Mineralen en planten

Leestijd 25 minuten / Laatst gewijzigd 27 juli 2024 / Auteur Ruud de Keijzer

Planten zijn organismen die mineralen en water kunnen opnemen via hun wortelstelsel, evenals koolstofdioxide uit de atmosfeer. Bodemkwaliteit en klimaat zijn de belangrijkste bepalende factoren voor de verspreiding en groei van planten. De combinatie van mineralen, water en koolstofdioxide, samen met zonlicht, zorgt ervoor dat planten kunnen leven en groeien.

Chemische samenstelling

De chemische samenstelling van planten weerspiegelt de essentiële mineralen die nodig zijn voor planten. Welke mineralen echt essentieel zijn staat ter discussie. Het aantal essentiële mineralen varieert tussen de 15 en 20.

Ongeveer 90% van een plant bestaat uit water H₂O. Als we het water uit de plant halen blijft er droogstof over. Het grootste deel van deze droogstof bestaat uit koolstof C, ongeveer 45%, zuurstof O, ongeveer 45% en waterstof H, ongeveer 5%.

De overige 5% droge biomassa bestaat uit mineralen uit de bodem (en in een aquarium ook gewoon uit het water), die doorgaans worden onderverdeeld in macronutriënten en micronutriënten.

Macronutriënten

Macronutriënten (vaak gewoon mineralen genoemd) zijn voedingsstoffen die in relatief grote hoeveelheden nodig zijn. De macronutriënten in volgorde van bijdrage aan droge biomassa zijn stikstof (N), kalium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), fosfor (P) en zwavel (S).

Micronutriënten

Micronutriënten (vaak sporenelementen genoemd) zijn voedingsstoffen die in kleine hoeveelheden nodig zijn. Micronutriënten voor planten zijn chloor (Cl), ijzer (Fe), boor (B), mangaan (Mn), natrium (Na), zink (Zn), koper (Cu), nikkel (Ni) en molybdeen (Mo).

Planten hebben dus verschillende mineralen in verschillende mate nodig. De wet van Liebig stelt dat plantengroei niet wordt bepaald door de totale beschikbare mineralen, maar door de meest schaarse.

In beplante aquascapes waar geen CO₂ wordt geïnjecteerd, is C doorgaans de beperkende factor. Het heeft dan geen enkel zin om veel mineralen toe te voegen.

Mineralen	Aandeel in droogstofgehalte
Koolstof / Carbon / C	44
Waterstof / Hydrogen / H	5
Zuurstof / Oxygen / O	40
Stikstof / Nitrogen / N Door planten opgenomen als ammonium NH4+ of nitraat NO3–	4
Kalium / Potassium / K+	4
Calcium / Ca+	1
Fosfor / Phosphorus P Door planten opgenomen als fosforzuur H2PO4– , HPO4-2 , PO-3	0.5
Magnesium / Mg+2	0.5
Zwavel / Sulfur / S Door planten opgenomen als sulfaat SO4-2	0.5
Chloride / Cl–	0.1
IJzer / Iron / Fe+2	0.02
Mangaan / Manganese / Mn+2	0.02
Boor / Boron / B Door planten opgenomen als BO3–	0.006
Zink / Zinc / Zn+2	0.003
Koper / Copper / Cu+2	0.001
Nikkel / Nickel / Ni+2	0.0005
Molybdeen / Molybdenum / Mo Door planten opgenomen als MoO4–	0.0002

Kationen en anionen

In de tabel hierboven zie je bij de elementen een + of – staan. Mineralen komen in de bodem voor als anionen of kationen. Anionen zijn die elementen of moleculen die in hun natuurlijke staat een negatieve (-) lading hebben. Kationen hebben in hun natuurlijke staat een positieve (+) lading hebben.

De meeste gronddeeltjes hebben een negatieve lading. De hoeveelheid negatieve lading hangt af van de bodemtextuur, zoals het zand-, slib- en kleigehalte, dat rechtstreeks verband houdt met het oppervlak van de bodemdeeltjes. De kationenuitwisselingscapaciteit (CEC) is een directe indicatie van de hoeveelheid negatieve ladingen van grond. Een bodem met een lage CEC heeft minder negatieve ladingen dan een bodem met een hoger getal. Hoge zandbodems hebben over het algemeen een lage CEC, klei- of slibbodems zijn hoger en organische bodems zijn het hoogst.

Omdat bodems negatief geladen zijn en voedingsstoffen voor planten (mineralen) positief en negatief zijn, worden sommige voedingsstoffen aangetrokken door de bodem en andere niet.

Mineralen die bestaan ​​als anionen (-) worden door de grond verplaatst.

Mineralen die als kationen (+) bestaan worden gemakkelijker aan de bodem gebonden, waardoor deze voedingsstoffen langzamer door de bodem bewegen. Aangezien lage CEC-bodems minder negatieve ladingen hebben, zullen kationen relatief sneller door lage CEC-bodems bewegen dan door hoge CEC-bodems.

Fosfor is een beetje een vreemde. Hoewel dit mineraal een (-) lading heeft, is het niet mobiel in de bodem omdat fosforvormen niet erg oplosbaar zijn. Het kan echter nog steeds bewegen. Niet als het anion, maar gebonden aan gronddeeltjes terwijl de deeltjes bewegen.

Mobiliteit

De termen “Mobiele en immobiele voedingsstoffen” verwijzen naar de transporteerbaarheid van deze stoffen binnen de plant. Deze classificatie is voornamelijk gericht op terrestrische planten – bij waterplanten kan de transporteerbaarheid voor sommige stoffen enigszins verschillen, aangezien deze planten? hele weefsels worden ondergedompeld in de voedingsoplossing. Al met al is er echter sowieso een classificatie mogelijk die aanwijzingen kan geven over de deficiënte voedingsstof. Mobiele voedingsstoffen zijn stikstof in de vorm van nitraat, fosfor (P) in de vorm van fosfaat, kalium (K), magnesium (Mg), chloor (Cl), zink (Zn) en molybdeen (Mo).

Calcium (Ca), zwavel (S), ijzer (Fe), boor (B) en koper (Cu) zijn immobiel.

Als er een tekort is aan mobiele voedingsstoffen, worden de symptomen het eerst gezien in de oudere bladeren, omdat de voedingsstoffen van daaruit naar nieuwe groei worden getransporteerd. Tekorten aan immobiele voedingsstoffen verschijnen voor het eerst in de nieuwe groei omdat de plant niet voldoende hoeveelheden kon opnemen om ze naar de nieuwe scheuten te transporteren.

Mobiliteit of immobiliteit is altijd relatief. Planten kunnen immobiele voedingsstoffen naar andere gebieden transporteren door gebruik te maken van chelatoren. Bovendien kunnen waterplanten immobiele voedingsstoffen met hun blad opnemen, dus direct daar waar ze nodig zijn. Een tekort aan deze voedingsstoffen bij landplanten kan worden aangevuld met bladbemesting.

Bronnen van mineralen

De mineralen die aquariumplanten nodig hebben, kunnen uit verschillende bronnen afkomstig zijn. Sommige bronnen bevatten alle mineralen die planten nodig hebben. Anderen bevatten één of enkele mineralen. De hoeveelheden of concentraties kunnen verschillend zijn. En ook de vorm waarin ze verkeren, is niet altijd hetzelfde.

Mineraal-rijk substraat

De bron die het meest voorhang ligt, omdat planten nu eenmaal geassocieerd worden met wortels in de grond en bladeren in de lucht. In de natuur komen mineralen in de bodem voor die door planten worden opgenomen. De mineralen worden aangevuld door geologische en biologische cycli. Ook water en het weer spelen een grote rol.

Substraat heeft ook een bufferende werking, doordat bodemdeeltjes mineralen vast kunnen houden en vrijgeven. De zogenaamde kationenuitwisselingscapaciteit (CEC) en anionenuitwisselingscapaciteit (AEC). De eerste verwijst naar positieve ionen (zoals calcium, magnesium en kalium) en de tweede verwijst naar negatief geladen ionen (nitraat, fosfor en zwavel).

In de hobby is op klei-gebaseerd substraat (met hoge CEC en AEC) beschikbaar, waar in meer of mindere mate mineralen zijn toegevoegd.

Organisch materiaal heeft deze eigenschap ook. Zand heeft geen CEC of AEC, maar zodra organisch materiaal, zoals afgestorven plantmateriaal, in zand komt, ontstaat er een bodem met CEC en AEC.

Biologische activiteit

Mineralen komen vrij door afbraak van organisch materiaal, zoals plantenresten en uitscheiding door vissen. Bacteriën zetten dit organisch materiaal om in anorganische mineralen. Bacteriën verbruiken hiervoor veel zuurstof, die ze onder meer van planten krijgen. Zo ontstaat er tussen een symbiose tussen bacteriën en planten.

Kraanwater

In kraanwater komen alle mineralen voor. Door regelmatig water in een aquarium te verwisselen met kraanwater, voeg je dus mineralen toe voor je planten. In dun beplante aquascapes met beperkte lichtintensiteit, kunnen waterwissels zelfs voldoende zijn. Zeker in combinatie met de eerder genoemde bronnen.

Plantenvoeding uit een fles

Mineralen kunnen ook, net als kraanwater, vloeibaar worden aangevuld. Er bestaan alles-in-een flesjes die alle mineralen in verschillende concentraties en verhoudingen bevatten. Ook zijn er flesjes die alleen een beperkte selectie mineralen bevatten. Afhankelijk van de overige bronnen en de condities van het aquarium, kun je het juiste flesje(s) selecteren.

Droog poeder

Het nadeel van de flesjes is dat je ook betaalt voor het water in de flesjes. En voor dat water vragen leveranciers best veel!

Mineralen kun je in de vorm van minerale zouten ‘droog’ kopen. Dit is niet alleen goedkoper, maar bovendien kun je nu heel zuiver doseren. De droogpoeder kun je direct in het water van een aquarium gooien, alsof het visvoer betreft.

Je kunt ook je eigen vloeibare plantenvoeding maken. Je voegt dus een relatief grotere hoeveelheid toe aan een fles met, bij voorkeur, zuiver water. Vervolgens voeg je een deel van dit mineralen water (plantenvoeding. dus) toe aan je aquarium.

Plantenvoeding

Zonder toevoeging van CO₂ hebben planten relatief minder behoefte aan mineralen. Bij het uitvoeren van een water wissel, worden al aardig wat mineralen aangevoerd. Afhankelijk van de planten biomassa, is er misschien een tekort aan kalium. En wanneer er weinig tot geen vissen worden gehouden, mag er ook stikstof bij.

Met een fles NPK voedingstoffen of KNO3 mineralen in poedervorm ben je er dan al. Lees er meer over in het artikel over plantenvoeding.

Functie van mineralen

Ieder mineraal vervult meerdere rollen. Calcium fungeert bijvoorbeeld als een tweede boodschapper, die signalen binnen een cel doorgeeft, en als een cofactor, die de enzymfunctie ondersteunt. Hoewel hieronder meerdere functies voor de meeste essentiële elementen worden beschreven, zijn ze georganiseerd op basis van een van hun primaire functies.

Koolstof

Zonder koolstof is leven onmogelijk. Koolstof en waterstof vormen de basisstructuren van alle organische stoffen. De koolstof in planten komt voornamelijk uit kooldioxide (CO₂) die de planten uit de lucht opnemen door opgekomen of drijvende bladeren of door ondergedompelde bladeren uit het water. Daarnaast kunnen verschillende waterplanten waterstofcarbonaat-ionen (HCO3-) als koolstofbron gebruiken.

Kooldioxide is een reactant bij fotosynthese en koolstof is nodig om biologische macromoleculen te vormen (koolhydraten, lipiden, eiwitten en nucleïnezuren). Het koolhydraat cellulose is bijvoorbeeld het belangrijkste structurele bestanddeel van de planten celwand en vormt meer dan dertig procent van het plantaardig materiaal.

Naast de biologische macromoleculen bevatten planten nog vele andere organische moleculen, zoals chlorofyl en plastochinon, en deze bevatten allemaal koolstof. In feite worden organische moleculen gedefinieerd als moleculen die koolstof en waterstof bevatten, doorgaans koolstof-koolstofbindingen hebben en vaak groter en complexer zijn dan anorganische moleculen.

Waterstof

De bron voor waterstof is water (H2O). Tijdens de lichtreactie van de fotosynthese (waterfotolyse) wordt waterstof met behulp van lichtenergie van watermoleculen gesplitst en ontstaat gasvormige zuurstof. Tijdens de lichtonafhankelijke of donkerreactie van fotosynthese wordt waterstof (als proton H+) samen met CO2 in organische verbindingen ingebouwd.

Zuurstof

Zuurstof is ook een basiselement van veel organische verbindingen en is bovendien nodig als elektronenacceptor voor energieopwekking door aerobe ademhaling, waarbij CO2 vrijkomt. De zuurstof die in organische verbindingen is ingebouwd, is afkomstig van de CO2 die de plant heeft opgenomen, evenals de koolstof. Voor de ademhaling wordt gasvormige zuurstof (O2) uit de lucht of het water opgenomen, waarvan een deel de zuurstof kan zijn die vrijkomt bij de fotosynthese. Plantenwortels hebben zuurstof nodig voor de ademhaling, en als ze die niet krijgen, kunnen ze hun taken niet uitvoeren en sterven ze uiteindelijk af. Dit maakt een goede substraatbeluchting een voorwaarde voor terrestrische planten en verklaart waarom drassige bodems schadelijk zijn. Veel terrestrische planten doen het goed in hydrocultuur, waar hun wortels zijn ondergedompeld in water of een voedingsoplossing – er moet echter een voldoende hoog gehalte aan opgeloste zuurstof zijn. In de natuur groeien de wortels, wortelstokken of knollen van moeras- en waterplanten echter meestal in zeer zuurstofarme substraten, b.v. in slib dat niet is doordrongen van zuurstofrijk water. Zo transporteren de planten via een systeem van luchtkanalen (het aerenchym) zuurstof naar hun wortels en andere onderaardse organen en zorgen zo voor voldoende zuurstof voor de ademhaling. Moeras- en waterplanten kunnen zelfs via hun wortels zuurstof uitstoten, waardoor het omliggende substraat wordt verrijkt. Dit oxideert het giftige waterstofsulfide (H2S).

Waterstof en zuurstof zijn componenten van water en alle biologische macromoleculen. Waterstof komt voor in alle organische verbindingen en zuurstof komt ook in veel voor. Gasvormige zuurstof is ook een reactant bij aërobe cellulaire ademhaling.

Stikstof

Voor planten is stikstof, naast licht en koolstofdioxide, de belangrijkste voorwaarde voor een gezonde groei en het is het element dat ze naast koolstof (in de vorm van CO2) het meest nodig hebben. Een stikstoftekort belemmert hun groei meer dan een fosfaattekort en is daardoor vaak de oorzaak van algenproblemen door de hogere planten? groeiachterstand.

Planten gebruiken stikstof voor een verscheidenheid aan organische verbindingen. Het is bijvoorbeeld een onderdeel van alle aminozuren. Dit zijn de basiscomponenten van eiwitten – zonder welke geen leven mogelijk zou zijn. Stikstof is ook cruciaal voor de vorming van nucleïnezuren, chorophyl en plantenhormonen.

Met 78% is gasvormig stikstof (N2) het hoofdbestanddeel van lucht, maar planten kunnen het in deze vorm niet gebruiken. De belangrijkste voor planten bruikbare vormen van stikstof zijn nitraat (NO3-) en ammonium (NH4+), daarnaast kunnen ze gebruik maken van ureum (CH4N2O). De stikstofkringloop speelt een belangrijke rol in terrestrische en aquatische ecosystemen. Deze cyclus beschrijft de omzetting van organisch gebonden stikstof, ureum, ammonium, ammoniak, nitriet, nitraat in gasvormige stikstof, mede uitgevoerd door bacteriële activiteit. In het aquarium worden resten van dierlijk voedsel en plantendelen afgebroken en komt ammonium vrij, evenals dierlijke afvalstoffen. Verschillende bacteriën zetten het om in nitriet en nitriet in nitraat. Deze organische stikstofbronnen zijn echter vaak ontoereikend in tanks met weinig dieren en sterke plantengroei.

Er zijn plantensoorten die de voorkeur geven aan ammonium, andere aan nitraat, weer andere gebruiken beide stikstofverbindingen in een verhouding van ongeveer 1÷1. Een plant moet nitraat omzetten in ammonium in een zeer energie-intensief proces om het te kunnen gebruiken, maar de cellulaire vacuolen kunnen nitraationen opslaan en ze zijn zeer goed transporteerbaar binnen de plant. Ammonium daarentegen wordt nooit opgeslagen, maar wordt door de plant direct opgenomen of door bacteriën omgezet in nitraat. Bij pH-waarden boven de 7,5 wordt ammonium omgezet in giftige ammoniak en is bewezen dat hoge ammoniumconcentraties in de waterkolom de oorzaak zijn van sterke algengroei. Een meststof met ammonium kan goed werken, maar moet zorgvuldig worden aangepast aan de biomassa in de tank en moet dus worden overgelaten aan ervaren tankhouders.

Aan de andere kant zijn hoge gehalten (70 tot 100 mg/l) nitraat uit anorganische bronnen (zoals bijv. kaliumnitraat, KNO3) voor veel organismen in aquaria niet giftig, waardoor het een zeer eenvoudige vorm van stikstofbemesting is.

De hoeveelheid beschikbare stikstof heeft bij sommige plantensoorten invloed op de kleur. Veel stikstof is gebonden in chlorofylmoleculen en de vorming van chlorofyl wordt belemmerd als er weinig stikstof beschikbaar is. Rode pigmenten van een plant, meestal bedekt met groen chlorofyl, zijn dan prominenter aanwezig. Deze manier om een ​​bak te accentueren is echter relatief moeilijk, omdat het beperken van de stikstoftoevoer het grote risico met zich meebrengt dat de plantengroei helemaal wordt geremd.

Stikstof is een element dat “groen en groei” bevordert. Als primaire component van eiwitten maakt stikstof deel uit van elke levende cel. Daarom is dit element meestal meer verantwoordelijk voor het verhogen van de plantengroei dan andere mineralen.

In de plant wordt stikstof omgezet in aminozuren, de bouwstenen voor eiwitten. Omdat alle enzymen eiwitten zijn, is stikstof nodig voor enzymatische reacties in planten. Als onderdeel van het chlorofylmolecuul is stikstof direct betrokken bij fotosynthese. Het helpt de plant koolhydraten te produceren en te gebruiken. Het is een onderdeel van planten-DNA.

Stikstof maakt deel uit van eiwitten, nucleïnezuren en chlorofyl. Stikstof wordt ook gebruikt bij de synthese van sommige vitamines, zoals vitamine B6, dat dient als co-enzym bij de eiwitsynthese.

Fosfor

Fosfor komt in vele organische en anorganische vormen voor en wordt door planten opgenomen in de vorm van fosfaat (PO43-), of beter gezegd, van het diwaterstoffosfaation (H2PO4-) en het waterstoffosfaation (HPO42-). Fosfor speelt een beslissende rol in het metabolisme van alle levende wezens – het reguleert de intracellulaire energiebalans (energiedrager adenosintrifosfaat, ATP) en biologische cellulaire processen door eiwitten te fosforyleren, en het is een onderdeel van nucleïnezuren (DNA, RNA) en de cellulaire membraan (fosfolipiden).

In het aquarium komt fosfaat vrij door afbrekende afvalstoffen, voer en plantenresten. In aquaria met een krachtige plantengroei en een laag aantal vissen dat spaarzaam wordt gevoerd, zijn deze fosfaatbronnen vaak onvoldoende en moet anorganisch fosfaat worden toegevoegd (zouten zoals monokaliumfosfaat, KH2PO4).

Fosfaat speelt een sleutelrol in veel terrestrische en aquatische biotopen in de natuur, aangezien het vaak het minimum is ten opzichte van andere macronutriënten. De hoeveelheid beschikbaar fosfaat is dus bepalend voor de hoeveelheid biomassa die wordt geproduceerd. Vooral in bodems met een hoge pH is het aanwezig in de vorm van verbindingen zoals calciumfosfaat die bijna onoplosbaar zijn. Waterplanten hebben zich aangepast om voldoende hoeveelheden fosfaat te absorberen. Ze hebben bijvoorbeeld geen of slechts een zeer dunne cuticula, een uitwendige beschermlaag op de celwanden, waardoor het waterverlies bij terrestrische planten wordt beperkt. Hierdoor kunnen waterplanten zeer efficiënt fosfaat en andere voedingsstoffen direct met hun bladeren opnemen.

Voor tankhouders is fosfaat waarschijnlijk de meest omstreden voedingsstof en de discussie heeft tot veel verwarring en wanorde geleid. Onderzoeken van natuurlijke waterlichamen hebben aangetoond dat fosfaatimmissies door landbouwmeststoffen en fosfaathoudende wasmiddelen de belangrijkste reden zijn voor eutrofie van waterlichamen (overbemesting door nutriëntenaccumulatie). Dit leidt onder andere tot algenbloei en tot een afname van het aantal hogere planten (macrofyten) doordat deze overwoekerd en verdrongen worden door algen. Hierdoor gaan veel tankhouders ervan uit dat algen kunnen worden verminderd door een beperkte fosfaatvoorziening in het aquarium. Dit is echter niet het geval.

Houd bij het trekken van conclusies uit studies over waterlichamen rekening met het volgende:

De belangrijkste focus van deze studies waren algen, niet macrofyten (de hogere waterplanten). Deze laatste zijn in veel meren vanaf het begin schaars vanwege de grote waterdiepte, weinig licht of zware golven, terwijl algen alomtegenwoordig zijn en dus in de eerste plaats gebruik maken van het fosfaat in deze wateren.

Er werden voornamelijk meren op noordelijke breedtegraden onderzocht, waar de meeste macrofyten tijdens de koude periode afsterven en overleven als zaden, winterknoppen of wortelstokken. Pas in het voorjaar of de vroege zomer komen ze weer uit en geven zo de algen een voorsprong.
Sommige studies hebben planctonische algen meegenomen bij het bepalen van het fosfaatgehalte, maar niet hogere waterplanten en het fosfaat dat ze binden. Zo werden lagere fosfaatconcentraties gemeten in wateren met hogere macrofytische populaties, wat leidde tot de foutieve conclusie dat macrofyten de voorkeur geven aan water met een laag fosfaat- of nutriëntengehalte. Dit was echter niet vol te houden als ook rekening werd gehouden met de hoeveelheid fosfaat die door hogere waterplanten wordt gebonden.

In wateren met een beperkte fosfaatvoorziening leidde toevoeging van deze stof tot sterkere algen- en plantengroei, maar in wateren met een beperkte nitraatvoorziening was dit niet het geval.

Meer recente studies in ondiepe Floridiaanse wateren toonden aan dat de toevoeging van fosfaat aan een waterlichaam met een grote macrofytische bedekking (30 tot 50% van het gehele substraat) net leidde tot een toename van macrofyten, niet van algen. Telkens wanneer de macrofyten een kleiner gebied besloegen, bevorderde de fosfaattoevoer de algengroei.

Deze subtropische, ondiepe wateren zonder enige groeipauze tijdens de winter lijken meer op onze aquaria dan veel meren op noordelijke breedtegraden, waar de meeste onderzoeken zijn uitgevoerd.

Wat betekent dat nu voor onze tanks? In aquariums met slechts één of twee planten leiden hoge fosfaat- en nitraatgehaltes bijna onvermijdelijk tot overmatige algengroei. Als je echter vanaf het begin een aquarium volzet met zoveel mogelijk planten, is de angst voor fosfaat onredelijk.

Wel kan bemesting met beperkt fosfaat een methode zijn om de groei van aquariumplanten te beperken. We zullen daar later in detail op ingaan.

Fosfor is essentieel bij energietransformaties in de plant. Zonder voldoende fosfor zouden koolhydraten die in de bladeren worden geproduceerd niet naar de bloem of het ontwikkelende fruit kunnen worden getransporteerd, of worden opgeslagen in wortels of bollen. Fosfor wordt meestal geassocieerd met bloemen, vruchtvorming en koolhydraatopslag in wortels, knollen en bollen.

Fosfor is nodig om nucleïnezuren en fosfolipiden te synthetiseren, die het plasmamembraan, chloroplasten en vele andere plantencelstructuren vormen. Adenosinetrifosfaat (ATP), de primaire vorm van kant-en-klare energie in de cel, bevat drie fosfaatgroepen met elk een fosfaat in het midden. Planten die ATP genereren door een fosfaatgroep te binden met adenosinedifosfaat (ADP) door middel van oxidatieve fosforylering tijdens cellulaire ademhaling en tijdens fotofosforylering bij fotosynthese.

Kalium

Naast stikstof en fosfor is kalium een ​​van de drie belangrijkste voedingselementen voor planten. Het wordt geabsorbeerd als kaliumkation (K+).

Kalium werkt b.v. als activator voor ongeveer 60 enzymen, is in hoge concentraties aanwezig in celwater en celplasma en is, net als chloride (Cl-), vooral belangrijk voor de osmoregulatie van cellen en weefsel (intracellulaire druk, openen en sluiten van de plant? huidmondjes). Het vervult zijn functies als vrij ion, het is niet geïntegreerd in organische structuren. De hoge kaliumconcentratie in het celplasma en in de chloroplasten stabiliseert de pH van de cellen en het plantenweefsel tussen 7 en 8. Lagere pH-waarden in de cel zijn verantwoordelijk voor een afnemende of zelfs helemaal stoppen van de enzymactiviteit, waardoor veel stofwisselingsprocessen tot stilstand komen. hou op. Kalium speelt ook een vitale rol in de fotosynthese en veel meer biologische functies in een plant zijn gebaseerd op kalium. Een kaliumtekort heeft dus een aanzienlijk negatief effect op planten. In vergelijking met andere voedingsstoffen is K+ zeer goed oplosbaar en zeer mobiel in de plant.

De hoeveelheid kalium die een plant opneemt komt op de tweede plaats na stikstof, het wordt in grotere hoeveelheden opgenomen dan nodig is (?luxeconsumptie?) en wordt goed opgeslagen in de plant. De dosering van stikstof en kalium kan dus in een verhouding van 1 ÷ 1 zijn. In de natuur is kalium onbeperkt (2 tot 100 mg/l in natuurlijke wateren), en je moet er goed voor zorgen dat het kaliumgehalte in je aquarium nooit nul nadert.

Verschillende studies suggereren dat veel waterplanten kalium bij voorkeur opnemen via hun bladeren.

Kalium is essentieel voor fotosynthese, ademhaling en waterbeweging in de plant. Het regelt ook het openen en sluiten van de huidmondjes van de plant. Kalium helpt planten om te gaan met droogtestress, verhoogt de ziekteresistentie, verbetert de winterhardheid en verbetert de gewaskwaliteit.

Kalium en chloor spelen een rol bij het reguleren van het openen en sluiten van de huidmondjes. Als openingen voor gasuitwisseling helpen huidmondjes een gezonde waterbalans te behouden. Dit proces wordt ondersteund door een kaliumionenpomp en door de beweging van chloride door symport- en anionkanalen. Kalium is ook een cofactor voor veel enzymen, waaronder die betrokken zijn bij fotosynthese. Chloor is, samen met calcium, essentieel voor de fotolyse van water, dat tijdens de fotosynthese zuurstof genereert. Calcium geeft ook signalen door binnen de cel (ook als tweede boodschapper tijdens het sluiten van de huidmondjes), werkt als een cofactor voor veel enzymen en draagt ​​bij aan de celwandstructuur bij de middelste lamellen tussen aangrenzende cellen.

Calcium

Calcium wordt door de planten opgenomen als tweewaardig kation Ca2+. Het is een essentiële fytonutriënt die vele functies vervult in het organisme van een plant. Het is bijvoorbeeld van vitaal belang voor de celdeling, voor de ontwikkeling van celwanden en -membranen, de opname en omzetting van nitraat en voor de koolhydraatstofwisseling van de plant. Ca+ werkt ook als tegenion voor organische en anorganische anionen in de celvacuolen en als transmitter in het celplasma. Bovendien maakt calcium deel uit van of reguleert het enzymen.

Calcium opgeslagen in plantenweefsel is niet langer transporteerbaar binnen de plant, waardoor een constante aanvoer van dit element cruciaal is voor terrestrische planten. Voor waterplanten is dit minder een probleem, omdat zij via hun bladeren Ca2+ uit het omringende water kunnen opnemen.

Natuurlijke waterlichamen variëren sterk in hun calciumconcentraties, afhankelijk van het calciumgehalte van de omringende rotsen en sedimenten. Meestal is het ongeveer 15 mg/l, maar er zijn wateren met een concentratie van minder dan 1 mg/l, en in gebieden met rotsen (overwegend kalksteen) en bodems die rijk zijn aan calcium, kan de concentratie oplopen tot 30 en in extreme gevallen zelfs 100mg/l. De Ca2+-concentratie is samen met magnesiumionen (Mg2+, ook een macronutriënt) en andere aardalkalimetalen verantwoordelijk voor de totale hardheid van het water.

Verschillende plantensoorten hebben verschillende hoeveelheden calcium nodig; dit is vooral onderzocht op terrestrische planten en waterplanten met opgekomen groei. Een calciumtekort bij terrestrische planten kan verschillende symptomen hebben, die zich het eerst manifesteren in het vormende weefsel (spruit- en wortelpunten), met onder andere weefselbeschadiging tot gevolg. De calciumbehoefte, opname en deficiëntiesymptomen van ondergedoken planten zijn echter nog vrij onduidelijk. Problemen met calciumtekorten zijn alleen te verwachten in zeer zacht water. Zeer zacht water is echter een voorwaarde voor sommige zeer veeleisende waterplanten, en voor zover wij weten, zijn er geen gevallen gemeld van groeiachterstand die ondubbelzinnig kan worden toegeschreven aan een gebrek aan calcium. We kunnen er dus gerust van uitgaan dat de hoeveelheid Ca2+ – net als sulfaten – in een aquarium praktisch altijd voldoende is.

Calcium stimuleert de wortel- en bladontwikkeling. Het vormt verbindingen die deel uitmaken van celwanden en versterkt de plantstructuur. Calcium helpt plantennitraat te verminderen door verschillende enzymsystemen in gang te zetten die organische zuren in de plant neutraliseren. Calcium bevordert ook de wortelgroei, de beschikbaarheid van molybdeen en de opname van andere voedingsstoffen. Het bevordert indirect de opbrengst door de toxiciteit van aluminium en mangaan in de bodem te verminderen.

Magnesium

Magnesium wordt in water opgelost als magnesiumkation (Mg2+) en wordt in deze vorm door de planten opgenomen.

Dit metaal speelt een beslissende rol in de fotosynthese. Magnesium is het centrale atoom van het chlorofylmolecuul, net zoals het ijzeratoom in het min of meer gelijkaardige gestructureerde hemoglobine (rood bloedpigment). Magnesium vervult ook vele andere functies in het organisme van planten, b.v. bij de activering van enzymen, de vorming van eiwitten, DNA en RNA, koolhydraten, vetten en vitamines, bij het transport van fosfaat, de koolhydraatstofwisseling en de overdracht van energie. In een plant is magnesium het sterkst geconcentreerd in de gebieden waar de plant groeit. Calcium, hoewel chemisch vrij vergelijkbaar, is het sterkst geconcentreerd in de oudste delen van een plant. Magnesium is relatief mobiel in planten.

De symptomen van een magnesiumtekort kunnen lijken op die van een ijzertekort, b.v. het bladweefsel verbleekt tussen de bladnerven, die groen blijven. Een chlorose veroorzaakt door een ijzertekort komt echter het eerst tot uiting in de jongste bladeren en een gebrek aan magnesium treft meestal het eerst de oudere bladeren.

Een aquariumplant heeft misschien niet veel magnesium nodig, maar zelfs die kleine hoeveelheid wordt vaak verwaarloosd. Er is niet veel bekend over de effecten van magnesium in specifieke plantensoorten bij lage of hoge carbonaathardheid, of hoe hoog de magnesiumconcentratie kan stijgen zonder toxische bijwerkingen. Aan de andere kant worden plantproblemen vaak toegeschreven aan magnesium-, calcium- of kaliumtekorten, maar men moet er altijd eerst voor zorgen dat het nitraat- en CO2-gehalte van het water voldoende is.

Samen met calcium en andere aardalkalimetalen draagt ​​Mg2+ bij aan de totale hardheid van het water. Veel natuurlijke waterlichamen bevatten veel meer magnesium dan de planten nodig hebben. Kraanwater bevat vaak ook bepaalde hoeveelheden magnesium en regelmatige waterverversingen zijn voldoende om de planten van magnesium te voorzien. Soms wordt echter bijna alle totale hardheid gevormd door calciumionen, en dan kunnen de planten last hebben van een tekort aan magnesium, ook al is de GH meer dan 5°. In de literatuur is het ?ideaal? calcium-magnesiumverhouding voor planten wordt vaak gegeven als 3:1 tot 4:1.

Als je vermoedt dat je planten een magnesiumtekort hebben, voeg dan een kleine hoeveelheid magnesiumsulfaat (MgSO4·7H2O) toe, b.v. een kwart theelepel per week. Een positief effect op de planten zou binnen ongeveer een week zichtbaar moeten zijn.

Magnesium maakt deel uit van het chlorofylmolecuul en is dus actief betrokken bij fotosynthese. Deze secundaire plantenvoedingsstof helpt ook bij het fosfaatmetabolisme en de ademhaling van planten en zet verschillende enzymsystemen in beweging.

Zwavel

Planten nemen zwavel op als sulfaationen (SO42-). Het is onder meer essentieel voor de vorming van chlorofyl, fotosynthese, ademhaling, het gebruik van fosfor en andere voedingsstoffen. Zwavel is een onderdeel van zwavelhoudende aminozuren en dus ook een basiselement voor eiwitten. In plantaardige biomassa zit ongeveer half zoveel zwavel als fosfor. In de plantenvacuolen kunnen grote hoeveelheden sulfaationen worden opgeslagen.

Sulfaationen maken deel uit van de zogenaamde permanente waterhardheid.

Er zijn veel studies over de zwavelvoorziening van planten en symptomen van zwaveltekorten, maar waterplanten met een onderwatergroei lijken nauwelijks problemen te hebben met een gebrek aan zwavel. Kraanwater bevat vaak voldoende sulfaationen, dus regelmatige waterverversingen helpen de planten van zwavel te voorzien. Sulfaat komt ook vrij wanneer organisch materiaal (bijv. planten- en voedselresten) uiteenvalt in de tank, en sulfaat wordt ook aan het water toegevoegd door zouten zoals kaliumsulfaat, magnesiumsulfaat, ammoniumsulfaat en calciumsulfaat (gips) te bemesten.

Zwavel is, net als stikstof, essentieel bij de vorming van eiwitten omdat het een essentieel onderdeel is van drie aminozuren: methionine, cysteïne en cystine. Organische zwavelverbindingen worden ook aangetroffen in sommige planten zoals knoflook, uien en leden van de koolfamilie, wat bijdraagt ​​aan de karakteristieke geur en smaak van deze groenten.

Zwavel maakt deel uit van bepaalde aminozuren, zoals cysteïne en methionine, en is aanwezig in verschillende co-enzymen. Het verbindt bijvoorbeeld co-enzym A met acetylgroepen, waardoor acetyl CoA wordt gevormd, het startmolecuul voor de Krebs-cyclus (tricarbonzuurcyclus) van cellulaire ademhaling. Zwavel speelt ook een rol bij fotosynthese als onderdeel van de ijzerzwaveleiwitten die elektronen van fotosysteem I naar NADP+ overbrengen.

Micronutriënten

Micronutriënten zijn net zo essentieel als de primaire en secundaire voedingsstoffen, maar zijn in veel kleinere hoeveelheden nodig. De meeste micronutriënten zijn essentieel in de specifieke enzymatische reacties in de planten. Concentratie van voor planten beschikbare micronutriënten is voldoende in bodems zolang de pH van de bodem wordt gehandhaafd, dus tekorten zijn zeldzaam.

Magnesium, zink, nikkel, koper en mangaan functioneren allemaal als cofactoren. In het bijzonder helpt mangaan bij fotolyse van water. Zink helpt bij de synthese van chlorofyl. Nikkel is betrokken bij het afbreken van ureum. Koper kan dienen als een cofactor of een onderdeel van het enzym zelf. Door het koper in plastocyanine kan het bijvoorbeeld elektronen transporteren tijdens fotofosforylering. Naast het helpen bij de enzymfunctie, is magnesium ook belangrijk voor het fotosyntheseproces omdat het deel uitmaakt van chlorofyl.

Net als koper vergemakkelijkt ijzer het elektronentransport in enzymen. Het wordt aangetroffen in de cytochromen die betrokken zijn bij oxidatieve fosforylering en fotofosforylering. IJzer speelt ook een rol bij de synthese van chlorofyl. Molybdeen is een bestanddeel van enkele enzymen in planten, waaronder een die planten helpt nitraat te gebruiken.

Boor

Boor wordt door planten voornamelijk opgenomen als ongedissocieerd boorzuur B(OH)3, maar ook als boraation B(OH)4-. In de natuur komt boor vrij door verwelkende gesteentemineralen zoals glimmer of toermalijn. Zure gesteenten zoals graniet zijn arm aan boor, terwijl de boorconcentratie in zeewater zeer hoog is (ca. 5 mg/l). In zoetwaterlichamen liggen de boorconcentraties meestal onder de 0,1 tot 0,5 mg/l.

Boor (B) is cruciaal voor de structuur en functie van de celwand in de plant. Symptomen van een tekort kunnen verschijnen als misvormde vruchten/bloemen of dikke, korte bladstelen. Overtollig boor kan giftig zijn voor planten. Boor moet worden toegepast volgens de aanbevelingen van grondtesten voor specifieke gewassen.

Koper

In de aquaristiek staat koper algemeen bekend als een sterk gif. Planten hebben echter sporen van dit zware metaal nodig als micronutriënt. Koper wordt geabsorbeerd als vrij Cu2+ kation of als het gebonden is door chelaatvormers. In de plantencel is het meestal alleen aanwezig als het gebonden is aan eiwitten, vrije koperionen zouden leiden tot schade als gevolg van oxidatieve stress en de denaturatie van eiwitten.

Koper is een onderdeel van een aantal enzymen in redoxsystemen, b.v. het zit in fenoloxidasen, die een rol spelen in de afweer tegen micro-organismen door de omzetting van fenolen in bruingekleurde chinonen te katalyseren (wat bijvoorbeeld zichtbaar is wanneer appel- of aardappelstekken bruin worden). 50% van het koper in de chloroplasten is gebonden aan plastocyanine, dat nodig is in het proces van fotosynthese (het transport van elektronen tussen fotosysteem II en fotosysteem I tijdens de lichtreactie). Als onderdeel van een superoxide-dismutase dat koper en zink bevat, speelt koper uiteraard ook een belangrijke rol bij de bescherming tegen vrije zuurstofradicalen. Ascorbinezuuroxidase bevat ook koper. Het katalyseert de oxidatie van ascorbinezuur (vitamine C) tot dehydroascorbinezuur. Het op koper gebaseerde enzym diamineoxidase is belangrijk voor de synthese van lignine en daarmee voor de vorming van hout in terrestrische planten.

Het koper in oudere bladeren is onbeweeglijk en kan niet worden getransporteerd naar de gebieden waar de plant groeit. Kopertekorten zijn dus het eerst zichtbaar op de jongste bladeren. Terrestrische planten krijgen onder andere zware chlorose en onvolgroeide bladeren. Koper is een ijzer- en mangaanantagonist bij de opname van voedingsstoffen, dus hoge koperconcentraties in de grond kunnen leiden tot een tekort aan deze voedingsstoffen bij terrestrische planten.

Koper (Cu) is aanwezig in verschillende enzymen en bepaalde plantaardige eiwitten. Er zijn geen kopertekorten waargenomen in minerale bodems in Alabama.

IJzer

De eerste speciaal voor aquariumplanten ontwikkelde meststoffen die in de handel verkrijgbaar waren, waren ijzermeststoffen, wat het belang van ijzer en de frequentie van ijzertekorten bij waterplanten aantoont. Van alle micronutriënten wordt ijzer in de grootste hoeveelheden gebruikt, sommige auteurs rekenen het zelfs tot de macronutritieve elementen.

Dit metaal is een co-factor van veel enzymen en verandert gemakkelijk van de oxidatiestadia +2 naar +3 en vice versa. De belangrijkste functie is de overdracht van elektronen in redoxcellen. IJzer maakt bijvoorbeeld deel uit van de cytochromen, die hun functie vervullen bij de cellulaire ademhaling in de mitochondriën en, tijdens de fotosynthese, in de chloroplasten. Aangezien ijzer een vitale rol speelt in veel enzymatische reacties van chlorofylsynthese, zorgt een ijzertekort ervoor dat de chlorofylproductie afneemt, wat doorgaans leidt tot ijzerchlorose. Een symptoom hiervan is geel tot witachtig bladweefsel tussen de bladzenuwen, die in het begin altijd groen blijven. Eerst worden de jongste bladeren aan de scheutuiteinden aangetast, aangezien ijzer relatief immobiel is in de plant. Deze chlorose kan echter ook een symptoom zijn van mangaangebrek.

Er is vaak een grote hoeveelheid ijzer in natuurlijke terrestrische en aquatische habitats, maar het grootste deel ervan is aanwezig in bijna onoplosbare vormen, die planten niet kunnen gebruiken, zoals ijzerhydroxiden en ijzerfosfaat. Vrije ijzerionen die door planten kunnen worden opgenomen (Fe2+, Fe3+) worden alleen in sporen aangetroffen. Planten hebben twee verschillende strategieën ontwikkeld voor de opname van ijzer: 1) ze verzuren de grond door protonen (H+-ionen) vrij te geven, waardoor de oplosbaarheid van Fe3+ toeneemt, Fe3+ wordt gereduceerd tot Fe2+ op het oppervlak van hun wortels en het wordt opgenomen in de cellen. 2) Echte grassen, waaronder verschillende graansoorten, geven een chelaatvormer (mugininezuur, een fytosiderofoor) af aan de grond, die Fe3+ complexeert en dit ijzer-fytosiderofoor-complex naar de worteldelen transporteert. Planten transporteren ijzer in hun weefsels door chelaatvormers die ze produceren.

In meststoffen is ijzer gebonden aan stabilisatoren of chelatoren zoals EDTA, DTPA, HEEDTA, citraat, gluconaat of ascorbaat om het opgelost te houden en beschikbaar te maken voor planten.

IJzer (Fe) is nodig voor het behoud van chlorofyl in planten. Een ijzertekort resulteert in chlorotisch, geel weefsel tussen de nerven van nieuwe bladeren. IJzertekorten worden meestal veroorzaakt door een hoge pH van de grond (hoger dan 7,0), slechte wortelgroei als gevolg van bodemverdichting of ziekte, overmatige fosforbemesting of bodemdrainage. Bemesting met ijzer kan slechts gedeeltelijk effectief zijn bij het corrigeren van een ijzertekort, omdat andere bodemeigenschappen de aandoening veroorzaken, niet het ijzergehalte van de bodem zelf. Bladbemesting met ijzer zal het tekort tijdelijk verhelpen.

Mangaan

Mangaan wordt door planten opgenomen als Mn2+-kation en kan ook worden gebonden door chelatoren. De functies ervan in de plant hebben meestal iets te maken met het hoge redoxpotentieel en met het vermogen om gemakkelijk te wisselen tussen bivalentie en trivalentie (Mn2+, Mn3+), net zoals ijzer. Het is een cofactor of maakt deel uit van veel enzymen die b.v. nodig in de citroenzuurcyclus, het proces van watersplitsing en het transport van elektronen tijdens fotosynthese of tijdens stikstofassimilatie (enzymnitraatreductase). Omdat het ook een rol speelt bij de vorming van aromatische aminozuren fenylalanine en tyrosine en dus van fenolzuren en alcoholen, is mangaan ook belangrijk voor het afstoten van infecterende stoffen (schimmels et.al.). Verder is mangaan nodig voor de synthese van chlorofyl en voor het beschermen van chloroplastweefsel tegen vrije radicalen. Zo neemt de chlorofylproductie af bij een tekort aan mangaan en wordt de eiwitomhulling die het chlorofyl beschermt vernietigd. De plant vertoont dan een chlorose, vergelijkbaar met de symptomen bij een ijzertekort. Bovendien laten scheuten en wortels over het algemeen een lagere groeisnelheid zien.

Terrestrische planten kunnen meer mangaan opnemen, net als andere sporenmetalen, wanneer de pH in de grond lager is. Het bekalken van de bodem kan dus leiden tot mangaangebrek. Hoge niveaus van ijzer, koper of zink in de bodem kunnen ook de opname van mangaan belemmeren.

Er is niet veel bekend over hoeveel mangaan waterplanten nodig hebben en hoe de symptomen van mangaantekort eruitzien. IJzer lijkt het enige spoorelement te zijn geweest waarop de aquaristiek zich heeft gericht.

Mangaan (Mn) activeert veel enzymen. Tekorten aan ijzer en mangaan zijn vergelijkbaar en beide worden meestal veroorzaakt door een hoge pH van de grond (hoger dan 7,0). Mangaantoxiciteit komt vaker voor dan tekortkomingen in de zure bodems van Alabama. Door de pH van de grond tussen 5,5 en 6,5 te houden, is voldoende mangaan beschikbaar en wordt toxiciteit vermeden.

Molybdeen

Van alle essentiële micronutriënten wordt molybdeen in de minste hoeveelheid gebruikt, maar de daadwerkelijk benodigde hoeveelheid verschilt van soort tot soort. Het wordt voornamelijk door planten opgenomen in de vorm van molybdaationen MoO42-.

Molybdeen is de metaalcomponent van vier belangrijke plantenenzymen. Molybdeen maakt samen met ijzer deel uit van nitraatreductase, dat bepalend is voor de stikstofbenutting. Nitraat dat door de plant wordt opgenomen, wordt door dit enzym gereduceerd tot nitriet en verder tot ammonium door nitrietreductase, dat op zijn beurt wordt gebruikt in aminozuren. Bij een gebrek aan molybdeen kan nitraat zich ophopen in bladeren van middelbare leeftijd tot oude bladeren die eerst een blauwgroene kleur krijgen en later chlorose ontwikkelen.

De andere drie enzymen die molybdeen in planten bevatten, zijn aldehyde-oxidase (speelt een rol bij de vorming van de plantenhormonen indolazijnzuur en abscisinezuur), xanthine-dehydrogenase (afbraak van purine) en sulfietoxidase (ontgifting van sulfiet door oxidatie tot sulfaat). Symbiontische bacteriën in de wortelknolletjes van de peulvruchten fixeren luchtstikstof N2 met behulp van het op molybdeen gebaseerde enzym Stikstofase en maken het bruikbaar voor de plant.

Voor terrestrische planten stijgt de beschikbaarheid van molybdeen met een stijgende pH-waarde van de bodem, en een molybdeentekort komt vaak voor op zure bodems – in tegenstelling tot andere metallische micronutriënten. De symptomen van molybdeengebrek zijn – net als stikstofgebrek – lichtgroene tot gelige of geelgekleurde bladeren.

Molybdeen (Mo) is nodig voor de normale opname van stikstof in planten. Visuele symptomen van molybdeentekort zijn vergelijkbaar met stikstoftekorten. Molybdeengebrek wordt doorgaans alleen waargenomen bij peulvruchten in zeer zure bodems (pH lager dan 5,5). Kalken zal meestal een molybdeentekort corrigeren.

Zink

Zink wordt door planten opgenomen als vrij Zn2+-kation of gebonden aan chelaatvormers, bij een hoge pH wordt het ook opgenomen als ZnOH+-ion.

Dit metaal maakt deel uit van of is een cofactor in veel enzymen die betrokken zijn bij belangrijke metabolische processen. Zo beschermt Cu/Zn-superoxide dismutase (Cu/Zn SOD, reeds genoemd in het hoofdstuk ?Koper?) de celmembranen tegen beschadiging door vrije zuurstofradicalen. In het celplasma en in de chloroplasten reguleert carboanhydrase (CA), dat ook zink bevat, de reactie van CO2 en water tot koolzuur. Dit enzym werkt dus als buffer en zorgt bovendien voor een verhoging van de CO2-concentratie in de bladgroenkorrels. Dit verhoogt de CO2-fixatiesnelheid van het enzym RuBisCO tijdens de donkere reactie van fotosynthese. Met behulp van carboanhydrase kunnen waterplanten die waterstofcarbonaat-ionen (HCO3-) als koolstofbron kunnen gebruiken, waterstofcarbonaat omzetten in kooldioxide, dat op zijn beurt wordt gefixeerd tijdens de Calvin-cyclus.

Zink speelt een beslissende rol bij het stabiliseren van de ribosomen en daarmee bij de vorming van eiwitten. Als onderdeel van RNA- en DNA-polymerasen is het ook cruciaal voor de reproductie van RNA- en DNA-moleculen en bijgevolg voor celdeling en eiwitsynthese.

Alcoholdehydrogenase (ADH), dat ook zink bevat, is erg belangrijk voor de ontgifting van waterplanten die gewoonlijk in zuurstofarme omgevingen in de natuur leven. Naast een efficiënte ademhalingsenergieopwekking uit glucose met zuurstof, kunnen deze planten energie opwekken door alcoholische gisting wanneer zuurstof schaars is. Alcoholdehydrogenase zet het daarbij gevormde ethanol om in acetaldehyde (en vice versa). De belangrijkste energietransmitter, ATP, wordt gevormd met behulp van het zinkafhankelijke enzym hexokinase. Zink speelt ook een rol bij de vorming van de groeiregulator beta-indoolazijnzuur, dat tot de auxines wordt gerekend. Als dit onder het vereiste niveau komt, reageert de plant met kleine blaadjes en verkorte internodiën.

De opname van zink is sterk afhankelijk van de temperatuur, zinkgebreksymptomen zijn bekend van jonge maïsplanten tijdens koude lenteseizoenen. Hoge zinkconcentraties in de bodem kunnen leiden tot ijzertekorten bij terrestrische planten omdat te veel zink een negatieve invloed kan hebben op de reductie van Fe3+ naar Fe2+ op de wortels.

Zink (Zn) is ook essentieel in geselecteerde enzymatische reacties. Tekorten komen het meest voor bij pecannoten/fruitbomen en bij maïs in het vroege voorjaar in Alabama. Bij maïs kenmerken groene en gele brede strepen op nieuwe bladeren in de krans (een opstelling van drie of meer plantendelen in een cirkel rond hetzelfde punt) zinkgebrek. Het wordt ook wel witte maïsknop genoemd. Tekorten komen vooral voor op zandgronden met een pH hoger dan 6,5 in het vroege voorjaar of op recentelijk gekalkte gronden. Fruitbomen en pecannoten hebben speciale zinkbehoeften. Het voortdurende, willekeurige gebruik van zinkmeststoffen kan echter resulteren in een overmatige opbouw tot het punt waarop zinktoxiciteit een probleem kan worden voor peulvruchten, die gevoelig zijn voor hoge zinkgehalten in de bodem.

Chloor

Als we het hebben over chloor als plantenvoeding, bedoelen we niet het giftige chloorzuur dat ook wel onder die naam bekend is (Cl2), maar het chloride-ion Cl-. Het staat bekend als een bestanddeel van keukenzout (NaCl), maar het vormt ook zouten met andere metaalionen, zoals b.v. kaliumchloride, KCl.

Chloride is essentieel voor planten, maar alleen in sporenhoeveelheden, waardoor het een micronutriënt is, maar sommige planten bevatten het in grote hoeveelheden. De bodem en het water in kust- of droge gebieden bevatten vaak een grote hoeveelheid chloride (veroorzaakt door verzilting van de grond). Aan zout aangepaste planten (halofyten) tolereren concentraties van meer dan 0,5 gewichtsprocent keukenzout in het grondwater. In brak water met een zoutgehalte van 0,1 tot 1% kunnen verschillende zoetwaterplanten groeien, waaronder de Europese soorten Myriophyllum en Potamogeton en verschillende soorten aquariumplanten.

Chloride wordt gemakkelijk opgenomen en is zeer mobiel in de plant. Het wordt niet gebruikt in organische structuren en wordt alleen aangetroffen als vrij chloride-ion in de plant. Net als kalium is het belangrijk voor osmoregulatie (regulatie van de interne cellulaire druk, openen en sluiten van de huidmondjes) en voor elektrische ladingsvereffening. In de plantencel dient chloride om verschillende pH-waarden in het celplasma (boven 7) en het celsap in de vacuole (aanzienlijk onder 7) in stand te houden. Hiervoor worden negatief geladen chloride-ionen samen met positief geladen protonen (H+) in de vacuole gepompt. Bovendien is Cl- een co-factor voor verschillende enzymen, zoals b.v. het mangaanenzym in de chloroplasten (splitsing van water en zuurstofafgifte tijdens fotosynthese) en asparaginesynthetase (vorming van het aminozuur asparagine).

Over het algemeen zit er voldoende chloride in leidingwater om de planten in een aquarium van de benodigde hoeveelheden te voorzien. Bovendien kan het ook worden toegevoegd met meststoffen zoals kaliumchloride.

Chloor (Cl) staat bekend als een essentiële voedingsstof, maar tekorten zijn moeilijk te vinden in de natuur omdat chloor aanwezig is in de bodem, de meeste meststoffen, regenval en de atmosfeer.

Planten in een aquarium

De meeste planten die we in aquaria houden zijn moerasplanten. Die komen voor een flinke uitdaging te staan wanneer ze onder water met veel lagere CO₂ concentraties te maken hebben en tegelijkertijd met behoorlijk intense aquarium verlichting.

Dat deze combinatie de basis is voor de meeste problemen met planten kun je lezen in het artikel over het levend houden van planten.

Of lees het algemene artikel over planten in een aquarium.

Blijf scapen,
Ruud

PS. Heb je vragen of opmerkingen? Stuur me gerust een bericht: