Warum brauchen Pflanzen Kalium?

Artikel Oktober 2023

Lesezeit: 3 Minuten

​Kalium spielt eine wichtige Rolle bei der Pflanzenentwicklung und sorgt bei einer Vielzahl von Prozessen für einen reibungslosen Ablauf. Die Pflanze braucht Kalium für die Photosynthese, die Produktion und den Transport von Kohlenhydraten, die Energieversorgung sowie den Wasserhaushalt. Weil es an so vielen Prozessen beteiligt ist, wird Kalium auch als Qualitätselement bezeichnet. Es verbessert Qualitätseigenschaften wie Geschmack, Farbe, Geruch und Lagerfähigkeit. Bei einem Kaliummangel werden alle Funktionen in geringerem Maße erfüllt. Ein Überschuss kann zu Salzschäden führen.

Anteil von Kalium in der Pflanze

Kalium ist nach Stickstoff das zweithäufigste Element in der Pflanze. Trotzdem ist viel weniger darüber bekannt. Das liegt daran, dass Kalium nicht wie Stickstoff in Proteine und Enzyme eingebaut wird. Kalium kommt in der Pflanze nur in gelöster Form als Kaliumionen (K⁺) vor. Das Trockengewicht einer Pflanze besteht zu 1,0 % aus Kalium. Je nach Pflanze liegt dieser Anteil zwischen 0,5 und 5,0 %. Kartoffeln, Zwiebeln und Kohlgewächse sind beispielsweise stark kaliumabhängig.

Wasserhaushalt und Zellspannung

Kalium reguliert die Wasseraufnahme (Osmose), indem es als K⁺-Ion in der Zellflüssigkeit vorliegt. Durch die Aufnahme von Wasser in die Zelle wird die Zellspannung aufgebaut. Dadurch wird die Festigkeit der Pflanze erhöht. Feste Zellwände machen die Pflanze weniger anfällig für Schädlinge und Befall, insbesondere durch Pilze. Die Osmose spielt auch eine wichtige Rolle beim Öffnen und Schließen der Spaltöffnungen der Pflanze. Dieser Mechanismus ist nicht nur für die Verdunstung, sondern auch für den Einlass von CO₂ (Kohlendioxid) und damit für die Photosynthese wichtig.

Kalium macht die Pflanzen widerstandsfähiger gegen Kälte. Dies ist besonders wichtig für Winterkulturen (Winterhärte). Eine doppelte Wirkung: Zum einen verhindert Kalium als Salz in der Zellflüssigkeit ein schnelles Einfrieren der Zellflüssigkeit. Zum anderen sorgt Kalium für eine gute Wasseraufnahme. Ein Frostschaden entsteht oft durch das Austrocknen der Pflanze.

Kalium zum Transport von Stickstoff und Zucker

Kalium wird von den Wurzeln als K⁺ (positiv geladenes Ion) aufgenommen. Es wird daher von der Pflanze verwendet, um negativ geladene Ionen wie Nitrat, Phosphat und Aminosäuren zu auszugleichen. Auf diese Weise kann die Pflanze beispielsweise Zucker und Stärke von den Blättern in andere Pflanzenteile transportieren.

Kalium als Co-Faktor

Als Co-Faktor ermöglicht Kalium wichtige Prozesse wie den Stoffwechsel und die Energiebereitstellung. Die meisten Reaktionen in der Pflanze laufen mit Hilfe von Enzymen ab. Dabei handelt es sich um lange, komplizierte Moleküle. Um ihre Aufgabe richtig zu erfüllen, müssen sie in einer bestimmten Weise zusammengefaltet sein. Nur in diesem gefalteten Zustand können sich andere Moleküle daran binden. Hier hilft Kalium bei der richtigen Faltung der Enzyme.

Kalium bindet sich vorübergehend an ein Enzym und bringt es so in die richtige Position, so dass eine Reaktion stattfinden kann – zum Beispiel die Bildung eines Proteins oder Zuckers. Danach wird Kalium wieder freigesetzt und kann an anderer Stelle wiederverwendet werden. Dieser Prozess wiederholt sich beliebig.

Kalium bewirkt, dass sich Enzyme (blau) auf eine bestimmte Weise falten. Nur in diesem gefalteten Zustand können sich zwei Substanzen (rot und grün) an das Enzym anlagern.

Wie erkennt man Kaliummangel oder -überschuss?

Trotz der großen Bedeutung von Kalium wird diesem Element bei der Düngung wenig Beachtung geschenkt. Der Grund dafür ist, dass nur selten ernsthafte Probleme auftreten. Kalium ist sehr mobil. Wenn ein Mangel droht, versorgt sich die Pflanze selbst an den Stellen mit dem höchsten Bedarf.

Kaliummangel führt zu dünneren Zellwänden, wodurch die Pflanze weniger widerstandsfähig wird. Außerdem äußert sich ein Mangel in Wachstumsschwäche und Austrocknung. Sehr spezifisch sind die abgestorbenen Ränder an den älteren Blättern. Hier wurde Kalium entzogen, was zu einem schlechten Wasserhaushalt führt. Bei absolutem Kaliummangel stagniert alles. Die Pflanze stirbt ab.

Ein Überschuss an Kalium kann die Osmose stark beeinträchtigen. Kaliumdünger lösen sich rasch auf, erhöhen die Ionenkonzentration in der Bodenfeuchte und erschweren so die Wasseraufnahme der Pflanze. Dies wird als Versalzung bezeichnet.

Kaliummangel führt zu gelb/braunen Blattspitzen oder -rändern

Neben den Auswirkungen des Versalzens hat dieser Überschuss an K⁺-Ionen im Wurzelbereich der Pflanzen noch eine weitere nachteilige Wirkung. Kaliumionen neigen dazu, andere positiv geladene Ionen bei der Aufnahme zu verdrängen. Davon betroffen sind Elemente wie Magnesium, Natrium und Bor. Dieses Phänomen wird als Kalium-Antagonismus bezeichnet. Pflanzen können die Aufnahme von Kalium nicht begrenzen. Wenn mehr Kalium zur Verfügung gestellt wird, nehmen die Pflanzen auch mehr auf. Dieses Phänomen kann zu Qualitätsverlusten führen.

Quellen
Krikke, R. Kalium vervult sturende rol.
Kierkels, T. & Heuvelink, E. (2005). Kalium, de grote regelneef bij tal van processen in de plant. Wageningen UR.
Broekhuizen, J. (2013). Bodem, bemesting en teeltplan.