Botanik: Raps Brassica napus *

[Hans-Jürgen Koch]

Der Raps ist eine sehr anspruchsvolle Pflanze und gedeiht nur auf Böden, die fruchtbar und ein wenig kalkhaltig sind, auch verlangt er einen guten Dünger.

Raps (Brasica napus) ist inzwischen neben Getreidesorten eine der wichtigsten Nutzpflanzen des Menschen.
Er gehört zur Familie der Kreuzblütler (Brassicaceae) und ist aus einer spontanen Kreuzung (Hybrid) von Wildkohl (Brassica oleracea) und Rübsen (Brassica rapa) entstanden.

Der Raps, der zurzeit auf den Feldern gelb blüht, nennt sich Winterraps.
Die jungen Rapspflanzen mussten erst noch den kalten Winter überstehen. Die Landwirte haben den Raps nämlich schon im vergangenen August ausgesät.
Schon nach wenigen Tagen entwickelten sich aus den Körnern kleine Pflanzen.  Um sich vor der Kälte zu schützen, hörten sie auf zu wachsen und legten ihre Blätter auf den Boden (sie bilden eine Rosette).
Daher wird die Pflanze durch den Schnee nicht geknickt, der sich auf ihr ablagert.

Als es im Februar oder März wieder heller und wärmer wurde, wuchsen die Pflanzen in die Höhe. Dabei halfen viele Landwirte mit ein bisschen Düngemittel nach. Nun im Mai bis Anfang Juni ist Blütezeit – die hält etwa vier Wochen an.

Bild 01 Habitus, Raps Brassica napus

Foto: H.-J_Koch

Dass man aus Raps tolle Sachen herstellen kann, wissen die Menschen schon lange.
Die Pflanze kommt eigentlich aus Asien und den Ländern um das Mittelmeer und wurde schon vor rund 4000 Jahren angebaut. Bei uns wächst Raps seit etwa 700 Jahren.
Im Mittelalter begann man aus den Samen Öl zu gewinnen, und Rüböl aus Raps löste Talg als Lampenöl ab. Im Zuge der Industrialisierung diente es als Schmiermittel in Dampfmaschinen und als Grundstoff für die Seifenherstellung.

Verwendung als nachwachsender Rohstoff
Rapsöl wird zur Herstellung von biologisch abbaubaren Ölen und Schmierstoffen genutzt, als Grundstoff für Farben und Lacke oder für Weichmacher, Tenside und Pflanzenschutzmittel.

Außerdem stellt man aus Rapsöl Kraftstoffe oder Kraftstoffzusätze her und verwendet dafür das Öl in naturbelassener Form oder als Rapsmethylester (Biodiesel).

Erucasäureepoxide aus Erucasäure werden als Weichmacher für PVC-Kunststoffe eingesetzt, Fettsäureester aus Erucasäure dienen als Schmierstoffadditive.
Schließlich kann man Erucasäure zur Herstellung von Spezialchemikalien verwenden, wie bspw. Brassylsäure (Tridekandisäure) und Pelargonsäure (Nonansäure). Brassylsäure wird wiederum zur Herstellung von Spezialpolymeren eingesetzt, wie Nylon-13,13.

Inhaltsstoffe:

Raps: 40 - 45 % Ölgehalt im Samen, davon 60 % Ölsäure, 0,1 % Erucasäure
Erucaraps: 40 - 50 % Ölgehalt im Samen, davon 40 % Ölsäure, 55 % Erucasäure

Erucaraps: verbesserte Eruca-Rapsgenetik.

Deutschland ist Raps-Sieger:
In keinem anderen Land der Europäischen Union wird so viel Raps angebaut wie bei uns.
Die Hauptproduktionsländer des Raps sind China und Indien.
In Italien hat der Raps nur geringe Bedeutung.

Auf etwa zwölf Prozent aller Ackerflächen wächst die gelbe Pflanze.
Wenn die gelben Blüten nämlich Ende Juni verblüht sind, entwickeln sich dort sogenannte Schoten. Darin liegen pro Schote 15 bis 18 kugelige, schwarze Samen. Und genau die sind wertvoll, denn die Samen bestehen fast zur Hälfte aus Öl.

Bild 02 Schoten in einem deutlichen Schnabel auslaufend, Raps Brassica napus

Foto: H.-J_Koch

Die Ernte der Samen findet im  Juli/August mit modifizierten Mähdreschern bei Erträgen von durchschnittlich 35 - 40 dt pro Hektar statt.

In Mühlen werden die Körner gequetscht und gemahlen, um das Öl zu gewinnen. Dieses Rohöl wird dann noch gereinigt – und kann zu vielen Produkten weiterverarbeitet werden.

Das Öl wird in zwei Arbeitsgängen gewonnen: die Samen werden kalt, dann heiß gepreßt.
Das rohe Rapsöl wird in der Industrie gebraucht, während das raffinierte Rapsöl, rein oder vermischt, als Speiseöl Verwendung findet

Raps ist heute die bedeutendste Ölfrucht in Deutschland. Weltweit spielt Rapsöl nach Palm-/Palmkernöl und Sojaöl die drittgrößte Rolle (bezogen auf die Produktionsmenge).

Im Jahr 2016 wuchs Raps für technische Zwecke in Deutschland auf etwa 120.000 ha, für die  Biokraftstoffproduktion auf 760.000 ha.

In Bayern wird vor allem Winterraps angebaut, Sommerraps spielt eine untergeordnete Rolle. Vor allem als Lieferant von Öl, aber auch von Eiweiß für die Tierernährung ist der Raps (Brassica napus) sehr beliebt.

Auch Wildtiere nutzen diese Pflanze gerne als Nahrung und Deckung.
Besonders dem bodenbrütenden Flugwild können Rapsfelder Deckung für Brut und Jungenaufzucht bieten.

Nicht nur bei Schnee und Frost stellt der Raps auch eine gute Äsungspflanze dar. Er wird gerne über lange Zeit als wertvolle Nahrungsquelle angenommen.
Besonders schmackhaft sind jedoch seine Blätter nach dem ersten Frost, wenn der Gehalt an Bitterstoffen in den Pflanzen abnimmt.


Die Blätter bis zu 15 Zentimeter lang gestielt, mit einer 5 - 25 Zentimeter langen Spreite mit unregelmäßiger Form.
Das Blatt ist leierförmig, fiederteilig gelappt oder rundlich bis lanzettlich, mit einem gewellten und gezähnten Rand.

Bild 03 Blatt, Raps Brassica napus

Foto: H.-J_Koch

Die Pflanze zeigt einen Blatt-Dimorphismus:
Die unteren Blätter sind fiederteilig; die oberen Blätter herzförmig. An den Zweigenden stehen die Blütenstände.
Blattdimorphismus ist die Ausprägung unterschiedlich ausgeprägter Blätter

Was ist ein gefiedertes Blatt ?

Zusammengesetztes Blatt, bei dem mindestens je 2 Teilblätter (Fiederblätter) beidseits der Mittelrippe angeordnet sind.


Bild 04 stängelumfassende Blattspreite , Raps Brassica napus

Foto: H:_J_Koch

Die am oberen Bereich des Stängels wachsenden Blätter mit 
ohrförmiger Spreitenbasis umschließen den Stängel und der Blattrand ist glatt oder gewellt.

Die Blätter und Stängel sind von einer dünnen, blaugrünen Wachsschicht bedeckt. Träufelt man Wasser auf die Pflanze, so fließt es sofort in Tropfen ab.
Entfernt man die Wachsschicht von einigen abgepflückten Blättern, dann sieht man, daß sie schnell welken als andere, denen man den Überzug belassen hat.
Die Wachsschicht verlangsamt also die Verdunstung.
An der Stelle, an der das Wasser abfließt, finden sich im Boden die feinen Saugwurzeln.
Der Raps hat nämlich kein weitverzweigtes Wurzelgeflecht wie z. B. ein Baum, sondern eine möhrenförmige Hauptwurzel mit kurzen Seitenwurzeln.

Bild 05 Hauptwurzel, Raps Brassica napus

Foto: H.-J_Koch

Bild 06 Blütenstand, Raps Brassica napus

Foto: H.-J_Koch

Bild 07 Blüte, Raps Brassica napus

Foto: H.-J_Koch

Bei den Blütenständen handelt es sich um endständige aus bis zu 60 Einzelblüten bestehenden Trauben, die an der Spitze weiterblühen und sich ständig verlängern.
Die Blüten sind typische vierzählige Kreuzblüten, sie sind radiärsymmetrisch mit aufsteigenden Kelchblätter und blassgelben bis goldgelben Kronblättern. Diese werden bis zu 1,6 Millimeter lang und bis zu einem Zentimeter breit, mit einem langen Nagel und bilden eine flache Schüssel.

Was sind einjährige Pflanzen?

Einjährige Pflanzen keimen, wachsen und blühen innerhalb eines Jahres. Durch Versamen können sie sich erhalten und wieder am selben Standort erscheinen. Manche ,,wandern" so durch den Garten und erfreuen uns an immer neuen Standorten.

Systematik:

Ordnung: Kreuzblütlerartige Brassicales
Familie: Kreuzblütler  Brassicaceae (Cruciferae
Tribus: Brassicea
Gattung: Kohl Brassica
Art: Raps
Wissenschaftlicer Name: Brassica napus
Trivialnamen: Reps oder Lewat
Englische Bezeichnung: colza plant

Bild 08 Illustration, Raps Brassica napus

Dieses Werk ist gemeinfrei
Urheber: Walther Otto Müller (1833- 1887)

Teil 1
Spross, Querschnitte
30 Mikrometer

Bild 09 Dunkelfeld, ungefärbter Schnitt,Raps Brassica napus


Bild 10 Negativaufnahme, ungefärbter Schnitt,Raps Brassica napus


W-3A-Färbung nach Wacker (Acridinrot-Acriflavin-Astrablau) modifiziert

Arbeitsablauf:
1.Pflanzenprobe liegt in 30 % Ethanol.
2. Aqua dest. 3x wechseln je 1 Minute.
3. Vorfärbung Acridinrotlösung 7 Minuten
4. 1x auswaschen mit Aqua dest. .
5. Acriflavinlösung (differenzieren bis gerade keine Farbwolken mehr     abgehen - Lupenkontrolle) ca.30 Sekunden !!
6. 2 x auswaschen mit Aqua dest..
7. Nachfärbung Astrablaulösung 1 Minuten
8. Auswaschen mit Aqua dest. bis keine Farbstoffreste auf dem Objektträger    verbleiben.
9. Entwässern mit 3x gewechseltem Isopropylalkohol (99,9 %)
10. Einschluss in Euparal.

Ergebnis :
Zellwände blaugrün bis grün, verholzte Zellwände leuchtend rot, Zellwände der äußeren Hypodermis orangerot, Cuticula gelb, Zellwände der innenliegenden Hypodermis tiefrot.
Bei der Betrachtung wird eine Kontrastverbesserung bei Verwendung eines BG 38 Filters (blaugrün, 3 mm dick) erreicht.

Fotos: Nikon D5000, Sony Alpha 6000

Bild 11 Übersicht, Raps Brassica napus



Bild 12 Detailaufnahme mit Beschriftung, Raps Brassica napus

MP = Markparenchym, PXY = Protoxylem, XY = Xylem, PH = Phloem, RP = Rindenparenchym, EP = Epidermis, CU = Cuticula


Bild 13 Detailaufnahme, Raps Brassica napus


Bild 14 Geschlossenes kollaterales Leitbündel, Raps Brassica napus

Kein Kambium.
Eine Sklerenchymscheide umgibt die Leitbündel. Sie liegen im großzelligen Parenchymgewebe eingebettet.

[Hans-Jürgen Koch]

Teil 2

Blattstiel , Querschnitt

20 Mikrometer

W-3A-Färbung nach Wacker (Acridinrot-Acriflavin-Astrablau)

Bild 15 Übersicht, Raps Brassica napus


Bild 16 Detailaufnahme, Raps Brassica napus



Bild 17 Detailaufnahme, Raps Brassica napus



Bild 18 Leitbündel, Raps Brassica napus



Bild 19  Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Raps Brassica napus

Dieser Schnitt wurde mit Etzold – Blau: Fuchsin; Safranin; Astrablau (FSA) Dr. Helmut Etzold gefärbt

Teil 3

Wurzel , Querschnitt

30 Mikrometer

Bild 20 Dunkelfeld, Übersicht, ungefärbter Schnitt, Raps Brassica napus



Bild 21 Negativaufnahme, ungefärbter Schnitt, Raps Brassica napus



Bild 22  Negativaufnahme, Detailaufnahme, ungefärbter SchnittRaps Brassica napus



W-3A-Färbung nach Wacker (Acridinrot-Acriflavin-Astrablau)

Bild 23 Übersicht mit Absatz einer Seitenwurzel, Raps Brassica napus



Bild 24 Übersicht mit Absatz einer Seitenwurzel, Raps Brassica napus


Bild 25 Detailaufnahme, mit Absatz einer Seitenwurzel, Raps Brassica napus



Bild 26 Übersicht, Seitenwurzel, Raps Brassica napus



Bild 27 Detailaufnahmemit Beschriftung, Raps Brassica napus

R = Rhizodermis, E = Exodermis, W = Wurzelrinde, pP = prim. Phloem, M = Markstrahl


Bild 28 Rhizodermis  - Abschlussgewebe, Raps Brassica napus

Die Rhizodermis (griech. rhiza=Wurzel, derma= Haut) dient der Aufnahme von Wasser und darin gelösten Nährstoffen.
Eine wichtige Eigenschaft der Rhizodermis ist die Ausbildung von Wurzelhaaren.

Bild 29  Mark, ZentrumXylem , Raps Brassica napus



Bild 30 Detailaufnahme, Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Raps Brassica napus



Bild 31  Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Raps Brassica napus



Quellen und weiterführende Informationen: 

Wikipedia; Freie Enzyklopädie

August Beckurs ,,Bestimmungstafeln für einheimische Samenpflanzen und die häufigsten Gefäßsporenpflanzen" 1934
Schmeil ,,Leitfaden der Pflanzenkunde", 1952
,,Das grosse Illustrierte Pflanzenbuch", 1966
,,Botanica" Das Abc der Pflanzen, ISBN: 3-8290-0868-6
,,Mensch Tier und Pflanze", 1964

Die Informationen für Beschreibungen werden von mir selbst aus verschiedenen Quellen zusammengetragen. Dabei benutze ich sowohl Bücher als auch Internet Quellen.
Ich recherchiere dann weiter, suche die zugrundeliegenden Studien heraus, werte sie aus und verbinde alles miteinander.
Beim Recherchieren öffnet sich oft nicht nur eine neue Tür, sondern gleich mehrere. Dahinter verbargen sich weitere spannende Informationen.
Für konstruktive Kritik bin ich ebenso offen wie für lobende Worte.

Hans-Jürgen

[Bernd Miggel]

Lieber Hans-Jürgen,

danke für die hervorragende Ausarbeitung! Sehr schade, dass ich kein Botaniker bin.

Herzliche Grüße
Bernd

[Detlef Kramer]

Lieber Hans-Jürgen,

wieder eine sehr detaillierte und ausführlich beschriebene Darstellung der verschiedenen Elemente der Rapspflanze! Zu Abb. 29 möchte ich etwas anmerken.

Die Anatomie der Wurzel unterscheidet sich leider ziemlich deutlich von der des Sprosses, was leicht zu Missinterpretationen der Anatomie führt. In diesem Fall handelt es sich um ein ziemlich altes Stadium, bei dem der primäre Aufbau leider nicht mehr zu erkennen ist. Im Gegensatz zum Spross gestaltet sich die Wurzel vom Zentrum aus. Bei den Brassicae (Kreuzblütler) bildet sich wenige mm hinter der Wurzelspitze bereits das kreuzförmige primäre Xylem und zwischen den Ästen des Kreuzes die Stränge des Phloems. Umgeben ist dieses primäre Leitbündel von der Endodermis, die die physiologische Scheide zur Rinde bildet. In diesem Stadium findet die Nährstoffaufnahme über die Rhizodermis (Epidermis der Wurzel) statt. Sie wird ziemlich bald aufgelöst und durch die Exodermis ersetzt. Zwischen Xylem unf Phloem bildet sich schließlich das Kambium, das nach innen sekundäre Xylemzellen und nach außen sekundäre Phloemzellen bildet. Ab jetzt läuft die Sache so wie im Spross: durch die Aktivität des Kambiums wachsen sek. Xylem (Holz) und sek. Phloem (Bast) wodurch der der Wurzelstamm immer dicker wird  und natürlich Seitenwurzeln bildet, die aber zunächst auch aus der Mitte der Wurzel entstehen. Die äußere Abgrenzung bildet im Fall des Raps ein deutlich auf Deinem Foto erkennbares Periderm. Was bedeutet dies nun noch für die Interpretation Deines Fotos? Es gibt kein Mark! Das, was Du als solches bezeichnet hast, ist alles Xylem. Parenchymatisch sind lediglich die Strahlen und die Rinde außerhalb des Phloems, so weit noch vorhanden.

Wir sollten uns die Entwicklung der Wurzel vielleicht an Hand eines geeigneten Objektes einmal vornehmen, ein interessantes und anspruchsvolles Thema. Das schmälert die Qualität deiner Untersuchung des Raps in keiner Weise. Nachlesen kannst Du z. B. bei Esau.

Herzliche Grüße
Detlef

[Hans-Jürgen Koch]

Lieber Bernd,

danke für deine Rückmeldung.

Lieber Detlef,

danke für deine ausführliche und interessante Anmerkung zur Entwicklung der Wurzel.
Die Bildüberschrift (Bild 29) habe ich geändert.

Gruß

Hans-Jürgen

[Fahrenheit]

Lieber Hans-Jürgen,

danke für Deine aufwändige und interessante Dokumentation zum Raps!
Natürlich habe ich sie gerne gelistet.

Detlef hat ja schon zur Anatom der Wurzel geschrieben. Vor dem Hintergrund ist das M in Bild 17 auf jeden Fall irreführend.

Herzliche Grüße
Jörg

[Hans-Jürgen Koch]

Lieber Jörg,

danke für deine Rückmeldung.

Ich werde mich mit Pflanzenwurzeln intensiver beschäftigen.

Gruß
Hans-Jürgen

[Wutsdorff Peter]

Hallo Hans-Jürgen ,
ich erstarre wieder einmal vor Ehrfurcht !!!
Gratulation zu diesem tollen Beitrag.
Gibt es denn kein Kambium?
Gruß Peter

[Detlef Kramer]

Lieber Peter,

doch, gibt's: zwischen Xylem und Phloem, wo's hingehört, allerdings in dem Fall gerade nicht sehr aktiv.

Herzliche Grüße
Detlef