Sporenelementen: de metalen

24 maart 2025

De meest voorkomende sporenelementen die we terugvinden in de samenstelling van onze meststoffen kennen we: zink (Zn) , koper (Cu) , ijzer (Fe), molybdeen (Mo), mangaan (Mn) en soms ook kobalt (Co). Maar er zijn er nog meer van deze metalen die voor onze bodem een toegevoegde waarde zijn. In het volgende artikel wil ik graag de meest voorkomende metalen benoemen en uitleggen wat ze voor de plant betekenen.

Definitie spoorelementen: 

Spoorelementen zijn essentiële mineralen die in zeer kleine hoeveelheden ( vandaar de naam ‘sporen’) voorkomen en cruciaal zijn voor de groei, de ontwikkeling en de gezondheid van planten. Ze spelen een belangrijke rol in enzymatische processen, fotosynthese, bescherming en algemene plantontwikkeling. Hoewel de plant er maar weinig van nodig heeft kan zowel een tekort als overschot al snel schadelijk zijn. 

Al de onderstaande metalen zijn sporenelementen maar ze zijn niet allemaal essentieel. Als sommige van deze niet-essentiële te veel voorkomen zou dit zeer nefaste gevolgen kunnen hebben. In dit artikel wil ik graag de metalen kort benoemen en welke essentiële processen en functies ze in de plant hebben.  Deze elementen worden verder uitgewerkt in de volgende editie van GreenTechPower. 

De metalen:

Ijzer (Fe)

• chlorofylvorming : ijzer is indirect nodig voor de fotosynthese dit omdat het niet in chlorofyl zelf zit.
• Synthese van enzymen zoals peroxidases en katalases ( zijn enzymen die beschermen tegen oxidatieve stress zoals UV-straling of zware metalen); ijzer helpt ook als wondgenezing en afweer tegen pathogenen (microbiële infecties) en het versterkt de celwand door verharding van plantencellen.
• Stikstofassimilatie: nodig voor de werking van enzymen in de stofwisseling van nitraat en ammonium.

Koper (Cu)

• Belangrijk voor de enzymactiviteit, fotosynthese en ligninevorming in celwanden (wat de plant stevigheid geeft)
• Essentieel voor zaadvorming
• Essentieel voor ziekteweerstand
• Essentieel voor de ontwikkeling van jonge scheuten en bladeren
• Belangrijk voor de stuifmeelproductie en vruchtvorming
• Beschermt de plant tegen schimmels en ziekte
• Beschermt de plant tegen UV-straling, droogte en pathogenen

Mangaan (Mn)

• Staat mee in voor de fotosynthese
• Enzymactiviteit en stofwisseling: essentieel voor de enzymen die helpen bij stressbestendigheid. Mangaan helpt bij de vorming van aminozuren, hormonen en koolhydraten
• Het bevordert de nitraatreductie waardoor planten stikstof beter kunnen opnemen
• Het helpt bij de vorming van suikers wat energie levert voor de groei
• Verhoogt de weerstand tegen schimmelinfecties zoals wortelrot en vlekkenziekte
• Helpt mee aan celwandvorming en wortelontwikkeling doordat het de opname van water en voedingsstoffen verhoogt.

Molybdeen (Mo)

• Essentieel voor nitraatreductie en stikstofbinding
• Draagt bij aan enzymactiviteit
• Helpt bij fotosynthese en voorkomt bladvergeling
• Bevordert bloem- en zaadvorming
• Zorgt mee voor de hormoonregulatie

Kobalt (Co)

• stikstoffixatie: het vormt een sleutelfactor voor stikstofbindende bacteriën die stikstof uit de lucht kunnen omzetten die de plant nodig heeft.
• Vitamine B12-synthese en enzymactiviteit (=stimuleert de productie van enzymen)
• Het helpt planten om oxidatieve stress te verminderen en zich beter te beschermen tegen zware metalen en droogte.

Aluminium (Al)

is geen essentieel element voor planten, maar het is wel één van de meest voorkomende metalen in de bodems. In neutrale tot basische bodems (pH > 5,5) is aluminium meestal onschadelijk, maar in zure bodems (pH < 5,5) komt Al³⁺ vrij en dat is toxisch en kan de plantengroei ernstig verstoren. Zo ook bladchlorose (geelverkleuring) als minder wortelmassa dat leidt tot droogtestress en gevoeligheid voor ziekte.

Hoewel aluminium in hoge concentraties en in zure bodems toxisch kan zijn, zijn er enkele gevallen waarin kleine hoeveelheden in neutrale tot basische bodems toch gunstig kunnen zijn:

• Kan de wortelgroei stimuleren bij sommige tolerante plantsoorten (theeplant) en grassoorten ( veel graangewassen en bermudagrassen)
• Verhoogt de weerstand tegen bepaalde pathogenen door versterking van de celwand
• Kan fosfaattoxiciteit verminderen 

Cadmium (Cd)

Is geen essentieel element voor planten en wordt beschouwd als een zwaar metaal met toxische effecten. Als planten Cadmium opnemen uit de bodem kan dit leiden tot groeiremming, chlorose (bladvergeling en fotosynthese remming), wortelschade en verstoring van verschillende processen in de plant zoals bijvoorbeeld de stofwisseling.

Het remt onder meer ook de opname van essentiële elementen zoals Calcium, Magnesium, Ijzer en Zink ( Cd en Zn hebben vergelijkbare opnamekanalen, waardoor overmaat van Cd kan leiden tot Zinktekort)

Chroom (Cr)

Ook Chroom is geen essentieel element voor planten. Wanneer planten die Chroom opnemen via de wortels (vaak in toxische vorm) heeft dit een nefast gevolg voor hun ontwikkeling:

• Remming van wortelgroei en celdeling
• Verminderde opname van Fe, Mg, Zn en P (fosfor)
• Chlorose, necrose (= het afsterven van plantencellen of-weefsels) en groeivertraging
• Hoge concentraties kunnen ook de kieming belemmeren

Nikkel (Ni)

Is een micronutriënt dat essentieel is voor de groei en ontwikkeling van planten, maar in hoge concentraties ook weer toxisch kan zijn. 

• Essentieel voor enzymurease: urease is een enzym dat ureum afbreekt naar ammonium (NH₄⁺) zodat de plant stikstof kan opnemen. Zonder Nikkel kan urease niet functioneren, wat leidt tot ophoping van giftig ureum en groeiproblemen
• Helpt planten bij de opname en omzetting van stikstofverbindingen (vooral bij vlinderbloemigen zoals bijvoorbeeld peulvruchten en klavers)
• Belangrijk voor een goede eiwitproductie
• Bevordert de opname van ijzer wat belangrijk is voor de fotosynthese
• Helpt bij de vorming van chlorofyl wat bladgroen gezond houdt
• Beschermt tegen oxidatieve stress door invloed op bepaalde enzymen zoals peroxidase
• Helpt bij de weerstand tegen sommige pathogenen (zoals fusarium Oxysporum, grauwe schimmel (Botrytis), valse meeldauw, echte meeldauw, roestziektes)

Rubidium (Rd)

Is geen essentieel sporenelement en draagt niet direct bij tot de ontwikkeling van planten. Het is ook niet toxisch. Rubidium lijkt op Kalium en zou Kalium tijdelijk kunnen vervangen maar ondersteunt niet alle functies van Kalium. Ik wil Rubidium enkel vernoemen omdat het behoort tot de metalen die kunnen voorkomen maar die eigenlijk niet belangrijk zijn voor de verdere ontwikkeling van de planten.

Zink (Zn)

• Zink is een cofactor voor meer dan 300 enzymen die betrokken zijn bij fotosynthese, eiwitsynthese en celgroei
• Het beïnvloedt de aanmaak van auxines (= groeihormonen)
• Versterkt de opname en efficiëntie van stikstof in de plant
• Zink speelt een belangrijke rol bij stuifmeelproductie en vruchtzetting
• Het helpt bij de ontwikkeling van zaden en verhoogt de kiemkracht
• Helpt mee aan de bescherming van oxidatieve stress (= stressweerstand)
• Een zinkoverschot kan leiden tot een verstoring in de opname van Mangaan en ijzer

Vanadium (V)

Ook vanadium is geen essentieel element voor de meeste planten, maar kan in sommige gevallen invloed hebben op plantengroei en metabolisme. Het wordt vaak beschouwd als een sporenelement met potentiële biologische functies vooral in stikstofmetabolisme en enzymactiviteit.

• Kan molybdeen gedeeltelijk vervangen in stikstofassimilatie (=Stikstofassimilatie is het proces waarbij planten anorganische stikstofverbindingen (zoals nitraat NO₃⁻ en ammonium NH₄⁺) opnemen uit de bodem en omzetten in organische verbindingen (zoals aminozuren, eiwitten en nucleïnezuren) die essentieel zijn voor hun groei en ontwikkeling.)
• Kan fotosynthese en groei beïnvloeden

Een overschot aan vanadium kan toxisch worden voor de plant.

Samenvatting:

Metalen spelen een cruciale rol in de groei en ontwikkeling van planten. Essentiële metalen als spoorelementen zoals ijzer (Fe), koper (Cu), zink (Zn), mangaan (Mn), molybdeen (Mo) en nikkel (Ni) zijn onmisbaar voor enzymactiviteit, fotosynthese en stikstofassimilatie. Zonder deze elementen kunnen planten geen gezonde cel ontwikkeling en stofwisseling behouden.

Naast de essentiële metalen zijn er ook niet-essentiële metalen, zoals rubidium (Rb) en vanadium (V), die soms een beperkte functie hebben in de plant, maar niet noodzakelijk zijn voor groei. Daarentegen kunnen toxische metalen zoals lood (Pb), cadmium (Cd) en een overmaat aan aluminium (Al) schadelijk zijn voor de plant en bodemgezondheid. Deze metalen kunnen de opname van nuttige voedingsstoffen verstoren en de plantengroei belemmeren.

Een bodemanalyse is altijd de basis voor een gezonde bodem en plant. Door de metaalgehaltes in de bodem te meten, kunnen tekorten worden aangevuld en schadelijke ophopingen worden vermeden. Een uitgebalanceerde nutriëntenhuishouding draagt bij aan een duurzame en vruchtbare bodem.