De juiste stoffen in de juiste concentratie op het juiste moment toegediend krijgen is voor planten van groot belang, te veel krijgen kan mogelijk giftig zijn en verstoord het evenwicht tussen de verschillende stoffen, te lage concentraties van een stof kunnen zorgen voor tekorten en verstoort ook het evenwicht in de bodem en in de plant. In dit complexe geheel ga ik in deze blog dieper op in.
(Sporen)elementen
Planten hebben heel veel stoffen nodig, in verschillende concentraties en op verschillende momenten. Middels kunstmest worden de belangrijkste macro nutrienten toegediend (N, P, K). De meso nutrienten (Mg, Ca en S) worden ook steeds vaker toegediend. Maar ook worden op de micro nutrienten of sporenelementen steeds vaker toegediend. Sporenelementen zijn de elementen die een plant in zeer beperkte mate nodig heeft en die mogelijk in een hogere concentratie giftig kunnen zijn. Hierbij gaat het om bijvoorbeeld borium, ijzer, koper, mangaan, molybdeen, selenium, silicium en zink. Deze zijn van nut voor de plant, maar middels de planten die gegeten worden, ook voor de mens.
De rol die deze verschillende stoffen spelen bij planten en mensen heb ik in onderstaande tabel proberen weer te geven. Hierbij zijn ongetwijfeld zaken vergeten; de tabel laat dan ook vooral zien dat al deze stoffen (allemaal in verschillende concentraties) van belang zijn.
| Element |
Nut plant |
Nut mens |
| Borium (Bo) |
Betrokken bij de celstrekking van wortels en bij de celdeling. Van belang voor de opbouw van vaten, waardoor water en mineralen worden getransporteerd (lignine etc). Betrokken bij het transport van suikers door de plant en bij de stofwisseling van stikstof, koolhydraten/suikers en hormonen. Betrokken bij productie van zaadjes bij vlinderbloemigen, bij pollen, fruitvorming. Betrokken bij een goede opname en efficient gebruik van calcium. Een net te hoge concentratie kan al giftig zijn voor een plant. |
Bij veel aspecten noodzakelijk: botgroei, heling van wonden, magnesium absorptie, verbeterd impact van oestrogeen, testosteron, vitamine D, positieve impact op functioneren hersenen. |
| Calcium (Ca) |
Noodzakelijk voor de bouw van stevige celwanden en membranen. Betrokken bij celdeling en celstrekking. |
Van groot belang voor het lichaam: nodig voor botten en gebit, betrokken bij voedselvertering, bloedstolling, beschermd zenuwen en darmen, reguleert hartslag. |
| Fosfor (P) |
Van belang voor de vorming van eiwitten, speelt een rol bij de energieoverdracht, bij de fotosynthese en
ademhaling van de plant. |
Zit in botten en gebit, speelt een rol bij de energieoverdracht, nodig bij vorming van verschillende enzymen en eiwitten. |
| IJzer (Fe) |
Belangrijk voor fotosynthese ondersteunend enzym. Ondersteunt bij zuurstoftransport in plant cellen. Noodzakelijk voor nitrogenase. |
IJzer is noodzakelijk voor zuurstoftransport in bloed (Hemoglobine), in je spieren (myoglobine) en in cellen (cytochromen). Van belang voor allerlei oxidatieprocessen in het lichaam. |
| Kalium (K) |
Van belang bij transport van fotosynthese producten, speelt een rol bij de wateropname en verdamping, geeft de plant stevigheid |
Zorgt voor krachtige spieren (prestatieverhogend), regelt bloedsuikerspiegel, is o.a. betrokken bij de vochtbalans, zenuwgeleiding en goed hartritme. |
| Koper (Cu) |
Koper ondersteunt opbouw van hoogwaardige enzymen nodig voor stofwisselingsreacties, waaronder chlorofyl, nutrienten verwerking, uitwisseling van water, zuurstof en koolstofdioxide. Verder speelt koper een rol bij de verhouting van celwanden (lignine). Betrokken bij productie van antimicrobiele stoffen (weerstand tegen ziekten). Kopergebrek leidt tot lagere vruchtbaarheid. |
Koper ondersteunt opbouw van hoogwaardige enzymen nodig voor stofwisselingsreacties. Koper is betrokken bij de vorming van rode bloedcellen. Versterkt immuunsysteem. Koper zit in het pigment in de huid en haar, gebrek kan leiden tot grijze haren. |
| Magne-sium (Mg) |
Van belang bij de fotosynthese, en dus bij het maken van bladgroen. Betrokken bij transport van fosfor in de plant. Noodzakelijk voor cel deling, eiwitproductie, enzym activatie en betrokken bij plantverdamping. |
Helpt tegen stress, spanning, vermoeidheid. Helpt tegen hoge bloeddruk, en hart- en vaatziekten. Betrokken bij hormoonhuishouding. |
| Mangaan (Mn) |
Heeft enzym activerende rol. Voor het snel uitkomen van zaaigoed is het noodzakelijk. Speelt daarnaast ook een rol bij verschillende stappen van de fotosynthese. Noodzakelijk bij de plantenademhaling. Speelt een rol bij plantengroei, onder andere bij de inbouw van stikstof. Mangaan draagt bij aan sterke celwanden. Gebrek aan mangaan leidt tot grotere vatbaarheid voor schimmelziekten. |
Betrokken bij vorming van botten, kraakbeen en groei regelende enzymen. |
| Molyb-deen (Mo) |
Noodzakelijk voor nitrogenase. Ook nodig voor enzymen die nitraatmeststoffen opnemen (mogelijk ook andere stikstoffen in de bodem?). N2-fixerende bacterien hebben Mo nodig. |
Betrokken bij het omzetten van koolhydraten en vetten in bruikbare energie. Heeft positieve invloed op opname van koper en ijzer. |
| Selenium (Se) |
Lage concentraties beschermen planten tegen droogte- en koudestress. Het kan de tolerantie van planten voor door UV veroorzaakte oxidatieve stress verhogen, veroudering vertragen en de groei van verouderende zaailingen bevorderen. Hoge concentraties selenium kunnen de opname van molybdeen beinvloeden en daarmee de mogelijkheid om stikstof te binden. |
Is kanker afwerend in lage concentraties, maar in hoge concentraties juist kankerverwekkend. Mogelijk hoge bloeddruk bevorderend. |
| Silicium (Si) |
Positieve invloed op de gewasopbrengst, resistentie tegen ziekten, weerstand tegen vergiftiging. Ook van belang voor sterke celwanden. |
Tekort versneld veroudering van gewrichten, slagaders en bindweefsel. |
| Stikstof (N) |
Noodzakelijk voor bouw van eiwitten waar alles in de plant mee wordt gebouwd |
Noodzakelijk voor bouw van eiwitten en aminozuren wat noodzakelijke bouwstenen zijn voor het menselijk lichaam. |
| Zink (Zn) |
Betrokken bij het aanmaken van chlorofyl en verscheidene enzymen. Bepaald grootte van het blad. Betrokken bij het reguleren van opname en gebruik van water. Van belang bij de aanmaak van eiwitten. Zorgt voor stevige celmembranen. Tekort geeft bij fruit groeistoornissen in spruit en bladeren en afsterven van uiteinden jonge twijgen. Tekort beschadigd chlorofyl en beinvloed daarmee de fotosynthese. |
Meer dan 60 enzymen zijn afhankelijk van zink, neemt deel aan stofwisselingsprocesen. Betrokken bij de aanmaak van erfelijk materiaal. Betrokken bij bescherming tegen virussen en bacterien. Kan invloed van cadmium (giftig) beperken |
| Zwavel (S) |
Is onderdeel van eiwitten. Van belang bij de vorming van bladgroen en enzymen. Ook van belang bij wortel ontwikkeling. |
Betrokken bij schoon houden van de huid. Is onderdeel van eiwitten. Betrokken bij transport van mineralen. |
Bovenstaande zeer lange tabel laat zien dat al deze elementen hun bijdrage leveren aan de gezondheid van de planten en van de mensen. De concentraties waarin deze stoffen nodig zijn, zijn echter zeer verschillend. Beschikbaarheid in de juiste concentraties is dan ook nodig om gezonde planten dan wel gezonden mensen te krijgen.
Onderlinge beinvloeding
Natuurlijke systemen zijn uiterst complex en bestaan uit veel-op-veel relaties (zie onder meer deze blog die ik over dit soort systemen heb geschreven). Ook de opname van stoffen uit de bodem heeft te maken met veel onderlinge beinvloeding. Hoge concentraties van stof 1 kunnen vervolgens de opname van stof 2 negatief of positief beinvloeden. De eerste die hier over heeft geschreven is Mulder in 1953, waarbij hij sterk focuste op de opname van stoffen door bacterien en schimmels (zie hier voor het artikel van Mulder). Dit is in de loop van de tijd door ontwikkeld tot het zogeheten Mulders Wheel of Mulders chart dan wel Mineral wheel of Mineral chart. Van de elementen die in bovenstaande tabel zijn opgenomen, zijn in het Mulder Wheel Se en Si niet opgenomen.
 |
| bron: http://www.ejournal19.com/journals_n/1563797624.pdf |
Het Mulders Wheel laat de onderlinge beinvloeding zien onder gecontroleerde omstandigheden. Bij een zeer gezonde bodem (waarbij de bodemkoolstof, humus, bacterien en schimmels de bodemvruchtbaarheid zeer goed op orde houden) dan wel extreme PH waarden kan de beinvloeding anders zijn. Voor een goed basisbegrip is het echter een zeer nuttig overzicht.
Onderstaande tabel geeft hetzelfde wiel weer in tabelvorm.
| Element |
Gevolg voor stof | |||||||||||
| Ca |
K |
Fe |
Mg |
B |
N |
Zn |
Mo |
P |
Cu |
Mn |
||
| Hoge concentratie van stof ... leidt tot | Calcium (Ca) |
0 |
-- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | |||
| Kalium (K) |
0 |
++ |
-- | -- | ||||||||
| IJzer (Fe) |
0 |
-- | ||||||||||
| Magnesium (Mg) |
-- | 0 |
++ |
|||||||||
| Boor (B) |
0 |
|||||||||||
| Stikstof (N) |
-- | ++ |
-- | 0 |
-- | |||||||
| Zink (Zn) |
-- | 0 |
||||||||||
| Molybdeen (Mo) |
++ |
0 |
++ |
|||||||||
| Fosfor (P) |
-- | -- | -- | ++ |
-- | 0 |
-- | |||||
| Koper (Cu) |
-- | 0 |
-- | |||||||||
| Mangaan (Mn) |
++ |
-- | 0 |
|||||||||
Een aantal relaties springen er duidelijk uit: hoge calcium concentraties heeft een sterk negatieve invloed op de opname mogelijkheden van sporen elementen (bijvoorbeeld als gevolg van bekalking van de bodem om de PH te regelen, CaCO3 heeft immers een bufferende werking op het PH verloop, zie hiervoor deze blog over de PH van de bodem). Toediening van N, P en K hebben een onduidelijk effect op ijzer en magnesium (zowel positief als negatief) en voor de rest een vooral negatief effect op een behoorlijk aantal (sporen) elementen: calcium, boor, zink en koper. Tenslotte kan het toedienen van Ca, Mg, N, en P een negatieve invloed hebben op de opname van kalium in de plant.
Het nieuwe wiel
In 2021 is een nieuwe completere versie van het mulders wiel gepubliceerd (artikel). Het nieuwe wiel heeft 16 nutrienten en laat zien hoe waanzinnig complex de interactie is, vooral magnesium, calcium en zink hebben een grote invloed op andere nutrienten.
 |
| Bron: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2021.663477/full |
Conclusie
Planten en mensen hebben een breed scala aan stoffen nodig. De gedachte dat planten alleen op N, P en K kunnen groeien zijn we gelukkig voorbij, planten die groeien worden voorzien van veel meer meststoffen. Benodigde concentraties van de verschillende stoffen zijn echter wel zeer verschillend.
Bijkomende factor hierbij is dat de concentraties van de ene stof in de bodem en de plant de opname van de andere beinvloed. Verhoogde concentraties van stof A hebben over het algemeen geen of een negatieve invloed op de opname van (een aantal) andere stoffen. Zo heeft de toediening van vooral N en P een negatieve invloed op de opname van K, B, Cu, Ca, Fe en Zn.
Kortom, waar in een zeer gezonde bodem met volledig gesloten kringlopen het bodemleven zeer vruchtbaar kan zijn en zeer gezonde planten en vruchten kan leveren, is het nog maar de vraag of de mens met de toediening van meststoffen geen onverwachte invloed blijkt te hebben op de samenstelling van datgene wat wij eten.
Bronnen:
- het boek "De geheimen van een vruchtbare bodem" van Erhard Hennig.
- https://www.agrocares.com/en/news/magnesium/
- https://biogenetic.nl/chelaten/
- https://www.ccmaknowledgebase.vic.gov.au/brown_book/16_Trace.htm - https://edepot.wur.nl/206643
- https://edepot.wur.nl/211297
- https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2016.02074/full
- https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2021.663477/full
- https://www.gezondheid.be/index.cfm?fuseaction=art&art_id=2081- http://www.gielenaroma.nl/index.php?page=mineralen-en-sporenelementen
- https://wiki.groenkennisnet.nl/display/BEEL/Fosfaatgebrek
- https://wiki.groenkennisnet.nl/display/BEEL/Fosfaatgebrek
- https://wiki.groenkennisnet.nl/display/BEEL/Kaligebrek
- http://www.luresext.edu/?q=content/mineral-nutrition-considerations- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4712861/pdf/35-48.pdf
- https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-56249-0_15
- https://www.traceelements.com/wheelindex.aspx
- https://www.researchgate.net/publication/253728639_Metabolic_Importance_of_Selenium_for_Plants
- https://www.youtube.com/embed/MoeZsia507E
- https://www.youtube.com/embed/MoeZsia507E
Geen opmerkingen:
Een reactie posten