Pflanzen legen Wasservorrat im Boden an

Forscher weisen erhöhte Wasserkonzentration im Wurzelbereich von Pflanzenarten nach

(pug) Im Wurzelbereich von Pflanzen ist die Wasserkonzentration im Boden höher als weiter von den Wurzeln entfernt. Das hat ein Team von Wissenschaftlern der amerikanischen University of California in Davis, der Universitäten Göttingen und Potsdam sowie des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung in Leipzig gezeigt. Bislang hatten die Forscher angenommen, dass es in unmittelbarer Nähe der Wurzeln weniger Wasser geben müsste, weil die Pflanze dem Boden das Wasser entzieht. Die neuen Erkenntnisse könnten langfristig bei der Zucht von Pflanzen helfen, die besser mit Trockenheitsperioden zurechtkommen, oder zur Entwicklung besserer Bewässerungssysteme beitragen. Die Untersuchungen fanden am Paul Scherrer Institut im schweizerischen Villigen statt. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift New Phytologist veröffentlicht.

Die Wurzel einer Pflanze verändert ihre unmittelbare Umgebung deutlich: In der sogenannten Rhizosphäre leben mehr Mikroorganismen als anderswo und die Konzentration an Metallen ist niedriger, weil die Pflanze dem Boden Metallionen entzieht. So ähnlich hatten sich das die Wissenschaftler bislang auch im Hinblick auf die Wasserkonzentration vorgestellt. Das internationale Forscherteam konnte diese Annahme nun widerlegen. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass der Boden im Umkreis von einigen Millimetern um die Wurzeln von Maispflanzen, Lupinen und Kichererbsen rund 30 Prozent mehr Wasser enthält als in weiterer Entfernung. Für ihre Untersuchungen nutzten die Forscher das Verfahren der Neutronentomografie. Neutronen bilden Wasser besonders deutlich ab, während Metall oder Sand für sie fast „durchsichtig“ sind. Auf diese Weise lässt sich die Verteilung des Wassers auf Bruchteile eines Millimeters genau zeigen, ohne dass die Pflanze aus dem Boden genommen werden muss.

„über die Frage, wie sich die Wasserkonzentration um die Wurzel herum erhöht, können wir derzeit nur spekulieren“, erklärt der Bodenphysiker Andrea Carminati von der Universität Göttingen. „Verantwortlich ist vermutlich eine gallertartige Substanz, die die Wurzel aussondert. Diese Substanz kann das Zehntausendfache ihres Trockengewichts an Wasser binden. So schafft sich die Pflanze möglicherweise einen Vorrat für kurze Trockenperioden.“ Nach Ansicht der Wissenschaftler reicht der Vorrat aus, um eine Zeitspanne von bis zu zwölf Stunden ohne Zufuhr von Wasser zu überbrücken. In der praktischen Anwendung könnten die Forschungsergebnisse helfen, Pflanzensorten zu züchten, die Trockenzeiten besser standhalten, oder Bewässerungssysteme zu entwickeln, in denen Pflanzen gerade soviel Wasser bekommen, dass sie keinen Schaden durch Trockenheit nehmen.

Originalveröffentlichung: Ahmad B. Moradi et al. Three-dimensional visualization and quantification of water content in the rhizosphere. New Phytologist (2011). Doi: 10.1111/j.1469-8137.2011.03826.x