12. Voeding: Opname via het blad

We hebben in artikel 11 al kunnen lezen dat de wortels een bijdrage in de voeding van de plant geven. Het blad van de plant is een krachtig instrument om nutriënten direkt uit het water op te nemen. 
Voor een goede groei hebben de planten behoefte aan diverse bouwstoffen :

Nutriënten

De plant heeft voor de groei essentiële elementen nodig :

 

C, H, en O : de structuurelementen

N, P en K : de hoofdelementen

Ca, Mg en S : de secundaire elementen

Fe, Mn, B, Mo, etc. : de spoorelementen

 

Figuur 1 laat een globale opbouw van een plantenblad zien, uitgedrukt in elementen. Duidelijk is te zien dat er een groot aantal elementen slechts in zeer kleine concentraties aanwezig zijn. Dat zijn de spoorelementen met een aanwezigheidspercentage van < 0,01%.

Functie elementen

De structuur- en hoofdelementen geven de plant stevigheid en worden gebruikt voor de zichtbare opbouw : celwanden, vatenstelsels, celstructuren, etcetera. De secundaire elementen worden ergens tijdens het opbouwproces ingebed. De spoorelementen zijn nodig om co-enzymatische reakties binnenin de plant vlot en goed te laten verlopen. Met name de exacte werking van sommige spoorelementen is nog steeds niet goed begrepen door de huidige wetenschap, maar wel staat vast dat er een behoefte is aan deze elementen die essentieel zijn voor een goed verloop van de plantengroei.

Onderzoek naar welke elementen er aanwezig zijn in een plant, levert soms elementen op die sporadisch worden aangetroffen. Langzaam maar zeker worden nu elementen zoals bijvoorbeeld vanadium toch als belangrijk aangewezen, terwijl vroegere onderzoeken daar geen duidelijkheid in gaven.

Globaal mag je wel stellen dat elk element belangrijk is. In ieder geval geldt Liebig's wet van minimum aanbod : plantengroei wordt gelimiteerd door de voedingsstof die het minst voorhanden is. Het ontbreken van een element kan dus leiden tot hapering in de keten. Het zij gezegd dat deze wet alleen spreekt over voedingsstoffen, en niet over andere groeifactoren zoals bijvoorbeeld licht.

Verdringing, opname en buffering

Plantenbladeren zijn voortdurend "op zoek" naar voedingsstoffen. Dit is een actief proces en kan selectiefplaatsvinden. Voorbeeld : wanneer een plant laten we zeggen een molybdeengebrek heeft, gaat het voorrang verlenen om molybdeen op te nemen ondanks de mogelijke aanwezigheid van vrij hoge concentraties ijzer, kalium, calcium of wat dan ook. De plant kan tot op zekere hoogte de complete verdringing van molybdeen door de andere veel voorkomende elementen tegenwerken (zie ook artikel 14).

Planten zijn dus actief op zoek naar nutriënten. Het liefst verkrijgen ze die in een vorm dat gemakkelijk opneembaar is en dus weinig energie kost, zoals via chelatoren (zie verderop op deze pagina). Wanneer nodig zullen planten echter ook voedingsstoffen isoleren en opnemen die aanwezig zijn in bijvoorbeeld zouten, oxiden en die aan vaste oppervlakten zijn geadsorbeerd. Dit kost weliswaar veel energie, maar ze kunnen ver gaan om een beoogde voedingsstof te bemachtigen.

Metingen wijzen uit dat een echte aquariumwaterplant in staat is om binnen enkele minuten voldoende elementen afkomstig van een plantenvoeding op te nemen, genoeg voor circa een week goede groei. Natuurlijk verschilt de opname-tijd en buffercapaciteit per plantsoort, maar algemeen kan gesteld worden dat binnen enkele uren de toegevoegde vloeibare plantenvoeding zijn doel wel heeft bereikt. Alles wat dan niet is opgenomen, dient als voedsel voor de bacteriën in het aquarium of het filter, en de algen.

Als we weten dat een plant buffert tot een bepaald niveau, dan is het te begrijpen dat een overmaat niet zinnig is. De plant kan gewoon niet meer opnemen en de rest blijft over voor de bacteriën en algen.

IJzer en testkits : let goed op

Aangezien planten veel ijzer met valentie 2+ (Fe2+) incorporeren, is het aan te bevelen om dit element in ruime mate ook in een bemester te stoppen. Fe2+ wordt alleen met deze valentie ingepast in het cytochroom. Het in het aquarium aanwezige Fe3+ zal echter niet ongemoeid worden gelaten. In erg zuurstofarme zones (in de bodemgrond) zal eerder Fe2+ aanwezig zijn. Fe3+ wordt in dit anaeroob milieu namelijk bacterieel gereduceerd tot Fe2+. De plant kan dat zelf echter ook bewerkstelligen in de rhizosfeer. Dus niet alle Fe3+ in het water gaat aan de plant voorbij. Verder zal Fe3+ ook in enige mate benodigd zijn, bijvoorbeeld als activator van één of meerdere enzymen (zoals nitrogenase).

Vele aquaristen willen het ijzergehalte in het water meten om te bezien of er wel voldoende ijzer aanwezig is voor de planten. Na het toevoegen van een goede plantenvoeding zal er meer ijzer gemeten worden. Met de wetenschap dat na enkele uren de plant gebufferd is, is de afname van het ijzergehalte naar nul na enkele dagen geen reden om steeds maar ijzer toe te blijven voegen om een (meetbaar) gehalte op peil te houden. Beter is het om regelmatig vloeibare plantenvoeding toe te voegen die de buffer van de plant weer aanvult.

IJzertestkits bepalen in het algemeen het totale ijzer (FeII + FeIII) in het aquariumwater. Er zijn veel ijzertestkits op de markt die echter niet het gecomplexeerde ijzer kunnen meten. Het ijzer, althans in de betere voedingspreparaten, wordt nagenoeg compleet gechelateerd, terwijl veel ijzertestjes juist die hoeveelheid niet kunnen meten. Let er dus in de eerste plaats goed op dat je een ijzertest gebruikt welke ook het gechelateerde ijzer meemeten kan.

Heeft het überhaupt zin om het ijzergehalte te meten? Men kan het doen meteen na het toevoegen van een bemester enkel om te bekijken of het inderdaad ijzer heeft bevat en de hoeveelheid daarvan. Na korte tijd daalt het ijzergehalte al snel. Het heeft dus verder weinig nut om ijzer te meten, men kan beter gewoon naar de planten kijken of er in de loop van de tijd verkleuring of misvorming optreedt.

Een ijzergehalte-advies afgeven lijkt zodoende niet erg zinvol. Vele firma's doen het toch, maar als je vanuit tien verschillende hoeken tien afwijkende adviezen krijgt omtrent het ideale ijzergehalte, dan lijkt dat allemaal niet erg aannemelijk meer. Als men zo'n advies vermeld, dan wordt er ook nooit verteld wanneer dat ijzergehalte aanwezig moet zijn (continu, meteen na toevoeging, na een uur, na een dag?), en ook wordt geen rekening gehouden met de zwaarte van de plantenbezetting of met de algemene waterchemie. Zo'n advies lijkt dus knap waardeloos. Zoals eerder gezegd, kijk liever naar je planten, want die vertellen je alles.

Chelatoren

De moderne plantenvoedingen zijn verrijkt met chelatoren (ook wel chelaten genoemd) : verbindingen die (spoor)elementen complexeren en zo het verder reageren van deze elementen verhinderen. Een makkelijkere opname door en minder energie kostende verwerking in de plant, is het positieve gevolg van de toevoeging van chelatoren aan de nutriënten. Overigens maakt de kwaliteit van de chelatoren wel uit. Een complexvormer zoals EDTA is over het algemeen niet zo stabiel en vervalt relatief snel. Goede maar lang niet alle plantenvoedingspreparaten bevatten vaak een mix aan sterke, stabiele chelatoren.

Er bestaan ook zogenaamde "natuurlijke chelatoren". Dat zijn in de meeste gevallen organische zuren zoals aminozuren en humuszuren. Ook zij hebben de eigenschap om metalen te kunnen complexeren. Turf en ook de plantenwortels zelf zijn bronnen voor deze natuurlijke chelatoren (zie artikel 10).

Andere vormen van voeding : vissen en visvoer

Vissen scheiden stikstofverbindingen uit die door aerobe bacteriën uiteindelijk worden omgezet tot het welbekende nitraat (nitrifikatie). Nitraat is dus een voor de planten beschikbare stikstofbron. De omzettingen vereenvoudigd en in het kort :

ammonium > nitriet > nitraat

Ammonium wordt door ammoniumoxidatoren omgezet in nitriet, welke door nitrietoxidatie weer in nitraat wordt omgezet onder zuurstofrijke omstandigheden. Echter planten zijn ook in staat om ammonium direkt op te nemen als voedingsstof. De verdwijning van ammonium uit het aquariumwater is dus niet alleen te wijten aan de bacteriële afbraak, maar ook door de opname van deze verbinding door planten.

Naast stikstofverbindingen komen er ook fosfaat-verbindingen vrij (vanuit bijvoorbeeld het visvoer). Fosfaat is ook een belangrijke voedingsstof voor de planten, maar bij teveel fosfaat zullen de algen daar meer van gaan profiteren. Het is dus zaak om het gehalte aan nitraat en fosfaat binnen te perken te houden. Een nul-situatie is echter niet geheel wenselijk : een plant heeft wel degelijk behoefte aan stikstof en fosfaat.