Pflanzenwachstum - was das Wachstum ermöglicht und steuert

Pflanzenwachstum wird von verschiedenen äusseren Faktoren beeinflusst und in der Pflanze durch Hormone gesteuert. Voraussetzung für Wachstum ist ein ausreichendes Angebot an Licht, Wasser und Nährstoffen bei einer geeigneten Temperatur. Wir verraten dir, welche Faktoren das Wachstum fördern und wodurch es gestört wird.

Zusammenfassung

• Pflanzenwachstum ist die Zunahme von Höhe und Breite einer Pflanze und mit Massenzuwachs verbunden.
• Für den Aufbau ihrer Masse benötigt die Pflanze Wasser und Mineralien aus dem Boden sowie Kohlendioxid aus der Luft.
• Die Nährstoffaufnahme und der Stoffwechsel der Pflanze sind nur bei Temperaturen innerhalb des Toleranzbereichs der Pflanzenart möglich.
• Die Energie für das Pflanzenwachstum stammt aus dem Sonnenlicht und wird von den Pflanzen chemisch gebunden und gespeichert.
• Licht-, Nährstoff- und Wassermangel, Schädlingsbefall und Krankheiten hemmen das Pflanzenwachstum.

Pflanzenwachstum

Die klimatischen Bedingungen, wie die Luft- und Bodentemperaturen sowie die Menge des Niederschlags, sind wesentliche Faktoren, die das Wachstum einer Pflanzenart bestimmen. Zusätzlich spielen die Bodenbeschaffenheit, das Nährstoffangebot, die Tageslänge und der Entwicklungszustand der Pflanze eine Rolle.

Pflanzen durchlaufen verschiedene Entwicklungsstadien von der Keimung bis zur Bildung von Blüten, Früchten und Samen. In der Jugendphase ist das Pflanzenwachstum schnell. Jungpflanzen streben zum Licht und setzen sich dabei gegen Konkurrenten durch, die sie beschatten könnten. Ohne ausreichend Licht, können Pflanzen ihren Energiebedarf nicht decken und wachsen nicht. Achte darum immer darauf, sie an einen geeigneten Standort zu setzen.

Erreichen die Gewächse ihre Blühreife wird das Wachstum zugunsten der Blütenbildung und Fruchtreifung begrenzt. Einjährige Pflanzen sterben nach der Fruchtreife ab. Mehrjährige Arten gehen in den gemässigten Breiten in die Winterruhe über. Statt zu wachsen, lagern sie im Herbst Reservestoffe im Stamm, den Rhizomen, Knollen oder Zwiebeln ein.

Frühjahrsgeophyten wie Buschwindröschen oder Krokusse wachsen immer nur während einer sehr kurzen Zeit im Jahr. Sie treiben aus, blühen und fruchten innerhalb von wenigen Wochen im Frühling, bevor andere Gewächse ihnen das Licht streitig machen können. Stauden, Bäume und Sträucher wachsen dagegen während der Vegetationszeit ständig. Sie bilden neue Triebe, Verzweigungen und Wurzelausläufer.

Zellen teilen sich und wachsen

Der Pflanzenkörper besteht aus Zellen. Für das Pflanzenwachstum können sich die Zellen durch Teilung vermehren oder durch Streckung grösser werden. Zellteilung findet nur in Meristemen statt. Die befinden sich an den Triebspitzen, den Wurzelspitzen, in den "schlafenden Augen" an den Trieben und bei Gehölzen in der Rinde. Bei der Teilung entstehen zwei Tochterzellen. Diese strecken sich und wachsen, indem sie Wasser in ihren Vakuolen einlagern. Fehlt ausreichend Wasser, bleiben die Zellen kleiner und die Pflanze kümmert. Wenn Nährstoffe fehlen, kann die Pflanze nicht genug Blattfarbstoffe und andere notwendige chemische Verbindungen bilden, um die Tochterzellen optimal auszustatten. Sie teilt die gespeicherten Nährstoffe aus den Mutterzellen auf, bis nicht mehr genug vorhanden sind. Erst dann zeigen sich Nährstoffmängel durch Chlorosen, Nekrosen oder Verkrüppelungen der jungen Pflanzenteile.

Wenn die Zelle ihre endgültige Grösse erreicht hat, wird Zellulose in die Zellwände eingelagert und diese werden fest. Danach kann die Zellen nicht mehr wachsen und eine Teilung ist auch nicht mehr möglich. In den Meristemen werden Hormone gebildet, die das Wachstum von Seitentrieben hemmen. Wird die Triebspitze entfernt, wird die Hemmung aufgehoben und Seitentriebe beginnen zu wachsen. Das machen sich Gärtner beim Rückschnitt zunutze, um buschige, reich verzweigte Pflanzen zu bekommen.

Pflanzenhormone

Phytohormone spielen eine zentrale Rolle bei der Regulierung des Wachstums. Die wichtigsten Hormone sind Auxine, Gibberelline, Cytokinine, Abscisinsäure und Ethylen.

Auxine

Auxine sind eine Gruppe von Hormonen, die das Längenwachstum der Pflanzenzellen steuern. Sie sind auch an der Regulation von Zellteilung und Zelldifferenzierung beteiligt. Ausserdem spielen sie eine Rolle bei der Ausrichtung der Pflanzen zum Licht (Fototropismus). Auxine hemmen das Austreiben von Seitenknospen.

Gibberelline

Gibberelline fördern das Wachstum von Seitentrieben. Sie sind Gegenspieler der Auxine. Ist eine Knospe weit genug von einem Spitzenmeristem entfernt, überwiegend der Einfluss der Gibberelline gegenüber dem der Auxine und die Knospe treibt aus.

Cytokinine

Cytokinine fördern die Zellteilung und wirken im Zusammenspiel mit Auxinen. Sie sind entscheidend für die Entwicklung von Knospen und Blättern.

Abscisinsäure

Dieses Hormon steuert Stressreaktionen und hemmt das Wachstum. Es ist etwa für das Schliessen der Stomata bei Trockenheit verantwortlich. In Samen verhindert Abscisinsäure die Keimung. Erst wenn das Hormon abgebaut ist, wird die Keimruhe aufgehoben und der Samen kann keimen.

Ethylen

Ethylen ist ein Reifungshormon und hemmt das Längenwachstum. Es sorgt dafür, dass in Früchten Stärke in Zucker umgewandelt wird. Ausserdem ist es dafür verantwortlich, dass Pflanzenteile altern und Blätter abgeworfen werden. Ethylen steuert zusätzlich die Abwehrreaktionen auf Schädlingsbefall.

Begrenzende Faktoren für das Pflanzenwachstum

Pflanzen können nur wachsen, wenn die Klimabedingungen es zulassen. Es muss warm genug sein, damit der Stoffwechsel reibungslos funktioniert. Bei manchen Arten reichen bereits 5 °C für das Pflanzenwachstum aus. Gewächse aus tropischen Gebieten wachsen bei Temperaturen unter 20 °C nicht. Auch zu hohe Temperaturen hemmen das Wachstum. Für jede Pflanze gibt es ein arttypisches Temperaturoptimum, in dem sie am besten wächst.

Einen grossen Einfluss hat auch die mechanische Belastung durch Druck auf die Wurzeln, Wind und Berührungen. Einseitige Windrichtungen führen bei Bäumen dazu, dass das Pflanzenwachstum auf der windabgewandten Seite verstärkt und auf der windzugewandten Seite verringert wird. Werden Pflanzen regelmäddig berührt – zum Beispiel entlang von Wegen – wachsen sie um bis zu 30 % langsamer.

Weitere Faktoren, die das Pflanzenwachstum beeinflussen, sind Schädlinge und Krankheiten. Muss die Pflanze Energie und Ressourcen in die Abwehr investieren, bleibt sie im Wachstum zurück.