Das Ca:Mg:K-Verhältnis, deren Wirkungsgefüge, Antagonismen und Überdüngung

Peter47

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Hallo,
bei der Dosierung von Ca, Mg und K (und auch anderen Nährstoffen) spielen nicht nur die Mindest- und Höchstkonzentration, sondern auch die Antagonismen eine Rolle. Antagonismen beschreiben in unserem Falle eine einseitige oder gegenseitige Behinderung in der Nährstoffaufnahme von Pflanzen. Die Firma K+S beschreibt diese Prozesse anhand des Antagonismus zwischen K und Mg sehr anschaulich,
so dass ich hier auf diese Erklärung verzichten kann. Wichtig ist zu wissen, dass der Nährstofftransport nicht in Kapillaren sondern durch die Zellmembran von Zelle zu Zelle erfolgt (Phloem, Xylem). Ich vermute(!), dass die Diffusionseigenschaften der Zellwände bestimmen, um welche Art von Transporter es sich handelt. So gesehen wird es kaum den spezifischen Transporter per se geben, vielmehr wird jede Zelle Nährstoffe unterschiedlich gut durch die Zellwände diffundieren lassen (transportieren); die eine Zelle transportiert sehr viele Nährstoffe sehr gut durch ihre Zellwände (unspezifischer Transporter), die andere transportiert halt nur ein paar sehr gut, andere wiederum nicht so gut (spezifischer Transporter).

Weiterhin sollten wir uns immer vor Augen halten, dass K+S im oben aufgeführten Link 12 Nährstoffe und nützliche Elemente benennt (siehe auch beiliegendes Bild von K+S Nahrstoffgefuge.png), die in Wechselwirkungen zueinander stehen. All diese müssten streng genommen ebenso beobachtet werden wie das Ca:Mg:K-Verhältnis! AquaRebell spricht von mehr als 18 chemischen Elementen,
welche die Grundbausteine der Pflanzen wie auch aller anderen Lebewesen auf der Erde bilden. Das sieht aber dramatischer aus, als es in Praxi ist.

Für unsere Betrachtungen erscheint mir ausreichend, dass die Pflanze über spezifische und unspezifische Transporter verfügt. Spezifische Transporter transportieren nur bestimmte Nährstoffe, unspezifische alle (oder sehr viele) Nährstoffe.

Der Antagonismus besteht darin, dass bestimmte Nährstoffe (z.B. Ca) sowohl spezifische, als auch unspezifische Transporter nutzt, während Mg (fast) nur unspezifische Transporter nutzen kann. Es ist also kein Wunder, wenn zu viel Ca und an sich ausreichend Mg vorhanden ist, dass die Ca-Ionen die unspezifischen Transporter nutzen und somit der an sich ausreichenden Anzahl an Mg-Ionen den Zugang zur Pflanze verwehren.

Interessant wird es aber erst dann, wenn wir (gedanklich) für erheblich mehr Mg-Ionen sorgen. Irgendwann sind so viele Mg-Ionen da, dass die Ca-Ionen (und auch andere) überhaupt nicht mehr an die Zellmembran des Phloem kommen können. Dann haben wir das, was als Umkehrung des Antagonismus bezeichnet wird. Man kann auch von einer Mg-Überdüngung sprechen. Diese Umkehrung ist aber nur ein Produkt meiner Überlegungen.
Auch wenn andere unabhängig von mir zu dieser Erkenntnis kamen, bin ich mir nicht sicher ob dies auch Realität ist!

Wir haben also bei der Mg-Düngung eine Untergrenze, nämlich dort wo der Antagonismus gerade aufhört. Das wird bei Wasserpflanzen allgemein dann erreicht, wenn die Nährstoffkonzentration (in mg/l oder ppm) von Mg halb so groß ist, wie jene vom Ca.

Der Zusammenhang zwischen den drei Nährstoffen (Ca, Mg und K) habe ich im beiliegenden Bild (Ca-K-Mg.jpg) dargestellt. Anhand der beiden Nährstoffe Ca und Mg erläutere ich das Bild:

Der Pfeil besagt, dass das Ca die Aufnahme von Mg behindert. Die Zahlen geben das Maß der Behinderung an, d.h. wenn ein Verhältnis Ca:Mg gleich 4 : 2 oder 2 : 1 besteht, dann hat der Antagonismus gerade aufgehört. Liegt mehr Ca vor, dann wird die Aufnahme von Mg behindert. Liegt mehr Mg vor, dann wird die Aufnahme von Mg erleichtert. D.h. Ca : Mg muss kleiner als 2 sein (Ca : Mg < 2) oder umgekehrt Mg : Ca > ½.

Analog besteht kein Antagonismus mehr wenn Ca : K < 4 oder K : Ca > ¼.

Ebenso besteht kein Antagonismus mehr wenn K : Mg < ½ oder Mg : K > 2.

Gäbe es nur diese Antagonismen, dann könne man ja sagen:

Mg kann nie zu wenig sein, bei K ist es schon etwas schwieriger und Ca sollte so wenig wie möglich (am liebsten überhaupt nicht) da sein.

Das ist aber schlichtweg falsch! Alleine schon wegen der Folgen, wenn Ca zwar nicht Null aber dennoch zu gering ist. Dann kehren sich ja die Antagonismen zu Mg und K um (anders ausgedrückt: es tritt eine Überdüngung von K und/oder Mg ein). Da gibt es ja die Höchstkonzentrationen an Nährstoffen, die uns hier weiter helfen (sollten). Auch wenn diese Werte vielleicht nicht aus den Antagonismus-Überlegungen, sondern vermutlich aus der praktischen Anwendung heraus entwickelt wurden. Der Antagonismus (bzw. dessen Umkehrung) existiert, auch wenn man ihn nicht als Ursache erkannte oder erkennt. Gerade beim Mg bewegen wir uns bei den Höchstgrenzen auf „dünnem Eis“! AquaRebell z.B. gibt an, keine konkreten Grenzwerte zu kennen. Die Grenzen sind aber zweifellos da! Der fehlende Grenzwert scheint also ein Dilemma zu sein – ist es aber nicht!

Alle Verhältniszahlen und Grenzwerte der verschiedenen Nährstoffe dienen ja nur zur Orientierung. Ich glaube, dass es selbst unter den Wasserpflanzen ganz schön große Ausnahmen gibt. Ich denke da gerade an die Fe-Konzentration. Rotalla HaRa braucht wenig Fe, die Ludwigia palustris wiederum etwas mehr. Oder das Thema Hartwasserpflanzen, hier wird das Verhältnis Ca:Mg:K = 4:2:1 sicherlich über den Haufen geworfen … Auf Pflanzenarten bezogene Erfahrungswerte sind letztlich das „non plus ultra“!

Ein weiteres Argument ist meiner Meinung nach, eine starke Düngung wirklich nur dann zu wählen, wenn sie unumgänglich ist. Unter diesem Aspekt sehe ich auch die Aussage von Aqua-Rebell.
Abgesehen von den vielen Antagonismen gibt es eine ganze Reihe anderer Wechselwirkungen (Interdependenzen) z.B. mobile/immobile Nährstoffe, Mikroorganismen, Allelopathie usw. Alles spielt irgendwie zusammen. Betrachtungen wie jene der Antagonismen alleine machen wenig Sinn! Sie können nur eine Hilfestellung oder Eselsbrücke hin zum Erreichen des intuitiven Erkennens sein , was zu tun ist um ein perfektes Pflanzenwachstum zu erzielen (denn das ist meiner Meinung nach die wirkliche und klassische Aquaristik!).

Grüße

Peter
 

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Erwin

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Hallo Peter,

Ich tue mich immer schwer, wenn die Bedürfnisse von Landpflanzen mit den Bedürfnissen von im Wasser lebenden Pflanzen gleichgesetzt/verglichen werden.
Bei CO2 gehen die Bedürfnisse sehr weit auseinander.
Deshalb auch bei den anderen Nährstoffen nicht alles 1:1 übernehmen.
Ich denke, dass wir schon richtig liegen mit den erprobten Werterichtlinien von Aquasabi.

Sich bildende Hemmstoffe sind wohl eher der Grund wenn einzelne Planzenarten nicht richtig wachsen wollen, auch wenn wir glauben alle Werte im optimalen Bereich zu haben. Alles können wir nicht messen. Aber deshalb machen wir auch Wasserwechsel.

Wir dürfen auch nicht vergessen, dass in der Gärtnerei die meisten unserer Aquarienpflanzen emers mit einer höheren Düngerlösung wurzelmäßig umspült werden.
Voll versorgt muss sich die Pflanze im Aquarium auf emers umstellen und mit weniger Nährstoffkonzentration auskommen. Einzig Wasser und CO2 bekommt sie mehr, vielleicht auch noch Licht.

MfG
Erwin
 

Erwin

Well-Known Member
Ein weiteres Argument ist meiner Meinung nach, eine starke Düngung wirklich nur dann zu wählen, wenn sie unumgänglich ist.
Bin ich voll bei dir.

Peter schrieb:
Oder das Thema Hartwasserpflanzen, hier wird das Verhältnis Ca:Mg:K = 4:2:1 sicherlich über den Haufen geworfen …

Bei meinem Ausgangswasser nicht.
Calcium 45mg/l Magnesium 22mg/l und Kalium versuche ich um 10mg/l mittels KNO3 zu halten.

MfG
Erwin

PS Handy streikt beim zitieren
 

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Peter47

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Hallo Erwin,
Ich tue mich immer schwer, wenn die Bedürfnisse von Landpflanzen mit den Bedürfnissen von im Wasser lebenden Pflanzen gleichgesetzt/verglichen werden.
Da bin ich voll bei Dir! Ich bin sogar der Auffassung, dass die empfohlenen Verhältnisse/Werte selbst nicht für alle Wasserpflanen gelten müssen (vgl. Beispiel Hartwasserpflanzen). Dehalb habe ich in diesem Thread versucht, möglichst nahe an den biologischen Gegebenheiten zu erklären. Das macht die Sache einerseits komplex, andererseits aber sind die qualittiven Aussagen generell gültig.
Die Sache mit der Quantifizierung kommt erst noch!

Grüße
Peter
 

Peter47

Active Member
Halo Robert,
bei mir zuhause tönt's öfters aus der Küche: "liest Du schon wieder flowgrow?" - "Nein noch immer!"
der besagte Artikel war einer der Gründe, warum ich dieses Thema mal von einer anderen Seite betrachtet habe.
Korrekterweise müsste ich jetzt beide Aussagen gegenüberstellen. Da wird der Aufwand aber zu groß , weil es eben nicht die einzige Aussage hierzu ist.

Das Thema selbst ist bei mir ja auch noch nicht durch: Das obige Wissen hilft zwar, nutzt aber noch nichts!
Es fehlt noch die Quantifizierung, d.h. eine Analyse der Werte. Nur so viel: Bei meinem Tool kommen 11 Analyseergebnisse heraus. Das Problem: so etwas ist schwer vermittelbar. Bin gerade dabei, die Struktur so umzustellen, dass das Tool "leichter verdaulich" ist.

Grüße
Peter
 

Peter47

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Hallo Robert,

irgendwie hat mich Dein Post #6 doch noch bewegt, näher darauf einzugehen. Anhand der folgenden Passagen will ich aufzeigen, warum ich dieses Thema noch einmal in einem eigenen Thread aufgerollt habe:

Bemerkenswerte Passagen im pdf-Dokument:
zu Zeile 23: ich behaupte, dass das Ca:Mg:K-Verhältnis einer der treibenden Faktoren sind (wenn nicht sogar der treibende Faktor ist) und begründe dies mit den Antagonismen sowie der Funktion des Nährstofftransports in (je)der Pflanze!

Zeile 213 - 215: Darauf bin ich eben in meinem Post eingegangen! Ich habe erklärt, dass die (entsprechend definierten) Untergrenzen durch die Antagonismen und die Obergrenzen durch Überdüngung (Umkehrung der Antagonismen) entstehen. Welche Werte diese genau annehmen hängt von der einzelnen Pflanzenart (auch unter den Wasserpflanzen) ab! (tempora mutantur!)

Ab Zeile 235: Das Ergebnis dieses Experiments hätte letztlich zur Antagonismus-Aussage geführt. Ab Zeile 277 wurde der Antagonismus quasi umschrieben:
„Offenbar ungeeignete Verhältnisse von Ca zu Mg, K zu Ca (und umgekehrt) und v.a.K zu Mg, bei denen K auf der Höhe des Mg und/oder dauerhaft darüber lag, produzierten unter unseren Kulturbedingungen - früheroder später – unspezifische 280 Mangelerscheinungen der meisten (jedoch nicht aller) Arten unserer Pflanzenbestände trotz aus unserer Erfahrung erklärter, als ausreichend zu erachtender Gehalte an N, P und Spurenelementen. Dies führte bis hinzu temporär unerklärlichen Wuchsdepressionen der Gesamtpflanzenbestände der Aquarien“.
Hier wurde das Dreier-Verhältnis (Ca:Mg:K) in Quotienten aufgesplittet, was ich aus mathematischer Sicht als vorteilhaft ansehe. Allerdings splittete man nur in das Verhältnis K:Mg heraus. K+S tat dies mit Ca:Mg. Es kommt halt immer auf den gerade verwendeten „Blickwinkel“ an! Ich habe in dem noch zu veröffentlichen Tool alle drei Quotienten dergestalt eingesetzt, dass der Antagonismus immer die Untergrenze einer Verhältniszahl (oder genauer Quotienten) bildet und hoffe so, mehr „Licht ins Dunkel zu bringen“.

Weiter unten (ab Zeile 300) wurde erkannt, dass es wohl Bereiche geben muss, was schon wertvoll ist. Hat aber den Haken, dass für Ca kein Bereich angegeben wurde, weil dies auch nicht Teil des Versuchs war:
„Als diskutierter Konsens stellte sich bei uns währenddessen und öffentlich diskutiert, ein Ca:Mg:K- Verhältnis von 2-3:1:0,5- max.1 als qualitativ/quantitativ tragfähigund v.a.: dauerhaft pflanzenproduktiv heraus.“
Nur der Vollständigkeit halber, es wird bei Ca ein Bereich von 2 – 3 genannt, im Versuch aber wurde nur Mg und K verändert. Mit der Mathematik kann das aber wieder „hingebogen“ werden:
2 – 3 : 1 :0,5 – 1 = 2 : 0,67 – 1 : 0,33 – 1.

Wegen des Tools, bitte ich noch um etwas Geduld.

Grüße
Peer
 

Peter47

Active Member
Hallo,
im Post# 1 vom 8.5.23 habe ich beschrieben, dass die Antagonismen zwischen Ca, Mg und K während des Nährstofftransports aufgrund der Durchlässigkeit (Permeabilität) der Zellmembran entstehen. Diese Prozesse sind qualitativ (Ablauf der Prozesse) beschrieben und gelten sie für alle Pflanzen. Was die Quantität (Mengen) anbelangt, bestehen zwischen verschiedenen Arten, Gattungen, Familien ... teilweise erhebliche Unterschiede! Interessanterweise wird aber (vermutlich aus Gründen der Übersichtlichkeit) mehr nach dem Einsatz der Pflanzen unterschieden:
Ich zeige es am Beispiel K:Mg (Quelle außer Aquarienpflanzen K+S)
Aquarienpflanzen K : Mg = 1 : 2
Ackerbaukulturen K : Mg = 3 : 1
Weinbau K : Mg = 2,5 : 1
Obst und Gemüse K : Mg = 2 … 5 : 1

Beiliegendes Analyse-Tool wurde mit Open Office (LibreOffice) gefertigt. Open Office ist von verschiedenen Anbietern im Internet kostenlos erhältlich (es gibt aber auch kostenpflichtige!). Sie sind untereinander kompatibel.

Ich habe das Tool möglichst flexibel gestaltet, d.h. nicht nur eure Testergebnisse, sondern auch eure Grenzwerte und Bereiche, werden verarbeitet. Die Eingabe erfolgt in der Tabelle „Eingabewerte“. Besonderheit: Bei den Testwerten wird Ca aus der Formel Ca = (GH – 0,23 Mg)/0,14 errechnet. Wer Ca über einen Test ermittelt hat, kann die Formel einfach mit dem Testergebnis überschreiben. Es wird dann die Gesamthärte für die Analyse nicht benötigt.

Die Tabellen „Angaben zu Wassergrenzwerten“ und „Überlegungen zum Bereichsprozentsatz (BP)“ bieten Hilfe zum Festlegen der Grenzwerte und Toleranzbereiche.

In der Tabelle „Ergebnisse der Analyse“ werden verschiedene Analysen angeboten. Sie sind dort auch beschrieben. Aussagen werden unter verschiedenen Gesichtspunkten getroffen.
Details:
Die Analysen 1 und 2 geben Antworten auf
werden eure Grenzwerte eingehalten?
und
wie sieht euer normiertes Verhältnis Ca:Mg:K aus?

Die Analysen 3, 4 und 5 splitten das Verhältnis Ca:Mg:K in drei Quotienten (K:Ca, Mg:Ca und Mg:K) auf, vergleichen den Istwert mit den (vom Nutzer festgelegten) Ober- und Untergrenzen und bewerten grob das Quotienten-Ergebnis.

Die restlichen 6 Analysen nutzen die Möglichkeit, einen Wert als Fehlerursache auszuschließen und erleichtern so die Identifikation des eventuellen Ausreißers. Es gibt Antworten auf die drei folgenden Szenarien:
1. Der Ca-Wert kann/wird nicht verändert (werden). Wie sieht es mit den Werten für Mg und K aus?
2. Der K-Wert kann/wird nicht verändert (werden). Wie sieht es mit den Werten für Mg und Ca aus?
3. Der Mg-Wert kann/wird nicht verändert (werden). Wie sieht es mit den Werten für Ca und K aus?

Grüße
Peter
 

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