Bestandteile der Pflanze zum Stofftransport
Die Pflanze nimmt Kohlenstoffdioxid, Wasser und Mineralstoffe aus der Umwelt auf und stellt daraus Nährstoffe und Baustoffe her.
Bei landlebenden Pflanzen wird Wasser durch die Wurzeln aufgenommen und gelangt über das Xylem bis in die Blätter.
Die Verdunstung wird durch die Spaltöffnungen (Stomata) geregelt.
Ionenaustausch und aktiver Transport durch Zellmembranen ermöglichen die Aufnahme von Mineralsalzen aus dem Boden.
Fotosyntheseprodukte werden v. a. als Saccharose durch das Phloem in die Speicher- oder Verbrauchsorgane transportiert.
Wiegt man eine frisch aus dem Boden entnommene Pflanze, so erhält man ihr Frischgewicht, nach völliger Trocknung bei 100 °C ihr Trockengewicht. Die Differenz ergibt den Wasseranteil. Er ist bei den meisten Pflanzen sehr hoch. Erhitzt man die Trockensubstanz unter Luftzufuhr weiter, entweichen einige Elemente als Verbrennungsgase andere Elemente bleiben in der Asche zurück (Ca, Mg, K, P, B, Zn, Cu, Mo, Ni). C und O werden zum Teil aus der Luft, alle anderen Elemente vorwiegend als Ionen aus der Bodenlösung aufgenommen. JUSTUS VON LIEBIG ermittelte den Mineralstoffbedarf von Kulturpflanzen und schuf damit die Grundlagen für den Einsatz von mineralischem Dünger („Kunstdünger“) in der Landwirtschaft.
Landlebende Sprosspflanzen nehmen osmotisch Wasser durch die Wurzelhaare aus dem Boden auf und geben den größten Teil davon über die Spaltöffnungen wieder an die Atmosphäre ab. Dieser Transportprozess wird durch die Wasserpotenzialdifferenz zwischen Boden und Luftraum in Gang gehalten. Man bezeichnet ihn als Transpirationssog. Transportzellen sind die Gefäße des Xylems.
Wassergehalt pflanzlicher Organe in %:
Kiefernwurzel 74,2
Karotte 88,2
Spargel 88,3
Apfel 84,0
Wassermelone 92,1
Bereits im zeitigen Frühjahr, wenn die Bäume noch ohne Blätter sind, beginnt das Wasser in die Äste zu steigen. Frisch gefällte oder verletzte Bäume können im Frühjahr „bluten“. Der Xylemsaft tritt aus. Ursache ist der Wurzeldruck , der meist weniger als 100 kPa, bei Birken aber z. B. über 200 kPa betragen kann. Während es sich hierbei um einen positiven Druck handelt, ist der Transpirationssog ein negativer Druck, eine Saugspannung. Bei 50 % relativer Luftfeuchtigkeit beträgt sie bereits 93 000 kPa. Die hohen Spannungen in den Wasserfäden des Xylems können vor allem durch die hohen Kohäsions- und Adhäsionskräfte an den Gefäßwänden der Wassermoleküle ausgehalten werden.
Mineralsalze werden in Ionenform aus dem Boden aufgenommen. Teilweise handelt es sich dabei um aktive Vorgänge, für die Atmungsenergie bereitgestellt werden muss. Die in den Blättern gebildeten Fotosyntheseprodukte werden vor allem in Form von Saccharose durch die Siebröhren des Phloems zu den Orten des Verbrauchs oder der Speicherung transportiert.
