Bei manchen Samen fördert Licht die Keimung, bei anderen kann es sie hemmen. Wieder andere benötigen zunächst eine längere Kältephase oder bestimmte Temperaturen. Solche Reaktionen helfen Pflanzen dabei, die Keimung an geeignete Umweltbedingungen und den richtigen Zeitpunkt anzupassen.
Keimtypen nach Umweltreizen: Lichtkeimer, Dunkelkeimer und Kaltkeimer
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Im Gartenbau werden Samen je nach ihren Keimanforderungen unterschiedlichen Gruppen zugeordnet. Dazu gehören Licht-, Dunkel- und lichtneutrale Keimer sowie Kalt-, Frost- und Warmkeimer. Seltener werden außerdem Feuerkeimer beschrieben. Was hinter diesen Begriffen steckt und welche Bedeutung sie für die Aussaat haben, wird im weiteren Verlauf erklärt.
Inhaltsverzeichnis
1. Wie Samen auf Umweltreize reagieren
- Lichtkeimer
- Dunkelkeimer
- Lichtneutrale Keimer
- Kaltkeimer und Frostkeimer
- Warmkeimer
- Feuerkeimer
Wie Samen auf Umweltreize reagieren
Ob und wann ein Samen keimt, hängt von mehreren Bedingungen ab. Neben Wasser und Sauerstoff können insbesondere Licht und Temperatur je nach Pflanzenart unterschiedlich auf die Keimung wirken.
Die verschiedenen Bezeichnungen beziehen sich dabei nicht alle auf denselben Vorgang. Bei Lichtkeimern, Dunkelkeimern und lichtneutralen Keimern steht die Reaktion des Samens auf Licht im Mittelpunkt. Warmkeimer werden dagegen anhand ihrer vergleichsweise hohen Keimtemperatur eingeordnet.
Kaltkeimer benötigen eine längere feucht-kühle Phase, während Frostkeimer Temperaturen unter dem Gefrierpunkt als Teil des notwendigen Kältereizes benötigen. Diese Kältereize tragen dazu bei, eine vorhandene Keimruhe zu überwinden, die fachlich als Dormanz bezeichnet wird. Bei Feuerkeimern wird die Keimruhe je nach Pflanzenart durch starke Hitze oder bestimmte Stoffe im Rauch überwunden.
Die Begriffe helfen dabei, unterschiedliche Anforderungen von Samen besser zu verstehen. Sie beschreiben verschiedene Eigenschaften und schließen sich deshalb nicht gegenseitig aus. Dieselbe Pflanzenart kann beispielsweise zugleich Dunkel- und Warmkeimer sein oder nach einer notwendigen Kältephase zusätzlich auf Licht reagieren.
Wie Wasser, Sauerstoff, Temperatur und Licht die Keimung beeinflussen und wie diese Faktoren zusammenwirken, wird im Artikel Umweltfaktoren bei der Keimung: Wasser, Sauerstoff, Temperatur und Licht ausführlich behandelt.
Licht als Keimreiz
Bei lichtempfindlichen Samen kann Licht die Keimung fördern oder hemmen. Diese lichtabhängige Reaktion der Samenkeimung wird in der Pflanzenphysiologie als Photoblastie bezeichnet.
Grundsätzlich lassen sich drei Reaktionen unterscheiden:
- Licht fördert die Keimung,
- Licht hemmt die Keimung,
- Licht und Dunkelheit haben nur einen geringen Einfluss.
Die Einteilung in Lichtkeimer, Dunkelkeimer und lichtneutrale Keimer dient dabei vor allem der Orientierung. Viele Arten können unter günstigen Bedingungen sowohl bei Licht als auch bei Dunkelheit keimen. Die Zuordnung beschreibt deshalb, unter welchen Lichtbedingungen die Keimung typischerweise besser oder zuverlässiger gelingt. Auch Sorte, Temperatur, Zustand des Saatguts und weitere Keimbedingungen können beeinflussen, wie stark die Reaktion auf Licht ausgeprägt ist.
Lichtkeimer
Bei Lichtkeimern fördert Licht die Keimung oder ist für einen hohen Keimerfolg besonders wichtig. Diese durch Licht geförderte Keimung wird als positive Photoblastie bezeichnet.
Die Wahrnehmung des Lichts erfolgt über verschiedene Photorezeptoren, also lichtempfindliche Proteine der Pflanze. Dazu gehören Phytochrome, die vor allem rotes und fernrotes, für Menschen kaum sichtbares Licht wahrnehmen, sowie Cryptochrome, die insbesondere auf blaues Licht reagieren. Dadurch können Samen verschiedene Bereiche des Lichtspektrums erfassen und ihre Keimung daran anpassen.
Bei vielen kleinen Samen dient Licht zugleich als Hinweis auf eine Lage nahe der Bodenoberfläche. Da ihre gespeicherten Reservestoffe begrenzt sind, ist eine oberflächennahe Keimung dabei von Vorteil.
Lichtkeimer werden oberflächennah ausgesät, leicht angedrückt und nicht oder nur sehr dünn bedeckt. Da oberflächlich liegende Samen schneller austrocknen, sollte das Substrat während der Keimung gleichmäßig feucht bleiben.
Lichtkeimer benötigen dabei nicht automatisch intensive Sonne. Entscheidend ist der artspezifische Lichtreiz, nicht eine möglichst starke Beleuchtung.
Dunkelkeimer
Bei Dunkelkeimern wirkt Licht keimhemmend, während dunkle Bedingungen die Keimung begünstigen. Diese durch Licht gehemmte Keimung wird als negative Photoblastie bezeichnet.
Auch Dunkelkeimer besitzen Photorezeptoren, über die sie Licht wahrnehmen. Anders als bei Lichtkeimern führt das Lichtsignal jedoch zu einer Hemmung der Keimung. An der Wahrnehmung sind unter anderem Phytochrome beteiligt.
Dunkelkeimer werden bei der Aussaat so mit Substrat bedeckt, dass möglichst wenig Licht an die Samen gelangt. Die notwendige Saattiefe richtet sich dennoch nach Pflanzenart und Samengröße.
Dunkelkeimer müssen deshalb nicht besonders tief ausgesät werden. Liegt ein Samen zu tief, muss der junge Keimling einen längeren Weg bis zur Bodenoberfläche zurücklegen und benötigt dafür mehr seiner gespeicherten Reserven.
Ebenso ist nicht jeder Samen, der mit Erde bedeckt ausgesät wird, automatisch ein Dunkelkeimer. Bei vielen Arten dient die Bedeckung vor allem dem Schutz vor Austrocknung und einem guten Kontakt zwischen Saatgut und Substrat.
Lichtneutrale Keimer
Bei lichtneutralen Keimern hat der Unterschied zwischen Licht und Dunkelheit nur geringen Einfluss auf die Keimung. Diese weitgehend lichtunabhängige Keimreaktion wird als neutrale Photoblastie bezeichnet. Licht fördert oder hemmt die Keimung dabei nicht deutlich.
Auch lichtneutrale Samen besitzen Photorezeptoren und nehmen Licht wahr. Für den Beginn der Keimung ist dieses Lichtsignal jedoch nicht entscheidend. Andere Bedingungen wie Feuchtigkeit, Sauerstoff und Temperatur sind für den Keimerfolg wichtiger.
Die Saattiefe richtet sich vor allem nach den Anforderungen der jeweiligen Pflanzenart und der Samengröße. Ob Licht an die Samen gelangt, spielt für lichtneutrale Keimer nur eine geringe Rolle.
Die Einordnung ist jedoch nicht bei jeder Art oder Sorte völlig eindeutig. Je nach Temperatur, Alter des Saatguts und weiteren Keimbedingungen kann sich auch die Reaktion auf Licht verändern.
Lichtneutral bedeutet dabei nur, dass für die Keimung kein bestimmter Lichtreiz erforderlich ist. Nach dem Auflaufen benötigen die jungen Pflanzen weiterhin ausreichend Licht für ihre Entwicklung.
Temperatur als Keimbedingung und Reiz
Die Temperatur beeinflusst, ob und wie schnell Samen keimen. Jede Pflanzenart hat einen bestimmten Keimtemperaturbereich, in dem ihre Samen keimen können. Innerhalb dieses Bereichs gibt es Temperaturen, bei denen die Keimung besonders gut gelingt.
Temperatur wirkt dabei auf unterschiedliche Weise auf Samen. Bei Warmkeimern geht es um die Temperatur während der eigentlichen Keimung. Kaltkeimer benötigen dagegen zunächst eine längere feucht-kühle Phase, um ihre Dormanz zu überwinden. Bei Frostkeimern gehören Temperaturen unter dem Gefrierpunkt zur notwendigen Kältephase. Feuerkeimer reagieren wiederum auf starke Hitze oder andere mit Feuer verbundene Reize.
Dient eine feuchte Temperaturbehandlung dazu, eine vorhandene Dormanz zu überwinden, spricht man von Stratifizierung. Je nach Pflanzenart erfolgt sie als Kaltstratifizierung, Warmstratifizierung oder als Abfolge warmer und kalter Phasen.
Auch Temperaturwechsel beeinflussen bei manchen Pflanzen die Keimung. Solche wechselnden warmen und kühlen Phasen werden als Wechseltemperaturen bezeichnet und fördern bei bestimmten Arten die Keimung stärker als eine gleichbleibende Temperatur. Solche Temperaturschwankungen können für bestimmte Samen ein Hinweis auf eine oberflächennahe Lage sein, da sie dort stärker ausgeprägt sind als in tieferen Bodenschichten.
Kaltkeimer und Frostkeimer
Kaltkeimer besitzen eine Keimruhe, die durch eine ausreichend lange feucht-kühle Phase überwunden wird. Erst nach dem notwendigen Kältereiz sind die Samen unter geeigneten Bedingungen keimbereit.
In der Natur verhindert dieser Mechanismus bei vielen Arten, dass die Samen zu einem ungünstigen Zeitpunkt keimen, etwa noch vor dem Winter. Erst nachdem sie eine ausreichend lange Kälteperiode durchlaufen haben, keimen sie bei anschließend günstigen Bedingungen.
Frostkeimer benötigen einen stärkeren Kältereiz. Bei ihnen gehören Temperaturen unter 0 °C zur notwendigen Vorbehandlung der Samen. Frost löst dabei nicht unmittelbar die Keimung aus, sondern wirkt während der vorausgehenden Ruhephase auf den Samen. Die eigentliche Keimung beginnt anschließend bei geeigneten Temperaturen.
Bei bestimmten Arten spielen außerdem Frost-Tau-Wechsel eine Rolle. Damit ist das wiederholte Gefrieren und Auftauen gemeint.
Die notwendige Kälte lässt sich durch eine Herbst- oder Winteraussaat unter natürlichen Bedingungen erreichen oder kontrolliert nachbilden. Eine kontrollierte feucht-kühle Behandlung wird als Kaltstratifizierung bezeichnet. Entscheidend ist das Zusammenspiel von Kälte und Feuchtigkeit. Das bloße Lagern trockener Samen im Kühlschrank entspricht deshalb nicht einer Kaltstratifizierung. Bei Frostkeimern sollte die Vorbehandlung so geplant werden, dass die artspezifisch erforderlichen Temperaturen unter dem Gefrierpunkt tatsächlich erreicht werden.
Welche Formen der Keimruhe auftreten und wie Kalt-, Warm- oder kombinierte Stratifizierungen durchgeführt werden, wird im Artikel Dormanz und Stratifizierung: Keimruhe verstehen und Saatgut richtig vorbehandeln ausführlich behandelt.
Warmkeimer
Als Warmkeimer werden Pflanzen bezeichnet, deren Samen für eine zuverlässige Keimung vergleichsweise hohe Temperaturen benötigen. Dazu gehören viele wärmebedürftige Kulturen wie Paprika, Gurken und Kürbisse. Bei zu niedrigen Temperaturen verläuft ihre Keimung langsamer oder kann vollständig ausbleiben.
Viele Stoffwechselvorgänge werden von Enzymen gesteuert. Enzyme sind Proteine, die bestimmte chemische Reaktionen im Samen ermöglichen und deren Aktivität von der Temperatur abhängt.
„Warm“ ist dabei immer relativ zu den Anforderungen der jeweiligen Pflanzenart zu verstehen. Auch Warmkeimer besitzen einen bestimmten Keimtemperaturbereich; zu hohe Temperaturen hemmen die Keimung ebenfalls.
Warmkeimer werden in ausreichend warmem Substrat ausgesät. Besonders bei einer frühen Anzucht im Haus ist deshalb neben der Lufttemperatur auch die Temperatur des Substrats wichtig.
Der Begriff Warmkeimer beschreibt damit die Temperatur während der eigentlichen Keimung. Er darf nicht mit einer Warmstratifizierung verwechselt werden.
Eine Warmstratifizierung ist dagegen eine warme und feuchte Vorbehandlung ruhender Samen. Sie dient bei bestimmten Pflanzenarten dazu, die Dormanz zu überwinden, bevor die eigentliche Keimung beginnt.
Feuerkeimer
Bei Feuerkeimern wirken je nach Pflanzenart starke Hitze, bestimmte Stoffe im Rauch oder beide Reize auf die Keimruhe. Bei hitzeabhängigen Arten besitzen die Samen häufig eine harte, wasserundurchlässige Samenschale. Eine durch eine solche Samenschale verursachte Keimruhe wird als physische Dormanz bezeichnet. Ein ausreichend starker, aber nicht tödlicher Wärmereiz macht die Samenschale durchlässiger, sodass anschließend Wasser aufgenommen werden kann.
Bei manchen Feuerkeimern fördern bestimmte Stoffe im Rauch die Keimung. Zu den bekannten keimungsfördernden Rauchstoffen gehören Karrikine. Das sind Verbindungen, die beim Verbrennen pflanzlichen Materials entstehen. Für Feuerkeimer, bei denen vor allem die starke Wärmeeinwirkung entscheidend ist, wird im Gartenbau gelegentlich auch die Bezeichnung Heißkeimer verwendet. Der Begriff ist jedoch nicht überall einheitlich definiert.
Bei hitzeabhängigen Feuerkeimern findet die Keimung nicht während der starken Hitze statt. Der Wärmereiz überwindet zunächst die vorhandene Keimruhe. Die eigentliche Keimung beginnt später, wenn Feuchtigkeit und Temperatur wieder geeignet sind.
Hitze- oder Rauchbehandlungen sind nur bei Pflanzenarten sinnvoll, deren Samen einen solchen Keimreiz benötigen. Für die üblichen Gemüse- und Kräuterarten sind diese Behandlungen nicht erforderlich.
Begriffe im Überblick
| Begriff | Entscheidender Faktor | Bedeutung für die Keimung | Anwendung bei der Aussaat |
|---|---|---|---|
| Lichtkeimer | Licht | Licht fördert die Keimung | oberflächennah aussäen und kaum bedecken |
| Dunkelkeimer | Licht | Licht hemmt die Keimung | lichtgeschützt aussäen |
| Lichtneutrale Keimer | Licht | Licht hat nur geringen Einfluss auf die Keimung | artspezifische Saattiefe beachten |
| Kaltkeimer | längere feucht-kühle Phase | Kälte trägt zur Überwindung bestimmter Formen der Keimruhe bei | natürliche Kälte oder Kaltstratifizierung |
| Frostkeimer | Temperaturen unter dem Gefrierpunkt | Frost gehört zum notwendigen Kältereiz | artspezifische Frostphase berücksichtigen |
| Warmkeimer | vergleichsweise hohe Keimtemperatur | ausreichend Wärme ist für die eigentliche Keimung erforderlich | ausreichend warmes Substrat bereitstellen |
| Feuerkeimer | Feuerreize wie Hitze oder Rauchstoffe | Hitze oder Rauchstoffe überwinden je nach Pflanzenart die Keimruhe | nur bei entsprechend angepassten Arten anwenden |
Die Gruppen schließen sich nicht gegenseitig aus. Ein Kaltkeimer kann nach der erforderlichen Kältephase beispielsweise zusätzlich ein Lichtkeimer sein. Die Begriffe beschreiben dann unterschiedliche Anforderungen desselben Samens.
Ebenso lassen sich aus der Einordnung nicht automatisch alle Aussaatbedingungen ableiten. Besonders die richtige Saattiefe hängt zusätzlich von Pflanzenart, Samengröße und weiteren Eigenschaften des Saatguts ab.
Wie tief Saatgut abgelegt werden sollte, wird im Artikel Optimale Aussaattiefe bestimmen: So tief werden Samen richtig gesät ausführlich behandelt.
Kurz zusammengefasst
Die verschiedenen Keimtypen zeigen, wie eng die Keimung an die Umweltbedingungen einer Pflanzenart angepasst ist. Lichtverhältnisse, Wärme, Kälte und Feuerreize wirken dabei je nach Pflanzenart unterschiedlich: Sie fördern oder hemmen die Keimung oder tragen dazu bei, eine vorhandene Keimruhe zu überwinden. Die Begriffe beschreiben unterschiedliche Anforderungen, die bei derselben Pflanzenart zusammenkommen können. Für die Aussaat ist deshalb entscheidend, diese Zusammenhänge zu kennen und Saatgut entsprechend seiner artspezifischen Anforderungen zu behandeln.
Deshalb stellen wir in unseren Produktbeschreibungen detaillierte Angaben zu den Keimbedingungen jeder Pflanzenart bereit.
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