Pflanzenanzucht als MINT-Projekt für Kinder: messen, vergleichen, mikroskopieren

Kresse säen, gießen, zuschauen: Dabei bleibt es in vielen Pflanzenprojekten mit Kindern. Ein Experiment wird daraus erst, wenn die Kinder eine Frage stellen, eine Bedingung verändern und aufschreiben, was passiert. Ich lege deshalb vor der Aussaat mit den Kindern fest, was wir herausfinden wollen, und schreibe die Frage oben auf das Protokollblatt.

Ein Labor brauchst du dafür nicht. Lineal, Thermometer, Protokollblatt und ein einfaches Mikroskop reichen, damit Kinder messen, vergleichen, auswerten und ihre Ergebnisse vorstellen können.

Was brauchen Pflanzen zum Wachsen? Die Antwort für die Grundschule

Die kurze Antwort lautet: Pflanzen brauchen Licht, Wasser, Luft, Wärme und Nährstoffe. Dazu kommt eine Erde, die den Wurzeln Halt gibt und ihre Versorgung mit Luft, Wasser und Nährstoffen sichert. Jedes dieser Bedürfnisse können Kinder mit einer einfachen Beobachtung überprüfen.

Die letzte Zeile hat Folgen für die Versuchsplanung. Kressesamen bringen Nährstoffreserven mit, deshalb kann Kresse in der ersten Wachstumsphase auf feuchter Watte wachsen. Ein Vergleich zeigt aber nur, worin sich die Gruppen unterscheiden. Solange beide vom Samenvorrat leben, kann ein Nährstoffversuch deshalb wenig zeigen. Für die Kinder lautet die Forschungsfrage dann: Sieht die Gruppe auf Erde irgendwann anders aus als die auf Watte, und wenn ja, ab wann?

Welche Pflanzen eignen sich für welches Alter?

Wähle die Art danach aus, wie lange die Kinder auf ein Ergebnis warten können. Für Kindergartenkinder nehme ich Gartenkresse: Auf feuchtem Küchenpapier lässt sie sich unter geeigneten Zimmerbedingungen nach etwa einer Woche ernten. Grundschulkinder können mit Sonnenblumen und Tagetes über längere Zeit Höhen messen und Keimtage zählen.

Mit Tagetes lässt sich die Angabe auf der Tüte selbst überprüfen: Die Kinder notieren die Temperatur am Standort und zählen die Tage bis zum ersten Keimling.

Bei den Gefäßen zählt für den Versuch, dass alle Gruppen dasselbe Modell bekommen und überschüssiges Gießwasser ablaufen kann. Die Grundlagen dazu stehen im Überblick über Gefäße, Abdeckungen und Gewächshaus bei der Anzucht.

Das Säen selbst ist schnell erklärt: Erde anfeuchten, Samen ablegen, bedecken, mit der Sprühflasche feucht halten und jede Schale sofort beschriften. Als allgemeine Orientierung werden Samen höchstens mit ihrer dreifachen Stärke mit Erde bedeckt, bei Ausnahmen gilt die Anleitung auf der Saatguttüte. Die einzelnen Handgriffe erklärt derselbe Überblick in den Abschnitten zu Keimbedingungen und Anzuchterde.

Wie wird aus der Aussaat ein Vergleichsversuch?

Ein Vergleichsversuch braucht zwei Gruppen, die sich in genau einer Bedingung unterscheiden. Beim Lichtvergleich ändern sich nur die Lichtbedingungen, während Erde, Wassergaben und Temperatur gleich bleiben. Lass die Kinder vor dem Start aufschreiben, was sie erwarten. Am Ende prüfen sie, ob ihre Messwerte diese Vermutung stützen.

Ich säe für jede Gruppe mehrere Samen aus derselben Tüte, damit ein einzelner Ausfall nicht den ganzen Vergleich beendet.

Lichtversuch: heller oder dunkler Platz

Stell eine Gruppe an ein helles Fenster und die andere an einen dunkleren Platz im selben Raum. Bei Lichtmangel können Sämlinge lange, dünne Triebe entwickeln, und genau diese Länge messen die Kinder mit dem Lineal. Blattfarbe und Standfestigkeit halten sie zusätzlich in Worten fest.

Wärmeversuch: Keimt es im Warmen besser?

Für den Wärmeversuch stehen zwei Saatschalen gleich hell, aber unterschiedlich warm. An beiden Plätzen lesen die Kinder das Thermometer ab und zählen zu jedem Messtermin die gekeimten Samen. Welche Temperatur passt, hängt von der Art ab.

Mit Salat können die Kinder diese Frage selbst untersuchen: Keimen am kühleren Platz mehr Samen als am wärmeren?

Was messen die Kinder, und wie halten sie es fest?

Gemessen wird immer auf dieselbe Weise, sonst lassen sich die Werte nicht vergleichen. Ich markiere an jedem Topf die Stelle, an der das Lineal aufsetzt, und lasse bis zur Triebspitze messen. Leg vor dem Start fest, an welchen Tagen gemessen wird, und bleib bei derselben Tageszeit.

Neben der Höhe zählen die Kinder Blätter und gekeimte Samen. Für die Dokumentation eignen sich Fotos, Zeichnungen und ein Pflanztagebuch, dazu Tabellen und Diagramme zu Zeit und Wachstum.

Die Fingerprobe ist eine Messung ohne Gerät: Vor dem Gießen prüfen die Kinder mit dem Finger, ob die Erde gleichmäßig feucht ist. Bei torffreier Erde kann die Oberfläche schon trocken sein, während tiefere Schichten noch nass sind. Ich lasse die Töpfe deshalb zusätzlich auf die Küchenwaage stellen, und das Gewicht kommt als eigene Spalte ins Protokoll.

Keimquote: zählen und in Prozent umrechnen

Für die Keimprobe legen die Kinder je Sorte mindestens 20 Samen getrennt voneinander auf feuchtes Küchenpapier. Das Papier wird eingerollt und kommt in eine Tüte mit Luftlöchern. Als gekeimt zählt ein Samen, sobald eine Wurzelspitze, ein Spross oder ein Keimblatt zu sehen ist.

Wie lange die Probe läuft, hängt von der Art ab.

Vor der Endzählung kontrollieren die Kinder noch einmal nach und warten noch einige Tage, bevor das Ergebnis ins Protokoll kommt.

Ältere Kinder können ihr Ergebnis mit einem amtlichen Wert vergleichen: Die deutsche Saatgutverordnung nennt für Tomatensaatgut eine Mindestkeimfähigkeit von 75 % der reinen Körner. Diese Prüfung läuft allerdings unter kontrollierten, für die Art günstigen Laborbedingungen. Die Probe auf Küchenpapier ist deshalb ein Vergleichswert zum Rechnen und kein Urteil über das Saatgut.

Mathematik: Was machen die Kinder aus den Zahlen?

Aus der Protokolltabelle ergeben sich die Rechenaufgaben. Den Zuwachs berechnen die Kinder, indem sie den vorigen Messwert vom neuen abziehen. Für den Durchschnitt einer Gruppe zählen sie alle Höhen zusammen und teilen durch die Zahl der Pflanzen.

Im Diagramm steht die Zeit auf der waagerechten Achse und die Höhe auf der senkrechten. Jede Gruppe bekommt eine eigene Farbe, sodass sich helle und dunkle Gruppe direkt vergleichen lassen. Kindergartenkinder schneiden stattdessen Papierstreifen in der gemessenen Länge zu und kleben sie nebeneinander.

Beim Auswerten achte ich darauf, dass die Kinder Messergebnis und Erklärung trennen. „Die dunkle Gruppe ist länger“ ist ein Messergebnis. „Die Pflanze sucht das Licht“ ist eine Erklärung, die einen eigenen Versuch braucht.

Mikroskopieren: Wie werden Spaltöffnungen sichtbar?

Für den Blick auf die Blattoberfläche brauchst du durchsichtigen Nagellack und ein einfaches Mikroskop. Der Lack wird auf ein Blatt getupft und muss vollständig trocknen. Danach lässt sich der Film abziehen und auf einen Objektträger legen. Unter dem Mikroskop zeigt der Abdruck die Blattoberfläche mit ihren Spaltöffnungen.

Ich trage den Lack selbst auf und überlasse den Kindern das Abziehen des trockenen Films.

Zum Experiment wird die Mikroskopie durch eine Vergleichsfrage. Die Kinder nehmen je einen Abdruck von der Ober- und der Unterseite desselben Blattes und zählen die Spaltöffnungen im Bildausschnitt. Dabei bleibt die Vergrößerung bei beiden Abdrücken gleich. Das Ergebnis halten sie als Zeichnung fest und tragen die Zählung in die Tabelle ein.

Für jüngere Kinder reicht eine Lupe: An der Keimprobe auf Küchenpapier sehen sie Wurzelspitze, Spross und Keimblatt aus der Nähe.

Technik und Informatik: Was lässt sich bauen und digital festhalten?

Eine Dochtbewässerung bauen

Als Technikaufgabe eignet sich eine passive Dochtbewässerung. Ein Docht verbindet einen Wasservorrat mit der Erde im Topf und versorgt sie ohne Pumpe mit Wasser. Ob der Bau funktioniert, prüfen die Kinder mit der Fingerprobe: Die Erde soll gleichmäßig feucht und nicht nass sein.

Eine Einschränkung gehört dazu. Hängen mehrere Pflanzen an einer gemeinsamen automatischen Bewässerung, kann sie Pflanzen mit unterschiedlichem Wasserbedarf zu nass oder zu trocken halten. Die Fingerprobe bleibt deshalb auch mit Docht Teil des Protokolls.

Fotos, Tabellen und Zeitraffer

Für die digitale Dokumentation reicht ein Smartphone. Die Kinder fotografieren ihre Pflanzen zu jedem Messtermin vom selben Standpunkt, am besten mit einem Lineal im Bild. Aus der Bildreihe entsteht ein Zeitraffer, und die Messwerte kommen in eine Tabellenkalkulation, die daraus das Diagramm zeichnet.

Thermometer, Hygrometer und Lichtmessung

Im Mini-Gewächshaus eignen sich ein Minimum-Maximum-Thermometer und ein Hygrometer für die Klimakontrolle. Die Kinder lesen den höchsten und den niedrigsten Wert ab und tragen beide ins Protokoll ein.

Arbeitet der Versuch mit einer Pflanzenlampe, gehört auch die Messgröße zum Thema. Die Luxangabe orientiert sich am menschlichen Helligkeitsempfinden. Für die Bewertung von Pflanzenlampen ist deshalb die fotosynthetisch aktive Photonenflussdichte PPFD geeigneter, angegeben in µmol/m²/s. Wie Jungpflanzen auf unterschiedliche Lichtspektren reagieren, hängt außerdem von Art und Sorte ab. Ein Versuch mit farbigem Licht gilt also nur für die getestete Sorte.

Achte dabei auf den Abstand. Wachsen Pflanzen zu nah an eine LED heran, die sich nicht hoch genug verstellen lässt, können hohe Belichtungsintensitäten ihre Blätter schädigen.

Wie stellen Kinder ihre Ergebnisse vor?

Am Ende stellen die Kinder ihre eigenen Beobachtungsdaten vor. Ein Plakat folgt dabei immer derselben Reihenfolge: Frage, Vermutung, Aufbau, Messwerte, Ergebnis. Als letzten Punkt lasse ich die Kinder aufschreiben, was sie beim nächsten Versuch anders machen würden.

Auch ein Versuch, bei dem wenig gekeimt ist, lässt sich so vorstellen. Die Kinder suchen dann im Protokoll nach möglichen Gründen, etwa in der Temperatur am Standort oder im Ergebnis der Fingerprobe.

Soll das Projekt in der Schule laufen, kommen Lehrplan, Fächer, Klassenorganisation und Bewertung dazu. Diese Fragen behandelt ein eigener Ratgeber, wie du Anzuchtschalen als Unterrichtsprojekt in der Schule einsetzt.

Was dürfen Kinder probieren und was nicht?

Ein Anzuchtversuch ist zuerst ein Beobachtungsversuch. Ob am Ende etwas gegessen wird, entscheidest du für jede Pflanze einzeln und vor der Aussaat.

Achtung

Feuerbohnen sind roh giftig und werden im Versuch nicht gegessen. Auch Samen und Hülsen grüner Gartenbohnen dürfen wegen des enthaltenen Phasins nicht roh gegessen werden. Sprossen isst du nur vollständig durcherhitzt, auch selbst gezogene, denn Waschen entfernt Krankheitserreger nicht zuverlässig. Für kleine Kinder, Schwangere, ältere Menschen und alle mit geschwächter Immunabwehr gilt das ohne Ausnahme. Tomaten, Paprika und Auberginen eignen sich wegen giftiger Inhaltsstoffe nicht als essbare Microgreens.

Alle anderen waschen Sprossen vor dem Essen gründlich und verbrauchen sie möglichst schnell. Das verringert die Keimbelastung, beseitigt sie aber nicht. Mit Kindergartenkindern plane ich den Kresseversuch deshalb als reinen Beobachtungsversuch.

Mit Beizmitteln behandeltes Saatgut muss von Kindern ferngehalten werden und darf weder gegessen noch verfüttert werden. Wird in Kita oder Schule gemeinsam etwas zubereitet, waschen sich vorher alle die Hände.

Wie geht es nach dem Versuch weiter?

Aus dem Fensterbank-Versuch kann ein Beet werden. Vorgezogene Tagetes der ‘Bonita Mischung’ kommen dabei nicht vor Mitte Mai ins Freiland. Die Kinder messen die Fläche aus, zeichnen sie und planen mit dir, wie das Beet im Beetplaner aufgeteilt wird. Vorher lohnt sich ein Blick darauf, welche Kulturen als Nachbarn zusammenpassen. Mischkultur unterstützt die Pflanzen, sie garantiert nichts.