Reflexion zum 5E-Prozess

Wir arbeiteten zum ersten mal mit dem 5E-Prozess und hatten dabei auch einige Schwierigkeiten. Wir sind uns normalerweise gewohnt die Aufgaben innerhalb einer Gruppenarbeit auf die verschiedenen Gruppenmitglieder zu verteilen. Beim 5E-Prozess ist dies aber nur in den Phasen 3 & 4 (Explain & Elaborate) möglich, da dies eigentlich die Phasen sind in denen man sich zuerst das theoretische Grundwissen und später das erweiterte Grundwissen aneigenet. In diesen beiden Phasen kann dann quasi ein Gruppenmitglied das theoretische Wissen suchen und dank dem Weblog den anderen Gruppenmitgliedern zur Verfügung stellen, damit sie auch auf dem theoretischen Grundniveau sind.

Des Weiteren haben wir die Erfahrung gemacht, dass man die Phasen schön der Reihe nach durchgehen muss, vor allem wenn man ein Experiment macht. Unser Experiment hätte ja eigentlich nach Plan nicht so enden sollen. Wir haben erwartet, dass man den unterschiedlichen Düngereinsatz am Längenwachstum der Pflanzen erkennt. Da dies aber durch unsere verfrühte Düngung nicht der Fall war, konnten wir die letzten beiden Phasen nicht mehr so gestalten, wie wir es am Anfang erwartet haben, sie zu gestallten. Wären wir also nicht stur nach der Reihenfolge des 5E-Prozesses vorgegangen, hätten wir einige Probleme erhalten und hätten uns quasi nochmals neue Gedanken zu den letzten beiden Phasen machen müssen.


Post erstellt von Daniel Brägger

Phase 5: Evaluate

Bei unserem Experiment sind alle gedüngten Pflanzen gestorben. Wie schon erwähnt, gedeiht die ungedüngte Pflanze einwandfrei und entwickelt sich zum erwarteten geniessbaren Pflücksalat.

Wir erklären uns das wie folgt: Der Samen enthält ein Startpaket an Grundnährstoffen, das heisst, dass er auch eine Menge an eigenen Düngestoffen in sich hat.
Ein genaues Beobachten der Pflanzen hat uns gezeigt, dass die abgestorbenen und überdüngten Pflanzen wie vertrocknet oder innerlich ausgebrannt aussahen. Daraus schliessen wir, dass das Düngemittel zu stark oder die Menge zu hoch war für die Pflanze.
Doch nach den Angaben des Herstellers des Düngemittels hätte man noch stärker düngen können. Somit kommen wir zum Schluss, dass wir womöglich zu früh mit dem Düngen begonnen haben. Bei den Gebrauchsanweisung fehlt aber der Hinweis, ab welchem Zeitpunkt man mit der Düngung beginnen soll/kann um ein wünschenswertes Wachstum zu erreichen.
Man kann dieses Prinzip in abgeänderter Weise auch auf den Menschen übertragen. Die verträgliche Salzmenge von Kleinkindern ist zum Beispiel viel kleiner als jene von Erwachsenen.

Abschliessend zu unserem Experiment sind wir zu folgenden Düngungs-Tipps fähig:

1. Nur optimales Düngen führt zu einem positiven Wachstumsergebnis. Überdüngung zeigt sich zuerst in einem geringeren Ertrag und bei massiver Überdüngung durch das Absterben der Pflanze.
2. Bei Kleinpflanzen, z.B. Pflücksalat, Kresse, Margriten muss sehr vorsichtig, das heisst in kleinen Mengen gedüngt werden. Grössere Pflanzen wie Geranien oder Kopfsalate erlauben stärkeres Düngen.
3. Pflanzen können erst nach einer gewissen Grösse gedüngt werden. Die Masse kleiner Pflanzen ist logischerweise kleiner als deren ausgewachsener, daher sind diese auch schneller vergiftet.
   Fachmännisch erklärt würde man sagen: Der Ionenpotentialunterschied zwischen einer überdüngten Umwelt ist bei einer grösseren Pflanze kleiner als bei einer kleinen Pflanze, sodass das Konzentration der kleinen Pflanze schneller ausgeglichen ist und sie schneller stirbt.
4. Jede Pflanzenart reagiert anders auf Düngemittel, so wie nicht jeder Mensch auf die Einnahme von Medikamenten die gleiche Reaktion zeigt.

Post erstellt von Tobias Hengartner und Severin Edelmann

Phase 4: Elaborate

In dieser Phase lehnen wir uns wieder stark an die Phase 2: Explore. Wir untersuchen in dieser Phase die Ergebnisse des von uns in der Phase 2 erstellten Düngeexperimentes.

Da von unseren Pflanzen nur die ungedüngte Pflanze überlebt hat, liegt die Ursache für den Tod der anderen Salatpflanzen wohl an einer Überdüngung, denn alle anderen Faktoren waren für alle fünf Pflanzen gleich.

Bei zu starker Ausbringung von Düngern besteht die Gefahr, dass der Boden überdüngt und damit die Bodenmikroflora nachteilig verändert wird, was wiederum zu Lasten der Erträge und der Qualität der Ernte geht. Bei einer Überdüngung kann es zur Abtötung der Pflanzen durch die sogenannte Plasmolyse (siehe Bild unten) kommen.

Quelle: http://www.gartengestaltung24.de/pflanzen/unkrautbekaempfung-loewenzahn-distel-ackerschachtelhalm.html

Unter Plasmolyse wird in der Zellbiologie die Schrumpfung der Zentralvakuole einer pflanzlichen Zelle bei gleichzeitiger Ablösung der Zellmembran von der Zellwand verstanden. Ist die Aussenlösung hypertonisch, besteht ausserhalb der Zellmembran eine höhere Konzentration von z.B. Ionen als innerhalb der Vakuole. Das Wasser diffundiert so von niedriger zu hoher Konzentration aus der Zelle hinaus und verdünnt die äussere Lösung. Während sich sie Vakuole zusammenzieht und Wasser verliert, bleibt die Zellwand stabil, sodass sich die Zellmembran von der Zellwand ablöst.

Weitere Erklärungen und Animation zur Plasmolyse siehe Internetseite:
http://www.lukashensel.de/biomain.php?biopage=plasmo

Durch die Überdüngung der Pflanzen enthält der Boden eine zu hohe Konzentration an Nährelemente wie Stickstoff, Phosphor und Kalium. Dies bedeutet, dass ausserhalb der Pflanzenzellen die Konzentration an Nährsalze höher ist, als in den Zellen selbst. Um diesen Konzentrationsunterschied wieder auszugleichen, diffundiert das Wasser der Vakuolen aus den pflanzlichen Zellen hinaus.

Der Pflanze wird also das zum Überleben notwendige Wasser entzogen, wobei die Wurzeln der Pflanze vertrocknen. Der Spross verwelkt, was letztendlich zum Vertrocknen und zur Abtötung der gesamten Pflanze führt.

Eine Überdüngung hat natürlich nicht nur auf die Pflanze einen schlechten Einfluss bzw. macht nicht nur die Pflanze kaputt. Nein, wir sprechen nicht vom Portemonnaie des Bauers, welches nicht mehr in volle Blüte erscheint. Auch die Umwelt leidet unter einer Überdüngung. Denn werden die nicht von den Pflanzen aufgenommenen Düngerbestandteile in das Grundwasser ausgeschwemmt, können sie dadurch dessen Qualität gefährden. Zudem führt das nährsalzreiche Wasser, wenn es in Oberflächengewässer gelangt, zu einem Überangebot an Mineralstoffen, was zu Algenblüten (siehe Bild unten) führen kann und so Sauerstoffmangel im Tiefenwasser von Seen verursacht. Diese Problematik kann auch durch phosphathaltige Waschmittel hervorgerufen werden, welche ja durch das Haushaltsabwasser auch zu einer Art Dünger für die Algen in den Seen werden. Heute wurden jedoch die Phosphate in den Waschmitteln durch andere, ökologischere Komponenten ersetzt.


Ein gutes Beispiel für einen durch Dünger gebeutelten See, ist der Aralsee. Dort kommt jedoch noch hinzu, dass auch Spuren von Pflanzenschutzmitteln (Gifte) im See sind, was das Algenwachstum gegenteilig auch bremst, das Leben für Tiere und allgemein Organismen im See aber noch schwieriger macht.

Für unsere Landwirtschaft bzw. für unsere nahe Umwelt ist jedoch eher diese Art und deren Probleme der Überdüngung von zentraler Besorgniserregung: Vor allem in Gebieten intensiver landwirtschaftlicher Nutzung mit hohem Viehbesatz gibt es oft eine Überdüngung, denn Zweck des Ausbringens von Gülle und Mist ist hier weniger die Steigerung des Ertrags, als eine Entsorgung der tierischen Exkremente der Tiere in den Mastbetrieben. Dieses Phänomen lässt sich unter anderem auch an der Zusammensetzung der Kulturwiesen abzuleiten. Man stelle sich nur mal die Frage, warum es bei uns soviel Löwenzahn gibt.
Auch für den Menschen kann eine Überdüngung der Pflanzen indirekt, durch die Nahrungsmittelaufnahme und die menschliche Verdauung. Der hohe Nitratgehalt in überdüngten Pflanzen wird nach dem Verzehr im menschlichen Körper zu gesundheitlich nachteiligen Nitriten reduziert.

Post erstellt von Silvano De-Stefani und Daniel Brägger

Phase 3: Explain (Teil2: Theorie zum verwendeten Salat und Dünger)

Pflücksalat:

Der Pflücksalat, unter anderem auch bekannt als Schnittsalat oder Blattsalat, ist eine Variation vom Gartensalat, er gehört zu der Familie der Korbblüter und gehört zu den Blattgemüsen. Anders als Kopfsalat bildet er keine „Köpfe“, sondern die Blätter werden nach und nach von außen nach innen geerntet.
Der Salat keimt am besten bei einer mässig warmen Temperatur um 15 °C; bei mehr als 20 °C nimmt die Keimfähigkeit ab. Das Gewicht der Pflanzen beträgt 200 bis 400 g, sie werden bis zu 20 cm hoch bei einem Radius von ungefähr 10 bis 12,5 cm.
Der Pflücksalat wird vor allem in den Vereinigten Staaten, Grossbritannien, Frankreich und Italien in grossen Mengen angepflanzt und häufig maschinell geerntet. Obwohl, wenn man nur die äusseren Blätter pflücken würde, die äusseren Blätter des Salates nachwachsen würde, wird bei der maschiniellen Ernte oft der ganze Salat abgeschnitten, so dass nur eine Ernte möglich ist. Dieser Salat wird für die im Handel erhältlichen Fertigsalate verwendet.

Für unseren Versuch haben wir den braunen amerikanischen Pflücksalat genommen. Dieser Pflücksalat bildet keine Köpfe und wird im Allgemeinen sehr gross. Ist er einmal gesetzt und lässt man den Herztrieb stehen, bildet er immer wieder neue Blätter.


Dünger:

Für den durchgeführten Versuch verwendeten wir einen ganz normalen Flüssigdünger, den man in der Migros kaufen kann. Es handelt sich um den MioPlant-Dünger.

Unser MioPlant Flüssigdünger enthält:

• 7% Stickstoff
• 5% wasserlösliches Phosphat
• 6% wasserlösliches Kaliumoxid
• 82% Wasser

Düngeranwendung:

Unser Dünger hat klare Vorgaben zur Anwendung. Man mischt je nach Pflanzenart eine bestimmte Menge Dünger ab und giesst es zu 5L Wasser. Damit wird dann die Pflanze gewässert. Gartenpflanzen muss man unterschiedlich stark düngen.

Der Hersteller unseres Düngers gibt folgende Angaben zum optimalen Düngen:

• Zimmerpflanzen einmal wöchentlich mit ca. 15ml Dünger
• Gartenpflanzen einmal wöchentlich 35ml Dünger

Post erstellt von Severin Edelmann

Phase 3: Explain (Teil1: Theorie Düngeverfahren)

Ein wirksamer Dünger gehört zur Grundverpflegung jeder Gartenpflanze. Sie kann sich längerfristig nur dann entfalten, wenn ihr die lebensnotwendige Nahrung zugeführt wird. Mit Düngergaben können wir unterstützend helfen, jedoch um keinen Fehler zu begehen, bedarf es einiger Kenntnisse, denn: richtiges Düngen ist eine Wissenschaft für sich!

Dazu müssten wir genau informiert sein, welche Nährstoffe die Pflanze, in welcher Zusammensetzung, wie schnell verbraucht, um den Dung exakt berechnen zu können. Ein präzises Ergebnis würden wir jedoch dennoch nicht erhalten, weil dies nicht nur von der Pflanzenart, sondern auch von deren Grösse und Konstitution, sowie vom Standort, Jahreszeit und Wetter abhängig ist: Faktoren, die sich nicht in Zahlen pressen lassen. So müssen wir uns mit etwas Fingerspitzengefühl, unserem "grünen Daumen" behelfen.

Ein Dünger, der alle drei Grundbestandteile NPK (Stickstoff-Phosphor-Kalium) sowie Spurenelemente enthält, wird als Volldünger bezeichnet. Die danach angegeben drei Zahlen - jeweils durch einen Bindestrich getrennt - weisen auf die Konzentration (in Prozenten) hin. Volldünger sind universell einsetzbar und haben ein ziemlich ausgeglichenes Nährstoffverhältnis, das heisst alle drei Zahlen sind annähernd gleich.

Düngemittel gibt es in Form von Flüssigdünger, Pulver oder Körnern zu kaufen. Flüssigdünger wirkt am schnellsten und empfiehlt sich deshalb besonders für kränkliche oder akut hungrige Pflanzen. Flüssigdünger wird mit dem Giesswasser verabreicht. Pulver und Körner steckt oder streut man in oder auf die Erde. Wichtig ist, dass nur während der Wachstumsphase (Von Antriebsbeginn bis Triebabschluss) gedüngt wird, wobei man lieber oft und schwach, als selten und hoch dosiert düngt.

Man unterscheidet zwischen organischen Dünger und Mineraldünger, wobei der organische Dünger Düngefehler eher verzeiht als Mineraldünger.


Organische Dünger:

• Wer sich für einen Biogarten entscheidet, darf ausschliesslich organischen Dünger verwenden.
• Natürliche Stoffe wie Pflanzenabfälle und Mist sind Basisstoffe für den organischen Dünger.
  Organischer Dünger regt die Mikroorganismen (Lebewesen) im Boden an. Die Pflanzen nehmen die Nahrung also indirekt auf.
• Grobe Pflanzenabfälle oder Stallmist werden im Herbst unter die Erde gemischt, damit der Stoff über den Winter zerfallen kann.
• Aus verrottetem Stallmist lässt sich zum Beispiel Jauche herstellen. Mit Wasser vermischt entsteht daraus ein Mittel, das den Pflanzen Kraft und Saft verleiht.
• Organische Fertigdünger sind im Fachhandel erhältlich.
  

Mineralische Dünger:

• Mineralische Dünger werden auf der Basis von chemischen Stoffen hergestellt.
• Auf dem Fachmarkt wird eine breite Palette von mineralischen Düngemitteln für die verschiedensten Zwecke und Pflanzen angeboten. Diese müssen je nach Produkt unterschiedlich dosiert werden. Die Packungsbeilage gibt darüber Auskunft.

Wir haben in unserem Experiment einen mineralischen Dünger verwendet, welchen man hier unten auf dem Bild sieht.

Post erstellt von Silvano De-Stefani

Phase 2: Explore

Neu formilierte Hypothese 1:
Wenn man einer Pflanze viel Dünger gibt und sie dabei nicht überdüngt, dann gedeiht sie besser.

Neu formilierte Hypothese 2:
Wenn man einer Pflanze zu viel Dünger gibt, dann stirbt sie.

Wenn man diese Hypothese auf den Mensch umwandeln würde könnte man sagen: Wenn man einem Sportler viel Doping gibt, wird er bei den Wettkämpfen besser, doch wenn er eine Überdosis schluck oder spritzt, kann er evtl. sterben.


Versuchsanordnung:
Wie schon bei der Engage-Phase erwähnt haben wir dazu ein Versuch gestartet welcher folgendermassen aussieht:

Am 21.4.08 wurden je ca. 7 Samen in fünf gleich grosse Blumentöpfe mit separatem Unterteller circa 5 mm unter der handelsüblichen Pflanzenerde gesetzt. Die Töpfchen wurden mit Nummern von 1 bis 5 beschriftet, sodass man sie voneinander unterscheiden kann.

Wachstums- und Pflegeprotokoll:

• Nach 3 Tagen sind erste Keimlinge aus den Samen vorgestossen.
• Das oberirdische Bilden von Keimblättern macht einen epigäischen Keimer erkennbar.
• Nach der ersten Wochen konnten die Salate wegen angenehmen Temperaturverhältnissen von mindestens 8 Grad Celsius draussen gehalten werden.
• Eine Woche nach dem Einpflanzen wurde gedüngt. Pro 2dl Wasser wurden 5 ml, 10 ml, 15 ml und 20 ml Flüssigdünger beigefügt.
• Nach 2 Wochen sind alle gedüngten Pflanzen ausgetrocknet. Die Pflanzen, welche nicht gedüngt wurden haben sich zu erkennbaren Pflücksalaten entwickelt.
• Die Pflanzen wurden regelmässig gewässert. Die Umgebungsbedingungen wurden möglichst optimal gewählt.

Post erstellt von Daniel Brägger & Tobias Hengartner

Phase 1: Engage

Unsere Landwirtschaft bewirtschaftet den Boden sehr intensiv. Man setzt allerlei chemische Zusatzstoffe ein um eine maximale Ernte einzufahren.

Der Erfolg einer Ernte beruht zu grössten Teil aber immer noch auf der angebauten Pflanzensorte, der Bodenqualität und dem jahresbedingten Wetter. Nebst diesen drei Faktoren gibt es aber wie schon erwähnt die chemischen Zusatzstoffe, welche eine Ertragssteigerung einer Ernte zufolge haben können. Die chemischen Zusatzstoffe unterteilen wir grob in Pflanzenschutzmittel und Düngemittel. Da Pflanzenschutzmittel (meistens Herbizide, Insektizide und Fungizide) eigentlich nicht der Ertragssteigerung dienen, sondern nur, wie aus dem Namen schon erkennbar, dem Schutz der Pflanze, können wir stark vereinfacht sagen, dass der Bauer seinen Ernteertrag nur durch den Einsatz von Düngemittel steigern kann.

Nun stellt sich aber die Frage: Wie muss der Bauer denn düngen? Ist der Düngereinsatz proportional zum Ernteertrag oder gibt es einen oberen Grenzwert, bei dem der vermehrte Düngereinsatz keine Auswirkungen mehr auf den Ernteertrag hat? Oder kann der Bauer seine Felder auch überdüngen, sodass die Pflanzen evtl. sogar absterben? Die wichtigste Frage für den Bauer ist aber: Welches ist das Optimum? Wann ist das Verhältnis zwischen Düngereinsatz und Ernteertrag maximal? Nicht zuletzt stellt sich der Bauer auch die Frage nach dem Geld bzw. nach dem Erlös aus dem Verkauf der Ernte. Er ergänzt dazu die obige Fragestellung mit dem Faktor Geld, was wie folgt aussieht: Wann ist das Verhältnis zwischen dem ausgegebenen Geld für den Düngemitteleinkauf und dem Ernteerlös maximal?

Wir wissen, dass die Bauern diese Frage sehr wohl beantworten können (auch Bauern wollen viel verdienen), jedoch dazu von Zeit zu Zeit immer wieder neue Berechnungen anstellen müssen und nicht einfach Jahr ein Jahr aus eine konstante Düngermenge pro Fläche annehmen können. Die alte Redewendung „Der dümmste Bauer, hat die grössten Kartoffeln“ entspricht also in keinem Deut der Wahrheit. Des Weiteren wissen wir, dass es einen oberen Grenzwert bezüglich der Düngung gibt, denn ansonsten würde auf Flüssigdünger von Zimmerpflanzen keine Düngerbeschränkung stehen. Was wir noch nicht wissen, ist, welches das Optimum ist. Unsere Fragestellung lautet deshalb: Bei welchem Düngereinsatz ist das Verhältnis zwischen Düngereinsatz und Ertrag bzw. Wachstum der Pflanze maximal? Wir wissen auch, dass man je nach Nährzustand und pH-Werts des Bodens verschiedene Dünger einsetzen muss um einen optimalen Ertrag zu erhalten. Diese Faktoren betrachten wir aber nicht in unserem Versuch, da es sonst den Rahmen sprengen würde bzw. da wir sonst eine Unmenge von Versuchspflanzen hätten ansähen müssen. Den praktischen Versuch, welchen wir zu unserer Fragestellung erarbeiten, führen wir mit Pflücksalat und einem Universaldünger für Zimmer-, Balkon und Gartenpflanzen durch.

Unser Beweggrund ein Experiment und einen Blog darüber zu erstellen, liegt in unserer Herkunft. Wir sind alle auf dem Land aufgewachsen und sind der Landwirtschaft abgeneigt. Des Weiteren interessieren wir uns auch sehr für wirtschaftliche Zusammenhänge. Das Thema Düngug vereint diese beiden Aspekte vollends und es ist ja auch ein Teil der Biologie.

Post erstellt von: Daniel Brägger