Mitteilungen der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften Band 23

Mitt. Ges. Pflanzenbauwiss. 23: 65–66 (2011)
Aufnahme von Nährstoffen durch Blattoberflächen –
von Mythen, Dogmen und Legenden
Thomas Eichert
Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz, Pflanzenernährung, Universität Bonn.
E-mail: t.eichert@uni-bonn.de
Einleitung
Unter bestimmten Bedingungen ist es vorteilhaft, Pflanzen anstatt über die Wurzeln
durch Düngung über das Blatt mit Nährstoffen zu versorgen. Dies ist zum Beispiel
der Fall, wenn die Versorgung mit dem jeweiligen Nährelement durch Immobilisierung
im Boden limitiert ist (zum Beispiel Eisen in Kalkböden) oder wenn die
Pflanzen durch Trockenheit zu wenige Nährstoffe über die Wurzeln aufnehmen
können. Mit Ausnahme von Bor (in der Form von Borsäure) und Harnstoff liegen alle
Nährelemente i. d. R. als Ionen vor. Die Blattoberfläche ist von der Cuticula, einer
lipoiden Hülle bedeckt, die eine effektive Barriere gegen den Transport von polaren
Stoffen, insbesondere von Ionen darstellt.
Auf welchem Wege die ausgebrachten Nährstoffe ins Blatt eindringen, war lange
Zeit umstritten. Es herrschte die Annahme vor, dass die Aufnahme gelöster Stoffe
nur durch die Cuticula erfolgen kann, während Stomata als undurchdringbar
angesehen wurden. Da somit alle denkbaren Transportwege für Nährstoffe ins
Blattinnere als nicht (Stomata) oder fast nicht (Cuticula) verfügbar galten, war es
lange unklar, wie die Blattdüngung überhaupt funktionieren kann.
Folgende morphologische Besonderheiten bzw. Mechanismen wurden oder werden
als Erklärungsansätze für die Aufnahme von Nährstoffen durch Blattoberflächen
genannt: „Ectodesmata“ sollten als symplastische Auswüchse die Cuticula durchsetzen
und die Aufnahme erleichtern. Die Cuticula sollte in der Umgebung der
Stomata, in der „peristomatären“ Region, durchlässiger sein als in den anderen Regionen.
Durch das „Schwellen“ der Cuticula bei Kontakt mit Wasser soll die Durchlässigkeit
für polare Substanzen erhöht werden. „Polare Poren“ sollen sich durch
Adsorption von Wasser in der Cuticula bilden und als Transportweg für polare
Substanzen fungieren. Es werden Ergebnisse vorgestellt, die zeigen, dass einige
dieser bisher weit verbreiteten Ansichten revidiert werden müssen.
Material und Methoden
Die Hypothese, dass gelöste Stoffe durch Stomata in Blätter eindringen können,
wurde durch die Applikation von fluoreszierenden Tracern untersucht. Dazu wurden
gelöste (Na-Fluorescein) oder partikuläre Tracer („Nanospheres“ mit Durchmessern
von 42 oder 1000 nm) auf intakte Blätter oder isolierte Epidermen appliziert und die
Aufnahme mit fluoreszenzmikroskopischen Methoden verfolgt. Details sind in Eichert
et al. (2008) beschrieben.
Quantitative Untersuchungen wurden mit 15 N-markierten Ammonium- und Nitratsalzen
sowie mit Harnstoff durchgeführt. Diese Stoffe wurden zusammen mit 13 Cmarkierter
Saccharose auf die Oberflächen intakter Blätter (mit oder ohne Stomata)
appliziert. Die in Eichert und Goldbach (2008) im Detail beschriebene Analyse der
unterschiedlichen Aufnahmeraten von 15 N- und 13 C-markierten Stoffen ermöglichte
die Berechnung der Durchmesser der verwendeten Aufnahmewege.