Warum brauchen Pflanzen Phosphor?
Phosphor spielt eine wichtige Rolle bei der Atmung und der Energieversorgung der Pflanzen. Im zeitigen Frühjahr ist Phosphor wichtig für ein gutes Wurzel- und Jungpflanzenwachstum. Darüber hinaus ist Phosphor an der Bildung von Proteinen und der DNA beteiligt. In der Natur kommt das Element in Form von Phosphaten, die aus Verbindungen von Phosphor mit Sauerstoff bestehen. Bei Phosphatmangel stagnieren das Wachstum und die Entwicklung der Pflanzen.
Phosphor in der Pflanze
Phosphor ist, wie Stickstoff und Kalium, ein Makronährstoff. Das bedeutet, dass eine Pflanze für ihre Entwicklung eine relativ hohe Menge an Phosphor benötigt. Das Trockengewicht einer Pflanze besteht zu 0,2 % aus Phosphor. Dieser Durchschnitt liegt je nach Kultur zwischen 0,1 und 0,5 %. Zu den phosphatbedürftigen Kulturen gehören Freilandgemüse wie Kopfsalat, Spinat und Endivie, die meist auf leichteren Böden angebaut werden. Diese Pflanzen mit begrenztem Wurzelwachstum müssen in kurzer Zeit große Mengen an Phosphat aufnehmen. Auch Kartoffeln, Zwiebeln und Mais haben einen hohen Phosphatbedarf.
Förderung des Wurzel- und Jungpflanzenwachstums
Im Frühjahr hat Phosphat eine stimulierende Funktion für das Wurzelwachstum. Gerade dann ist die Wurzelentwicklung für die Pflanze wichtig, da sie direkte Auswirkung auf die Aufnahme von Wasser, Stickstoff und Nährstoffen hat. Vor allem im Jugendstadium nehmen die Pflanzen viel Phosphat auf. Wenn die Pflanzen schon 25 % ihrer Trockenmasse gebildet haben, sind bereits 75 % des gesamten Phosphats aufgenommen.
Ein gutes Anfangswachstum führt in der Regel zu einer guten Knollen-, Wurzel- und Samenbildung. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Pflanze über genügend Stängel und Blätter für die Photosynthese und damit über eine gute Produktionskapazität verfügt. Phosphat sorgt also für eine rechtzeitige Reifung. Für Pflanzen, die in unserem Klima nur schwer ausreifen, ist die Phosphatversorgung daher besonders wichtig.
Photosynthese und Atmung
Für die Prozesse in der Pflanze wird Energie benötigt. Diese wird durch phosphatreiche Moleküle wie ATP (Adenosintriphosphat) bereitgestellt. Der bekannteste Vorgang ist die Photosynthese. Die Photosynthese erfolgt in zwei Schritten. Im ersten Schritt wird die Energie des Sonnenlichts in ATP-Moleküle umgewandelt (Lichtreaktion). Dies geschieht in Form einer energiereichen Phosphatbindung. Das ATP transportiert die Energie zu den Chloroplasten im Blattgrün der Pflanze. Im zweiten Schritt wird die Energie dort freigesetzt und Glukose gebunden (Dunkelreaktion).
Pflanzen atmen, wie auch der Mensch, kontinuierlich. Dies wird auch als Respiration bezeichnet. Dieser Prozess ist das Gegenteil der Photosynthese. Die Pflanze verbraucht Glukose und setzt dabei Energie frei, die sie zum Überleben (Erhaltungsatmung) und zum Wachstum (Wachstumsatmung) benötigt. Auch hier spielen phosphathaltige Moleküle als Energieträger eine wichtige Rolle.
Allgemeine Struktur von ATP mit energiereichen Phosphatbindungen
Phosphatmangel führt dazu, dass sich die Blätter dunkelgrün oder sogar rötlich-violett verfärben
Wie erkennt man Phosphatmangel oder -überschuss?
Phosphatmangel ist nicht immer leicht zu erkennen. Eine Verfärbung der Blätter von dunkelgrün bis rötlichviolett kann ein Anzeichen dafür sein. Das Blattwachstum und die Blattfläche sind durch Einrollen reduziert, wodurch das Blatt kleiner erscheint. In einigen Fällen werden die Blattspitzen braun und sterben ab.
Bei Phosphatmangel verzögert sich die Entwicklung der Pflanzen und die Reifung. Die Pflanzen bilden keine Köpfe (Salat), weniger und kleinere Knollen (Kartoffeln, Blumenzwiebeln), weniger Stängel (Getreide), weniger Samen (Getreide, Nutzpflanzen) oder weniger Biomasse (Gras, Mais). Bei Grünland verschlechtert sich die Qualität im Hinblick auf die Ernährung des Nutztieres.
Kulturen mit einer längeren Vegetationsperiode haben mehr Zeit, sich von Phosphatmangel zu erholen. Außerdem können sie den Mangel ausgleichen, indem sie Phosphat aus älteren in jüngere Pflanzenteile verlagern.
Ein Phosphatüberschuss hat sich bisher nicht als schädlich für die Pflanzen erwiesen, es sei denn, es werden mehr als 500 Kilogramm P2O5 pro Hektar ausgebracht. Natürlich ist ein übermäßiger Phosphateinsatz wirtschaftlich nicht sinnvoll, da die zusätzlichen Kosten nicht durch einen höheren Ertrag ausgeglichen werden.
Die richtige Phosphormenge ist also für ein optimales Pflanzenwachstum unerlässlich. Es ist jedoch gut zu wissen, dass nur ein kleiner Teil des Phosphats direkt für die Pflanzen verfügbar ist. Der größte Teil wird im Boden gebunden.
Quellen
Broekhuizen, J. (2013). Bodem, bemesting en teeltplan. (Blz. 93-94)
Schoumans, O., Willems, J. & Duinhoven, G. van. (2008). 30 vragen en antwoorden over fosfaat. Wageningen UR.
Johnston, A. & Steén, I. Understanding Phosphorus and its use in Agriculture. Fertilizers Europe.