Die Frage bei der Wurzel gepackt

Als Topfgucker haben sich Jülicher Pflanzenforscher zusammen mit spanischen Kollegen betätigt. Mit bildgebenden Verfahren haben sie erstmals beobachtet, wie sich die Wurzeln eingetopfter Pflanzen während des Wachstums verhalten. Dabei haben sie auch festgestellt, dass eine Verdopplung der Topfgröße über 40 Prozent größere Pflanzen hervorbringt. Ihre Ergebnisse präsentierten sie auf der Fachtagung der „Society of Experimental Biology“ in Salzburg und in einer aktuellen Online-Veröffentlichung im Fachmagazin „Functional Plant Biology“.

65 unabhängige Studien zum Wachstum verschiedener Pflanzen in Töpfen verglichen die Wissenschaftler, um bei möglichst vielen Spezies den Einfluss der Topfgröße zu bestimmen. Das Ergebnis war eindeutig: Ein größerer Topf führt zu größeren Pflanzen. Das breite Spektrum der betrachteten Arten – unter anderem Tomaten, Mais, Kaktus und Weizen – ergab als Mittelwert 43 Prozent mehr Wachstum bei einer Verdopplung der Topfgröße.

„Kleinere Töpfe verlangsamten die Photosynthese in den Pflanzen und damit den Aufbau von Biomasse“, erklärt Dr. Hendrik Poorter vom Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Pflanzenwissenschaften (IBG-2). „Allerdings liegt das unseren Untersuchungen zufolge nicht an einem verringerten Angebot an Wasser oder Nährstoffen. Eher erspüren die Pflanzen über ihre Wurzeln die Topfgröße und stellen ihr Wachstum darauf ein.“ Diese Annahme stützen Aufnahmen der Wurzeln mittels Kernspintomografie. Mit dieser Methode – bekannt aus der Medizintechnik – lassen sich die Wurzeln beobachten, ohne ihr Wachstum zu stören. Dabei zeigte sich, dass die Wurzeln der Pflanzen rasch wie Fühler bis an die Topfränder wachsen. Wie sie dann der Pflanze signalisieren, dass der unterirdische Platz begrenzt ist, ist allerdings noch offen.

Eine andere Frage konnten die Forscher aber mit ihrer Studie klären: „Wir wollten wissen, wie groß ein Topf mindestens sein muss, damit die Topfgröße das Pflanzenwachstum nicht beeinträchtigt und somit auch Wachstumsexperimente nicht beeinflusst“, erklärt Poorter. Zusammen mit Kollegen aus dem „National Institute for Agricultural and Food Research and Technology“ (INIA) in Madrid haben die Jülicher hierfür nun eine Faustregel aufgestellt: Pro Gramm Biomasse der Pflanze sollte ein Liter Topfvolumen zur Verfügung stehen.

Eine Größenordnung, die für Zimmerpflanzen vielleicht nicht immer umsetzbar ist, trotzdem hat Poorter daraus direkte Konsequenzen gezogen: „Nach dieser Studie habe ich sofort alle Pflanzen zu Hause in größere Töpfe umgesetzt.“

Kernspinuntersuchungen zeigen, wie sich die Wurzeln von Pflanzen im Topf ausbreiten. Hier die Wurzeln von Gerste (links) und Zuckerrübe (rechts) in einem zylindrischen Topf 44 Tage nach der Aussaat.
Quelle: Forschungszentrum Jülich

Originalveröffentlichung:
Poorter H., Bühler J., van Dusschoten D., Climent J., Postma J.A. (2012a). Pot size matters: a meta-analysis of the effects of rooting volume on plant growth, Functional Plant Biology.
http://www.publish.csiro.au/paper/FP12049.htm

Weitere Informationen:
Pressemitteilung von der Fachtagung der „Society of Experimental Biology“
(in Englisch)
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2012-06/sfeb-wbp062712.php
Forschungszentrum Jülich, Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Pflanzenwissenschaften (IBG-2)

http://www.fz-juelich.de/ibg/ibg-2/DE/Home/home_node.html

The National Institute for Agricultural and Food Research and Technology (INIA), Madrid

http://www.inia.es/IniaPortal/verPresentacionIngles.action

Weitere Publikation zum Thema:
Poorter H., Fiorani F., Stitt M., Schurr U., Finck A., Gibon Y., Usadel B., Munns R., Atkin O.K., Tardieu F., Pons T.L. (2012b). The art of growing plants for experimental purposes: a practical guide for the plant biologist. Functional Plant Biology.
http://www.publish.csiro.au/paper/FP12028.htm

Ansprechpartner:
Dr. Hendrik Poorter
Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Pflanzenwissenschaften (IBG-2)
Tel: +49 (0)2461 61-8684
E-mail: h.poorter@fz-juelich.de

Pressekontakt:
Dr. Barbara Schunk, Tel. 02461 61-8031, b.schunk@fz-juelich.de