Transpiration bei Cannabis: Wie Stomata, Blatttemperatur und Luftfeuchtigkeit zusammenwirken

Transpiration ist ein zentraler Bestandteil des Wasserhaushalts einer Cannabispflanze. Dabei gibt die Pflanze Wasser in Form von Wasserdampf über ihre Blätter an die Umgebung ab. Dieser Vorgang beeinflusst nicht nur die Kühlung der Blätter, sondern steht auch in engem Zusammenhang mit dem Wasser- und Nährstofftransport innerhalb der Pflanze.

Wie stark eine Pflanze transpiriert, hängt unter anderem von der Luftfeuchtigkeit, der Blatttemperatur und der Öffnung ihrer Stomata ab. Genau diese Faktoren bilden auch die Grundlage für den sogenannten VPD.

Was ist Transpiration bei Cannabis?

Als Transpiration bezeichnet man die Abgabe von Wasser über die oberirdischen Teile einer Pflanze. Der größte Teil erfolgt über kleine regulierbare Poren auf den Blättern, die sogenannten Stomata.

Wasser wird zunächst über die Wurzeln aufgenommen und anschließend durch das Leitgewebe der Pflanze nach oben transportiert. In den Blättern verdunstet ein Teil dieses Wassers und gelangt über die geöffneten Stomata in die Umgebungsluft.

Die Transpiration erzeugt dabei einen kontinuierlichen Wasserstrom innerhalb der Pflanze.

Vereinfacht dargestellt:

Wurzel → Stamm → Blatt → Stomata → Umgebungsluft

Dieser Wasserstrom ist ein wichtiger Bestandteil des pflanzlichen Stoffwechsels.

Warum transpiriert eine Cannabispflanze?

Transpiration erfüllt mehrere Funktionen gleichzeitig.

Zum einen hilft die Verdunstung von Wasser dabei, die Blätter zu kühlen. Ähnlich wie Schweiß beim Menschen entzieht verdunstendes Wasser der Oberfläche Wärme.

Zum anderen trägt die Transpiration dazu bei, Wasser und darin gelöste Mineralstoffe durch die Pflanze zu transportieren.

Der Wasserstrom läuft hauptsächlich über das sogenannte Xylem. Dieses Leitgewebe transportiert Wasser und gelöste Mineralstoffe von den Wurzeln in Richtung Blätter und andere Pflanzenteile.

Transpiration ist deshalb eng mit drei grundlegenden Prozessen verbunden:

• Wasseraufnahme
• Mineralstofftransport
• Temperaturregulation der Blätter

Was sind Stomata?

Stomata sind mikroskopisch kleine Poren in der Epidermis der Blätter. Sie befinden sich bei vielen Pflanzen überwiegend auf der Blattunterseite.

Jedes Stoma wird von zwei Schließzellen umgeben. Diese können die Öffnung vergrößern oder verkleinern.

Über die Stomata findet ein wichtiger Austausch zwischen Pflanze und Umgebung statt.

Die Pflanze nimmt darüber unter anderem CO₂ aus der Luft auf, das sie für die Photosynthese benötigt.

Gleichzeitig entweichen über dieselben Öffnungen:

• Wasserdampf
• Sauerstoff
• weitere gasförmige Stoffwechselprodukte

Damit entsteht für die Pflanze ein biologischer Zielkonflikt: Für die Aufnahme von CO₂ müssen die Stomata geöffnet sein. Gleichzeitig verliert die Pflanze dadurch Wasser.

Wie regulieren Stomata die Transpiration?

Eine Pflanze kann ihre Stomata je nach Umweltbedingungen unterschiedlich stark öffnen.

Sind die Stomata weit geöffnet, kann vergleichsweise viel Wasserdampf aus dem Blatt entweichen.

Schließen sich die Stomata, sinkt dagegen der Wasserverlust.

Die Pflanze reagiert dabei auf verschiedene Faktoren, darunter:

• Wasserverfügbarkeit
• Licht
• CO₂-Konzentration
• Blatttemperatur
• Luftfeuchtigkeit
• Wasserstatus der Pflanze

Bei starkem Wasserstress können sich die Stomata beispielsweise schließen. Dadurch reduziert die Pflanze ihren Wasserverlust.

Gleichzeitig wird jedoch auch die Aufnahme von CO₂ begrenzt. Die Regulation der Stomata beeinflusst deshalb sowohl den Wasserhaushalt als auch die Photosynthese.

Welche Rolle spielt die Luftfeuchtigkeit?

Die relative Luftfeuchtigkeit beschreibt, wie viel Wasserdampf sich in der Luft befindet, verglichen mit der maximal möglichen Menge bei derselben Temperatur.

Für die Transpiration ist dabei vor allem der Unterschied zwischen der feuchten Luft innerhalb des Blattes und der Umgebungsluft entscheidend.

Im Inneren eines gesunden Blattes befindet sich Luft mit einer sehr hohen Wasserdampfsättigung.

Ist die Umgebungsluft deutlich trockener, besteht ein stärkeres Gefälle. Wasserdampf bewegt sich deshalb leichter aus dem Blatt in die Umgebung.

Bei höherer Luftfeuchtigkeit wird dieses Gefälle kleiner.

Grundsätzlich gilt daher:

Trockene Umgebungsluft → stärkeres Verdunstungsgefälle

Feuchte Umgebungsluft → schwächeres Verdunstungsgefälle

Die tatsächliche Transpirationsrate hängt allerdings zusätzlich von Faktoren wie Stomataöffnung, Temperatur und Luftbewegung ab.

Warum ist die Blatttemperatur wichtig?

Für die Transpiration ist nicht nur die Temperatur der Raumluft entscheidend.

Von besonderer Bedeutung ist die tatsächliche Temperatur der Blattoberfläche.

Ein Blatt kann wärmer oder kühler sein als die Umgebungsluft. Wie groß dieser Unterschied ist, hängt unter anderem von Strahlung, Luftbewegung und Verdunstung ab.

Die Temperatur beeinflusst unmittelbar den möglichen Wasserdampfdruck.

Je wärmer ein Blatt ist, desto mehr Wasserdampf kann die Luft innerhalb des Blattes aufnehmen. Dadurch kann sich das Dampfdruckgefälle zwischen Blatt und Umgebung verändern.

Deshalb wird bei einer genaueren Betrachtung der Pflanzenphysiologie häufig zwischen zwei Temperaturen unterschieden:

Lufttemperatur: Temperatur der Umgebungsluft

Blatttemperatur: tatsächliche Temperatur der Blattoberfläche

Diese Unterscheidung ist besonders wichtig, wenn man den VPD einer Pflanze genauer verstehen möchte.

Warum können Blätter kühler als die Umgebung sein?

Wenn Wasser auf der Blattoberfläche beziehungsweise innerhalb des Blattes verdunstet, wird dafür Energie benötigt.

Diese Energie wird teilweise der Wärme des Blattes entzogen.

Dadurch kann Transpiration die Blattoberfläche abkühlen.

Dieser Effekt wird als Verdunstungskühlung bezeichnet.

Wie stark diese Kühlung ausfällt, hängt davon ab, wie viel Wasser verdunstet und wie die Umweltbedingungen aussehen.

Die Blatttemperatur ist daher nicht ausschließlich eine Folge der Umgebungstemperatur, sondern auch das Ergebnis biologischer und physikalischer Prozesse innerhalb der Pflanze.

Zusammenhang zwischen Luftfeuchtigkeit und Blatttemperatur

Luftfeuchtigkeit und Blatttemperatur wirken gemeinsam auf das Dampfdruckgefälle zwischen Blatt und Umgebung.

Bei gleicher relativer Luftfeuchtigkeit kann sich die Verdunstungswirkung verändern, wenn sich die Blatttemperatur verändert.

Ein wärmeres Blatt besitzt einen höheren Sättigungsdampfdruck als ein kühleres Blatt.

Genau deshalb reicht die relative Luftfeuchtigkeit alleine nicht aus, um vollständig zu beschreiben, wie stark der Verdunstungsdruck auf eine Pflanze ist.

Hier kommt der Vapor Pressure Deficit, kurz VPD, ins Spiel.

Was hat Transpiration mit VPD zu tun?

Der VPD beschreibt vereinfacht den Unterschied zwischen der Wasserdampfmenge, die die Luft maximal aufnehmen könnte, und der tatsächlich vorhandenen Wasserdampfmenge.

Aus Sicht einer Pflanze ist besonders der Unterschied zwischen dem Wasserdampfdruck im Blatt und dem Wasserdampfdruck der Umgebung relevant.

Je größer dieses Gefälle ist, desto stärker ist grundsätzlich der physikalische Antrieb für die Verdunstung von Wasser.

Die Transpiration selbst wird jedoch weiterhin von der Pflanze reguliert. Stomata können sich öffnen oder schließen und dadurch beeinflussen, wie viel Wasser tatsächlich verloren geht.

VPD beschreibt deshalb nicht einfach die Transpirationsrate. Er beschreibt vielmehr einen wichtigen Teil der Umweltbedingungen, unter denen Transpiration stattfindet.

Transpiration und Wassertransport

Wenn Wasser aus einem Blatt verdunstet, entsteht innerhalb des wasserleitenden Systems der Pflanze eine Zugwirkung.

Dieser Mechanismus wird häufig als Transpirationssog bezeichnet.

Durch die zusammenhängenden Wassermoleküle im Xylem kann Wasser von den Wurzeln bis in die Blätter transportiert werden.

Dieser Vorgang wird durch physikalische Eigenschaften des Wassers unterstützt, insbesondere durch:

Kohäsion: Wassermoleküle ziehen sich gegenseitig an.

Adhäsion: Wassermoleküle haften an den Wänden der Leitgefäße.

Gemeinsam ermöglichen diese Eigenschaften den Transport von Wasser über beträchtliche Strecken innerhalb einer Pflanze.

Welche Verbindung besteht zwischen Transpiration und Nährstoffen?

Viele mineralische Pflanzennährstoffe befinden sich gelöst im Boden- beziehungsweise Wurzelwasser.

Zusammen mit dem Wasser gelangen sie über die Wurzeln in das Xylem und werden innerhalb der Pflanze verteilt.

Transpiration trägt damit indirekt zum Transport verschiedener Mineralstoffe bei.

Allerdings bedeutet eine höhere Transpiration nicht automatisch eine bessere Nährstoffversorgung.

Die Aufnahme einzelner Nährstoffe wird zusätzlich durch zahlreiche Faktoren beeinflusst, darunter:

• Konzentration der Nährstoffe
• pH-Wert
• Wurzelgesundheit
• Ionenaustausch
• aktive Transportmechanismen der Wurzeln

Der Zusammenhang zwischen Transpiration und Nährstoffaufnahme ist deshalb komplexer als ein einfacher proportionaler Zusammenhang.

Transpiration und Photosynthese hängen zusammen

Stomata verbinden zwei wichtige Prozesse der Pflanzenphysiologie miteinander.

Öffnet die Pflanze ihre Stomata, kann CO₂ in das Blatt gelangen. Dieses CO₂ wird für die Photosynthese benötigt.

Gleichzeitig entweicht Wasserdampf.

Damit muss die Pflanze ständig zwischen zwei Anforderungen abwägen:

CO₂ aufnehmen und Photosynthese ermöglichen

und

Wasserverlust begrenzen

Diese Balance wird als Teil der sogenannten stomatären Regulation betrachtet.

Sie erklärt auch, warum Wasserhaushalt, Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Photosynthese nicht unabhängig voneinander betrachtet werden können.

Transpiration ist weit mehr als das einfache Verdunsten von Wasser über die Blätter einer Cannabispflanze.

Sie ist Teil eines komplexen Systems aus Wasseraufnahme, Stofftransport, Temperaturregulation und Gasaustausch.

Die Stomata übernehmen dabei eine zentrale Kontrollfunktion. Sie regulieren gleichzeitig den Verlust von Wasserdampf und die Aufnahme von CO₂.

Blatttemperatur und Luftfeuchtigkeit bestimmen wiederum maßgeblich das physikalische Umfeld, in dem dieser Austausch stattfindet.

Wer Transpiration versteht, versteht deshalb auch besser, warum Begriffe wie Stomata, Blatttemperatur, Luftfeuchtigkeit und VPD eng miteinander verbunden sind.