Mangan-Toxizität

Aus Hortipendium
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Kopfsalat mit Blattrandschäden durch Mangan-Überkonzentration

Immer wieder kommt es in der Pfalz zu Ernteausfällen bei Kopfsalat, weil Pflanzen Wuchsdepressionen, Chlorosen und Nekrosen aufweisen. Die Ursache für diese Symptome kann nicht immer eindeutig bestimmt werden. Oft wird Virusbefall vermutet, da die Symptome denen des „beet western yellows virus“ (Westliche-Rübenvergilbung) oder des „beet pseudo-yellows virus“ (Pseudo-Rübenvergilbung) ähneln. In Gewebeproben können jedoch meist keine Viren nachgewiesen werden. Dagegen werden bei Blattanalysen in allen geschädigten Salatpflanzen oft stark erhöhte Mangan (Mn)-Konzentrationen festgestellt, die im toxischen Bereich liegen. Aufgrund der Vielzahl der Fälle soll hier etwas näher auf das Problem der Mangan-Toxizität und den Spurennährstoff Mangan eingegangen werden.

Mangan in der Pflanze

Die Aufnahme von Mangan in die Pflanze erfolgt als Mn2+-Ion oder als Mn-Chelat (organische Komplexverbindung). Mangan ist an der Chlorophyllbildung beteiligt und somit notwendig für die Photosynthese. Außerdem ist Mangan maßgeblich an der Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff beteiligt, die zur Bildung von O2, reduzierten Coenzymen und energiereichen Phosphaten (z. B. ATP) führt. Eine Überkonzentration in der Pflanze führt zur Photooxidation des Chlorophylls, da die umgebende Proteinhülle zerstört wird. Bei Kopfsalat liegt der anzustrebende Mangan-Gehalt in der Trockensubstanz bei ca. 30 ppm (mg/kg).

Mangan im Boden

Mangan liegt im Boden vorwiegend als 3- u. 4-wertige Mangan-Verbindungen sowie als Mn2+-Ion vor. Der Gesamtgehalt an Mangan liegt durchschnittlich bei nur 0,02 bis 0,3 %. Feinböden weisen im allgemeinen einen höheren Mn-Gehalt auf als reine Sandböden. Mangan ist für die Pflanze bei einem pH-Wert zwischen 4,5 und 6,5 gut verfügbar, ab pH 7 kann es aufgrund des Antagonismus von Calcium (Ca2+ ) und Mangan (Mn2+) leicht zu Mangan-Mangel kommen.

Liegt der pH-Wert unterhalb pH 5, werden durch Reduktion der 3- u. 4-wertigen Mangan-Verbindungen verstärkt Mn2+-Ionen freigesetzt. Sinkt der pH-Wert um nur eine pH-Einheit, bewirkt dies einen Anstieg der Mn2+-Konzentration um das 100-fache. Bei Staunässe werden ebenfalls hohe Konzentrationen von Mangan erreicht, da in diesem Fall zusätzlich durch anaerobe Bakterien eine Reduktion mehrwertiger Mangan-Verbindungen erfolgt.

Symptome von Mn-Toxizität an Kopfsalat

Chlorosen und Nekrosen am Laub von jüngen Möhren verursacht durch Mangan-Toxizität.

Zunächst zeigen sich auf den älteren Blättern, vorwiegend an den Blatträndern, chlorotische Punkte und Flecken.

Später entstehen daraus kleine braun-schwarze Nekrosen, die über die gesamte Blattspreite verteilt sind. Die Blattadern der älteren Blätter färben sich braun.

Bei sehr starker Toxizität kann es sogar soweit kommen, dass sämtliche ältere Blätter absterben. Teilweise ist auch sogenannte „Tütenbildung“ zu beobachten: vorzeitige lockere Kopfbildung mit steil gestellten Blättern.

Bei wechselnden Bodenarten treten die Symptome manchmal nicht auf der ganzen Fläche auf, da unterschiedliche pH-Werte vorliegen. Auf ein und derselben Fläche können Unterschiede von bis über 2 pH-Einheiten auftreten (siehe Tabelle 1).

Ursachen für Mangan-Toxizität

Wie die Ergebnisse von Bodenuntersuchungen zeigen, tritt Mangan-Toxizität nur bei niedrigem pH-Wert (< pH 5) und/oder Staunässe im Boden auf. Unter diesen Bedingungen liegt Mn2+ in sehr hohen Konzentrationen im Boden vor. Es wird von den Pflanzen dann auch verstärkt aufgenommen.

Die Mn-Gehalte von Kopfsalat, die bei Blattanalysen festgestellt wurden, schwankten zwischen 180 ppm und 911 ppm. Zu toxischen Symptomen kommt es bei Kopfsalat aber anscheinend erst bei Gehalten über 200 ppm. Ein Untersuchungsergebnis von Möhren zeigt, dass auch andere Kulturen empfindlich auf hohe Mn-Gehalte reagieren (siehe Tabelle 1).


TABELLE 1: Ergebnisse von Blatt- und Bodenanalysen bei Kopfsalat und Möhren.

Kultur Fläche Mn-Gehalt Blattanalyse anzustrebender Mn-Gehalt pH-Wert Schaden
Kopfsalat 1 911 ppm 30 ppm 5,1 ja
Kopfsalat 1 ? 30 ppm 7,3 nein
Kopfsalat 2 807 ppm 30 ppm 4,6 ja
Kopfsalat 2 180 ppm 30 ppm 5,2 nein
Kopfsalat 3 836 ppm 30 ppm 5,0 ja
Kopfsalat 3 204 ppm 30 ppm ? nein
Möhren 4 1380 ppm 50 ppm 4,3 ja
Möhren 4 180 ppm 50 ppm 5,6 nein

Gegenmaßnahmen

Weil Mn-Toxizität nicht nur bei Kopfsalat, sondern auch bei anderen Kulturen (z.B. Möhren, Zwiebeln oder Kohlarten) ein Problem ist, müssen entsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Anders als bei einem Mangel können die Ursachen einer Toxizität jedoch nicht so schnell beseitigt werden. Eine Korrektur in der stehenden Kultur ist nicht möglich. Zur Beseitigung von Mangan-Toxizität muß der pH-Wert langfristig auf mindestens pH 6 bis 6,5 angehoben werden. Dies ist nur durch eine Kalkung möglich. Eine Bodenprobe gibt Aufschluss darüber, wie hoch der Kalkbedarf auf der betroffenen Fläche ist. Bei wechselnden Bodenarten innerhalb einer Fläche können sogar mehrere Bodenproben sinnvoll sein, weil möglicherweise nicht die gesamte Fläche aufgekalkt werden muss. Um ein erneutes Absinken des pH-Wertes zu verlangsamen, sollten außerdem keine chloridhaltigen (z. B. Kaliumchlorid) oder physiologisch sauer wirkenden Dünger (z. B. Harnstoff oder Ammonsulfat) eingesetzt werden. Standorte mit Staunässe müssen gemieden werden. Eine verbesserte Durchlüftung des Bodens kann durch Anhebung des Humusgehaltes und lockernde Bodenbearbeitung erreicht werden.

Einzelnachweise


Literaturverzeichnis

  • T. Weinheimer (BOLAP GmbH), J. Kreiselmaier (DLR Rheinpfalz): "Mangantoxizität an Kopfsalat." www.hortigate.de. 31.05.2000