Kupfer

Die Kupfer-Konzentration in der Bodenlösung ist abhängig vom pH-Wert und den zur Verfügung stehenden Komplexbildnern wie organische Substanz, Mangan- und Eisen-Oxide. Kupfer nimmt hauptsächlich als Bestandteil verschiedener Enzyme positiven Einfluss auf den pflanzlichen Stoffwechsel. Zum Beispiel steuert Kupfer den Transport von Elektronen der Photosynthese. Bei Kupfermangel rollen sich die Blätter zwirnsfadenartig zusammen, welken und sterben schließlich ab. 

Der Kupfergehalt unbelasteter Böden liegt zwischen 2 und 40 mg Cu/kg Boden. Im Boden wird Kupfer hauptsächlich an die organische Substanz sowie an Mn- und Fe-Oxide gebunden. Es wird aber auch in die Gitter der Silikate eingebaut. Des Weiteren kann es als Hydroxid, Carbonat oder Phosphat ausgefällt werden.

Die Cu-Konzentration der Bodenlösung ist abhängig vom pH-Wert und der zur Verfügung stehenden Komplexbildner. Im Allgemeinen nimmt der Anteil am austauschbaren Kupfer mit sinkendem pH-Wert zu.

Kupfermangel ist auf frisch kultivierten Moorböden, infolge der Cu-Fixierung aber auch auf humusreichen Podsolen, zu beobachten.

Die Pflanze nimmt die in der Bodenlösung frei vorkommenden Cu²⁺-Ionen bzw. lösliche Kupferkomplexe auf. Kupfer nimmt hauptsächlich als Bestandteil verschiedener Enzyme positiven Einfluss auf den pflanzlichen Stoffwechsel.

Funktion von Kupfer in der Pflanze

• Kupfer steuert den photosynthetischen Elektronentransport.
• Kupfer ist, ähnlich wie Mangan, an der Bindung von Sauerstoffradikalen beteiligt, wodurch diese unschädlich gemacht werden.
• Kupfer ist für Teilprozesse der Lignifizierung wichtig.
• Kupfer ist wichtig für die Knöllchenbakterien der Leguminosen.

Kupferüberschuss in der Pflanze

Pflanzen weisen eine unterschiedliche Kupfertoleranz auf. Dies beruht zum einen auf der Fähigkeit, weniger Kupfer aus der Bodenlösung aufzunehmen und zum anderen, überschüssiges Kupfer wieder auszuscheiden bzw. dieses in eine für die Pflanze unschädliche Form zu überführen. Ein Überangebot an Kupfer tritt meistens erst auf Böden mit einem pH-Wert < 5 auf.

Folgen von Kuperüberschuss:  

• Es kommt zur Vergilbung der jüngsten Blätter.
• Kann Eisen-, Zink- und Molybdänmangel bei den Pflanzen induzieren.
• Infolge der Kupferanreicherung in der Pflanzenwurzel kommt es zu Schäden an der Zellmembran von Wurzeln.
• Das Wurzelwachstum ist gestört, unter anderen durch die veränderte Enzymaktivität.

• Bei Getreide werden die jüngsten Blätter infolge geschädigter Chloroplasten weiß.
• Die Blätter rollen sich zwirnsfadenartig zusammen, welken und sterben schließlich ab.
• Das Wachstum der Internodien ist gehemmt.
• Die Ähren bzw. Rispen sind schlecht ausgebildet und bleiben ohne Körner.
• Bei Obstbäumen sind die Triebspitzen verkümmert, aber auch die Blüte und der Fruchtansatz sind behindert.
• Kupfermangel wird durch steigende Stickstoffversorgung begünstigt, da Kupfer eine feste Bindung mit den nun verstärkt gebildeten Aminosäuren eingeht.
• Man spricht häufig von der Heidemoorkrankheit oder Urbarmachungskrankheit. So wird Kupfer zum einen auf neukultivierten Flächen verstärkt an die organische Substanz gebunden, und zum anderen kommt es auf neuumgebrochenen Sumpfflächen infolge einer Kalkung zum pH Anstieg und somit zur Cu-Festlegung.