Anwendung von Mangan-Düngern in der Landwirtschaft

Mangan (Mn) wurde 1922 von J.S. McHargue erstmals als essenzielles Pflanzennährelement identifiziert. Pflanzen enthalten im Allgemeinen hohe Mengen an Mangan, deren Gehalt jedoch stark schwankt. Dies lässt sich z. B. bei Reis und Weizen (Gräsern) sowie Leguminosen beobachten.

Mangan gehört zu den unentbehrlichen Spurennährstoffen für Kulturpflanzen. Es wirkt als Bestandteil oder Aktivator zahlreicher Enzyme und spielt eine katalytische Rolle bei der Chlorophyllsynthese. Die Anwendung von Mangan-Düngern kann die Photosyntheseeffizienz verbessern, den Transport der Assimilate fördern, den Stickstoffstoffwechsel steigern und die Nitratreduktion in Pflanzen erleichtern – Prozesse, die die Proteinsynthese unterstützen und die Stickstoffnutzungseffizienz erhöhen.

Manganmangel führt zu Wachstumshemmung, Chlorosen und Blattaufhellung, Missbildungen oder unvollständiger Entwicklung von Früchten, verkürzten Internodien sowie zum Stillstand des Wurzelwachstums.

Tabelle 1. Mangangehalt verschiedener Kulturpflanzen

Kulturpflanze	Korn (mg·kg⁻¹)	Stroh (mg·kg⁻¹)
Reis	20 – 250	280 – 900
Weizen	16 – 140	30 – 350
Bohnen	14 – 80	110 – 130

Ursachen für Schwankungen im Mangangehalt

1. Stoffwechselkontrolle & Ionen-Antagonismus

   Die Mn-Aufnahme wird durch den Pflanzenstoffwechsel reguliert und konkurriert mit anderen Kationen. So wirkt Mg²⁺ antagonistisch zu Mn²⁺ und verringert die Aufnahme von Mn²⁺.

   
   

2. Umwelteinflüsse & Bodenreaktion (pH-Wert)

   Besonders der pH-Wert beeinflusst die Manganaufnahme. Auf alkalischen Böden (pH > 7) ist der Mn-Gehalt niedrig (meist < 100 mg·kg⁻¹ TM). Auf sauren Böden (pH < 7) kann er sehr hoch sein, bis über 1600 mg·kg⁻¹, was zu Mangan-Toxizität führt. Mit steigendem pH-Wert sinkt die Verfügbarkeit von Mn im Boden und damit der Gehalt in den Pflanzen.

   
   

3. Entwicklungsstadien & Gewebeverteilung

   Der Mn-Gehalt schwankt während der Vegetationsperiode und variiert in den Organen. Bei Mais sinkt der Mn-Gehalt mit zunehmendem Alter und akkumuliert in den Blatträndern (bis zum Doppelten des Blattinneren). Bei Zuckerrüben liegt der Mn-Gehalt der Blattstiele nur bei etwa der Hälfte des Blattes.

   
   

Pflanzen nehmen hauptsächlich Mn²⁺ auf, das in der Pflanze nur gering mobil ist. Mangelerscheinungen treten meist in jüngeren bis mittelalten Blättern auf. Bei Monokotylen ist Mn mobiler als bei Dikotylen, weshalb Mangelsymptome bei Getreide häufig zuerst an älteren Blättern sichtbar sind.

Funktionen von Mangan in der Landwirtschaft

1. Beteiligung an der Photosynthese & Verhinderung vorzeitiger Alterung

Chloroplasten enthalten hohe Mn-Mengen; Mn ist unerlässlich für deren Struktur. Ohne Mn wird die Membranstruktur zerstört, Chlorophyll abgebaut und Chloroplasten zerfallen (z. B. bei Spinat). Chloroplasten reagieren am empfindlichsten auf Mn-Mangel.Außerdem steuert Mn das Fe³⁺/Fe²⁺-Verhältnis über das Redoxpotenzial. Übermäßige Mn-Aufnahme kann Eisenmangelchlorose hervorrufen.

2. Regulierung der Enzymaktivität

Mn aktiviert viele Enzyme, darunter die Mn-Superoxiddismutase (Mn-SOD), die das Photosystem vor oxidativem Stress schützt und Chlorophyll stabilisiert. Es beeinflusst den Stickstoffstoffwechsel, die Photosynthese und den Redoxstatus. Mn²⁺ aktiviert u. a. Dehydrogenasen im Citratzyklus, die für die Atmung essenziell sind.Mangelsymptome ähneln Magnesium-Mangel, unterscheiden sich aber im Auftreten: Mn-Mangel in jungen Blättern, Mg-Mangel in älteren Blättern.

3. Förderung der Keimung und des frühen Wachstums

Mn stimuliert die Samenkeimung und Keimlingsentwicklung durch Förderung der Auxinwirkung. Es beschleunigt den Abbau von Stärke und Proteinen in Samen und stellt Zucker und Aminosäuren für die Keimlinge bereit. Beizungen mit Mn verbessern Keimung, Keimlingsvitalität und Fruchtansatz. Auch die Bildung von Vitamin C, die Festigkeit des Gewebes und das Wurzelwachstum werden gefördert. Ohne Mn wächst kaum Seitenwurzel.

4. Beteiligung am Protein-, Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel

Mn ist eng mit dem Stickstoffstoffwechsel verbunden. Mangel erhöht Nitrat, Nitrit, Amide, freie Aminosäuren und lösliche Proteine, während lösliche Zucker (vor allem in Wurzeln) abnehmen. Chloroplastenlipide und mehrfach ungesättigte Fettsäuren sinken um ca. 50 %.

5. Förderung der Phosphoraufnahme und -nutzung

Mn verbessert Photosynthese, Atmung und Nitratreduktion und steigert indirekt die Verfügbarkeit von Phosphor und Calcium. Baumwolle und andere Kulturen zeigen eine erhöhte P-Aufnahme bei Mn-Gabe.

Mn-empfindliche Kulturen: Leguminosen, Weizen, Kartoffel, Zwiebel, Spinat, Apfel, ErdbeereMäßig empfindlich: Gerste, Zuckerrübe, Klee, Sellerie, Rettich, TomateWeniger empfindlich: Mais, Roggen, Futtergräser

6. Verbesserung von Stresstoleranz und Krankheitsresistenz

Mn unterstützt die Bildung von Vitamin C, stärkt das Stützgewebe und erhöht die Krankheitsresistenz sowie die Frosttoleranz.

Diagnose des Manganbedarfsment

• Blattanalyse: Normal 20–100 mg·kg⁻¹; < 20 mg·kg⁻¹ → Mangelverdacht.

• Indikatoren: Nitratakkumulation, Oxalatkristalle im Xylem, hohe Peroxidaseaktivität.

• Bodenanalyse:

  • < 50 mg = sehr niedrig

  • 50–100 mg = niedrig

  • 100–200 mg = mittel

  • 200–300 mg = hoch

  • 300 mg = sehr hoch

Auf Mn-armen Böden führt Düngung fast immer zu deutlichen Mehrerträgen.

Warum Mangan düngen?

Mn ist unverzichtbarer Bestandteil von Enzymsystemen, direkt an Photosynthese, Keimung, Reifung sowie P- und Ca-Aufnahme beteiligt. Mangel tritt häufig auf in:

• humusreichen Böden

• neutralen bis alkalischen Böden

• überkalkten sauren Böden

• Küsten- und Salzböden

• sandigen Böden mit wenig Humus

• Böden mit hohem Fe- und Ca-Gehalt

Blattdüngung ist am effizientesten: 8-fach höhere Aufnahme als über den Boden, kleine Mengen genügen, kostenwirksam und exakt an Wachstumsphasen anpassbar.

Anwendungsarten

1. Grunddüngung

   Langsam wirkende oder lösliche Mn-Dünger, kombiniert mit organischen oder sauren Düngern. MnSO₄: 15–60 kg/ha, Manganschlacke: ca. 10 kg/ha.

   
   

2. Blattdüngung

   MnSO₄ 0,05–0,1 % (Obst 0,3–0,4 %; Leguminosen 0,03 %; Reis 0,1 %). Einsatz in kritischen Stadien: Baumwolle (Blüte–Fruchtansatz), Winterungen (Frühjahr), Obst (Blüte).

   
   

3. Saatgutbeizung

   2–4 g MnSO₄ pro kg Saatgut (Zuckerrübe bis 5 g). In Wasser lösen, gleichmäßig aufs Saatgut sprühen, trocknen, aussäen.

   
   

4. Sameneinweichen

   0,05–0,1 % MnSO₄-Lösung, Verhältnis 1:1, 12–14 h einweichen. Bei Trockenheit besser Beizung anwenden.

Typen von Mangan-Düngern

Dünger	Formel	Mn (%)	Eigenschaften
Mangansulfat	MnSO₄·H₂O	29,3–31,8	Hellrosa Kristalle, leicht löslich
Manganoxid	MnO	66–70	Grün/graues Pulver, schwer löslich
Manganchlorid	MnCl₂·4H₂O	27,5	Rosa Kristalle, löslich
Mangan(II)-carbonat	MnCO₃	43–44	Rosa–weißbraun, schwer löslich
Mangandioxid	MnO₂	55–60	Schwarz/grau, schwer löslich
Mangannitrat	Mn(NO₃)₂·4H₂O	21	Hellrosa Kristalle, wasserlöslich
Ammoniummangansulfat	3MnSO₄·(NH₄)₂SO₄	26	Hellrosa Pulver, wasserlöslich
EDTA-Mn (Chelat)	C₁₀H₁₂N₂O₈MnNa₂·2H₂O	13	Weißes Pulver, hochlöslich
Mangan-Citrat	—	~20	Hellorange Pulver, wasserlöslich
Manganschlacke	—	—	Nebenprodukt, in Japan seit 30 Jahren im Einsatz

Fazit

Mangan erfüllt vielfältige physiologische Funktionen in Pflanzen, vor allem als Enzymbestandteil und -aktivator. Es steuert den Kohlenhydrat- und Stickstoffstoffwechsel und ist eng mit Wachstum, Entwicklung und Ertrag verbunden. Mn ist unentbehrlich für Photosynthese, Atmung und Nitratreduktion.

Dieser „stille Lebensverwalter“ reguliert Energie, Nährstoffnutzung und Widerstandskraft in Pflanzen. Wer Mangel- oder Toxizitätssymptome rechtzeitig erkennt und Mn zielgerichtet anwendet, sichert gesunde Bestände und hohe Erträge.