Hoofd en Sporenelementen en hun werking in planten

Als we het hebben over de 15 hoofd en sporen elementen dan gaat het meestal over de belangrijkste bouwstoffen die de plant nodig heeft om te groeien. Daarmee is niet gezegd dat dit alles is wat de plant nodig heeft. De plant gebruikt ook heel veel verschillende andere elementen en energieën die nodig zijn voor het welbevinden en wel groeien van de plant. In de glastuinbouw werkt met met deze 15 hoofd en spoorelementen en daarmee moet de plant het doen. Als je dit door de bril van de Biologisch Dynamische Landbouw bekijkt is dit een gruwel, daar je dan met recht mag zeggen dat we het hebben over kas- plantjes.

Voordat we verder gaan:
We kennen in de biodynamische landbouw (antroposofie) 5 cruciale elementen die het leven bepalen, dit zijn: koolstof, Stikstof, Zuurstof, Waterstof, Zwavel. Hier beneden in het kort wat deze 5 elementen betekenen voor het leven op aarde:
1     Koolstof      -      De bouwsteen van het leven
2     Stikstof       -      De drager van de levensenergie
3     Zuurstof      -      De levensenergie
4     Waterstof    -      Het terugbrengen van de elementen in hun oorspronkelijke staat (verbranding/vuur)  
5     Zwavel        -      De communicator tussen de vaste materiële werkelijkheid en de geestelijke wereld


Hoofdelementen

Silicium (kiezel)
Silicium (kiezel) is een mysterieus element, maar verreweg het belangrijkste element samen met koolstof dat de plant nodig heeft om vitaal te kunnen groeien. In de natuurkunde staat Silicium onder Koolstof in het periodiek systeem. Beide elementen hebben de bijzondere eigenschap tot het mogelijk maken van zelfstandig leven. Koolstof kennen we: ons zelfstandig levend lichaam bestaat voor een groot deel uit Koolstof, dit geld voor alle (levende) wezens op aarde. Net zo belangrijk is Silicium (kiezel), bij de meeste mensen is dit helemaal niet bekend maar zonder Silicium functioneert het leven op aarde niet optimaal. In de computer industrie maakt men hier al 70 jaar gebruik van, chips en andere onderdelen van de huidige kustmatige intelligentie (de digitale wereld) werken op de fundamenten van Silicium, (het zelfstandig denkend vermogen naast de koolstof wezend). Daarom hebben we ook alle reden voorzichtig om te gaan met Silicium en de eigenschap kunstmatig leven te genereren.

Silicium in de plant
In de natuur nemen planten silicium soms nog meer op dan andere elementen. De aardkorst bestaat voor een kwart uit silicium – het zit in kwarts, zand, klei en graniet (en in computers). Langzaam groeit het inzicht dat silicium een positieve invloed kan hebben op productie, resistentie tegen ziekten, verdamping en weerstand tegen vergiftigingen. Maar er is nog veel te weinig bekend voor algemene adviezen. Bij veel planten is kiezel (Silicium) niet of nauwelijks na te wijzen maar bij een gebrek vertoont de plant allerlei mysterieuze ziektes. Bij enkele planten is gebleken dat de kans op Meeldauw in belangrijke mate verminderd wordt bij de toediening van silicium.

Koolstof
Koolstof is samen met Silicium (kiezel) de bouwsteen van het leven op aarde. In de plant zorgt koolstof voor de opbouw van eiwitten, koolhydraten, en zetmeel. Koolstof maakt het dus mogelijk om een plant vorm te geven en de nodige eiwitten, koolhydraten en zetmeel op te bouwen die de plant stevigheid geeft en het mogelijk makt te leven.

Stikstof (N)
Van alle voedingsstoffen komt Stikstof het meest voor in de plant. Stikstof zit in ontelbare essentiële enzymen, eiwitten en andere bouwstoffen. In het celvocht en in DNA. Stikstof is voor de plant vooral van belang voor de vegetatieve groei (blad- en stengelvorming. Een kleiner stikstofaanbod stimuleert bloemvorming en zetting. In de volle grond heb je meestal temaken met een (N) gebrek als er weinig organische stof in de bodem aanwezig is. Stikstof spoelt graag uit zeker bij kunstmatige bemesting, het zelfde geld voor Magnesium (MgO) daarover later meer.
 
Tekort aan Stikstof (N)
Een Stikstof gebrek herkan je aan de lichtgroen tot geel verkleuring van de (oudere) bladeren, de jonge bladeren aan de top zijn vaak nog groen. Bij een tekort aan Stikstof is het eerstens van belang de pH op pijl te brengen en organische stof toe te voegen aan de bodem, zodat de Stikstof zich kan binden aan de bodem en minder snel uitspoelt. Ook een verhoging van de pH verbeterd de opname.
 
Fosfor (P)
Fosfor vaal fosfaat genoemd is voor tal van cruciale processen in de plant onmisbaar. Het element speelt onder andere een essentiële rol bij de energiehuishouding in de plant. De meeste hoeveelheid fosfaat zit in de eiwitten. Verder zit fosfaat in DNA en RNA, de dragers van de erfelijke eigenschappen. En ook vervult het element een rol bij de doorlatendheid van de celmembranen, net als calcium.
 
Tekort aan Fosfaat
Een tekort aan fosfaat begint met donkerder gekleurde bladeren. Vervolgens sterven stukken van het blad af. De plant functioneert niet meer goed bij een gebrek. Waarschijnlijk is het belangrijkste probleem dat de energievoorziening stagneert. Met name de celstrekking kost veel energie. Om Fosfaatgebrek te verhelpen  is het ook hier weer belangrijk de pH te optimaliseren tot minimaal 5,8. Let ook op de Stikstofbemesting geek ook hier niet teveel van. In de grondteelt is er nog een vierde mogelijkheid. Door de bodem te verrijken met mycorhizza’s vergroot je het wortelstelsel aanzienlijk wat veel problemen met de fosfaatvoeding oplost.
 
Kalium (K)
Kalium vervult twee hoofdrollen in de plant. De eerste is die van activator van allerlei reacties waarbij enzymen een rol spelen. Ten tweede zorgt kalium ervoor dat de cellen onder voldoende spanning blijven staan. Kalium is in feite de grote regelneef binnen de plant. Zijn aanwezigheid zorgt ervoor dat een groot aantal enzymprocessen goed verlopen. Fotosynthese, de vorming van eiwitten en suikers en het transport daarvan, opslag van energie. Bijna alles wat de plant tot plant maakt. De tweede hoofdrol van kalium is dat de cellen op voldoende spanning blijft staan, ook hierbij speelt Calcium een belangrijke rol. Ook is het belangrijk voor het transport van zowel suikers als mineralen. Ook de winterhardheid en resistentie tegen ziekten en plagen verbeteren bij een goede kaliumvoorziening.
 
Tekort aan Kalium
Als er een tekort dreigt, zorgt de plant er zelf voor dat de plekken waar het het hardst nodig is de Kalium het eerst naartoe gaat. Een gebrek is te zien aan afgestorven randen bij de oudere bladeren. Daar is het kalium dan weggehaald, waardoor de vochthuishouding niet goed functioneert
 
Magnesium (MgO)
Magnesium zit in het centrum van het bladgroenmolecuul. Zonder magnesium functioneert het bladgroen niet. Daarom is het logisch dat magnesiumgebrek te zien is aan geelverkleuring van het blad tussen de nerven. Er wordt dan gewoon niet genoeg bladgroen gevormd. Toch is het bladgroen niet het eerste waar de plant op bezuinigt bij een tekort aan magnesium. Integendeel, bij een gebrek stuurt ze juist zoveel mogelijk naar het bladgroen. De fotosynthese wordt dus bevoordeeld ten koste van andere processen als een gebrek dreigt. Dan verhuist de plant bovendien het magnesium uit de oudere bladeren richting de nieuw gevormde. Dat is de reden dat juist de oudere plantendelen geel verkleuren. Magnesium zit verder ingebouwd in celwanden. Maar het grootste deel van dit element is opgelost in het celvocht. Het speelt een rol bij veel enzymreacties, vergelijkbaar met kalium.
 
Tekort aan Magnesium
Magnesium is wel mobiel in de plant, maar toch niet zo goed als bijvoorbeeld stikstof. Ook moet Magnesium bij de opname door de wortels concurreren met andere elementen. Bij een tekort worden de bladeren tussen de nerven geel, dit heeft direct gevolgen voor de fotosynthese en dus de groeikracht van de plant. Als een tekort zichtbaar wordt dan is er een groot tekort aan Magnesium daar de plant als laatste de Magnesium uit het bladgroen terug trekt. Een tekort laat zich verhelpen door voldoende organisch stof en een optimale pH, ook het geven van Kalk met een hoog MgO gehalte van 19% draagt bij aan de verhoging van Magnesium in de bodem. Daar deze opgeslagen MgO in Kalk langzaam vrijkomt +/- 6 manden is de kans op uitspoeling een stuk kleiner. Voor een snel opkrikken van het Magnesium pijl kun je een bladmeststof toedienen.
 
Zwavel (S)
De plant gebruikt zwavel in aminozuren; dat zijn de bouwstoffen van tal van eiwitten. Zeventig procent van de aanwezige zwavel in een plant wordt dan ook gevonden in eiwitten. Maar ook veel enzymen en vitamine A zijn incompleet zonder dit element. Verder komt het voor in de membranen van bijvoorbeeld bladgroenkorrels. Eiwitten, enzymen, lipiden zijn van essentieel belang voor de plant. Haar functioneren is daarvan afhankelijk. Daarom gebruiken planten zwavel het eerst voor deze stoffen. Maar als er over is – en dat is bij normale niveaus in de grond en voedingsoplossing al het geval – gebruikt de plant zwavel ook voor andere doeleinden. Planten bouwen het element in zogeheten salvestrolen (secundaire metabolieten) in. In kool- en uiensoorten zijn de gehaltes daarvan vrij hoog. Uien, knoflook en mosterd danken hun specifieke smaak aan zulke verbindingen. Dat geldt ook voor koolsoorten. Bij onder andere bloemkool en broccoli is bovendien het vermoeden dat deze stoffen mensen kunnen beschermen tegen bepaalde vormen van kanker. Ook versterken de salvestrolen de weerbaarheid van de plant, tegen bijvoorbeeld schimmels.
 
Tekort aan Zwavel
Als er voldoende zwavel voorhanden is, maakt de plant salvestrolen aan. Die spelen een belangrijke rol in de weerbaarheid (het immuun van de plant). De bescherming door deze stoffen varieert van ontgifting tot weerbaarheid tegen schimmels. Ook de weerbaarheid tegen schimmelziekten verbetert bij een goede zwavelbemesting. Dat zwavel goed werkt tegen schimmels is al bekend. Denk bijvoorbeeld aan het verdampen van zwavel tegen meeldauw bij roos, tomaat, paprika. Maar pas vrij recent groeit het inzicht dat zwavel niet alleen tegen schimmelziekten werkt bij externe toediening. Ook de zwavel, die de plant opneemt via de wortels, speelt een rol bij de ziekteresistentie. Een gerichte bemesting van Zwavel doet het gehalte aan bepaalde salvestrolen verhogen. Het voordeel van zo’n interne resistentie zou zijn dat die niet gemakkelijk door schimmels doorbroken kan worden
 
De rol van Calcium (C)
Calcium is het cement in de celwanden. Een gebrek geeft dan ook een losser plantenweefsel, dat uit elkaar dreigt te vallen. Verder is het mineraal belangrijk voor de membranen van de cel. Dat is een barrière waardoor de cel actief stoffen kan opnemen. Bij te weinig Calcium raakt het membraan lek en kan van alles zomaar de cel binnen komen. In het celvocht zelf zit maar heel weinig Calcium. Het mineraal fungeert daar als boodschapper. Een kleine verandering in de concentratie stuurt allerlei processen aan. Dat is dus net zoals een plantenhormoon werkt. Die processen kunnen tot afbraak van de cel leiden. Dat is in principe een nuttige reactie van de plant op bijvoorbeeld een schimmel of bacterie die binnendringt. Als de geïnfecteerde cel afsterft, kan de schimmel of bacterie niet verder doordringen.
 
Tekort aan Calcium
Iets wat er op het eerste gezicht uitziet als een ziekte of een gebrek, hoeft dat nog niet te zijn. De gezamenlijke noemer is dat de plant uit balans is. Opvallend veel afwijkingen of tekorten zijn zichtbaar en het gevolg van een slechte calciumverdeling in de plant. De problemen ontstaan door het bijzondere karakter van calcium. Dit element gaat vrijwel alleen met de waterstroom mee. En die gaat vooral naar sterk verdampende delen. Dat betekent dat weinig verdampende delen snel een calciumprobleem kunnen krijgen. Het gaat dan om vruchten, heel jong blad, bladpunten en bepaalde bloemstructuren. De oplossing zit in een combinatie van maatregelen namelijk:
- Een goede watervoorziening met voldoende Calcium.
- Een juiste verhouding tussen Kalium, Magnesium en Calcium. Deze mineralen concurreren met elkaar bij de opname
- Bescherm de plant bij sterke verdamping
- Een goede balans in de plant handhaven. Bij vruchtgroenten nemen de problemen toe als er weinig vruchten aan de plant zitten.
Wat de teler precies moet doen hangt af van het gewas, het stadium waarin dat verkeert en de omstandigheden.



Sporenelementen

Mangaan
Mangaan speelt in verschillende stappen van de fotosynthese een rol. Daarom leidt een gebrek tot gele plekken tussen de nerven in het blad. Het lijkt daarmee op ijzergebrek. mangaan is namelijk van alle elementen het meest gevoelig voor de zuurgraad (pH). Boven de 6,5 gaat het al mis met de opname. Ook een te lage pH is niet goed: dan lost mangaan zo goed op dat het giftig kan worden. De gevoeligheid daarvoor verschilt per plantensoort.Verder speelt mangaan een rol bij tal van enzymen. Het element mangaan kan in veel gevallen magnesium vervangen. Ook de verwerking van stikstof in de plant en de ademhaling kunnen niet zonder mangaan. En mangaan is erg belangrijk voor sterke celwanden. Bij een gebrek kan de plant vatbaarder worden voor schimmelziekten.
 
Koper
Koper is een essentieel onderdeel van een aantal enzymen, die een rol spelen bij de fotosynthese. Een slechte kopertoestand betekent daarom een slechte fotosynthese. Bovendien kunnen er vrije radicalen gevormd worden die allerlei schade aan cellen en celorganen kunnen veroorzaken. Koper speelt verder een rol bij de verhouting (lignificatie) van celwanden. Een licht gebrek leidt al tot misvormde en gedraaide bladeren en een vergrote gevoeligheid van wortels voor bodemziekten. Ook de vruchtbaarheid heeft te lijden onder kopergebrek. De meeldraden laten het stuifmeel niet goed los en het stuifmeel zelf kan steriel zijn.
 
IJzer
Van alle gebreksziekten komt ijzergebrek het vaakst voor. IJzergebrek is te herkennen aan het feit dat jonge bladeren geel worden, waarbij de nerven groen blijven. Het lijkt op mangaangebrek, maar daarbij vergelen eerst de middelste en oudste bladeren. Ook voordat je symptomen ziet, kan er al schade optreden omdat de stofwisseling van de cellen belemmerd wordt. De bladvergeling geeft al aan dat ijzer een relatie heeft met bladgroen. IJzer komt zelf niet in het bladgroen voor, maar speelt een rol bij de aanmaak. Dat zorgt ervoor dat een gebrek onmiddellijk gevolg heeft op de productie van bladgroen. Als er immers niet genoeg bladgroenaangemaakt kan worden, draait de motor van de plant niet op volle toeren. IJzer heeft verder nog tal van andere functies. Het speelt een rol bij de ademhaling en is ook betrokken bij het vastleggen van stikstof in wortelknolletjes.
 
Borium
Bij geen enkel sporenelement luistert de dosering zo nauw als bij borium. Twee keer de normale dosis leidt al tot vergiftiging van de plant. En ook een licht gebrek ontstaat zomaar bij een foutje bij de dosering. Dat is op het oog nog niet zichtbaar, maar heeft wel al zijn effecten in de plant. Borium speelt een rol bij de celstrekking in de wortels en bij de celdeling. Het element is ook belangrijk bij de opbouw van de vaten, het transportsysteem voor water en mineralen in de plant. Een gebrek aan borium uit zich het eerst in de wortels; in zware gevallen sterven de wortelpunten af. Ook kunnen de vaten misvormingen te zien geven. Deze twee effecten – afsterven wortelpunten en misvormde vaten – zorgen voor een onduidelijk beeld bij een licht boriumgebrek. De plant kan in dat geval minder goed mineralen opnemen en transporteren. Het gevolg is dat een licht boriumgebrek symptomen kan geven die duiden op bijvoorbeeld magnesium- of stikstoftekort. Borium is het element waarover het minst bekend is. Veel mechanismen waarbij het een rol speelt zijn niet duidelijk. Misschien zijn allerlei onduidelijke symptomen in de plant wel een uiting van een licht boriumgebrek. Als teler kun je dan maar één ding doen: borium goed in de gaten houden.
Heel erg bekend geval van borium gebrek is in Knolselderij. Daar veroorzaakt borium gebrek bruine vaten en celwanden, dat goed zichtbaar is in het witte vruchtvlees van de knolselderij. Zie: ziekte en plagen in Knolselderij (link rechts in het menu)
 
Molybdeen
Van alle sporenelementen komt molybdeen het minst in de plant voor. Er is nog te weinig over bekend. Duidelijk is wel dat het een rol speelt bij de werking van verschillende enzymen. Een voorbeeld hiervan is het enzym dat ervoor zorgt dat de plant nitraatmeststoffen kan gebruiken. Bij te weinig molybdeen werkt dit enzym niet goed. Daardoor leidt molybdeengebrek dus tot stikstofgebrek. Een gebrek is overigens met bladbemesting gemakkelijk op te lossen. De lastigste stap hierbij is onderkennen dat het om molybdeengebrek gaat. Molybdeen is ook belangrijk bij de productie van verschillende plantenhormonen. Bij een overmaat aan molybdeen kleuren bladeren van tomaat en bloemkool paars.
 
Zink
Zink is belangrijk voor diverse enzymen. Ook de stevigheid van celmembranen is ervan afhankelijk. Daarnaast heeft het een belangrijke rol bij de aanmaak van eiwitten. Daarom is de concentratie in de stengeltop (meristeem) erg hoog. Ook jonge bladeren hebben veel meer zink nodig dan de oudere. Zinkgebrek uit zich in rosetvorming. Daarom denkt men dat het element belangrijk is bij de vorming van een plantenhormoon. Het mechanisme is niet bekend. Zinkgebrek komt nauwelijks voor, maar zinkvergiftiging is een groter gevaar. In hoge concentraties heeft het een funeste invloed op het bladgroen.