Phosphor in der Landwirtschaft
Nach meinem letzten Artikel über Stickstoff geht es in diesem Artikel ebenfalls um einen anderen wichtigen Pflanzennährstoff – Phosphor. Phosphor ist einer der drei wichtigsten Pflanzennährstoffen neben Stickstoff und Kalium und wird deshalb häufig in der Landwirtschaft eingesetzt, sei es konventionell oder biologisch. In diesem Artikel stelle ich die Rolle von Phosphor für Pflanzen und die Landwirtschaft dar und erörtere wie dieser Nährstoff in nachhaltiger Weise eingesetzt werden kann.
Teil 1 – Was ist die Funktion von Phosphor in Pflanzen?
Phosphor spielt eine wichtige Rolle für die Struktur und den Energietransfer in allen Lebensformen [1]. Im DNS (und RNS) Molekül verbindet Phosphor die Basenpaare (Nukleotide) zu einer langen Kette. Die Abfolge dieser Basenpaare bestimmt später die Funktion der daraus entstehenden Proteine. In Zellmembranen ist Phosphor in Form von Phospholipiden anzutreffen. Diese Moleküle haben ein wasserabstossendes (hydrophobes) und ein wasseranziehendes (hydrophiles) Ende, was zur Bildung von Zellmembranen beiträgt und es erlaubt Kompartimente zu haben mit unterschiedlichen Konzentrationnen von Ionen und anderen Molekülen. Abgesehen von diesen strukturellen Funktionen hat Phosphor auch von den Energietransfer eine wichtige Bedeutung. Der Aufbau von Stärke in den Pflanzen wird durch Adenosintriphosphat (ATP) Molekülen angetrieben, welche auch in vielen anderen Reaktoinen der Zelle involviert sind und dabei die Rolle des Energielieferanten spielen.
Wie der Name erahnen lässt, besteht ATP aus einer Kette mit drei Phosphatgruppen. Während des Energietransfers wird eine Phosphatgruppe abgespalten und Energie freigesetzt welche für die Synthese von anderen Stoffen oder Transport von Molekülen (insbesondere Ionen) über Membranen verwendet werden kann. Das nach Abspaltung entstehende Adenosindiphosphat (ADP) kann dann wieder zu ATP unter Energieaufwand rezykliert werden.
In Samen wie zum Beispiel Weizenkörnern oder Bohnen findet sich noch ein anderes phosphorhaltiges Molekül welches wichtig ist für die Energiespeicherung – Phytat. Phytat ist das Salz der Phytinsäure und typischerweise mit Kalzium, Magnesium und Kalium assoziiert. Phytinsäure hat aber auch eine hohe Anziehungskraft für Zink und Eisen, was zur Kontroverse der Phytinsäure in der Ernährung beiträgt, da es die Aufnahme von diesen Mikronährstoffen im Mensch und Tier hemmen kann [2]. In keimenden Pflanzen kann der gespeicherte Phosphor im Phytat zugänglich gemacht werden, dies geschieht durch die Aktivität des Enzyms Phytase, welches das Phytat aufspaltet. Folglich kann auch bei der Ernährung das Phytat durch einweichen der Samen reduziert werden.
Das war eine kurze Einführung in dieses interessante aber komplexe Thema. Bleiben Sie dran für die nächsten Teile in welchen ich weitere interessante Aspekte um Phosphor beschreiben werde*