Grundlagen der Pflanzenernährung

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1 Grundlagen der Pflanzenernährung Sem. Definition und Abgrenzung Geschichtliche Entwicklung Zusammensetzung der Pflanzen Ertragsgesetze Ökologische Grundlagen Biochemie der Pflanzen - Inhaltsstoffe Physiologische Grundlagen Antransport und Aufnahme der Nährstoffe Stoffbildungsprozesse Humus und dessen Bedeutung Spezielles Verhalten der einzelnen Pflanzennährstoffe Stickstoff Phosphor, Kalium, Magnesium Schwefel, Kalzium Mikronährstoffe Mineraldünger und ihre Anwendung Organische Dünger und deren Anwendung

2 Definition und Abgrenzung - Definition - Ziele - drei Aspekte Geschichtliche Entwicklung - sechs Perioden - Humustheorie - Mineralstofftheorie - Entwicklung der Düngung

3 Zusammensetzung der Pflanzen und Nährstoffe 1 Zusammensetzung der Pflanzen 1.1 Wasser 1.2 Trockensubstanz und Asche 1.3 Mineralstoffe 2 Nährstoffe 2.1 Gehalte und Verteilung in den Pflanzen 2.2 Begriffe und Einheiten 2.3 Einteilung der Nährelemente in Makro- und Mikronährelemente 2.4 Kernnährstoffe in Ionenform 3 Notwendigkeit der Elemente 3.1 Kriterien für die Lebensnotwendigkeit 3.2 unentbehrliche, nützliche und entbehrliche Nährelemente 4 Veränderung der Nährstoffgehalte 4.1 Verlauf der Nährstoffaufnahme 4.2 Aufnahme und Substanzproduktion 4.3 Verdünnungseffekt 5 Versorgung der Pflanzen mit Nährelementen 5.1 Beweglichkeit 5.2 Versorgungsbereiche 5.3 allgemeine Mangelsymptome 6 Ertragsgesetze 6.1 Minimumgesetz nach LIEBIG 6.2 Gesetz vom abnehmenden Ertragszuwachs (MITSCHERLICH)

4 Ökologische Grundlagen - Biochemie der Pflanzen 1 Grundlagen für die Stoffbildung 2 Licht 2.1 Spektrum 2.2 Beleuchtungsstärke, Photosyntheserate und Photoperiodismus 2.3 Absorption durch Chlorophylle 3 Temperatur 3.1 Beeinflussung des Pflanzenwachstums 3.2 Stoffaufnahme und temperaturabhängige, enzymatische Reaktionen 3.3 Beeinflussung der Atmung 3.4 Reizwirkung hoher bzw. niedriger Temperatur 4 Kohlendioxid 4.1 Gehalte und Bedeutung in der Atmosphäre 4.2 Assimilation 4.3 CO 2 -Bedarf und Versorgung der Pflanzen 5 Zusammenwirken der Faktoren 6 Wasser 6.1 Funktion in der Pflanze 6.2 Wassergehalte und Wasserbilanzen 6.3 Transpiration und Guttation 6.4 Saugspannung im Boden, PWP 7 Organische Inhaltsstoffe 7.1 Enzyme 7.2 Kohlenhydrate 7.3 Fette 7.4 Eiweiße

5 Physiologische Grundlagen - Lebensvorgänge 1 Organisation und Funktion der Pflanzenzelle 1.1 Grundstruktur 1.2 Funktion der Membrane 2 Wasserhaushalt der Pflanze 2.1 Funktionen des Wassers 2.2 Bewegung des Wassers Massenfluss, Diffusion und Osmose Osmotischer Druck, Saugdruck 2.3 Aufnahme, Transport und Abgabe von Wasser 2.4 Wasserhaushalt, Effektivität und Stoffproduktipon 3 Antransport und Aufnahme der Nährstoffe 3.1 Organe der Nährstoffaufnahme 3.2 Antransport der Nährstoffe Massenfluss Diffusion Interzeption 3.3 Nährstoffaufnahme und -austausch an der Wurzel Kationensorption Anionenaufnahme, Protonenpumpe Ionenaustausch und Ionenantagonismus Molekülaufnahme 3.4 Verlauf der Nährstoffaufnahme 3.5 Nährstoffaufnahme über das Blatt 4 Stofftransport in der Pflanze 4.1 Xylem 4.2 Phloem 4.3 Retranslozierbarkeit von Nährstoffen 5 Photosynthese 6 Atmung

6 Der Hauptnährstoff Stickstoff - N - 1. N in Boden und Pflanzen / Physiologische Funktion 2 N- Dynamik im Boden 2.1 Formen und Dynamik 2.2 N-Quellen Atmosphärischer Eintrag Mineralisierung und Nitrifikation Bindung des Luftstickstoffs (Biologische N 2 -Fixierung) 2.3 N-Verluste Biotische Immobilisierung und Ammonium-Fixierung Denitrifizierung Nitrat-Auswaschung Gasförmige Ammoniak-Verluste 3 N-Stoffwechsel der Pflanze 3.1 Aufnahme in Form von NO 3, NH 4 + und CO(NH 2 ) Transport in der Pflanze und Speicherung 3.3 N-Stoffwechsel Nitratreduktion Einbau in die C-Skelette und Bildung von Aminosäuren Proteinsynthese 3.4 N-Mangelsymptome und N-Überschuss 4. N-Kreislauf 5 N-Ernährung und Einfluss auf die Qualität 5.1 Ertrag und äußere Qualität 5.2 Einfluss auf die innere Qualität N-Gehalt und Proteingehalt Kohlenhydrate, Fette, Vitamine 5.3 Nitratgehalt und gesundheitliche Unbedenklichkeit 6 N-Bilanzen 7 Einfluss von N auf die Pflanzengesundheit

7 Der Hauptnährstoff Phosphor - P - 1 P-Formen in Boden und Pflanze 2 Physiologische Funktion für das Leben 3 P- Dynamik im Boden 3.1 Charakterisierung des P-Angebotes, Löslichkeit und Verfügbarkeit 3.2 Antransport zur Wurzel 3.3 Festlegung durch Kalziumphosphatbildung 3.4 Auswaschung, Erosion und Eutrophierung 4 P-Stoffwechsel der Pflanze 4.1 Aufnahme und Phosphat-Aufschließungsvermögen 4.2 Transport in der Pflanze, Beweglichkeit und Retranslozierbarkeit 4.3 Einbau des Phosphates und Ertragsbildung 4.4 Funktion, Lebensvorgänge und Enzymbildung 4.5 Gehalte und Verteilung in den Pflanzen 4.5 Mangelsymptome 5 Bestimmung des Düngerbedarfes und Ernährung 5.1 Düngung nach Entzug 5.2 Düngung nach Versorgungsstufen 5.3 Düngerformen 6 Phosphor Kreislauf und Bilanzen 7 Weltweite Verfügbarkeit und Probleme

8 Der Hauptnährstoff Kalium - K - 1 Kalium in Boden und Pflanze 2 Physiologische Funktion für Pflanzen 3 K- Dynamik im Boden 3.1 Bindungsformen und Dynamik 3.2 Bindung an Tonminerale und K-Fixierung 3.3 Antransport zur Wurzel 3.4 K-Auswaschung 4 Kalium in der Pflanze 4.1 Aufnahme und Wasserhaushalt 4.2 Transport in der Pflanze und Beweglichkeit 4.3 Einfluss auf Wasserhaushalt und Ertragsbildung 4.4 Funktion und Enzymaktivierung 4.5 Gehalte und Verteilung in den Pflanzen 4.6 K-Mangel und K-Überschuss 5 Düngerbedarf und Ernährung 5.1 Düngung nach Entzug und Versorgungsstufen 5.2 Entzüge und Größenordnungen des Düngerbedarfs 5.3 K-Dünger

9 Der Hauptnährstoff Magnesium - Mg - 1 Formen und Dynamik im Boden 1.1 Herkunft und Formen 1.2 Bindung an Ton-Humus-Komplexe 1.3 Antransport zur Wurzel 1.4 Mg-Auswaschung und -Austausch durch Ca 1.5 Dynamik im Boden 2 Magnesium in der Pflanze 2.1 Funktionen für die Pflanze 2.2 Mg-Aufnahme 2.3 Transport in der Pflanze und Beweglichkeit 2.4 Einfluss auf die Ertragsbildung 2.5 Gehalte und Verteilung in den Pflanzen 2.6 Mg-Mangel 3 Düngerbedarf und Ernährung 3.1 Düngung nach Entzug und Versorgungsstufen 3.2 Entzüge und Größenordnungen des Düngerbedarfs 3.3 Mg-Dünger 4 Magnesium-Bilanz

10 Kalzium - Ca - Hauptnährstoff und Bodenverbesserer 1 Formen und Dynamik im Boden 1.1 Herkunft und Formen 1.2 Bindung an Ton-Humus-Komplexe 1.3 Antransport zur Wurzel 1.4 Ca -Auswaschung 1.5 Dynamik im Boden 1.6 Einfluss von Ca auf die Bodeneigenschaften 2 Kalzium für die Pflanze 2.1 Funktionen für die Pflanze 2.2 Ca-Aufnahme 2.3 Transport in der Pflanze und Beweglichkeit 2.4 Einfluss auf die Ertragsbildung 2.5 Gehalte und Verteilung in den Pflanzenorganen 2.6 Ca-Mangel 3 Kalkung - Kalkdüngung für Boden und Pflanze 3.1 Entzüge und direkte Düngung zur Ca-Versorgung 3.2 ph-wirkung und anzustrebende ph-werte 3.3 Kalk-Dünger 4 Kalk-Bilanz und Kalkbedarf

11 Schwefel - S - 1. S im Boden und Schwefelquellen 2. Funktion in der Pflanze 3. Gehalte und Entzüge 4. Einfluss auf Ertrag 5. Einfluss auf die Qualität S-Mangel 6. S-Düngung und Düngemittel

12 Mikronährstoffe Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo, Cl 1 Bedeutung der Mikronährstoffe 2 Formen und Dynamik im Boden, Verfügbarkeit Funktionen in den Pflanzen Mangel und Überschuss 2.1 Eisen Fe 2.2 Mangan Mn 2.3 Kupfer Cu 2.4 Zink Zn 2.5 Bor B 2.6 Molybdän Mo 2.7 Chlor Cl 3 Mikronährstoffintensive Kulturen 4 Symptomdiagnose und Bodenfaktoren, die zu Mangel führen 5 Düngung mit Mikronährstoffen 5.1 Bodendüngung 5.2 Blattdüngung Prüfung als 90 Min. Klausur, wenn das Fach nach dem 4. Sem. abgeschlossen wird.

13 Spezielle Pflanzenernährung 5., 7. und 8. Sem. Gärtnerische Substrate und Erden 1 Einleitung, Bedeutung, Begriffe 2 Anforderungen an die Substrate 3 Substrat-Arten 3.1 Boden 3.2 Bodenähnliche Substrate 3.3 Chemisch-technologische Substrate 3.4 Gütesicherung 4 Eigenschaften und Verwendung der Ausgangsmaterialien 4.1 Torf Bedeutung und Entstehung Arten und Gütekriterien Verwendung in EE und TKS 4.2 Rinde Rindenmulch als Bodenverbesserungsmittel Rindenhumus und Holzfasern als Substrat 4.3 Kompost Einsatzmöglichkeiten Kompostierungsphasen 5 Hilfs- und Zuschlagstoffe 5.1 Anorganische Perlit Vermiculit Ton Sand und Kies Steinwolle Blähton und Blähschiefer 5.2 Organische Hygromull Hygropor Styromull/ Polystyrol Kokosfasern Flachsscheben Reisspelzen

14 Wasser, Gießwasser und Salz 1 Wasser in Boden und Substrat ( Begriffe: PWP, FK, NFK) 2 Wasser in der Pflanze 3 Wasserbedarf und Wasserzufuhr 4 Wasserqualität und Grenzwerte 4.1 Salzgehalt und Salzverträglichkeit der Pflanzen 4.2 ph-wert / Säurekapazität 4.3 Nährstoffe Kalzium und Magnesium Sulfat Natrium und Chlorid Nitrat Eisen und Mangan, Kupfer, Zink und Bor 5 Gießwasseraufbereitung 5.1 Salz 5.2 ph-wert / Säurekapazität 5.3 Eisen 6 Nährlösungen 6.1 Maßeinheiten 6.2 Richtwerte für Substrat- und erdelose Kulturen 6.3 Dränwasser 6.4 Veränderung der Nährlösungszusammensetzung 7 Dünger für Nährlösungen und Fertigation 8 Berechnung der Zusammensetzung und Ansetzen von Nährlösungen 8.1 Nährlösungen 8.2 Stammlösungen

15 Pflanzenernährung im Zierpflanzenbau 1 Entwicklung der Düngung 2 Bedarfsorientierte Ernährung und Düngesysteme 2.1 Substrate 2.2 Wasser 2.3 Anwendungsbereiche der Düngesysteme 2.4 Makronährstoffe Stickstoff Phosphor und Kalium Magnesium und Kalzium 2.5 Mikronährstoffe 2.6 Depotdüngung 3 Düngemittel für die Bewässerungsdüngung 4 Geschlossene Bewässerungs- und Düngungsverfahren 5 Erdelose Kulturverfahren 5.1 offene und geschlossene Kulturverfahren 5.2 Substratkultur 5.3 Hydrokultur bzw. substratlose Kultur Tank- oder Wasserkultur Nährfilmtechnik (NFT) Plant Plane Hydroponic (PPH) Aeroponik 6 Beispielrechnungen

16 Pflanzenernährung im Gemüsebau 1 Bedeutung und Ziele der Düngung im Gemüsebau 2 Nährstoffe, Verfügbarkeit und Nährstoffversorgung 3 Ermittlung des Nährstoffbedarfs 3.1 Düngefenster 3.2 Kalkulation 3.3 Bilanzierung 3.4 Bodenanalysen 3.5 Pflanzenanalysen 4 Nährstoffentzüge, Düngermengen und Termine im Freilandanbau 4.1 Stickstoff 4.2 Phosphor, Kalium, Magnesium 4.3 Schwefel 4.4 Kalzium 4.5 Mikronährstoffe 5 Organische Düngung 5.1 Ernterückstände 5.2 Organische Dünger 5.3 Gründüngung 6 Nährstoffentzüge und Düngung im Gewächshausanbau 6.1 Anbau im gewachsenen Boden 6.2 Substrat- und erdelose Kulturen 7 Nitratgehalte in Gemüse 8 Praktische Anwendung in Bespiel-Rechnungen

17 Pflanzenernährung in der Baumschule 1. Ziele der Düngung 2. Ökologische Probleme und Bodenverluste 3. Methoden zur Ermittlung des Nährstoffbedarfs 3.1 Versuche im Freiland und im Gefäß 3.2 Beurteilung von Mangelsymptomen 3.3 Pflanzenanalysen 3.4 Bodenuntersuchung 4. Substanzproduktion und Nährstoffentzüge 4.1 Produktion mit Blättern 4.2 Produktion ohne Blätter 4.3 Wurzelanteile 4.4 Nährstoffentzüge N - P - K - Mg 5. Düngung mit Stickstoff 5.1 Nährstoffmengen 5.2 Einflüsse der Nährstoffform 6. Düngung mit Phosphor 6.1 Besonderheiten 6.2 Bilanzen und Empfehlungen 7. Düngung mit Kalium 8. Düngung mit Magnesium 9. Düngung von Containerpflanzen 9.1 Substrat und Kompost 9.2 Nährstoffbedarf 9.3 Flüssigdüngung 9.4 Depotdüngung

18 Pflanzenernährung im Obstbau 1 Standortfaktor Boden / Bodeneigenschaften 1.1 Physikalische Bodenbewertung Bodenarten Porenraum / Wasser 1.2 Chemische Bodenbeschaffenheit / Bodenreaktion 1.3 Biologische Wirkungen im Boden Mykorrhiza Stickstoffhaushalt / Mineralisation 2 Mineralische Nährstoffe und Nährstoffversorgung 2.1 Funktion der Nährstoffe im Obstgehölz / Mangelsymptome Stickstoff Phosphor Schwefel Kalium Magnesium Kalzium 2.3 Bestimmung des Nährstoffbedarfes für N 2.4 Bestimmung des Nährstoffbedarfes für P, K, Mg 2.5 Bilanzbetrachtungen 2.6 Mikronährstoffe 2.7 Düngetermine 3 Blattdüngung 3.1 Blattanalysen 3.2 Blattdüngemittel 4 Bewässerung und Fertigation 5 Organische Düngung 5.1 Wirkung organischer Düngung 5.2 Organische Düngemittel 5.3 Gründüngung und Mulchen 6 Bodenmüdigkeit Mündliche Prüfung 30 Min., wenn am Ende des 7. Sem. (kleiner Schwerpunkt) am Ende des 8. Sem. (großer Schwerpunkt) abgeschlossen wird.