Pflanzen und Tiere brauchen zum Überleben Nährstoffe. Aber wie erhalten Pflanzen ohne Mund die notwendigen Nährstoffe und Energie fürs Leben? Ihnen ist vielleicht vage bewusst, dass Pflanzen ihre Wurzeln zur Aufnahme von Nährstoffen nutzen – und Pflanzen brauchen Sonnenlicht, richtig?

Doch wie arbeiten Wurzeln und Sonnenlicht zusammen, um einer Pflanze beim Wachsen zu helfen? Wenn Sie kein Botaniker sind oder gerade in einem Biologieunterricht sitzen, könnten einige Auffrischungen darüber nützlich sein, wie Pflanzen Nährstoffe aufnehmen.

Wir versuchen, dieses komplexe Thema so einfach wie möglich zu halten, damit Sie kein Botaniker sein müssen, um es zu verstehen!

 

Welche Nährstoffe brauchen Pflanzen?

 

Beginnen wir mit dem, was Pflanzen brauchen. Obwohl ihr genauer Bedarf variiert, benötigen die meisten Pflanzen drei Hauptnährstoffe zum Überleben: Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K). Diese Nährstoffe werden häufig als NPK abgekürzt, die Symbole der Elemente im Periodensystem. Ohne alle drei können Pflanzen nicht überleben.

• Stickstoff verleiht den Blättern ihre dunkelgrüne Farbe und fördert das Wachstum.
  • Pflanzen nutzen Stickstoff, um Aminosäuren zu bilden, die Bausteine der Proteine sind.
• Phosphor fördert die Zellteilung, unterstützt das Wurzelwachstum, schützt Pflanzen vor Krankheiten und ermöglicht es ihnen, Blüten und Samen zu produzieren.
  • Phosphor ist wichtig für den Aufbau von Nukleinsäuren, die die Proteinsynthese steuern.
• Kalium schützt Pflanzen vor Krankheiten und fördert das Wurzelwachstum. Kalium ist auch notwendig, damit Pflanzen Chlorophyll produzieren können.
  • Chlorophyll ist das grüne Pigment, das Pflanzen durch Absorption von Sonnenlicht Energie liefert.
  • Pflanzen verwenden Kalium, um ihre Spaltöffnungen (Stomata) zu öffnen und zu schließen, die Poren ähneln. Durch die Stomata nehmen Pflanzen CO2 auf und stellen ATP her, eine grundlegende Energieeinheit für das Leben.

 

Pflanzen benötigen mehr als nur drei Nährstoffe

 

Es wird Sie nicht überraschen, dass Pflanzen weit mehr als nur drei Elemente zum Überleben brauchen. Pflanzen benötigen auch viele weitere Nährstoffe in kleineren Mengen: Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H), Sauerstoff (O), Phosphor (P), Kalium (K), Jod (I), Stickstoff (N), Schwefel (S), Calcium (Ca) und Eisen (Fe) bilden die oft gehörte Abkürzung CHOPKINS CaFe.

Damit sind Magnesium, Zink, Kupfer und einige weitere wichtige Elemente, die Pflanzen benötigen, noch nicht einmal genannt.

Kurz gesagt benötigen Pflanzen eine Vielzahl spezifischer Elemente im Boden, um zu überleben. Sie verwenden diese Elemente zum Wachsen und zum Aufbau organischer Substanz. Einige Elemente spielen eine wichtige Rolle bei der Photosynthese (kleine Auffrischung: Pflanzen nutzen einen Prozess namens Photosynthese, bei dem Lichtenergie zusammen mit Wasser und Kohlendioxid in Energie umgewandelt wird).

Der Großteil des Bodens unter Ihren Füßen besteht im Grunde aus winzigen Gesteinskrümeln. Die oben genannten Elemente befinden sich in diesen Bodenteilchen, doch für Pflanzen sind sie so nicht erreichbar. Pflanzen können den Boden nicht einfach „essen“ und Nährstoffe daraus gewinnen – es muss ausreichend Wasser vorhanden sein. Das Wasser sorgt dafür, dass die Elemente in kleinen, einfachen Einheiten aus dem Boden ausgewaschen werden. Die Pflanzen „trinken“ das Wasser über ihre Wurzeln und nehmen dabei die Nährstoffe mit auf.

Guter, fruchtbarer Boden enthält reichlich dieser Nährstoffe. Viele davon werden jedoch leicht durch Regen ausgewaschen. Die Verwendung von Dünger oder anderen Bodenzusätzen hilft, Ihre Pflanzen gesund und zufrieden zu halten.

 

 

Wie gelangen die Nährstoffe aus dem Boden in die Wurzeln?

 

Als Pflanzen sich an das Leben an Land anpassten, brauchten sie eine Möglichkeit, an Wasser zu gelangen, um weiterhin Nährstoffe aufzunehmen. Dabei kamen die Wurzeln ins Spiel.

Ohne zu komplizieren zu werden, werfen wir einen Blick darauf, wie Wurzeln funktionieren.

Pflanzen haben komplexe Wurzelsysteme, die (allgemein gesprochen) entweder aus einer langen Pfahlwurzel bestehen, die unter der Pflanze verläuft und von der einige Seitenzweige abgehen, oder aus einem faserigen Wurzelsystem, das aus vielen kleinen Seitenwurzeln besteht, die sich unter der Pflanze ausbreiten. Wenn Sie schon einmal einen Löwenzahn mit Wurzeln ausgegraben haben, kennen Sie das Aussehen eines Pfahlwurzelsystems. Faserige Wurzelsysteme sind bei manchen Grasarten häufiger.

Pflanzen mit Pfahlwurzeln gedeihen gut in trockenem Boden, weil ihre langen Hauptwurzeln Wasser tiefer unter der Erde suchen können. Pflanzen mit faserigen Wurzelsystemen sind aufgrund ihrer komplexen Wurzeln hervorragend zur Erosionskontrolle geeignet.

Eine interessante Tatsache: die tiefsten jemals dokumentierten Wurzeln gehörten zu einer Feigensorte in Südafrika, deren Wurzeln 122 Meter tief reichten. Pflanzen tun echt Verrücktes, um Wasser zu finden!

Wurzeln haben viele Schichten, ähnlich wie Ihre Haut. Wir wollen hier nicht ins Detail gehen – das wird schnell kompliziert! Wissen Sie einfach, dass die äußerste Wurzelschicht meist semipermeabel ist und Wasser in das Wurzelsystem passieren lässt.

Die meisten Nährstoffe werden durch Wurzelhaare am Wurzelende aufgenommen. Wurzelhaare sind extrem feine Wurzeln mit großer Oberfläche, die noch mehr Wasser aufnehmen können. Die Mehrheit der Pflanzen geht auch Partnerschaften mit verschiedenen Pilzen ein, um noch mehr Nährstoffe aus dem Bodenwasser zu gewinnen.

 

 

Wie Pilze Pflanzen bei der Nährstoffaufnahme helfen

 

Im Grunde teilen Pflanzen einige ihrer Zucker im Austausch dafür, dass sie Hilfe bei der Aufnahme anderer Nährstoffe erhalten. Diese mykorrhizalen (myko bedeutet Pilz, rhizae bedeutet Wurzel) Beziehungen sind besonders bei armen Böden üblich und vorteilhaft.

Denken Sie an ein Kinderspielzeug mit unterschiedlich geformten Löchern für Holzklötze. Wurzeln verfügen über mikroskopisch kleine Systeme, die diesen Spielzeugen ähneln: Sie lassen Wasser und bestimmte Elemente passieren, während andere Chemikalien draußen bleiben. Mehrere weitere Schichten der Wurzel filtern, speichern und leiten Nährstoffe und Wasser durch das Gefäßsystem der Pflanze weiter.

Nachdem Pflanzen Wasser und Nährstoffe durch ihre Wurzeln aufgenommen haben, transportieren sie diese über das Gefäßsystem in den Rest der Pflanze. Das Wasser wird für die Photosynthese verwendet, während jeder Nährstoff für verschiedene Teile des Pflanzenaufbaus gebraucht wird.

Wurzeln sind beeindruckend, doch bei der Vielzahl benötigter Nährstoffe können sie auch Hilfe gebrauchen!