Pflanzenernährung

Prof. Dr. Sven Schubert lehrt an der Universität Gießen.

Vorwort 9

1 Geschichte der Pflanzenernährung 11

1.1 Einführung 11

1.2 Humustheorie 12

1.3 Zweifel an der Humustheorie 12

1.4 Mineralstofftheorie 13

1.5 Pflanzenernährung heute 14

2 Definition und Einteilung der Pflanzennährstoffe 17

2.1 Begriff der Ernährung 17

2.2 Definition der Pflanzennährstoffe 17

2.3 Einteilung der Pflanzennährstoffe 18

2.4 Konzentrationen von Pflanzennährstoffen 19

2.5 Bestimmende Faktoren der Nährstoffkonzentrationen 20

3 Physiologische Eigenschaften und Funktionen von

Pflanzennährstoffen 23

3.1 Übersicht 23

3.2 Assimilierte Nährstoffe (C, O, H, N, S) 23

3.3 Esterbildende Nährstoffe (P, B, Si) 28

3.4 Freie und sorbierte Nährstoffe (K, Na, Cl, Ca, Mg) 30

3.5 Nährstoffe in prosthetischen Gruppen (Fe, Mn, Cu,

Zn, Mo, Ni) 38

4 Nährstoffaneignung der Pflanze 44

4.1 Nährstoffaneignung 44

4.2 Nährstofftransport zur Wurzel 44

4.3 Nährstoffmobilisierung 47

4.4 Nährstoffaufnahme 51

5 Nährstoffverlagerung in der Pflanze 58

5.1 Langstreckentransport in der Pflanze 58

5.2 Xylemtransport 60

5.3 Phloemtransport 63

5.4 Regulation der Nährstoffaufnahme 65

6 Pflanzenwachstum, Ertrag und Qualität 68

6.1 Ertrag und Qualität 68

6.2 Wachstums- und Ertragsgesetze 68

6.3 Ernährungsphysiologische Qualität 70

6.4 Backqualität von Weizen 74

6.5 Zuckerrübenqualität 75

7 Wasserhaushalt der Pflanze 79

7.1 Bedeutung des Wassers für die Pflanze 79

7.2 Funktionen des Wassers in der Pflanze 79

7.3 Düngung bei geringer Wasserverfügbarkeit 82

7.4 Wasseraufnahme und Wassertransport in der Pflanze 83

7.5 Dürrestress 85

7.6 Salzstress 87

7.7 Staunässe 90

8 Kohlenstoff-Kreislauf 92

8.1 Zusammensetzung der Erdatmosphäre 92

8.2 Globaler Kohlenstoffkreislauf 93

8.3 Treibhauseffekt 95

8.4 Nachwachsende Rohstoffe 96

9 Kohlenstoff-Assimilation der Pflanze 99

9.1 Übersicht 99

9.2 Chloroplast 99

9.3 Lichtreaktion 100

9.4 Dunkelreaktion 105

10 Stickstoff-Kreislauf 109

10.1 Übersicht 109

10.2 Atmosphärische N-Deposition 110

10.3 N-Mineralisation 110

10.4 N-Immobilisierung 112

10.5 N-Verluste 113

11 Biologische N2 -Fixierung 116

11.1 Nitrogenase-Aktivität 116

11.2 Freilebende N2 -Fixierer 117

11.3 Symbiontische N2 -Fixierer 119

11.4 Leistungsfähigkeit der Leguminosen-Rhizobien-Symbiosen 126

12 Stickstoff-Assimilation der Pflanze 129

12.1 Übersicht 129

12.2 Nitratreduktion 130

12.3 Ammoniumassimilation 132

12.4 Vergleich verschiedener N-Ernährungsformen 133

13 Schwefel-Kreislauf 138

13.1 Übersicht 138

13.2 Atmosphärische S-Deposition 138

13.3 Mikrobielle Umsetzungen des Schwefels im Boden 139

14 Schwefel-Assimilation der Pflanze 142

14.1 Übersicht 142

14.2 S-Verbindungen 142

14.3 S-Reduktion 144

15 Für die Ernährung der Pflanze wichtige

Bodeneigenschaften 147

15.1 Übersicht 147

15.2 Physikalische Bodeneigenschaften 147

15.3 Ausgangssubstrat 149

15.4 Bodentyp 149

15.5 Bodenart 150

16 Organische Substanz des Bodens 153

16.1 Übersicht 153

16.2 Begriffsbestimmungen 153

16.3 Huminstoffe 157

16.4 Humuswirtschaft 158

17 Nährstoffbindung im Boden 161

17.1 Übersicht 161

17.2 Sorption 161

17.3 Spezifische Bindung 165

18 Nährstoffverfügbarkeit 169

18.1 Übersicht 169

18.2 Bodenanalyse 170

18.3 Pflanzenanalyse 175

19 Fernerkundung und GPS 181

19.1 Grundlagen 181

19.2 Fernerkundung 182

19.3 GPS 184

20 Nährstoffbilanz 186

20.1 Übersicht 186

20.2 Aufstellen einer Nährstoffbilanz 186

20.3 Flächenbilanz 189

20.4 Hoftorbilanz 191

21 Organische Düngemittel 193

21.1 Eigenschaften organischer Düngemittel 193

21.2 Wirtschaftseigene Düngemittel 193

21.3 Organische Handelsdünger 197

21.4 Sekundärrohstoffdünger 198

22 Mineralische Düngemittel 200

22.1 Überblick 200

22.2 Sticks