Nutztiere Nutzpflanzen und ihre Ökonomische Bedeutung, Teil Nutzpflanzen PDF

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Kurz und knappe Zusammenfassung der Vorlesungsfolien....

Description

NuNuÖk Nutzpfalnzen   

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Frucht = Blüte im Zustand der Samenreife Same = schützend umhüllter pflanzlicher Embryo (mit Reservestoff) Öffnungsfrüchte: o Hülse = Erbse o Schote = Raps o Kapseln = Mohn Schließfrüchte: o Weizen = Karyopse (Früchte der Gräser) o Sonnenblume = Achäne o Tomate = Beere Sammelfrüchte: o Himbeere = Sammelsteinfrucht o Erdbeere = Sammelnussfrucht

400.000 Pflanzenarten o 270.000 höhere Pflanzen  160 in Größerem Umfang angebaut für 60% der globalen Kalorienversorgung verantwortlich: 1. Weizen 2. Reis 3. Mais 4. Kartoffel 5. Süßkartoffel 6. Maniok

Entwicklung der Kulturpflanzen 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 

Sammeln oder Anlage von Vorräten aus Wildpflanzen Zufällige Entstehung siedlungsnaher Populationen Förderung und Anpflanzung Entwicklung der Hackkultur Auswahl ohne Förderung spezieller Eigenschaften Gezielte Förderung Domestikation spontan mutagener oder hybridogener Pflanzen Anbau in neuen Arealen Wildpflanze → primäre Nutzpflanze → Unkraut → sekundäre Nutzpflanze Zucht

Pflanzen verlieren Eigenschaften während Domestikation: o Verlust von Abwehrmechanismen o Verlust der Samenbildung o Verlust einer zeitlich differenzierten Keimung o Verlust einer zeitlich differenzierten Fruchtöffnung o Verlust des zeitlich differenzierten Ausfallens der Samen o Verstärkte Eigenschaften: o intensiverer Geschmack o größere nutzbare Teile o intensiverer Geruch und Farbe o intensiverer Geruch und Farbe o Erwerben Eigenschaften: o Ausbildung von Schließfrüchten o Bruchfestigkeit der Ahrenspindel (verbesserte Erntefähigkeit,vGetreide) o synchrone Keimung (synchrone Ernte) o

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Durch Domestikation wird die Konkurrenzfähigkeit der kultivierten Pflanzen in der freien Natur geschwächt der Fortbestand der Kulturpflanzen vom Eingriff des Menschen abhängig

Kohlenhydrate → Energiestoffwechsel: o Zucker: Basis für Pflanzliche Syntheseleistung o Stärke: als Reservekohlenhydrate o Cellulose: Baustoff der Zellwand (Ballaststoffe)

Pilze und Niedere Pflanzen Eigenes Organismenreich Ähnlichkeiten mit Pflanzen: o besitzen wie Pflanzen Vakuolen o besitzen wie Pflanzen Zellwände o Ähnlichkeiten mit Tieren: o sind wie Tiere heterotroph und besitzen kein Chlorophyll o besitzen wie Tiere in ihren Zellen keine Plastiden o speichern wie Tiere o Glycogen als Reservepolysaccharid o besitzen als Zellwandsubstanz keine Cellulose, sondern Chitin o Nützlinge o Destruenden = Humusbildung o o

o Mykorrhiza (= Symbiosepartner zahlreicher Baumarten zur Verbesserung der

Nährstoffaufnahme) o Speisepilze  Marone, Parasolpilz o Speisenveredlung o Gärung o Heilmittel (Penicillin)

Krankheitserreger Basidiomycota: produzieren die Sporen per Abschnürung an speziellen ständerartigen Sporangien o Ascomycota: produzieren ihre Sporen intern in speziellen schlauchartigen Sporangien

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Algen o Braunalge o Meersalat o Darmtang o Zuckertang

Kohlenhydrate liefernde Pflanzen o o

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als Stützsubstanz in allen pflanzlichen Zellen (Cellulose, Chitin) als Reservesubstanz (Inulin, Amylose) o in pflanzlichen Speicherorganen wie Rüben, Knollen, Rhizomen zur eigenen Nutzung in ungünstigen Jahreszeiten o in Früchten zur Belohnung der tierischen "Spediteure" o in Samen als "Starthilfe" für die nächste Generation

Zucker: wichtigste rasch verwertbare Energiequelle Stärke: Bevorratung von Energie liefernden Brennstoffen Cellulose: Baustoff für wachsende Organe Monosaccharide: Einfachzucker, Summenformel Cn(H2O)n biologisch von Bedeutung: Glucose, Fructose, Ribose, Desoxyribose Oligosaccharide: aus 3-8 Monos. Photosynthese des Monosaccharids Glucose in den Chloroplasten → Zwischenspeicherung als Stärke → Umwandlung (Glucose & Fructose) → Speicherung der Reservestärke in Amyplasten Oder Umwandlung zu Cellulose oder Speicherung als Inulin Oder Bereitstellung von Glucose

Süßkartoffel: o windende Staude mit kräftigen Wurzelknollen o

in Subtropen

Maniok: o mehrjährig, strauchartig, Wolfsmilchgewächse (haben Milchröhre) o streng tropisch Kartoffel: o Nachtschattengewächs o Austrieb aus den Sprossknollen o sekundäres, medulläres Dickenwachstum der letzten Internodien der Ausläufer

Ersatz der Epidermis durch ein sekundäres Korkgewebe (Periderm) Anbau in gemäßigten Zonen o Keine Frostresitenz o 15 % Stärke , Vitamin C o o

Getreide: Reis, Weizen, Mais, Hirse, Roggen, Hafer, Gerste = Stärkeliefernde Gräser Spelzgetreide = Getreide mit festem Spelzenschluss um die Karyospen (Dinkel, Reis)

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Diploide (2n = 14) Weizen aus Wild-Einkorn (Einkorn, Ur-Weizen) Tetraploide (2n = 28) Weizen aus Wild-Emmer (Hartweizen, Ruhweizen) Hexaploide (2n = 42) Weizen aus Triticum (Dinkel, Spelz)

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Dinkel, Spelz  wenig anspruchsvoller Weizen  langhalmig, bespelzt  spindelbrüchig (⇒ Kornverluste )

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Hartweizen wärmebedürftig und trockenheitstolerant, deshalb Anbau im Mittelmeergebiet wenig elastischer Teig ⇒ Nudeln etc.

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Saatweizen  weltweit dominierende, anspruchsvolle Art auf schweren, nährstoffreichen, gut wasserversorgter Böden (Schwarzerden)  Aussaat als Winter– und Sommerweizen  eine der größten Anbauflächen & eine der wichtigsten Weltwirtschaftspflanzen

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Roggen  Als Getreideunkraut nach Europa gekommen  Wenig Anspruchsvoll: Auf nährstoffarmen, sandigen Böden 

Fremdbefruchter

kaum Protein → Klebearm

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Gerste In Gemäßigten Zonen bis in Subtropen als Wintergerste in wärmeren, als Sommergerste in kühleren Gebieten Selbstbestäuber Vor allem Stärke

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Hafer     

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45 °N bis 40 °S bis 2.000 ü.NN möglich wenn ausreichende Wasserversorgung sicher Nachtfrost empfindlich häufig Auspflanzung aus der Vorsaat nach der Auspflanzung von Nassreis Flutung der Felder bis zu 30 cm Tiefe – allmähliches Trockenfallen der Felder bis zur Ernte P- und N-Düngung notwendig beim Fehlen von Nostoc und Azolla (Simbiontische Bakterien) Selbstbestäuber durch Polieren nahezu vollständiger Vitamin-Verlust weitgehende Erhaltung durch Parboiling: o Lösung der Vitamine und Mineralstoffe + Transport ins Endosperm

Mais      

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Hoher Ballaststoffgehalt Vorwiegend als Viehfuttter

Reis           

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Sekundäre Kulturpflanze Feuchtkühles Klima Regelmäßige Wasserversorgung

Tropen, Subtropen, gemäßigte Breiten, 500-700 mm Niederschlag einjährige C4-Pflanze monözisch = getrenntgeschlechtig einhäusig männliche Infloreszenzen çterminal weibliche Infloreszenzen → Kolben Kolben=Seitentriebe → Lieschen(Hüllblätter)

Zuckerrohr  Ernte bei gelb werdenden Blättern  15 % Zuckergehalt  Rasche Verarbeitung zur Vermeidung von Atmungsverlusten  Tropen  Große Wärme + viel Niederschlag  Humusreiche durchlässige Böden  Halme o schneiden o zerkleinern o quetschen und abpressen mit Walzen o verheizen, Karton, Papier, Pressholzplatten  Rohzuckersaft o mechanische Reinigung o Klärung und Befreiung von Nichtzuckerstoffen o kochen und eindicken bis zur Kristallisation o abzentrifugieren des Muttersirups o Melasse = kristallzuckerfreier Sirup

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Zuckerrübe, Gänsefußgewächse

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auf tiefgründige, durchlässigen, humus- und nährstoffreichen Lehmböden → Börden Frostempfindlich → Frühe Ernte → Rübenkampagne Rübenkörper → Viehfutter Rohzuckersaft → Melasse als Viehfutter bräunlicher Rohzucker Raffination bis zur chemisch nahezu reine Saccharose → Weißzucker

Für 1 Liter Ahornsirup 40 Liter Phloemsaft Stevia oder Süßkraut  Staude ca. 1m;  süßend, aber Blutzucker senkend

Protein Lieferende Pflanzen o

Essentielle Aminosäuren:  Valin, Leucin, Isoleucin, Threonin, Phenylalanin, Tryptophan, Methionin, Lysin

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Proteine:  sind Bestandteil des Protoplasten  werden im Rahmen der Verdauung bis zu den Aminosäuren abgebaut und diese dann zur Resynthese körpereigener Proteine wiederverwendet  dienen als Gerüstsubstanzen  wirken als Enzyme  können als Hormone wirken  sind die wichtigsten Bausteine der Muskeln und ermöglichen die Muskelkontraktion  übernehmen als Antikörper Aufgaben bei Immunreaktionen

Fabacea - Schmetterlingsblütler o

Hülsenfrüchte  produzieren sehr eiweißreiche Samen mit 20-40 % Eiweißanteil infolge ihrer Symbiose mit Stickstoff bindenden Knöllchenbakterien  Aminosäuren → Peptide → Proteine

Stickstoffkreislauf o o o o o o o

Bindung durch Bakterien (Atmosphärischer Stickstoff N2) Aufnahme durch Pflanzen (In Form von Nitrat (NO3-) und Ammonium (NH4+)) Synthese, Weitergabe (Proteine) Mineralisierung und Weitergabe (Tod der Konsumenten Destruenten) Ammonifikation (Bildung von wasserlöslichem Ammonium) Nitrifikation (Bildung von wasserlöslichem Ammonium) Denitrifikation (Rückführung in die Atmosphäre)

Gartenerbse: einnjährige Rankenpflanzen mit aufgeblasenen bis 8-samigen Hülsen (1/4 Eiweiß, 1/2 Kohlenhydrate) o Sojabohne:  einjährige Pflanze  Ca. 40% Eiweiß + 20 % Öl  Anbauproblem : Außerasiatische fehlende bakterielle Symbiosepartner o Kichererbse: Samen mit 20% Eiweß o Erdnuss: Eiweiß 1/4, Fett 1/2 o

Fette Lieferende Pflanzen o o o o

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Mehr als 2 mal mehr Kalorien als Kohlenhydrate und Eiweiß Nachwachsender Rohstoff  Schmierstoff, Brennstoff, Grundlage für Seifen- & Kerzenproduktion Bei Pflanzen häufig als Nährstoffreserven  In den Samen: Endosperm, Perisperm, Keimblätter Bestandteile  Mischung von Triglyceriden  Ester aus Glycerin (3-wertiger Alkohol) + 3 gesättigten oder 1- 4x ungesättigten Fettsäuren Ungesättigte Fettsäuren  Niedriger Schmelzpunkt  Polymerisation durch Luftsauerstoff (trocknende Öle, Lacke) Gesättigte Fettsäuren  Hoher Schmelzpunkt  Keine Polymerisation  Nichtrocknende Öle, Schmieröle

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Desodorieren = Entfernung unangenehmer Geruchs- oder Geschmackskomponenten durch Behandlung mit Heißdampf

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Ölbaum - Ölbaumgewächse  Mediterraner Raum  Magerer, kalkhaltiger Boden, 200 mm/Jahr ausreichend  Blüte im Juni, Fruchtreife im Oktober bis Dezember  Öl im Fruchtfleisch (Mesokarp) 50%  Bestes Öl durch Handpflückung  Produktion: zuerst Mahlen samt Kern dann:  Kalt Pressen → Jungefernöl  Warm Pressen → Noch Speiseöl  Heiß Pressen → Technische Öle: Schmier-, Brenn-, Seifenöle Sojabohne - Schmetterlingsblütler  20% Öl in Keimblättern  Ölgewinnung durch Pressung  Reinigung und Desodorieren notwendig  Viel Linolsäure  Lecithin nach Raffination als Emulgator Mandelbaum - Rosengewächse Raps - Kreuzblütler  Ölgewinnung durch Quetschen in Walzen oder Schneckenpressen  Meist technische Zwecke, aber auch Speiseöl, Margarinerohstoff Sonnenblume - Korbblütler  Eiweiß ca. 1/4; Öl 35 - 55%  Ölgewinnung durch Pressung  Filtration und Desodorierung  Lackgrundstoff, da stark trocknend Lein - Leingewächse  30-48% Öl mit Linolöl  Nutzung: Fasern & Öl  Ölgewinnung: raufen, trocknen, dreschen Erdnuss - Schmetterlingsblütler  In Tropen und Subtropen  25°-28°  500 mm Niederschlag  Lockerer Boden  Ernte durch Entfernung ganzer Pflanze  Selbstpflanzender K-Stratege  Eiweiß 1/4, Fett 1/2, 10 % Ballaststoffe  Erdnussschrot mit 50 % Eiweiß als Viehfutter Kokosnuss - Palmen Kakao - Kakao-Gewächse

Gemüse Lieferende Pflanzen

Obst o o

Sammelbegriff für alle Samen und Früchte Kokusnüsse, Mandeln, Pistazien = Steinfrüchte

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Teestrauch

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mildes Klima mit reichlich Niederschlag Immergrüne Blätter Gepflügt werden eine Konspe und 2 Blätter Grüner Tee: keine Fermentation Schwarzer Tee: nach vollständiger Fermentation

Pfeffer:  

Steinfrüchte werden genutzt Kletterpflanze in Tropen

Nachwachsende Rohstoffe o o o

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Erzeugnisse, die nicht als Nahrung verwendet werden 2,5 Mio Hektar = 21% der Ackerfläche in DE + Wald (1/3 Deutschlands) China Schilf  Ausdauerndes Gras (bis 4m hoch)  Dauerkultur (bis zu 20-jährige Nutzung)  Anbau in Maisanbaugebieten  Bis 700 m ü. NN  Nützlinge überwintern in abgereiften Beständen  Ernte ab 2. Jahr  Verwendung in:  Bauindustrie (Leichtbeton, Putz)  Automobilindustrie, Gartenbau (Torfersatz)  Zellstoffindustrie (Papier), Energie (Verbrennung) Kokosnuss: Bis 30 m Fruchtknoten aus 3 Fruchtblättern (davon 2 unfruchtbar. 1 Fruchtbar)

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Nutzung: Fettgewinnung, Flechtware (Blätter), Heizmaterial (Endokarp)

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Kakao: 4-8 m Blüten am Stamm (Cauliflorie) oder an starken Seitenästen (Ramieflorie) 20 cm lange trockene Beeren mit fleischig-faserigem Perikarp 24°-28°, 2000mm Niederschlag, Schatten Fermentation der Samen = Abbau von Bitterstoffen; braune Farbstoffe durch Oxidation, Aromabildung Schokolade durch Rösten und Mahlen, Rühren und Walzen Kakaobutter durch Abpressen des Fettes nach Röstung Alkaliverfahren nach van Houten = Zusatz von Alkalisalzen (Kalium- oder Natriumkarbonat)

Mandelbaum-Rosengewächse:

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Mandel = Same der Steinfrucht Süßmandel, Bittermandel, Krachmandel

In Kosmetika

Zitrone: 7 % Zitronensäure o Schale reich an o ätherischen Ölen o

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Rosinen: 70% Zuckergehalt

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Zimt - Lorbeergewächse  Rinde von Zweigen des Zimtbaumes  Ernte der immergrünen 2-jährigen Pflanze Gewürznelken-Baum -Myrtengewächse  Ernte der geschlossenen Blütenknospen

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Schalenobst: Mandel Kernobst: Quitte, Birne, Apfel

Dreifeldwirtschaft: o Fruchtfolge: Blattfrucht und/oder Hackfrucht – Wintergetreide – Sommergetreide Klimakterische Früchte: nachreifend Nicht klimakterische Früchte: nicht nachreifend...