Sauerstoffversorgung der Wurzeln: Warum Wurzeln Luft brauchen und wie du Sauerstoffmangel vermeidest

Warum Wurzeln Sauerstoff brauchen

Wurzeln betreiben keine Photosynthese, sie leben von Zucker aus den Blättern. Um daraus Energie zu gewinnen, atmen sie – und dafür brauchen sie Sauerstoff. Diese Energie treibt das Wurzelwachstum an und die Aufnahme von Wasser und Nährstoffen. Wie Wurzelspitzen, Feinwurzeln und Wurzelhaare aufgebaut sind, erklärt der Artikel Wurzelaufbau.

Fachleute unterscheiden zwei Stufen: Hypoxie bedeutet Sauerstoffmangel, Anoxie das völlige Fehlen von Sauerstoff. Unter diesen Bedingungen schalten Wurzeln auf Gärung um. Das liefert nur einen Bruchteil der Energie, das Zellinnere übersäuert, und empfindliche Zellen sterben ab. Typische Auslöser sind laut Fachliteratur schlechter Wasserabzug nach Regen oder Bewässerung.

Wie schnell das die Versorgung trifft, zeigt ein Versuch mit Tomaten in Nährlösung, der der Sauerstoff entzogen wurde: Schon nach 4 Stunden trat Kalium aus den Wurzeln aus, nach etwa 10 Stunden stoppte die Aufnahme fast aller Nährstoffe – nur Nitrat wurde weiter aufgenommen. Nach 48 Stunden nahmen die Pflanzen 20–30 % weniger Wasser auf. Direkte Versuche dieser Art mit Cannabis sind rar; die Grundlagen gelten aber allgemein für Pflanzen, die nicht an nasse Standorte angepasst sind.

Wie der Sauerstoff an die Wurzeln kommt

Ein Substrat besteht aus festen Teilchen und Poren. Nach dem Gießen läuft das Wasser aus den groben Poren ab, und Luft strömt nach; die feinen Poren halten das Wasser fest. Über die luftgefüllten Poren tauscht der Wurzelraum Gase mit der Umgebung aus. Sind alle Poren mit Wasser gefüllt, bricht dieser Austausch fast zusammen, denn in Wasser breitet sich Sauerstoff etwa 10.000-mal langsamer aus als in Luft.

Wie viel Luft ein Substrat hält, nennt man Luftkapazität – den Anteil des Volumens, der nach dem Abtropfen mit Luft gefüllt ist. Für gut zu führende Topfsubstrate nennt die Gartenbauforschung etwa 10–30 %. Feine Teilchen, etwa aus zersetzter organischer Substanz, verringern die Luftporen; grobe, stabile Zuschläge wie Perlit halten sie offen.

Auch die Topfform zählt: Unten im Topf bleibt immer eine nassere Zone, weil das Substrat dort Wasser gegen die Schwerkraft festhält. Mit zunehmender Topfhöhe sinkt der Wasseranteil und steigt der Luftanteil. Dasselbe Substrat verhält sich in einer flachen Schale also deutlich nasser als in einem hohen Topf.

In der Hydrokultur stehen die Wurzeln direkt im Wasser und sind auf gelösten Sauerstoff angewiesen. Wie viel Wasser aufnehmen kann, hängt von der Temperatur ab: Bei Normaldruck sind es etwa 9,5 mg/l bei 18 °C, aber nur rund 7,8 mg/l bei 28 °C. Belüftung und Wassertemperatur sind deshalb die zentralen Stellschrauben, wie der Artikel Sauerstoff in Nährlösungen zeigt.

Diagnose: Woran du Sauerstoffmangel erkennst

Sauerstoffmangel sieht auf den ersten Blick oft wie Durst oder Nährstoffmangel aus. Das wichtigste Unterscheidungsmerkmal ist der Zustand des Substrats.

Gesunde Wurzeln sind meist hell und fest. Braune, weiche Wurzeln sind ein Zeichen für abgestorbenes Gewebe – häufig sind dann auch Erreger von Wurzelfäule beteiligt. Bei Cannabis zählen Pythium- und Fusarium-Arten zu den schädlichsten Wurzelerregern; sie verursachen Welke, Vergilbung, Kümmerwuchs und im schlimmsten Fall das Absterben der Pflanze. Als Vorbeugung empfiehlt die Fachliteratur unter anderem, übermäßiges Gießen zu vermeiden. Wie sich Überwässerung von anderen Ursachen abgrenzen lässt, erklärt der Artikel Überwässerung.

So sicherst du die Luftversorgung im Wurzelraum

• Luftiges Substrat wählen. Grobe Anteile wie Perlit halten große Poren offen. Drücke das Substrat beim Befüllen nicht fest, denn Verdichten zerstört genau diese Poren.

• Wasserabzug sicherstellen. Nur Töpfe mit Abzugslöchern verwenden und den Untersetzer nach dem Abtropfen leeren.

• Topf passend zur Pflanze wählen. Ein kleiner Wurzelballen in viel Substrat verbraucht wenig Wasser, der Topf bleibt lange nass. Flache, breite Gefäße halten zudem mehr Wasser als hohe.

• Erst gießen, wenn das Substrat angetrocknet ist. In Erde darf zwischen zwei Gaben ein Teil des Wassers verbraucht werden; so strömt wieder Luft in die Poren. Wie du den Moment erkennst, beschreibt der Artikel zum Gießzeitpunkt.

• Coco luftig führen. Coco wird häufig gegossen und soll nicht austrocknen. Grobe Coco-Mischungen oder ein Perlit-Anteil sorgen dafür, dass trotzdem genug Luft im Substrat bleibt – mehr dazu unter Bewässerung in Coco.

• In der Hydrokultur belüften und kühlen. Luftsprudler oder Wasserbewegung sowie eine nicht zu warme Nährlösung halten den Sauerstoffgehalt hoch.

Typische Fehler und Irrtümer

• Drainageschicht aus Kies oder Blähton. Sie verbessert den Wasserabzug nicht. Das Wasser staut sich im Substrat direkt über der groben Schicht, bis dort kaum noch Luft vorhanden ist.

• Welke Blätter reflexartig gießen. Hängen die Blätter bei nassem Substrat, verschlimmert jede weitere Gabe den Sauerstoffmangel. Erst Topfgewicht und Substrat prüfen.

• „Überwässern heißt, zu viel auf einmal zu gießen.“ Nach einer kräftigen Gabe läuft überschüssiges Wasser ab, und ein gutes Substrat enthält danach wieder 10–30 % Luft. Problematisch wird es, wenn nachgegossen wird, bevor die Wurzeln Wasser verbraucht haben, oder wenn das Substrat zu wenig grobe Poren hat.

• Zusätze statt Struktur. Kein Wurzelstimulator und kein anderes Mittel ersetzt luftgefüllte Poren. Fehlt dem Substrat die Struktur, helfen nur ein luftigeres Substrat und seltener gießen.

• Stehendes Wasser im Untersetzer. Das Substrat saugt es von unten wieder auf, und der Topfboden bleibt dauerhaft nass.

Mehr über Wurzeln, ihre Funktionen und ihre Ansprüche findest du in der Kategorie Wurzelbiologie.