Molybdän in Pflanzen

Reines Molybdän ist ein zinnweißes, hartes, sprödes Schwermetall, das man sehr selten zu Gesicht bekommt, da es in den Fabriken gleich zu Legierungen verarbeitet wird. Das wichtigste Molybdänerz ist der dunkle Molybdänglanz (= Molybdänsulfit, MoS2); die meisten der heute abgebauten Erze enthalten nur 0,4 - 1% davon. Die größten Molybdänlager der Welt finden sich in der Climax-Grube von Colorado (USA), die größten europäischen Vorkommnisse liegen im sogenannten Knabendistrikt von Norwegen in der Nähe von Stavanger. Die durchschnittliche Gewichtsanteil des Molybdäns an der obersten 16 km dicken Erdrinde wird auf 1 / 130 000 geschätzt; Molybdän ist also seltener als Kobalt, Bor und Kupfer, aber häufiger als Brom, Zinn und Arsen. In Sandböden wurde durchschnittlich 0,01 mg, in tonigen Ackerböden 0,1 - 0,2 mg / kg Molybdän nachgewiesen; in Ausnahmefällen kann der Molybdängehalt auf 20 - 100 mg / kg steigen.
Winzige Mengen von Molybdän konnte in der Asche von Tannen, Fichten, Eichen, Pappeln und Weinstöcken festgestellt werden. In Wasserpflanzen findet man bis zu 0,16 mg / kg, Getreidekörner enthalten 0,2 bis 0,6 mg, Äpfel, Kartoffeln, Heu und Stroh 0,02 - 0,06 mg, Kartfoffel- und Apfelschalen 0,14 - 0,17 mg, die Samen von Schmetterlingsblütlern 2 - 9 mg Molybdän im Kilo Substanz. Einzelne Pflanzen können Molybdän in sich anreichern. So fand man in einer englischen Kleewiese 100 mg / kg und in einer Asternart (Aster divaricatus) 221 mg / kg Molybdän.
Molybdän gehört zu den "jüngsten" Spurenelementen; erst ab 1939 wurde exakt nachgewiesen, daß dieses Element für eine Reihe von höheren Pflanzen lebensnotwendig ist. Arnon und Stout (Berkely-Universität, Kalifornien) züchteten 1939 viele Tomaten in sorgfältigst zusammengestellten, molybdänfreien Nährlösungen. Die heranwachsenden Pflanzen zeigten bereits nach wenigen Wochen verschiedene Krankheitserscheinungen (Sprenkelung der unteren Blätter, Absterben der Blattränder, Blatteinrollung, Blütenabfall), die nur durch einen Zusatz von 1 Teil Molybdän (in Form von Molybdänsäure) zu 100 000 000 Teilen Nährlösung verhütet werden konnten. Mulder (Groningen, Holland) machte 1942/43 an Tomaten ähnliche Beobachtungen. In den darauffolgenden Jahren zeigten andere Forscher, daß auch weißer Senf, Gemüsekohl, Blumenkohl, Hafer, Bohnen, Erbsen und viele andere Pflanzen zum normalen Gedeihen Molybdän benötigen.
Über die Funktion des Molybdäns bei Tomaten und anderen höheren Pflanzen ist sehr wenig bekannt. Dagegen ließ sich zeigen, daß die Nitrogenase (Ferment, das Luftstickstoff in verwertbare Verbindungen umwandelt) der freilebenden Stickstoffbindungen Bodenbakterien und der Bakterienknöllchen von Schmetterlingsblütlern durch Molybdän (und Vanadium) aktiviert wird. Normale Bakterienknöllchen enthalten verhältnismäßig viel Molybdän, und bei molybdänarm aufgezogenen Schmetterlingsblütlern (mit Knöllchenbakterien) kann die Bindung von Luftstickstoff durch Molybdänzusatz verdoppelt werden. Damit erklären sich vielleicht auch die guten Erfolge der Molybdän-Spurendüngung (z. B. Anwendung von 0,001% Natriummolybdat oder molybdänhaltigem Kupferschlackenmehl) bei Rotklee und "kleemüden" Weiden. Bei Kleinpilzen (Aspergillus, Neurospora) katalysiert Molybdän die Nitrat-Reduktase; dies ist ein Ferment, das Nitrat zu Nitrit reduziert. Die Nitrite sind Vorstufen des Hydroxylamins, das im pflanzlichen Stickstoff-Stoffwechsel eine wichtige Rolle spielt. Bezeichnenderweise kann Molybdän auch als Katalysator bei der Amminiaksynthese (Stickstoffbindung) verwendet werden. Des weiteren katalysiert Molybdän die Reduktion von Nitraten (zu Aminosäuren u. dgl.) in den Pflanzen. Zu große Molybdängaben sind nachteilig; so werden z. B. Roggen, Gerste, Hafer, Weizen und Mais durch 100 mg / kg erheblich geschädigt. In England gibt es einige Gebiete (Central Somerset, Warwickshire, Gloucesterhire) mit hohem Molybdängehalt (20 - 100 mg / kg Boden), die als Weideland nahezu wertlos sind, weil die Weidetiere nach dem molybdänreichen Futter erkranken. Dagegen sind winzige Mengen von Molybdän (z. B. 1 mg Natriummolybdat in 1 kg Futter) für die höheren Tiere notwendig; der in der Leber angereicherte Xanthinoxydase-Faktor (oxidiert Xanthin) ist wahrscheinlich eine Molybdänverbindung.
Molybdänddüngungen werden z. Z. in Europa kaum durchgeführt; bei uns genügen Düngungen mit den Spurenelementen Mangan, Kupfer und Bor. Hingegen düngt man in Australien (New South Wales) Saatbeete mit Blumenkohl, Spargelkohl, Kopfkohl, Rosenkohl, Kohlrüben u. dgl. gelegentlich mit kleinen Mengen von Molybdänverbindungen, wobei z. B. Natriummolybdat (Na2MoO4) oder Ammoniummolybdat [(NH4)2 MoO4] in Betracht kommen. In Florida (USA) leiden Orangen- und Zitronenbäume gelegentlich an einer als "Yellow Spot" (Gelbfleckigkeit) bezeichneten Molybdänmangelkrankheit. Diese kann durch Bespritzen der Bäume mit Natriummolybdatlösung (1 g in ca. 4 Liter Wasser gelöst) geheilt werden. Gute Wirkungen zeigten auch Einspritzungen dieser Lösungen in die Bäume, wogegen Bodendüngungen mit der gleichen Lösung nahezu erfolglos blieben.