Keimarten und Umgebungsfaktoren - Wie Samen keimen

21. Mai 2024

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Benji Freeman

Keimarten und Umgebungsfaktoren - Wie Samen keimen

Inhalt des Artikels

Die verschiedenen Arten - wie Samen Keimen
Verschiedene Faktoren - Umgebungselemente
Licht
Sauerstoff
Temperatur
Wasser
Stratifizierung als Keimhilfe

Samen sind das Fundament unseres Lebens und entscheidend für das Wachstum aller Pflanzenarten. Sie beinhalten alles, was eine Pflanze benötigt, um sich zu einem gesunden Keimling zu entwickeln. Es ist ein beeindruckender Vorgang, bei dem aus einem kleinen Samen eine große, lebendige Pflanze entsteht.

Beim Keimen von Samen spielen verschiedene Faktoren eine wichtige Rolle, die je nach Keimart unterschiedlich sein können. Dazu gehören vor allem Licht, Sauerstoff, Temperatur und Wasser. Manche Samen benötigen Licht um zu keimen, während andere im Dunkeln erst zur Keimung aktiviert werden. Sauerstoff wird für die Zellatmung benötigt, die den Energiebedarf des wachsenden Embryos deckt. Ebenso gibt es Temperaturbereiche, die die Keimung fördern oder hemmen und so das Ergebnis beim Keimen beeinflussen. Für eine erfolgreiche Keimung ist auch die Versorgung mit Wasser entscheidnd, da es die Samenquellung und die Aktivierung innerer Stoffwechselprozesse ermöglicht.

Dazu kommen noch besondere Merkmale, wie die Vorbehandlungen oder unterschiedliche Keimzeiten, die den Erfolg maßgeblich steuern. Ein gutes Verständnis dieser Faktoren hilft dabei, die Samen richtig vorzubereiten und sie erfolgreich gedeihen zu lassen.

Wie und welche Bedingungen Samen zum keimen brauchen und welche Faktoren es zu beachten gibt, um die Keimruhe zu überwinden, zeigen wir hier in diesem Artikel.

Die verschiedenen Arten - wie Samen Keimen

Nach dem keimen von Samen entwickeln sich Keimlinge nach zwei klar definierten Abläufen.

Je nach Art wird zwischen einem oberirdischen (epigäischen) oder unterirdischen (hypogäischen) Keimungstyp unterschieden.

Epigäische Keimung (oberirdisch)

Bei dieser Art der Keimung wächst der Keimstiel, auch Hypokotyl genannt, zwischen der Wurzel und den Keimblättern. Dieser Stängel bildet einen sogenannten Hypokotylhaken – der mit einen bogenförmigen Auswuchs (Hakenform) aus dem Samen heraus entsteht und hilft, die Bodenoberfläche zu durchbrechen oder mit ihr Kontakt zu bekommen. Sobald der Keimling die Erde durchstößt oder die Verbindung zur Oberfläche erhält, entfalten sich die Keimblätter, die bis dahin im Samen verborgen waren.

Die Keimblätter sind die ersten Sichtbaren Blätter eines Keimlings die photosynthetisch aktiv sind, dadurch können sie Licht in Energie umwandeln, um die Pflanze mit Nährstoffen zu versorgen. Nachdem einige Primärblätter gebildet wurden, sterben später die Keimblätter ab und die Primärblätter übernehmen die komplette Photosynthese.

Arten-Beispiele für epigäische Keimung:

Tomate, Kartoffel, Sonnenblume, Aubergine, Paprika, Radieschen, Kürbis, Gurke

Epigaische_und_Hypogaische_Keimung_-_Epigeic_and_hypogeic_germination_-_www — Epigäische und hypogeische Keimung im Vergleich

Hypogäische Keimung (unterirdisch)

Bei der unterirdischen Keimung entsteht der Keimstiel, auch Epicotyl genannt, im Boden zwischen den Keimblättern und den ersten Primärblättern. Der Stängel verbleibt im Boden, bis die Primärblätter die Oberfläche durchbrechen. Erst dann sind die ersten Blätter sichtbar, die Photosynthese betreiben können.

Bei dieser Keimart sterben die Keimblätter schon oft bereits im Boden ab, während die Primärblätter direkt die Photosynthese übernehmen.

Arten-Beispiele für hypogäische Keimung:

Erbse, Bohne, Dicke Bohne, Dattelpalme, Soja

Verschiedene Faktoren - Umgebungselemente

Beim Keimen handelt es sich um einen Prozess, während dieser Phase sind bestimmte Bedingungen notwendig, damit die Keimung erfolgreich verläuft.

Wesentliche grundlegende Umgebungselemente sind zu beachten, um den wichtigen Lebenszyklus einer Pflanze zu starten. Um die Samenruhe zu überwinden und damit die Samen erfolgreich keimen und zu gesunden Pflanzen heranwachsen zu lassen, müssen folgende bestimmte Faktoren und Umgebungselemente berücksichtigt werden:

Licht
Sauerstoff
Temperatur
Wasser

Das Berücksichtigen dieser Faktoren bei der Aussaat und Pflege, bestimmt maßgeblich die Keimrate und erhöht die Chance auf eine erfolgreiche Keimung und gesunde Pflanzen.

Licht

Der Faktor Licht spielt eine wichtige Rolle beim Keimen von Pflanzen, allerdings ist die benötigte Intensität und die Zeit der Lichteinstrahlung stark von der jeweiligen Pflanzenart abhängig.

Wir unterscheiden hinsichtlich der Lichtverhältnisse beim Keimvorgang zwischen Lichtkeimern und Dunkelkeimern.

Licht_-_Sonne_-_Light_-_Sun_-_www — Energie der Sonne - Das Lichtverhältnis ist entscheidend

Für Arten die als Lichtkeimer bezeichnet werden, ist das Licht zur Keimung bereits ein notwendiger Aspekt. Sie wachsen auf der Erdoberfläche oder werden nur sehr leicht mit Erde bedeckt, maximal 0,5 cm. Die Steuerung der Keimung wird hierbei durch alle Faktoren wie Licht, Temperatur, Wasser und Sauerstoff geregelt. Licht aktiviert bei diesen Arten bestimmte Phytochrome, die die Keimung fördern.

Arten die ausschließlich Dunkelheit zum keimen benötigen, werden Dunkelkeimer genannt. Sie werden in den Erdboden gelegt und vollständig mit Erde bedeckt. Die Saattiefe wird hierbei generell durch die Samengröße bestimmt. Bei diesen Arten ist die Keimung hauptsächlich nur durch dreiFaktoren wie Wasser, Temperatur und Sauerstoff gesteuert. Licht kann bei Dunkelkeimern die Keimung hemmen, da bestimmte Hormone wie Abscisinsäure aktiviert werden.

Beim Keimen ist Licht für einige Pflanzenarten entscheidend, für andere eher unwichtig oder sogar hinderlich. Nach der Keimung ist Licht in der Regel wichtig für das Wachstum und die Entwicklung der jungen Pflanzen, da es die Photosynthese ermöglicht. Jedoch gibt es auch Arten die neutral auf das Lichtverhältnis reagieren, wie Arten der Mikrogrün und Keimprossen.

Diese Pflanzenarten besitzen ein ausgewogenes Verhältnis von Phytochromen, also lichtempfindlichen Proteinen, die die Keimung steuern. Bei lichtunabhängigen keimern ist die Keimung nicht strikt an das Licht oder die Dunkelheit gebunden, sondern wird eher durch andere Faktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit und Sauerstoff beeinflusst.

Sauerstoff

Die Keimung eines Samens ist ein hochkomplexer biologischer Prozess. Damit aus einem ruhenden Samen eine aktive, wachsende Pflanze entsteht, braucht der Same neben Wasser, Temperatur und Licht, auch Sauerstoff. Sauerstoff ist ein entscheidender Faktor bei der Keimung von Samen, der jedoch oft unterschätzt und nicht beachtet wird, aber absolut lebenswichtig ist.

Warum ist Sauerstoff wichtig?

Mit der Wasseraufnahme durch den Samen beginnt der Stoffwechsel. Der zuvor ruhende Embryo wird aktiv und benötigt Energie, um Zellteilung und Wachstum zu starten. Diese Energie wird durch aerobe Zellatmung gewonnen - ein Prozess, der Sauerstoff benötigt.

Aerobe Atmung wandelt Zucker aus gespeicherten Reserven im Samen, mithilfe von Sauerstoff in Adenosintriphosphatum um - die universelle Energiequelle der Zelle.

Dabei nehmen die Zellen Wasser auf, was zur Rehydrierung und Aktivierung biologischer Prozesse führt – der Startschuss für die Keimung.

Ohne Sauerstoff müsste der Samen auf anaerobe Prozesse zurückgreifen, die deutlich weniger Energie liefern und oft zu toxischen Nebenprodukten führen.

Folgen von Sauerstoffmangel

Ein Mangel an Sauerstoff kann die Keimung stark beeinträchtigen oder sogar verhindern. Bei stark verdichteten Böden oder bei übermäßiger Wasserzufuhr, die die Luftverfügbarkeit im Substrat reduziert, wird die Keimung verlangsamt. Dadurch kann der Energiebedarf nicht gedeckt werden. Das führt zu einer gestörten Zellteilung, wodurch sich Wurzeln nicht vollkommen entwickeln können. Bei längerem Sauerstoffmangel stirbt der Keimling ab.

Praktische Tipps für optimale Sauerstoffversorgung

Eine zentrale Voraussetzung für das gesunde Wachstum von Pflanzen ist die Qualität und Struktur des Bodens. Die Lockerung des Bodens spielt dabei eine entscheidende Rolle, sie verhindert die Verdichtung, die häufig durch Bewässerung, Wurzeldruck oder mechanische Belastung entsteht. Ein lockerer Boden ermöglicht eine bessere Luftzirkulation, wodurch die Wurzeln mit ausreichend Sauerstoff versorgt werden, der ein essenzieller Faktor für die Zellatmung und Nährstoffaufnahme ist.

Ebenso wichtig ist die Vermeidung von Staunässe. Wenn überschüssiges Wasser nicht abfließen kann, verdrängt es den Sauerstoff im Boden. Dies führt zu Sauerstoffmangel, was die Wurzelatmung hemmt und das Risiko von Fäulnis und Wurzelkrankheiten erhöht. Eine gute Drainage ist daher unerlässlich, besonders bei Topfpflanzen oder in schweren Böden.

Die Wahl geeigneter Substrate unterstützt diese Prozesse zusätzlich. Durchlässige Materialien wie Vermiculit oder Perlit verbessern die Bodenstruktur, indem sie Wasser speichern, aber gleichzeitig überschüssige Feuchtigkeit ableiten. Sie fördern die Belüftung und schaffen ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Feuchtigkeit und Luft im Wurzelbereich – ideal für kräftiges Pflanzenwachstum.

Temperatur

Die Temperatur wirkt sich unmittelbar auf die Wachstumsgeschwindigkeit, die Erfolgsquote und sogar auf die Gesundheit der jungen Pflänzchen aus.

Wenn Samen mit Wasser in Kontakt kommen, brauchen sie die passende Umgebungstemperatur, um ihren Keimvorgang zu aktivieren. Die Enzyme nehmen ihre Arbeit auf, die Zellteilung beginnt und der Embryo entwickelt sich. Ist es zu kalt, bleiben diese Prozesse inaktiv - ist es zu heiß, können sie gestört oder sogar vollständig unterbrochen werden. Optimale Temperaturen verhindern übermäßige Feuchtigkeit und das Wachstum beeinträchtigender Pilze.

Temperatur_-_Thermometer_-_Temperature_-_Thermometer_-_www — Die Temperatur - Beeinflusst das Wachstum von Pflanzen

Die ideale Temperatur ist abhängig von der Pflanzenart. Die Natur ist vielfältig, manche Samen können erst nach Monaten langen Frost, nach Waldbränden oder sogar Vulkanausbrüchen keimen.

Um eine Übersicht über die verschiedenen Temperaturverhältnisse beim keimen zu erhalten, unterscheiden wir zwischen fünf Temperaturbereichen, die entscheidend für eine erfolgreiche Keimung sind:

Frostkeimer unter -5°C
Kaltkeimer von -5°C bis 3°C
Normalkeimer von 3°C bis 11°C
Warmkeimer von 11°C bis 30°C
Heißkeimer über 30°C

Nutze das Wissen über die Keimtemperatur in den Pflanzeninformationen, um den besten Zeitpunkt für die Aussaat zu planen.

Praktische Tipps

Damit Samen zuverlässig und kräftig sprießen, braucht es nicht nur Wasser und Licht, sondern vor allem eine stabile angepasste Temperatur.

Große Unterschiede zwischen Tag und Nacht, wie sie etwa auf einer Fensterbank oder im unbeheizten Raum auftreten können, stören diesen Prozess erheblich.
Auch direkte Sonneneinstrahlung auf Saattrays oder Pflanztöpe können Temperaturspitzen verursachen.
Kältestress führt zu verzögerter Keimung oder Pilzbefall durch zu viel Restfeuchtigkeit.
Hitze kann den Embryo im Samen vorzeitig absterben lassen oder zu ungleichmäßigem Wachstum führen.

Besonders in Innenräumen oder bei der Vorzucht ist es wichtig, für stabile Bedingungen zu sorgen. Heizmatten, Mini-Gewächshäuser und Thermometer sind dafür zuverlässige Helfer. Auch Beschattungen tragen zur regulierung der Temperatur im freien bei.

Die richtige Temperatur ist mehr als ein Detail – sie ist der Schlüssel zur erfolgreichen Pflanzenzucht. Wer sie versteht und berücksichtigt, wird mit kräftigen, gesunden Pflanzen belohnt. Wer Temperaturkontrolle ernst nimmt, legt den Grundstein für eine gesunde und reiche Ernte.

Wasser

Bei der Keimung ist das Wasser die Quelle des Lebens. Ohne ausreichende Feuchtigkeit bleibt jeder noch so vitale Samen inaktiv, obwohl all seine genetischen Anlagen zur Entwicklung bereits vorhanden sind. Es ist der essentielle Trigger, der den Samen aus dem „Schlafmodus“ holt.

Was passiert beim Kontakt mit Wasser?

Wenn der Samen Wasser aufnimmt, beginnen seine Gewebe zu quellen, was der offizielle Start für den Keimvorgang ist. Dadurch werden im Wasser spezielle Enzyme aktiviert, die gespeicherte Reservestoffe wie Stärke in verwertbaren Zucker umwandeln. Durch den Energiestoffwechsel beginnt der Samen, Energie bereitzustellen, um die Zellteilung und das Wachstum zu ermöglichen. Die harten Schalen der Samen werden durch das Wasser so stark aufgeweicht, dass die Wurzel sie durchbrechen kann.

Wie viel Wasser ist ideal?

Für den Wachstumsprozess einer Pflanze ist die richtige Wassermenge entscheidend. Bei unzureichender Feuchtigkeit bleibt der Stoffwechsel inaktiv. Ein übermäßiger Wassergehalt verdichtet den Boden und begünstigt so Sauerstoffmangel und die Entstehung von Schimmel. Bei optimaler Bewässerung keimen die Samen gleichmäßig und zeigen eine stabile und gesunde Entwicklung.

Stratifizierung als Keimhilfe

Um Pflanzen zu helfen, sich optimal auf die Umweltbedingungen einzustellen, können wir eine weitere Methoden anwenden um die Entwicklung der Pflanzen zu unterstützen - die Stratifizierung.

Die Stratifizierung ist eine Methode, mit der Samen in eine Ruhephase versetzt werden, um die Keimung bestimmter Arten zu aktivieren. Dabei werden natürliche Kälte- oder Wärmeperioden künstlich nachgeahmt. Dabei unterscheiden wir zwischen zwei Arten bei der Stratifizierung:

Kaltstratifizierung - für Samen aus gemäßigten Klimazonen
Warmstratifizierung - bei tropischen oder subtropischen Pflanzen

Die kühle Temperatur kann durch einen Kühlschrank oder ein Tiefkühlfach erzeugt werden und überwindet bei kaltkeimenden Arten die Samenruhe.

Um warme Temperaturen zu simulieren, können die Samen in warmen Räumen oder beheizten Gewächhäusern gestellt werden. Ebenfalls ist eine Heizmatte eine Möglichkeit um die Samenruhe bei warmkeimenden Arten zu überwinden.

Bei beiden Methoden müssen die Samen je nach Artenspezifischen Eigenschaften, über einen Zeitraum von mehreren Tagen bis Monaten gelagert werden. Detailierte Informationen dazu stehen in unseren Sorteninformationen.

Das Verständnis der spezifischen Bedürfnisse verschiedener Keimarten hinsichtlich Licht, Sauerstoff, Temperatur und Wasser, ist essenziell für erfolgreiche Anzucht und Pflanzenentwicklung. Durch die richtige Pflege können optimale Wachstumsbedingungen geschaffen werden, um gesunde Pflanzen ziehen.