Was brauchen Pflanzen?

Photosynthese

Der wichtigste Stoffwechselweg fast aller Pflanzen ist die Photosynthese. Welche Stoffe dabei gebildet bzw. verbraucht werden, kann man sich leicht selber herleiten:

Zucker
Jede Pflanze muß große Mengen an Baustoffen und Energiereserven produzieren. Wichtigster Baustoff der Zellwände ist dabei die Zellulose, wichtigster Energiespeicher ist die Stärke. Beide Stoffe sind - chemisch gesehen - lange Ketten aus Traubenzucker, den wir ja auch unverkettet in vielen Pflanzen (Obst, Zuckerrohr) finden.
Kohlenhydrate (= Zucker oder seine verketteten Formen) sind Energielieferanten für fast alle tierischen Organismen, Pilze und Bakterien.
Bei der Verdauung von Stärke werden die Ketten wieder in Zucker gespalten. Manche Tiere sind auch in der Lage, Zellulose auf diesem Weg wieder in ihre Bestandteile zu verwandeln. Für den Menschen ist Zellulose nur unverdaulicher Ballaststoff.

Sauerstoff
Obwohl das Gas nicht sichtbar ist, ist doch allgemein bekannt, daß Pflanzen die von den Tieren (und Menschen) verbrauchten Sauerstoff zur Verfügung stellen. Für Pflanzen ist Sauerstoff eigentlich nur eine Art Abfallprodukt.

Wasser
Wer eine Zimmerpflanze besitzt, ist sich auch darüber im Klaren, daß sie regelmäßig gegossen werden muß. Dabei dient das Wasser drei Zwecken:
- Ein großer Teil wird von den Wurzeln aufgenommen und in den Sproß transportiert, um über die Blätter zu verdunsten. Dieser Wasserstrom ist vor allem ein Transportmittel für Mineralstoffe, die aus dem Boden aufgenommen werden.
- Viel Wasser lagert in den Zellen und sorgt durch den Innendruck („Turgor“) für stabile Gewebe.
- Ein kleiner Teil Wasser wird bei der Photosynthese verbraucht.

Kohlenstoffdioxid (CO2)
Kohlenstoffdioxid ist der Grundstoff für Kohlenhydrate. Chemiker wissen, daß zum Aufbau von Biomasse eine Kohlenstoffquelle erforderlich ist. Am leichtesten ist das gasförmige CO2 überall verfügbar. Das Gas ist zwar nicht sichtbar und nur zu ca. 0,03 % in der Atmosphäre vorhanden, trotzdem ist es unverzichtbar für den pflanzlichen Stoffwechsel. Gärtner wissen, daß zusätzliches CO2, in die Treibhäuser geleitet, das Wachstum beschleunigt.

Licht
Die Energiequelle für dir Photosynthese. Ein Chemiker würde argumentieren, der Aufbau einer energiereichen Verbindung wie Zucker oder anderer Kohlenhydrate eine Energiequelle erfordert, denn Energie kann nicht aus dem Nichts entstehen. Pflanzen nutzen dafür das Sonnenlicht. Zu dunkel stehende Pflanzen wachsen meistens lang und dünn in die Höhe, um zum Licht zu gelangen. Der Sproß bekommt dabei eine gelbliche, unnatürliche Farbe.

Somit ergibt sich insgesamt folgender Vorgang:

CO2 + Wasser werden umgebaut zu Zucker + Sauerstoff.
Sonnenlicht liefert die dafür nötige Energie.

In weiteren Reaktionen wird Zucker zu Stärke- oder Zelluloseketten verknüpft.

Wozu braucht eine Pflanze überhaupt einen Energiespeicher wie Stärke?
Abgesehen von Samen oder Überwinterungsorganen, die ein gewisses „Startkapital“ benötigen, bis sie oberhalb der Erdoberfläche am Licht selbständig Photosynthese betreiben können, gibt es auch für voll entwickelte Pflanzen einen täglichen Bedarf. Sobald das Sonnelicht zu schwach wird oder - wie in der Nacht - ganz ausbleibt, zehren die Zellen von den Stärkevorräten, die dann wieder abgebaut werden. Es ist mit Jodlösung (Stärkenachweis!) feststellbar, daß Blätter abends viel und morgens kaum Stärke enthalten.

Warum steht oben „fast alle Pflanzen“?
Gut aufgepaßt! Es gibt Schmarotzerpflanzen, Parasiten unter den Pflanzen, die aus verschiedenen Gründen (z.B. um lichtarme Standorte besiedeln zu können) auf eigene Photosynthese verzichten und andere Pflanzen anzapfen. Diese Pflanzen benötigen keinen grünen Blattfarbstoff und oft keine Blätter. Einige sind im Schaukasten „Die schönen Schmarotzer“ vorgestellt.

... und vieles mehr, als einfach nur Kohlenhydrate

Hülsenfrüchte sind eiweißreich, Nüsse, Oliven und Sonneblumenkerne liefern Fett. Natürlich stellen Pflanzen noch weitere Stoffe her, z.B. den Blattfarbstoff Chlorophyll und nicht zuletzt - in zwar winzigen Mengen, trotzdem für unsere Ernährung bedeutend - die Vitamine. Schließlich gibt es eine Vielzahl sogenannter „sekundärer Inhaltsstoffe“, die aus verschiedenen Gründen (als Genußmittel, Arzneistoffe, Aromastoffe ...) interessant sind, wie z.B. Tannine, Menthol, Kautschuk, Provitamin A (= Carotin, als Farbstoff und Vitamin-A-Vorstufe), Koffein (aus den Beeren des Kaffeestrauchs) oder Nikotin (aus der Tabakpflanze).
Zum Aufbau dieser Stoffe werden Mineralstoffe benötigt, also Magnesium (im Chlorophyll enthalten!), Kalium, Phosphor (als Phosphat), Eisen und viele andere Elemente, z.T in nur winzigen Spuren.

Interessanterweise besteht fast die ganze Pflanze aus nur vier Elementen (Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff), aus denen fast alles andere zusammengesetzt ist. Daneben gibt es aber noch eine ganze Palette benötigter Spurenelemente, wie P, Fe, Mg, Mn, ...
Eine herausragende Rolle spielt der Stickstoff, da er Bestandteil aller Proteine (Eiweiß) ist und damit in größerer Menge benötigt wird, obwohl er nicht Bestandteil der Photosynthese ist. Stickstoff ist an sich ein Gas; von wenigen Ausnahmen abgesehen (Hülsenfrüchte, aber auch diese nur über symbiontische Bakterien) können Pflanzen nicht das Gas aus der Luft aufnehmen sondern nutzen Stickstoffverbindungen wie Ammoniumionen oder Nitrat. Trotzdem spricht man oft von „Stickstoff“, wenn man seine Verbindungen meint.

Keiner dieser Stoffe ist ein Nährstoff, auch wenn dieser Begriff fälschlich oft verwendet wird. Pflanzen brauchen keine Nährstoffe, sie produzieren sie. Der Begriff „Nährstoff“ ist reserviert für Energie- und Baustofflieferanten heterotropher Organismen, also Eiweiß, Fett und Kohlenhydrate.

was brauchen Pflanzen sonst noch?

Säckeweise kann man im Baumarkt oder Gartencenter tolle Dinge erstehen, die dem Garten empfohlen werden. In kurzen Worten soll hier noch gesagt werden, wozu sie eigentlich nötig sind:

- Blaukorn ist ein Volldünger, der alle wichtigen Stoffe für das Pflanzenwachstum enthält. Leider auch die, die unter Umständen schon im Übermaß im Boden vorhanden sind. Besser ist, regelmäßig eine Bodenanalyse machen zu lassen und nur zu düngen, was gebraucht wird. Schließlich gehen die überflüssigen Düngermengen direkt ins Grundwasser oder schaden den Pflanzen.

- Gesteinsmehl bildet mit Wasser (daher gleich nach dem Ausstreuen wässern!) gelartige Kolloide, die die Mineralstoffe im Boden festhalten. Gesteinsmehlgaben empfehlen sich vor allem bei sandigem Boden, in dem ansonsten jede Düngergabe schnell versickert.

- Kalk dient zum Neutralisieren saurer Böden (z.B. unter Nadelbäumen).
- Torf besteht aus abgestorbenen Pflanzenfasern, vor allem von Torfmoosen, und hält (gerade bei sandigen Böden!) die Feuchtigkeit. Torf hat keine düngende Wirkung! Da Torf aus Hochmooren gestochen wird, wobei jahrtausendealte, wertvolle Lebensräume zerstört werden, sollte man auf Ersatzstoffe (Rindenmulch, Kokosfaser oder andere Faserstoffe) ausweichen, die mittlerweile reichlich angeboten werden.

- Kompost enthält viel Stickstoff, aber auch richlich Humus und andere wertvolle Stoffe. Deren Zusammensetzung hängt stark davon ab, welche Pflanzen kompostiert worden sind. Bei gekauftem Kompost sollte eine Analyse erfragt werden, die auch den Gehalt an giftigen Schwermetallen mit angibt!

- Blutmehl, Hornmehl, Knochenmehl oder Mischungen davon führen dem Boden Stickstoff in organischer Form zu, nämlich in Form von Eiweiß. Erst im Boden werden diese Stoffe langsam abgebaut und für die Pflanzen nutzbar gemacht, weshalb es nicht so schnell zu einer Überdüngung mit gelöstem Nitrat kommt und die nutzbaren Stickstoffverbindungen nur in der jeweils benötigten Menge gebildet werden. Blutmehl liefert außerdem Eisen, Knochenmehl Calcium und Phosphat.

- Guano ist der Kot der Seevögel, der in Peru und Chile bergeweise abgebaut wird. Guano klingt sehr natürlich, besteht aber vor allem aus löslichen, anorganischen Stickstoffverbindungen, die daher kaum besser sind als Kunstdünger. Das reichlich enthaltene Nitrat („Salpeter“) wurde früher auch als Oxidationsmittel für Schießpulver verwendet. Bevor Nitrate in großer Menge technisch hergestellt werden konnten, war der südamerikanische Salpeter den Staaten Chile und Peru sogar einen Krieg wert.

- Bittersalz ist Magnesiumsulfat (MgSO4 x 7 H2O)

- Kalimagnesia ist ein anorganischer Dünger, der Kalium und Magnesium enthält.

- Thomasmehl ist die phosphathaltige Schlacke aus der Stahlproduktion (Thomas-Verfahren). Bei Stoffen, die eigentlich industrielle Abfälle sind, ist Vorsicht geboten, da sie oft andere, unerwünschte Bestandteile enthalten (Chloride, Schwermetalle).

woher weiß ich, was dem Boden fehlt?

Der sicherste Weg ist die bereits erwähnte Bodenanalyse. Sie sollte Auskunft über den pH-Wert (Säuregrad), über den Gehalt an Humus und den wichtigen Mineralstoffen geben.
Gute Hinweise geben auch die Pflanzen, die am Standort wachsen: Brennesseln, Löwenzahn, Ampfer sowie allgemein sehr dunkelgrüne Blätter der Pflanzen deuten auf sehr reichlichen Stickstoffgehalt hin. Gelbe, fleckige Blätter und schwacher Wuchs signalisieren einen Mangel an Mineralstoffen, oft Kalium oder Magnesium. Zu beachten ist, daß die Ansprüche sehr unterschiedlich sind. Tomaten brauchen z.B. reichlich Stickstoff, Bohnen besitzen dagegen symbiontische Bakterien in Wurzelknöllchen, die ihn aus der Luft binden.

Ein Wort zum Schluß:

Manchmal ist es zum Verzweifeln - hunderte von Euro in Dünger investiert, Boden verbessert und bearbeitet, Fachleute befragt, und trotzdem wachsen die Tomaten nicht richtig. Oder die Johannisbeeren. Oder sonst was.
Vielleicht sollte man dann auf das eine oder andere schlicht verzichten und sich an dem freuen, was ohne großen Aufwand gut wächst. Nicht jedes Gewächs wird an jedem Standort gut gedeihen, es läßt sich nicht erzwingen. Tomaten sind nun mal Gewächse, deren Heimat Südamerika ist. Und jede Düngergabe ist ein Eingriff mit andauernden Folgen: eine Magerwiese, wie sie als Standort für Orchideen und andere seltene Pflanzen extrem selten geworden ist, wird durch einmaliges Düngen auf Jahrzehnte zerstört!

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