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Kupfer und Wachstum
Kupfer ist für normales, gesundes Wachstum und die Fortpflanzung aller höheren Pflanzen und Tiere
unbedingt notwendig.
Die Folgen eines Kupfermangel reichen von Ertragsminderung bis zu 20% - die sich bei vielen
Nutzpflanzen als Folge eines versteckten Kupfermangels ergeben können, ohne irgendwelche sichtbare Symptome – bis zum völligen Verlust der Ernte.
Kupfermangel wurde auf der ganzen Welt und in allen Klimazonen beobachtet, in denen Nutzpflanzen
angebaut werden. Das Auftreten von Kupfermangel variiert mit dem Boden und den angebauten Pflanzen. Ein Mangel kann vor allem bei Pflanzen auftreten, die auf Sandböden, auf Böden mit einem hohen Anteil an
organischer Substanz und auf Kalkböden angebaut werden.
Biologische Systeme nutzen die Fähigkeit des Kupfers
- Elektronen aufzunehmen, zu übertragen und sich so an Oxidations/ Reduktionsreaktionen zu beteiligen
- - mit organischen Verbindungen Komplexe zu bilden. Werden diese Stoffwechselwege
als Folge eines Kupfermangels oder manchmal auch eines Überschusses unterbrochen, dann werden Wachstum, Ertrag und Qualität beeinträchtigt.
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- Kupfer im Boden
- Der Gesamtkupfergehalt der Böden setzt sich aus 5 Faktoren zusammen.
1) lösliche Formen in der Bodenlösung – ist sofort pflanzenverfügbar
- 2) stabile, organische Komplexverbindungen im Humus – nicht pflanzenverfügbar
- 3) durch Hydroxide des Mangans und Eisens sorbiertes Kupfer
- 4) am Ton-Humus-Komplex sorbiertes Kupfer
- 5) das in den Kristallgittern der Bodenminerale gebundenes Kupfer – wird erst bei Verwitterung frei
Die Gesamtmenge an wasserlöslichem und austauschbarem Kupfer ist oft sehr gering, obwohl die Gesamtkonzentration des Kupfers im Bodens als ausreichend bezeichnet werden kann (über 10 mg/kg bei Mineralböden und über 30 mg/kg bei organischen Böden)
Das Ausgangsmaterial eines Bodens kann im Kupfergehalt erheblich schwanken, wobei dunkle Schiefer
normalerweise hohe und Sandsteine niedrige Konzentration aufweisen.
Die Verfügbarkeit des Kupfers für eine Aufnahme durch Pflanzen wird hauptsächlich vom p-H Wert
des Bodens, seinem Anteil an organischer Substanz und seiner Sorptionskapazität bestimmt.
Typische Kupfermangelböden sind sind hauptsächlich Sandböden, Torfe, Böden mit mehr als 7 bis 10 %
organischer Substanz sowie Kalkböden.
Der Gesamtkupfergehalt und der Gehalt an verfügbarem Kupfer im Boden können sich stellenweise erheblich
unterscheiden.
In gärtnerischen Kultursubstraten mit hohem Torfanteil und in reinen Torfkultursubstraten kommt
ausreichender Kupferversorgung eine nicht zu unterschätzende Bedeutung zu.
Über Kupfermangel wurde bei über 50 Pflanzenarten und in 51 Ländern berichtet .
Kupfer und Pflanzenernährung
Das Vorliegen latenten Mangels, wobei die Ernteerträge vermindert sind, ohne daß deutliche Symptome
erscheinen, wird durch die folgenden durch Kupfer bewirkten signifikanten Ertragssteigerungen veranschaulicht, die in Feldversuchen mit Wiederholungen erzielt wurden:
- Ertragssteigerung um 22,4 % bei Sommergerste auf Braunerde mit sandiger Textur
- - Ertragssteigerung um 13,5 % bei Winterweizen auf Mullrendzina
- - Ertragssteigerung 18 % bei Zuckerrüben auf Braunerde mit sandiger Textur
- - hochsignifikanter Mehrertrag bei Gerbera in Torf
- Zusätzlich zur Ertragsminderung kann sich Kupfermangel negativ auf die Qualität vieler Kulturpflanzen auswirken.
Beispiele für Qualitätsminderungen durch Kupfermangel sind:
- Zitrusfrüchte, wenig ansprechendes Aussehen, Fruchtgröße reduziert
- - Zwiebeln, schlecht ausgefärbt und schwammig
- - Karotten, schlecht ausgefärbt
- - Salat, schlecht ausgefärbt und welk
- - Birnen, Korkbildung und Korkfleckigkeit
- Kupfer im Stoffwechsel der Pflanze
Kupfer ist Bestandteil verschiedener Enzyme und anderer Proteine, wo es hauptsächlich den
Elektronentransfer in entscheidenden Stoffwechselwegen bewirkt. Wie auch bei anderen Spurenelementen werden die Stoffwechselvorgänge durch ein Zuwenig wie ein Zuviel an Kupfer gestört.
Photosynthese, Atmung, Fortpflanzung, Proteinbildung, Lignifizierung (Verholzung), Auxin-Regulation,
Widerstandsfähigkeit gegen Krankheiten und andere Funktionen der Pflanzen können durch Kupfermangel beeinflußt werden.
Die Aufnahme des Kupfers über die Wurzel kann durch relativ hohe Konzentration von Kalzium, Kalium und
Ammoniumionen reduziert werden.
Kräftige Stickstoffdüngung verzögert das Altern der Blätter und verringert so die Kupfermenge, die auf
junges Gewebe verteilt werden kann.
Verschiedene, in aller Welt angebaute Gemüsesorten sind hochempfindlich gegen Kupfermangel.
Hat sich Kupfer im Laufe vieler Jahre als Folge von Immissionen im Boden angesammelt, so tritt manchmal
Phytotoxität auf, die aber gewöhnlich durch Kalken behoben werden kann.
Mangelsymptome
Kupfermangel beeinträchtigt die Lignifizierung und führt so zum Zusammenbruch des Gewebes, insbesondere
bei jungen Blättern, die zunächst aussehen als welkten sie und später nekrotisch werden.
Blätter sind häufig verdreht und deformiert.
Kupfer wird von altem auf junges Gewebe normalerweise nur in begrenztem Umfang verlagert. Symptome
zeigen sich in der Regel dementsprechend zuerst an jungem Gewebe.
Beispiele:
- - Salat, den Blättern fehlt die Festigkeit, sie sehen aus wie Hasenohren, junge
Blätter wölben sich schlüsselförmig auf
- - Spinat, die Ränder der jungen Blätter, die eine schmutzige Farbe aufweisen, welken und rollen sich auf
- - Tomate, Blättern und Stengeln fehlt es an Festigkeit, Blätter sind klein, hart
und zusammengeklappt, die Fiederblattstiele in typischer Weise nach unten gebogen
- - Zwiebel, die Spitzen der jüngsten Blätter werden zunächst chlorotisch und dann
weiß, sie verdrehen sich zu einer Spirale oder biegen sich so ab, daß sie rechtwinklig zur übrigen Pflanze stehen, die Zwiebelschalen sind dünn und fahlgelb
- Auszug aus dem DKI Fachbuch „Kupfer in der Landwirtschaft“
Herausgeber: Deutsches Kupfer-Institut
Die Originalausgabe erschien unter dem Titel „Copper in Plant, Animal and Human Nutrition“, Text
von Dr. V.M. Shorrocks und Dr. B. J. Alloway
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