Huvudsida

 

VÄXTBIOLOGI. Del 1. Skrivet av Tom Ericson, lärare & forskare. SLU. Det är Tom Ericssons ambition att på ett begripligt och lättfattligt sätt beskriva hur växter fungerar. Det handlar om växtodlandets biologi. Med detta uttryck avses den kunskap som är till direkt nytta vid odlandet av alla växter både ute och inne. Han hoppas kunna ge svar på många obesvarade frågor som vi växtälskare går och bär på, och därigenom underlätta odlandet framöver.  

VÄXTERNA ÄR MER LIKA OSS SJÄLVA ÄN VI TROR!

Likheter mellan oss och växterna

Människan                                       Växten

Skelett                                              ja, cellvägg och celltryck

Blodomlopp                                     ja, xylem och floem

Hjärta                                                ja, pumpar i cellmembranen

Andning                                             ja

Lever och njurar                                 ja, finns i varje cell         

Känsel, lukt, och smak                        ja, i blad och rötter

Syn                                                     ja, ”ögon” i bladen

Hormoner                                           ja

Könlig förökning                                  ja

 

Många misslyckanden i odlandet av växter kan skyllas på rent oförstånd. En förklaring till detta kan vara att växter allt oftare används som inredningsobjekt och för att öka vårt välbefinnande i våra trädgårdar och hem samt i offentliga miljöer och på kontor. Så fort som växterna tappar orken p g a undermåliga tillväxtbetingelser byts de ut. Växter är levande organismer som måste få sina basala behov tillgodosedda för att må bra och de är faktiskt mer lika oss själva än vi tror.

BYGGNAD OCH FUNKTION

Skelett

Växternas motsvarighet till vårt skelett utgörs av cellväggen. Denna struktur, som främst består av cellulosa, gör det möjligt för de vedartade växterna att stå upprätta utan stöd och nå höjder på över 100 m. Hos de örtartade växterna är det cellväggen i kombination med cellernas inre tryck (i samma storleksordning som lufttrycket i ett bildäck) som utgör skelettet.

Blodomlopp

Vi har ett inre transportsystem, vener och artärer, för att frakta byggstenar, syre och avfallsprodukter till och från kroppens alla delar. Växternas motsvarighet kallas xylem (vedvävnad) och floem (silvävnad). Xylemet förser skottets alla delar med vatten och mineraler. Floemer sköter främst om transporten av socker från bladen till växtens övriga delar.

Hjärta

Vi har ett hjärta för att driva transporterna i vårt blodomlopp. Hos växterna är det avdunstningen från bladen, transpirationen, som skapar ett undertryck i xylemet och därmed den kraft som krävs för att dra vattnet från marken upp genom växten. Transporten i floemet är en mer aktiv process som drivs av energi som växten själv tillverkar.  Energin används för att driva många, små pumpar som sitter i floemets membraner och som sköter om transporten av socker in i och ut ur detta system.

Andning

Både vi och växterna måste andas 24 timmar per dygn. Andningens/respirationens främsta uppgift är att framställa energi i form av ATP (adenosintrifosfat), en energiform som driver alla energikrävande processer hos samtliga organismer på vår jord. Det är vår födas energirika föreningar som vi omvandlar till ATP när vi andas. Växterna behöver inte ”äta” energirika föreningar utan omvandlar solens energi till socker med hjälp av fotosyntesen och därefter till ATP via andningen. Framställningen av energi sker i cellernas energifabriker, mitokondrierna, i närvaro av syre. Det ATP som förbrukas i växtens olika delar produceras lokalt varför det är viktigt att växtens samliga delar har god tillgång på syre (luft). Av denna anledning är det viktigt att skapa en god markstruktur så att syre kan tränga ner till rötterna.

Lever och njurar

Vi har lever och njurar för att hantera ämnesomsättningens restprodukter samt de gifter vi får i oss via kosten. Växterna har också reningsverk, men de finns lokaliserade i varje enskild cell (lysosomer). Vi utsöndrar restprodukterna via urin och fekalier, växterna förvarar dem i cellernas soptuna, vakuolen (blåsformig bildning i cellernas inre).

SINNENA

Vi kan känna beröring, lukt och smak. Växterna kan också reagera på yttre stimuli, t ex av vind som gör att träd i vindutsatta lägen får ett kompakt växtsätt. Genom att regelbundet och milt klappa våra inomhusväxter kan vi leka vind och skapa mindre gängliga plantor.

    Växterna reagerar även på doftsignaler. När de angrips av insekter utsöndrar de ofta gasformiga ämnen som närbelägna växter kan uppfatta och då sätta igång sitt kemiska försvar för att själva inte bli angripna.

    Växter har också förmåga att med hjälp av rötternas ”smaksinne” avgöra om det finns rötter från andra växter i närheten. När så är fallet gynnasskottets sträckningstillväxt för att minska risken för att bli beskuggad av sin granne.

    Växternas motsvarighet till våra ögon utgörs av ett pigment, fytokrom, som sitter i bladen. När växterna skuggas av annan vegetation förändras sammansättningen av ljusets våglängder. Denna förändring registrerar fytokromet och signalerar därefter till stammen att sträcka på sig för att kunna nå upp till solens livgivande strålar.

Hormoner

Vår utveckling från vaggan till graven regleras av hormoner. Även växter har hormonliknande substanser som styr livscykeln.

Förökning

Vi och växterna har båda en könlig förökning som i grunden uppvisar stora llikheter. Handen på hjärtat, när gav ni er käresta ett knippe könsorgan senast? Växternas blommor är ju inget annat än könsorgan som genom sina former och färger ska attrahera pollinerare.

Men vi är också olika

Det råder inte något tvivel om att vi och växterna uppvisar stora likheter. Men skillnader finns också i form av växternas fotosyntes, vårt tal, tanke- och rörelseförmåga. Det är kanske tur för oss att växterna varken kan tala eller röra på sig eftersom det nog skulle vara ganska ödsligt i många trädgårdar och fönsterbrädor där de inte fått tillräckligt med omvårdnad.

INKOMSTER OCH UTGIFTER

Ytterligare en stor likhet mellan oss och växterna är privatekonomin, vi har båda inkomster och utgifter. Hos växterna är det sockret, som bildas med hjälp av fotosyntesen, som utgör inkomsterna. Vi försöker få balans i privatekonommin genom att anpassa utgifterna till inkomsterna. Under vissa perioder i livet brukar utgifterna kraftigt överstiga inkomsterna. Då lånar vi pengar på banken, som v i senare måste betala tillbaka. Växterna kan inte låna och därför får utgifterna, åtminstone på årsbasis, inte överstiga inkomsterna.

Tillväxt och underhåll

En av växternas utgiftsposter är tillväxten. Att tillverka blad, stammar och rötter kostar mycket socker eftersom cellernas byggstenar är tillverkade med hjälp av denna förening. Det går också åt socker för att underhålla redan befintliga celler. Både växternas och vårt maskineri i form av enzymer slits och behöver med jämna mellanrum repareras.

Upptag och transporter

Upptag av nödvändiga mineralnäringsämnen är energikrävande och med hjälp av ATP pumpar växten in dessa i rötternas xylem. Växter har inga vattenpumpar, men genom att näringskoncentrationen inne i xylemet är högre än i marklösningen kommer vatten med hjälp av osmos att vandra in i rötterna. Vattenupptaget är därför beroende av att näringspumparna fungerar.

     Den vidare transporten av vatten och mineraler upp till skottet sker passivt med hjälp av transpirationen. Transporten av socker från bladen till växtens övriga delar är däremot energikrävande.

Slokande växter

Växter som har fått för mycket vatten slokar. Den uppkomna syrebristen gör det omöjligt för rötterna att andas och därmed att tillverka ATP. Utan energi fungerar inte näringspumparna och därmed skapas ingen koncentrationsgradient mellan rotens in- och utsida, vilket är en förutsättning för vattenupptag.

 

Blomning

Att bilda blommor, frukter och frö är en stor utgiftspost för många växter. För att fruktträden ska blomma rikligt krävs att sommaren året innan har varit solig och relativt nederbördsrik så att fotosyntesen har fungerat bra.  God tillgång på socker krävs för att växter ska orka bilda blomknoppar, som anläggs året innan de slår ut.

     En god pollinering under blomningen ger en rik fruktbildning som konsumerar en stor del av växternas inkomster, vilket leder till att bildningen av nästa års blomknoppar blir hämmad.

Förråd

Fotosyntesen tillverkar som regel mer socker än vad växterna gör av med. Överskottet läggs in i förråd som, beroende på art och årstid, kan bli mycket stora. Dessa förråd är som sparade pengar på banken och utgör en buffert vid oförutsedda händelser som på ett eller annat sätt sätter ner växternas fotosyntes. Kolhydratförråden gör det möjligt att dels utveckla nya blad både på våren och efter skador, dels räcka till cellernas underhåll under den mörka och kalla årstiden.

Försvar

Vi spenderar ofta stora summor på militärt försvar. Även växter utvecklar försvarsstrategier som tar en del av inomstena, t ex kemiska substanser som gör växten mindre smaklig eller direkt giftig. Växter med bra försvar växer långsamt p g a höga försvarskostnader. De har även ofta en stark doft, t ex våra barrträd och myrmarksväxter som skvattram och pors. Snabbväxande arter har ett dåligt försvar då inkomsterna inte räcker till för att både växa fort och bilda rikligt med försvarssubstanser.

Symbioser

De flesta växter har utvecklat ett nära samarbete, symbios, med olika svampar som kallas för mykorrhiza. Den innebär att växtens vatten- och näringsupptagande yta avsevärt förstoras med hjälp av svampens hyfer. Växten betalar för denna tjänst i form av socker. Vissa växter har även utvecklat ett nära samarbete med kvävefixerande mikroorganismer, vilka också är beroende av värdväxtens fotosyntes.

Utsöndring

Förutom ovan nämnda symbioser, smarbetar växter också med andra organismgrupper som lever i anslutning till rötterna. Nära rotspetsarna, där största delen av näringsupptaget sker, utsöndrar växter aktivt socker. Sockret är en lätt-tillgänglig energikälla för många mikroorganismer som då blir effektivare på att bryta ner dött organiskt material och gör den bundna växtnäringen åter tillgänglig för växterna.

NÄR UTGIFTERNA ÄR STÖRRE ÄN INKOMSTERNA

När inkomsterna understiger utgifterna, t ex när det råder ljusbrist, tvingas växterna att prioritera bland utgiftsposterna. När fotosyntesen fungerar sämre fortgår tillväxten men i långsammare takt. Likaså prioriteras andningen och underhållet av alla levande celler samt näringsupptag och transporter upp och ner genom växten.

Låg prioritet

Blomning och fröbildning prioriteras däremot lågt. Växter som hör hemma i soliga lägen blommar betydligt sämre när de placeras skuggigt. Någon export av socker från de solbelysta delarna till de beskuggade sker inte utan växtens olika ovanjordiska delar måste själva täcka sina energibehov. Om detta inte går dör dessa delar. Att träd i täta planteringar bara har levande grenar nära toppen i motsats till träd som växer solitärt är ett exempel på detta fenomen.

Snurra inte en knoppig planta

Julkaktusen på fönsterbrädan ska inte snurras när blomknopparna är på väg att utvecklas eftersom de delar som hamnar in mot rummet lätt drabbas av ljusbrist och därmed försämrad socker produktion. Växten kan tvingas att abortera sina knoppar för att prioritera de mest centrala livsfunktionerna.

 

 När fotosyntesen fungerar dåligt töms förråden av kolhydrater och växterna får svårt att upprätthålla sitt kemiska försvar, vilket ökar risken för angrepp av skadegörare. Vid brist på kolhydrater i förhållande till behovet tvingas växterna att säga upp samarbetet med mykorrhizasvamparna och de kvävefixerande organismerna. Likaså blir det inget socker över till att stimulera mikroorganismerna närmast de aktiva rotytorna. För växter med underskott i privatekonomin är risken för en snar, bråd död uppenbar. Det är denna situation som vi via skötseln till varje pris måste undvika.

FAKTORER SOM PÅVERKAR INKOMSTER OCH UTGIFTER

Förutom ljus är tillgången på värme, vatten, näring samt årstid det som främst påverkar balansen mellan växtens inkomster och utgifter.

Temperatur

Temperaturen kan påverka växternas kolhydratbalans i både positiv och negativ riktning p g a att fotsyntesens temperaturoptimum ligger strax under 20 ®C. Högre eller lägre temperaturer gör att fotsyntesen går långsammare. Andningen/respirationen når inte sitt maximum förrän temperaturen har passerat 30 ®C men redan vid ca 25 ®C förbrukar andningen lika mycket socker som fotosyntesen bildar. När temperaturen överstiger 25 ®C måste växten utnyttja sina sockerförråd för att överleva. Arter med sydligt ursprung har dock lättare att fördra varma somrar, t ex majs, pumpa, squash, melon och paprika.

    Vid temperaturer under 20 ®C minskar andningen i snabbare takt än fotosyntesen och växten kan skapa ett överskott i budgeten.

    Det finns två sätt för att hjälpa krukväxter att klara av den mörka årstiden, antingen att sänka temperaturen eller att ge tillskottsljus som fungerar utmärkt men kan bli kostsamt. Sår vi sommarblommor under vintern kan vi hjälpa fröplantorna att få balans mellan inkomster och utgifter. Vi ger dem dels tillskottsljus, dels sval förvaring nattetid för att minska sträckningstillväxten och underhållsrespirationen så att plantorna blir mer kompakta och socker blir över till tillväxt.

Krukväxterna flyttar in

När krukväxter flyttar in på hösten börjar de snabbt se risiga ut, bladen gulnar och vissnar p g a obalans i växternas privatekonomi. Mörkret gör att inkomsterna är mycket små samtidigt som utgifterna, dvs underhållsrespirationen, är höga när temperaturen ligger på 20 ®C dygnet runt. Placeras krukväxterna svalt, ca 10 ®C, kan balansen mellan inkomster och utgifter bli positiv. Det är samma princip som gäller för igelkotten och björnen. Sänks deras kroppstemperatur och därmed underhållsrespirationen så att energireserverna i form av fett kan räcka fram till våren överlever de vintern.

Vatten

När tillgången på vatten i marken minskar reagerar rätterna med att bilda ett hormon, ABA (abscisinsyra), som skickas via xylemet upp till bladen där det får klyvöppningarna att börja stänga. Vattenförlusterna ut ur bladen minskar, men upptaget av luftens koldioxid försämras endast marginellt. ABA hämmar även cellsträckningen i unga blad och skottdelar vilket gör att förbrukningen av socker till byggmaterial minskar. Vid måttlig torka, får därför växterna en förbättrad balans mellan inkomster och utgifter, socker blir över att lägga i förråd och för att prioritera rötternas utveckling.

Måttlig vattenbegränsning ger växter som blir kompaktare till formen och som regel får en fin grön färg eftersom näringsupptaget fungerar bra. Våra stenpartiväxter fungerar normalt efter denna modell.

Vid riktigt dålig vattentillgång tvingas växterna att helt stänga sina klyvöppningar, fotosyntesen upphör i brist på koldioxid och inkomsterna matchar inte längre utgifterna. Vid långvarig torka sätts växtens motståndskraft mot angrepp av svamp och andra skadegörare kraftig ned.

Näring

Fotosyntesen behöver vissa näringsämnen, som kalium, magnesium, järn och mangan, och vid brist minskar därför inkomsterna i förhållande till utgifterna. Använd därför alltid allsidigt sammansatta gödselmedel!

      Kväve, fosfor eller svavel ingår som byggstenar i cellväggar, membran, enzymer, hormoner och DNA. Vid brist är det bildningen av nya växtdelar som främst hämmas. Detta är inget stort problem för växternas överlevnad och hälsa utan de växer bara lite långsammare. Tillväxtbegränsade kväveförhållanden är ju också regel i naturen och något vi bör eftersträva i vårt odlande.

Årstid

Under stora delar av året förbrukar växterna mer kolhydrater än de kan bilda genom fotosyntesen. Under tidig vår, höst och vinter är växterna beroende av sina kolhydratförråd för att överleva. Även om alla processer går på sparlåga när det är kallt pågår underhållsrespirationen för att täcka behovet av ATP. Det är först under sommaren som växterna klarar av at täcka sitt energibehov enbart med hjälp av solen.

SLUTSATS

Att lyckas med växter handlar o insikten att de, precis som vi, är levande organismer med grundläggande behov som måste tillgodoses. Genom att ha förståelse för de faktorer som påverkar fotosyntesen och sockrets vidare användning kan man skapa en bra balans mellan växtens inkomster och utgifter. Insikten att rätt ljus och temperatur i kombination med en måttlig brist på vatten och kväve skapar förutsättningar för att växterna ska kunna bygga upp ett sockeröverskott i vävnaderna, är av central betydelse för odlingsresultatet. Under sådana förhållanden har växterna råd att blomma, försvara sig, ha pengar på banken samt etablera samarbete med nyttiga svampar och mikroorganismer. Med denna insikt är det inte längre slumpen som avgör odlingsresultatet.

Hemträdgården 1/07

Om du, liksom jag tyckte detta var väldigt intressant och kunskapsgivande, så finns det ännu mer att läsa. Du kan beställa hela särtrycket från tidningen Hemträdgården. Gå in på http://www.tradgard.org/hem/publikationer.html

 Växtbiologi
För att skapa en trädgård som är både estetisk tilltalande och där växterna utvecklas bra behövs kunskaper i växtbiologi, något som detta särtryck med artiklar ur Hemträdgården 2007–2008 ger. Växterna är levande väsen med behov som i stort liknar våra egna. Med hjälp av deras kroppsspråk kan man bl a läsa av om de står på fel plats, får fel skötsel och deras vatten- och näringsbehov. Särtrycket Växtbiologi ger även kunskap om växternas inkomster och utgifter, t ex vilken påverkan ljus och temperatur har, om växternas byggnad, t ex för att förstå hur ympning går till, om deras maskineri som behöver näring för sin uppbyggnad och om växthormoner som bl a styr frögroning och blominduceringen. Författare är Tom Ericsson, lärare och forskare på Sveriges lantbruksuniversitet. 52 sidor.
Beställningsnamn ”Växtbiologi”.
Pris 95:- inkl porto