Als we begrijpen hoe een wortel werkt, dan kunnen we daar op inspelen bij het bepalen van de ideale bodemgrond en andere omstandigheden. In dit artikel worden enkele belangrijke facetten uitgelegd.

Werking van de wortel

Een aquariumbodem bevat over het algemeen weinig zuurstof. Bacteriën net op en onder de oppervlakte verbruiken al erg veel zuurstof zodat dieper in de bodem er een zuurstofloze zone onstaat. 
Echter de zone onmiddellijk rondom de plantenwortel (= rhizosfeer) bevat wel zuurstof. Hoe dat kan en waarom wordt schematisch in de volgende figuur weergegeven.

Uitleg O2

Wortels pompen zuurstof (O2) in het water rondom de wortels. Er ontstaat plaatselijk een aerobe zone. Deze zone wordt bevolkt door bacteriën die nuttig zijn om organische stoffen af te breken. Planten zijn vervolgens in staat om de tijdens dit proces vrijkomende voedingsstoffen op te nemen.

Natuurlijk kan een haarwortel ook direkt voedingsstoffen opnemen vanaf bijvoorbeeld een stukje turf.

Uitleg H+ in bovenstaand figuur

De plantenwortel moet in staat zijn om nutriënten (allerlei spoorelementen zoals ijzer, kalium en wat er verder voorhanden is in de bodem) te kunnen onttrekken aan het water en aan de aanwezige vaste stoffen. Aan deze vaste stoffen, zoals bijvoorbeeld bodemzand, zijn immers vaak redelijk wat voedingsstoffen geadsorbeerd die de plantenwortel graag wilt hebben. Uit de wortel worden daartoe aminozuren (aangegeven als H+ in het bovenstaande figuur) afgescheiden. Dit schept een zwakzuur milieu, waardoor de pH in de rhizosfeer zo ongeveer rond de 6,4 komt te liggen. Deze organische zuren zijn in staat om voedingselementen te onttrekken aan de omgeving en te complexeren zodat ze niet verder kunnen reageren. De aminozuren werken op deze wijze als natuurlijke complexvormer ofwel chelator. Elementen die gecomplexeerd worden, zijn stabiel en kunnen via de plantenwortel vrij eenvoudig opgenomen worden.

Natuurlijk kost het verpompen van H+-ionen extra energie. Beter is als de pH in de omgeving van nature al enigszins zuur is. Vanuit dit oogpunt wordt ineens ook duidelijk dat turf in de bodemgrond een pluspunt is. Maar ook de standaard waterkwaliteit speelt een rol : is de pH van het water al rond de pH 6,8 , dan hoeft de plant weinig energie extra te verbruiken om de omgeving rond de wortel zuurder te krijgen.

Overigens produceren de bacteriën ook wat zure-afbraak produkten en dragen een (klein) steentje bij om het milieu wat zuurder te krijgen.

Uitleg figuur 2

Door assimilatie wordt er licht omgezet in energie die gebruikt wordt voor de vorming van bijvoorbeeld complexe organische bouwstenen. Deze bouwstenen alsmede de energie (in de vorm van energierijke verbindingen) worden door de plant getransporteerd naar gebieden die daarom vragen.

Sterk energie-vragende gebieden zijn :

• blad (1)
• groeicentra (2)
• wortels (3)

Dat het onderhoud, de aanmaak en de groei van bladeren energie kost, dat is natuurlijk logisch. Ook de wortelgroei kost energie. Echter als er meer energie nodig is voor het verpompen van H+-ionen in het wortelgebied om een optimaal milieu te creëren voor de opname van voedingsstoffen, dan zal dat ten koste gaan van andere gebieden. De plant groeit daardoor eenvoudigweg wat minder snel.

Het "aanslaan" van planten

Als we een nieuwe plant in het aquarium zetten, dan duurt het meestal een week of langer voordat hij echt gaat groeien. De wortelvorming kost zoveel energie dat er in het begin weinig overblijft voor de groei van (nieuwe) bladeren. Let op : de plant assimileert wel degelijk tijdens deze startfase, maar verdeelt zijn energie anders.

Gasuitwisseling via de wortel

Plantenwortels zijn dus in staat om allerlei voedingselementen uit de omgeving op te nemen.

Ook is de wortel in staat om CO2 op te nemen. Met name moerasplanten maken daar duidelijk gebruik van. De wortels zitten vaak in CO2-rijke sedimentgebieden in de bodemgrond. Dus niet alleen de bladeren van een plant zijn daartoe is staat ! Echte waterplanten maken meer gebruik van hun bladeren dan van hun wortels om CO2 op te nemen. De wortels dienen bij echte waterplanten meer als hechting.

De opname van CO2 via de wortels moet niet overschat worden in aquariums. De CO2 dat de wortels bereikt via de afbraakprocessen door bacteriën en via diffusieprocessen op het water/bodem grensvlak, beslaat slechts een klein gedeelte van de totale CO2-behoefte van een plant. In de natuur komen wel rottende sedimentlagen voor die voor voldoende CO2 kunnen zorgen. Met name in moerasgebieden, waar plantenresten vergaan en er CO2-bellen vrijkomen. Maar het is juist om te concluderen dat we door CO2 toe te voegen in de bodem, planten verder kunnen bijbemesten via de wortels.

CO2-bemesting via de bodem bij de wortels is in de praktijk echter niet te doen. Daarom kunnen we ons beter richten op het op peil houden van het CO2-gehalte in het water. Gemakkelijker, sneller en effectiever.