Wenn Wurzeln den Kontakt verlieren - erstmals Schrumpfungsprozesse durch Trockenheit an lebenden Wurzeln im Boden beobachtet

Archivmeldung vom 27.11.2009

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Freigeschaltet durch Thorsten Schmitt

Bild: Dr. Ulrich Weller/UFZ

Pflanzenwurzeln können durch Trockenheit schrumpfen und dabei den Kontakt zum umgebenden Boden verlieren. Dieser Effekt wurde zwar schon lange vermutet, konnte aber erst jetzt mit Hilfe von Röntgencomputertomografie tatsächlich nachgewiesen werden.

Die Bildung eines Luftspaltes könnte den Pflanzen zunächst helfen, drohende Wasserverluste zu verhindern, wenn der Boden austrocknet, schreiben Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) im Fachblatt "Vadose Zone Journal".

Für ihre Studie hatten die Forscher Wurzeln der Weißen Lupine (Lupinus albus L.) in einem sandigen Boden untersucht und die Veränderungen an der Grenzfläche Boden-Wurzel bei Austrocknung und Wiederbewässerung einen Monat lang per Röntgencomputertomografie unter die Lupe genommen. Dabei zeigten sich Luftspalte, die bei Trockenheit durch das Schrumpfen der Wurzeln entstanden waren. "Diese Interaktionen zwischen der Bodenstruktur und den biologischen Aktivitäten machen die Schnittstelle zwischen Boden und Wurzeln zu einem komplexen, dynamischen Biomaterial, dessen Bedeutung erst langsam verstanden wird", erklärt Dr. Andrea Carminati vom UFZ.

Nach der Bewässerung schwollen die Wurzeln im Experiment wieder an und schlossen die Luftspalte teilweise wieder. Dennoch wurde der Kontakt im älteren Teil der Pfahlwurzeln nicht wieder vollständig hergestellt. Kann also starke Trockenheit den Kontakt der Wurzeln zum Boden dauerhaft schädigen und damit die Wasser- und Nährstoffaufnahme der Pflanzen behindern? Oder können die Pflanzen den Kontakt doch wiederherstellen? Fragen, die vor dem Hintergrund des Klimawandels und den im Nordosten Deutschlands erwarteten trockeneren Sommern große Bedeutung für die Landwirtschaft haben. Deshalb wollen die Bodenforscher vom UFZ die Interaktionen von Pflanzenwurzeln per Röntgengerät weiter untersuchen.

Quelle: Tilo Arnhold Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)