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Name: Maria S. 2018-06

 

Abiotischer Faktor Mineralsalze

Mineralsalze und ihre Verwendung sind ein wichtiger abiotischer Faktor des Bodens und des Wassers, da sie enormen Einfluss auf das Wachstum von Tieren und Pflanzen haben.

Mineralsalze sind abhängig vom Gestein im Boden, da sie durch die Verwitterung des Gesteins entstehen. Die Mischung der Mineralsalze im Boden beeinflussen die Flora und somit auch Fauna der Umgebung, da sie zum Aufbau organischer Substanzen, neben Wasser, Licht und Kohlenstoffdioxid, von den Pflanzen benötigt werden. Wenn die Bedingungen für eine Pflanze optimal sind, so kommt es zu einer maximalen Ausbildung von Wurzeln, Blättern und Pflanzengröße. Wichtige Mineralsalze sind zum Beispiel Magnesium, Kalium, Stickstoff, Phosphat und Eisen.

Aufnahme: Mineralsalze werden als Ionen durch die Wurzeln einer Pflanze aufgenommen. Sie können die Zellmembran nur mit Hilfe von Trägerteilchen und Energieverbrauch ins Zellinnere passieren.

Entdeckung der Notwendigkeit der Mineralsalze: Bereits in der Antike wird die Notwendigkeit der Mineralsalze für das Pflanzenwachstum festgestellt, denn als mehrere Jahre hintereinander das gleiche Getreide anpflanzte, so wuchs es von Jahr zu Jahr weniger. Die Ursache war der Mangel an Mineralsalzen im Boden. Es wurde eine erste Annahme entwickelt: Die Humustheorie, die besagte, dass Pflanzen sich nur von gleichen Stoffen (Humus) ernähren können, wiederlegte der Chemiker Carl Sprengel 1826 und stellte die Theorie auf, dass Humus die düngende Wirkung auf die in ihm enthaltenen Mineralsalze zurückzuführen ist. Justus Liebig (1803-1873) fand heraus, dass das Pflanzenwachstum durch das Mineralsalz, das am wenigsten vorhanden ist, limitiert wird, das sogenannte Minimumprinzip.

 

Minimumgesetz:

Dass Wachstum einer Pflanze ist abhängig von den im Boden vorhandenen Mineralsalzen. Das Gesetz besagt, dass das benötigte Element, das am wenigsten vorhanden ist das Wachstum der Pflanze einschränkt. Dabei ist es egal wie viel von einem anderen Mineralsalz im Boden vorhanden ist, da der Mangel eines Mineralsalzes nicht durch die Zugabe eines anderen Mineralsalzes kompensiert werden kann. Mangelerscheinungen können oft schon durch ein einziges fehlendes Mineralsalz hervorgerufen werden. Dieses Gesetz ist jedoch nicht nur für das Pflanzenwachstum gültig, sondern kann auch zum Beispiel auf den Muskelaufbau übertragen werden. Zur Veranschaulichung erstellte Justus Liebig das Modell der Minimum- Tonne. Es kann nur so viel Wasser (vgl. Pflanzenwachstum) in der Tonne (vgl. Boden) sein, wie hoch die Holzbretter (vgl. Mineralsalze), die die Tonne bilden, sind. An der Stelle, wo am die Holzbretter am kürzesten sind, fließt das Wasser heraus. 

 

Modell der Minimumtonne nach Liebig 

Quelle Bild: Public domain by Wikicommonsuser doofi; thank you; https://de.wikipedia.org/wiki/Minimumgesetz#/media/File:Minimum-Tonne.svg

Ursachen von Mineralsalzmangel: Durch die intensive Landwirtschaft tritt oftmals ein Mangel an Stickstoff auf.

Auswirkungen von Mineralsalzmangel: Wächst eine Pflanze trotz genügend Licht und Wasser nicht richtig, so lässt sich darauf schließen, dass ein Mangel an Mineralsalzen besteht. Kaliummangel äußert sich durch braune Verfärbung der Blätter und keine Blüte der Pflanze. Haben die Blätter einer Pflanze gelbe Flecken (=Chlorosen), so lässt sich dies auf einen Magnesiummangel zurückführen. Phosphatmangel wird durch dunkelgrüne bis rötliche Blätter deutlich und Eisenmangel verursacht helle Blätter an den Triebspitzen, die vergilben und vertrocknen.

Maßnahmen gegen Mineralsalzmangel: Im Mittelalter wurde, um die Felder ertragreich zu halten, die sogenannte Dreifelderwirtschaft eingeführt, in der jeder Acker ein Jahr lang Brache (also nicht angepflanzt) liegt, sodass der Boden wieder die Mineralsalze aufnehmen kann, die für das Pflanzenwachstum notwendig sind.

Eine ertragreichere Alternative dazu ist die Fruchtwechselwirtschaft, bei der jedes Jahr eine andere Pflanze auf einem Acker angepflanzt wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Mineralsalzmangels gesenkt wird, da jede Pflanze andere Mineralsalze benötigt, um zu wachsen. Dazu muss ein Feld zusätzlich noch durch Gülle oder Nitrate, wie Ammoniumnitrate, gedüngt werden.

Probleme bei der Düngung von Äckern: Nitrate können zu giftigen Nitriten reagieren, die ins Trinkwasser gelangen können.

 

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