Sandige Standorte am Scheideweg

Der Niederschlag der letzten Woche war leider nicht ergiebig mit flächendeckend weniger als 10 Millimetern Wasser. Die hohen Temperaturen am Tage mit Werten über 15 °C veranlassen die Pflanze zur Transpiration wesentlicher Mengen, welche den Boden nach und nach entleeren. Damit bleiben nun auf den schwachen Standorten nur noch ca. 50 Prozent der nutzbaren Feldkapazität. Die Pflanzen haben es also schon schwer an Wasser zu gelangen, da die von den Pflanzenwurzeln zu überwindende Saugspannung im Boden steigt. Auf diesen Standorten zeigt sich nun die vorteilhafte Wirkung von Kaliumgaben oder einer ausreichenden Versorgungsstufe des Bodens. Kalium ist im Wesentlichen für den Wasserhaushalt der Pflanze mitverantwortlich.

Mit Kalium wird der Wurzeldruck generiert, die einfachste Pumpe der Evolution. Pflanzen geben vorwiegend Kalium in das Xylem ab. Dieser Prozess ist aktiv und energieverbrauchend. Im Xylem, dem ersten „Rohrsystem“ von der Wurzel ausgehend in die Blätter (zu den Kraftwerken), sinkt aufgrund der zugeführten Ionen das osmotische Potential. Um einen Ausgleich herzustellen, strömt Wasser von außerhalb ein. Das Xylem befindet sich in den Zellen, nicht zwischen den Zellen. Die Saugspannung des Bodens kann so überwunden werden. Das in die Wurzelzellen aufgenommene Wasser kann nicht mehr in die Räume zwischen den Zellen zurückfließen, da das Wasser den Casparystreifen (Barriere) nicht überwinden kann. Somit steigt das Wasser im Kapillarsystem an.

Ein noch bedeutenderer Motor der Wasserbewegung ist der Transpirationssog, welcher aufgrund des höheren Wasserpotentials der Pflanze im Vergleich zur Umwelt ständig vorhanden ist. Lediglich bei sehr hoher Luftfeuchtigkeit sind Umwelt und Pflanze im Gleichgewicht und das Wasser bleibt wo es ist. Je höher die Temperatur und je geringer die relative Luftfeuchtigkeit (was sich zum Teil selbst bedingt), desto höher ist der Transpirationssog. Das Wasser wird also aus Richtung der Blätter nach oben gezogen. Die Pflanze gibt ca. 90 Prozent des Wassers durch die Spaltöffnungen ab, diese sind Teil der Blätter. Ist der Zellinnendruck aufgrund von wenig Wasser gering, so sind die Schießzellen der Spaltöffnungen in Anbetracht ihrer Bauform geschlossen. Es findet kein Gasaustausch mehr statt, auch Wasser kann nur noch sehr wenig verdunsten, der Transpirationssog fällt ab. Kalium ist am biochemischen Regulationsprozess der Schließzelle, welcher auch von der Sonnenstrahlung, der Wasserversorgung und von der CO2-Konzentration in der Pflanze abhängt, maßgeblich beteiligt.

Unter trockenen Bedingungen wird über die Regulation Wasser eingespart. Unter Kaliummangel bleiben die Schließzellen schlaff und die Spaltöffnungen können nicht geöffnet werden, was auch Wasserersparnis bedeuten würde. Das Problem ist aber, das bei CO2-Mangel in der Pflanze auch die Spaltöffnungen geschlossen bleiben. Die Pflanze kann somit keine C-Skelette als Vorstufe für Kohlenhydrate, Proteine und Fette bereitstellen. Daher muss auch unter trockenen Bedingungen hin und wieder die Stomata geöffnet werden, was unter Kaliummangel ausbleibt. Daher ist eine ausreichende, ausgewogene Nährstoffversorgung gerade unter ertragsbegrenzenden Umweltbedingungen paradoxerweise doppelt wichtig. Wasser allein ist daher schon ertragsbegrenzend, die relative Höhe des Ertragsrückganges ist aber offensichtlich auch vom Mineralstoffwechsel abhängig.