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

26.11.2009
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.

Tilo Arnhold

Mit seiner Expertise trägt das UFZ dazu bei, die Folgen des Klimawandels zu erforschen und Anpassungsstrategien zu entwickeln. Mehr dazu erfahren Sie in der Sonderausgabe des UFZ-Newsletters "In Sachen Klimawandel" unter http://www.ufz.de/index.php?de=10690 .

Publikation:
Carminati, A., Vetterlein, D., Weller, U., Vogel, H. J., Oswald, S. E. (2009):
When roots lose contact
Vadose Zone J. 8 (2), 805-809
http://dx.doi.org/10.2136/vzj2008.0147
Weitere fachliche Informationen:
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
Dr. Andrea Carminati, Prof. Dr. Sascha Oswald
Department Hydrogeologie
Telefon: 0341-235-1996, - 1253
http://www.ufz.de/index.php?de=12117
http://www.ufz.de/index.php?de=4228
und
PD Dr. Doris Vetterlein, Dr. Ulrich Weller, PD Dr. Hans-Jörg Vogel
Department Bodenphysik
Telefon: 0345-558-5415, -5411, -5403
http://www.ufz.de/index.php?de=5692
http://www.ufz.de/index.php?de=6180
http://www.ufz.de/index.php?de=6171
oder über
Tilo Arnhold (UFZ-Pressestelle)
Telefon: 0341-235-1635
E-mail: presse@ufz.de
Im Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) erforschen Wissenschaftler die Ursachen und Folgen der weit reichenden Veränderungen der Umwelt. Sie befassen sich mit Wasserressourcen, biologischer Vielfalt, den Folgen des Klimawandels und Anpassungsmöglichkeiten, Umwelt- und Biotechnologien, Bioenergie, dem Verhalten von Chemikalien in der Umwelt, ihrer Wirkung auf die Gesundheit, Modellierung und sozialwissenschaftlichen Fragestellungen. Ihr Leitmotiv: Unsere Forschung dient der nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen und hilft, diese Lebensgrundlagen unter dem Einfluss des globalen Wandels langfristig zu sichern. Das UFZ beschäftigt an den Standorten Leipzig, Halle und Magdeburg 900 Mitarbeiter. Es wird vom Bund sowie von Sachsen und Sachsen-Anhalt finanziert.

Die Helmholtz-Gemeinschaft leistet Beiträge zur Lösung großer und drängender Fragen von Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft durch wissenschaftliche Spitzenleistungen in sechs Forschungsbereichen: Energie, Erde und Umwelt, Gesundheit, Schlüsseltechnologien, Struktur der Materie, Verkehr und Weltraum. Die Helmholtz-Gemeinschaft ist mit fast 28.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in 16 Forschungszentren und einem Jahresbudget von rund 2,4 Milliarden Euro die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Ihre Arbeit steht in der Tradition des Naturforschers Hermann von Helmholtz (1821-1894).

Tilo Arnhold | Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.ufz.de/index.php?de=19116
http://www.ufz.de/data/newsletter_feb08_8086.pdf

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