Pflanzenwachstum

2.8.2026
Ergänzungen: 3.8.2026
Ergänzung: 9.8.2026 (Wissenschaftsgeschichte)

Keimung und Wachstum von Pflanzen können im Schulunterricht preiswert und einfach in einer Unmenge an Experimenten behandelt werden. Das Experiment „Pflanzenwachstum“ kann an fast alle Altersstufen angepasst werden. Schon für Grundschulkinder kann es spannend sein, genau zu beobachten, wie aus einem Samen eine Pflanze keimt, dass eine Pflanze Licht und Wasser braucht und dass man sie verantwortungsvoll täglich versorgen muss.

Biologie ist vielfältig und alle Unterdisziplinen der Biologie können in diesem Experiment angesprochen oder vertieft behandelt werden. Es wird oft vergessen, dass die Vorgaben des Curriculums nicht nur mit den bekannten Standardexperimenten, sondern auch mit anderen Versuchen erfüllt werden können. Es liegt an den Lehrkräften, in welcher Richtung sie das hier beschriebene Basisexperiment einsetzen wollen: Ökologie, Zellbiologie, Physiologie, Biochemie, Statistik, Landwirtschaft, Ernährung und vieles mehr. Und nicht vergessen: Gregor Mendel hat mit der Züchtung von Erbsen die Grundlagen der modernen Genetik geschaffen!

Mit zunehmendem Alter der Schüler können die täglichen Messungen und die Dokumentation ausgeweitet werden.  

In der Oberstufe können weitere Experimente entwickelt und angeschlossen werden. Dazu kann z.B. die Mikroskopie (Wurzelspitzen, Blattschnitte) eingesetzt werden, der Effekt unterschiedlicher Belichtung (mit Wachstumslampen) oder einzelner Düngerkomponenten untersucht werden (Stickstoff, Phosphat, Mineralien usw.).
Es gibt praktisch keine Grenzen, das Experiment zu erweitern und vor allem eigene Ideen der Schüler anzuregen! (s. unten, Vorschläge für weitere Experimente)

Das Experiment hat zunächst drei Hauptziele:

1. Was nutzt und was schadet Pflanzen beim Wachstum?
2. Wie führt man ein Experiment durch und wie protokolliert man es?
3. Wie entwickelt man wissenschaftliche Fragestellungen und plant ein entsprechendes Experiment dazu?
   

Das Experiment dauert ca. 18 Tage und die Pflanzen müssen täglich versorgt und gemessen werden! Am Wochenende können die Schüler das Tablett und die Gießgefäße evtl. mit nachhause nehmen und die Pflanzen dort versorgen.

Eine Abkürzung auf ca. 10 Tage ist möglich, wenn die Lehrkräfte die Töpfe für alle Gruppen vorbereiten und verteilen, wenn die Pflanzen gekeimt und angewachsen sind (nach ca. 6 bis 11 Tagen). Dabei entfällt allerdings die Beobachtung des Keimens.

Eine Vereinfachung ist auch möglich, indem die Materialien an die Schüler verteilt werden und das Experiment zuhause durchgeführt wird. Dazu ist allerdings eine besonders genaue Beschreibung (fotografische Dokumentation) des Standorts erforderlich.
In der Schule kann dann zwei- bis dreimal pro Woche über die Ergebnisse berichtet werden und am Ende eine gemeinsame Auswertung stattfinden.

Hier ist nur ein Basisexperiment beschrieben. Es wurde nur einmal durchgeführt, die Ergebnisse können variieren.

Wir empfehlen dringend, dass das vollständige Experiment auch von der Lehrkraft durchgeführt wird. Das dient zur Demonstration der einzelnen Schritte und gleichzeitig als ein Kontrollexperiment, das besonders sorgfältig durchgeführt wird!

Materialien (je Gruppe)

9 Blumentöpfe (Oberer Durchmesser ca. 6cm, nicht kleiner),	Empfohlen sind Plastiktöpfe, Anzuchttöpfe aus Pappmaterial gehen auch, können aber, je nach Erde und Feuchtigkeit, leicht verpilzen.
1 Päckchen Saaterbsen (für alle Gruppen gemeinsam)	Mindestens 9 Erbsen pro Gruppe. In der Regel reicht ein Päckchen für eine ganze Klasse
1 Sack Blumenerde (für alle Gruppen gemeinsam).	Ein handelsüblicher kleiner Sack mit 10 L normaler Pflanzerde reicht für eine ganze Klasse. Es ist wichtig, einheitliche Erde zu haben, die nicht mit anderem Saatgut oder Insekteneiern verunreinigt ist.
1 Sack Spielsand oder Fugensand (für alle Gruppen gemeinsam).	wenn gebrauchter Sand z.B. von einem Spielplatz verwendet wird: vorher gründlich mit Wasser waschen, dann kurz mit viel Wasser aufkochen, durch ein Tuch abgießen und trocknen. Pro Gruppe werden ca. 200g feuchter Sand benötigt.
Material für Beschriftung der Töpfe (Klebeetiketten oder Fähnchen)	Klebeetiketten halten nicht auf den Papptöpfen! An einen Zahnstocher ein beschriftetes Papierfähnchen kleben und in den Topf stecken.Beschriftung mit wasserfester Tinte.
1 elektronische Küchenwaage (eventuell reicht auch eine Waage für mehrere Gruppen).	Wir empfehlen für jede Gruppe eine eigene Waage. Die Schüler sollten die Daten in Ruhe erheben und notieren können.
Ein Dosiergerät (optimal: 10ml Glas- oder Plastikpipette mit Pipettierhilfe oder Peleusball). Einfache Quetschpipetten gehen auch.	Mit einer graduierten Messpipette kann die erforderliche Flüssigkeitsmenge in Millilitern zugegeben werden. Die Waage ist dann nicht erforderlich. Ohne Messpipette kann die Flüssigkeit auf der Waage mit einem Löffel oder einem kleinen Glasbehälter (Schnapsglas) zugegeben werden
1 Thermometer	Jede Gruppe sollte ein eigenes Thermometer auf dem Pflanzentablett haben. Wer mag, kann jederzeit die Temperatur messen und mit Datum und Uhrzeit in der Tabelle notieren.
1 Zentimetermaß
6 Marmeladengäser (ca. 250ml)	Zum Ansetzen der Gießflüssigkeiten mit den Zusatzstoffen
6 Schaschlikspieße aus Holz	Als „Messlatten“, auf die mit einem wasserfesten Stift Markierungen in 1cm Abstand angebracht werden.
1 Rolle Küchenpapier	Jede Gruppe sollte Küchenpapierhaben, um das Tablett sauber zu halten
1 Tablett zum Abstellen/Transport der Töpfe, der Gießflüssigkeiten, Thermometer usw.	Flaches Tablett! Kein Karton! Die Pflanzen sollen ungehindert Sonnenlicht bekommen.
Zusatzstoffe: Spülmittel, Essigsäure (25%), Blumendünger, Speisesalz (je eine handelsübliche Packung reicht für alle Gruppen gemeinsam).	Für den Umgang mit der Essigsäure müssen Einmal-Handschuhe und eine Schutzbrille getragen werden. Beim späteren Umgang mit der verdünnten Lösung ist das nicht erforderlich (die Konzentrationn ist geringer als bei Essig in der Küche!).
1 Plastik-„Gewächshaus“ ca. 25 x 35cm mit transparentem, hohem Deckel.	Ein Gewächshaus schafft gleichmäßigere Bedingungen für alle Pflanzen, ist aber nicht unbedingt erforderlich.
1 Fotoapparat/Handy	Zur Dokumentation
1 Protokollheft	Das Arbeitsprotokoll kann auch digital geführt werden, wir empfehlen jedoch zumindest ein manuelles „Notizbuch“ auf dem Arbeitstablett.

Vorbereitungen

Alle Gruppen sollen das gleiche Experiment machen! Damit ist ein Vergleich und eine kleine Statistik möglich. Ein einzelnes Experiment hat keine gute Aussagekraft!

Entsprechend der Vorlage wird eine Tabelle manuell oder mit Excel angelegt, in die alle Daten eingetragen werden.

6 Töpfe mit Blumenerde, zwei Töpfe mit Sand füllen. Mit einem Bleistift ein ca. 2cm tiefes Loch in die Erde (Sand) bohren und eine Erbse einlegen. Loch mit Erde (Sand) schließen. (Weil nicht unbedingt alle Samen auskeimen, sollte je ein Ersatztopf mit Sand bzw. Erde angelegt werden.)

Alle Töpfe mit Wasser gießen, sodass Erde (Sand) gut feucht sind. Bei Plastiktöpfen sollte unten kein Wasser ausfließen. Bei Papptöpfen ist genug Wasser drin, wenn die ersten kleinen Feuchtigkeitsflecken außen zu sehen sind.

Töpfe beschriften (Aufkleber oder Fähnchen): Kontrolle, Sand, Salz, Essig, Dünger, Spülmittel, Ersatz.

Töpfe wiegen und das Gewicht in die Tabelle eintragen. Als Anhaltspunkt: im Pilotexperiment lag das Gewicht der Töpfe bei ca. 50g, beim Topf mit Sand bei 100g.

„Messlatten“ (Schaschlikspieße mit Zentimetermarkierung) in die Töpfe stecken.

Töpfe im Mini-Gewächshaus oder auf einem Tablett mit Thermometer an einen hellen Ort (Fensterbank) im Innenraum stellen. Beachten, dass alle Töpfe gleich viel Licht bekommen und kein Teil des Tabletts durch Fensterrahmen oder andere Gegenstände beschattet werden. Ein Aufstellung im Freien ist schwerer zu kontrollieren und erfordert mehr Aufzeichnungen (Regenmengen messen, Temperatur möglicherweise mehrmals täglich aufnehmen, auf Besiedlung mit Insekten achten). Es ist damit zu rechnen, dass die Ergebnisse im Außenbereich stärker variieren.

Vorratsbehälter (Marmeladengläser) für Gießflüssigkeiten vorbereiten. Die Angaben sind für 100ml. Es sollten jeweils 200ml der Lösungen angesetzt werden. Das reicht dann auch, wenn mal etwas versehentlich verschüttet wird. Der Behälter für Wasser muss im Laufe des Experiments mindestens einmal aufgefüllt werden:

Beschriftung	Inhalt	Bemerkungen
Wasser	Normales Leitungswasser
Spülmittel	1,5g Spülmittel auf 100ml Wasser, gut mischen, Marke des Mittels genau notieren, wenn auf der Packung angegeben, auch die Inhaltsstoffe aufschreiben.	Diese Konzentration ist hoch und zeigt einen deutlichen Effekt. In einem fort-geschrittenen Experiment kann man auch eine Konzentrations-reihe machen.
Salz	2,5g Speisesalz auf 100ml Wasser, gut mischen, Marke notieren und ob Jod oder anderen Zusatzstoffen enthalten sind.	Diese Konzentration ist hoch und zeigt einen deutlichen Effekt. In einem fort-geschrittenen Experiment kann man auch eine Konzentrations-reihe machen.
Essig	10ml 25%ige Essigsäure auf 90ml Wasser (= 2,5%)	Bei Handhabung der 25%igen Essigsäure Handschuhe und Schutzbrille tragen! Diese Konzentration ist hoch und zeigt einen deutlichen Effekt. In einem fort-geschrittenen Experiment kann man auch eine Konzentrations-reihe machen.
Dünger	Herkömmlichen Blumendünger verwenden, Dosierung nach Anweisung des Herstellers. Wenn auf der Packung angegeben, auch die Inhaltsstoffe aufschreiben.	Wir haben in der Laufzeit des Experiments keinen Effekt gesehen. Man könnte die doppelte oder dreifache Dosis verwenden um Effekt der Überdüngung zu zeigen. Ein positiver Effekt des Düngers wird vermutlich erst in späteren Stadien des Wachstums erkennbar.

Experiment

Vom ersten Tag an notieren:
Uhrzeit der Messung (möglichst, aber nicht zwingend immer die gleiche Uhrzeit)
Temperatur (vom Thermometer auf dem Tablett)
Lichtverhältnisse am Standort (Sonne, starke Sonne, trübes Wetter usw.)
Gewicht jedes Topfes.
Größe der Pflanze. (in den erster Tagen: 0cm)

Ab Tag 2 werden alle Töpfe mit reinem Wasser bis zum Ursprungsgewicht (an Tag 1) aufgefüllt: Gewicht Tag 1 – Gewicht Tag 2 = Menge an nachzufüllendem Wasser. Das Nachfüllen kann mit einer Messpipette durchgeführt werden (1ml Wasser = 1g) oder auf der Waage bis das Gewicht von Tag1 erreicht ist.. Menge an Wasser für jeden Topf notieren!
Töpfe fotografisch dokumentieren (beachte, dass man die Beschriftung auf dem Foto lesen kann!). Die fotografische Dokumentation ist, vor allem in den ersten Tagen, nicht täglich erforderlich.

An Tag 5 oder 6 brechen die Keime sichtbar aus der Erde hervor.

Bis Tag 10 alle Töpfe nur mit Wasser gießen bis die Pflanzen 1 bis 2 cm groß sind (Größe an der Messlatte ablesen und notieren).

Ab Tag 11 mit der „Behandlung“ beginnen, d.h. die verschiedene Gießflüssigkeiten einsetzen. Jeweils die genaue Menge an Gießflüssigkeit notieren (auffüllen bis zum Ursprungsgewicht an Tag 1)! Als Anhaltspunkt: der Flüssigkeitsverlust durch Verdunstung und Wasseraufnahme der Pflanze hängt von der Sonneneinstrahlung und Temperatur ab. Er liegt pro Tag bei etwa 3 bis 7ml.
Jeden Tag alle Daten und Beobachtungen sorgfältig notieren!
Z.B.: werden die Blätter schlaff? Haben sie gelbe Spitzen? Tritt Schimmel auf? Sieht man Insektenfraß oder Blattläuse? Auch wenn versehentlich zu viel oder die falsche Gießflüssigkeit benutzt wurde: unbedingt dokumentieren!

Ab Tag 11 die Pflanzen möglichst täglich fotografieren! Auf dem Foto können alle Pflanzen gleichzeitig erfasst werden. Bei besonderen Beobachtungen diesen Topf zusammen mit der Kontrollpflanze einzeln fotografieren.

Wenn Pflanzen abgestorben sind (bei Essig, Salz, Spülmittel) wird dieser Topf aus dem Experiment genommen. Der Topf wird auf einem Küchenpapier ausgeschüttet und die Pflanze vorsichtig von Erde gesäubert. Anschließend wird die Pflanze mit Wasser abgewaschen und auf einem frischen Küchenpapier kurz getrocknet. Von der gesamten Pflanze (Wurzel und Sproß) wird ein Foto mit Zentimetermaß (oder auf Millimeterpapier) gemacht und die Pflanze auf der Küchenwaage gewogen.
Hier fehlt eigentlich eine wichtige Kontrolle! Ist das jemandem aufgefallen?

Voraussichtliche Ergebnisse

Im unserem ersten Pilotexperiment waren die mit Essigsäure behandelten Pflanzen bereits nach zwei Tagen gelb und nach vier Tagen tot.
Die mit der Salzlösung Pflanzen waren ebenfalls zwei Tage nach Beginn der Behandlung gelb und nach fünf Tagen tot.
Die mit Spülmittel gegossenen Pflanzen zeigten vier Tage nach Beginn der Behandlung braune/gelbe Blattspitzen und waren nach acht Tagen tot.
Sie auf Sand gezogenen Pflanzen waren nach 18 Tagen schlaff und nach 20 Tagen tot.
Die mit Dünger gegossenen Pflanzen zeigten im Laufe des Experiments keine Veränderung im Vergleich zur Kontrolle (Pflanzen auf Erde und nur mit Wasser gegossen.)

Abschluss des Experiments

Das Experiment kann nach ca. 18 Tagen beendet werden. Bis dahin sind bei Sand, Dünger und der Wasserkontrolle wahrscheinlich keine wesentlichen Unterschiede zu erkennen.
Die Pflanzen werden, wie oben beschrieben, aus dem Topf genommen, gereinigt, vermessen und gewogen.
Schüler können auf Wunsch Pflanzen mit nachhause nehmen und weiter beobachten und versorgen. Bei Interesse kann einmal wöchentlich über die Entwicklung berichtet werden.

Auswertung

Jede Gruppe wertet ihre eigenen Ergebnisse aus und versucht sie zu erklären. Dann werden gemeinsam die Ergebnisse und die Schlussfolgerungen diskutiert.
Anschließend werden die Ergebnisse aller Gruppen zusammengefasst: Größe und Gewicht der Pflanzen, wann sind sie abgestorben? Durchschnittsgewichte und Durchschnittsgrößen werden als Tabelle oder als Grafik dargestellt.
Gibt es Unterschiede zwischen den Gruppen? Wie sind die zu erklären?
In höheren Klassen können noch Fehlerrechnung und weitere statistische Berechnungen durchgeführt werden (Biologie ist auch Mathematik!).

Was können wir biologisch lernen?

Salz im Boden oder im Gießwasser lässt Pflanzen verdursten obwohl genügend Wasser vorhanden ist! Je nach Altersstufe kann der osmotische Druck erklärt werden oder auch auf Effekte von Streusalz im Winter eingegangen werden.

Säure im Boden oder im Gießwasser schädigt die Zellen. Auch bei deutlich geringeren Konzentrationen werden Nährstoffe gelöst und ausgewaschen und stehen der Pflanze nicht mehr zur Verfügung. Essigsäure wird auch zur Unkrautvernichtung eingesetzt. Man muss aber sehr sparsam damit umgehen um den Boden nicht langfristig zu versauern.

Spülmittel (Detergenzien) schädigen die Wachsschicht auf Blättern und die Membran der Zellen.

Dünger versorgt die Pflanze mit Nährstoffen. In dem Experiment sieht man keinen Effekt, weil ausreichend Nährstoffe in der Blumenerde enthalten sind. Wenn man das Experiment über längere Zeit bis zur erwachsenen Pflanze und zur Reife der Früchte fortführt, wird man wahrscheinlich ein besseres Wachstum sehen. Auch eine Überdüngung kann zur Schädigung der Pflanzen führen. Zu viel Nährstoffe (z.B. Nitrat, Phosphat) verursacht braune Blattspitzen und kann die Wurzeln schädigen.

Sand ist sehr arm an Nährstoffen. Die Pflanzen verhungern nach einiger Zeit.

Was können wir fürs Experimentieren lernen?

Biologie ist die Wissenschaft des Lebens. Sie hält sich nicht an Schulstunden, Wochenenden und Feiertage! Hund und Goldhamster müssen auch am Wochenende gefüttert werden! Wenn man etwas über das Leben lernen will, muss man sich auch mal zu ungewöhnlichen Zeiten um ein Experiment kümmern.

Zeitabläufe in der Biologie kann man nicht beliebig ändern. Pflanzen und Tiere brauchen Zeit zu wachsen und sich zu entwickeln. Dieses Experiment dauert etwa drei Wochen – wenn man sich einen Tag nicht darum kümmert, kann die ganze Arbeit vergeblich gewesen sein. Das erfordert Geduld, Ausdauer und Zuverlässigkeit.

Jedes Experiment liefert ein Ergebnis! Ob das Ergebnis eine wahre Aussage ist, weiss man aber erst, wenn unter den gleichen Bedingungen immer wieder das gleiche Ergebnis herauskommt. Das heißt, ein Ergebnis muss reproduzierbar sein. Hier machen wir die Reproduktion, indem mehrere Gruppen das gleiche Experiment unabhängig voneinander durchführen.

Für jedes Experiment braucht man eine oder mehrere Kontrollen. Das heißt hier, dass wir die behandelten Pflanzen mit einer unbehandelten vergleichen. „Unbehandelt“ bedeutet hier, dass die Kontrollpflanze nur mit Wasser ohne Zusatzstoffe gegossen wird. Ohne den Vergleich können wir den Effekt der Zusatzstoffe nicht beurteilen. Für jedes Experiment braucht man eine ausführliche Dokumentation. Man muss alles aufschreiben was man getan hat und jede Beobachtung notieren. Erst am Ende kann sich herausstellen, was davon wichtig war.

Vorschläge für weitere Experimente

Das Experiment „Pflanzenwachstum“ kann unendlich erweitert und an alle Altersstufen angepasst werden.

Für Grundschulkinder kann es auf die Beobachtung der Keimung und die Pflege einer Pflanze reduziert werden. Ein paar Tage nach der Keimung können Schüler ihre Pflanze im Topf mit nachhause nehmen und dort (vielleicht) bis zur Blüte oder gar bis zu reifen Erbsen bringen. Wenn Zeit zur Verfügung steht, könnten sie wöchentlich über ihre Pflanze berichten und weitere Hinweise zur Pflege bekommen (z.B. Dünger, Stützstab).

Schüler sollen im Vorfeld des Experiments motiviert werden, eigene Ideen zu entwickeln, was man sonst noch untersuchen kann. So kann eine Gruppe einen weiteren Topf mit ihrem eigenen Versuchsvorschlag bearbeiten. Es ist naheliegend, dann auch gleich Hypothesen aufzustellen: was kann man bei dem Versuchsvorschlag erwarten? Eine Hypothese wird durch ein Experiment bestätigt oder verworfen.

Erweiterungen können z.B. verschiedene Substrate sein:
Torf enthält kaum Nährstoffe, die Effekte werden jedoch erst bei längerem Wachstum nach der Keimung sichtbar.
Kompost ist reich an Nährstoffen. Wenn er aus der Kompostkiste im eigenen Garten kommt, kann er aber auch Samen von Unkräutern und Eier/Larven von Pflanzenschädlingen enthalten. Man kann einen Topf mit frischem Kompost ansetzen und einen weiteren mit Kompost, der in der Mikrowelle erhitzt wurde (d. h. Unkrautsamen und Insekteneier werden abgetötet).
Plastik ist gewiss nicht gut für die Umwelt. Aber hat es einen direkten Effekt auf das Pflanzenwachstum? Plastik (z.B. weiche PET Flaschen) mit Stabmixer grob häckseln (Schutzbrille tragen!) und 1 : 1 Mit Blumenerde mischen. Wachstum mit einer Kontrolle vergleichen.

Im Basisexperiment wurden hohe Konzentrationen an Salz, Essigsäure und Spülmittel eingesetzt, sie sehr schnell zum Tod der Pflanzen führte. Mit einer Konzentrationsreihe (1/2,1/4, 1/8, 1/16 der Konzentration im Basisexperiment verwenden) kann man feststellen, welche Konzentration gerade noch von einer Pflanze verkraftet wird.

Licht ist ein wesentlicher Faktor für Pflanzenwuchs. Was passiert, wenn man eine Pflanze in der Dunkelheit keimen und wachsen lässt? Das Experiment kann ganz einfach gemacht werden, indem man einen Pappkarton über einen der Töpfe stülpt.
In höheren Klassen kann eine Beleuchtung mit LEDs in verschiedenen Farben (rot, blau, grün etc.) in die Pappkartons eingebaut werden. Damit kann man feststellen, welche Wellenlängen zum Pflanzenwachstum beitragen.

Ökologische Aspekte können bearbeitet werden, indem man Bodenproben von verschiedenen Standorten in einer Stadt nimmt (Straßenrand, Garten, Müllhalde, Wald, landwirtschaftliche Fläche). Ein solcher Versuch gibt erste Anhaltspunkte. Um belastbare Aussagen treffen zu können, müssen allerdings größere Studien durchgeführt werden.

Ein weiterer, etwas ungewöhnlicher, Aspekt kann bearbeitet werden: Wissenschaftsgeschichte oder wie sich Wissenschaft entwickelt hat. Dazu empfehlen wir das frei zugängliche Buch „Die Keimung der Pflanzen“ von Georg August Tittmann (1821). Dazu ein Artikel zur Regulation der Pflanzenkeimung aus dem Jahr 2020. Wie unterscheiden sich die beiden Artikel? Was hat sich in den letzten 200 Jahren in der Wissenschaft geändert und was nicht?
Im Buch von Tittmann sind ganz am Ende viele biologische Handzeichnungen enthalten. Was sind die Vorteile, was die Nachteile solcher Zeichnungen im Vergleich zur Fotografie?

Dies sind nur Anregungen! Die Experimente, exakte Probenbeschreibung, Kontrollen und Versuchsdurchführung müssen jeweils mit den Schülern im Detail ausgearbeitet werden!

Wir freuen uns, wenn Sie uns Versuchsergebnisse und weitere Ideen mitteilen (info@biowisskomm.de). Wir nehmen das gerne in die Kommentare dieses Experiments auf oder erweitern die Versuchsbeschreibung!

Die Versuchsanweisung kann unter Nennung der Quelle (https://www.biowisskomm.de/category/experimente/) gerne weitergegeben werden.

Autor: Wolfgang Nellen, BioWissKomm
Abbildungen: Wolfgang Nellen, BioWissKomm