Keimung der Samen und Wachstum der Pflanzen

Die Keimung des Samens kann als Beginn des Lebenszyklus der Pflanze betrachtet werden. Das Sprießen beginnt, wenn der Samen Wasser ansaugt und dann platzt. Es beginnt immer mit dem Wachstum der Wurzel, die für einige Zeit das Wachstum der oberirdischen Pflanzenteile hemmt. Bei dikotylen Pflanzen wachsen 2 Keimblätter (entweder über der Bodenoberfläche oder darunter z. B. Bohnen), Monokotyle Pflanzen (z. B. Gras), haben nur ein Keimblatt. Keimblätter unterscheiden sich in Form und Größe von den echten Blättern der Pflanze.

Keimung des Samens

Für die Keimung des Saatgutes ist genügend Wasser, Sauerstoff und die geeignete Temperatur (Temperaturminimum, Optimum, Maximum) wichtig. Samen benötigen normalerweise kein Licht zum Keimen. Für einige Samen ist es jedoch notwendig, z. B. Rispengräser, Tabak, Fingerhüte. Für die Samenkeimung ist die Nahrungszusammensetzung noch nicht wichtig, da der Samen seine eigene Engergie zu keimen hat. Es sollte allerdings Boden zu Verfügung stehen, der die Pflanzen mit Nährstoffen versorgt.

Samen mit viel Wasser beginnen erst aufzuquellen, denn die Wasseraufnahme des Samens ist beim ersten Kontakt mit dem Wasser am schnellsten. Bei der Lagerung der Samen ist zu beachten, dass sie nach einer bestimmten Zeit ihre Keimfähigkeit verlieren (auch wenn sie unter optimalen Bedingungen gelagert werden). Die Keimung des Saatguts wird auch von der Bodentemperatur stark beeinflusst. Steigende Temperaturen im Frühjahr erhöhen die Bodentemperatur, was die Keimungsrate des Samens beeinflusst. Wenn das Saatgut bei ungeeigneten Temperaturbedingungen in den Boden gesät wird (d. h. Temperatur unterhalb des Temperaturminimums – abhängig von der Pflanzenart, siehe Tabelle), keimen die Samen nicht.

Tabelle 1: Die ideale Temperatur für das Keimen verschiedener Samen

(Quelle: http://www.semienka.sk/idealna-teplota-klicenia-semien/)

Es ist bekannt, dass die Samengröße die Keimungsrate beeinflusst. Eine erhöhte Keimungsrate kann mit der größeren Menge an Lagerbeständen in großen Samen verglichen mit mittleren oder kleinen Samen zusammenhängen (Ekpo, 2004).

Wachstum von Pflanzen

Das Wachstum einer Pflanze ist ein biologischer Prozess, bei dem eine massive Zugabe von Materie stattfindet. Für die Pflanzenzüchtung ist der Atmungsprozess wichtig, durch den sie die Energie erhalten, die sie benötigen. Pflanzenwachstum ist mit einem erhöhten Zellvolumen und einer stärkeren Zellteilung verbunden.

Das Pflanzenwachstum wird von den folgenden Faktoren beeinflusst:

Temperatur – hat einen offensichtlichen Einfluss auf das Wachstum. Bei einer Steigerung um 10 Grad verdoppelt sich das Wachstum. Wir unterscheiden zwischen der minimalen Temperatur (Wachstum beginnt ca. 5 °C), der optimalen (Wachstum ist am größten ca. 25 °C) und der maximalen Temperatur (Wachstum wird gestoppt ca. 30 – 37 °C).
Wasser – Eine Pflanze, die in einer Umgebung von übermäßigem oder mangelndem Wasser vorkommt, zeigt physiologische Veränderungen.
Licht – das Pflanzenwurzelwachstum ist nicht vom Licht abhängig. Im Gegenteil, das Wachstum der oberirdischen Pflanzenteile hängt vom Licht ab. Die aktivsten Bereiche des Strahlungsspektrums, die das Wachstum und die Entwicklung der Pflanzen am stärksten beeinflussen, sind der Rotlichtbereich, insbesondere die Wellenlänge von 660 nm (hellrotes Licht), 730 nm (dunkelrotes Licht) und blaue Strahlung mit den Maxima von 370, 450 und 480 nm.
Substrat – für ein optimales Wachstum muss die Pflanze Nährstoffe aus dem Boden gewinnen (z. B. Stickstoff, Phosphor, Kalium, Magnesium, Calcium usw.).
Gravitation der Erde – verursacht Verbiegen von Ästen, Stielen und deren Wachstum in horizontaler Richtung.
Elektrizität und Magnetismus – in Pflanzen werden elektrische Potentiale erzeugt, die z. B. das Teilen von Phytohormonen beeinflussen, wodurch das Wachstum und die Bildung der Pflanze beeinflusst werden.

Aufteilung der Organe des Pflanzenkörpers

Pflanzliche Organe können nach Funktion z. B. in vegetative und generative Organe aufgeteilt werden. Vegetative Organe wie Wurzeln, Stängel und Blätter sichern das Pflanzenleben. Im Körper der Pflanzen gewährleisten sie verschiedene Funktionen – Ernährung, Wachstum, Atmung, Schutz, Unterstützung und Transport.

Blumen, Samen und Fötus gehören zu den generativen Organen der Pflanze. Ihre Aufgabe ist es, die Fortpflanzung und Erhaltung der Arten sicherzustellen. Im Folgenden charakterisieren wir kurz einzelne Pflanzenorgane.

Wurzel – unterirdisches Organ. Wir unterscheiden die Wurzelkappe (nicht in Wasserpflanzen und Parasiten anzutreffen), die Haut (Schutz- und Absorptionsfunktion, Bedecken der Wurzeloberfläche, Schaffung der Wurzelhaare), die Hauptkruste, den mittleren Zylinder (den Strickstoffkomplex). Die Wurzel wächst in der Länge, aber auch in der Breite.

Abbildung 92: Wurzel
(Quelle: https://commons.m.wikimedia.org/wiki/File:Anatomy_roots.jpg)

Wir kennen drei Arten von Wurzeln – die Hauptwurzel (kann in einigen Pflanzen bis zu 1 – 2 m lang werden, bildet die Basis des gesamten Wurzelsystems), seitliche Wurzeln (treten nur an Primärwurzeln auf, sorgen für Wasser, Sauerstoff, Luftfeuchtigkeit) und die Nebenwurzeln (die auf Stielen oder davon abgeleiteten Organen auftreten).

Zusätzlich unterscheiden wir zwei Arten von Wurzelsystemen, nämlich das primäre (Abbildung 93, Alorysis) – dominiert die Hauptwurzel, die sich auf zahlreiche seitliche Wurzeln (Gymnospermen und Angiospermen – dikotyle Pflanzen) und das adventive Wurzelsystem (Abbildung 93, Homorysia) – bestehend aus der Primärwurzel und den Nebenwurzeln, die dominieren (Monokotyle Pflanzen).

Abbildung 93: Primäres und adventives Wurzelsystem
(Quelle: http://www.oskole.sk/?id_cat=55&clanok=2684)

Entsprechend der Form der dicker gewordenen Wurzel unterscheiden wir fadenartige Wurzeln (einjährige Pflanzen, Abb. 1 und 2), spindelförmig Wurzeln (z. B. Dahlien, Abb. 3), zylindrische Wurzeln (z. B. Meerrettich, Abb. 4), Rüben (z. B. Rübe, Abb. 5), Bündelwurzeln (z. B. Süßgräser, Abb. 6), zwiebelartig Wurzeln (z. B. Knabenkräuter, Abb. 7), mehrköpfige Wurzeln (Abb. 8, a – Hauptwurzel, b – seitliche Wurzel).

Abbildung  94: Wurzeltypen
[Quelle: Velgosová, Velgosa, 1988 (In Sekerka, Múdry, 2005)]

Stiel – im radialen Schnitt des Stiels unterscheiden wir die Haut (die die gesamte Oberfläche des Stiels bedeckt), die Hauptkruste (zwischen der Haut und dem mittleren Zylinder) und den mittleren Zylinder mit Gefäßbündeln

Abbildung 95: Radial geschnittener Stiel

(Quelle: http://www.oskole.sk/?id_cat=7&clanok=5040)

Nach dem Abbruch sind die Stiele bekanntermaßen strohförmig (Abbildung a, der Hauptstiel ist gerade und am längsten, die seitlichen Stiele sind kürzer), vermikular (Abbildung b, der Hauptstiel stoppt das Wachstum und die Tochter wächst), sympodial (Abb. und ihre Tochter drückt sie nach unten und blickt auf die Wachstumsrichtung als Hauptstamm (z. B. die Reben), gegabelt (Abbildung c, die den Stamm in eine Gabel zwingt):

Abbildung 96: Arten von Stielen
(Quelle: Velgosová, Velgosa, 1988 (In Sekerka, Múdry, 2005)

Aus der Sicht der Form des Stiels gemäß dem Querschnitt erkennen wir zylindrische Stiele (Abb a;, z. B. Korn), komprimierte (Abb. b, z. B. Rispengräser), dreieckige (Abb. c, z. B. Bärlauch), viereckige (Abb. d, z. B. Weiße Taubnessel) und gerippte Stiele (Abb. e, Acker-Schachtelhalm – Sommerhalm)

Abbildung 97: Formen der Stiele

(Quelle: In Sekerka, Múdry, 2005)

Blatt – ein Organ mit begrenztem Wachstum, das eine photosynthetische, verdampfende und ernährungsphysiologische Funktion hat. Auf dem Blatt erkennen wir die Blattspreite (der Hauptteil des Blattes, bedeckt die innere Maschenfolie und leitet die Lichtstrahlen), den Stiel und die Vase. Wir erkennen Wangen und Reiben auf dem Blatt (Doppelblatt). Es gibt jedoch auch Blätter, die die gleiche Seite haben (z. B. Tulpen). Insbesondere die follikuläre Vene befindet sich auf dem Reibenblatt. Wir erkennen parallele Venen, angrenzende Wirbel, Perlen, Palmen und Laubvenen (Sekerka, Múdry, 2005).

Abbildung 98: Venen der Blätter

(Quelle: http://www.oskole.sk/wap/index.php?id_cat=7&year=2&new=5039)

Wir teilen die Blätter nach den Konturen der Klinge ein, in:

A) Formen von nicht geteilten, einfachen Blättern (z. B. rund, elliptisch, eiförmig usw.)

Abbildung 99: Formen von nicht geteilten, einfachen Blättern
(Quelle: http://www.ta3k.sk/bio/index.php?option=com_content&view=
article&id=96:list&catid=40:rastlinneorgany&Itemid=69
)

B) Formen von geteilten, einfachen Blättern (z. B. gefiedert-gelappte usw.)

Abbildung 100: Formen von geteilten, einfachen Blätter
(Quelle: http://www.oskole.sk/pages/printpage.php?clanok=5039)

C) Formen von gefalteten Blättern (z. B. ungerade gefriedert-zusammengesetzt usw.)

Abbildung 101: Formen von gefalteten Blättern
(Quelle: http://www.oskole.sk/pages/printpage.php?clanok=5039)

Auch die Stellung der Blätter an den Stielen ist unterschiedlich. Es kann eine Wechselposition, Gegenüberposition, Kreuz-Gegenüberposition und wirtelförmige Position sein.

Abbildung 102: Position der Blätter auf den Stielen
(Quelle: http://www.oskole.sk/pages/printpage.php?clanok=5039)

Blüte – ein abgeschnittener Trieb mit begrenztem Wachstum, der an der sexuellen Fortpflanzung von Pflanzen beteiligt ist. Die Blüte besteht aus einem Blütenboden (erweiterter Teil des Hauptstamms oder Seitenstiels) und verschiedenen Schichten von Blättern. Sie haben die gleiche Farbe (Tulpe, Narzissen) oder unterscheiden sich – Kelch – grüne Blätter und Krone – bunte Blätter), Stäbchen (männlicher Teil der Blume, bestehend aus Garn, Kieselsteinen und Pollenkörnern) und Blütennarbe (weiblicher Teil der Blume, worauf wir den Hoden, Griffel und die Narbe unterscheiden).

Abbildung 103: Zusammensetzung der Blume
(Quelle: http://www.e-ucebnice.sk/e-ucebnice/biologia6naWelp/kvet.html)

Fötus – stammt von einem Hoden oder ganzen Blütennarbe. Seine Funktion besteht darin, die Eier zu schützen und einzuwickeln und sie gleichzeitig zu ernähren. Der Fötus wird in Nassfrüchte (Beeren – Blaubeere, Steinfrucht – Pflaume, Apfelfrucht – Apfelbaum), trockene Streufrüchte (Balgfrucht – Pfingstrosen, Hülse – Ackerbohne, Schote – Kreuzblütler, Schötchen – Meerrettich, Kapselfrucht – Primeln) und trockene Schließfrüchte (Nuss – Gemeine Hasel, Trockenfrucht – Butterblume, Korn – Getreide), Zerfallfrüchte (Doldenfrucht – Karotte, Spaltfrucht – Taubnesseln, Afterstrich – Acker-Rettich) und Samen (Nadel – Nadelholz, Samen-Steinfrucht Ginko) unterteilt.

Abbildung 104: Fruchtunterteilung
(Quelle: Velgosová, Velgosa, 1988; In Sekerka a Múdry 2005)

Übergang von der vegetativen Phase zur Vermehrung – Blüte

Dies ist der Übergang in die Blütephase, die mit der Differenzierung der Gründung der Blütenorgel beginnt (Sekerka, Múdry, 2005). Um mit der Blüte zu beginnen, benötigt die Pflanze einige äußere Bedingungen wie Temperatur und Licht. Einige Pflanzenarten (z. B. Getreide) erfordern eine sogenannte Winterkälte (Temperaturen über Null bis +15 °C).

Für den Beginn der Blüte ist auch die Länge des Tages und die Länge der Tageslichtbeleuchtung wichtig. Dementsprechend können wir die Pflanzen unterteilen in:

A) Pflanzen eines langen Tages – blühen im Sommer, wenn die Tage lang sind, Getreide, Karotten, Spinat usw., untere Grenze 10 – 14 Stunden.

B) Pflanzen eines kurzen Tages – blühen im Frühling oder im Herbst, wenn die Tage kurz sind, z. B. Sonnenblume, Chrysantheme, Ölbohne usw., obere Grenze 10 – 14 Stunden.

C) Neutrale Pflanzen – blühen unabhängig von der Beleuchtungslänge, z. B. Mais, Muskatnuss.