Wurzelknöllchen

Wurzelknöllchen sind spezialisierte, knotenartige Verdickungen an den Wurzeln bestimmter Pflanzen, die in Symbiose mit stickstofffixierenden Bakterien, meist aus der Gattung Rhizobium oder Frankia, stehen. Diese Knöllchen entstehen insbesondere bei Leguminosen (Hülsenfrüchtlern) wie Erbsen, Bohnen, Klee und Lupinen, aber auch bei einigen nicht-leguminosen Pflanzen.

Die Bakterien in den Wurzelknöllchen wandeln molekularen Stickstoff (N₂) aus der Luft in eine für Pflanzen nutzbare Form wie Ammonium (NH₄⁺) um. Dieser Prozess, die biologische Stickstofffixierung, versorgt die Pflanze mit Nährstoffen, während die Bakterien im Gegenzug von der Pflanze mit Kohlenhydraten versorgt werden. Dadurch tragen Wurzelknöllchen maßgeblich zur Fruchtbarkeit des Bodens bei und reduzieren den Bedarf an synthetischen Stickstoffdüngern.

Morphologisch entstehen Wurzelknöllchen durch die Infektion der Pflanzenwurzeln mit den symbiotischen Bakterien, die über die Wurzelhaare eindringen und eine Zellteilung im Wurzelgewebe auslösen. Das Innere der Knöllchen enthält spezielle, durch Leg-Hämoglobin rosa gefärbte Zellen, die eine sauerstoffregulierte Umgebung für die Stickstofffixierung schaffen.

Wurzelknöllchen sind ein zentrales Element nachhaltiger Landwirtschaft, da sie zur natürlichen Stickstoffanreicherung im Boden beitragen. Besonders in Fruchtwechsel-Systemen mit Leguminosen verbessern sie langfristig die Bodenqualität und fördern das Wachstum nachfolgender Pflanzen.