Warum brauchen Pflanzen Stickstoff?
Stickstoff ist generell für Pflanzen und besonders für landwirtschaftliche Kulturpflanzen sehr wichtig. Er fördert das Pflanzenwachstum sowie die Photosynthese, denn er ist ein grundlegender Baustein für Proteine und DNA. Ein Mangel oder Überschuss an Stickstoff beeinträchtigt oft die Qualität der Ernte.
Stickstoff in der Pflanze
Das Trockengewicht einer Pflanze besteht zu 1,5 % aus Stickstoff. Der Durchschnitt liegt zwischen 0,5 % bei Gehölzen und 5,0 % bei Leguminosen. Nur Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff kommen in höheren Konzentrationen vor. Allerdings können diese Nährstoffe von der Pflanze aus der Luft und dem Wasser aufgenommen werden. Daher spielen sie – im Gegensatz zu Stickstoff – bei der Düngung und Bodenbewirtschaftung nur eine untergeordnete Rolle.
Wachstum und Photosynthese fördern
Während der vegetativen Phase (Wachstumsphase) ist Stickstoff der wichtigste Steuerungsfaktor. Pflanzen brauchen ihn, um zu wachsen und genügend Biomasse aufzubauen, bis sie in die generative Phase (Blütephase) übergehen können. Vor allem für die Blattbildung wird viel Stickstoff benötigt. Mehr Biomasse bedeutet mehr Energie aus der Photosynthese. Dies führt zu einem höheren Ertragspotenzial.
Stickstoff stimuliert die Zellteilung und -streckung sowie die Verlängerung der Wachstumsperiode. Bei der Zellteilung wächst die Pflanze durch die Bildung neuer Zellen. Bei der Zellstreckung nehmen die vorhandenen Zellen mehr Feuchtigkeit auf, wodurch die Pflanze wächst.
Pflanzen brauchen auch Stickstoff, um Chlorophyll (Blattgrün) zu produzieren. Das Blattgrün verleiht der Pflanze ihre grüne Farbe und ist die Grundlage für die Photosynthese. Bei diesem Prozess wandeln Pflanzen – unter dem Einfluss von Sonnenlicht – Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) in Glukose und Sauerstoff (O2) um.
Baustein für Proteine und DNA
Stickstoff ist ein essenzieller Baustein von Aminosäuren und Nukleinsäuren. Aminosäuren sind die Bausteine von Proteinen, die in der Pflanze eine Vielzahl biologischer Funktionen erfüllen. Proteine gehören zu den grundlegenden Molekülen der Lebewesen. In Nukleinsäuren ist die Erbinformation aller Organismen gespeichert. Die bekannteste ist die Desoxyribonukleinsäure, besser bekannt als DNA.
Allgemeine Struktur von Aminosäuren, die das Element Stickstoff (N) enthalten
Wie erkennt man Stickstoffmangel oder -überschuss?
Pflanzen zeigen eine verzögerte Entwicklung, eine kurze Wachstumsperiode und eine frühe Blüte. Stickstoff ist in der Pflanze mobil, so dass sich der Mangel zuerst durch die Vergilbung der älteren Blätter bemerkbar macht. Ein Mangel an Chlorophyll führt hier zu einer Vergilbung des Blattes von der Spitze bis zur Blattmitte. Dementsprechend sind Ertragseinbußen bei Stickstoffmangel unvermeidlich.
Stickstoffmangel lässt sich an gelben Blattspitzen erkennen
Aber auch eine zu hohe Stickstoffversorgung kann sich negativ auf die Pflanzenentwicklung auswirken. Es kommt zur Bildung von übermäßig großen Zellen mit einem Proteinüberschuss und dünnen Zellwänden. Die Blätter werden übermäßig groß, dunkelgrün und welk, was sie anfällig für Krankheiten macht. Außerdem führen die Vielzahl der Blätter zu einem feuchteren Mikroklima in der Pflanze, was die Entwicklung von Pilzen begünstigen kann.
Die Pflanze bleibt bei einem Stickstoffüberschuss viel länger grün und ertragsfähig. Das ist für die Ernte eines reifen Produktes hinderlich. Ein zu starkes Blattwachstum kann bei Kulturen, bei denen die Wurzel oder Knolle geerntet wird, zu Ertragseinbußen führen. Bei Blattgemüse kann z. B. eine große Stängel- oder Blattmasse angestrebt werden. Daher ist eine ausgewogene Stickstoffmenge für ein optimales Wachstum der Pflanzen unerlässlich. Pflanzen können Stickstoff in Form von Nitrat (NO3–) schnell oder Ammonium (NH4+) langsam aufnehmen. Ein Dünger wie Kalkammonsalpeter/KAS enthält beide Stickstoff-Formen zu einem Anteil von je 50%.
Quellen
Mahler, R. (2004). Nutrients Plants Require for Growth. University of Idaho.
Curtis, N. Plant nutrition and soils. Victoria University.
The Mosaic Company (2013). Nitrogen in Plants.
Broekhuizen, J. (2013). Bodem, bemesting en teeltplan.