Unter Nährelementen werden Elemente des chemischen Periodensystems gefasst, die für den Nähr- und Energiestoffwechsel der Pflanzen von essentieller Bedeutung sind.
Nährelemente liegen weder im Wasser noch in der Pflanze in elementarer Form1) vor. Sie gehen Verbindungen mit anderen Elementen ein und bilden dann Salze, die sich als geladene Ionen (z.B. K+ + Cl-), oder ungeladene Moleküle (z.B. CO2, H3BO3) im Wasser lösen. Ionen und Moleküle werden zusammenfassend als Mineralstoffe bezeichnet (Finck, 1991).
Mineralstoffe liegen im Wasser oder im Gewässerboden vor und können von Wasserpflanzen über die Blattoberfläche oder die Wurzel aufgenommen werden (Watson, 2007). Die Aufnahme von K-, Ca-, Mg-, Cl- und S-Mineralstoffen erfolgt vorwiegend über die Blattoberfläche, während Mineralstoffe von P, Fe und anderen Spurenelementen hauptsächlich durch die Wurzel aufgenommen werden (Walstad, 1999). Tab. 1 vermittelt einen Überblick über die für die Pflanzenernährung essentiellen Elemente und ihre korrespondierenden Mineralstoffe.
Tab. 1 Haupt- und Spurenährelemente und ihre korrespondierende Mineralstoffe, die von Wasserpflanzen aufgenommen werden (aus Finck, 1991)
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Element |
Symbol |
Aufnahme als |
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Hauptnährelemente |
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Kohlenstoff |
C |
Gas, Carbonation2) |
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Sauerstoff |
O |
Wasser |
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Wasserstoff |
H |
Wasser |
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Stickstoff |
N |
Ion |
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Phosphor |
P |
Ion |
|
Kalium |
K |
Ion |
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Schwefel |
S |
Ion |
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Magnesium |
Mg |
Ion |
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Chlor |
Cl |
Ion |
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Spurenelemente |
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Eisen |
Fe |
Ion |
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Mangan |
Mn |
Ion |
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Zink |
Zn |
Ion |
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Kupfer |
Cu |
Ion |
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Bor |
B |
Ion/Molekül |
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Molybdän |
Mo |
Ion |
Betrachtet man den chemischen Bauplan von Pflanzen, so kann man zwei grundlegende Bausteine unterscheiden. Die pflanzliche Biomasse besteht zu 90 % aus komplexen Verbindungen der Elemente Kohlenstoff (C), Sauerstoff (O) und Wasserstoff (H). Verbindungen dieser Elemente werden auch als organische Verbindungen bezeichnet.
Organische Verbindungen umfassen das strukturelle Pflanzengerüst (z.B. Zellwände), Speicherstoffe (z.B. Stärke) und Energieträger (z.B. Zucker). Organischen Verbindungen ist gemein, dass sie vollständig zu Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) verbrannt werden können. Sie werden durch Photosynthese und nachfolgende physiologische Prozesse in der Pflanze aus ihren Grundelementen unter Mitwirkung und Einbau anderer Nährelemente gebildet.
Erläuterungen
1) Der Mensch nimmt zur Nahrungsergänzung im Allgemeinen Eisen in Form von Salzen und nicht als Metall auf
2) aus Walstad (1999)