Wie trinken Pflanzen? Ein Einblick in den Wassertransport in Pflanzen

Wurzeln: eine Typfrage

Um Wasser aus dem Boden aufnehmen zu können, brauchen Pflanzen Wurzeln. Dabei hat jede ihre ganz eigenen Tricks. Sogenannte Tiefwurzler wie Zitrusbäume oder Gemüsesorten wie Rote Bete oder Tomaten entwickeln lange Wurzeln, die in tiefe Bodenschichten vordringen, um dortige Wasservorräte anzapfen zu können. Flachwurzler wie Beerensträucher, Apfel- oder Pflaumenbäume hingegen breiten ihre Wurzeln wie ein Netz dicht unterhalb der Erdoberfläche aus. Ihre Geheimwaffe: Möglichst breitflächig herabrieselndes Wasser abfangen, bevor es versickert. Dann gibt es auch Pflanzen, die das Beste aus beiden Fähigkeiten vereinen, die sogenannten Herzwurzler wie viele Gemüsesorten, z. B. Kohlrabi, Brokkoli oder Erbsen. Der Wassertransport in Pflanzen fängt also bei den Wurzeln auf ganz unterschiedliche Weise an.

Verschiedene Wurzeltypen im Gemüsebeet zu kombinieren, ist auf jeden Fall eine super Sache, da sie auf diese Weise nicht ums Wasser konkurrieren müssen und ein entscheidender Faktor bei der Mischkultur.

Hier eine kleine Übersicht über die Wurzelsysteme einiger unserer Bloomify-Pflanzen:

• Flachwurzler:
  • Apfel, Pfirsich, Aprikose, Nektarine
  • Olive, Zucchini
  • alle Beerensträucher
  • Kiwi, Mini-Kiwi
  • Oregano, Thymian, Majoran, Melisse, Minze
• Herzwurzler:
  • Kirsche
  • Feige
  • Aubergine, Gurke
  • Basilikum
• Tiefwurzler:
  • Pflaume und Zwetschge (bilden aber auch flache Wurzelausläufer), Birne
  • alle unsere Zitrusbäume
  • Wein
  • Tomate, Chili, Paprika, Kürbis, Möhren, Rote Bete
  • Rosmarin, Salbei, Lavendel, Petersilie, Koriander, Estragon

Der lange Weg des Wassers

Aber wie gelangt das Wasser eigentlich in die Wurzeln und von dort in die Blätter?

Die Wurzelzellen können das Wasser aufnehmen, da die Wasserkonzentration in ihnen niedriger ist als im Boden und das Wasser im Boden daher in die Zellen strömt, um diesen Unterschied auszugleichen. Diesen Vorgang des Ausgleichs nennt man Osmose. Die Wände der Wurzeln sind dabei so gebaut, dass das Wasser nur in eine Richtung hindurch kann, es kann also nicht zurückfließen. Durch diese Strömung entsteht der sogenannte Wurzeldruck.

Er alleine wäre jedoch nicht ausreichend für den langen Weg des Wassertransports in Pflanzen. Es gibt zusätzlich noch den Transpirationssog, der entsteht, wenn Wasser über die Blätter verdunstet. Durch die Verdunstung verlassen Wassermoleküle die Pflanze und ein Unterdruck entsteht, wodurch neue Moleküle “nachrücken”, sie werden quasi angesaugt. Wassermoleküle haben außerdem die praktische Eigenschaft, dass sie sich gegenseitig anziehen und sich damit als eine Art Kette gegenseitig nach oben befördern. Diese gegenseitige Anziehung nennt sich Kohäsion. Die Moleküle steigen dabei im Stängel, Stiel oder Stamm der Pflanze in einem “Rohr” nach oben, ähnlich wie in einem Strohhalm. Dabei herrschen auch Kräfte zwischen den Wassermolekülen und der Wand dieses Rohres, die die Moleküle bei ihrem Weg nach oben zusätzlich unterstützen. Dieser Vorgang wird Adhäsion genannt. Kohäsion und Adhäsion im Zusammenspiel werden wiederum als Kapillareffekt bezeichnet.

Diese Effekte kann man sich auch beim Gießen zunutze machen. Pflanzen, die in einem Topf auf einem Untersetzer stehen, können mit Wasser versorgt werden, indem du einfach nur den Untersetzer auffüllst. Das Wasser wird dann nach oben "gesaugt".

Im Inneren der Pflanzen finden also erstaunliche Vorgänge statt, die unseren Augen verborgen bleiben. Wir sehen meist nur, dass sich welke Blätter nach einer Wassergabe nach einiger Zeit langsam wieder aufrichten - dabei ist es super interessant, was sich währenddessen in der Pflanze so alles abspielt.

Wasser als Nährstoff-Taxi und Photosynthese-Helfer

Nun stellt sich die Frage, warum die Pflanze eigentlich so einen Aufwand betreibt, um das Wasser aus dem Boden bis ganz nach oben in die Blätter zu transportieren. Ein Grund dafür ist die Nährstoffaufnahme. Mineralien im Boden liegen meist in in Wasser gelöster Form vor und werden daher zusammen mit den Wassermolekülen aufgenommen. Der andere Grund ist dir wahrscheinlich noch aus dem Biologieunterricht bekannt: die Photosynthese. Mithilfe dieses Vorgangs kann eine Pflanze die energiereichen Stoffe, die sie zum Wachsen und Gedeihen benötigt, selber herstellen.

Die Photosynthese findet in den Blättern statt und wird durch Licht in Gang gesetzt. Die Blätter enthalten Chlorophyll, welches Licht absorbieren, also aufnehmen kann. Die Pflanze nutzt also die Energie des Sonnenlichts, um daraus wiederum Energie zu gewinnen, die sie verstoffwechseln kann. Ziemlich beeindruckend, oder?

Doch Licht alleine ist nur der Anfang, der zündende Funken sozusagen. In verschiedenen Prozessschritten wird aus Kohlenstoffdioxid, also CO2, das die Pflanze aus der Luft über ihre Blätter aufnimmt sowie aus dem Wasser (H2O), das über die Wurzeln in den Blättern angekommen ist, Sauerstoff (O2) und die energiereiche Glucose (Traubenzucker) hergestellt. Den Sauerstoff benötigen Menschen und Tiere zum Atmen, doch eigentlich ist er nur ein “Abfallprodukt” der Pflanzen, das über die Blätter wieder an die Umgebungsluft abgegeben wird. Die Pflanze ist nur am süßen Traubenzucker interessiert.

Der gesamte Vorgang der Photosynthese ist komplizierter, als wir es hier darstellen. Diese Kurzfassung gibt trotzdem einen guten Überblick über den Wassertransport in Pflanzen und was mit dem Wasser, das du deiner Pflanze beim Gießen gibst, noch so alles Spannendes passiert.