- Lehre am IAPN – Der Pflanzenphysiologie auf der Spur

Eine wichtige Aufgabe des IAPN ist es, Studierenden interaktive Lehrveranstaltungen zur Ernährungsphysiologie der Pflanzen anzubieten. Die Lehrveranstaltungen umfassen spezielle Vorlesungen und Seminare zur Photosynthese, Pflanzenphysiologie unter Stress, Signaltransduktion und zur Physiologie der Hormone.

 

Sie richten sich an fortgeschrittene Studierende. Die Lehrveranstaltungen haben zum Ziel, den Studierenden Einblicke in die globalen Fragen der Pflanzenernährung zu gewähren. Alle vom IAPN angebotenen Lehrveranstaltungen bestehen zu 20 Prozent aus praktischer Tätigkeit, die auch die Anfertigung eines kurzen Projektberichtes beinhaltet. Ein Beispiel dafür ist das IAPN-Praktikum innerhalb des Moduls „Plant-Water-Nutrient Relations in Semi-arid and Arid Agriculture” aus dem Wintersemester 2013/2014. Der Praktikumsbericht gibt einen exemplarischen Einblick in die Lehrveranstaltungen des IAPN.

 

Das Mastermodul im Studiengang der Agrarwissenschaften vermittelt Fachwissen zur Nährstoffphysiologie der Pflanze und zum Einfluss auf das Trockenstressmanagement. Geleitet wird es vom Juniorprofessor des IAPN, Prof. Dr. Mehmet Senbayram, der interaktives Lernen sehr schätzt. „In meinen Vorlesungen lade ich die Studierenden zum mitdiskutieren ein. Sie müssen sich aktiv an der Lösung von Problemen beteiligen, und nicht nur zuhören.“ Im zugehörigen Praktikum im Labor und Gewächshaus des IAPN bietet er den Studenten auf der Vorlesung aufbauend Pflanzenphysiologie unter Stressbedingungen „zum Anfassen“ an. „Die Studierenden können sich im Praktikum näher mit dem Thema Trockenstress auseinandersetzen. Das Thema wird an Bedeutung gewinnen, da die meisten Klimamodelle gegenwärtig eine Zunahme der Intensität und Dauer von Trockenheit prognostizieren“, so Senbayram. Die Frage, wie sich durch ein intelligentes Nährstoffmanagement eine bessere Nutzung begrenzter Ressourcen wie Wasser, Nährstoffe und Boden erreichen lässt, steht im Mittelpunkt der Forschung am IAPN.

 

Schnupperstunde im Labor

Im Praktikum führen die Studenten eigene Versuche durch, beobachten und erfassen die Daten, werten diese aus und präsentieren die Ergebnisse mit abschließender Diskussion. Somit stellt Prof. Senbayram neben den Inhalten auch zentrale wissenschaftliche Methoden sowie Analysegeräte vor – vom CO2-Gasaustausch über Wärmebildanalysen bis zur Ermittlung der Chlorophyll-Fluoreszenz. Darüber hinaus wird gelehrt, wie Daten aus Versuchen zu sammeln und zu analysieren sind.

 

Während des Praktikums steht die Bildung von Sauerstoffradikalen in Sonnenblumenblättern bei unterschiedlichen Versorgungsstufen mit Magnesium und Trockenheitsbedingungen im Mittelpunkt. Bei Nährstoffmangel bilden sich diese freien Radikale in den Blättern und können zu Nekrosen, dem Absterben von Blattgewebe, führen. IAPN-Doktorand Ershad Tavakol erläutert die theoretischen Hintergründe: „Im Labor können wir Wasserstoffperoxid, Superoxid und Hydroxyl-Radikale messen, lange bevor an den Pflanzen Nährstoffmangelsymptome sichtbar werden.“

 

Das probieren die Studenten nun selbst aus: Sie stechen im Gewächshaus kleine Proben aus Sonnenblumenblättern aus – zum einen aus Pflanzen, die gut mit Magnesium versorgt sind, zum anderen aus Mangelpflanzen. Die Blattprobe wird in ein Reaktionsgefäß mit angesäuertem Aceton gegeben und in flüssigem Stickstoff eingefroren. Anschließend geht es ins Labor: Dort werden die vorbereiteten Proben in ein Reagenzglas mit einer Testlösung gegeben. Anschließend muss die Messung schnell beginnen: Dazu stellen die Studenten die Behälter ins Spektrometer. Nur wenige Minuten später können die Studenten die Ergebnisse am PC ablesen: Bei den Mangelpflanzen sind die Radikale deutlich nachweisbar.

 

Zurück im Gewächshaus erläutert Prof. Senbayram die Messergebnisse: „Die Sauerstoffradikale, die bei Nährstoffmangel entstehen, zerstören das Zellgewebe. Wir können bereits jetzt frühe Symptome von Nekrose an den Sonnenblumenblättern erkennen. Bei Trockenstress erhöht sich der Nährstoffbedarf der Pflanzen, entsprechend wahrscheinlicher ist, dass bei Trockenheit Nährstoffmangelsymptome früher auftreten.“

 

Studentin Ann-Kathrin Lichtner ist zufrieden: „Ich habe das Modul belegt, weil Trockenstress ein aktuelles und zukunftsträchtiges Thema ist. Durch die Interaktion mit Prof. Senbayram und den Doktoranden am IAPN konnte ich auch aus dem heutigen Praktikum wieder sehr viel mitnehmen.“

 

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Symbolbild für die Lehre am IAPN

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