Das Minimumgesetz (lateinisch minimum = "das Geringste") wurde erstmals von Carl Sprengel formuliert und später von Justus von Liebig erweitert und bekannt gemacht. Das nach dem berühmten Chemiker benannte Liebigsche Minimumgesetz beschreibt den Zusammenhang zwischen dem Pflanzenwachstum und den dafür benötigten Wachstumsfaktoren.
1 Wachstumsfaktoren
Die Wachstumsfaktoren für die Pflanzen, auch Ressourcen genannt, sind Nährstoffe, Wasser, das verfügbare Licht, die Temperatur etc.
Das Minimumgesetz besagt, dass der Faktor, der am geringsten vorhanden ist, das Wachstum der Pflanze beschränkt.
Beispiel: Einer Pflanze stehen 80% ihres Nährstoffbedarfs zur Verfügung, das Licht allerdings fehlt oder ist nur mit 20% des Bedarfs vorhanden. Führt man nun mehr Nährstoffe durch einen Dünger zu, wird dies das Pflanzenwachstum nicht verbessern oder die Pflanze vor Mangelerscheinungen bewahren, da der limitierende Faktor das Licht ist.
2 Anwendung in der Aquaristik und im Aquascaping
In der Aquaristik ist das Verständnis des Minimumgesetzes essentiell, wenn man den Zusammenhang zwischen Algenwuchs, Pflanzenwachstum und Nährstoffen verstehen und auch in seinem Aquarium (reproduzierbar) umsetzen möchte.
Betrachtet man "Landpflanzen" im Freien, so muss man sich - vorausgesetzt, die Pflanze steht an einem geeigneten Standort - um den Faktor "Licht" weniger Sorgen machen. Ganz zu schweigen vom Faktor "CO2", von dem in der Luft zur Genüge vorhanden ist. Wasser allerdings kann eine knappe Ressource sein.
Für Wasserpflanzen spielt der Wachstumsfaktor "Wasser" eher keine Rolle – er ist zur Genüge vorhanden. CO2 allerdings, das die Pflanze braucht, um ihr "Gerüst" auszubilden, ist ohne Zufuhr eigentlich immer Mangelware.
3 Liste der Wachstumsfaktoren für alle Pflanzen
Wachstumsfaktoren, die alle Pflanzen – also auch die im Aquarium - benötigen, sind:
- Licht
- CO2
- Nitrat
- Phosphat
- Kalium
- Calcium
- Magnesium
- Schwefel
- Natrium
- Eisen
- Zink
- Kupfer
- Bor
- Mangan
- Molybdän
- Chlor
- Kobalt
- Selen
- Silizium
- ... und weitere
Die Liste der Faktoren ist nach der Wichtigkeit für die Pflanze und dem tatsächlichen Bedarf geordnet, die wichtigsten Faktoren stehen am weitesten oben.
4 Checkup für ein gutes Pflanzenwachstum und die Eindämmung von Algen
Möchte man nun ein gutes Pflanzenwachstum erreichen oder Algenwuchs eindämmen, sollte man - angefangen mit dem ersten Faktor der Liste - nacheinander durchchecken, welcher Faktor ausreichend verfügbar ist und was dafür sorgen könnte, dass das Pflanzenwachstum stockt und Mangelerscheinungen auftreten. Näheres zum Bedarf an den einzelnen Faktoren ist in den Verlinkungen einsehbar.
5 Algenwuchs und Minimumgesetz
Das Wachstum der Pflanzen und somit auch der Verbrauch der Nährstoffe richtet sich nach dem am knappsten vorhandenen Nährstoff oder Wachstumsfaktor.
Oft wird beobachtet, dass bei einem Upgrade auf eine LED-Beleuchtung z. B. Fadenalgen auftreten. Dies hat jedoch eigentlich nichts mit der Beleuchtung an sich zu tun - obwohl diese Vermutung wirklich oft geäußert wird -, sondern damit, dass sich das Verhältnis der Wachstumsfaktoren verschoben hat und z. B. Nitrat nun der knappste verfügbare Nährstoff ist. Durch die neue Beleuchtung steht allerdings nun mehr Licht zur Verfügung, das jedoch von den Pflanzen gar nicht genutzt werden kann, weil andere Wachstumsfaktoren nun im Mangel sind. Die Fadenalgen nutzen nun die überschüssigen Wachstumsfaktoren.
6 Optimumgesetz
Das Optimumgesetz ist Liebigs Erweiterung zum Minimumgesetz und sagt aus, dass es ein Optimum in der Verfügbarkeit der Wachstumsfaktoren gibt, bei dem das Wachstum der Pflanzen so schnell wie nur möglich ist. Ein im Minimum befindlicher Wachstumsfaktor wirkt sich umso stärker negativ aus, je näher die anderen Faktoren am Optimum sind.
Für die Aquaristik bedeutet dies, dass die Nicht-Beachtung eines Nährstoffs (wie das oft bei CO2 der Fall ist) sich umso stärker negativ auswirkt, je mehr sich die anderen Faktoren dem Optimum nähern - Mangelerscheinungen und Algenwuchs verstärken sich. Dies geschieht oft vor allem dann, wenn man das CO2 außer Acht lässt und versucht, diesen Mangel durch Flüssigdünger zu kompensieren.
Andersherum bedeutet dies aber auch, dass – falls man sich dazu entschließt einen Nährstoff wie CO2 absichtlich im Mangel zu halten – man durch das Niedrighalten der anderen Nährstoffe und Wachstumsfaktoren (allen voran Licht) Mangelerscheinungen (inklusive Algenwachstum) weniger stark sichtbar halten kann. Der Aquarianer ist dabei jedoch in der Pflanzenwahl stark eingeschränkt und muss dies auch bei der Bepflanzung beachten. Langsam wachsende Pflanzen sind für ein solches Aquarium anzuraten, wie etwa Moose, Mooskugeln, verschiedene Wasserfarne und ähnliche.
7 Nachwort
Das Minimumgesetz wie auch das Optimumgesetz dienen dazu, das Verständnis für den Zusammenhang zwischen dem Wachstum der Pflanzen und den Faktoren, die sie zum Wachsen bringen, zu fördern. Hier beschreiben wir keine Methode der Düngung!
Weiterführende Artikel zum Thema Düngemethoden findet ihr in der Rubrik „Düngung“.
Bei einem Aquarium nehmen unzählige Faktoren und Akteure Einfluss auf die Entwicklung, wie etwa Bakterien, hohe und niedere Pflanzen (inkl. Algen), Tiere und so weiter. Aufgrund der Komplexität eines solchen Systems und den Wechselwirkungen darin beschreibt das Minimumgesetz lediglich einen Ausschnitt: nämlich die Wechselwirkung zwischen Wachstumsfaktoren und Pflanzen.
Autor(en)
Ricardo Castellanos
Fotos: Ricardo Castellanos, Garnelenhaus