosphor

K – Kalium

Senkung des O2-Drucks um 98 %

P – Phosphor

K – Kalium

Untersucht wurde auch der Einfluss des Lichts. Es zeigte sich, dass die Nährstoffaufnahme mit sinkender Beleuchtungsstärke allgemein zurückgeht. Am wenigsten sinkt die Kaliumaufnahme. Offenbar wird durch sie ein Mangel an einfallendem Licht bis zu einem gewissen Grad ausgeglichen. Nicht nur Wasser und Licht, auch die Bodentemperatur wirkt auf die Aufnahme. Eine kältebedingte Minderung wurde vor allem bei Kalium (K), aber auch bei Phosphor (P) beobachtet, während die relative Aufnahme von Calcium (Ca) und Magnesium (Mg) stieg.

Wie bereits erwähnt, haben Pflanzen in einem ausreichend mit organischer Substanz (Humus) versorgten Boden bessere Bedingungen für die Nährstoffaufnahme, und jeder Gärtner weiß, dass auf einem organisch unzureichend gedüngten Boden auch die Wirkung von Mineraldüngern geringer ausfällt.

Es heißt, dass bei regelmäßiger organischer Düngung die Aufnahme aus Mineraldüngern um rund 44 % höher liegt bei Stickstoff (N), um 33 % bei Phosphor (P), um 65 % bei Kalium (K), um 12 % bei Calcium (Ca) und um 45 % bei Magnesium (Mg) — verglichen mit einem Boden, der längere Zeit nicht organisch gedüngt wurde. Auch Vorkulturen und ebenso Unkräuter beeinflussen die Aufnahme. Ursache ist häufig ein einseitiger Entzug bestimmter Nährstoffe aus dem Boden, deren Fehlen die Folge- oder Begleitkulturen dann zu spüren bekommen.

Bei höheren Konzentrationen in der Bodenlösung beeinflussen sich die Nährstoffe bei der Aufnahme gegenseitig: Ein relativ im Überschuss vorliegender Nährstoff unterdrückt die Aufnahme mancher anderer. Diese Erscheinung nennen wir Antagonismus. So unterdrückt etwa eine hohe Kaliumkonzentration (bei übermäßiger Kaliumdüngung und unzureichender Magnesiumdüngung) die Magnesiumaufnahme. In einem Versuch mit Sellerie erhöhte eine überhöhte Kaliumgabe den Kaliumentzug um 78 %, bei gleichzeitig um 18 % gesenkter Magnesiumaufnahme.

Andererseits gibt es auch den günstigen Einfluss der Aufnahme eines Nährstoffs auf die Aufnahme anderer. Dieses Phänomen nennen wir Synergismus. Am häufigsten tritt es bei kontinuierlicher Stickstoffdüngung auf Böden auf, die mit den übrigen Nährstoffen gut versorgt sind (in der alten Bodenkraft). Erheblichen Einfluss hat auch die sogenannte Aufnahmekapazität der Pflanze. Sie ergibt sich aus Umfang und Aktivität der Wurzeln. Wichtig ist die neuere Erkenntnis, dass gut ernährte Pflanzen, denen es an keinem Nährstoff mangelt, eine größere Aufnahmefähigkeit haben. Dieser Zusammenhang zeigt sich schon in frühester Jugend, weshalb wir dafür sorgen, dass bereits Saat- und Pflanzgut mit allen Nährstoffen gut versorgt sind. Anders gesagt: Achten wir auf einen guten Ernährungszustand der Mutterpflanze, sind auch die Tochterpflanzen von Anfang an für eine bessere Aufnahme „gerüstet“. Interessant ist die Erkenntnis, dass sich der Ernährungszustand mit Blattdüngern korrigieren und optimieren lässt und damit die Aufnahmekapazität steigt. Damit erklären sich auch unerwartete Ertragszuwächse und Qualitätsverbesserungen beim sinnvollen Einsatz vergleichsweise kleiner Nährstoffmengen in diesen modernen Düngern.

Der Nährstoffbedarf ist über die Vegetation hinweg nicht immer gleich. Beim Keimen brauchen Samen zwar viel Wasser, aber keine Nährstoffe — sie holen sie aus den Vorräten im Samen oder in der Knolle. Junge Pflanzen haben hohen Bedarf: Sie nehmen intensiv auf und nutzen die Nährstoffe für das Wachstum. Wenn der Zuwachs der Blattfläche seinen Höhepunkt erreicht und sich die Speicherorgane (Samen, Rüben und Ähnliches) zu bilden beginnen, ist der Bedarf ebenfalls hoch, aber schon weitgehend spezifisch. Stickstoff wird in erheblicher Menge beim Aufbau der Eiweiße aufgenommen, vor allem beim Ausbau der Blattfläche. Der Phosphorbedarf erreicht seinen Höhepunkt zu Beginn der Wurzelentwicklung und zu Beginn der Frucht- und Samenbildung. Der Kaliumbedarf ist am größten, wenn die Kohlenhydrate für den Aufbau der Blattmasse gebildet und später zu Reservestoffen umgebaut werden.

In der Schlussphase des Wachstums lässt die Aufnahme nach; zum Teil sinkt der Nährstoffgehalt in der Pflanze durch Blattfall oder durch Ausscheidung über die Wurzeln in den Boden sogar. Deutlich ist das vor allem bei mehrjährigen Kulturen, bei denen ein erheblicher Teil der Nährstoffe in die Speicherorgane verlagert wird.

An der relativen Aufnahmeintensität (N, P, K) bei frühen Kartoffeln und bei spätem Wirsing ist zu sehen, dass frühe Kartoffeln im April nur einen geringen Prozentsatz der Gesamtaufnahme erreichten, während der größte Anteil von Mai bis Juni aufgenommen wurde. Beim späten Wirsing wurde im Mai nur ein kleiner Anteil aufgenommen, der höchste dagegen beim Stickstoff (N) von August bis November und beim Phosphor (P) und Kalium (K) von September bis Oktober. Daran ist auch die Düngung auszurichten: junge Pflanzen nicht überdüngen und ausgewachsene nicht hungern lassen.

Die Nährstoffaufnahme schlägt sich im Zusammenspiel mit der Bildung von Trockenmasse in der sogenannten Nährstoffkonzentration nieder, also im prozentualen Gehalt in der Trockenmasse. Da die Aufnahmeintensität im Lauf der Vegetation der Bildung von Trockenmasse vorauseilt, sinkt die Nährstoffkonzentration in der Trockenmasse. Dieses Phänomen nennen wir „Verdünnungseffekt“. In der Tabelle zeigen wir als Beispiel den Rückgang der Konzentration in der oberirdischen Masse von Gurken in einem späteren gegenüber einem früheren Vegetationsstadium.

April

Stickstoff (N) = 3 %

Phosphor (P) = 7 %

Kalium (K) = 7 %

Mai

Stickstoff (N) = 23 %

Phosphor (P) = 27 %

Kalium (K) = 35 %

Juni

Stickstoff (N) = 100 %

Phosphor (P) = 100 %

Kalium (K) = 100 %

Mai

Stickstoff (N) = 10 %

Phosphor (P) = 6 %

Kalium (K) = 9 %

Juni

Stickstoff (N) = 35 %

Phosphor (P) = 20 %

Kalium (K) = 20 %

Juli

Stickstoff (N) = 60 %

Phosphor (P) = 38 %

Kalium (K) = 40 %

August

Stickstoff (N) = 80 %

Phosphor (P) = 60 %

Kalium (K) = 60 %

September

Stickstoff (N) = 90 %

Phosphor (P) = 90 %

Kalium (K) = 90 %

Oktober

Stickstoff (N) = 95 %

Phosphor (P) = 100 %

Kalium (K) = 100 %

November

Stickstoff (N) = 100 %

Phosphor (P) = 95 %

Kalium (K) = 95 %

Die Nährstoffkonzentration in Pflanzen (ihr prozentualer Gehalt in der Trockenmasse) fällt sehr unterschiedlich aus. Sie hängt nicht nur von der Art und der Vegetationsphase ab, sondern auch vom Pflanzenteil und von den Ernährungsbedingungen. 

In den Blättern stecken am meisten Stickstoff (N) und Kalium (K), meist zwischen 1 und 5 %. Niedriger liegen die Gehalte an Calcium (Ca), Magnesium (Mg), Phosphor (P), Schwefel (S) und Chlor (Cl); sie bewegen sich überwiegend zwischen 0,1 und 2 %. In kleinen Mengen, von 5 bis 200 ppm (ppm = ein Millionstel, also mg je kg), sind Eisen (Fe) und die Spurenelemente Mangan (Mn), Zink (Zn), Kupfer (Cu) und Bor (B) vertreten. In der kleinsten Menge, von 0,2 bis 5 ppm, findet sich Molybdän (Mo). 

Junge Blätter haben meist eine hohe Konzentration der meisten Nährstoffe. Ältere Blätter enthalten dagegen häufig mehr von den wenig beweglichen Nährstoffen, etwa Calcium (Ca), Kupfer (Cu) oder Bor (B). So hatten die jüngsten Tomatenblätter in der Trockenmasse nur 0,7 % Ca, die ältesten dagegen 4,7 % Ca — also fast das Siebenfache. Bestätigt wird das auch durch Daten von der Weinrebe, wo ebenso der Magnesiumanteil in älteren Blättern höher lag.

%N

Jüngstes Blatt = 5,03

Ältestes Blatt = 2

%P

Jüngstes Blatt = 1,60

Ältestes Blatt = 0,67

%Ca

Jüngstes Blatt = 0,05

Ältestes Blatt = 0,60

%Mg

Jüngstes Blatt = 0,17

Ältestes Blatt = 0,28

Während wir in den Wurzeln allgemein niedrige Nährstoffgehalte finden, sammeln sich in den Samen vor allem Stickstoff, Phosphor und Magnesium an. 

Manche Kulturarten zeichnen sich durch höheren Bedarf aus, weshalb wir in ihnen größere Gehalte finden — etwa Hülsenfrüchte, die in der Trockenmasse relativ mehr Calcium (Ca), Magnesium (Mg) und Bor (B), aber wenig Schwefel (S) aufweisen. Kohlgewächse enthalten relativ viel Schwefel. Pflanzen, die Salz vertragen, haben neben Schwefel auch mehr Natrium (Na), Magnesium (Mg) und Chlor (Cl). Pflanzen, die auch auf sauren Böden gut wachsen, haben eine relativ höhere Konzentration an Eisen (Fe), Mangan (Mn) und Aluminium (Al).

Diese Übersicht ergänzen wir laufend — die Werte schwanken je nach Art, Sorte, Pflanzenteil und Vegetationsphase erheblich, sodass eine Tabelle ohne diese Angaben leicht in die Irre führt.

Eine erschöpfende Antwort auf die Frage, wie viele Nährstoffe die angebauten Pflanzen entziehen, würde sehr weit führen, denn: a) es gibt sehr viele Gartenkulturen, und jede von ihnen (und auch die einzelnen Sorten) hat andere Ansprüche; b) die Bedingungen, unter denen Gartenkulturen wachsen, sind sehr verschieden — von sandigen bis zu tonigen Böden, von warmen, trockeneren Tieflagen bis zu kühlen, feuchteren Vorgebirgslagen; c) Düngung und damit der Ernährungszustand sind nicht immer optimal, sodass es mitunter auch zum Luxuskonsum einzelner Nährstoffe kommt;

Der optimale Nährstoffentzug ist jedoch ein wichtiger Anhaltspunkt für die Düngung, und deshalb finden wir in der Fachliteratur genügend Angaben, auf die sich die empfohlenen Düngergaben in den Handbüchern zur Ernährung von Gartenkulturen stützen.

Zur Veranschaulichung: Bei einem Ertrag von 5 kg Blumenkohl je 1 m2 werden im Mittel 20 g N, 3,5 g P, 21 g K, 4,6 g Ca und 0,5 g Mg entzogen, während Rotkohl beim gleichen Ertrag 30 g N, 3,7 g P, 29 g K, 25 g Ca und 4,2 g Mg entnimmt. Es gibt aber auch Kulturen, die je Quadratmeter bei mittleren Erträgen weit weniger entziehen. So entziehen etwa 0,4 kg Spargel im Mittel nur 8 g N, 1,8 g P, 8,4 g K, 3,9 g Ca und 0,9 g Mg.

Natürlich hängt es auch von der Anbauweise ab. Gurken im Gewächshaus entziehen bei einer Ernte von 25 kg je m2 im Mittel 45 g N, 11 g P, 58 g K, 17 g Ca und 6 g Mg. Im Freilandbeet verbrauchen Gurken bei einem Ertrag von 4 kg je m2 nur 15 g N, 4 g P, 21 g K, 4,3 g Ca und 1,5 g Mg.

Bei der sogenannten Nährstoffbilanz, also bei der Überlegung, wie viele Nährstoffe wir über die Düngung ersetzen müssen, ist zu berücksichtigen, dass ein Teil der Nährstoffe aus der Ernte (in den nicht verzehrbaren Pflanzenresten) über den Kompost in den Garten zurückkehrt. In die Rechnung gehört auch der Nährstoffvorrat des Bodens. Ist er zu klein, müssen wir den Bedarf erhöhen; ist er zu groß, sparen wir einen Teil ein.

Ein wichtiges Merkmal bei einem stärkeren Mangel ist bei der Beurteilung mit bloßem Auge (den sogenannten visuellen Diagnosemethoden) die Stelle, an der die Symptome außen an der Pflanze auftreten.

Treten die Mangelsymptome in der Anfangsphase auf:
a) an den jüngeren Blättern, dann fehlt der Pflanze Eisen oder Zink, Kupfer oder Bor;
b) an den älteren Blättern, dann fehlt der Pflanze entweder Stickstoff oder Phosphor, Kalium oder
Magnesium.

Bei Stickstoffmangel (N) wachsen die Pflanzen schlecht, bleiben klein und reifen früher; die Früchte sind klein und wenige. Anfangs sind die Blätter hellgrün, später bis gelb oder auch rötlich, ältere Blätter fallen häufig vorzeitig ab.

Auch bei Phosphormangel (P) bleiben die Pflanzen im Wachstum zurück, sie sind klein und kümmerlich. Die Blüten werden schlecht befruchtet, die Früchte reifen schlecht aus und schmecken sauer. Ältere Blätter sind graugrün, teils rötlich, und fallen vorzeitig ab. Leidet die Pflanze an Kaliummangel (K), ist der Wasserhaushalt gestört, sodass Blätter oder ganze Pflanzen welk wirken. Die Blattränder bleichen aus bis hin zur Braunfärbung (zuerst an älteren Blättern), die Blattspitzen rollen sich mitunter nach innen ein. Bei Bäumen trocknen die Triebe zurück, die Früchte bleiben klein, schmecken nicht gut und sind nicht lagerfähig.

Bei Calciummangel (Ca) bildet sich kein Wurzelhaar mehr, alte Wurzeln bräunen, faulen später und sterben ab. Die Ränder jüngerer Blätter sind ausgeblichen, ältere dagegen dunkelgrün. Besonders Stein- und Schalenobst leiden dann unter Gummifluss und Obstbaumkrebs.

Die Symptome bei Magnesiummangel (Mg) sind sehr typisch. Zuerst entstehen an älteren Blättern zwischen den grünen Blattadern gelbe Stellen neben dunkelgrünen. Die Häufchen grünen Chlorophylls erinnern an Perlen auf einer Schnur. Dieses Mosaik geht später bei Einkeimblättrigen in durchgehende streifige Chlorosen (bis Nekrosen) über, bei Zweikeimblättrigen in fleckige. Bei starkem Mangel treten die Symptome auch an jüngeren Blättern auf.

Schwefelmangel (S) zeigt sich ähnlich wie beim Stickstoff. Hellgrün bis gelb werden hier allerdings zuerst die jüngeren Blätter.

Typisches Zeichen von Eisenmangel (Fe) ist die sogenannte Chlorose: Die Blätter an den Triebenden sind hellgrün bis leuchtend gelb. 

Bei Mangan (Mn) entstehen bei Mangel hellgelbe bis dunkelbraune Flecken zwischen den Blattadern der mittleren bis oberen Blätter. Auch das Wurzelwachstum bleibt stark zurück. Besonders deutlich sind diese Symptome bei Gurken.

Bei Bormangel (B) sterben die Spitzen junger Triebe ab, junge Blätter sind oft gekräuselt und brüchig. Anfangs haben sie eine dunkelgrüne bis blaugrüne Farbe, später bleichen sie aus und sterben ab. Blüten werden nicht angelegt oder entwickeln sich nicht. Beim Obst treten Verkorkungen und Stippen auf.

Eine Aufhellung bis hin zu weißlicher Verfärbung sowie Einrollen oder Verkrümmen der jüngsten Blätter ist ein Zeichen von Kupfermangel (Cu). Auch die Blütenbildung ist eingeschränkt. Ein häufiges Symptom ist zudem das Welken.

Zinkmangel (Zn) zeigt sich als Aufhellung zwischen den Adern auf der Spreite junger Blätter, die klein und verdreht bleiben. Er kann bis zur Ertraglosigkeit von Bäumen führen.

Die Symptome von Molybdänmangel (Mo) ähneln denen des Stickstoffs. Ältere und mittlere Blätter sind anfangs blaugrün, später hellgrün bis gelb. Sie bräunen und sterben ab. Die Pflanzen blühen nicht und stellen das Wachstum ein. Beim Blumenkohl kommt es zur sogenannten Peitschenschwänzigkeit — es bildet sich keine Blume.

Nicht nur eine unzureichende Aufnahme, auch die überschüssige Anreicherung von Nährstoffen in der Pflanze (der sogenannte Luxuskonsum) wirkt sich negativ aus.
Die Ursache sind meist Fehler, die uns bei der Düngung unterlaufen sind. Die überschüssige Aufnahme eines oder mehrerer Nährstoffe führt häufig auch zu einer verringerten Aufnahme anderer
Nährstoffe (Folge des Antagonismus).

Beim Luxuskonsum sinken nicht nur Wachstumsintensität und Ertragsbildung, es leidet auch die Qualität. Die Symptome eines Nährstoffüberschusses sind bereits Ausdruck einer toxischen Wirkung, die Organe der Pflanze und ihre Funktion unterschiedlich stark schädigt.

In Hausgärten kommt es durch „Überdosierung“ am leichtesten zu einer überhöhten Stickstoffaufnahme (N). Auch wenn die Symptome nicht so ausgeprägt sind wie beim Mangel, zeigt sich der Überschuss in einem zu üppigen Wuchs dunkelgrüner Blattmasse und in einer eingeschränkten Blüten- und Fruchtbildung. Die Qualität des Ernteguts ist vor allem durch hohe Nitratgehalte gemindert.

Einem Phosphorüberschuss (P) begegnen wir selten. Er kann sich in Symptomen von Eisen- (Fe) oder Zinkmangel (Zn) äußern, deren Aufnahme er unterdrückt.
Ein Kaliumüberschuss (K) zeigt sich bei Pflanzen meist darin, dass die Aufnahme von Magnesium (Mg) und Calcium (Ca) eingeschränkt wird. Ein direkter Calciumüberschuss (Ca) in der Pflanze ist nicht bekannt. Eine „Überkalkung“ äußert sich jedoch in einer verringerten Aufnahme vor allem von Eisen, und die Pflanzen zeigen Chlorosen. Ein Magnesiumüberschuss (Mg) geht in der Regel mit Calciummangel einher, der sich in den beschriebenen Symptomen an Trieben und Wurzeln zeigt. Die Symptome eines Schwefelüberschusses (S) sind am ehesten von Nadelbäumen als Immissionsschäden aus dem Lufteintrag in der Nähe von Verbrennungsanlagen mit höherem Schwefelgehalt bekannt.

Bei den Mikroelementen (Spurenelementen), bei denen die Spanne zwischen Mangel, Optimum und Überschuss sehr eng ist, kann eine „Überdosierung“ leicht sichtbare Schäden auslösen. Bei Bor (B) ist zum Beispiel eine Vergilbung der Blattspitzen typisch, die sich später ausweitet und in eine Braunfärbung des ganzen Blattes übergeht. Ein Kupferüberschuss (Cu) zeigt sich meist in Symptomen von Eisenmangel. Auf einen Manganüberschuss (Mn) reagieren Kohlgewächse empfindlich, und bei Gurken färben sich die Adern älterer Blätter rotbraun bis dunkelrot. Goldene und orangegelbe Chlorosen bei Tomaten sind ein Zeichen von Molybdänüberschuss (Mo). Die Symptome eines Zinküberschusses (Zn) entsprechen denen von Eisen- oder Manganmangel. Dagegen ist eine Chlorose der Blattränder mit Braunfärbung und Absterben, zum Beispiel bei der Johannisbeere, ein Zeichen von Chlorüberschuss (Cl).

In Versuchen zeigten Pflanzen mit unausgewogener Nährstoffversorgung bei gleichem Infektionsdruck häufiger Befall als gut versorgte. So geht ein Stickstoffüberschuss (N) mit stärkerem Mehltaubefall einher, Phosphor- (P) und Kaliummangel (K) mit stärkerem Rostbefall. Bei Kaliummangel steigt der Zuckergehalt in den Blättern, was Blattläuse anzieht. Bei Kulturen, die Frost ausgesetzt sind, geht ein zu niedriger Kaliumgehalt mit geringerer Frosthärte einher. Pflanzen, die in der Jugend zu wenig Phosphor bekommen haben, vertragen Kälte schlechter. Ernährungsfehler, die zu einer schwachen Wurzelentwicklung führen (etwa beim Calcium), erhöhen die Gefahr des Vertrocknens, weil die Wurzeln nicht in tiefere, feuchtere Bodenschichten reichen. Auch ein Kaliummangel im Gewebe verschlechtert den Wasserhaushalt, also die Verträglichkeit von Trockenperioden.

Qualitätsmängel bei Gartenprodukten haben sehr oft ihre Ursache in einer unausgewogenen Pflanzenernährung. Das derzeit meistdiskutierte Problem unter Anbauern ist der überhöhte Nitratgehalt in Gartenprodukten. Für Blattgemüse wie Spinat, Kopfsalat und Rucola gelten EU-weit Höchstgehalte für Nitrat (Verordnung (EU) 2023/915); sie werden von Zeit zu Zeit angepasst, weshalb wir empfehlen, sich an der jeweils gültigen Fassung zu orientieren. Zur schädlichen Anreicherung von Nitrat kommt es, wenn die Stickstoffaufnahme nicht durch die Aufnahme der übrigen Nährstoffe (oder durch Licht, Wärme, Wasser) ausgeglichen wird. Bei diesem sogenannten Luxuskonsum von Stickstoff kann seine Nitratform nicht zu den erwünschten und nützlichen Stickstoffverbindungen (Eiweißen und Ähnlichem) verarbeitet werden, sodass der Nitratstickstoff wegen der Ernährungsfehler unverarbeitet und nicht eingebaut bleibt. Es gilt daher der Grundsatz: Je besser wir Pflanzen ernähren können (sodass ihnen kein Nährstoff fehlt), desto mehr Stickstoff kann die Pflanze aufnehmen, ohne dass sich Nitrat anreichert — und desto höher und hochwertiger fällt der Ertrag aus.

Stickstoffüberschuss und vor allem Kaliummangel, aber auch ein Überschuss an Chlor oder Calcium verschlechtern Speisequalität und Lagerfähigkeit von Kartoffeln. Ausreichend Phosphor sorgt für ausgereifte Knollen. Calciummangel verschlechtert die Qualität von Äpfeln (Stippigkeit). Es gibt eine ganze Reihe weiterer mehr oder weniger ungünstiger Folgen von Mangel oder Überschuss, und deshalb ist das wachsende Interesse an einer richtigen Ernährung der Gartenkulturen völlig berechtigt.