Pflanzen sind autotrophe Organismen. Das bedeutet, dass sie alle lebensnotwendigen Stoffe aus der Umwelt nehmen können. Die beiden wichtigsten – gegensätzliche und gleichzeitig unabhängige – Prozesse, die in Pflanzen ablaufen, sind Photosynthese und Zellatmung.
Photosynthese ist ein Prozess, bei dem Pflanzen, Algen und einige Bakterien Sonnenenergie, Wasser (H2O) und Kohlendioxid (CO2) verwenden, um Sauerstoff (O2) und Zucker zu bilden, die ihre Energiequelle darstellen.
Bei der Photosynthese erhalten Pflanzen Kohlendioxid und Wasser aus der Luft durch die Spaltöffnungen auf den Blättern. In der Zelle wird Wasser in Sauerstoff und Kohlendioxid in einen einfachen Zucker (Glukose) umgewandelt. Sauerstoff wird von der Pflanze wieder an die Atmosphäre abgegeben. Glukose wird als Energiequelle gespeichert und in Stärke umgewandelt. In den Zellen gibt es auch kleine Organellen, die Chloroplasten genannt werden. Sie haben mit Chlorophyllpigmenten in ihren Membranen. Diese geben den Pflanzen ihre grüne Farbe, absorbieren Energie aus blauen und roten Lichtwellen und wandeln sie in chemische Energie um. Diese in den Chloroplasten erzeugte chemische Energie wird dann in der enzymatischen Reaktion zur Umwandlung von Wasser- und Kohlendioxidmolekülen in Glukose verbraucht.
Prozess der Photosynthese und Zellatmung (Foto: CK-12 Foundation)
Zellatmung ist ein kontinuierlicher luftabhängiger Prozess in den Zellen aller Organismen. Bei der Zellatmung wird in den Mitochondrien Energie in Form von organischen Molekülen verbraucht, die bei der Photosynthese entstehen. Während Photosynthese nur in den Blättern von Pflanzen und nur zur hellen Tageszeit stattfindet, findet die Zellatmung in allen Teilen der Pflanze statt. Zellatmung verbraucht Glukose und Sauerstoff und bildet CO2 und H2O, während sie Energie freisetzt und die Pflanze kühlt, indem sie Wasser entzieht. Der Prozess der Zellatmung und des Zuckerabbaus setzt sich auch nach dem Mähen weiterhin fort. Da Nährstoffe während der Zellatmung verbraucht werden, muss der Welk-Prozess so weit wie möglich verkürzt werden und die angemessene Trockenmasse (TS) des Futters muss so schnell wie möglich erreicht werden.
Das Verständnis des Welke-Prozesses ist für die Futterqualität sehr wichtig. Der Prozess ist in drei Phasen unterteilt. In der ersten Phase erfolgt der Feuchtigkeitsverlust über die Spaltöffnungen, da diese zur hellen Tageszeit weit geöffnet sind. Unmittelbar nach dem Mähen ist die Zellatmung der Pflanzen am intensivsten. Sie nimmt allmählich ab, bis die Luftfeuchtigkeit unter 40 % fällt. Wenn der Verlust der ersten 15 % Feuchtigkeit der Pflanzen sehr schnell erreicht wird, wird der Verbrauch von Zucker und Stärke reduziert. In diesem Stadium müssen wir so viel Pflanzenfläche wie möglich der Sonneneinstrahlung aussetzen. So bleiben die Stomata weit geöffnet und der Feuchtigkeitsverlust wird beschleunigt. Daher ist es entscheidend, eine breite Reihe hinter dem Mäher zu bilden und/oder das Futter direkt nach dem Mähen zu verteilen.
Beim schnelleren Welken erhalten wir den Nährwert und sorgen für einen ausreichenden Gehalt an Zuckern. Diese sorgen für einen hohen Energiewert des Futters und stellen außerdem im Silierprozess eine Energiequelle für Milchsäurebakterien dar, um den pH-Wert im Futtersilo oder Ballen schnell und intensiv zu senken (Foto: Undersander D., Harvesting impacts on forage quality).
In der zweiten Phase beginnen die Stomata sich zu schließen, bis sie sich am Ende ganz schließen und die Atmung zu beenden. Feuchtigkeitsverlust kann nur durch Verdunstung über die Oberfläche der Blätter und Stängel erfolgen, die von einer wachsartigen Epidermis umgeben sind, was den Prozess verlangsamt. In diesem Stadium ist die Verwendung eines Aufbereiters wichtig, da dies die Epidermis beschädigt oder die Stängel zusammendrückt, und damit den Wasserverlust beschleunigt.
In der dritten Phase, wenn die Stomata bereits geschlossen sind und die Zellatmung aufhört, ist es nötig, Wasser aus dem tiefen Inneren der Stängel zu verlieren. Für diese Phase des Welkens ist die Verwendung eines Aufbereiters am wichtigsten, da dieser die Stängel schädigt und damit einen schnelleren Feuchtigkeitsverlust ermöglicht.
Luzernen-Blätter (und auch Klee) haben im Vergleich zu Stängeln ein höheres Verhältnis von Oberfläche zu Volumen. Das bedeutet, dass der Wasserverlust durch die Blätter sehr schnell ist und sie schneller austrocknen. Daher ist es bei Luzerne sehr wichtig, einen Aufbereiter zu verwenden, der den Stiel zusammendrückt und so Wasser schneller verdunsten lässt (Foto: hayandforage.com).
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