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Zinkmangel

 

  
Mais ist eine Kultur mit einem hohen Zink-Bedarf. Zink ist das Spurenelement, bei welchem am häufigsten ein Nährstoffmangel auftreten kann. Die typischen Mangelsymptome sind hellgelbe bis chlorotische (weiße) Streifen links und rechts der Blattmittelrippe. Im Gegensatz zu Magnesium-Mangel gehen die Streifen nicht bis zur Blattspitze. Zinkmangel kann bereits 2 Wochen nach dem Auflaufen auftreten. Bei jungen Maispflanzen haben dann die jüngeren Blätter bei grüner Blattspitze hellgelbe bis weiße Streifen, die im unteren Blattbereich zusammenfließen können. War der Boden kalt und nass und erwärmt sich anschließend, können sich diese Symptome auch wieder verwachsen. Bei schwerem Zinkmangel kann die gesamte junge Pflanze hellgelb bis weiß und von gedrungenem Wuchs sein.

 

 


Abb. 1: Zinkmangelsymptom 
 
Abb. 2: Zinkmangelsymptom 

 

 

Während des weiteren Pflanzenwachstums wird der Bedarf an Zink größer. Da Zink in der Pflanze nicht beweglich ist, tritt Zinkmangel an den neu gebildeten Blättern auf. Bei schwerem Mangel können ganze hellgelbe oder chlorotische Regionen absterben. Durch die Bildung kürzerer Blätter und kürzerer Internodien erscheinen die Pflanzen zudem von gedrungenem Wuchs. Blattränder und Stängel können rötlich sein. In der Regel tritt Zink-Mangel nicht einheitlich auf dem gesamten Feld verteilt auf.

 

 


Abb. 3: Später, leichter Zinkmangel, ähnlich aussehend wie Magnesiummangel 
 
Abb. 4: Schwerer Zinkmangel: chlorotische Regionen werden nekrotisch 

 

 

Die Aufgaben von Zink 
Zink hat mehrere wichtige Funktionen in der Pflanze: Es ist ein Cofaktor von zahlreichen Enzymen, z.B. mit Einfluss auf den Atmungsstoffwechsel oder Funktionen bei der Photosynthese. Zink ist besonders an der DNA-Transkription (Bestandteil der RNA-Polymerase) und an der Produktion von Wachstumshormonen (Auxine) beteiligt. Sichtbare Symptome von Zinkmangel sind daher das Absenken des Chlorophyllgehaltes der Zellen und die Hemmung oder der Stillstand der Zellteilung in Wurzel- und Sproßspitzen.

 

 

Die Ursachen von Zinkmangel 
Der typische, absolute Zinkgehalt im Boden ist in großem Maße abhängig vom Ausgangsgestein. Er schwankt i.d.R. zwischen 10-80 mg/kg. Zumeist liegt Zink im Boden in nicht pflanzenverfügbarer Form, z.B. als Metalloxid oder in anderen mineralischen Komplexen vor und hat wie Phosphat nur eine geringe Beweglichkeit. Pflanzen können Zink aus 3 verschiedenen Quellen aufnehmen: gelöst im Bodenwasser, adsorbiert an Tonmineralen oder am häufigsten über Kationenaustausch oder als Komplex gebunden an organische Moleküle (z.B. als Chelat). Diese Bindungen werden mit steigendem pH-Wert immer stärker. Die Verfügbarkeit von Zink für die Pflanze hängt folglich vor allem von der Bodentextur (Tonmineralgehalte), dem Anteil an organischen Bestandteilen, dem Boden-pH-Wert, dem Phosphat-Gehalt und den Wetter-Bedingungen ab: 

 

 

Mögliche Ursachen von Zinkmangel Erklärung
Sandige Böden Keine Bindungskapazitäten für Zink
Schwere Böden mit hohen Anteilen an Tonmineralen (z.B. Mergel) Hohe Kapazität für die Festlegung von Zink an Tonmineralen
Alkalische Böden (pH-Wert >7; z.B. Rendzina, Muschelkalk) Je höher der pH-Wert geht, desto fester werden die Zink-Verbindungen
Humusarme Böden (z.B. nach Erosion oder Hochpflügen von Unterboden) Keine Bindungskapazität für Zink an organische Bestandteile vorhanden
Böden nach hoher organischer Düngung (z.B. direkt nach hohen Stallmistgaben) Hohe Bindungskapazität, viel Phosphat; Anmoorige Böden können zwar durch viel organische Masse Zink binden, der hohe Anteil an Fulvosäuren sorgt aber für einen gut löslichen Zinkspeicher
Böden mit sehr hoher Phosphat-Versorgung (z.B. nach Erosion oder Hochpflügen von Unterboden) Zn-Bindung an dem Phosphat-Speicher Phytinsäure im Pflanzengewebe
Böden mit hohen Eisen- und Kupfergehalten (oder Mangan bei hohem pH) Ausfällung und spezifische Adsorptionv von Zink, besonders starke Bindung bei hohem ph-Wert
Kalte, nasse Böden im Frühjahr (besonders nach Kalkung) Geringes Wurzelwachstum durch Kälte und Sauerstoffmangel; durch Kalk weniger gelöstes Zink
Länger Trockenheit im Frühsommer Geringere Bodenfeuchtigkeit = weniger Zink in Lösung

 

Generell empfiehlt sich bei auftretenden Mangelsymptomen die Untersuchung von Bodenproben oder Pflanzengewebe, um die Ursache eindeutig zu identifizieren und Gegenmaßnahmen durchführen zu können. Die CAT-Methode der LUFA weist sehr genau das pflanzenverfügbare Zink im Boden auf (im Gegensatz zu Bor, Mn oder Cu). Für die Untersuchung einer Pflanzenprobe ist es hilfreich, immer Pflanzen mit und ohne Symptome einzusenden. In der Maispflanze sollte Zink zwischen 20-70mg/kg TS vorhanden sein und das Verhältnis P:Zn 50-200:1 sein. 

 

 

Tabelle 1: Richtwerte zur Bewertung des Zn-Gehalt in mg/kg Boden nach der CAT-Methode
Gehaltsklasse Sand, schwach lehmiger Sand Lehmiger Sand, sandiger Lehm bis Ton
A  (Düngung für Maisanbau empfohlen) < 1,0 < 1,5
C  (organische Düngung oder pH-Wert-Änderung ist ausreichend 1,0 - 2,5 1,5 - 3,0
E  (keine Düngung ist erforderlich) > 2,5 > 3,0
(verändert; Quelle: Merkblatt zur Zinkdüngung in der Pflanzenproduktion, TLL 2005)
  
 

 

 

Kritische Zeitpunkte für das Auftreten von Zinkmangel sind das 4-5.Blattstadium, wenn die Nährstoffe des Samens aufgebraucht sind und die Pflanze sich vollständig über die Wurzel ernähren muss und das Längenwachstum (Schossen) mit seinem hohen Bedarf an Auxinen. 

 

 

Die Folgen 
Zinkmangel aufgrund von nass-kalter Witterung 2 Wochen nach dem Auflaufen kann sich wieder verwachsen. Auch später auftretende, aufgehellte Streifen verwachsen sich nach dem Ende des Längenwachstums häufig wieder. Ist die Pflanze jedoch im Wuchs gestaucht, kann sie ihr volles Ertragspotential nicht ausbilden. Die Kolben können dann im Vergleich zu denen anderer Pflanzen durch verzögerte TS-Bildung aufgehellt und insgesamt etwas schmächtiger ausgebildet sein. Bei sehr schwerem Mangel kann die Blütenbildung ausbleiben oder verzögert sein. Am Kolben können die Körner bis auf einige wenige, deformierte, fehlen. 

 

 

Maßnahmen 
Hohe Maiserträge entziehen dem Boden 100-300g Zink/ha. Wird Dünger mit reinen Nährstoffen (NPK) oder nur mit geringfügigen Mikronährstoffgehalten ausgebracht, so ist häufig nur der Entzug gedeckt. Auf gefährdeten Böden und bei Betrieben ohne Viehhaltung mit hohen Nährstoffentzügen durch hohe Maiserträge sollte daher die Zn-Düngung nicht vergessen werden. Dabei ist Vorbeugen besser als Korrigieren. Das kann alle 4 Jahre vor der Saat eine Düngung mit 5-10kg Zn/ha oder ab und zu eine Gülle-Düngung von einem anderen Betrieb sein. Für unerwartet und stark auftretenden Zinkmangel gibt es Blattdünger, am effektivsten mit Zinkchelat ab dem 4., besser 6. Blattstadium angewendet. Für die Vorratsdüngung bieten sich preisgünstigere Zinksulfate an, die vor oder während der Aussaat ausgebracht werden (auch als Unterfußdüngung). Diese können ebenfalls als Blattdüngung gegeben werden, bergen aber die Gefahr von Verätzungen. 

 

 

Tabelle 2: Zinkgehalte von Wirtschaftsdüngern und verwerteten Abfällen
Düngestoff Trockensubstanzgehalte (%) Zinkgehalte
Rindergülle 4 - 8 10 - 20 g/m3
Schweinegülle 4 - 8 15 - 70 g/m3
Hühnergülle 8 - 12 15 - 50 g/m3
Stalldung 25 50 - 300 g/t
Klärschlamm 40 180 - 2000 g/t 
(Quelle: Merkblatt zur Zinkdüngung in der Pflanzenproduktion, TLL 2005)
  
 
Zink wird bei der Vergärung von Silomais in der Biogasanlage wie alle Schwermetalle nicht abgebaut und gelangt als Gärrest wieder auf den Acker (Gärrest Rindergülle : Maissilage = 3:1 = 287 mg/kg TM Zink (KTBL Faustzahlen für die Landwirtschaft)). Durch die Verringerung der organischen Substanz wird der Gehalt des Ausgangsubstrates an Zink dabei aufkonzentriert. 

 

 

Fazit 
Zinkmangel ist bei regelmäßiger organischer Düngung auf den meisten Böden kaum zu finden. Auf mangelgefährdeten Standorten sollte gerade beim Maisanbau der Boden regelmäßig untersucht bzw. der Bestand beobachtet werden, um gegebenenfalls einem Mangel und Ertrags- und Qualitätseinbußen vorzubeugen. 

 

 

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