Experiment der Woche: Keimung und Wachstum

Keimung JungbohneIn unserer Ernährung spielen Pflanzen eine übergeordnete Rolle: als Stärke-und Nährstofflieferanten sorgen sie für unseren Energiehaushalt, mit Proteinen und Ballaststoffen unterstützen sie Erneuerungsprozesse und den Stoffwechsel, für die Reparatur und Heilung stehen sie uns mit Vitaminen und weiteren speziellen Inhaltsstoffen zur Verfügung.Was aber benötigen Pflanzen, um überhaupt solche Vielfalt an Stoffen zu bilden? Wovon hängen Keimung und Wachstum im Grunde ab? Diesen Fragen gehen wir in den folgenden Versuchen nach.

Menschen ernähren sich unterschiedlich und auf vielfältige Weise: Es gibt Allesesser, Vegetarier und Veganer, darüber hinaus Frutarier und Flexitarier sowie weitere Ernährungstypen. Regelrechte Ernährungsphilosophien nehmen Energiehaushalt, klimatechnische und tierethische Aspekte in die Überlegungen auf. So werden nicht nur nach saisonalen und regionalen Gegebenheiten verschiedene Pflanzen als Quelle für Kohlenhydrate oder Proteine genutzt.

Welche zwei Pflanzen werden in unterschiedlichen Gegenden der Welt stark angebaut und verzehrt?

Versuch 1

Material für Versuch 1Dafür wird benötigt: kleines Schälchen, Wasser und Bohnensamen (Gartenbohne)

Hinweis: Es gibt eine Vielzahl an Bohnensorten mit unterschiedlichen Eigenschaften und Wachstumsbedingungen. Obwohl die Sorte „Grüne Bohne = Gartenbohne“ heißt, sind die Bohnensamen selbst weiß gefärbt.

Durchführung: 16 Bohnensamen in das mit Wasser gefüllte Schälchen legen und mindestens einen Bohnensamen zurück halten, den man für einen späteren Vergleich nutzen kann. Die Bohnensamen über Nacht im Wasser lassen und beobachten, was passiert.

Die Beobachtungen notieren und auch die trockenen Bohnensamen zum Vergleich nutzen. Dabei (so gut es geht) verschiedene Messtechniken anwenden, um dieErgebnisse zu beschreiben.

Versuch 2

Material für Versuch 1Dafür wird benötigt:kleine Schälchen, Garten- oder Pflanzenerde, Sand (ggf. Vogelsand), Papier + Stift, Schere, Pappe oder dichten Stoff in schwarz, Wasser, Bohnensamen aus Versuch 1, Kressesaatgut

Hinweis: Achtsam im Umgang mit der Schere sein. Das Saatgut ist nicht zum Verzehr geeignet.

Durchführung: In jedes Schälchen die gleiche Menge an Erde bzw. in ein Schälchen Sand. füllen Danach alle für einige Stunden an einen warmen und trockenen Ort (z.B. auf die Fensterbank über der Heizung oder im Sommer auf den Balkon) stellen, damit der „Boden“ für die Versuche beim Start möglichst trocken ist.

Nun zu jedem Schälchen die gleiche Menge an Kressesaatgut und / oder vorgequollene Bohnensamen aus Versuch 1 (außer bei dem Test auf Wasser(bedarf) geben – hier benötigt man einen trockenen (nicht gequollenen) Samen. Die Schälchen mit den zu untersuchenden Faktoren markieren und die Erde bei allen außer dem Trockentest stets feucht halten. Täglich beobachten und die Ergebnisse in die Tabelle eintragen.

Hinweise: Gartenerde behält die Feuchtigkeit relativ gut und sollte nur ab und zu gegossen werden. Ob der Boden noch feucht genug ist, lässt sich gut mit dem Finger testen. Bei zu viel Wasser kann es zu Schimmel-bildung kommen.

Welchen Einfluss hat der Boden (die Bodenart) auf eine gelingende Keimung und ein Pflanzenwachstum? Gilt das für alle Pflanzen?


Frage ExperimentÜberlege dir eine geeignete Vorgehensweise, um die Bedingungen für Keimung und Wachstum untersuchen zu können. Welche Faktoren könnten eine Rolle spielen?


Hier das passende Arbeitsblatt zu unserem Experiment der Woche "Keimung und Wachstum" zum KOSTENLOSEN Download.


Hinweise

Pflanzen machen in der menschlichen Ernährung einen großen und wichtigen Bestandteil aus. Sie dienen mit ihren Inhaltsstoffen vielen Stoffwechselvorgängen und dem Energiehaushalt. Es gibt vor allem in den industrialisierten Ländern vielfältige unterschiedliche Ernährungsformen und -philosophien, wobei tierethische Aspekte und klimatechnische Auswirkungen zunehmend eine Rolle spielen. Vielen Teilen der Weltbevölkerung stellen sich solche Fragen nicht, wenn es um das bloße Überleben mit den natürlichen Gegebenheiten geht.

In Abhängigkeit von regionalen Bedingungen werden bestimmte Pflanzen in unterschiedlichen Gebieten der Welt bevorzugt oder vermehrt angebaut. Das hängt maßgeblich damit zusammen, was Pflanzen für Voraussetzungen für Keimung und Wachstum benötigen. Manche Pflanzenarten kommen beispielsweise sehr gut mit warmen und trockenen klimatischen Bedingungen zurecht, während andere mit denselben Konditionen verkümmern oder verdörren würden. In der Landwirtschaft macht man sich das Wissen um die Lebensbedingungen und notwendigen Faktoren für Pflanzen zunutze und optimiert diese so gut es geht (Wasserbedarf – regelmäßige Bewässerung, Temperaturoptimierung – Anzucht im Gewächshaus, Bodenbeschaffenheit – Nährstoffzufuhr durch Düngung usw.). Obwohl diese Maßnahmen oft kurzfristig zu Ertragssteigerungen führen, wird dabei nicht selten das ökologische Netzwerk stark beeinträchtigt und mittel- / langfristige Einbußen sind die Folge. Inzwischen ist ein Prozess im Gange, der eine Sensibilisierung zu einem verantwortungsvolleren und nachhaltigeren Umgang mit den natürlichen Ressourcen vorantreibt.

Beispiele für Pflanzen, die in unterschiedlichen Gegenden der Welt besonders stark angebaut und viel verzehrt werden.

Reis – China, Indien, teile Südostasiens
Kartoffeln – China, Indien, Russland, USA und im europäischen Raum: Polen, Deutschland, Rumänien, Frankreich, die Niederlande sowie das Vereinigte Königreich
Mais – USA, China, Brasilien, Mexiko, Frankreich, Südafrika und Indien – vielfach allerdings als Viehfutter (und mittlerweile auch zur Herstellung von „Bio-Treibstoff“)
Weizen – China, Indien, Russland, USA, Frankreich, Kanada
Soja – USA, Brasilien, Argentinien

Es ist allerdings zu unterscheiden, dass vielfach gute Anbaubedingungen für diese Pflanzen in der jeweiligen Region vorliegen, doch die dazugehörige Bevölkerung gar nicht unbedingt so viel des Ertrags selbst konsumiert. Häufig stellt der Export in andere Länder mit weniger günstigen Umweltfaktoren die wesentliche Umgangsweise mit den Erntemengen dar.

Darüber hinaus gibt es unzählige weitere Pflanzen, wie Kaffee, Tabak, Tee, Kakao oder Raps, Lein, Sesam, Lavendel, Kräuter, Gewürzpflanzen sowie sämtliche Obst- und Gemüsesorten und Wein, die in unterschiedlichen Gegenden ihre Anbauschwerpunkte nach klimatischen Bedingungen und entsprechenden Umweltfaktoren vorweisen. Häufig werden die Anbaugebiete weniger für die menschliche Ernährung direkt genutzt, sondern es findet eine Nutzung der Pflanzen als Viehfutter statt, was im Rahmen der Fleischproduktion ein immenses Ausmaß angenommen hat.

Um die Voraussetzungen für Keimung und Wachstum bei Pflanzen herauszufinden, wird in Versuch 1 näher auf die Quellung (also die wasserbedingte Volumenzunahme) eingegangen. Die Bohnensamen eignen sich besonders gut dafür, da sich ihre Größe / ihr Volumen über Nacht in Wasser nahezu verdoppelt. Die Lernenden sind angehalten, selbst Methoden für das Messen zu finden: so können trockene und gequollene Bohnensamen jeweils vermessen werden (Länge in mm) oder mittels Wasserverdrängung kann eine Volumenbestimmung (in ml) stattfinden – für Fortgeschrittene lässt sich auch eine mathematische Herangehensweise überlegen (die Bohnensamen entsprechen annähernd einer zylindrischen Form). Es geht hier weniger um exakte Werte als vielmehr um die Methodenvielfalt und Anwendungsüberlegungen an sich.

Die Anzahl der Bohnensamen ist so gewählt, dass in Versuch 2 bis zu vier Parameter untersucht werden können, indem sie als Doppelversuch mit Kontrolle angelegt werden. Im Zuge des 2. Experiments wird vorrangig auf die Methodenkompetenz abgezielt. Das Überlegen der Herangehensweise fördert die analytische Denkweise und zeigt auch Grenzen von Versuchsanordnungen auf. Eine zunächst als „falsch“ wahrzunehmende Maßnahme bietet dabei viel Lernpotenzial.



Haben wir das Interesse an naturwissenschaftlichen Experimenten geweckt?

Hier eine kleine Auswahl unserer NaWi-Experimentier-Sets.