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Lehrerinfo

1. Modul: Pflanzen produzieren in grünen Pflanzenorganen den Nährstoff Stärke

Modul 1a: Die SuS können Erklärungsansätze für unterschiedliche Ernteerträge bei Kartoffeln nennen

Der Unterricht nimmt seinen Ausgang von Pflanzen bzw. Pflanzenorganen, die als Nährstofflie­feranten bzw. Nährstoffspeicher für die tierische und menschliche Ernährung von Bedeutung sind. Der in derartigen Pflanzenteilen (Kartoffelknolle, Reiskorn, Maiskorn, Getreidekörner) bedeutsame Nährstoff Stärke lässt sich leicht mit Hilfe einer Lugol’schen Lösung (Massenverhältnis Was­ser:KI:I2= 20:2:1) nachweisen. Nachdem Pflanzenorgane als Nährstoffspeicher bzw. Nährstofflie­ferant in den Mittelpunkt gerückt wurden, setzt sich der Unterricht mit Beobachtungen an einer Kartoffelpflanze im Jahresgang fort. Die Lehrkraft gibt vor, dass aus einer einzigen im Frühjahr gesetzten „Stärke“knolle im Herbst ein bis zu 20facher Ertrag erzielt werden kann. Als offener Impuls steht im Raum: „Wie gewinnt die Kartoffelpflanze so große Mengen an Stärke?“

Erste Erklärungsansätze können die SuS durch das Arbeitsmaterial: Beobachtungen bei der Kartoffelernte gewinnen. Es führt Erträge von „normalen“ Pflanzen und solchen mit Kartoffelkäferbefall an Licht- und Schattenstandorten auf (s. dazu Sachinformation unten). Das ermöglicht sowohl Schülern ohne Vorwissen, die typischen Fehlvorstellungen zur Pflanzenernährung zu nennen (z.B. E1), als auch Schülern ohne oder mit Vorwissen einige der für die Fotosynthese wesentlichen Zusammenhänge zu erkennen und zu nennen (E2 bis E5), z.B.

  • E1: Pflanzen entnehmen Nährstoffe aus dem Boden. Diese nutzen sie zum Wachstum.
  • E2: Pflanzen produzieren die Stärke selbst.
  • E3: Pflanzen benötigen Licht zur Produktion von Stärke
  • E4: Da die Blattfläche wichtig ist, erfolgt die Stärkeproduktion in den Blättern.
  • E5: Die grüne Farbe der Blätter ist wichtig für die Stärkeproduktion.
  • E6: ...
  • Damit der Folgeunterricht von diesen Erklärungsansätzen ausgehen kann, sollten sie in einer geeigneten Form zunächst gesammelt und dann im Plenum diskutiert werden. Eine Möglichkeit dazu ist die Placemat-Methode (siehe placemat_Methodeninfo und
    placemat_Kartoffelernte ). Die Ergebnisse des placemats können in verschiedenen Sozialformen aufgenommen werden (Vorstellung im Plenum; Auslage auf Tischen als „Ausstellung“ o.ä.). Die möglichen Erklärungen stehen zunächst unkommentiert nebeneinander und bedürfen einer Prüfung (s. Modul 1b).

Sachinformation: Ertrag bei Kartoffelpflanzen

Unbefallene Pflanze: Aus einer Maikartoffel werden 20 Herbstkartoffeln. Ertrag 15-20fach.

Befallene Pflanzen: Sowohl Imagines als auch Larven fressen an den Blättern. Es kommt zu Rand- und Lochfraß. Starker Befall führt über Skelettier- zu Kahlfraß und somit vollständiger Entlaubung. Durch den Verlust der Blattmasse wird die Knollenbildung gehemmt. Ertragseinbußen von 50 Prozent sind möglich. Ertragsrückgang ab etwa 12 Tiere pro Pflanze. Eine Schädigung der Blattfläche von mehr als zehn Prozent kann bereits zu größeren wirtschaftlichen Einbußen führen. Messungen haben ergeben, dass eine Kartoffelkäferlarve 40 bis 50 cm 2 Blattfläche zerstört. Ab einem Befall von fünf Larven pro Pflanze sind wirtschaftliche Schäden zu erwarten. Die Schadensschwelle beim Kartoffelkäfer liegt bei 15 Larven pro Pflanze bzw. 20 % Blattverlust.

 

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