Pflanzenernährung

• Bestimmte Mineralien werden bevorzugt aufgenommen

• andere diskriminert

• andere nahezu ausgeschlossen

• 
  

Die Konzentration der Mineralelemente kann im Zellsaft viel höher sein als in der externe Lösung.

Zwischen den Pflanzenarten gibt es deutlche Unterschiede in den Eigenschaften der Ionenaufnahme.

Wird bestimmt durch:

• Konzentration des Nährstoffs in der Bodenlösung

• Transpiration

Diffusion wird bestimmt durch:

• Konzentrationsgefälle zwischen Boden und Wurzel

• Diffusionskoeffizent des Mineralstoffs

Kann nur einen kleinen Teil des Mineralstoffbedarfs decken.

Transport innerhalb der Zellen

Transport über die Zellwände

Transport durch die Zellen und Zellwände

Transport eines Stoffes gegen einen elektrochemischen Gradienten.

Transport eines Stoffes mit dem elektrochemischen Gradienten

• Transmembranproteine, die als Selektive Poren fungieren

• Transport ist immer passiv

• Transport hängt hauptsächlich von Porengröße und elektrischer Ladung ab

• Transportieren hauptsächlich Ionen oder Wasser

• Kanalproteine haben gates

  • diese öffnen als Reaktoin auf externe Signale

  
  

• öffnen nut bei negativeren Potentialen

• sind auf Einwärtsdiffusion von K+ spezialisiert

• einwertsgerichtet (inward)

• Öffnen nur bei positiverem Potential

• Sind auf Außwärtsdiffusion spezialisiert

Ist an Licht- oder Stoffwechselenergie (ATP) gekoppelt

• nutzt die in elektrochemischen Potenzialgradienten gespeicherte Energie

• Symport

  • Beide Stoffe werden in die gleiche Richtung transportiert

• Antiport

  • Die Stoffe werden in entgegengesetzte Richtungen transportiert

• Influx, Inflow

• aufgenommene Nährstoffmenge (mol, g)

  • pro Zeiteinheit (s, d)

  • pro Wurzeleinheit (g, cm^3, cm^2, cm)

• V Transportgeschwindigkeit des gelösten Stoff

• bei Konzentration S

• Vmax maximale Transportgeschwindigkeit des gelösten Stoffes

• Km Michaelis-Konstante

  • Konzentration des gelösten Stoffes, bei der die Hälfte der maximalen Transportgeschwindigkeit erreicht wird

• Konzentration des gelösten Stoffes, bei der die Hälfte der maximalen Transportgeschwindigkeit erreicht wird

• Km-Wert zeigt affinität des Transporters für den gelösten Stoff

  • bei Enzymatischen Reaktionen die Affinität des Enzyms für sein Substrat

• niedrigste Konzentration, bei der die Wurzeln ein Ion aus dem Boden extrahieren können

• Ermöglichen die Diffusion von Wasser und kleinen Molekülen von einer Zelle zur nächsten.

• ca. 40nm Durchmesser

• die Proteine können sich Umstrukturieren um den Durchgang größerer Moleküle zu regulieren

interne Einflüsse:

• Genetik (Pfalnzenart, Cultivar)

• Spross-Wurzelverhältnis

• Pflanzenalter

externe Einflüsse:

• Wasserversorgung

• Sauerstoffversorgung

• Bodendichte

• Einstrahlung

• Temperartur

• Nährstoffversorgung und Platzierung

Bleichsucht – ist ein durch Chlorophyllmangel bedingtes Krankheitssymptom (Mangelerscheinung) bei Landpflanzen,

• Gut retranslozierbar = Mangelsymptome an alten Blätternduch Chlorose gekennzeichnet

• Gut retranslozierbar = Mangelsymptome an alten BlätternAnthocyanose auf einem nicht-chlorotischen Hintergrund

• Gut retranslozierbar = Mangelsymptome an alten Blättern

• Randnekrose:

• Gut retranslozierbar = Mangelsymptome an alten Blätterninterveinale Chlorose

  • =>nekrotische Flecken

• Schlecht retranslozierbar = Mangelsymptome an jungen Blättern

• interveinale Chlorose mit Anthocyananreicherungen in den Adern

• N-Mangel sieht sehr ähnlich aus, geht aber von alten Blättern aus

• Schlecht retranslozierbar = Mangelsymptome an jungen Blättern

• während des vegetativen Stadiums wirkt sich Ca-Mangel zuerst auf die Wurzel und dann auf den Spross aus.

  • Wurzeln werden Braun und das Gewebe zerfällt

• Auch Früchte sind ein Hauptziel für Ca-Mangel

• Schlecht retranslozierbar = Mangelsymptome an jungen Blättern

• Bei starkem Fe-Mangel chlorotische Streifen zwischen den Blattadern

• in den Gefäßbündeln sind Xylem und Phloem nur durch wenige Zellen getrennt

• der Autausch von gelößten Stoffen zwischen den beiden Leitungssystemen ist sehr wichtig für die Regulierung des Ferntransports

• Besonders wichtig, da Xylemtransport hauptsächlich zu Organen mit hoher Transpiration

DasWachstum nimmt mit zunehmender Nährstoffzufuhr zu

das Wachstum erreicht sein Maximum und bleibt mehr oder wenigerunbeeinflusst von Änderungen der Nährstoffzufuhr

Das Wachstum nimmt mit zunehmender Nährstoffzufuhr ab

• F = Menge des ausgebrachten Nährstoffs

• Y = (Yield) Ertrag des geernteten Teils der Kultur mit Nährstoffausbringung

• F = Menge des ausgebrachten Nährstoffs

• Y = (Yield) Ertrag des geernteten Teils der Kultur mit Nährstoffausbringung

• Y0 = Ertrag ohne Nährstoffausbringung

• F = Menge des ausgebrachten Nährstoffs

• UH = Nährstoffgehalt des geernteten Teils der Kultur

• F = Menge des ausgebrachten Nährstoffs

• U = Gesamtnährstoffaufnahme in der oberirdischen Pflanzenbiomasse mit Nährstoffausbringung

• U0 = Nährstoffaufnahme in der oberirdischen Pflanzenbiomasse ohne Nährstoffausbringung

• Y = (Yield) Ertrag des geernteten Teils der Kultur mit Nährstoffausbringung

• U = Gesamtnährstoffaufnahme in der oberirdischen Pflanzenbiomasse mit Nährstoffausbringung

• Y = (Yield) Ertrag des geernteten Teils der Kultur mit Nährstoffausbringung

• Y0 = Ertrag ohne Nährstoffausbringung

• U = Gesamtnährstoffaufnahme in der oberirdischen Pflanzenbiomasse mit Nährstoffausbringung

• U0 = Nährstoffaufnahme in der oberirdischen Pflanzenbiomasse ohne Nährstoffausbringung

• Effizienz = Output / Input

• Effizienz bedeutet, dass ein angestrebtes Ergebnis mit möglichst geringen Kostenaufwand erreich wird.

Nährstoffeffizienz ist die Fähigkeit von Arten oder Genotypen, bei suboptimalen Nährstoffangebot überdurchschnitliche Erträge (Relativerträge) zu erbringen.

Hohe Aufnahme trotz geringem Angebot

Hoher Ertrag trotz geringer Nährstoffaufnahme