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Nährstoffwechselwirkungen am Beispiel Kalium und Magnesium

Eine ausgewogene Düngung fördert ein gesundes Pflanzenwachstum. Für eine gezielte Düngergabe ist es wichtig, nicht nur den Nährstoffbedarf der jeweiligen Kultur, sondern auch die Nährstoffverhältnisse im Boden zu berücksichtigen. Damit die durch die Düngung zur Verfügung gestellten Nährstoffe auch in die Pflanzen aufgenommen werden können, gilt es Wechselwirkungen – auch genannt Interaktionen  – zwischen den Nährstoffen und nützlichen Elementen (wie z.B. Natrium) zu beachten.

 

Erklärvideo zum Thema: Was ist das optimale K-Mg-Verhältnis im Boden?

Welche Wechselwirkungen von Pflanzennährstoffen gibt es?

Die Wechselwirkungen zwischen den Nährstoffen können positiven und negativen Einfluss auf die Nährstoffaufnahme nehmen. Wie die Abbildung (PDF Download der Grafik) zeigt, entsteht ein vielfältiges Wirkungsgefüge zwischen den Nährstoffen und nützlichen Elementen, sobald sie im Boden oder in der Pflanze miteinander in Kontakt treten. Die Pfeilspitze zeigt jeweils, in welcher Richtung und Ausprägungsstärke die Interaktion wirkt. Teils gibt es auch beidseitige Wechselwirkungen, zum Beispiel zwischen Kalium und Natrium. Starke Interaktionen sind mit dickeren, durchgezogenen Pfeilen (hier rot) gekennzeichnet.

Einige Nährstoffe begünstigen die Verfügbarkeit eines anderen Nährstoffs im Boden, fördern seine Aufnahme in die Pflanze oder seine Funktion im Stoffwechsel der Pflanze. Es entsteht eine positive Wechselwirkung – auch Synergismus genannt. In anderen Fällen hemmt ein bestimmter Nährstoff die Verfügbarkeit, Aufnahme oder Funktion eines anderen. Dabei spricht man von einer negativen Wechselwirkung – dem sogenannten Nährstoffantagonismus.

Der im Video erklärte Antagonismus zwischen Kalium und Magnesium ist in der Praxis besonders relevant. Da dieser Ertrag und Qualität der Ernte schmälern kann, ist bei beiden Makronährstoffen ein besonderes Augenmerk auf eine ausgewogene Düngung geboten.

 

Wie beeinflusst Kalium die Aufnahme von Magnesium?

Kalium (K) hat einen antagonistischen, also hemmenden Einfluss auf die Aufnahme von Magnesium (Mg). Dieser Zusammenhang ist besonders interessant, weil ein Überangebot an Kalium die Aufnahme von Magnesium an der Pflanzenwurzel hemmt, es aber umgekehrt bei hohen Magnesiummengen in der Bodenlösung zu keiner Beeinträchtigung der Kaliumaufnahme kommt. Es handelt sich also um einen einseitigen Antagonismus.

Wie nehmen Pflanzen Kalium und Magnesium auf?

Die Nährstoffaufnahme erfolgt über den Boden in die Wurzel und Pflanze über sogenannte Transporter. Dabei gibt es bei der Kalium- und Magnesiumaufnahme grundsätzlich unterschiedliche Aufnahmemechanismen. Magnesium-Ionen gelangen nur über einen Weg – die sogenannten unspezifischen Transporter – in die Pflanze. Unspezifisch beutetet, dass dieser Weg auch von anderen Nährstoffen, wie z.B. Kalium, genutzt werden kann. Dem gegenüber bedient sich Kalium verschiedener Wege. Neben den unspezifischen Transportern gelangt es auch über spezifische Transporter in die Wurzeln, die ausschließlich Kalium in die Pflanze aufnehmen. Dies ist der Grund, warum ein sehr großes Angebot an Kalium die Magnesiumaufnahme stören kann, eine hohe Magnesiumverfügbarkeit im Boden jedoch keinen Einfluss auf die Kaliumaufnahme der Pflanze besitzt.

Ausgewogenes K-/Mg-Verhältnis

Kalium wird über spezifische und unspezifische Transporter aufgenommen, Magnesium ausschließlich über unspezifische Transporter. Beide Nährstoffe werden bedarfsgerecht in die Pflanzenwurzel aufgenommen.

Hohe K-Verfügbarkeit geringe Mg-Verfügbarkeit

Das Überangebot an Kalium blockiert auch die unspezifischen Transporter, aufgrund dieses Aufnahmeantagonismus kann nicht genug Magnesium aufgenommen werden.

Hohe Mg-Verfügbarkeit geringe K-Verfügbarkeit

Magnesium blockiert die unspezifischen Transporter, Kalium kann dennoch über spezifische Transporter aufgenommen werden und so ist die Versorgung der Pflanze gesichert.


Unspezifische Kationen-Transporter zur Aufnahme von z.B. K+ oder Mg2+

Spezifische K+-Transporter (sie nehmen ausschließlich K+-Ionen auf)


Wie lässt sich der Antagonismus in der Praxis vermeiden?

In der Praxis sollte bei der Kaliumdüngung auch der Magnesiumgehalt im Boden berücksichtigt werden. Je nach Ergebnis der Bodenprobe empfiehlt es sich in vielen Fällen, Kalium in Kombination mit Magnesium zu düngen bzw. ein hohes Kaliumangebot aus organischen Stoffen durch eine gezielte Magnesiumdüngung auszugleichen. So lässt sich das Auftreten des Kalium-Magnesium-Antagonismus vermeiden.

Werden hingegen größere Kaliummengen ohne gleichzeitige Gabe von Magnesium  gedüngt, kann diese Vorgehensweise das Nährstoffverhältnis der Wurzeloberfläche zu Ungunsten von Magnesium verschieben: Die Pflanze leidet unter Magnesiummangel, obwohl im Boden ausreichend Magnesium vorhanden ist. Grund dafür ist das ebenfalls vorhandene Kalium, welches die Aufnahme von Magnesium hemmt. Umgekehrt gilt diese beschriebene Interaktion nicht.

Was ist das optimale K-Mg-Verhältnis im Boden?

Die Erfahrungen aus umfangreichen Feldversuchen haben gezeigt: Mit einem Kalium-/Magnesium-Verhältnis von 3 : 1 im Boden kann eine Aufnahme beider Nährstoffe gewährleistet werden. Dies wird auch durch die jeweiligen Konzentrationsbereiche in der Bodengehaltsklasse C sichergestellt.

Abweichend davon sollte im Weinbau dieses Verhältnis etwas enger sein (2,5 : 1), um der Gefahr von Stiellähme vorzubeugen. Im Obst- und Gemüsebau reicht die Spannweite des optimalen Nährstoffverhältnisses je nach Kultur von 2 – 5 : 1. Diese Nährstoffverhältnisse im Boden sichern einen hohen Ertrag und eine gute Qualität der Ernteprodukte.

Wenn Sie sich über das Video und den Beitrag hinaus zu den Themen K-Mg-Antagonismus informieren möchten, können Sie den ausführlichen WISSENS SPEICHER-Beitrag zum Thema herunterladen oder kostenlos den exklusiven Sammelordner mit Wissen rund um Pflanzenernährung bestellen und neue Themen automatisch per Post bekommen.

Weiterführende Informationen

Zum Nährstoff: Magnesium

Zum Nährstoff: Kalium

Zu magneisumhaltigen Pflanzennährstoffen

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