Die Rolle von Magnesium in der Pflanzenphysiologie und die Anwendung von Magnesiumdüngern– Ein Schlüssel-Nährelement zur Förderung der Pflanzengesundheit

In der modernen Landwirtschaft ist das Management der Hauptnährstoffe Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K) weitgehend ausgereift. Magnesium (Mg) hingegen – ein essenzieller, aber häufig unterschätzter Sekundärnährstoff – spielt eine unersetzliche Rolle für die Pflanzengesundheit, die Ertragssteigerung und die Qualitätsverbesserung. Mit der Verbreitung präziser Düngestrategien wird es immer wichtiger, die physiologischen Funktionen von Magnesium neu zu bewerten und dessen gezielte Anwendung zu fördern.

I. Zentrale physiologische Funktionen von Magnesium

Magnesium ist an zahlreichen lebenswichtigen Prozessen in Pflanzen beteiligt. Zu den wichtigsten Funktionen zählen:

1. Zentrale Rolle in der Photosynthese

Magnesium ist das Zentralatom im Chlorophyllmolekül. Es wird von vier Stickstoffatomen in einem Porphyrinring koordiniert und ermöglicht so die Absorption von Sonnenlicht. Bei Magnesiummangel kann der Chlorophyllgehalt um 30–50 % sinken, was zu einer verringerten Photosyntheserate und Wachstumshemmung führt.

Zudem reguliert Magnesium das Membranpotenzial in Thylakoiden und aktiviert Schlüsselenzyme wie RuBisCO, was den Transport von Photosyntheseprodukten wie Saccharose zu Früchten und Wurzeln fördert. Ein Magnesiummangel führt zur Akkumulation dieser Produkte in den Blättern, was das Wurzelwachstum hemmt.

2. Strukturelle Unterstützung bei der Proteinsynthese

Magnesium fungiert als Brückenion zwischen den ribosomalen Untereinheiten. Etwa 75 % des pflanzlichen Magnesiums sind an der Proteinsynthese beteiligt und gewährleisten eine präzise Translation genetischer Informationen von mRNA in Proteine.

3. Enzymaktivierung und Energiestoffwechsel

Magnesium ist Kofaktor für über 300 Enzyme:

• Es bindet an ATP und bildet Mg-ATP, den universellen Energieträger der Zelle.

• Es aktiviert zentrale Enzyme der Glykolyse und des Citratzyklus, wie z. B. Pyruvatdehydrogenase.

• Es verstärkt die Aktivität antioxidativer Enzyme wie Superoxiddismutase (SOD), wodurch es oxidativen Stress reduziert.
  

4. Weitere wichtige Funktionen

• Lipidbiosynthese: Gemeinsam mit Schwefel fördert Magnesium die Bildung von Öltröpfchen im endoplasmatischen Retikulum – besonders wichtig für Ölpflanzen.

• Ionenhaushalt: Reguliert das K⁺/Mg²⁺-Verhältnis, stabilisiert Membranpotenziale und beeinflusst den Wurzelinnendruck sowie den Nährstofftransport.

• Samenentwicklung: Magnesium wird in Form von Calcium-Magnesium-Phytat gespeichert und stellt etwa 70 % des Gesamtmagnesiums im Samen – essenziell für die Keimung.
  

II. Symptome und spezifische Erscheinungen von Magnesiummangel

Da Magnesium in der Phloemleitung mobil ist, treten Mangelerscheinungen zuerst an älteren Blättern auf:

• Zweikeimblättrige Pflanzen: Interkostale Chlorosen → Nekrosen → Blattkräuselung, typisch sind netzartige Muster und frühzeitiger Blattabwurf (z. B. Soja, Baumwolle, Kartoffel).
  

• Süßgräser (Gramineae): Gelb-grüne Streifenmuster, Blattspitzennekrosen und gehemmte Wurzelentwicklung (z. B. Weizen, Mais, Reis).
  

• Spezielle Kulturarten:
  

  • Zitrusfrüchte: "Yellow Pedicel"-Krankheit – orange-gelbe Verfärbung zwischen den Blattadern.

  • Weintrauben: Rötlich-braune Blattränder, vernarbte Fruchtstiele.

  • Tomaten: Blass verfärbte Früchte, purpurne Blätter, matschige Fruchttextur.
    

III. Ursachen für Magnesiummangel: Boden- und Managementfaktoren

1. Bodenbedingte Ursachen

• Geringe Magnesiumreserven in Rotböden und granitbasierten Muttergesteinen (v. a. Südchina).

• Hohe Auswaschungsverluste in sandigen Böden.

• In sauren Böden konkurrieren H⁺ und Al³⁺ mit Mg²⁺ um Austauschplätze, was die Verfügbarkeit reduziert.

• Überschüssiges K⁺ oder NH₄⁺ hemmt die Mg²⁺-Aufnahme – pro 1 mmol/L zusätzlichem K⁺ sinkt die Mg-Aufnahme um bis zu 40 %.
  

2. Ungleichgewichtige Düngung & klimatische Einflüsse

• Häufiger Einsatz von kaliumreichen Fruchtbildungsdüngern → erhöhtes Magnesiummangelrisiko.

• Übermäßige Kalkung → gestörtes Ca/Mg-Verhältnis, das die Magnesiumaufnahme unterdrückt.

• Niedriger Humusgehalt (<1,5 %) → geringe Pufferkapazität des Bodens.

• Starkregen, Dauerkulturen und Wurzelschäden (z. B. durch Nematoden) → steigender Magnesiumverlust.
  

Empfohlene Diagnosewerte:

Parameter	Kritischer Schwellenwert
Magnesiumgehalt im Blatt	< 0,15 %–0,25 % (bezogen auf Trockengewicht)
Austauschbares Magnesium im Boden	< 50 mg/kg (für empfindliche Kulturen)
Kalium-Magnesium-Verhältnis (K/Mg)	> 3:1 (ausgleichsbedürftig)
Calcium-Magnesium-Verhältnis (Ca/Mg)	> 10:1 (hemmt Mg-Aufnahme)

IV. Magnesiumdünger: Typen und Anwendungsstrategien

1. Wasserlösliche Magnesiumdünger (schnell wirksam)

Typ	Mg-Gehalt	Geeignete Böden	Anwendungsweise
Magnesiumsulfat (MgSO₄)	9,5 %–16 %	Neutrale/basische Böden	Grunddüngung: 20–30 kg/ha; Blattdüngung: 0,5 %
Magnesiumnitrat	15 %–16 %	Gewächshäuser	Blattdüngung: 0,3 %–0,5 %; besonders schnell wirksam
Magnesiumchlorid	25 %	Chloridverträgliche Kulturen	Tröpfchenbewässerung: 5–10 kg/ha

2. Schwach lösliche Magnesiumdünger (mittel wirksam)

Typ	Mg-Gehalt	Eigenschaften
Calcium-Magnesium-Phosphat	8 %–12 %	Langzeitwirkung, besonders geeignet für saure Böden

3. Chelatisiertes und biobasiertes Magnesium (stressregulierend)

Typ	Eigenschaften	Anwendung
Magnesium mit Polyolen	Hohe Bioverfügbarkeit, geringe Reizwirkung	Blattdüngung in 1000–1500-facher Verdünnung
Huminsäure-Magnesium	Erhöht Salztoleranz und Stressresistenz	Bodendüngung, kombinierbar mit Tropfbewässerung

V. Fazit und Ausblick

Magnesium ist nicht nur ein Basisnährstoff – es fungiert als vielseitiger Regulator für Wachstum, Fortpflanzung und Stressbewältigung. In einer Landwirtschaft, die sowohl Ertragssteigerung als auch Nachhaltigkeit anstrebt, ist ein effizientes Magnesium-Management unverzichtbar.

Zukünftig ist der Aufbau eines integrierten Magnesium-Managementsystems nach dem Prinzip "Boden – Pflanze – Düngung" essenziell. Die gezielte Nährstoffdiagnostik und präzise Düngestrategien sollten weiter gestärkt werden. Nur wenn Magnesium vom „unsichtbaren Nährstoff“ zum „aktiven Steuerungselement“ wird, lässt sich sein Potenzial in der modernen Landwirtschaft vollständig entfalten.