pH-Wert als abiotischer Faktor – Anpassung der Pflanzen (Basiswissen)
Der pH-Wert als abiotischer Umweltfaktor beeinflusst das Pflanzenwachstum, da er die Nährstoffaufnahme regelt. Erfahre, wie pH-Wert den Boden bestimmt und welchen Einfluss er auf Pflanzen hat. Interessiert? Dies und vieles mehr findest du im folgenden Text!
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Grundlagen zum Thema pH-Wert als abiotischer Faktor – Anpassung der Pflanzen (Basiswissen)
Der pH-Wert als abiotischer Umweltfaktor – Biologie
Ist dir schon einmal aufgefallen, dass im Moor nur ganz bestimmte Pflanzen wachsen? Das liegt unter anderem daran, dass Moore einen sauren pH-Wert aufweisen. Einige Pflanzenarten wachsen besser auf sauren Böden und andere gedeihen gut auf alkalischen Böden. Aber wie passen sich Pflanzen an den pH-Wert an? Genau das wollen wir in diesem Lerntext herausfinden.
Was sind abiotische Faktoren? – Definition
Abiotische Faktoren sind Faktoren, die von Lebewesen nicht beeinflussbar sind, aber einen Einfluss auf die Lebewesen ausüben. Es handelt sich um unbelebte Umweltfaktoren. Pflanzen werden zum Beispiel beeinflusst durch:
- den abiotischen Faktor Temperatur,
- den abiotischen Faktor Licht und
- den abiotischen Faktor Wasser (Pflanzen).
Aber wie kann der pH-Wert Pflanzen beeinflussen? Das schauen wir uns in den nächsten Abschnitten genauer an.
Was ist der pH-Wert? – Definition
Der pH-Wert ist per Definition der negativ dekadische Logarithmus der Konzentration der Hydroniumionen . Anstelle von wird meist mit abgekürzt. Bei einer hohen Konzentration an Wasserstoffprotonen – also -Ionen – ist eine Lösung sauer. Bei einer hohen Konzentration an Hydroniumionen – also -Ionen – ist eine Lösung basisch. Der pH-Wert beschreibt also den Säuregrad einer Lösung. Die erhaltene Zahl gibt an, wie sauer oder basisch (alkalisch) eine Lösung ist.
Mit einem pH-Indikator-Streifen kann der pH-Wert einer Lösung ganz ohne Berechnung ermittelt werden. Dieser chemische Indikator zeigt nämlich eine Farbreaktion, anhand der man bestimmen kann, ob eine Lösung sauer, basisch oder neutral ist.
pH-Wert | Lösung | Ionen | Farbe pH-Indikator-Streifen |
---|---|---|---|
1 bis 7 | sauer | viele -Ionen | gelblich-rot |
7 | neutral | kaum Ionen | gelblich-grün |
7 bis 14 | basisch | viele -Ionen | grünlich-blau |
Das Prinzip ist ganz einfach: Liegt der pH-Wert unter sieben, dann ist die Lösung sauer und der pH-Streifen zeigt eine gelblich-rote Färbung. Ein pH-Wert über sieben bedeutet wiederum, dass die Lösung basisch ist. Der Streifen wird grünlich-blau. Bei einem Wert von genau sieben liegt eine neutrale Lösung vor und die Farbe des pH-Streifens wird gelblich-grün. Aber wie bestimmt man den pH-Wert eines Bodens?
Messung des pH-Werts im Boden
Hast du schon einmal den Begriff Bodenazidität gehört? Das bedeutet, dass auch der Boden einen pH-Wert bzw. einen Säuregrad besitzt. Die Bodenazidität entsteht durch bestimmte Protonen und Ionen im Boden. Die Säure- oder Basenwirkung einer Bodenlösung wird auch als abiotischer Faktor der Bodenreaktion bezeichnet.
Um den pH-Wert eines Bodens zu bestimmen, löst man zunächst eine kleine Menge des Bodens in destilliertem Wasser und schüttelt das Ganze gut durch. Anschließend taucht man einen pH-Indikator-Streifen in die Lösung. Bei dem Indikator-Streifen handelt es sich meist um Universal-pH-Papier, das bedeutet, dass die Färbung nicht davon abhängt, welchen pH-Indikator-Streifen man verwendet. Dabei bedeutet eine grünlich-blaue Verfärbung, dass die Lösung bzw. der Boden basisch ist, und eine gelbe bis rote Verfärbung, dass es sich um einen sauren Boden handelt. Ist der Boden neutral, so würde sich der pH-Indikator-Streifen gelblich-grün färben.
Welche Bedeutung hat der pH-Wert in der Natur?
Pflanzen benötigen zum Wachsen verschiedene Nährstoffe und Mineralsalze aus dem Boden, die in Form von Ionen (geladene Teilchen) vorliegen. Bestimmte Ionen verändern sich in Abhängigkeit von dem pH-Wert des Bodens und können dann nicht mehr so gut oder gar nicht mehr von der Pflanze aus dem Boden aufgenommen werden.
Die Verfügbarkeit der Ionen ist also abhängig vom pH-Wert des Bodens. In neutralen Böden ist eine gute Bereitstellung und Versorgung mit Ionen gewährleistet. Auch in sauren Böden befinden sich viele Ionen, doch es gibt einen Haken: Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass sich in sauren Böden auch Schwermetallionen, wie zum Beispiel Blei, Cadmium oder Kupfer, befinden. Diese können die Pflanzen bereits in geringen Mengen schädigen.
Zu den neutralen Böden gehören zum Beispiel trockene Wiesenböden. Saure Böden findet man in Hochmooren, Sumpfwiesen oder auch in Nadel- bzw. Mischwäldern und alkalische Böden sind beispielsweise besonders kalkhaltige Böden.
Welche Pflanzen wachsen auf saurem Boden? Und welche Pflanzen wachsen auf alkalischem Boden?
Wie du mittlerweile erfahren hast, bestimmt der pH-Wert, welche Pflanzen in einem bestimmten Boden wachsen. Demnach wollen wir jetzt der Frage nachgehen, welche Pflanzen in sauren und welche Pflanzen auf alkalischen Böden wachsen. So wachsen z B. Kulturfrüchte besonders gut auf neutralen oder schwach sauren Böden. Kartoffeln und Heidelbeeren wachsen dagegen lieber auf stark sauren Böden.
In der folgenden Tabelle findest du noch einmal eine Übersicht mit Beispielen für Pflanzenarten, die auf Böden mit einem sauren, neutralen oder alkalischen Boden wachsen:
pH-Wert | Pflanzen |
---|---|
sauer (< 7) | Kartoffeln, Heidelbeeren, Tomaten, Rhododendron, Heidekraut, Wildkräuter wie z. B. Sauerampfer und Sauerklee |
neutral (= 7) | Äpfel, Birnen, Erdbeeren, Brombeeren, Himbeeren |
alkalisch/basisch (> 7) | Kohl, Senf, Mohn, Distel, Wildkräuter wie z. B. Ackersenf, Wiesenstorchschnabel und Wiesensalbei |
Anhand des Vorkommens bestimmter Pflanzen an einer bestimmten Stelle kann man oft schon darauf schließen, ob der Boden sauer, alkalisch oder neutral ist. Da sich mithilfe dieser Pflanzen auf die Azidität des Bodens schließen lässt, bezeichnet man sie als Zeigerpflanzen.
Der pH-Wert als abiotischer Faktor – Zusammenfassung
Fassen wir nun noch einmal die wichtigsten Punkte zusammen:
- Der pH-Wert ist ein abiotischer Faktor, der angibt, wie sauer eine Lösung ist. Er lässt sich mithilfe von pH-Indikator-Streifen bestimmen.
- Auch Böden haben einen pH-Wert.
- Der pH-Wert eines Bodens hat einen großen Einfluss auf das Wachstum der Pflanzen, da dieser die Versorgung mit Nährstoffen und Mineralsalzen beeinflusst.
- Nicht nur Licht, Temperatur und Wasserverfügbarkeit beeinflussen das Vorkommen und Wachstum von Pflanzen, sondern auch der pH-Wert!
Auch zum Thema pH-Wert als abiotischer Faktor – Anpassung der Pflanzen in der Biologie haben wir einige interaktive Übungen und Arbeitsblätter erstellt, mit denen du dein Wissen testen kannst. Viel Spaß!
Transkript pH-Wert als abiotischer Faktor – Anpassung der Pflanzen (Basiswissen)
Hallo! Hast du dich schon einmal gewundert, warum im Moor nur ganz bestimmte Pflanzen wachsen und andere gar nicht? Das ist neben dem Wassergehalt auf den pH-Wert des Bodens in einem Moor zurückzuführen. Der dort herrschende pH-Wert ist nämlich stark sauer.
In diesem Video möchte ich dir zunächst erklären, was der pH-Wert genau ist, wie man ihn messen kann und wie der pH-Wert des Bodens das Wachstum von Pflanzen beeinflusst. Ich möchte dir aber auch zeigen, welche Pflanzenarten welchen Boden-pH-Wert bevorzugen. Dabei wirst du sehen, dass nicht nur Licht, Temperatur und Wasserverfügbarkeit das Vorkommen und Wachstum von Pflanzen beeinflussen.
Der pH-Wert
Bevor wir uns mit dem pH-Wert eines Bodens befassen, wollen wir uns zunächst anschauen, was der pH-Wert überhaupt ist. Der pH-Wert sagt etwas darüber aus, ob eine Lösung sauer oder alkalisch bzw. basisch ist. Eine saure Lösung bedeutet einen pH-Wert, der kleiner als 7 ist. Ein pH-Wert über 7 heißt, dass eine Lösung alkalisch oder basisch ist und ein pH-Wert von genau 7 bedeutet eine neutrale Lösung.
Messung Boden-pH-Wert
Auch Boden hat einen pH-Wert, also einen Säuregrad. Man spricht auch von Bodenazidität. Hast du eine Idee, wie man den pH-Wert eines Bodens bestimmen kann? Dazu löst man eine kleine Menge Boden in destilliertem Wasser, schüttelt den Ansatz und kann dann einen Streifen pH-Indikator-Papier hineintauchen.
Chemikalien auf der Indikator-Papier-Oberfläche zeigen bei bestimmten pH-Werten eine Farbreaktion. Anhand der Verfärbung des Papierstreifens wird der pH-Wert des Bodens bestimmt. Eine grünlich-blaue Verfärbung heißt z.B., dass die Lösung und damit der getestete Boden schwach basisch sind. Eine gelbliche bis rötliche Verfärbung deutet auf eine saure Lösung bzw. einen sauren Boden hin. Eine gelblich-grünliche Verfärbung spricht für einen neutralen Boden.
Konsequenzen für Pflanzen
Aber wieso ist der pH-Wert des Bodens überhaupt wichtig für eine Pflanze? Pflanzen müssen für ihr Wachstum verschiedene Nährsalze aus dem Boden aufnehmen, die dort als Ionen, also geladene Teilchen, vorliegen. Bestimmte Ionen verändern sich in Abhängigkeit von dem pH-Wert des Bodens und sie können dann nicht mehr so gut oder auch gar nicht mehr von der Pflanze aus dem Boden aufgenommen werden.
Die Verfügbarkeit von Ionen für die Pflanze ist meist am besten in neutralen Böden. Sehr viele Ionen sind in sauren Böden verfügbar. Bei sehr sauren Böden besteht allerdings das Problem, dass auch Schwermetall-Ionen, die die Pflanze schädigen können, verfügbar sind und aufgenommen werden können.
Wo kommen welche Böden vor?
Du weißt jetzt, was ein hoher oder niedriger pH-Wert für die Pflanze bedeutet. Aber wo gibt es überhaupt Böden mit einem niedrigen oder hohen pH-Wert? Neutrale Böden sind z.B. trockene Wiesenböden. Saure Böden findest du in Hochmooren, Sumpfwiesen oder auch in Nadel- bzw. Mischwäldern. Alkalische Böden sind z.B. besonders kalkhaltige Böden.
Beispielpflanzen
Der pH-Wert bestimmt also, welche Pflanzen in einem bestimmten Boden besonders gut wachsen. Die meisten Kulturfrüchte bevorzugen einen neutralen oder leicht sauren Boden.
Einen stärker sauren Boden mögen z.B. Kartoffeln oder Heidelbeeren. Auch Rhododendron oder Heidekraut gedeihen am besten auf sauren Böden. Unter den Wildkräutern sind Sauerampfer und Sauerklee auf sauren Böden zu finden.
Einen alkalischen Boden unter den Kulturpflanzen bevorzugt beispielsweise Kohl. Alkalische Böden nutzen Wildkräuter wie der Ackersenf, der Wiesenstorchschnabel und auch der Wiesensalbei. Wenn du bestimmte Pflanzen gehäuft an einer Stelle findest, kannst du so herausfinden, ob der Boden sauer, alkalisch oder neutral ist. Pflanzen, die auf die die Azidität des Bodens schließen lassen, nennt man auch Zeigerpflanzen für sauren bzw. basischen Boden.
Zusammenfassung
Du hast in diesem Video gesehen, dass der pH-Wert angibt, wie sauer eine Lösung ist und dass auch Böden einen pH-Wert haben. Der pH-Wert eines Bodens ist für Pflanzen sehr wichtig, da dieser die Verfügbarkeit und Aufnahme von Nährsalzen beeinflusst, die wichtig für das Pflanzenwachstum sind.
Die meisten Pflanzen bevorzugen daher einen neutralen bis leicht sauren Boden. Kulturpflanzen wie Kartoffeln oder Erdbeeren und Wildkräuter wie der Sauerampfer bevorzugen schwach saure Böden. Im Moor ist der Boden sehr sauer und daher können dort nur ganz bestimmte Pflanzen wachsen. Ein Beispiel dafür ist das Heidekraut. Kohl und Wildkräuter wie der Ackersenf mögen eher alkalische Böden.
Du siehst also: Es beeinflussen also nicht nur Licht, Temperatur und Wasserverfügbarkeit das Vorkommen und Wachstum von Pflanzen. Tschüss und bis zum nächsten Mal!
pH-Wert als abiotischer Faktor – Anpassung der Pflanzen (Basiswissen) Übung
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Definiere den Begriff pH-Wert.
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Erläutere, wie der pH-Wert des Bodens durch Zeigerpflanzen bestimmt werden kann.
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Ermittle Ursachen, die zu einer Bodenversauerung führen.
-
Zeige auf, welche Auswirkungen ein zu saurer Boden auf Pflanzen hat.
-
Gib an, wie die Bodenazidität bestimmt werden kann.
-
Vergleiche abiotische und biotische Faktoren.
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