Wurzelpädagogik © Loiskandl, Schalko, Scholl, Strauss-Sieberth

Einleitung Die „hidden half“ der Pflanze Wurzel ≠ Wurzel Bsp.: Kleine Bibernelle Pimpinella saxifraga Abnahme des Tiefenstrebens der Polwurzel mit zunehmender geografischer Breite Links: Kärntner Becken; Tiefe: 273 cm Rechts: Jädraas, Mittelschweden; Tiefe: 100 cm Bildquelle: Kutschera, L., E. Lichtenegger und M. Sobotik. 2009. Wurzelatlas der Kulturpflanzen gemäßigter Gebiete mit Arten des Feldgemüsebaues, Wurzelatlas-Reihe, Band 7, DLG-Verlag, Frankfurt am Main

Wurzelsysteme Wurzelsysteme Das Wurzelsystem ist erblich durch den morphologischen Bauplan festgelegt und variiert in Abhängigkeit der Umwelteinflüsse: Wärme, Licht, Luft, Wasser, Mineralstoffe Im Allgemeinen kann zwischen zwei Wurzelsystemen unterschieden werden: Allorhizie polbürtige Bewurzelung Homorhizie endogene sproßbürtige Bewurzelung Seite 39 Wurzelatlas band 6; nach Polomski & Kuhn in Anlehnung an Köstler et al. Zitierung?? Quellen: Kutschera, L. und E. Lichtenegger. 2002. Wurzelatlas mitteleuropäischer Waldbäume und Sträucher, Bd. 6, Stocker Verlag, Graz Kutschera, L., E. Lichtenegger und M. Sobotik. 2009. Wurzelatlas der Kulturpflanzen gemäßigter Gebiete mit Arten des Feldgemüsebaues, Wurzelatlas-Reihe, Band 7, DLG-Verlag, Frankfurt am Main http://web2.mendelu.cz/af_211_multitext/obecna_botanika/obrazky/organologie/korenova_soustava.jpg (Abb.)

Wurzelsysteme Wurzelsysteme Es gibt auch verschiedene Formen der Bewurzelung: Wurzelanläufe – verdickte Wurzelansätze am Stock Vertikale Wurzeln Pfahlwurzeln – vom Wurzelpol abwärts wachsend Senkwurzeln – parallel zur Polwurzel nach unten wachsend Herzwurzeln – vom Wurzelstock schräg nach unten wachsend Wurzelbretter – Verdichtung fächerartig verzweigter abwärts gerichteter Wurzeln Horizontale Wurzeln – vorwiegend im Oberboden verlaufende Wurzeln Quellen: Kutschera, L., E. Lichtenegger und M. Sobotik. 2009. Wurzelatlas der Kulturpflanzen gemäßigter Gebiete mit Arten des Feldgemüsebaues, Wurzelatlas-Reihe, Band 7, DLG-Verlag, Frankfurt am Main http://www.waldorf-ideen-pool.de/medien/Faecher/Naturkunde/Pflanzenkunde/Wurzeln001.jpg (Abb.)

Ökologie Ökologie Die Durchwurzelung hat Auswirkungen auf: Nährstoffhaushalt – Eintrag organischer Substanz Bodengefüge – bodenverbessernde Wirkung infolge ergiebiger Durchwurzelung bis in größere Tiefen Wasserhaushalt – regulierende Wirkung der Wurzelmasse Symbiosen zwischen Wurzeln und Pilzen sind von großer wirtschaftlicher und ökologischer Bedeutung, da der Bestandsabfall abgebaut wird. Symbiosen zwischen Wurzeln und Bakterien erhöhen die Stickstoffversorgung und somit die Ertragsbildung der Pflanzen. (a) Mykhorriza (a) ektotrophe ~ (b) endotrophe ~ (c) vesikulär-arbuskuläre ~ Wurzel- knöllchen (c) (b) Quellen: Kutschera, L. und E. Lichtenegger. 2002. Wurzelatlas mitteleuropäischer Waldbäume und Sträucher, Bd. 6, Stocker Verlag, Graz; http://www.geodz.com/deu/d/images/2291_mykorrhiza.png (li. Abb.); http://www.wissenschaft-online.de/abo/lexikon/biok/12934 (re. Abb.)

Funktionen der Wurzel Funktionen der Wurzel Verankerung der Pflanze im Boden und Erschließung des Raumes Aufnahme von Wasser und Ionen aus dem Boden Ausscheidung von Stoffen zur Erschließung von Nähr- stoffen im Boden und Um- satz der organischen Masse Speicherung von Assimilaten Foto: RootRAP 2009

Aufbau der Wurzel Aufbau der Wurzel Querschnitt Längsschnitt Rhizodermis (Wurzeloberhaut) Wurzelhaar Wurzelrinde Endodermis (enthält Caspary-Streifen) Zentralzylinder mit Xylem und Phloem Wurzelhaube umschließt und schützt den Vegetationspunkt (Meristem) Wurzelhaar- zone Streckungs- zone Zellteilungs- zone (Wachs- tumszone) Quelle: http://www.uni-duesseldorf.de/MathNat/Biologie/Didaktik/Wasserhaushalt/dateien/4_von_w/1_wurzel/dateien/1_bau.html#

Der Weg des Wassers in der Wurzel Caspary- scher Streifen (a) apoplastischer Transport Zellwandtransport  Diffusion (b) symplastischer Transport Transport durch das Cytoplasma  Osmose Wasseraufnahme über die Epidermis der Wurzehaarzone in die (a) winzigen Hohl- räume in den Zellwänden oder (b) direkt in das Cytoplasma der Rhizodermiszellen Wasser passiert die Wurzelrinde Aufnahme des Wassers in die Endodermiszellen (Weiterwandern des Wassers in den Zellwänden durch undurchlässige Wand der Epidermis verhindert) Weitergabe des Wassers an die wasserleitenden Gefäße Quelle: http://www.uni-duesseldorf.de/MathNat/Biologie/Didaktik/Wasserhaushalt/dateien/4_von_w/1_wurzel/dateien/2_wasser.html (mod.)

Literatur Unterlagen und Informationen Vorlesungen an der BOKU zu diesem Thema: 911.312 Rhizosphere Processes and Application to Agriculture and Soil Protection 911.318 Ecology and Management of the Rhizosphere in Ecological Engineering 912.322 Wurzeln und Mykorrhiza in der Waldökologie 953.310 Symbionten und Pathogene in der Rhizosphäre International Society of Root Research – ISRR http://www.rootresearch.org/ Österreichische Gesellschaft für Wurzelforschung – ASRR http://asrr.boku.ac.at/index.php?id=32 Pflanzensoziologisches Institut http://www.wurzelforschung.at/index.html Publikationsliste: http://www.wurzelforschung.at/publikationen.pdf Paper Leitner, D., S. Klepsch, G. Bodner und A. Schnepf. 2010. A dynamic root system growth model based on L-Systems. Plant and Soil, 332(1-2): 177-192. Link: http://www.springerlink.com/content/764513q0q78k2rt3/fulltext.html BOKU Kongress 9

Wurzelfreilegung Termine auf Anfrage: ihlw-office@boku.ac.at

Wurzelfreilegung Wurzelfreilegung im Feld oder Labor Feld Im Rahmen eines Workshops wird die Technik der Wurzelfreilegung, wie sie zum Beispiel für die Wurzelatlas-Serie verwendet wurde, vermittelt. Die Standorte für die Freilegung werden in Ab-hängigkeit von der Zielgruppe ausgewählt (z. B. Bodenprofile mit unterschiedlicher Bodenbear-beitung, Versuchsfelder, Gebirgsstandorte). Labor Alternativ kann die Wurzelfreilegung anhand von Topfversuchen durchgeführt werden. Dazu werden im Vorfeld geeignete Pflanzen im Klimaschrank des IHLWs herangezogen. Fotos: RootRAP 2009 (oben); Himmelbauer 2009 (unten)

Wurzelfreilegung 7. Symposium der International Society of Root Research (ISRR) „Root Research and Applications“ Exkursion am 5. September 2009 Fotos: RootRAP 2009

Wurzelfreilegung Arbeitsverfahren der Wurzelfreilegung Vorbereitung: Ausstechen einiger Pflanzen  grober Überblick der Bewurzelungsweise Grobes Freilegen: sprossbürtige Bewurzelung: flachstreichende Wurzeln freilegen und danach die in die tieferen Schichten wachsenden Wurzeln Polwurzelsystem: sofortige Freilegung bis in die Tiefe In entsprechendem Abstand von der Pflanze wird ein etwa 1 m tiefes Loch mit Schaufel oder Bagger ausgehoben. 1-2 Personen sollten in diesem Loch gut stehen können. Feinarbeit: Reißnadel mit einem spitzen und einem gebogenen Ende  spitzes Ende: Abstechen der Erde im Bereich der Wurzel Rücken: Abräumen des Erdmaterials Darstellung und Dokumentation: Zeichnungen können die natürliche Lage der Wurzeln weitgehend maßstabgetreu erfassen. Angefertigt werden sie am besten auf kariertem Papier mit Bleistiften verschiedener Stärken. Die Bodenstruktur mit den Wurzeln kann durch Fotos belegt werden. Foto: Himmelbauer 2010

Wurzelerlebniskoffer

Wurzelerlebniskoffer Inhalt: Wurzelquartett (Anleitung Folie 16-17) Wurzelmemory (Anleitung Folie 18) Rezepte – Kulinarium Herbarium-Puzzle Anleitung – Wurzelfreilegung Artikel zum Thema Wurzel

Wurzelquartett Steirischer Ölkürbis I-IV

Wurzelquartett Wurzelquartett – Spielanleitung Das Spiel setzt sich aus acht Quartetten zusammen und kann in Gruppen mit drei bzw. vier Personen durchgeführt werden. Spielablauf: Karten mischen Karten einzeln im Uhrzeigersinn austeilen Zuordnung der Quartette erfolgt über Farbrand und Namen der jeweiligen Pflanzen Die Person zur Linken der Kartengeberin bzw. des Kartengebers beginnt mit dem Spiel und fragt eine beliebige Person nach einer bestimmten Karte (z.B.: Spinat I) Wenn man nach einer Karte fragt, muss man von diesem Quartett schon mindestens eine Karte in der Hand haben. Hat die befragte Person die Karte in ihren Händen, muss sie diese hergeben. Sobald eine Person die gesuchte Karte nicht in ihren Händen hat, ist diese an der Reihe nach Karten zu fragen. Ein vollständiges Quartett legt man offen auf den Tisch. Wenn man keine Karten mehr hat, ist das Spiel für diese Person vorbei. Die Person mit den meisten Quartetten am Ende des Spieles hat gewonnen.

Wurzelmemory Luzerne Medicago sativa & Mais Zea mays Spielanleitung: Die Zuordnung der einzelnen Paare erfolgt über das Wurzelsystem der Pflanze, den Farbrand sowie über das Bodenprofilfoto. Die Memorykarten werden gemischt und einzeln mit der Motivseite nach unten auf den Tisch aufgelegt. Man deckt zwei Karten für alle Mitspieler/ -innen ersichtlich auf. Falls es sich nicht um ein zusammengehöriges Paar handelt, werden die Karten wieder verdeckt auf den ursprünglichen Platz gelegt. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis ein Kartenpaar aufdeckt wird; dieses Paar darf man sich behalten. Gewonnen hat die Person, die am Ende die meisten Katenpaare gesammelt hat.

Diskussion Nachhaltigkeit Wissen Hang- und Uferstabilisierung Wasserwirtschaft Wissen Bodenschutz Ingenieurbau Erosionsschutz Landwirtschaft Verbesserung des Humushaushaltes Forstwirtschaft Standortgerechte Fruchtfolge Ökologie Artenvielfalt Trockentoleranz BOKU Kongress 19

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Universität für Bodenkultur Wien Department für Wasser-Atmosphäre-Umwelt Institut für Hydraulik und landeskulturelle Wasserwirtschaft Muthgasse 18, 1190 Wien E-Mail: willibald.loiskandl@boku.ac.at http://www.wau.boku.ac.at/ihlw.html