Stoffwechsel von Wasser und anorganischen Ionen

Zusammenfassung

Neben den aus der Atmosphäre zur Verfügung stehenden Elementen Kohlenstoff (als CO₂) und Sauerstoff (als O₂) benötigt der pflanzliche Stoffwechsel mindestens 15 weitere Elemente, die in Form von Wasser (H₂O) und den darin gelösten anorganischen Nährstoffen (mineralische Nährsalze) aufgenommen werden müssen. Aufgrund ihres unterschiedlichen Bedarfs im Stoffwechsel unterscheidet man zwischen Makroelementen (neben C, H, O: N, S, P, K, Ca, Mg) und Mikroelementen (Fe, CL, B, Mn, Zn, Ca, Mo, Ni). Eine wäßrige Lösung, die diese essentiellen Nährelemente (in der Regel in Form anorganischer Ionen) in ausgewogenen Konzentrationen enthält, kann als Nährlösung im Prinzip alle stofflichen Bedürfnisse der Pflanze befriedigen. Bei den höheren Pflanzen erfolgt die Aufnahme mineralischer Nährstoffe aus der Bodenlösung durch die Wurzel, welche für diese Aufgabe mit speziellen physiologischen Fähigkeiten ausgestattet ist. In den wurzelnahen Bodenbereichen, der Rhizosphäre, finden vielschichtige chemische Wechselwirkungen zwischen der Wurzel und den anorganischen und organischen Bodenbestandteilen statt. Durch enzymatische Aktivitäten und Exsudation bestimmter Substanzen kann die Wurzel aktiv auf die Mobilisierung und chemische Aufbereitung von Nährstoffen einwirken. Eine wichtige Rolle spielen in dieser Wechselbeziehung Bakterien und Pilze, welche mit der Wurzel in mehr oder minder engen symbiontischen Stoffaustausch treten. Pflanzen salzreicher Standorte nehmen NaCI im Übermaß auf, können diese Belastung aber durch spezielle Exkretionsmechanismen, z.B.in Salzdrüsen, auf einem tolerablen Stand halten. Dasselbe gilt für toxische Schwermetallionen, welche durch Sequestrierung in der Zellvacuole entgiftet werden können.