Kurzdefinition
Makronährstoffe (N, P, K, Ca, Mg, S) sind die sechs essenziellen Mineral-Elemente, die Cannabis in größten Mengen benötigt — jedes mit spezifischer biochemischer Funktion, Aufnahmeform und symptomatischem Mangelbild, das durch pH-Kontrolle und Düngerstrategie optimiert werden kann.
Wissenschaftliche Beschreibung
Übersicht: Die sechs Makronährstoffe
| Element | Symbol | Aufnahmeform | Hauptfunktion | Mobilität in Pflanze |
|---|---|---|---|---|
| Stickstoff | N | NO₃⁻, NH₄⁺ | Proteine, Chlorophyll, Nukleinsäuren, Alkaloide | Hoch (remobilisierbar) |
| Phosphor | P | H₂PO₄⁻, HPO₄²⁻ | ATP, DNA/RNA, Phospholipide, Signaltransduktion | Hoch |
| Kalium | K | K⁺ | Stomata, Turgor, Enzym-Aktivierung, Transport | Hoch |
| Calcium | Ca | Ca²⁺ | Zellwand (Pektat), 2nd Messenger, Zellmembran | Sehr niedrig (nicht remobilisierbar) |
| Magnesium | Mg | Mg²⁺ | Chlorophyll (Zentralatom), ATP-Komplex, Ribosomen | Mittel |
| Schwefel | S | SO₄²⁻ | Aminosäuren (Cystein, Methionin), Glutathion, Terpensynthese | Niedrig |
Nährstoff-Bedarf nach Wachstumsphase
Cannabis hat stark unterschiedliche Makronährstoff-Anforderungen je nach Phase:
| Phase | N | P | K | Ca | Mg | S |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Keimling | sehr niedrig | niedrig | niedrig | niedrig | niedrig | niedrig |
| Vegetativ | hoch | mittel | mittel | mittel | mittel | mittel |
| Blüteninduktion | mittel→niedrig | mittel→hoch | mittel→hoch | mittel | mittel | mittel |
| Vollblüte | niedrig | hoch | hoch | hoch | hoch | mittel |
| Reife/Flush | sehr niedrig | niedrig | niedrig | niedrig | niedrig | niedrig |
N — Stickstoff (primärer Wachstumsnährstoff)
Aufnahme als NO₃⁻ (Hauptform im aeroben Substrat) und NH₄⁺ (sauer, kompetitiv zu Ca/Mg/K): - Nitrat-Route: NO₃⁻ → Nitrat-Reduktase (NR, cytosolisch) → NO₂⁻ → Nitrit-Reduktase (NiR, Chloroplast) → NH₄⁺ → GS/GOGAT (Glutaminsynthetase/GOGAT) → Aminosäuren - Organisches N: Aminosäuren direkt via LHT1/AAP-Transporter (bei organischer Düngung über Mineralisierung)
Caplan et al. (2017): Optimale N-Rate für Cannabis vegetativ ~150-200 mg N/L Substrat/Woche.
P — Phosphor (Energie und Signal)
pH-kritischster Nährstoff: maximale Verfügbarkeit bei pH 6.0-7.0: - pH <5.5: P als AlPO₄/FePO₄ gefällt → Mangel - pH >7.5: P als CaPO₄ gefällt → Mangel - Mykorrhiza (AMF): Hyphen nehmen P über weiten Radius auf → AMF-Inokulation erhöht P-Effizienz um 30-50%
K — Kalium (Blütenbildner)
Höchste K-Konzentration im Phloem → mobiler Transport: - Stomata: K⁺-Einstrom in Schließzellen → Turgor → Stomataöffnung; K⁺-Austrom → Stomataschluss - Blütenentwicklung: K erhöht Translokation von Assimilaten → gefüllte Blütenknospen - Interaktion: Hohe K-Gaben hemmen Ca und Mg-Aufnahme (kationische Konkurrenz)
Ca — Calcium (Strukturelement, nicht remobilisierbar)
Ca²⁺ ist nicht phloemgängig — Versorgung ausschließlich via Transpirationsfluss (Xylem/Massenfluss). Konsequenz: - Mangel tritt zuerst an jungen Geweben auf (Spitzen, Blüten, Knospen) - Kein Ca-Flush-Effekt durch Remobilisierung möglich - Hohe Ca-Nachfrage = hohe Transpiration = VPD-Management kritisch - Calciumchlorid-Foliarspray: Notlösung bei akutem Ca-Mangel in Blütenspitzen
Mg — Magnesium (Chlorophyll und ATP)
Zentralatom des Chlorophylls (4 Pyrrole + Mg²⁺): - Mg-Mangel → Chlorophyll-Abbau → intervenöse Chlorose (alte Blätter zuerst, da mobil) - Als Cofaktor für >300 Enzyme, inkl. aller ATP-abhängigen Reaktionen - Kation-Konkurrenz: Überschuss an K oder Ca → Mg-Antagonismus; pH 6.0-6.5 sicherstellen
S — Schwefel (Aminosäuren und Abwehr)
- Cystein und Methionin (schwefelhaltige essentielle Aminosäuren)
- Glutathion (γ-Glu-Cys-Gly): zentrales Antioxidans, Schwermetall-Chelierung
- Terpensynthese: einige Schwefelverbindungen in Cannabis-Terpen-Profil (Thiole)
- Mangel: Intervenöse Chlorose an jungen Blättern (im Gegensatz zu N-Mangel an alten)
EC als Steuerparameter (Hydroponik)
Elektrische Leitfähigkeit (EC) misst gelöste Ionen gesamt (Proxy für Nährstoffkonzentration):
| Phase | EC-Zielbereich (mS/cm) |
|---|---|
| Sämling | 0.4-0.8 |
| Vegetativ | 1.0-1.8 |
| Frühe Blüte | 1.4-2.2 |
| Vollblüte | 1.6-2.4 |
| Flush (letzte 1-2 Wochen) | 0.0-0.3 |
Anbau-Relevanz
- pH zuerst: Kein Nährstoffproblem lösen, bevor pH korrekt eingestellt ist — viele „Mängel" sind pH-Fehler
- Nährstoffverhältnisse: N:P:K-Verhältnis nach Phase anpassen (veg ~3:1:2, blüte ~1:3:2 vereinfacht)
- Ca via Transpiration: Hohe Ca-Nachfrage = ausreichende Transpiration sicherstellen (VPD 1.0-1.5 kPa)
- Mg-Antagonismus verhindern: K-Spitzengaben in Blüte immer mit Mg-Supplementierung begleiten
- Organisch vs. Mineralisch: Organische Dünger (Biohumus, Guano) liefern N/P/K langsamer → puffernd; mineralisch sofort verfügbar → präzisionssteuerbar in Hydroponik
- Bernstein et al. (2019): Optimale Nährstofflösungskonzentrationen für Cannabis-Blütenertrag publiziert (Referenz für Hydroponik-Rezepturen)
Verwandte Begriffe
- stickstoff — detaillierte N-Biochemie und Mangelsymptome
- phosphor — P-Verfügbarkeit und Mykorrhiza-Interaktion
- kalium — K-Physiologie und Stomata-Kontrolle
- calcium-magnesium — Ca-Mobilität und Mg-Chlorophyll
- schwefel — S in Aminosäuren und Terpenprofil
- ph-naehrstoffverfuegbarkeit — pH-Abhängigkeit der Nährstoffaufnahme
Quellen
- Marschner H (2012): Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic Press.
- Backer R et al. (2019): Front Plant Sci. PMID:31031786
- Caplan D et al. (2017): HortScience. DOI:10.21273/HORTSCI11437-16
- Bernstein N et al. (2019): Front Plant Sci. DOI:10.3389/fpls.2019.00719