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Was mag die Wurzel, was nicht?

Lesezeit: 5 Minuten

Die Wurzeln bohren sich nicht in den festen Boden hinein, sondern suchen nach vorhandenen Poren und Rissen, in die sie hineinwachsen können. Diese können sie dann auch weiten, sofern der Widerstand nicht zu hoch wird – denn dann versuchen die Wurzeln diesem Widerstand auszuweichen. Grobwurzeln wachsen in den weiten Grobporen, Feinwurzeln in den engen Grobporen. Wurzelhaare können in die Mittelporen eindringen, in denen Wasser pflanzenverfügbar gespeichert wird. Sie erschließen somit mehr nutzbares Wasser.


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Die Wurzel mag keinen zu lockeren Boden. Damit sie ihre Orientierung behält, braucht die Wurzel einen nach unten kontinuierlich fester werdenden Boden. Für die Wurzel ist der Übergang aus festem Boden in eine lockere Bodenschicht genauso problematisch, wie das Auftreffen auf einen Verdichtungshorizont. Aus diesem Grund muss ein tief gelockerter Boden auch genauso tief rückverfestigt werden, wenn die Zeit für die natürliche Sackung fehlt.


Bitte nicht zu heiß!


Bereits ab +1°C bilden Weizen und Raps neue Wurzeln, während der Spross erst ab 4 bis 5°C zu wachsen beginnt. Das Optimum für das Wurzelwachstum liegt bei Getreide zwischen 10 und 18°C, bei anderen Kulturen bis zu 25°C. Der günstigste Bereich für das Sprosswachstum liegt zwischen 16 und 27°C. Die Wurzeln stellen das Wachstum ab 25°C (Lufttemperatur) ein, der Spross erst ab 32°C.


Die Konsequenz: Das Wurzelwachstum dauert im Herbst länger an als das Sprosswachstum und kommt im Frühjahr schneller in Gang – vorausgesetzt, im Boden liegt ausreichend Stickstoff (N) und Phosphor (P) vor. Eine gute N- und P-Versorgung im Spätherbst verbessert das Wurzel/Spross-Verhältnis zugunsten der Wurzelbildung. Das wirkt sich positiv auf die Hitze- und Trockentoleranz der Kultur aus.


Wasser: Dreh- und Angelpunkt


Die hauptsächliche Wasser- (und Nährstoff-)Aufnahme erfolgt durch Wurzelhaare. Mit einem Durchmesser von etwa 10 µm wachsen diese in den Rand der Mittelporen hinein und sind imstande, selbst aus dem scheinbar schon trockenen Boden noch Wasser zu saugen (siehe Übersicht 4). Solange die Pflanze noch verdunsten kann, kann sie sich auch mit Verdunstungskälte vor Hitze schützen. Erst wenn die Mittelporen soweit entleert sind, dass die Wasserspannung höher ist als die Saugkraft der Wurzelhaare, vertrocknen diese. Kommt kein Wasser nach, vertrocknen letztlich die Wurzeln. Dies unterbindet auch die Wasserversorgung und Verdunstungskühlung des Sprosses.


Ist der Boden dagegen mit Wasser gesättigt, sterben Wurzelhaare durch CO2-Überschuss bzw. durch Sauerstoffmangel ab. Folgt der Nässephase eine Trockenperiode und reagiert die Wurzel darauf nicht schnell genug mit Längenwachstum und der Bildung von Wurzelhaaren, wirkt sich die Trockenheit umso stärker aus.


Auch Wurzeln wollen Dünger


Sind Wurzeln mit Nährstoffen unterversorgt, reagieren sie direkt mit verringertem Wurzelwachstum, z.B. bei N- oder P-Mangel. Indirekt wirkt sich ein Mangel auch auf den Spross aus. Durch die verringerte Assimilation werden die Wurzeln zu wenig mit Assimilaten versorgt. Daraus entsteht vor allem im zeitigen Frühjahr nach der Winterruhe das Dilemma: kein Wachstum – keine Wurzel und keine Wurzel – kein Wachstum. Dieses Problem wird durch schlechte Bodenstruktur und nass-kalte Witterung verschärft. Abhilfe kann eine platzierte, wurzelnahe Düngung oder eine Blattdüngung mit N-P-Dünger schaffen.


Ein Übermaß an Phosphor, z.B. infolge der Anreicherung durch eine Depotdüngung, bewirkt eine Konzentration der Wurzeln um das Düngerdepot und verhindern das zügigen Wachstum der Wurzeln in die Tiefe.


Besonders wichtig für das Wurzelwachstum ist Kalium: Zum einen vermindert eine ausreichende Versorgung der Pflanzen das Frostrisiko. So kommt das Wachstum der Wurzel und die Regeneration des Sprosses schneller in Gang. Zum anderen vermindern eine Düngung mit Kalium und eine Kalkung die schädliche Wirkung von Aluminium in Böden mit pH-Werten unter 5,5.


Symbiose mit Mikroorganismen?


Leguminosen gehen mit Knöllchenbakterien eine Symbiose ein, indem sie diesen über die Wurzel Assimilate bereitstellen und dafür Stickstoff aus der Luft zur Verfügung gestellt bekommen. Die Aktivität der Knöllchenbakterien hängt ab von der ausreichenden Durchlüftung und der Temperatur des Bodens sowie vom pH-Wert. Ist dieser zu niedrig, werden die Knöllchenbakterien durch Aluminium geschädigt. Zudem fehlt Molybdän als Bestandteil der Nitrogenase, die für die Umwandlung des elementaren Stickstoffs notwendig ist.


Der Boden wird durchzogen von einem Geflecht von wenige Mikrometer feinen Pilzhyphen, die mit einer Vielzahl an Kulturen, z.B. Getreide, Mais, Kartoffeln und Leguminosen, eine Symbiose eingehen. Im Boden kann diese Mykorrhiza die Mittelporen noch tiefer erschließen als die Wurzelhaare und somit den Welkepunkt im Boden verschieben. Die Mykorrhiza wächst über Wurzelhaare und Rhizodermis in die Wurzelrinde ein und wirkt als Wasserleiter in die Wurzel.


Negative Interaktionen können auch Hemmstoffe auslösen, die andere Pflanzen oder Mikroorganismen im Boden ausscheiden. Raps, generell Kreuzblüter, und Zuckerrüben (Gänsefußgewächse) gehen diese Symbiose nicht ein. Hohe Nitrat- und P-Konzentrationen wirken sich nachteilig auf die Mykorrhiza aus.


Wurzelschädlinge setzen den Wurzeln zu


Eine Reihe von Schädlingen können an den Wurzeln saugen oder fressen bzw. sich in diesen festsetzen, z.B. wandernde und zystenbildende Nematoden und eine Vielzahl von parasitär wirkenden Insekten. Die Massenvermehrung der Schädlinge wird meist durch enge Fruchtfolgen, Winterbegrünung mit Wirtspflanzen oder durch Nachbarschaftsverhältnisse provoziert.


Auch Schadpilze können die Wurzel befallen, z.B. Kohlhernie, Verticillium-, Rhizoctonia-, Aphanomyces-, Phytophthora-, Fusarium-Arten oder Gaeumannomyces graminis, der Erreger der Schwarzbeinigkeit im Getreide. In der Folge verkümmern die Wurzeln, die Pflanze wird mit Nährstoffen unterversorgt und verliert an Stabilität – der Ertrag kann sich teils drastisch verringern.

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