Die Pflanze verbrennt ihre Durch die Photosynthese gewonnene Energie, sozusagen der Treibstoff der Pflanze; ganz genau ist es Traubenzucker, und wandelt sie in Arbeit, wie Wachstum, Frucht und Blütenbildung, Wassertransport, Bewegung, Ernährung, usw. um.
Auch die Wurzeln müssen atmen!
Die Energieumwandlung in Arbeit findet nicht nur in den Blättern, sondern auch in den Wurzeln statt. Genannt wird sie Wurzelatmung (Wurzeldissimilation).
Für jede Verbrennung, auch der Verbrennung von Traubenzucker, wird zwingend Sauerstoff benötigt. Natürlich auch für die Wurzelatmung wird Sauerstoff benötigt, um den Traubenzucker zu verbrennen. Aus der durch die Verbrennung von Traubenzucker in der Wurzel wird Arbeit bei der Nährstoffaufnahme durch die Wurzel möglich.
Nur wenn genügend Sauerstoff für die Wurzelatmung im Boden zur Verfügung steht, können Pflanzen die maximal mögliche Nährstoffemenge aufnehmen. Verdichtete und vernässte Böden verhindern einen optimalen Sauerstoffgehalt in den Bodenporen und verhindern eine optimale Nährstoffaufnahme der Pflanze durch ihre Wurzeln.
Derartige Weiden sind das Ergebnis eines mangelndem Weidemanagement. Ökonomisch als auch ökologisch eine einzige Katastrophe. Dauergrünland ist in Deutschland ein schutzwürdiges Biotop, denn diese Flächen produzieren sind biologisch aktiver als der Wald. Dauergrünland produziert pro Hektar schätzungsweise 25% mehr Sauerstoff als ein Wald.
Nur lockere, luftige Böden mit stabilen Bodenporen garantieren eine maximal mögliche Wurzelatmung und einen maximal möglichen Ertrag.
Unsere heimischen Pflanzen, z.B. alle Bäume und auch die Gräser, sind sog. C3– Pflanzen und arbeiten nach dem Prinzip der Photosynthese und der Atmung.
Grundsätzlich laufen in unseren Pflanzen immer zwei Vorgänge ab:
1. Energieaufbau durch Photosynthese „Tanken“
Kohlendioxid (CO2)
+
Wasser (H2O)
+
Sonnenlicht (Energie)
=>
Traubenzucker (C6H12O6)
+
Sauerstoff (O2)
Aus dem Kohlendioxid der Luft, Wasser aus dem Boden und dem Licht der Sonne stellt die Pflanze Traubenzucker und Sauerstoff her. Letzteren gibt die Pflanze an die Umwelt ab. Beim Auto würde man*frau sagen, es tankt. Der Kraftstoff ist Traubenzucker. Die Photosynthese wird auch Assimilation genannt.
2. Energieverbrauch durch Atmung „Fahren“
Traubenzucker (C6H12O6)
+
Sauerstoff (O2)
=>
Energie für Arbeit
+
Kohlendioxid (CO2)
+
Wasser (H2O)
Mit Hilfe des aufgenommenen Sauerstoffs aus der Luft verbrennt die Pflanze den zuvor produzierten Traubenzucker und gewinnt daraus ihre Energie für Wachstum, Blüte, Fruchtbildung, Wassertransport und Bewegung und Reservenbildung. Beim Auto würde man*frau von Kraftstoff verbrauchen und Umwandlung in Fahren sprechen. Die Atmung wird auch Dissimilation genannt
Heiße Sommertage
Um möglichst viel Energie für notwendige Arbeit aufzubauen zu können, benötigt die Pflanze Kohlendioxid, Wasser und Licht. An heißen Sommertagen ist genügend Kohlendioxid und reichtlich Licht vorhanden. Ein Problem ist das bei Trockenheit knapp werdende Bodenwasser. Es fehlt bei der Photosynthese. Verstärkt wird der Energiemangel auch dann, wenn genügend Feuchtigkeit im Boden ist, noch zusätzlich durch die steigende Temperatur! Unseren heimischen C3– Pflanzen haben nämlich einen eingebauten Vertrocknungsschutz: Bevor die Pflanze wegen Wassermangel abstirbt, schließt sie ihre Spaltöffnungen in den Blättern und sorgt so für einen wirksamen Verdunstungsschutz. Die Pflanze kann länger der Dürre standhalten. Das sichert zwar das Überleben der Pflanze, reduziert aber den Energieaufbau (Tanken) ganz wesentlich, weil wegen der Schließung der Spaltöffnungen deutlich weniger CO2 aus der Luft aufgenommen werden kann. Die Pflanze lebt, wächst aber nicht mehr.
Merke: Unsere heimischen Gräser sind an eine Temperatur von etwa 18°C – 20°C optimal angepasst und sie wachsen maximal möglich (sofern die anderen Wachstumsfaktoren ausreichend vorhanden sind). Steigt die Temperatur, beginnt die Schutzschließung der Spaltöffnungen, bei ca. 30°C hat die Pflanze sicherheitshalber ihre Spaltöffnungen komplett geschlossen und somit ihr Wachstum komplett eingestellt. Es steht nicht mehr genügend Energie für das Wachstum zur verfügung, es reicht nur noch für einen lebenserhaltenden Notbetrieb.
Wer über den Klimawandel und die Hufrehe schreibt, kann nicht vermeiden, sich mit dem Energiehaushalt der Pflanze zu beschäftigen.
Hufrehe beim Pferd. Das Hufbein hat sich von der Hufkapsel gelöst und drückt gegen die Huflederhaut und Hufsohle.
Die grünen Blätter der Pflanze sind „Solarzellen“: Energiereiches Sonnenlicht wird in den Blättern in Traubenzucker (Fachsprache: kurzzeitige Kohlenhydrate, sog. Monosacharide) umgewandelt.
Der Energieaufbau der Pflanze: Photosynthese (Assimilation):
6 CO2
+
6 H20
+
Sonnenlicht
=
C6H12O2
+
6O2
Kohlendioxid aus der Luft
+
Wasser
+
Sonnenlicht
=
Traubenzucker
+
Sauerstoff in die Luft
Die aufgebaute Energie wird verbrannt (= Oxidation) und in Arbeit (Wachstum, Blüte, Samenbildung, Bewegung, Wassertransport) umgewandelt:
Der Energieabbau der Pflanze: Abbau durch Atmung (Dissimilation):
C6H12O2
+
6O2
=
Arbeit
+
6CO2
+
6H20
Traubenzucker
+
Sauerstoff aus der Luft
=
Arbeit
+
Kohlendioxid in die Luft
+
Wasser
Normalerweise besteht ein Gleichgewicht zwischen Energieaufnahme aus dem Sonnenlicht und der Umwandlung in Arbeit. Beim Auto würde man/frau sagen, dass tagsüber getankt und nachts gefahren wird. Am nächsten Morgen ist der Tank dann leer und es muss wieder getankt werden. Wenn aber nachts nicht gefahren wird, bleibt der Tank voll. Trotzdem kann die Pflanze nicht verhindern, dass am Tage „getankt“ wird. Der Tank würde überlaufen und die gerade getankte Energie für die Pflanze verloren gehen. Damit das nicht passiert, kann die Pflanze die aus der Photosynthese gewonnene Energie (Traubenzucker) in langkettigen Zucker (Stärke) umwandeln und in ihrem Stengel speichern. Damit ist die überschüssige Energie für den späteren Verbrauch gerettet.
Merke: Überschüssiger Traubenzucker (kurzkettige Kohlenhydrate), der nicht in Arbeit umgewandelt werden kann, wird in langkettigen Zucker umgewandelt und im Pflanzenstengel gelagert. Dieser „Lagerzucker“ (langkettige Kohlenhydrate) wird bei den Pflanzen Fruktan genannt.
Die clevere Energiespeichung der Pflanze hat allerdings einen Nachteil für unsere Pferde: Gut genährte Wohlstandspferde sind mit fruktanreichem Gras überversorgt und es droht nicht selten Hufrehe. Erhöhte Fruktangehalte sind nicht die einzige, aber eine sehr wichtige und oft diagnostizierte Ursache der Hufrehe.
Was sind die Gründe für eine erhöhten Fruktaneinlagerung in der Pflanze?
Wenn die Tage lang und hell sind, wird entsprechend viel Energie in den Blättern produziert. Die Pflanze wächst üppig und verbraucht die großen Energiemengen. Aber nur, wenn die Wachstumsbedingungen (Wachstumsfaktoren) es zulassen.
Zu wenig Wasser, zu hohe oder zu niedrige Temperaturen sowie Nährstoffimbalancen einzeln oder kombiniert verhindern den Energieabbau. Die Pflanze lässt die unverbrauchte Energie nicht nutzlos entweichen, sondern speichert sie als Fruktan in den Pflanzenstengeln.
Da bei zunehmendem Klimawandel unsere heimischen Pflanzen, die eigentlich an ein gemäßigtes Klima angepasst sind, immer öfter gestresst werden durch Hitze und/oder Wassermangel, die Sonne aber für hohe Photosyntheseraten (Energieaufbau) sorgt, ist der Klimawandel für die erhöhte Fruktaneinlagerung in unseren Gräsern verantwortlich. Kurz gesagt: Die Gefahr für unsere Pferde, eine Hufrehe zu erleiden steigt deutlich.
Merke:
Photosynthese
mangelnder Wachstumsfaktor
Energieform
lange Sonnenlichtstunden
+ Trockenstress
Fruktaneinlagerung
lange Sonnenlichtstunden
+ Hitzestress
Fruktaneinlagerung
lange Sonnenlichtstunden
+ kalte Nacht
Fruktaneinlagerung
lange Sonnenlichtstunden
+ Nährstoffmangel
Fruktaneinlagerung
lange Sonnenlichttage
+ kalter Boden
Fruktananreicherung
…
…
…
Hohe Photosyntheserate zusammen mit einem mangelhaften Wachstumsfaktor sorgt für eine Fruktanspeicherung im Halm und erhöht die Rehegefahr deutlich.
Kalkabbau (Muschelkalk, Kohlensaurer Kalk) an der Dänischen Ostseeküste.
Die Bodenreaktion ist die Wirkung der Säure bez. der Base (Lauge) auf den Boden. Fachlich ausgedrückt: Die Wirkung der Azidität bzw. Alkalität (Basizität) auf den Boden. Ausgedrückt wird die Azidität bzw. Alkalität mit dem pH- Wert.
Der pH- Wert hat große Auswirkungen auf den Boden, besonders auf das Bodenleben, denn Säure dezimiert das Bodenleben, es wirkt desinfizierend und reduziert die im Boden lebenden wertvollen Bodenbakterien, Viren und Pilze. Je saurer ein Boden, desto geringer die Bodenaktivität. Bodensäure neutralisiert Kalk und behindert dadurch die Fähigkeit des Bodens stabile Krümel (Bodenkolloide) zu bilden.
Saure Böden sind in aller Regel weniger belüftet, weniger wasserdurchlässiger und -aufnahmefähig, besitzen ein reduziertes Bodenleben mit geringerer Umwandlung von organischen Materialien in pflanzenverfügbaren mineralischen Boden.
Generell kann gesagt werden, dass die Pflanzenverfügbarkeit von Mikronährstoffen und auch Schwermetallen deutlich zunimmt. Damit enthält auch das Futter höhere Schwermetallgehalte. Das gilt auch für das für Planzen sehr toxisch wirkende Aluminium. Ebenfalls gilt die vermehrte Wurzelaufnahme bei sauren Böden auch für Eisen. Das ist übrigens der Grund, warum Pflanzen, die an saure Standorte angepasst sind, in aller Regel dunkelgrüne Blattfarbe haben, wie z.B. Rhododendron, Eibe, Ilex, Sauergräser (das sind die runden, schaumgefüllten, dunkelgrünen Gräser), usw., weil Eisen die Produktion des grünen Blattfarbstoffes (Chlorophyll) steigert. Das ist übrigens der Grund, warum Rasen durch die Düngung mit Eisen-II-Sulfat satter grün wird.
Sauerer Boden macht Eisen pflanzenverfügbar und das färbt die Blätter dunkelgrün. Sauergräser sind deshalb immer auch Zeigerpflanzen für saure Standorte.
Das Pferdegrünland ist in Mitteleuropa in aller Regel menschenbeeinflusstes Kulturland, also anthropogen beeinflusst. Ohne Bewirtschaftung würde bei uns immer Wald entstehen.
Weil in Mitteleuropa die Böden von Wiesen und Weiden grundsätzlich immer saurer werden, muss der Boden in regelmäßigen Abständen abgepuffert werden, also die Säure reduziert werden.
Gründe für die normale Bodenversäurung sind:
Wurzelsäureausscheidung. Diese entsteht bei der Nährstoffaufnahme und der Energieumwandlung (Dissimilation). Die ausgeschiedene Säure hilft der Pflanze im übrigen bei der Verwitterung von Steinen und Nutzung der dann freiwerdenden Nährstoffe.
Wiesen und Weiden haben die größte Pflanzendichte aller Kulturen und somit die mengenmäßig größte Wurzelsäureausscheidung.
Verlust von Kalzium wegen zunehmender Bodenversäurung
Saurer Regen
Säureeintrag durch Mineralisierung und Nitrifikation
Schädigende Stickstoffeinträge (Wachstumsdünger). Derartige Anreicherungen (Eutrophierungen) mit Stickoxiden (NOx) stammen aus Abgasen, die bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe, wie Kohle oder Öl (z.B. Autoverkehr) entstehen. Die Wirkung der „Düngung“ bewirkt vermehrtes Wachstum des Grünlandes und somit vermehrte Wurzelsäureausscheidung
Wie stark die Versäurung des Bodens ist, beantwortet die Messung des pH- Wertes. Die LUFA misst nicht nur den pH- Wert, sondern ermittelt einen Zielwert, der abhängig ist von der Lage, der Bodenart, dem Humusgehalt, dem Ertrag, der Nutzung, dem Bewuchs. Zielwerte können zwischen pH 4 – 7 liegen.
Merke: Wegen der unvermeidlichen Bodenversäurung des Dauergrünlandes ist eine Abpufferung der Bodensäure, in aller Regel mit Kalk, regelmäßig notwendig. Die zielgenaue Kalkung sorgt auch dafür, dass die Pflanzen Dürrezeiten wesentlich besser überstehen können und obendrein das Futter für die Pferde genügend Kalzium für harte Knochen enthält, besonders für trächtige, taktierende und wachsende Tiere.
