Mikronährstoffe. Wenn wenig viel hilft
Sie werden nicht immer gebraucht, und wenn, dann nur in geringen Mengen. Aber wenn es einen Bedarf gibt, sollten Sie dringend handeln. Welche Mikronährstoffe wann und wo relevant sind, zeigen Wilfried Zorn und Hubert Schröter.
In den letzten Jahren hat die Bedeutung der Mikronährstoffdüngung im Ackerbau vielerorts zugenommen. Während auf Standorten mit regelmäßiger organischer Düngung häufig hohe Mikronährstoffgehalte im Boden vorliegen und über die Wirtschaftsdünger zugeführt werden, ist auf Ackerstandorten ohne oder mit geringer Tierhaltung bzw. Biogaserzeugung tendenziell eine abnehmende Mikroelementversorgung zu beobachten. Hier sind einerseits die Mikronährstoffentzüge und -abfuhren vom Feld, die mit dem Verkauf der Marktfrüchte den Betrieb verlassen, langfristig gestiegen. Andererseits ist die Zufuhr über Nebenbestandteile von Mineraldüngern (z. B. Thomasphosphat nicht verfügbar) stark gesunken. Aktuelle Feldversuche und Pflanzenanalysen belegen außerdem einen erhöhten Zinkbedarf des Getreides, der bei der zukünftigen Düngestrategie zu berücksichtigen ist.
Ermittlung des Mikronährstoffdüngebedarfs. Die Erfahrungen aus Feldversuchen sowie Erhebungsuntersuchungen zum Ernährungszustand der Ackerkulturen belegen, dass eine generelle Mikronährstoffdüngung nicht erforderlich ist. Ein Düngebedarf ergibt sich aus dem pflanzenartspezifischen Mikronährstoffbedarf, der Versorgung des Bodens, den konkreten Aufnahmebedingungen während der Hauptwachstumsphase sowie der Mikronährstoffzufuhr über Wirtschafts- und Sekundärrohstoffdünger. Die Mikronährstoffversorgung der Böden wird wesentlich durch das geologische Ausgangsmaterial des Bodens und die zurückliegende Mikronährstoffzufuhr geprägt. Häufig weisen die Böden nach regelmäßiger Ausbringung von Schweinegülle erhöhte Kupfer- und Zinkgehalte auf und bedürfen in diesen Fällen keiner zusätzlichen Düngung beider Nährstoffe.
Wo ist besondere Vorsicht geboten? »Hotspots« für das Auftreten von Bormangel sind leichte Sand- und Aueböden sowie grob texturierte Böden in Regionen mit relativ hohen Niederschlägen. Weiterhin müssen Sie auf gekalkten leichten, humusarmen sowie B-armen, ursprünglich sauren Böden mit Bormangel rechnen. Manganmangelgefährdet sind kalkhaltige, anmoorige und humose Sandböden sowie Niedermoor mit hohem pH-Wert (etwa ab pH 6,5). Insbesondere tritt Mn-Mangel auch bei gut durchlüfteten humusreichen Böden in Verbindung mit Trockenheit auf. Niedrige Molybdän-Gehalte sind auf leichten, aber auch mittleren und schweren diluvialen Böden, solchen aus Gneisverwitterung, leichten und mittleren Buntsandsteinböden sowie bei Lösslehm und auch bei Schwarzerde anzutreffen. Als Zink-mangelgefährdet erwiesen sich in erster Linie diluviale mittelschwere Böden sowie kalkhaltige Standorte mit sehr hoher P-Versorgung. Die Verfügbarkeit von Bor, Kupfer, Mangan und Zink nimmt mit steigendem pH-Wert des Bodens ab, die Molybdän-Verfügbarkeit steigt im Gegensatz dazu an. Demnach kommt dem Erhalt eines optimalen Kalkversorgungszustandes (pH-Klasse C) große Bedeutung zu. Außerdem hemmen häufige starke Trockenperioden die Aufnahme von Mikronährstoffen aus dem Boden, wovon Bor, Mangan und Molybdän am stärksten betroffen sind. Und auch Nährstoffungleichgewichte können die Mikronährstoffverfügbarkeit einschränken. Beispielsweise können sehr hohe Bodengehalte an Kalium und Magnesium die
Mangan-Verfügbarkeit reduzieren sowie hohe Phosphormengen die von Zink.
Der Mikronährstoffbedarf landwirtschaftlicher Kulturen unterscheidet sich erheblich. Während Raps, Rüben, Sonnenblumen und Luzerne einen hohen Bedarf an Bor aufweisen, haben Kupfer und Mangan für Weizen, Gerste und Hafer die größte Bedeutung. Hohe Ansprüche an die Manganversorgung stellen außerdem Erbsen und Rüben sowie an die Zinkernährung Mais und Lein (Übersicht 1). Innerhalb einer Pflanzenart unterliegt die Mikronährstoffverfügbarkeit verschiedener Sorten einer enormen Streubreite. Niedrige Mikronährstoffgehalte in Pflanzen sind nur von Bedeutung und deuten auf einen Mangel hin, wenn die betroffene Art einen hohen oder mittleren spezifischen Bedarf für den betreffenden Nährstoff besitzt. Bei niedrigem Bedarf sind niedrige Pflanzengehalte bedeutungslos.
Besonderheiten der Mikronährstoffernährung von Wintergetreide im Herbst und über Winter. Wintergetreide, insbesondere
Wintergerste, kann in Trockenjahren nicht selten Manganmangel aufweisen. Die Ursache dafür ist ein dynamischer Wechsel zwischen dem durch die Pflanzen aufnehmbaren zweiwertigen Mn2+-Ion und dem nicht verfügbaren vierwertigen Mn4+-Ion. Niedrige pH-Werte, saure Düngung, Nässe, Sauerstoffmangel und Bodenverdichtungen erhöhen die Mn-Verfügbarkeit. Eine Senkung verursachen zu hohe pH-Werte, Trockenheit, hohe Humusgehalte, zu lockere Böden, eine hohe mikrobiologische Aktivität (z. B. nach organischer Düngung) und starke Durchlüftung. Treten mehrere dieser Faktoren auf, kann es zu sichtbarer Mn-Mangelernährung kommen. Auf solchen Standorten sind dann häufig im Bereich der Fahrspuren grüne Pflanzen und in weiterer Entfernung dazu Mn-Mangel zu erkennen. Bei
Mn-Mangel sinkt die Winterhärte und die Resistenz gegenüber Pilzkrankheiten wie Echtem Mehltau deutlich. Als vorbeugende Maßnahme sind die Einstellung optimaler Boden-pH-Werte und eine ausreichende Rückverdichtung des Bodens nach der Saat zu empfehlen. Bei sichtbaren Mangelsymptomen ist eine kurzfristige Mn-Blattdüngung sinnvoll, die im Frühjahr wiederholt werden muss. Eine vorbeugende Mn-Bodendüngung vor der Saat ist in der Regel kaum wirksam und aufgrund der erforderlichen hohen Düngermengen nicht wirtschaftlich.
Besonderheiten bei Winterraps. In Jahren mit starker Trockenheit in Herbst und Winter steigt das Risiko einer Bormangelernährung bei Raps auch auf Böden mit sonst guter Borversorgung. Auslöser sind die trockenheitsbedingte Borfestlegung im Boden sowie die stark reduzierte Boraufnahme und -verlagerung infolge der Transpirationshemmung. Die Boraufnahme der Pflanzen erfolgt aus der Bodenlösung und wird innerhalb der Pflanze fast ausschließlich passiv mit dem Wasserstrom (Xylem) in die jungen, wachsenden Pflanzenteile transportiert. Aufnahme und Verlagerung sind deshalb stark von der Wasserversorgung abhängig. Die Verlagerbarkeit in der Pflanze nach dessen Einbau in das Gewebe ist gering. Die jungen wachsenden Organe benötigen laufend Bor aus dem Boden oder aus der Blattdüngung. Geschädigte Pflanzenteile (z. B. Wurzel und Stängel bei Raps) bleiben geschädigt. Auch hier ist bei Auftreten von Mangelsymptomen eine kurzfristige Blattdüngung ratsam.
Ermittlung der Mikronährstoffversorgung der Ackerböden. Als Standardverfahren für die Bodenuntersuchung auf Mikronährstoffe hat sich bundesweit die CAT-Methode bewährt. Lediglich auf Standorten mit pH-Werten < 5 bewertet das CAT-Verfahren die Bor-Verfügbarkeit zu niedrig. Hier sollten Sie Bor erst nach erfolgter Aufkalkung analysieren lassen bzw. die Heißwassermethode anwenden. Die Ermittlung des Mo-Gehaltes der Böden ist durch die CAT-Methode nicht möglich. Die Analytik erfolgt weiterhin nach der Grigg-Methode. Die Bodenuntersuchung ermöglicht Aussagen über die potentielle Mikronährstoffversorgung der Böden. Im Gegensatz zur Bewertung der Ergebnisse der Bodenuntersuchung auf die Gehalte an Phosphor, Kalium und Magnesium erfolgt die Einstufung der Befunde in nur drei Gehaltsklassen (A, C und E). Bei A ist durch eine Düngung zu Kulturen mit hohem Bedarf ein deutlicher Mehrertrag zu erwarten. Und auch bei C empfiehlt sich eine Düngung bedürftiger Fruchtarten. In allen anderen Fällen lohnt eine Düngung in der Regel nicht.
Die Pflanzenanalyse liefert präzise Informationen über den aktuellen Ernährungszustand der angebauten Kulturen. Gleichzeitig berücksichtigt sie die Auswirkung aller Faktoren, die die Mikronährstoffaufnahme beeinflussen (Witterung, Wasserversorgung, Bodenzustand etc). Dieses Verfahren weist die höchste Treffsicherheit aller Methoden auf. Zu beachten sind die vorgegebenen Vegetationsstadien und Probenahmeorgane. Bei nachgewiesenem Düngebedarf ist eine kurzfristige Blattdüngung zu empfehlen. Um eine bestmögliche Wirkung der Mikronährstoffe zu erreichen, sollten Sie die optimalen Zeitspannen für die Blattapplikation unbedingt berücksichtigen (Übersicht 2).
Darüber hinaus ist für eine erfolgreiche und wirtschaftliche Blattdüngung die Einhaltung der optimalen Aufwandmengen an Mikronährstoffen sehr wichtig (Übersicht 3). Bei Unterschreiten der angegebenen Mengen ist eine volle Ertragswirkung der Düngungsmaßnahme fraglich. Höhere Düngergaben als angegeben lohnen in der Regel nicht. Die Angaben beziehen sich auf die Verwendung von Nährsalzen. Bei formulierten Produkten bzw. Chelaten sind die Hinweise des Herstellers zu beachten.
Erfahrungen aus Thüringen
Auf Stationen des Thüringer Feldversuchswesens mit überwiegend hoher bis mittlerer Mikronährstoffversorgung wurde über zehn Jahre in insgesamt 71 Feldversuchen die Wirkung einer Mikronährstoffblattdüngung zu verschiedenen Kulturen mit dem Schwerpunkt Getreide
geprüft. Mikronährstoffmangelstandorte blieben bei diesen Untersuchungen außen vor. Die B-, Cu-, Mo- und Zn- Blattapplikation erfolgte einmalig zu BBCH 31 – 32 sowie zwei Mn-Blattdüngungen zu Schossbeginn und Schossmitte. Verwendet wurden in den ersten Jahren Mikronährstoffsalze mit Aufwandmengen nach Übersicht 3 und später handelsübliche Blattdünger verschiedener Hersteller.
Die Borblattdüngung bewirkte bei Winterweizen in 33 Feldversuchen unter den trockenen Bedingungen Thüringens einen mittleren Mehrertrag von 0,4 dt/ha. Die Gehalte im Spross zu BBCH 31 – 32 vor der B-Düngung betrugen 2 bis 4,6 mg B/kg TM, was als ausreichend
anzusehen ist. Die in vier Versuchen festgestellten Mehrerträge über 2 bis 3,4 dt/ha scheinen deshalb eine Folge der fungiziden Wirkung der B-Blattapplikation zu sein und weniger eine Düngewirkung. Ein ähnliches Bild zeigte die Wirkung der Kupferblattdüngung. Bei insgesamt ausreichendem Cu-Ernährungszustand der Pflanzen in 38 Versuchen betrug der mittlere Mehrertrag 0,1 dt/ha. In sechs Versuchen wurden Mehrerträge zwischen 2 und 4 dt/ha festgestellt, die nicht mit dem Cu-Ernährungszustand vor der Blattdüngung korrelierten und auf eine fungizide Wirkung hindeutet. Die zweimalige Mn-Düngung (Schossbeginn, Schossmitte) führte in 11 von 38 Feldversuchen zu Mehrerträgen zwischen 2 und 5 dt/ha. Diese Mehrerträge lassen sich teils durch einen niedrigen Mn-Ernährungszustand des Weizens zu Schossbeginn erklären. Zum Teil ist aber auch ein fungizider Effekt der Mn-Blattapplikation als Ursache für die Ertragssteigerung nicht auszuschließen. Die Molybdändüngung war in 15 Versuchen im Mittel nicht ertragswirksam und bestätigt damit den niedrigen Mo-Bedarf des Getreides. In acht von 32 Versuchen bewirkte die Zn-Düngung Mehrerträge von 2 bis 5 dt/ha, die zum Teil auf eine unzureichende Zn-Ernährung der Pflanzen zu Schossbeginn und zum Teil auf eine anzunehmende fungizide Wirkung zurückzuführen ist. Damit bestätigen auch die Ergebnisse der Feldversuche eine zunehmende Häufigkeit unzureichender Zinkernährung bei Getreide. In fünf Feldversuchen zu Winterraps auf zwei Standorten bewirkte die Mikronährstoffblattdüngung keine signifikanten Mehrerträge.
Fazit. Eine generelle Mikronährstoffdüngung ist im Ackerbau nicht erforderlich. Insgesamt nimmt die Bedeutung einer präzisen
Ermittlung des Mikronährstoffdüngebedarfes und einer bedarfsgerechten Düngung aber zu. Dafür empfiehlt sich insbesondere die Pflanzenanalyse. Anhaltende Trockenheit kann vor allem die Aufnahme von Bor bei Raps, Rüben und Sonnenblumen sowie Mangan bei Getreide und Rüben auch aus hoch versorgten Böden hemmen. Bei Winterraps (Bor) und Wintergetreide (Mangan) sind Bonituren im Herbst und bei Bedarf eine Herbstblattdüngung sinnvoll. Bei Getreide sollten Sie außerdem verstärkt auf eine ausreichende Zink-Versorgung achten. Darüber hinaus kann eine gute Mikronährstoffernährung die Winterhärte und die Abwehrkraft gegenüber Krankheiten fördern, und eine Blattdüngung hat nicht zuletzt oft auch eine fungizide Wirkung.
Typische Mikronährstoffmangelsymptome
Bormangel macht sich stets an den jüngsten Blättern und Vegetationspunkten von Spross und Wurzel bemerkbar, da dieses Nährelement ausschließlich mit dem Wasserstrom innerhalb der Pflanze transportiert wird. Akuter B-Mangel äußert sich durch Wachstumshemmung der Sprossspitze mit anschließender schwarzbrauner Verfärbung. Die Blattspreiten sind verdickt mit unsymmetrischen Verformungen. Verstärkt kommt es zur Bildung von Achselknospen. Weiterhin werden Rosettenbildung, Stängelverdickung und Aufplatzen des Stängels beobachtet. Am bekanntesten ist die als B-Mangelkrankheit erkannte "Herz- und Trockenfäule" der Beta-Rüben, die sich in einer gestörten Entwicklung des Vegetationskegels äußert. Die Herzblätter werden braun oder schwarz, die älteren Blätter vergilben. Raps reagiert auf B-Mangel mit gestauchtem Wuchs und „Hohlherzigkeit“ des Wurzelhalses.
Bei Kupfermangel sind bei Getreide schon frühzeitig an jüngsten Blättern neben Welkeerscheinungen chloroseähnliche Farbveränderungen und Weißverfärbung festzustellen. Die jüngsten Blätter rollen sich von der Spitze her um die Längsachse ein, vertrocknen ("Weißspitzigkeit") und knicken ab ("Wegweiserstellung"). Die Streckung der Internodien ist deutlich vermindert. Es kommt zu einer übermäßigen Nachschosserbildung. Die Entwicklung der generativen Organe ist reduziert und das Ährenschieben gehemmt. Ähren und Rispen sind ungenügend ausgebildet bzw. völlig taub ("Weißährigkeit").
Manganmangel äußert sich zunächst in tüpfelförmigen, blattaderfernen Chlorosen der Blattspreiten und verursacht im Gegensatz zu Stickstoffmangel flächenhafte Blattaufhellungen. Die Blattadern bleiben, vergleichbar dem Mg-Mangel, bei Mn-Mangel noch grün, wodurch ein nadelbaumartiges Adernmuster entsteht. Chlorosen und folgende Nekrosen treten überwiegend an jüngeren bis mittleren Blättern auf. Bei Gramineen knickt das Blatt im unteren Teil um und hängt schlaff mit anfangs noch grüner Spitze herab. Am bekanntesten sind die bei akutem Mn-Mangel eintretenden Nekrosen, z. B. bei Hafer, die als "Dörrfleckenkrankheit" bezeichnet werden. Mn-Mangel senkt die Winterhärte bei Wintergerste und anderen Getreidearten und erhöht das Auswinterungsrisiko.
Sichtbare Schadsymptome infolge von Molybdänmangel treten im Ackerbau selten auf. Da die wichtigste Funktion des Molybdäns für die Pflanze in der Nitratreduktion besteht, zeigt sich der Mo-Mangel, ähnlich dem N-Mangel, durch verminderten Wuchs und Chlorosenbildung zuerst an den älteren Blättern. Die Blattränder sterben infolge Nitratanreicherung schnell ab, wie es mitunter bei Raps deutlich zu beobachten ist. Mo-Mangel der Leguminosen äußert sich durch Aufhellung der älteren Blätter, verursacht durch direkten N-Mangel, da die N2-Fixierung (symbiontische N-Bindung) durch die Rhizobien gehemmt wird.
Allgemein ist das Erkennen von Zinkmangel erschwert, da die Symptome sehr differenziert sind. Mangelsymptome prägen sich abhängig vom physiologischen Entwicklungsstadium der Pflanzen aus. Bei Zn-Mangel lassen sich typische als auch untypische Symptome feststellen. So können flecken- und tüpfelartig auftretende Interkostalchlorosen leicht mit Mn- oder Fe-Mangel verwechselt werden und besitzen daher keinen typischen Charakter für Zn- Mangel. Weiterhin treten an älteren Blättern Chlorosen und auch abgestorbene Blattzonen auf. Besonders charakteristische Symptome für Zn-Mangel sind die "Kleinblättrigkeit" in Verbindung mit mehr oder weniger ausgeprägten Blattdeformationen und der gestauchte Wuchs mit "Rosettenbildung" aufgrund verkürzter Internodien.
Quelle: Zorn, W.; Marks, G.; Heß, H.; Bergmann, W.: Handbuch zur visuellen Diagnose von Ernährungsstörungen bei Kulturpflanzen. 3. Auflage 2016. Springer Spektrum Berlin, Heidelberg, 366 S.
