ist ungleich seltener wahrzunehmen als die Transpiration, denn sie
findet nur unter engbegrenzten Bedingungen statt, nämlich dann,
wenn die Pflanze wassergesättigt, die Luft dunstgesättigt ist. In
der Natur bemerkt man sie dementsprechend bei uns nur am frühesten
Morgen nach einer regenlosen, aber feuchtwarmen Nacht. Man sieht
da an den Blatträndern und Spitzen mancher Pflanzen glitzernde
Wassertropfen ansitzen, die langsam an Größe zunehmen, abfallen und
durch neue Tröpfchen ersetzt werden. Es handelt sich aber nicht
etwa um Taubildung, sondern um Tropfen, die von den Blättern selbst
ausgeschieden werden. Mit der Zunahme der Temperatur verschwinden sie
dann, weil die Pflanze nicht mehr voll wassergesättigt ist. Erhöht man
aber den Wassergehalt der Pflanze, entweder indem man ihre Verdunstung
herabsetzt (z. B. durch Überstülpen einer Glasglocke), oder indem
man Wasser künstlich in abgeschnittene Zweige einpreßt, so tritt die
Tropfenausscheidung alsbald wieder auf.
Die Tropfen treten bei den Gräsern an der Blattspitze, bei
Alchimilla an den Blattzähnen, bei Tropaeolum (Fig. 241) an den
stumpfen Ausbuchtungen des Blattes auf; sie kommen entweder aus
sog. Wasserspalten (S. 99) oder aus gewöhnlichen Spaltöffnungen,
oder sie werden von Apikalöffnungen oder von Haaren (manchmal auch
von Brennhaaren) sezerniert. Alle solche wasserausscheidenden
Organe nennt man #Hydathoden#.
Ungleich verbreiteter als in unserem Klima findet sich die
Wasserausscheidung im feuchten, tropischen Urwald. Besonders
auffallend ist sie bei manchen großblätterigen Araceen, an deren
Blattspitzen das Wasser oft in kurzen Zwischenräumen abtropft.
Bei Colocasia nymphaeifolia kann es sogar auf kurze Strecken
fortgeschleudert werden; dabei scheidet ein einziges Blatt zuweilen
190 Tropfen in der Minute, in einer Nacht oft 1/10 Liter aus. --
Auch an einzelligen Pflanzen, so an Schimmelpilzen, ist oft eine
reichliche Ausscheidung von Wassertröpfchen durch die Zellwand
und die Kutikula hindurch wahrzunehmen, die hier, wie auch bei
Wasserpflanzen, durchlässig ist.
[Illustration: Fig. 241. Ausscheidung von Wassertropfen aus einem
Blatte der Kapuzinerkresse (Tropaeolum majus). Nach NOLL.]
Die Ausscheidung flüssigen Wassers kann unter ungünstigen
Transpirationsbedingungen, vor allem bei submersen Wasserpflanzen, die
Verdunstung in gewissem Sinne vertreten oder ersetzen. Ihre Bedeutung
für die Pflanze deckt sich aber insofern nicht mit der Transpiration,
als in den Tropfen sehr häufig mineralische oder organische Substanzen
mit ausgeschieden werden. Diese Stoffe sind manchmal so reichlich
im ausgestoßenen Wasser enthalten, daß sie nach dessen Verdunstung
als kleine Krusten zurückbleiben. Auf diese Weise entstehen die
Kalkschüppchen der Steinbrecharten, die Salzmassen mancher Halophyten
(S. 206). STAHL hat wahrscheinlich gemacht, daß in der Ausscheidung
solcher gelöster Salze (Exkretion) die physiologische Hauptrolle der
Guttation liegen kann, da manche derartige Stoffe, wenn sie sich in
den Zellen anhäufen, schädlich wirken. Daß bei den Aussonderungen der
#Nektarien#, bei den #Verdauungsdrüsen# der Insektivoren (S. 222) und
bei den Ausscheidungen mancher #Narben# nicht das Wasser, sondern
der gelöste Körper das wichtigste ist, versteht sich von selbst. Bei
manchen Nektarien ist die Ausscheidung weitgehend unabhängig vom
Wassergehalt und kann auch noch an der welkenden Pflanze weiter gehen.
+Bluten.+ Einen Wasseraustritt aus der Pflanze kann man vielfach nach
Verwundungen beobachten; regelmäßig sieht man ihn an beschnittenen
Bäumen und Sträuchern im Frühjahr, z. B. besonders stark an der Rebe.
Auch an Stauden, die man dicht über der Erde abgeschnitten hat, läßt
sich leicht ein Wasseraustritt aus der Wunde zeigen. Man spricht vom
Tränen oder Bluten der Wunden und stellt leicht fest, daß das Wasser
aus den Gefäßen hervorquillt und daß es auch #gegen hohen Widerstand
ausgepreßt# wird (#Blutungsdruck#).
Die Figur 242 zeigt, in welcher Weise man den Blutungsdruck, den
ein Stammstumpf _s_ produziert, mit Hilfe eines Manometers messen
kann. Die Quecksilbersäule wird bei gewissen Pflanzen bis zu 50 und
60, unter günstigen Bedingungen aber bis zu 140 Zentimeter (Birke)
oder noch höher emporgedrückt. Diese Druckkräfte könnten also eine
Wassersäule bis zu 6, 8 und 18 Metern halten.
Besonders reichlich ist der Wasseraustritt, wenn die Erde feucht
und warm ist; er dauert dann je nach der Pflanze und ihrem
Entwicklungszustand oft mehrere Tage bis Monate an, und das
ausgeschiedene Wasser beträgt unter Umständen bis zu einigen Litern
und mehr; bis zu 1 Liter am Tag bei der Rebe, bis 5 Liter bei
der Birke, 10 bis 15 Liter bei Palmen. Bei längere Zeit hindurch
blutenden Pflanzenteilen bemerkt man eine gewisse #Periodizität#
der Blutungsmenge; nachts wird mehr ausgeschieden als am Tag.
Der „Blutungssaft“ führt außer mineralischen Salzen zuweilen
erhebliche Mengen von organischen Substanzen (gelöste Eiweißstoffe,
Asparagin, Säuren, besonders aber Kohlehydrate) mit sich; bei
einigen Pflanzen ist der Zuckergehalt dieses Saftes so groß,
daß Zucker technisch daraus gewonnen werden kann. So liefert
der Zuckerahorn Nordamerikas mit ½% Zucker im Saft in #einem#
Frühjahr etwa 2-3 Kilo von einem Baum. Solcher Saft kann auch
gleich Most oder Biermaische zu berauschenden Getränken vergoren
werden und liefert dann Birkenwein, Palmwein oder die „Pulque“ der
Mexikaner. Diese wird aus dem Safte blühreifer Agaven gewonnen;
eine einzelne Pflanze kann in 4-5 Monaten nahezu 1000 Liter Saft
ausscheiden.
+Ursachen der Wasserausscheidung+[151]. Bei der Tropfenausscheidung
an der intakten Pflanze handelt es sich nur zum Teil um
Wasserausscheidung aus #Oberflächenzellen#. In anderen Fällen
wird Wasser in die #Gefäße# eingepreßt und tritt dann an Orten
geringeren Widerstandes zutage (S. 99). Auch bei den Erscheinungen
des Blutens wird Wasser aus Parenchymzellen in die Hohlräume der
Gefäße gedrückt, und wenn das auch ganz besonders häufig in der
Wurzel stattfindet, so fehlt der Vorgang doch in den Stengeln und
Blättern durchaus nicht.
Allen geschilderten Vorkommnissen gemeinsam ist also in letzter
Linie eine einseitige Flüssigkeitsausscheidung aus lebenden Zellen.
Auf die Ursachen einer solchen Drüsentätigkeit der Zellen kann hier
nicht eingegangen werden.
[Illustration: Fig. 242. Demonstration des Wurzeldruckes an einer
Georgine. Auf den glatt abgeschnittenen Stumpf _s_ ist mittels
Kautschukschlauchs _c_ das gebogene Glasrohr _g_ aufgesetzt. Das aus
der Erde durch die Wurzel aufgenommene Wasser _W_ wird so kräftig
ausgepreßt, daß es den Druck der Quecksilbersäule _Q_ überwindet. Nach
NOLL.]
#Leitung des Wassers#[152].
Das Wasser, das teils in Dampfform namentlich von den Blättern
abgegeben wird, teils durch Hydathoden oder Wunden in flüssiger Form
der Pflanze entströmt, ist im allgemeinen von der Wurzel aufgenommen
worden. Es hat also einen Weg zurückzulegen, der schon bei einjährigen
Pflanzen nach Metern messen kann, bei den Riesen des Pflanzenreiches
aber etwa 100 m beträgt (Eucalyptus amygdalina 110 m; Sequoia gigantea
95 m Stammhöhe). Durch osmotische Saugung von Zelle zu Zelle würde
diese Wasserbewegung viel zu langsam stattfinden, um die Verluste
decken zu können. Tatsächlich erfolgt denn auch die Strömung des
Wassers zur Deckung der Transpiration, der sog. #Transpirationsstrom#,
im Gefäßteil der Leitbündel bzw. bei Bäumen im Holzkörper. Das kann
man schon aus einem uralten Versuch, dem sog. #Ringelungs#versuch,
entnehmen. Werden an einem Aste eines Baumes eine Strecke weit die
Gewebe bis auf den Holzkörper fortgenommen, so bleiben zunächst, d. h.
solange nicht eine Austrocknung oder Zersetzung des Holzkörpers an
der entrindeten Stelle eingetreten ist, die Blätter dieses Astes
ebenso frisch wie die eines anderen, nicht geringelten Astes; das
beweist, daß der Transpirationsstrom nicht durch die Rinde, sondern
durch den Holzkörper sich bewegt. Entfernt man dagegen aus einem
Zweige sorgfältig eine Strecke weit den Holzkörper und läßt die
Rinde größtenteils im Zusammenhang, so welken die Blätter über der
Operationsstelle so rasch wie an einem völlig abgeschnittenen Zweige.
Man kann diese Versuche ebensogut an intakten Pflanzen ausführen wie
an abgeschnittenen, in Wasser gestellten Zweigen; denn letztere nehmen
wenigstens eine Zeitlang (solange keine sekundären Änderungen an der
Schnittfläche eingetreten sind) das Wasser ebenso lebhaft direkt mit
dem Holzkörper auf wie intakte Pflanzen mit der Wurzel. Wird ein
abgeschnittener Zweig mit seiner Schnittfläche in eine Lösung von
Gelatine gestellt, und läßt man dann die Gelatine, die eine Strecke
weit in die Gefäße eingedrungen ist, erstarren, so hat der Holzkörper
seine Leitfähigkeit für Wasser verloren. Man sieht daraus, daß das
#Lumen# der Gefäße für die Leitung des Wassers unentbehrlich ist.
Aber freilich, in der lebenden Pflanze sind die Gefäße nicht nur mit
Wasser gefüllt, sondern sie führen wenigstens in Zeiten lebhafter
Transpiration immer auch Luft.
Entsprechend ihrer Aufgabe findet man die Gefäßteile in
Wasserpflanzen und Sukkulenten, in denen gar keine oder eine sehr
schwache Transpiration besteht, nur spärlich entwickelt. Dagegen
besitzen die transpirierenden Blattflächen ein außerordentlich
reiches Leitbündelgewebe, das zudem durch vielfache Anastomosen
dafür sorgt, daß jeder beliebige Punkt auch bei Nichtfunktionieren
des nächsten Verbindungsstranges doch genügend Wasser enthält. Die
Fig. 128 gibt von diesem Berieselungssystem eines Blattes noch
keine vollständige Vorstellung, denn die feinen, nur mikroskopisch
nachweisbaren Stränge sind in ihr gar nicht dargestellt. Auch
in den Zuleitungen zu den Blättern, in den Stämmen, findet
man, insbesondere bei den in die Dicke wachsenden Bäumen, ein
außerordentlich leistungsfähiges Wasserleitungssystem. Es ist
freilich nicht mehr das gesamte Holz eines dicken Stammes, welches
der Wasserleitung dient; sie ist vielmehr stets #auf die jüngsten
Jahresringe beschränkt#. Wo Kernholz (S. 135) gebildet wird, ist
dieses von der Leitung völlig ausgeschlossen.
#Über die bewegenden Kräfte des Transpirationsstromes# ist man noch
nicht im klaren. Man wird in erster Linie an eine Druckwirkung von
unten oder eine Saugwirkung von oben her denken und für erstere
den Blutungsdruck, für letztere den Vorgang der Transpiration
verantwortlich machen. Allein der Blutungsdruck kommt aus mehreren
Gründen nicht in Betracht, und ob die Saugkraft der Transpiration
ausreicht, um Wasser bis zum Gipfel hoher Bäume dauernd in
ausreichender Menge zu heben, erscheint zweifelhaft. Eine allseitig
anerkannte Lösung des vielumstrittenen Problems existiert demnach heute
nicht.
Bezüglich des #Blutungsdruckes der Wurzel# (Wurzeldruck) ist
folgendes zu bedenken: Bei vielen Pflanzen erreicht der Wurzeldruck
nur sehr geringe Höhe oder fehlt ganz. Aber auch bei Pflanzen
mit kräftigem Wurzeldruck ist die von der Wurzel gelieferte
Wassermenge erheblich geringer als die bei der Transpiration
verbrauchte. Bei einigermaßen starker Transpiration kommt der
Wurzeldruck daher in der geschilderten Weise überhaupt nicht
zur Geltung. Wird eine #kräftig verdunstende# Pflanze am
Wurzelstumpf abgeschnitten, so tritt aus diesem #zunächst# gar
kein Wasser hervor, #im Gegenteil, der Stumpf saugt dargebotenes
Wasser begierig in sich auf# (es herrscht also ein Druck unter
Atmosphären-Größe). Erst nach seiner vollen Sättigung beginnt
eine Auspressung. Im Freien kommt der Wurzeldruck nur dann zur
Geltung, wenn bei feuchter kühler Luft, wie zumal des Nachts,
die Transpiration sehr vermindert ist. Am günstigsten liegen
die Umstände dazu im Frühjahr, wenn bei höchstem Wassergehalt
des Holzes das transpirierende Laub noch nicht entfaltet ist.
Bei Verletzungen des Holzkörpers quillt dann der „Saft“ aus
Tracheen und Tracheïden in Tropfen hervor. Ein Blutungsdruck über
Atmosphärengröße bei belaubten Bäumen dürfte nur im tropischen
Urwald vorkommen.
Daß die Transpiration eine #Saugung# von Zelle zu Zelle bewirkt,
ist schon hervorgehoben (S. 196), und es ist ohne weiteres
verständlich, daß diese sich dann von den Parenchymzellen in die
angrenzenden Gefäße fortsetzt. Auch ist diese Saugkraft leicht zu
demonstrieren.
Ein abgeschnittener, in Wasser gestellter Sproß zeigt durch
sein Frischbleiben an, daß er das Wasser bis in seine obersten
Zweigspitzen zu heben vermag. Er leistet aber noch mehr: luftdicht
mit einem langen wassergefüllten Rohre verbunden, vermag er
leicht eine Wassersäule von 2 Metern und mehr emporzusaugen; wird
das untere Ende des Rohres in Quecksilber gebracht, dann wird
selbst dieses bis zu ansehnlicher Höhe gehoben. Kräftige, sonst
unverletzte Koniferenzweige sind imstande, das Quecksilber unter
Umständen bis #weit über# Barometerhöhe zu heben, ohne zu welken.
Bedingung für eine solche Saugung ist einerseits ein luftdichter
Abschluß der Wasserbahnen, andererseits eine nicht unbeträchtliche
Kohäsion der Flüssigkeiten, die gehoben werden. Tatsächlich
erreicht denn auch die Kohäsion des Wassers ganz gewaltige Werte;
nach den Messungen von URSPRUNG und RENNER etwa 300 Atmosphären. So
konnte man zu der Vorstellung kommen, daß der Zug der Transpiration
durch die Kohäsion des Wassers bis in die Wurzelspitzen sich
fortpflanze. Die Versuche RENNERs, die den Nachweis beträchtlicher
negativer Drucke in den Leitbahnen transpirierender Pflanzen
erbracht zu haben schienen, sind von anderer Seite stark
angezweifelt worden[153]. Somit ist die #Kohäsionstheorie#[154]
noch nicht bewiesen. Wenn wirklich die Saugung durch Kohäsion
des Wassers nach unten weitergegeben werden soll, dann müßten
die Gefäße kontinuierlich mit Wasser erfüllt sein, während man
tatsächlich #Luft#- und #Wasser#säulchen in ihnen gefunden hat. Mit
Eintreten eines Zuges müssen sich die Luftbläschen expandieren,
und in der Tat findet man in lebhaft transpirierenden Zweigen
stark verdünnte Luft in den Gefäßen. Werden solche Gefäße unter
Quecksilber durchschnitten, so stürzt dieses unter dem äußeren
Luftdruck auf weite Strecken in sie hinein. Jedenfalls erfolgt
das Reißen der Wasserfäden in Gefäßen durchaus nicht immer, weil
die #Kohäsion# überwunden, sondern auch, weil die Adhäsion an
die Wand dem Zug nicht mehr gewachsen ist, oder weil Luft durch
die Wand tritt. Dadurch wird es verständlich, daß das Reißen in
verschiedenen Elementen bei ganz verschiedener Spannung erfolgt,
während die Kohäsion ja stets gleich groß sein muß. Es ist auch
schon der Gedanke ausgesprochen worden, daß zweierlei Typen
unter den Gefäßen existieren: 1. leitende (Tracheïden) mit hoher
Inhaltsfestigkeit und 2. speichernde (Tracheen), die, weil in ihnen
das Wasser leicht reißt, dieses auch leicht abgeben können[155].
-- Die Vertreter der Kohäsionstheorie nehmen an, daß neben
solchen lufthaltigen Bahnen immer auch völlig mit Wasser erfüllte
existieren, und daß nur diesen eine Leitfähigkeit zukomme, während
die anderen als Wasser#magazine# von Bedeutung sein sollen. --
Es ist aber keineswegs ausgeschlossen, daß auch den #lebenden#
Elementen, die in keinem Holzteil fehlen, eine Rolle bei der Hebung
des Wassers zukommt.
b) Die Nährsalze.
Die Nährsalze, die von einer Pflanze aufgenommen werden, finden sich
fast alle in der Asche wieder; nur die Stickstoffverbindungen fehlen.
Demnach kann uns die nachstehende Tabelle über den Gehalt einiger
Kulturpflanzen an #Aschenbestandteilen# schon einen gewissen Einblick
in die Menge und die Verteilung der Nährsalze geben.
Pflanzen | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
teile | | | | | | | | |
-----------+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----
Asche in | | | | | | | | |
100 | | | | | | | | |
Tln. der | 2,09| 4,46| 2,73| 5,13| 3,79| 5,19|17,16| 1,14| 0,21
Trocken- | | | | | | | | |
substanz | | | | | | | | |
-----------+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----
In 100 | | | | | | | | |
Teilen der | | | | | | | | |
Asche sind | | | | | | | | |
enthalten: | | | | | | | | |
| | | | | | | | |
K_{2}O |32,10|22,56|43,10|22,90|60,06|56,20|29.09|36,96|19,66
| | | | | | | | |
Na_{2}O | 1,47| 1,74| 0,98| 4,07| 2,96| 1,42| 3,21|13,16| 1,37
| | | | | | | | |
CaO | 2,94| 8,20| 4,81|36,82| 2,64|10,77|36,02|17,52|33,97
| | | | | | | | |
MgO |11,22| 3,10| 7,99| 8,04| 4,93| 4,21| 7,36| 5,36|11,27
| | | | | | | | |
Fe_{2}O_{3}| 1,24| 1,91| 0,83| 1,72| 1,10| 0,37| 1,95| 0,60| 1,42
| | | | | | | | |
Mn_{3}O_{4}| -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- |22,96
| | | | | | | | |
P_{2}O_{5} |47,74| 6,53|35,90| 8,05|16,86|15,58|14,66|10,68| 2,12
| | | | | | | | |
SO_{3} | 1,28| 4,25| 3,42| 6,26| 6,52| 5,62| 6,07| 5,94| 2,64
| | | | | | | | |
SiO_{2} | 1,37|49,27| 0,91| 6,83| 2,04| 2,75| 5,77| 2,40| 2,73
| | | | | | | | |
Cl | 0,48| 2,18| 1,59| 5,64| 3,46| 1,52| 6,71| 7,60| 0,07
1: Roggen (Körner)
2: „ (Stroh)
3: Erbsen (Samen)
4: „ (Stroh)
5: Kartoffel (Knolle)
6: Weintraube (Beere)
7: Tabak (Blätter)
8: Baumwolle (Faser)
9: Fichte (Holz)
Zu diesen Zahlen ist zu bemerken, daß sie keine konstanten
Verhältnisse ausdrücken, daß vielmehr die Zusammensetzung der Asche
je nach dem Kulturboden wechseln kann. Auch ist es vielleicht nicht
ganz überflüssig, darauf aufmerksam zu machen, daß diese Oxyde
der Mehrzahl nach erst bei der Veraschung gebildet werden. In der
lebenden Zelle waren #Salze# gegeben und vor allem vielfach die
Metalle an #organische# Säuren gebunden.
Man sieht aus dieser Tabelle zunächst einmal, wie allgemein verbreitet
die Aschensubstanzen sind, erkennt aber andererseits auch sofort, daß
sie in verschiedenen Pflanzen, ja sogar in verschiedenen Teilen einer
Pflanze, in recht ungleicher Menge vorkommen. So findet sich z. B.
in den Samen viel Phosphorsäure, dagegen wenig Kieselsäure und Kalk;
das #Stroh# aber verhält sich gerade umgekehrt. Die Kartoffel enthält
viel K_{2}O und wenig CaO, während Fichtenholz reichlich CaO und wenig
K_{2}O besitzt.
Trotz ihrer allgemeinen Verbreitung wird man die Aschensubstanzen
zunächst für Ballast, für eine zufällige Verunreinigung der organischen
Pflanzensubstanz zu halten geneigt sein. Allein jeder Versuch, eine
Pflanze aschenfrei zu erziehen, zeigt die Unentbehrlichkeit dieser
Stoffe.
Daß die mineralischen Inhaltsstoffe der Pflanze #wesentliche#
Bestandteile der Pflanzennahrung ausmachen, sprach zuerst BERTHOLLET
1803 aus; später (1832) betonte es KARL SPRENGEL, dann auch LIEBIG.
Exakt bewiesen wurde diese wichtige Tatsache aber erst 1842 durch
WIEGMANN und POLSTORFF.
[Illustration: Fig. 243. Buchweizen in Wasserkultur. _I_ In Nährlösung
mit Kali. _II_ In Nährlösung ohne Kali. Beide gleich stark verkleinert.
Nach NOBBE.]
Zwei Wege bieten sich, um diesen Nachweis zu führen und zugleich zu
zeigen, ob alle oder nur gewisse Aschensubstanzen notwendig sind.
Einmal kann man die Pflanze in künstlichem Boden kultivieren, der
aus unlöslichen Substanzen (wie Platin, reiner Kohle, reinem Quarz)
besteht und dem dann die in Frage stehenden Stoffe beigemengt werden.
Bequemer ist der andere Weg, die sog. Wasserkulturmethode. Es hat sich
gezeigt, daß viele Pflanzen ihr Wurzelsystem statt in Erde auch in
Wasser entwickeln können. Man hat es dann in der Hand, diesem Wasser
der Reihe nach alle Elemente der Asche in verschiedenen Verbindungen
zuzusetzen und so zu erproben, was nötig, was überflüssig ist. Ein
Blick auf Fig. 243 _I_ zeigt, daß in einer solchen „Nährlösung“ von
passender Zusammensetzung die Pflanze (Buchweizen) gut gedeiht; sie
produziert Wurzeln, Sprosse, Blüten und Früchte und vermehrt dabei ihr
Trockengewicht auf das Hundert- oder Tausendfache, gerade wie wenn sie
in gutem Boden stände. In destilliertem Wasser dagegen wächst sie zwar
anfangs ganz normal, stellt aber bald ihr Wachstum gänzlich ein und
bleibt ein außerordentlich kümmerliches Gewächs.
Nährlösungen werden in recht verschiedener Zusammensetzung
verwendet[156]. Besonders häufig wird die KNOPsche Lösung benutzt
(Wasser 1000, Kalziumnitrat 1, Magnesiumsulfat 0,25, saures
phosphors. Kalium 0,25, Kaliumnitrat 0,25, Eisenchlorid Spur). Die
V. D. CRONEsche Lösung (Wasser 1000, Kaliumnitrat 1, Kalziumsulfat
0,5, Magnesiumsulfat 0,5, tert. Kalziumphosphat 0,25, Ferrophosphat
0,25), die statt des Ferrisalzes ein Ferrosalz enthält und die
Phosphorsäure als fast ganz unlösliches Kalziumphosphat führt, wird
manchmal mit Vorteil verwendet. Neuerdings sind von amerikanischen
Forschern zahlreiche Salzkombinationen geprüft worden.
Der Erfolg einer solchen Wasserkultur lehrt, daß die typischen
Landpflanzen mit einigen #Verbindungen# auskommen, die sich aus
den Elementen K, Ca, Mg, Fe und H, O, S, P, N zusammensetzen --
vorausgesetzt, daß ihnen außerdem noch der Sauerstoff und die
Kohlensäure der Luft zur Verfügung stehen. Es sind also im ganzen 10
Elemente, aus denen sich die unentbehrlichen Nährstoffe aufbauen. Von
ihnen interessieren uns an dieser Stelle nur die nach Ausschluß von
H, O, C übrigbleibenden #sieben#, die als #Nährsalze# aus dem Boden
bzw. dem Wasser aufgenommen werden müssen. #Sechs# davon finden sich
in der Asche der Pflanze vor, #eines#, der Stickstoff, geht bei der
Verbrennung in flüchtige Substanzen über. Daß diese sieben Elemente
völlig unentbehrlich sind, ergibt sich daraus, daß das Fehlen jedes
einzelnen auch durch den größten Überschuß der anderen oder eines ihm
nahestehenden Elementes nicht kompensiert werden kann.
So kann z. B. Kalium im allgemeinen nicht durch Natrium, Lithium,
Rubidium ersetzt werden. Niedere Organismen (Algen, Bakterien,
Pilze) machen geringere Ansprüche als die höheren; sie können
das Ca entbehren. Der Mangel eines notwendigen Elementes macht
sich entweder nur in einer äußerst kümmerlichen Entwicklung der
Pflanze bemerkbar (Fig. 243 _II_, Kalimangel) oder er ruft höchst
charakteristische Veränderungen an ihr hervor. Am bekanntesten
in dieser Beziehung ist die Wirkung des Eisenmangels. Ohne Eisen
ergrünen die Pflanzen nicht (#Chlorose#). Bei Kalkmangel machen
sich schwere Schädigungen (Vergiftungen) bemerkbar.
Die genannten #Elemente# werden häufig auch schlechthin als
„Nährstoffe“ der Pflanze bezeichnet. Der Ausdruck ist indes nicht ganz
korrekt, weil die Pflanze mit wenigen Ausnahmen die #Elemente selbst#
gar nicht auszunützen vermag. H und O können das #Wasser# durchaus
nicht ersetzen, und metallisches Kalium ist ebenso unverwendbar wie
Schwefel. Die Pflanze bedarf ganz #bestimmter Salze# oder -- da diese
im Wasser zum Teil ionisiert werden -- bestimmter Ionen. Von Kationen
sind nötig: K^+, Ca^{++}, Mg^{++}, Fe^{++} (oder Fe^{+++}), von Anionen
SO_{4}^{--}, H_{2}PO_{4}^- und NO_{3}^-. Während nun der Phosphor und
der Schwefel in keiner anderen Verbindung Verwertung finden kann, ist
das beim Stickstoff anders; er kann auch als Kation NH_{4}^+ in vielen
Fällen wohl ebenso gute Dienste leisten wie als NO_{3}^-.
So wie C, N, H und O beteiligen sich auch manche Nährsalzelemente
am chemischen Aufbau wichtiger Pflanzenstoffe: so S und P, die
im Eiweiß und in Eiweißderivaten vorkommen, so das Mg, das im
Chlorophyllfarbstoff auftritt. Möglich ist es, daß auch die
anderen Metalle in Verbindungen notwendiger Stoffe eingehen,
sicher aber spielen sie auch noch eine ganz andere, nämlich eine
physikalisch-chemische Rolle. Die Salze greifen in alle physiologischen
Prozesse regulierend ein und erhalten das kolloidale Protoplasma in
normalem Zustand.
Neben dem positiven Ergebnis der Notwendigkeit gewisser Salze hat die
Wasserkultur auch gezeigt, daß viele #normalerweise# von der Pflanze
#aufgenommene# Stoffe #entbehrlich sind#, so vor allem Natrium, Chlor
und Silizium.