Wurzelexsudate: Je mehr desto besser!

Wurzeln haben mehr drauf als du denkst.

Wurzeln, oder präziser gesagt ihre Ausscheidungen, die sogenannten Wurzelexsudate, sind das wirksamste Werkzeug zur Verbesserung der Pflanzen- und Bodengesundheit. Eine zentrale Aufgabe eines bodenaufbauend arbeitenden Landwirtes besteht daher darin, die Pflanzen dazu zu bringen, mehr Wurzelausscheidungen zu produzieren.

Aber wie die meisten unsichtbaren Dinge werden auch Wurzelausscheidungen meist übersehen oder schlicht ignoriert. Dies soll mit diesem Blogpost geändert werden. Denn Wurzelexsudate sind zu wichtig, um ungeachtet zu bleiben.

Was sind Wurzelexsudate?

Wurzelexsudate sind ein Cocktail aus Substanzen, die von Pflanzen aus ihren Wurzeln in den Boden ausgeschieden werden. Sie bestehen grösstenteils aus Zuckern, enthalten aber auch Aminosäuren, Hormone, pflanzliche Säuren, Signalstoffe und diverse andere sekundäre Stoffwechselprodukte. Jede dieser Substanzen hat dabei eine bestimmte Funktion.

Wurzelexsudate werden an verschiedenen Bereichen der Wurzel ausgeschieden, wobei die Zone der Wurzelspitze und der Wurzelhaare dominieren. Sie sind manchmal als klebrige durchsichtige Substanz auf Pflanzenwurzeln erkennbar.

Mikroorganismen gruppieren sich eng um die Wurzeln einer gesunden Pflanze, die Zucker und weitere Substanzen ausscheidet. Sie werden als sogenannte "Wurzelhosen" sichtbar. Foto: Simon Jöhr

Im Folgenden beschreiben wir einige bemerkenswerte Eigenschaften von Wurzelausscheidungen, mit deren Hilfe Pflanzen weitgehend unbemerkt auf ihre Umgebung einwirken. Die Liste ist natürlich nicht vollständig, sie soll jedoch verdeutlichen, welches Potential in der Optimierung der Exsudate für Bodenaufbau und Pflanzengesundheit steckt.

 

1. Fütterung des Mikrobioms, um sich selbst besser zu ernähren

Supergesunde Pflanzen verwenden eine Menge ihres Photosynthese-Ertrages für die Wurzelausscheidungen - in extremen Situationen bis zu 70 % des durch Photosynthese gewonnenen Kohlenstoffs, aber in der Regel eher 20 bis 30 %.

Christine Jones spricht bei den Zuckerausscheidungen vom "Liquid Carbon Pathway".

Doch die Pflanzen verschenken diese Energie nicht - sie versorgen damit das Bodenleben um ihre Wurzeln herum.

Wenn du tief im Inneren Kapitalist bist, könntest du dies als einen Kredit bezeichnen, von dem die Pflanze später in der Wachstumssaison Zinsen zurückerhält. Wenn du dich eher an tribalen Gesellschaften orientierst, könntest du dies als Paradebeispiel für eine gut funktionierende Geschenkökonomie von Gaben und Gegengaben bezeichnen.

Bis zu 70% der gewonnenen Sonnenenergie wird über die Wurzeln in den Boden gepumpt.

So oder so lohnt es sich für die Pflanze, so viel abzugeben, denn ein gut genährtes Bodenmikrobiom erfüllt Funktionen, die eine Pflanze nicht erfüllen kann: Die Freisetzung gebundener Nährstoffe im Boden, die Aufnahme von Stickstoff aus der Luft und vieles mehr.

 

2. Aufbau von stabilem Dauerhumus

Die Einarbeitung von organischem Material in den Boden – etwa durch Erntereste, Kompost oder Gründüngung – ist ein bekannter Weg, um den Humusgehalt zu erhöhen. Aber nicht alle Einspeisungsformen von C im Boden sind gleich «effizient». Die Zufuhr oder Rückführung von organischem Material ist zwar schön, aber Wurzelausscheidungen sind noch schöner – etwa fünfmal so schön gemäss Dr. Christine Jones.

Wurzelkontrolle in einer Gründüngung im Basiskurs regenerative Landwirtschaft von Regenerativ Schweiz. Foto: Alex von Hettlingen

So ergab eine Analyse von 10 Experimenten, dass Kohlenstoff aus Wurzelexsudaten im Durchschnitt zu 46 % dauerhaft im Boden gespeichert wurde, während dessen es bei Kohlenstoff aus oberirdischer Biomasse nur 8 % waren.

Kohlenstoff aus Ernteresten und Kompost wird zu 8% dauerhaft im Boden gespeichert - Kohlenstoff aus Wurzelexsudaten zu 46%.

Mit anderen Worten: Das, was Pflanzen über ihre Wurzeln in Form von Exsudaten direkt in den Boden abgeben, bleibt etwa fünfmal besser erhalten als das, was wir oben abschneiden und einarbeiten. Die genauen Zahlen mögen variieren – die Forschung zeigt aber den klaren Trend, dass «unterirdisches C» wesentlich wirksamer zur Humusbildung beiträgt.

3. Schaffung eines krankheitsunterdrückenden Milieus

Wie erwähnt enthalten Exsudate mehr als nur Zucker: Sie transportieren auch Phytohormone und andere Signalstoffe, die mit dem Mikrobiom in Interaktion stehen. Diese verschiedenen Komponenten tragen dazu bei, ein krankheitsunterdrückendes (in Fachsprache: suppressives) Mikrobiom zu schaffen – also ein Gemeinschaft von Mikroorganismen, welches das Auftreten oder die Ausbreitung von Pflanzenkrankheiten aktiv reduziert oder sogar verhindert.

Wurzelexsudate erzeugen ein krankheitsunterdrückendes Mikrobiom im Boden.

In Marschers «Mineral Nutrition of Plants» sind verschiedene konkrete Wirkungen von Exsudaten nachgewiesen bzw. beschrieben:

• Sie unterdrücken direkt bestimmte bodenbürtige Wurzelpathogene (antimikrobielle Wirkung).

• Sie unterdrücken indirekt bodenbürtige Pathogene, indem sie Antagonisten dieser Krankheitserreger anlocken.

• Sie spielen eine Schlüsselrolle bei den pflanzeneigenen Abwehrmechanismen (induzierte systemische Resistenz, ISR)

• Sie regen die Sporenkeimung und Hyphenverzweigung von arbuskulären Mykorrhizapilzen an.

  
  

Wow!

…. allerdings stimulieren gewisse Exsudate auch die Keimung von Parasitenpflanzen.

4. Veränderung der Bodenchemie

Pflanzen können den pH und Redox des Bodens in unmittelbarer Nähe ihrer Wurzeln mit Exsudaten verändern und somit die Löslichkeit der Nährstoffe und Metalle sowie die Geschwindigkeit der Mineralisierung und Humifizierung regulieren (mehr dazu in diesem Redox-Blogpost). Das bedeutet, dass Pflanzen die Bodenchemie generell so verändern können, dass sie ihren Vorlieben besser entspricht.

Pflanzen können beispielweise gezielt Stoffe ausscheiden, um schwer verfügbare Elemente besser aufzunehmen. So produzieren sie etwa Carboxylate wie Zitronensäure oder Apfelsäure, welche den pH/Redox-Wert verändern. Damit chelatieren sie schwer lösliche Phosphatverbindungen, das heisst sie binden Metallionen und machen dadurch Phosphor pflanzenverfügbar.

Pflanzen erschliessen über ihre Ausscheidungen ganz gezielt benötigte Nährstoffe aus dem Boden.

Auch auf Spurenelementemängel reagieren Pflanzen mit der Abgabe von Phytosiderophore – spezialisierte Moleküle, die Eisen binden und pflanzenverfügbar machen sowie andere wichtige Spurenelemente wie Zink, Kupfer und Mangan mobilisieren.

5. Optimierung Wasserhaushalt und Schutz vor Toxinen

Wurzelspitzen scheiden nebst den Exsudaten auch Schleim (Mucilage) aus - ein klebriges Gel aus Vielfachzuckern, das u.a. zum Ziel hat, die Wurzelhaube zu schützen. Diese Schleimstoffe haben eine hohe Wasserbindungsfähigkeit und tragen zur Verbesserung der Wasserspeicherung im unmittelbaren Wurzelumfeld bei.

Interessanterweise wirkt dieser Schleim bei Trockenheit hydrophob (wasserabweisend), wodurch der Wasserfluss zur Wurzel in der Regel erhalten bleibt und Wasserverlust durch Rückfluss minimiert wird. Diese angepasste hydraulische Leitfähigkeit hilft den Pflanzen, sich vor Austrocknung zu schützen.

Pflanzen schützen sich mit ihren Ausscheidungen vor Trockenheit und giftigen Substanzen.

Der Schleim kann des weiteren Metallionen wie Aluminium, Cadmium und Kupfer chelatieren und im Rhizosphärenbereich binden, so dass die Aufnahme im Wurzelgewebe reduziert wird.

Bei Pflanzen, die Aluminiumtoxizität ausgesetzt waren, befand sich eine mehrfach höhere Menge Aluminium im Schleim als im Wurzelgewebe. Gemäss mehreren älteren Studien gilt dies auch für andere Schwermetalle wie Blei und Cadmium.

 

Wie fördere ich die Produktion von Wurzelexsudaten?

Kommen wir zur Praxis: Wie lassen sich die Wurzelausscheidungen deiner Pflanzen fördern?

1. Der erste Schritt ist ein «immergrünes» Feld mit möglichst viel und möglichst langanhaltender aktiver Photosynthesefläche. Bildlich ausgedrückt: Viele Solarpanels aufstellen, die lange laufen.

   
   

2. Der zweite Schritt besteht darin, die Solarpanels leistungsfähiger zu machen. Vitalisierende Blattspritzungen mit Komposttee sind ein wichtiges Werkzeug, um die Photosynthese-Leistung der Pflanze zu erhöhen. Warum dies funktioniert, liest du in unserem Blogpost zu Quorum Sensing.

   
   

3. Die gezielte Versorgung der Pflanzen mit gewissen Spurenelementen kann zudem eine wichtige Hilfe sein – ein Überblick dazu fIndet sich in der ersten Stufe der Pflanzengesundheitspyramide von John Kempf.

Je aktiver die Pflanzen Photosynthese betreiben, desto mehr Wurzelausscheidungen geben sie an den Boden ab. Das stärkt das Mikrobiom, verbessert die Nährstoffversorgung der Pflanze und fördert ihre Gesundheit – was wiederum zu mehr Exsudaten führt.

Ein mächtiger positiver Rückkopplungsmechanismus!

Wir empfehlen in diesem Zusammenhang die Lektüre des Blogbeitrages

Rhizophagie: Wie Pflanzen mit ihren Wurzeln Mikroben fressen

Quelle:

Angepasste und ergänzte Übersetzung des Artikels von Ela John (2025): Exalting Exudates - 7 amazing traits of plant root exudates

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