Big Bang HTL 2, Schulbuch

Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) 105 Anorganische Stoffe in Alltag und Technik 8 licht der Pflanze, die Energie des Sonnenlichts zu nutzen. Pflanzen benötigen also zusätzlich zu CO 2 und H 2 O eine Viel- zahl anorganischer Salze für ihr Wachstum. Diese werden als Pflanzennährstoffe bezeichnet. Tiere hingegen brauchen eine Nahrung, die viele von anderen Lebewesen aufgebaute organische Moleküle enthalten muss. Die wichtigsten Pflanzennährstoffe sind in Tab. 8.2 zusammengestellt. Alle diese Nährstoffe nimmt die Pflanze gemeinsam mit dem Wasser über ihre Wurzeln aus dem Boden auf. ( F7 ) In der Natur erhält der Boden diese Nährstoffe wieder zu- rück, wenn Pflanzenteile verrotten. Wenn wir aber Landwirt- schaft betreiben und die Pflanzen ernten, also aus diesem Kreislauf entziehen, verliert der Boden die Nährstoffe. Da- mit kein Mangel entsteht, müssen die entzogenen Stoffe nachgeliefert werden, es muss gedüngt werden. Tab. 8.2: Die wichtigsten Pflanzennährstoffe (Makronährstoffe die in größerer Menge benötigt werden) Pflanzennährstoff Element (in Form ) Benötigt für N (NH 4 + , NO 3 – , Harnstoff) Wachstum (Aufbau von Eiweiß, Blatt- farbstoff) P (PO 4 3– ) Blüten, Früchte, Samen (Erbsubstanz DNA und Energiemoleküle ATP) K (K + ) Wasserhaushalt, Gewebefestigung, Winter- härte, Knollen/Wurzelwachstum Ca (Ca 2+ ) Zellwandverfestigung Mg (Mg 2+ ) Chlorophyll (= Blattgrün) S (SO 4 2– ) Eiweißstoffe Historisch wurde diese Düngung sehr lange durch den An- bau spezieller Pflanzen wie z. B. Klee erreicht, der dann nicht abgeerntet sondern zum Verrotten am Feld belassen wurde. Klee kann, wie einige andere Pflanzen durch eine Symbiose mit Bakterien in seinen Wurzeln, den Stickstoff der Luft binden und in organische Stickstoffverbindungen um- wandeln. So erhält der Boden wichtige Nährstoffe zurück. Stickstoff kann dem Boden auch durch Kompost oder Wirt- schaftsdünger wie Stallmist, Jauche oder Gülle zur Verfügung gestellt werden. Dies ist energiesparend und versucht die Kreislaufprozesse der Natur nachzuahmen. Die Zusammen- setzung dieser Stoffe ist aber stark schwankend und sie ste- hen daher nicht immer in gleichen Mengen zur Verfügung. Abb. 8.8: Pflanzennährstoffe – Was die Pflanze zum Leben braucht 8.2 Was brauchen die Pflanzen zum Wachsen? Düngemittel Vom Blumentopf bis zum Weizenfeld, überall wird gedüngt, um das Wachstum der Pflanzen zu fördern und den Ertrag zu steigern. Was steckt in all den Düngemitteln drinnen? Wir Menschen (oder allgemeiner Tiere) müssen energie- reiche Stoffe wie Zucker oder Fett essen, um deren Energie zu nutzen. Diese Ernährungsweise wird von Biologen als he- terotroph bezeichnet. Dieser Begriff stammt aus dem Grie- chischen und bedeutet so viel wie „von anderen ernährend“. Von anderen deshalb, weil diese energiereichen Stoffe im- mer von anderen Lebewesen stammen. Pflanzen hingegen werden als autotrophe Organismen be- zeichnet. Das bedeutet „selbsternährend“. Sie müssen die energiereichen Stoffe also nicht über die Nahrung aufneh- men wie wir, sondern stellen sie ganz einfach selber her. Dazu brauchen sie vor allem Licht, Kohlendioxid und Wasser. In einer Reaktion, genannt Photosynthese , produzieren Pflanzen Traubenzucker (= Glucose). Ganz nebenbei entsteht das „Abfallprodukt“ Sauerstoff, ohne den es uns gar nicht geben würde. 6CO 2 + 6H 2 O ® C 6 H 12 O 6 + 6O 2 Kohlendioxid + Wasser ® Glucose + Sauerstoff Wenn die Pflanze Energie braucht, kann sie – wie wir – die Glucose nutzen, um die notwendige Energie zu gewinnen. Zucker dienen also sowohl Tieren als auch Pflanzen als Energielieferanten und stellen C und H für den Aufbau der Biomasse zur Verfügung. Neben diesen beiden Elementen werden noch viele andere Atome benötigt. So z. B. Stickstoff und Schwefel für Eiweißstoffe. Tiere benötigen N in Form organischer Verbindungen, also Eiweißstoffe. Pflanzen hin- gegen können Stickstoff auch aus anorganischen Salzen wie Ammonium (NH 4 + ) oder Nitrat (NO 3 – ) nutzen. Auch das Element Phosphor ist lebenswichtig. Phosphor steckt z. B. in den Molekülen der Erbinformation, den Nu- kleinsäuren. Neben diesen Nichtmetallen brauchen Lebe- wesen auch noch viele Metallkationen, wie z. B. Magnesium, das Teil des Chlorophylls ist. Dieser grüne Farbstoff ermög- Wovon ernährt sich eine Pflanze? Was braucht sie, um zu wachsen? Warum muss in der Landwirtschaft gedüngt werden? Welchen Unterschied macht es, ob „bio“ oder Kunst- dünger verwendet wird? Wie düngt man „richtig“, um den Ertrag optimal zu steigern aber die Umwelt minimal zu belasten? F7 F8 F9 Nur z Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv